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INITIATION A L' HYDROLOGIE ANALYTIQUE
SUR BASSIN VERSANT
RAPPORT DE STAGE
OFFICE DE LA RECHERCHE SCIENJlFIQUE ET TECHNIQUE OUTRE - MER. 1
CENTRE D'ADIOPODOUMÉ - CÔTE D'IYOUŒ
B.P. Y 51 - ABIDJAN
YEDMEL
OCTOBRE 1982
OFFICE DE LA RECHERCHE SCIEN~IFIQUE ET TECHNIQUE OUTRE-MER
CENTRE D'ADIOPODOUMEBP. V-51, ABIDJAN (Côte d'Ivoire)
Laboratoire d'Hydrologie
RAPPORT DE STAGE
THEME INITIATION À L'HYDROLOGIE ANALYTIQUE SURUN BASSIN VERSANT
EXEMPLE D'APPLICATION.EN COTE D'IVOIRE (A TAI)
par
YEVMEL AgneJto ·LazaJl.e
en Maîtrise des Sciences et Techniques 2e année
Option: Sciences de la Terre de l'Université Nationale deCôte d'Ivoire
sous [a direction de M.A. CASENAVE
Stage effectué au Laboratoire d'Hydrologie du 15 Juillet au 15 Septembre 1982
SOMMAIRE
PREMIERE PARTIE - COMPTE-RENDU DES ACTI VITÉS DES DI FFÉRENTSLABORATOIRES DU CENTRE ORSTOM D'ADIOPODOUMÉ
DEUXIEME PARTIE -
THEME
1. GENERALITES
INITIATION À L'HYDROLOGIE ANALYTIQUE SURUN BASSIN VERSANTEXEMPLE D'APPLICATION EN COTE D'IVOIRE
(à Taï)
1.1.1 .2.1 .3. "1 .4.1. 5.
But du service hydrologiqueCycle de l'eauRépartition de l'eau sur le globeEquation générale du bilanCaràctéristiques d'un bassin versant
2. PRECIPITATIONS2.1. Mesures des précipitations
2.1.1. piuviomètres ?ssociation2.1.2. Pluviomètres totalisateurs2.1.3. Pluviographes à augets basculeurs
2.2. Détermination de la pluviométrie moyenne
2.2. 1." Méthode de Thies sen2.2.2. Méthode des isohyètes
3. ETUDE LIMNIMETRIQUE _"
3.1. Echelle limnimétrique"." 3.2. Le limnigr aphe
3.3. Mesures des débits3.4. Principe de jaugeage3".5 .. Dépouillement du jaugeage
,au moulinet
4. ETUDE DU REGIME DES COURS D'EAU4.1. Transformation hauteur-débit4.2. Analyses des hydrogrammes observés.
,s. ETUDE DES RELATIONS LAME RUISSELEE - PLUVIOMETRIE MOYENNE -
HUMIDITE DU SOL
6. IMPORTANCE D'UN SERVICE HYDROLOGIQUE DANS UNPAYS EN VOIE DE DEVELOPPEMENT
CONCLUS 1ON
BI BU OGRAPH 1E
AVANT-PROPOS
Dans le cadre d'une initiation à la recherche, le. Ministère de la Recherche Scientifique, en collaboration étroite
avec le Centre ORSTOM d'Adiopodoumé, organise des stages de vacances. Je voudrais donc exprimer à travers ces lignes ma sincère reconnaissance à MM. KANGA , Directeur dela Planificationau Ministère de la Reéherche Scientifique, AKOMIAN Adjoint auDirecteur.
Tous mes remerciements vont particulièrement àMM. Alain CASENAVE, responsable du service Hydrologique duCentre ORSTOM d'Adiopodoumé, Pierre CHEVALLIER adjoint au responsable, André MAHIEUX technicien du service qui m'ont prêtéune attention toute particulière au cours du stage malgréleurs travaux quotidiens.
Énfin, à tous les chercheurs du Centre et à mes camarades de l'hôtel, que tous ceux~ci retrouvent ici une fois deplus l'expression de ma profonde. sympathie.
2
INTRODUCTION
C'est dans le souci de redynamisation du secteur dela recherche et de sensibilisation des jeunes à la rechercheque le Ministère de la Recherche Scientifique organise desstages de vacances. Cette année, le stage s'étend sur deux moisà.compter du 15.07.82.
Trois missions nous ont été alors assignées
1. Observer attentivement comment un Centre de rechercheest organisé,
2.' Relever les problèmes concrets auxquels sont confrontésles différents laboratoires,
3. Apprendre avec le concours des responsables les manièreset les méthodes de résolution.
Ce présent rapport retrace les activités qui ont étémenées dans le laboratoire d'Hydrologie.
Initiation à l'hydrologie analytique sur un bassinversant tel est le thème qui m'a été donné et auquel je me suisattelé.
Comme le titre l'indique, j'ai été véritablementinitié aux différentes méthodes de mesures de précipitations,de débits à des méthodes de détermination de la pluviométriemoyenne etc... ~
Il est évident que les conclusions que l'on tire àl'issu de ce stage, ne sont que des conclusions partielles euégard au temps trop court du stage pour permettre une étude derecherche approfondie.
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3
PREMIERE PARTIE
LES ACTIVITÉS SCIENTIFIQUES DES LABORATOIRES DU CENTREO.R.S.T.O.MI D'ADIOPODOUMÉ
L'Office de la Recherche Scientifique et TechniqueOutre-Mer (ORSTOM) est un établissement public, français crééen 1943 puis réorganisé en 1960. Il dispose d'une autonomiefinancière et il est chargé :
1. de faire l'inventaire et de caractériser le milieu naturelde la Côte d'Ivoire (sol, eaux, végétation) dans le butde donner un support indispensable à la recherche approfondie. C'est dans cette optique que des études pédologiques, hydrologiques et botaniques ont été entreprises.
2. d'étudier le mécanisme des phénomènes inventoriés afinde pouvoir les maitriser. C'est dans ce cadre que la physiologie végétale, la bioclimatologie, et de l'écologiepnt ét.é entreprises.
3. la troisième phase se consacre à des études varlees quinéces si te une franche collaboration avec d'autres organismes aussi bien privés que publics.
Le Centre ORSTOM d'Adiopodoumé constitue l'un des plusgrands Centres ORSTOM du monde par son effectif et aussi par sesdiverses activités scientifiques.
A. LE DEPARTE~ŒNTDE PHYSIOLOGIE VEGETALE
Ce laboratoire s'occupe de la biochimie et de laphysiologie du latex d'Hevea brasiZiensis.
Ce programme préoccupe les paysans dans le but desavoir la sélection précoce des plants, l'optimisation de laproduction, les connaissances des facteurs limitants. Le butest de comprendre les mécanismes biologiques et physiologiques
. dont dépendent la production du latex, et l'état physiologiquedes tissus laticifères compétents dans la synthèse du caoutchouc·na turel.
Des études menées au niveau de la production de l'hévéa.déterminent trois principaux facteurs limi tants :
- Arrêt de l'écoulement du latex par sa coagulation aboutissant à l'obturation des brêches ouvertes dans le réseau
. laticifère. Tout arbre à coagulation rapide, produiramoins de latex (caoutchouc).. .
- La régénération cellulaire au sein de l'arbre qui doitêtre suffisante pour compenser les pertes du latex avantla saignée suivante (2 saignées par semaine).
- La surexploitation des arbres qui peut aboutir au tarissement des tissus laticifères con~us sous le nom des encoches sèches.
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B. LA VIROLOGIE
Le virus est un parasite qui nuit à la santé et parvoie de conséquence baisse le rendement. Deux grandes spécificités déterminent le laboratoire de Virologie
- La virologie médicale qui recherche les virus facteursde maladies,la virologie agricole qui met e.n évidence les virus susceptibles de transmettre les maladies aux insectes quisont des ravageurs des plantes (cotonnier, panicum, mais,arachides) .
En Côte d'Ivoire il y'a les genres Augosoma centosuset l'auritespour le palmier à huile .
. Des mesures sont à prendre pour lutter contre ces parasites car les dégâts causés par ceux-ci pourront avoir des conséquences néfastes sur notre économie qui est essentiellement baséesur l'agriculture.
C~ LE DEPARTEMENT D'AGRONOMIE-------------------------- .)
Les premiers travaux de ce laboratoire ont porté sur lesystème racinaire pour son rôle prépondérant dans la nutritiondu végétal.et à cause de la modification des structures du sol.Les études ont porté sur les cul tures fourragères et principalement sur le Panicum maximum.
L'on s'intéressera ensuite au riz afin de déterminerdes variétés résistantes à la sécheresse adaptées aux conditionsclimatiques du Centre et du Nord de la Côte d'Ivoire. Des étudessur l'ananas montrèrent qu'un labour profond améliorerait la pro-duction d'ananas frais. .
Le programme en cours porte sur le manioc et comprenddeux volets :
- Etude de la plante, son fonctionnement depuis le plantingjusqu'à la récolte,Etude du système de culture à base de manioc chez lepaysan.
D. LA BIOCLIMATOLOGIE
C.' est dans le souci d 'une amélioration de la productionvégétale que ce laboratoire analyse le comportement des organismes dans le milieu écologique.
Dans le milieu, la caractéristique de différents paramètredont les interactions définissent le climat : énergie solaire, les pluies, l'air.
- L'analyse du comportement du végétal c'est à dire la photosynthèse. Elle permet de déterminer les régions q~i o~t
des potentialités agronomiques.
tillons,
(chimie,
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E. LA NEMATOLOGIE
C'est l'étude des vers microscopiques parasitant lesplants (ananas, bananiers, riz, manioc, canne à sucre). Ce sontdes formes plates, rondes allongées et on les trouve dans lessols et dans les eaux.
De 1955 à 1975, le laboratoire s'occupait uniquementd'une étude faunistique en Côte d'Ivoire et dans les pays voisins
Depuis 1975, le laboratoire se penche sur' l'évaluationdes dégâts causés par les animaux et préconise des votes etmoyens pour lutter contre eux. ,
'Pour lutter contre eux, on utilise lesnématicides.Le programme d'étude se penche surtout sur les parasites descultures maraîchères (gombo, tomate, aubergine) et des culturesvivrières (manioc, riz, etc .. ).
F. LABORATOIRE CENTRAL D'ANALYSES
Il est créé dans le cadre de rentabilisation des matériels d'analyses qui sont à la disposition des différents laboratoires.
Ce laboratoire répond aux besoins pressants d'autreschercheurs par des analyses minérales d'échantillons de matièresdiverses (sols, roches, ·eaux, etc .• ).
Dans ce laboratoire, il y a quatre sections analytiquesspectrophotométrie, matières organiques, physiques).Deux sections paraanalytiques : (préparation des échan
secrétariat de calculs).
Son programme de recherche est axé s~! trois pointsprincipaux :
- Le recensement et la sauvegarde de la variabilité génétique des centres d'origine des végétaux. cultivés.
- La compréhension de l'organisation évolutive des complexesmultispécifiques.
- La recherche des principes de domestication en milieu tropical et la recherche d'amélioration maximisant la production avec un risque évalué des aléas rencontrés dans lepays.
L'activité du laboratoire est orienté vers les plantesd'intérêt économique (café, riz, mil ..•).
Les méthodes d'études comportent 4 étapes :- La prospection aboutissant à la collection.-'L'évaluation selon la méthode d'électrophorèse.
L'amélioration des espèces basée sur l'hybridation.- La sé lec tion.
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H. LE LABORATOIRE DE PEDOLOGIE
Comme la Côte d'Ivoire· est un pays à vocation agricole,pastorale et forestière, la connaissance parfaite de nos terress'avère impérative. C'est dans ce sens que travaille le laboratoire de Pédologie.
1. Faire l'inventaire et la cartographie des sols afind'établir les potentialités agronomiques.
2. Suivre l'évolution des sols sous culture.3. Etudier l'évolution des sols sous l'influence des facteurs
naturels et aussi la relation sol-eau.
I. LE LABORATOIRE DE PHYTOPATHOLOGIE
Ce laboratoire étudie les maladies cryptogamiques desplantes tropicales.
. Son travail consiste à répertorier les maladies desplantes, à décrire les symptômes de ces maladies, à les identifier et· trouver des moyens pour les combattre afin de luttercontre eux (génétique, agronomique, biologique, chimique).
L'étude de ces maladies nécessite une interaction entrela plante ~t le parasite.
Le programme du laboratoire se divise en trois volets :- Répertorier les maladies des plantes maraichères et trou
ver un remède pour enrayer ces maladies.- Répertorier les maladies des plantes légumineuses.- ·Etude des interactions des parasites entre les hévéas et
les agents de pourridiés. .
J.LE LABORATOIRÈ D'HYDROLOGIE
J'ai consacré la deuxième pcŒtie du p.rogramme à l'hydrologiecar c'est dans ce laboratoin: que j "ai effectué monstage.
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DEUXIEME PARTIE
INITIATION À L'HYDROLOGIE ANALYTIQUE SUR UN BASSIN VERSANT
1. GENERALITES
1.1. But du service hydrologique
Les activités du service hydrologique consistent pardéfinition en l'étude des eaux de surface sous toutes ses formes,ses propriétés physiques, chimiques, et son impact dans l'environnement.
Dans un premier temps, l'hydrologue cherche à déterminer les évènements de fréquence rare (crues, étiages).'
Pour citer des exemples qui pourront illustrer mes propos , je dirai que dans l'aménagemen~ d'un barrage ou d'une voieferrée, il faut absolument prévoir la crue de fréquence rare.C'est dans cette optique que les hydrologues font des mesuresde longue durée afin d'établir une loi statistique relative à larivière étudiée.
Si l'on s'en tient à la Côte d'Ivoire, on s'aperçoitque le réseau hydrométrique est important. Il existe 97 stationshydrométriques en Côte d'Ivoire munies d'échelle de lecture quipermettent de mesurer les variations du plan d'eau tous les j Ol'rsIl y a aussi des l~mnigraphes installés dans ces stations.
1.2. Le cycle de l'eau
L'eau est'un minerai' fluide qui s'écoule et se renouvelle. Sous l'effet des radiations solaires (source d'énergie) ~
qui frappent sur les'étendues d'eau de mer, de rivières, defleuves et des continents, il se passe une évaporation de l'eaus,ous forme de vapeur d'eau. Puis il' se passe un transfert de vapeur d'eau sous forme de nuage sous la poussée des vents. Ensuiteil y a une condensation des nuages et enfin, lorsque ces nuages'retombent sous forme de pluie cette eau qui tombe, ruisselle etpuis retourne aux masses d'eaux continentales et océaniques dontelles sont issues à la suite d'un écoulement et d'une infiltration d'eau de pluie.
C'est en admettant la notion de cycle de l'eau, quel'on pourra expliquer les valeurs des précipitations obseTvéessur le globe.
1.3. Répartition des eaux sur le globeLes océans ont un volume de 10 9 km3 pour une couche
d'eau de 2500 m d'épaisseur.Les eaux de surface continentales ont un volume de
310 5 km3 pour une couche de 0,75 m d'épaisseur.
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Les eaux souterraines ont un volume de 810 7 km3 pourune couche de 200 m d'épaisseur~
La glace a un volume de 3 10 7 km3 pour une couche de75 m d'épaisseur.
Ces chiffres sont discutables mais tout simplementdonnent une idée sur l'ordre de grandeur.
Ces chiffres nous indiquent que la répartition deseaux sur le globe est loin d'être homogène dans l'espace et dansle temps.
1.4. Equation générale du bilan
tes précipitations constituent le terme de base detout bilan hydrologique d'un bassin versant.
P=E+R+lP = pluieE = évaporation1 = infiltrationR = écoulement
1.5. Caractéristigues d'un bassin versant
Le bassin versant en une section d'un cours d'eau estdéfini comme ùne surface topographique drainée par ce cours d'eauet ses affluents de telle sorte que tout écoulement prenantnaissance à l'intérieur de cette' surface doivent traverser lasection considérée pour poursuivre son trajet vers l'aval.
Le bassin versant fonctionne comme un collecteur quirecueille les pluies et les transforme en écoulement à l'exutoire. Les bassins versants sont le plus souvent influencés pardifférents facteurs soit climatiques, soit topographiques oureliefs, soit géologiques (nature des roches, la structure dela région) soit pédologique (terrains perméables et imperméables)qui joueront un rôle déterminant quant au fonctionnement desbassins versants.
Pour en revenir à Tai, le laboratoire d'Hydrologiedu Centre ORSTOM d'Adiopodoumé a installé en 1977 un dispositifde bassins versants représentatifs et expérimentaux destinés àmesurer les effets des transformations de l'écosystème sur lesphénomènes d'écoulement et d'érosion. Il existe à cet effet,un grand bassin de 40 km 2 avec deux petits· bassins versants annexes dénommés bassin versant n~ 2 (BV 2) d'une superficie de1,2 km 2 et BV3 d'une superficie de 1,4 km 2 et BVl d'une superficie de 37,S km2 qui représente le plus grand bassin.
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II. PRECIPITATIONS
. Dans ce chapitre, je ne reviendrais pas sur la notionde précipitation qui a été décrite dans le chapitre du cycle del'eau. Je m'attarderai par contre sur les méthodes de mesure etles appareils de mesur~ qui ont été l'objet de mon stage (tournée de Taï). Il est bien évident que tous les résultats et le~
interprétations que seront mentionnés dans ce présent rapportsont relatifs aux bassins versants de Tai.
II.1. Mesures de précipitations
La mesure des précipitations consiste à répartir lesvaleurs observées à différents postes pluviométriques pour déterminer la lame d'eau moyenne correspondant à une averse.
II.1.1. ~~_El~~!2~~!~~_ê~~2S!ê!!2~
Il ·se compose d'un seau en zinc qui recueille la pluie,d'un entonnoir garni d'un tamis à l'intérieur, et d'une baguesupérieure en biseau dont le diamètre est de 400 cm2 .
L'installation se fait su~ une zone bien dégagée detout autre objet pouvant constituer un obstacle (arbre maison).La bague se situe à une hauteur normalisée de 1,50 m de sol.
II.1 .2. ~~_E!~~!2~~!~~_!2!ê!!~~!~~E
Il n'est autre qu'un pluviomètre qui est soumis aux'études de relevés dont la périodicité est variable. Pour cela,on pourra seulement augmenter la capacité du seau réservoir et'empecher l'évaporation de l'eau du seau par une fine pelliculed'huile qlli surnage .. l'eau .
Principe
L'eau recueillie à l'intérieur d'une bague pluviométrique est canalisée et se déverse dans un auget à bascules. Celuici d'après sa constitution, est fait de telle sorte qu'il peutbasculer brusquement lorsqu'il contient une quantité d'eauéquivalente à 20 grammes correspondant à 0,5 mm de pluie. Après,celui-ci cède la place à un autre auget identique tandis que~'autre se met en position de vidange.
Les deux augets sont assemblés et montés sur un pivotsi bien que chaque basculement dans un sens ou dans l'autre,agit sur un balancier denté qui fait avancer d'une dent .
. Un système formé par un engrenage, une lame et des leviers, transmet le mouvement à un stylet inscripteur se déplaçantdevant un cylindre à axe vertical effoctuant une rotation en une?emaine ou en 24 heures.
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11.1.4. ~~~~!!~!~_E!~y!~~~!!!g~~~
. Pluie du 04.08.82 au 05.08.82
Bassin N°' 3
Postes Heure Pluie (mm)A 8 h 40' 3,91 7 h 53' 4,32 7 h 38' 3,83 8 h 07' 3,64 8 h 56' 3,85 9 h 15 ' 2,86 9 h 35' 2,67 9 h 07' 2,98 8 h 23' 4,2
Ces résultats viennent une fois de plus corroborer les argumentssur la répartition non homogêne des pluies sur le bassin, et deseaux sur le globe.
II.2. Détermination de la pluviométrie moyenne
Cette détermination repose sur l'hypothêse que la pluieponctuelle observée à une station est représentative de celleobservée dans une zone plus ou moins étendue autour de la station
En Hydrologie, il est pnportant de connaître la lamed'eau laquelle permettra de calculer le volume d'eau reçu par unbassin au cours d'une averse, du mois ou de l'année.
Ainsi, lorsqu'on fera des bilans hydriques, on pourradéterminer facilement le volume d'eau écoulé.
Il Y a deux méthodes importantes qui s'offrent à l'hy-drologue
la mét~ode arithmétiqueelle se révêle la plus simple et par voie de conséquencela moins précise
soient Pa, Pb, Pc ... Pn les pluies enregistrées et A, B, C... Nles postes pluviométriques correspondants
Pm = Pa, + Pb + Pc + •• + Pnn
n = nombre de postes pluviométriques
II.2.1. La méthode de THIESSEN
. - Dans ce cas, on admet que les relevés de chaque postepluviométrique du bassin nO 1 de Tai représentent la précipitation moyenne sur une fraction du bassin délimité de la"façonsuivante ; on joint deux postes pluviométriques consécutifs parun segment de droite. On élêve une médiatrice à ce segment dedroite. On effectue cette opération pour tous les segments dedroite. "
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Les intersections des médiatrices déterminent les polygones et les côtés externes de ces polygones sont donnés par leslimites externes du bassin.
Chacune de ces surfaces délimitées sont affectées .d'une valeur de pluviométrie correspondant au pluvio
mètre représentatif de.cette surface.
On planimètre la surface totale (ST), puis on planimètre les surfaces partielles (Si).Les rapports~ x 100 sont les coefficients de THIESSEN.
ST' .
Par voie de conséquence, on pourra obtenir le volume de l'eautombée sur le bassin par la formule: .
V(m3) = Pm (m) x ST (m 2)
V = volume
Pm = pluie moyenneST = surface total.e du bassin.
Sur le bassin versant, on trace un réseau de courbesd'égale pluviométrie. On calcule la proportion du bassin versantcomprise entre deux isohyètes par planimétrage.
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On a les valeurs suivantes pour la pluie du 08.09.80
Hauteur de pluie
> 110> 105> 100> 95> 85> 80> 75> 70> 65
Surface ~rtielle
Si (an2)
6,6. 20,6
36,653,766,687,5
100,5125,5126,2
POtrr'centage de surfacetotale Si/Sr x 100
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Traçons la courbe pou~centage de surface totale enfonction de la hauteur de pluie (hm).On considère alors 50% de la surface totale, puis on trace uneparallèle à l'axe des hauteurs de pluie. Ensuite, on projettele poin~ d'intersection sur l'axe des abscisses (hm) et on dé-"termine la valeur de la hauteur de pluie moyenne ou encore lapluviométrie moyenne. . "
Les deux méthodes ci-dessus donnent des r~sultats
sensiblement égaux cela est du au fait que les constructionssont bonnes et que les coefficients de thiessen sont bienchoisis.
III. ETUDE LIMNIMETRIQUE
Le débit d'un cours d,'eau de même que la précipitationsont deux grandeurs mesurables lors d'un bilan hydrologique.
"111.1. Echelle limnimétrique
C'est une règle en tôle graduée, puis installée dansl'eau (rivière) destinée à l'étude.
L~ base inférieure de la règle plonge dans l'eau, l'emplacement d'une échelle limnimétrique se fait en tenant comptede la voie d'accès à la rivière.
Dans le cas de la rivière d'Audrenisrou(Tai) on.achoisi l'endroit de la rivière où on a un socle rocheux. Ce sont
'des critères de choix dont il faut tenir compte.Lorsqu'on installe une échelle limnimétrique, il faut"
niveller "son zéro par rapport à un repère fixe.
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1
a) Horlogerie
b) Roues r'lentées,mon+'ées sur 1e +'ambour e+ l''''orJ.ol'J'erie
(.1 "'onr en 24 h~32 h~hehnomana:i.re~mensue1.)
c) Roue à tJ'or"'e "Dour rét'luc+ion t'les "'au"'ellrs à l'échelle I/5 TITO
~) ~at.+e ne cen+'ra,.,.e du flo+'+eur
e) Flo++'e1.1r
f) Con+'repoiAs
24
111.2. Le limnigraphe,
C'est un appareil qui.mesure les variations du plan·d'eau de manière continue.
Les limnigraphes installés sur le bassin versant deTaï sont de type à flotteur.
Il est constitué d'un organe transmetteur (flotteur,câble, poulie, contrepoids) et d'un organe enregistreur (fig. 9).
111.3. Mesure de débit
La méthode de jaugeage au moulinet constitue la méthodela plus courante de mesure de débit, surtout dans les pays envoie de développement.
A Tai, on pratique les jaugeages au moulinet.
III •4 • Pr i nc i p e
La méthode de jaugeage au moulinet renseigne sur lesvitesses dans une section de cours d'eau, sur le débit de larivière (fig. 10) et donne aussi la forme du lit par l'intermédiaire de la section mouillée (SM).
A partir de la section du cours d'eau choisie, on détermine de la rive gauche à la rive droite, une série de vertical es (V1 '. V2 .. Vn) dans la largeur de la rivière ..
Sur·chaque verticale, on mesure des vitesses en despoints bièn espacés en allant du fond vers la surface. On mentionne que les vitesses d~ courant sont nulles au fond de larivière.
L'emplacement d'une section de jaugeage ne se fait pasau hasard. Il faut choisir les endroits où les filets liquidessont parallèles entre eux, où les vitesses sont constantes dansle temps et surtout pour la même hauteur à l'é~helle.
111.5. Dépouillement du jaugeage au moulinet.
On fait les dépouillements par la méthode des parabole~Tous les résultats de jaugeage sont mentionnés dans un tableau.voir graphiques associés.
Le Moulinet
Le moulinet se compose d'une tête mobile ou hélice quidétecte la vitesse du courant d'eau. Cette hélice transmet lesindications à un compteur par l'intermédiaire d'un contacteurchargé de fermer le circuit électrique. Il existe un bo1tier quiindique le nombre de tours (N) pendant un temps affiché (T),dans le cas de Tai, on a mis 25 secondes.
Ch<:>.que hél ice est caractérisée par un numéro particulieravec une formule étalon de ·la forme V = an + b a et b sont desconstantes déterminées par les constructeurs des appareils(fig. 11-12).
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NOMENCLATURE
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1 _ Corps du moulinet
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4 _ Hélice
5 _ Emetteur d'impulsions (!~S)
6 _ Joint torique
7 _ Bouchon fileté .,e _A~e f!l(e
9. Vis de blocage
10. Roulements à bille
11. Ecrou
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N/tours T/sec. N/T V m/sec Observations
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V2 0.0005 17.& 0.0088 m%V3 0.001 23.5 0.0235
10 V4 33.7 0.0337
1
S & RD RD VS 32.4 0.0234
V6 32.4 0.0324
V7 24.0 0.0240
1VB 25.2 0.0252
VB 016.2 0.0162
V10 0.0005 17.7 0.00885
vn 0.00534
35
Il faut mentionner par ailleurs qu'il existe aussi.desjaugeages par bâteau. Le principe est le même quant à la mesuredes débits ..
IV. ETUDE DU REGIME DES COURS D'EAU
IV.1. Transformation hauteur-débit
Cette transformation n'est possible que par l'intermédiaire d'une courbe de tarage ou courbe d'étalonnage. Cettecourbe est établie en fonction des résultats des jaugeages.
Pour être plus précis, on trace 3 courbes dont :1 courbe de basses eaux allant de 0 à 40 cm1 courbe de moyennes eaux allant de 0 à 100 cm (fig. 13)1 courbe de hautes eaux allant de 0 cm à 252 cm (fig. 14)
C'est dans le même ordre d'idée que l'on·établit un barème d'étalonnage. Cela consiste à faire un tableau qui donnera la correspondance entre débit (Q) et la hauteur d'eau (He). .
L'intérêt de ce barème est que pour chaque centimètrede côte à l'échelle, et à tout instant, on pour~a trouver ledébit. Ce barème pourrait être mod~fié plus tard à cause de certains résultats de jaugeage qui modifieront la courbe de tarage.
IV.Z. Analy~e des hydrogrammes observés
Lors du dépouillement des enregistrements limnigraphi-ques, on essaye de reperer tous les décalages de niveau de hauteur d'eau sur le papier~ A l'aide d'un mini-ordinateur (genremachine à calcul~r programmable), on trouve le temps correspondantpour chaque dénivellation. Ensuite, on trace les courbes débit Qen fonction de temps (Q (t) sur un papier arithmétique (fig. 1516) •
On détermine les limites des crues en reportant ces. mêmes valeurs des débits sur un papier semi-logarithmique, puis
en joignant les points qui s'alignent, on distingue en général2 cassures distinctes, donc 3 parties dans le ruissellement.
• le ruissellement pur se passant en surfa~e du sol, constituele plus important des écoulements de crue,
· le ruissellement retardé,· le débit de base qui représente l'écoulement permanent
fourni par les nappes dues à l'eau d'infiltration.
A partir des 2 cassures, on· détermine la fin de la crueavec le temps· correspondant à la deuxième cassure. On joint lesdeux points de la même courbe pour déterminer une surface et onplanimètre pour trouver le volume, puis la lame d'eau ruissellée.
Fig 13
TAI Bassin versant N° l
Etalonnage moyennes eaux
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24 09 1980
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Crue du
Fig '16
23 1 24 , 09 •1980
V 406 800 . m3
Lr 10.7 mm'
heures'- ._._. ..-..24 ..
40
Si je considère la crue de T~i du 0~~~9.1980 sur larivière Audrenisrou(BV1) on trouve apres planlmetrage un volumede V = 1,28.800 m3 pour une surface de' 37 ,75 km 2 .
VOn tire la valeur de la lame ruisselée Lr = ST
V = volume ruisseilée en m3Sr = surface totale du bassin en m2Lr = lame ruissellée en m ou mm (fig. 15-16)
V. ETUDE DE LA RELATION ENTRE LAME RUISSELLEE (Hr) ETPLUVIOMETRIE MOYENNE (Pm)
, Dans ce chapitre, nous exploiterons les résultats dela campagne de 1980 à Taî.
Les résultats de mesure figurent dans le rapport duchef de départeme?t.
On trace une première courbe moyenne lame· ruisselée (Hr)en fonction de la pluviométrie moyenne Pm (fig . 17). En analysant la courbe, on remarque à première vue que les points sontdispersés de la courbe moyenne. Pour cela on essaiera de rapprocher ces points de la courbe moyenne par l'intermédiaire desfacteurs correctifs, comme l'état d'humidité du sol. Il est évident que tout sol affiché un certain degré d'humidité.
. .Ensuite, à partir de la courbe Hr (Pm) on trace la va
riationdes écarts des points représentati~s à la courbe moyenneen fonction du débit de base initial ~Hr (Qo) (fig. 18). Onrepère point par point à l'aide d'un compas les écarts entre lacourbe moyenne et ces divers points. Ces points sont affectésd'un' signe (+) ou (-) selon que cet écart se situe au dessus dela courbe ou en dessous .de la courbe moyenne corrective. Ontrace la courbe Hr (Pm) et on reporte les écarts des points parrapport ~ la courbe ~Hr (Qo). On remarque en fin de compte que
.les points qui étaient trop écartés se rapprochent ?ensiblementde la courbembyenne. Ainsi, en considérant ces facteurs correctifs l'un après l'autre, on pourrait se rapprocher des conditionsnaturell es. .
Si on réussit à réduire les écarts de manière appréciable, on pourra soutenir que l'humidité 'du sol influence considérablement les crues (fig. 19).
VI. IMPORTANCE D'UN SERVICE HYDROLOGIQUE DANS UN PAYS EN VOIEDE DE~ELOPPEMENT (EXEMPLE DE COTE D'IVOIRE)
Le service Hydrologique dans un pays en voie de développement revêt.un intérêt capital. On voit à travers le monde quecertains pays sombrent de plus en plus dans le sous-développementparce qu'ils sont enclavés. La Côte d'Ivoire est naturellementdotée d'un réseau hydrographique important, et quels sont lesintérêts qu'on doit en tirer?
. Fig 17
62+.24
-32
• 1979+ 1980
Hr
, .
10 -33
44•
•', .23.8 78'
+65 4-
45.
-32+17 3•.
-'ri 2.
5 °28 '
~75~, 48•
47+
.1673 .:rT
61. 1· ' 42·+~ l6 41.Al 36~~ao •
13038 537Z .14 1331 • ·~4S·20 _~
•• ..-52 4.S182+ • 6 64 .43
Pm0 25 50 75
2
15
Imo ': ".~ A~.~ an
. -1-1 h-Hr Fig 18
+5
.33·10
.9
.24
.16
36.76,.34-72
75•
62+
.•55
.23.•22.11
.17
•18 .21 +73.. :.59'..58 743"1 25. 'J1.
450 .19 .82 .57 ~~6" 56 ~. 4).
14. 54:53
.. 80 1" •.51 66" 20" .. roi 64
83 "13 69••4 .. ·41 687f!
49·43 26·S •
4s
.12
.47
o
-5
< -10 .2
Qo
o 5 0 1000 1500
\
Fig 19
----.--_-..0..-'-" -~---tI".
62• ... 44
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JO
~.
·23 ..50
.32 .
.14"51
.6 30 77.19 .20 0 •
'"m ~56 290
+80+/78+52/. st· 40
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Hr mm
o
5
15
20
44
C'est.dans cette optique que j'essaierai de repertorielles avantages et le bien fondé d~un bureau d'étude hydrologiquedans l'état actuel de mes connaissances.
Les hydrologues détermineront tous les phénomènes defréquences rares (crues, étiages .•. ) pour les fleuves, les ri-vières. .
Les résultats sont exploités par les ingénieurs avantla construction d'un pont, du barrage hydTo-électrique pour dimensionner les ouvrages.
D'autre part, l'économie de la Côte d'Ivoire est essentiellement basée sur l'agriculture. On pourrait améliorer les 'périmètres agro-industriels.
On' développerait la p~sciculture grâce aux barages dedimensions moyennes dans certaines régions du pays.
Grâce à l'étude de l'hydrologue, on pourra luttercontre l'onchocerchose qui est une maladie qui sévit dans cer-'taines régions de la Côte d'Ivoire, de même qu'une alimentationen eau distillée. '
On pourrait toutefois améliorer les transports versl'intérieur du pays par les canaux.
Voici si brièvement exposé, les avantages de l'installation d'un service hydrologique dans un pays en voie de développement.
FLEUVES e+ RTVIERES
de
Fig 20
0-
COTE D'IVOIRE
•........•.•.,. ... "',.J:~. ..
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46
CONC LUS] ON
Ce stage effectué dans le Centre ORSTOM d'Adiopodouméest une initiation à l'hydrologie analytique. Il ne m'a paspermis, compte tenu du temps insuffisant, de me familiariseravec l'hydrologie dans ses grandes lignes.
C'est un métier de recherche et que tout hydrologuedevrait être nanti de connaissances d'ordre général pour interpréter certains résultats qui traduisent des phénomènes complexesJe pense que ces stages d'initiation à la recherche devraientêtre affichés d'un cachet de type particulier et devraient devenir même une institution.
Je suis sûr et convaincu que ces stages réveillerontdes esprits chercheurs à l'état latent.
"
47
BIBL! OGRAPHI E
M. ROCHE
DUBREUIL
A. CASENAVEJ. FLORYN. GUIGUENN.
o
RANCJ. -M. SIMONJ. TOILLIEZ
. M. TOURNE
Hydrologie de surface.Gauthier-Villars, Paris, 1963.
Hydrologie de surface.
Etude hydrologique des bassins de Tai.Campagnes 1978-1980.
. ..
~asci cule d' Hydrologie écrit par Pierre CHEVALLIER (ORSTOM).
Fascicule d'Hydrologie du Certificat d'Etude Supérieure deGéologie AppliquéePar J.-P. FALLAT (Université d'Abidjan) .
