L'étude de la disponibilité de la ressource en eau implique la mise en oeuvre de modèles hydrologiques capables de quantifier les différents termes du bilan en eau d'un bassin versant soumis aux pressions anthropiques et climatiques. Dans cette perspective, HydroSciences Montpellier a développé HDSM, Hydrological Distributed Snow Model, un modèle hydrologique conceptuel basé sur les principes suivants: 1) prise en compte de la variabilité spatiale du forçage climatique et des processus par une discrétisation en mailles rectangulaires; 2) modélisation au pas de temps mensuel ou journalier ; 3) modélisation simple et robuste des processus de production (modèle GR), de propagation (modèle réservoirs) et/ou de la fonte de la neige et glace (modèle degré-jour); 4) prise en compte des dépressions topographiques pour une simulation dynamique des lacs et plaines d'inondations; 5) calage des paramètres sur les variables hydrologiques (débits, h lac) et/ou de couvert neigeux (produit neige MODIS) par la méthode LHS (Latin Hypercube Sampling). HDSM a été appliqué dans deux contextes hydrologiques très contrastés.
En Afrique de l'Ouest, le bassin versant du lac Tchad (BVLT) s'étend sur une surface de 2.5 M km² . La complexité de son fonctionnement est principalement due à sa grande superficie, à la forte variabilité spatiale du forçage climatique et au découplage géographique entre alimentation du lac, liée aux précipitations équatoriales , et aux pertes par évaporation au niveau du lac plus au Nord. La dynamique du BVLT a été modélisée au pas de temps mensuel afin de rendre compte des variations extrêmes de surface du lac, que ce soit à l'actuel (diminution de 25 000 km² à 5 000 km² depuis les années 70) ou dans le passé (extension à 350 000 km² à l'Holocène humide à 6000 ans BP, le Méga Tchad). Après un calage à l'actuel, une série de simulations, forcées par 11 sorties GCM de l'expérience PMIP2 à 6kyBP, a été réalisée. Les résultats de simulation de la surface du lac montrent que les climats générés par ces GCM ne permettent pas de reconstituer la superficie du lac. Des simulations supplémentaires ont montré la nécessité de prendre en compte l'augmentation de la précipitation liée à la rétroaction des lacs et zones humides pour simuler un état du lac proche de celui du Méga Tchad.
En zone montagneuse, la quantification des apports d'eau par fonte des glaciers et des neiges est un point clef dans une perspective de changement climatique. Le modèle HDSM a été mis en oeuvre sur le bassin de la Dudh Koshi (Népal) d'une superficie de 3 700 km². Le calage du module « neige » a permis une bonne simulation du couvert neigeux par comparaison avec le produit neige MODIS. Ces résultats ont mis l'accent sur un paramètre important: la neige fugace. Cependant, le peu d'observations « pluie » disponibles et la qualité moyenne des produits précipitation tels que APHRODITE conduisent à une sous estimation des précipitations sur le bassin, et par là même à une sous estimation des volumes écoulés simulés à l'exutoire du BV.