Soutenance du stage de terrain Mai 2011 Sujet: Détermination des débits en rivière Point sur les...

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Soutenance du stage de terrainMai 2011

Sujet:Détermination des débits en rivière

Point sur les méthodes et discussion des données obtenues en semaine 2 (critique, validation, comparaison des 2 méthodes)

Delaby Virginie - Launay Charlotte – Gillmé Nadine – L’orphelin Lucille – Parmentier Claire – Poulain Marie

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

L’arc prend sa source à Pourcieux et se jette dans l’étang de Berre.

Longueur = 83 km

De nombreux affluents: la Luynes, le grand Vallat, le grand Torrent, la petite Jouine…

Etang de Berre

Pourcieux

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

Bassin versant de l’Arc

Sa superficie = 780 km²

ZONE POURCENTAGE SURFACE TOTALE

Foret 48.95

Culture et prairie 36.1

Urbanisation de densité forte 3.5

Urbanisation de densité moyenne 10.5

Surface à nu 0.7

Surface en eau 0.25

Total 100

300 000 habitants (environ 400hab/km²)

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

But de la mesure du débit :

Prévoir les crues

Evaluer des flux de polluants (temps de parcours + dilution)

Prévoir les besoins en eaux

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

Sommaire

I - Les diverses méthodes de mesure de débit

II - Mesure du débit par la méthode des flotteurs

III - Mesure du débit par la méthode du nuage salin

IV - Comparaison et validation des deux méthodes

V - Conclusion

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

I. Les diverses méthodes de mesure de débit

Par mesures ponctuelles du débit:

- Jaugeage au micro moulinet : jaugeage par exploration du champ des vitesses

- Jaugeage aux flotteurs : le déplacement horizontal indique la vitesse de l'eau à la surface

- Jaugeage par dilution d'un traceur : utilisation du NaCl

- Courantomètre ( éléctromagnétique, ultra-son) : sonde électromagnétique qui convertit le signal électromagnétique en vitesse

- Méthode Ultrasonique à effet Doppler : La vitesse del’eau est mesurée à partir des particules en suspensiondans la colonne d'eau

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

I. Les diverses méthodes de mesure de débit

Par mesures ponctuelles du débit:

- Jaugeage au micro moulinet : jaugeage par exploration du champ des vitesses

- Jaugeage aux flotteurs : le déplacement horizontal indique la vitesse de l'eau à la surface

- Jaugeage par dilution d'un traceur : utilisation du NaCl

- Courantomètre ( éléctromagnétique, ultra-son) : sonde électromagnétique qui convertit le signal électromagnétique en vitesse

- Méthode Ultrasonique à effet Doppler : La vitesse del’eau est mesurée à partir des particules en suspensiondans la colonne d'eau

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

Par suivi des mesures de débit:

- Mesure volumétrique (Seuil, déversoir, canal venturi) : on obtient un régime critique.

Application des lois de l'hydraulique Q=f(h) : relation entre le débit et la hauteur au-dessus du seuil.

Pratique quand les débits sont très faibles

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

Méthodes de mesures des hauteurs d’eau

- Echelle limnimétrique : Règle graduée, permettant la lecture directe de la hauteur

d'eau.

- Codeurs à flotteurs : Les variations de hauteur d'eau entrainent un mouvement du

flotteur.

- Capteur de pression bulle à bulle : On détermine la hauteur d'eau grâce à la pression

qu'il faut pour faire sortir des bulles du tube.

• Sur le terrain : Utilisation d'un bâton gradué

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

Avantages

Inconvénients

Choix du secteur de mesure

Détermination de la section transversale S

II. La méthode des flotteurs

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

Détermination de la vitesse de l’écoulement

Traitement des données et calcul du débit

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

Présentation de la mesure

– Mesure du bruit de fond de l’environnement (ligne de base)

– Injection d’une masse m de sel

– Évolution temporelle de la conductivité

– -NaCl- = a.cond avec a=0,491 g.L-1.(mS.cm-1)-1

– Avec D=5*largeur du cours d’eau

D

III. La méthode du nuage salin

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

Calcul du débit

Avec Q : le débit en L par heure m : la masse de sel en g S : la surface de la courbe en mS/cm/h a : une constante a = 0,491 g/L*(mS/cm)-1

S

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

Choix du site

– Écoulements fortement turbulents• Mélange homogène

– Ajout d’un colorant (fluorescéine)

Injection du colorantInjection du colorant

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

IV. Comparaison et validation des deux méthodes

Les points de mesures

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

A08

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

A08

0,728 0,881

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1

débit (m3/s) Flotteurs

Nuage salin

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

A13

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

A13

2,080 2,582

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

1

débit (m3/s)Flotteurs

Nuage salin

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

A17

21

Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

A17

2,3321,713

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

1

débit (m3/s) Flotteurs

Nuage salin

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

PJ01

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

PJ01

0,027

0,042

0,00

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

1

débit (m3/s) Flotteurs

Nuage salin

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

GV04

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

GV04

0,184

0,210

0,00

0,04

0,08

0,12

0,16

0,20

1

débit (m3/s)Flotteurs

Nuage salin

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

Validation de la méthode

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Sommaire Les diverses méthodes

Méthode des flotteurs ComparaisonMéthode du

nuage salin ConclusionPrésentation

Deux méthodes- Avantages- Inconvénients

Validation (base HYDRO)

Débit spécifique : permet de visualiser les gains et les pertes de débit sur le bassin versant de L'Arc.

Débit spécifique = Débit / Surface du Bassin Versant

Débit spécifique de l'Arc = 2,180 L/s/km²

V. Conclusion

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Merci de votre attentionAvez-vous des questions?

Sources: -mesures de débits effectuées par les M1 SGE promotion 2010/2011- SABA : http://www.saba-arc.fr/ rapport de mars 2010 : suivi de la qualité des eaux et des milieux aquatiques de l’Arc et quelques affluents- -banque hydro-Ginger environnement et infrastructures juin 2010 :Etude de mise en cohérence des études hydrologiques et hydrauliques sur le bassin versant de l’arc-http://medhycos.mpl.ird.fr/en/data/hyd/Drobot/5C.htm-ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6705f/Index.htm- Espace pédagogique université Montpellier2 : PDF hydrométrie

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Annexe 1Les 21 sous-bassins versants

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Annexe 2

Flotteurs naturels

Feuilles, Bouts de bois, Branches, …

Flotteurs artificiels

Balles de ping pong lestées, Bouteilles lestées, Bâtons lestés, …

Tout corps artificiel ou naturel porté par l’eau, partiellement ou totalement immergé

Les différents types de flotteurs

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Méthode des flotteurs:• Hauteur d’eau H ± 1cm• Largeur l ± 5cm• Temps t ± 0,5s• Distance entre les 2 sections d ± 2cm

Méthode du nuage salin:• Masse de sel m ± 1%• Surface du pic (conductivité par

unité de temps) S ± 5%

Calcul des incertitudes

Annexe 3