Méthodologie et détail des calculs

hydrologiques

DEMANDE DE CREATION DE PLAN D’EAU

M.PELOUX HUGO

I.E.S INGENIEURS CONSEIL

AGROPOLE BP342

47931 AGEN CEDEX 9

TEL. : 05 53 77 21 45

Mail : contact@ies-ic.com

I.E.S Ingénieurs Conseil

DATE : JUIN 2017 REF : ENV/2015/C

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La méthodologie utilisée pour la détermination de l’incidence du projet sur le fonctionnement

du bassin versant est celle fixée par la DDT47. Elle se base sur la transposition de débits

spécifiques mesurés sur la station hydrométrique la plus proche vers les bassins versants

étudiés. Dans ce but, la formule suivante est utilisée :

Pour étudier le remplissage du lac de M. PELOUX sur la commune de Beaugas (47), les

volumes ruisselés sont estimés sur le bassin versant propre au lac, d’une superficie de 19.8 ha,

ainsi que sur le bassin versant de la Sône (au niveau du projet).

1. DONNEES HYDROLOGIQUES MISES EN ŒUVRE

Pour cette étude, les données sont issues de la station hydrométrique de Casseneuil (47), sur le

cours d’eau de la Lède. Les caractéristiques principales de cette station, située à 7 km du site

d’étude sont présentés ci-après (Tableau 1).

La Lède à Casseneuil (Banque Hydro)

Code station O8584010

Bassin versant 411 km²

Altitude 41 m

Régime influencé Fortement

en étiage

Débit quinquennal sec (m3/s) 1,4

Débit quinquennal sec spécifique (l/s/km²) 3,41

Tableau 1. Caractéristiques de la station hydrométrique de Casseneuil

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2. ESTIMATION DES DEBITS RUISSELES

En utilisant la formule précédemment citée, le débit spécifique de la Lède à Casseneuil peut

être transposé aux bassins versants étudiés.

Ainsi, en considérant le ruissellement sur les 18.9 ha de bassin versant propre au lac, le volume

annuel ruisselé est estimé à 20 324 m3, pour une année quinquennale sèche.

Le volume annuel écoulé sur le bassin versant du ruisseau non nommé (24 ha) sur lequel se

trouve le projet est estimé à 24 213 m3 (quinquennale sèche).

En ce qui concerne le bassin versant de la Sone, le volume annuel ruisselé pour une année

quinquennale sèche est évalué à 300 781 m3 au niveau du projet (bassin versant de 280 ha).

Pour établir une répartition mensuelle des écoulements, la répartition des débits mensuels

spécifiques de la Lède à Casseneuil est utilisée (Tableau 2).

Volumes mensuels ruisselés en année quinquennale sèche en m3

Oct. Nov. Déc. Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept. Année

Qsp (l/s/km²) 2,2 4,2 8,1 11,4 13,1 8,0 6,8 5,3 3,5 1,6 0,9 0,9 5,5

BV du lac 677 1293 2494 3511 4034 2464 2094 1632 1078 493 277 277 20324

BV du cours

d’eau 807 1541 2972 4182 4806 2935 2495 1944 1284 587 330 330 24213

BV de la

Sone (point

prélèvement) 10026 19141 36914 51953 59701 36458 30990 24154 15951 7292 4102 4102 300781

Tableau 2. Estimation des volumes mensuels écoulés sur le bassin versant du lac

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3. CALCUL DE L’INFLUENCE DU LAC SUR LES

BASSINS VERSANTS ETUDIES

3.1 Caractéristiques principales du lac et de son bassin versant

Le plan d’eau sera alimenté par les eaux de ruissellement de son propre bassin versant d’une

superficie d’environ 18,9 ha.

Les caractéristiques principales de la retenue utilisées pour cette étude sont reprises dans le

tableau ci-après (Tableau 3).

Lac existant

Volume du lac en milliers de m³ 29,4

Surface du lac en milliers de m²

(surface en eau) 9,1

Tableau 3. Surfaces et volumes des lacs

3.2 Evaporation à partir du lac

La présence du lac augmente les pertes en évaporation sur le bassin versant. L’évaporation

maximale à partir du lac est calculée en se basant sur les formules de Lugeon et Meyers et les

données météorologiques de la station d’Agen, de Marmande, de Cancon et de Bergerac. Le

niveau du lac variant au cours de l’année, le taux de remplissage du lac est également considéré

afin de déterminer les pertes volumiques engendrées par l’évaporation à partir de la surface du

lac (Tableau 4).

Volume évaporé à partir de la surface du lac (quinquennale sèche)

Oct. Nov. Déc. Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept. Année

Evapo max (mm) 64 36 27 27 36 53 61 79 96 118 118 95 811

Volume évaporé (m3) 47 26 51 90 193 353 490 722 697 472 276 72 3489

Tableau 4. Evaporation mensuelle à partir du lac en projet

Il apparait ainsi que l’évaporation à la surface du lac conduit à des pertes annuelles de 3 489 m3

d’eau, soit 403 mm si l’on ramène ce volume à la surface du lac.

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3.3 Irrigation

D’après les données fournies par le pétitionnaire, le projet devra fournir un volume annuel de

25 000 m3 en vue de l’irrigation de ses parcelles. Le tableau ci-après (Tableau 5) présente la

répartition des prélèvements qu’il est projeté d’effectuer sur la future retenue, afin de répondre

aux besoins de son exploitation.

Répartition des volumes prélevés pour l’irrigation (m3)

Oct Nov Déc Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept. Année

Volume 0 0 0 0 0 0 0 0 5000 10000 5000 5000 25000

Tableau 5. Volumes utilisés pour l’irrigation

3.4 Infiltration à travers le barrage du lac

La perméabilité des berges et du barrage sera supposée de l’ordre de 1.2x10-8m/s, soit 1

mm/jour.

Répartition des volumes prélevés liés à l’infiltration (m3)

Oct Nov Déc Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept. Année

Volume 23 22 60 104 148 207 240 282 218 124 72 23 1523

Tableau 6. Volumes perdus par infiltration

3.5 Taux de remplissage du lac

Au vu des contraintes spatiales du projet, il est projeté la création d’une retenue de 29 400 m3.

Un tel volume permettra d’exploiter les 25 000 m3 souhaités.

Le graphique suivant (Figure 1) illustre les taux de remplissage du lac étudié, pour chaque mois,

au cours d’une année quinquennale sèche, et en considérant les pertes et les prélèvements.

Figure 1. Taux de remplissage du lac projeté en année quinquennale sèche

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

8% 8%

21%

37%

58%

73%

88%

100%

80%

44%

26%

8%

Taux de remplissage du lac

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Durant une année quinquennale sèche, le niveau du lac est au maximum durant les mois d’avril

et mai. Le niveau de l’eau est minimum durant les mois de septembre et octobre, avec un taux

de remplissage minimal de 8 %, ce qui correspond à un fonctionnement de retenue tout à fait

acceptable.

3.6 Incidence sur le débit du bassin versant du projet

En tenant compte du volume intercepté par le projet (irrigation, évaporation et infiltration), le

débit à l’exutoire du bassin versant du projet peut être déterminé et comparé à celui initialement

observé.

Le projet se trouvant sur un cours d’eau, un débit réservé, correspondant au dixième du module,

et à minima 1 l/s devra être respecté. Dans le cas présent, le module du cours d’eau au droit de

la zone de projet est estimé à 1,03 l/s. Le débit réservé à respecter est donc de 1 l/s. Les calculs,

dont les résultats sont présentés dans le tableau suivant ont été réalisés en tenant compte de ce

débit réservé (Tableau 7).

Comparaison des débits à l’exutoire du bassin versant du lac (l/s) en année quinquennale sèche

Oct Nov Déc Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept. Année

Sans le

projet 0,25 0,50 0,93 1,31 1,67 0,92 0,81 0,61 0,42 0,18 0,10 0,11 0,65

Avec le

projet 0,25 0,50 0,93 1,00 1,00 0,92 0,81 0,77 0,42 0,18 0,10 0,11 0,58

Diminution 0,00% 0,00% 0,00% 23,70% 40,03% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 10,45%

Tableau 7. Comparaison des débits à l’exutoire du bassin versant du lac (l/s) en année quinquennale sèche

A l’échelle annuelle, le projet engendrera une perte des écoulements surfaciques sur bassin

versant d’environ 10,45 %, le volume intercepté étant estimé à 30 012 m3 sur les 49 165 m3

écoulés.

La visualisation de ces résultats sous forme de graphique (Figure 2) met en évidence une

diminution du pic d’écoulement, qui n’est plus que de 1,00 l/s contre 1,67 l/s sans le projet.

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Figure 2. Comparaison des débits observés à l’exutoire du bassin versant du lac, avec et sans le projet

Des conclusions similaires peuvent être tirées à l’exutoire du bassin versant du cours d’eau sur

lequel se trouve le projet (BV de 24 ha), et qui rejoint la Sône environ 250 m à l’aval de la zone

de projet. Les résultats obtenus sont présentés ci-après (Tableau 8).

Comparaison des débits à l’exutoire du bassin versant du cours d’eau affluent de la Sone (l/s) en année quinquennale sèche

Oct Nov Déc Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept. Année

Sans le

projet 0,30 0,59 1,11 1,56 1,99 1,10 0,96 0,73 0,50 0,22 0,12 0,13 0,78

Avec le

projet 0,30 0,59 1,11 1,25 1,32 1,10 0,96 0,89 0,50 0,22 0,12 0,13 0,71

Diminution 0,00% 0,00% 0,00% 19,90% 33,60% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 7,89%

Tableau 8. Comparaison des débits à l’exutoire du cours d’eau affluent de la Sône (l/s) en année quinquennale sèche

3.7 Incidence sur le débit du bassin versant de la Sone

Le projet se trouvant sur le bassin versant de la Sône, il aura une incidence sur ce dernier. De

plus, le bassin versant propre au projet étant insuffisant pour alimenter la retenue, il est projeté

un pompage complémentaire dans la Sône. Ce pompage sera réalisé de sorte à respecter le débit

réservé du cours d’eau. Il correspond au dixième du module et à minima 1 l/s. Au point de

prélèvement, le module de la Sone est estimé à 15,3 l/s, un débit réservé de 1,53 l/s devra donc

être respecté.

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

Déb

it r

uis

selé

l/s)

Comparaison des débits ruisselés à l'exutoire du bassin versant de projet

Débit ruisselé sans le lac

Débit ruisselé avec le lac

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La répartition des volumes prélevés dans la Sône (Tableau 9) a été calculée de sorte à respecter

ce débit réservé en tout temps, en considérant un pas de temps mensuel. A échelle annuelle le

volume prélevé dans la Sône s’élève à 28 000 m3.

Répartition des volumes pompés dans la Sone (m3)

Oct Nov Déc Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept. Année

Volume 0 0 4000 4000 5000 5000 5000 5000 0 0 0 0 28000

Tableau 9. Volumes prélevés dans la Sône

L’incidence du projet sur le débit de la Sône est également estimée, au niveau du projet et à

l’exutoire du cours d’eau de la Sône (Tableau 10 et Tableau 11). A échelle annuelle, le volume

intercepté par le projet (irrigation + évaporation + infiltration) s’élève à 28 489 m3.

Comparaison des débits sur le bassin versant de la Sone au niveau du projet (280 ha) en année quinquennale sèche (l/s)

Oct Nov Déc Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept. Année

Sans le

projet 3,74 7,38 13,78 19,40 24,68 13,61 11,96 9,02 6,15 2,72 1,53 1,58 9,54

Avec le

projet 3,74 7,38 12,29 17,59 21,94 11,75 10,03 7,31 6,15 2,72 1,53 1,58 8,59

Diminution 0,00% 0,00% 10,84% 9,30% 11,08% 13,71% 16,13% 18,90% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 9,98%

Tableau 10. Comparaison des débits sur le bassin versant de la Sône (au niveau du projet) en année quinquennale

sèche (l/s)

Comparaison des débits sur le bassin versant de la Sône à l’exutoire (2 142 ha) en année quinquennale sèche (l/s)

Oct Nov Déc Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept. Année

Sans le projet 28,64 56,49 105,43 148,39 188,79 104,13 91,46 68,99 47,08 20,83 11,71 12,11 72,96

Avec le projet 28,64 56,49 103,94 146,58 186,05 102,26 89,53 67,28 47,08 20,83 11,71 12,11 72,01

Diminution 0,00% 0,00% 1,42% 1,22% 1,45% 1,79% 2,11% 2,47% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 1,30%

Tableau 11. . Comparaison des débits sur le bassin versant de la Sône (à l’exutoire) en année quinquennale sèche (l/s)

A l’échelle annuelle, le projet engendrera une perte des écoulements surfaciques sur bassin

versant d’environ 10 % sur le bassin versant de la Sone, au niveau du projet.

L’incidence sur le bassin versant total de la Sône est estimée à 2 % pour une année quinquennale

sèche (le volume intercepté considéré étant les 28 489 m3 précédemment calculés).

Au vu de cette faible incidence, la retenue n’aura donc qu’une influence marginale sur les

prélèvements existants en aval de la retenue projetée.

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4. SYNTHESE DE L’INFLUENCE DU LAC

Synthèse des résultats (ramenés en volume)

Résumé en année quinquennale sèche, pour la retenue et son bassin versant propre (18.92 ha)

Volume d’apport total

Volume d'apport des écoulements naturels

Volume d’apport par pompage dans le cours d’eau de la

Sône

48 324 m³

20 324 m³

28 000 m3

Volume total intercepté par le lac

Volume évaporé à partir du lac

Volume prélevé pour l'irrigation

Volume infiltré à travers le barrage

28 489 m3

3 489 m³

25 000 m³

1 523 m3

Volume total rejeté vers l’aval (90% des écoulements

naturels) :

Volume de surplus

Débit réservé

18 312 m3

435 m³

17 877 m³

Résumé en année quinquennale sèche, pour bassin versant du ruisseau non nommé (22.24 ha)

Volume d’apport total

Volume d'apport des écoulements naturels

Volume d’apport par pompage dans le cours d’eau de la

Sône

52 213 m³

24 213 m³

28 000 m3

Volume total intercepté par le lac

Volume évaporé à partir du lac

Volume prélevé pour l'irrigation

Volume infiltré à travers le barrage

28 489 m3

3 489 m³

25 000 m³

1 523 m3

Volume total rejeté vers l’aval (91% des écoulements

naturels) 22 201 m3

Résumé en année quinquennale sèche, pour le bassin versant du ruisseau de la Sône au point de prélèvement (279.59

ha)

Volume d'apport des écoulements naturels 300 781 m³

Volume intercepté

Lac en projet

Lac existant

34 012 m3

30 012 m3

4 000 m3

Volume total rejeté vers l’aval (90% des écoulements

naturels) 270 770 m3

Résumé en année quinquennale sèche, pour le bassin versant du ruisseau de la Sône total (2 142 ha)

Volume d'apport des écoulements naturels 2 300 977 m³

Volume intercepté

Lac en projet

Lacs existants

Prélèvements par pompage

333 542 m3

30 012 m3

284 700 m3

18 830 m3

Volume total rejeté vers l’aval (98% des écoulements

naturels) 2 270 965 m3