L’identification de la relation pluie/débit dans un bassin versant pour la prédiction de débit est un problème stimulant de par la difficulté à caractériser un modèle les décrivant dans leur ensemble. Les modèles conceptuels, basés sur les lois et modèles hydrauliques simples sont souvent limités dans la précision de la prédiction qu’ils offrent. L’objectif de cet article est d’une part de montrer l’intérêt des modèles non linéaires de type Linéaires à Paramètres Variants (LPV) par rapport aux modèles linéaires, ainsi que la différence de qualité dans les résultats obtenus selon la méthode employée pour l’identification d’un modèle donné. D’autre part, cet article propose et analyse plusieurs variables de séquencement dont dépendent les paramètres variants des modèles LPV pour représenter les bassins versants ruraux.