Notions dHydrologie

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Notions dHydrologie

• Qualité des données disponibles
• Analyse des données
• Passage pluies-débits

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Objectifs

• Dimensionnement dun ouvrage
• Calibrage dun cours deau, pont, canal dusine,
  etc.
• Gestion dune retenue
• Dimensionnement dun évacuateur de crues
• Prévision de crues ou de tarissement
• Protection, navigabilité
• Influence des aménagements sur les débits
• Drainage, urbanisation, cultures

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Données disponibles

• Débits (journaliers, mensuels, annuels)
• 2000 points de mesure (Ministère de
  lagriculture, EDF, etc. - Banque AHRMA)
• Pluies
• 5000 points de mesure sur 50 à 60 ans
  (Météorologie Nationale)
• Autres
• Températures, humidité relative, évaporation,
  etc.
• Problème de qualité et de quantité (dans le temps
  et lespace) des données

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I. Analyse statistique des données (débits,
pluies..)

• Définitions
• X variable aléatoire à étudier (pluie, débit..)
• F(X) fonction de répartition ou de  non
  dépassement  Probabilité pour que X soit
  inférieure ou égale à X0
• P(X) 1 F(X) fonction de dépassement
• Temps de retour T 1/P
• Moyenne, moments dordre 2 ou 3

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Fonction expérimentale de répartition

• Pour des données classées par ordre croissant
• Crue  décennale, centenale, millenale  T
  10, 100, 1000 ans

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Ajustement des données expérimentales sur une loi
statistique

• GIBRAT-GALTON
• GOODRICH
• PEARSON III
• GUMBEL et FRECHET

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Application Niger (1907-1973)
Gumbel
Frechet
T P(x) F(x)
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Application Niger (1907-1973)
Gibrat- Galton
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Estimation de lajustement expérimentalTest du ?2

• Soit un échantillon de N valeurs, avec une loi de
  répartition F(X)
• On divise léchantillon en k classes contenant
  chacune ni (gt 5) valeurs expérimentales
• On calcule le nombre théorique ui de valeurs
  donné par la loi de répartition dans la classe i
• ui N F(Xi) F(Xi1)
• Ajustement satisfaisant si la probabilité P(C2)
  de dépassement (Tab. de Pearson) est supérieure à
  0.05

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II. Réponse hydrologique dun bassin versant

• Episode pluvieux Dt t.q. PgtP0
• P pluie cumulée
• Lame deau V/SBV
• Pluviogramme P(t), hyétogramme dP/dt, hydrogramme
  Q(t)

Tm

• Tm temps de montée de crue
• TcTemps de concentration du bassin

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Répartition de la pluie

• Répartition de la pluie en écoulement
• de ruissellement (surface),
• de sub-surface
• Profond

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Influence de la végétation et des conditions
initiales et passage des pluies aux débits
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Méthode  rationnelle  de calcul du débit

• Intensité de laverse uniforme dans le temps et
  sur tout le bassin
• Durée de laverse temps de concentration du
  bassin
• Fréquence doccurrence du débit de pointe
  fréquence de la pluie

• Q K SBVn (K0.2.1.3) (n0.67.0.91)
• Q 0.278 CISBV (SBV lt 4 km2)
• Q débit (m3/s) SBV (ha)
• C coefficient de ruissellement (uniforme et
  constant)
• I intensité de laverse de durée gt Tc (mm/h)
• Tc donné par différentes expressions
  semi-empiriques
• en fonction de la pente moyenne du BV, de la
  dimension maxi du BV, du coefficient de
  ruissellement, etc.

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Méthode de lhydrogramme unitaire (1)

• On établit la correspondance entre une averse
   unitaire  et le débit correspondant
• Plusieurs observations daverses et de crues
• On détermine laverse unitaire suffisante pour
  provoquer un ruissellement, avec un maximum
  unique
• On relie laverse à un hydrogramme de
  ruissellement
• Pour déterminer la crue de fréquence p, on
  découpe laverse de même fréquence en phénomènes
  unitaires
• On recombine les hydrogrammes qui en résultent en
  les affectant dun coef. de ruissellement déduit
  du rapport entre volume hydro et hyeto
• En labsence de données, possibilité dutiliser
  la formule de Montana pour fixer la
  correspondance hyéto-hydro

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Méthode de lhydrogramme unitaire (2)
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Méthode du gradex

• Pluies de durée supérieure au temps de base du
  ruissellement
• Pour les périodes longues (gt 50 ans), la
  distribution des pluies maximales suit une
  statistique de Gumbel. Au delà dun certain
  seuil, les pluies provoquent un débit
  correspondant au volume écoulé

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Bibliographie succincte

• Van Tuu N. 1981. Hydraulique routière, Pub. Min.
  Coopération et Développement, B.C.E.O.M.
• Roche M. 1963. Hydrologie de surface, Gauthier
  Villars
• Remenieras G. 1986. Hydrologie de lingénieur,
  Eyrolles
• Ven Te Chow 1964. Handbook of applied hydrology,
  Mc Graw Hill
• CEMAGREF 1977. Technique des barrages en
  aménagement rural, Min. Agriculture, Service de
  lHydraulique