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HYDROLOGIE

Les débits des cours d'eau

La série chronologique des débits observés pendant une durée suffisamment longue, en une ou plusieurs sections d'un cours d'eau, constitue l'information hydrologique de base concernant ce cours d'eau. La plupart des pays du monde ont établi sur leur réseau hydrographique des réseaux de mesure, constitués d'un ensemble de stations de jaugeage, pour recueillir cette information. La formation d'un personnel compétent, l'entretien des réseaux, la constitution de banques de données ne sont cependant pas gratuits et leur rentabilité n'est pas toujours évidente aux yeux d'administrations souvent soucieuses de rationalisation sous forme d'économies qui risquent d'affecter la quantité, la continuité et la qualité de l'information recueillie. On ne dira jamais assez la valeur de cette information, indispensable à tout projet d' aménagement et sans laquelle les développements les plus élaborés de l'hydrologie moderne ne seraient que bavardages.

Mesure des débits

Tarage de la station de Parrieu-Bas

Tarage de la station de Parrieu-Bas

L'hydrogramme, courbe des débits en fonction du temps, Q = f (t ), à une station de jaugeage, se déduit, en général, de la courbe des hauteurs d'eau H(t ) au droit de cette station ; ces hauteurs d'eau sont lues par un observateur sur une échelle limnimétrique qui indique l'altitude du plan d'eau par rapport à un repère fixe, ou enregistrées d'une façon continue par un limnigraphe ou même transmises à un poste central par un système de télémesure. On déduit de la courbe des hauteurs d'eau H(t ) ainsi relevée celle des débits Q(t ), au moyen de la courbe de tarage Q(H) de la station ; celle-ci est établie expérimentalement en déterminant (en principe une fois pour toutes), par une série de jaugeages, les débits Q1, Q2, ..., Qn traversant la section de mesure de la station pour des cotes du plan d'eau H1, H2, ..., Hn, lues à son échelle limnimétrique et également réparties entre les plus hautes et les plus basses eaux.

Ces jaugeages sont, le plus souvent, effectués par intégration du champ des vitesses de l'écoulement dans une section droite du cours d'eau, judicieusement choisie sur le site de la station. Les vitesses de l'eau en divers points de cette section sont mesurées au moyen d'un moulinet hydrométrique, essentiellement constitué par une petite hélice mise en rotation par l'écoulement ; une courbe d'étalonnage permet d'obtenir la vitesse locale V de l'eau en fonction de la vitesse de rotation n du moulinet ; si dS est l'élément de la section droite siège de la vitesse V, le débit Q dans la section droite de superficie S est la somme des débits élémentaires, tels que VdS ; il est donné par l'intégrale double :

La méthode ci-dessus tend aujourd'hui à être remplacée, pour le jaugeage des petits et moyens cours d'eau, par les méthodes dites « de dilution ». Celles-ci consistent essentiellement à injecter dans une section du cours d'eau un très petit débit q, mesuré avec précision, d'une solution aqueuse d'un sel (bichromate de soude) de concentration C ; dans une section située suffisamment en aval de la section d'injection pour que la solution saline soit bien mélangée à l'écoulement, on prélève des échantillons de l'eau de la rivière et on titre la teneur en « sel injecté » de ces derniers. Si c est cette concentration, il est facile de montrer que le débit Q cherché a pour expression :

Pour les ruisseaux, et surtout pour les torrents de montagne, on utilise parfois des stations dont le dispositif de mesure est constitué par un déversoir (en mince paroi ou à large seuil) ou par un jaugeur à ressaut ; le débit est alors calculé à partir des « hauteurs d'eau » par les formules de l'hydraulique, et il n'est pas nécessaire de procéder[...]

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Écrit par

  • : docteur ès sciences Maître de recherche à l'école nationale supérieure des Mines de Paris
  • : Conseiller scientifique à la Direction des études et recherches, Electricité de France, professeur à l'Ecole normale du génie rural, des eaux et des forêts.

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Cycle de l'eau

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Séparation de l'hydrogramme

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Volume des phases de l'hydrosphère

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Autres références

  • AFRIQUE (Structure et milieu) - Géographie générale

    • Écrit par Roland POURTIER
    • 21 496 mots
    • 29 médias
    L'hydrologie africaine présente de très grands contrastes dans la répartition des ressources en eau opposant Afrique sèche et Afrique humide. Les cours d'eau, les lacs et les lignes de partage des eaux ont joué un rôle très important dans le tracé des frontières africaines. L'hydrographie...
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    ...les grandes voies de pénétration, c'est par eux que l'Amazonie a été explorée, conquise et exploitée. Ils sont le symbole et la fierté de ses habitants. Les études hydrologiques se développent pour mieux calculer les apports des fleuves à l'océan et mettre au point des modèles de prévision des crues. Il...
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    L'objectif d'un barrage étant de stocker un certain volume d'eau pour diverses utilisations, il faut donc se préoccuper, d'une part, des conditions de remplissage de la réserve envisagée et, d'autre part, de veiller à ce que l'ouvrage ne soit pas un obstacle au passage des crues qui risqueraient de...
  • EAU - Les défis de l'eau

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    La ressource en eau renouvelable de la planète est uniquement fournie par les précipitations annuelles sur les continents, qui sont estimées à 119 000 km3/an. Cela correspond en moyenne à une « lame d'eau » de pluie de l'ordre de 720 mm/an. Le devenir moyen de cette ressource est alors le suivant...
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Voir aussi