Soutenance du stage de terrain Mai 2011 Sujet: Détermination des débits en rivière Point sur les méthodes et discussion des données obtenues en semaine

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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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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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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

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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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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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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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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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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Avantages

Inconvénients

Choix du secteur de mesure

Détermination de la section transversale S

II. La méthode des flotteurs

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Détermination de la vitesse de l’écoulement

Traitement des données et calcul du débit

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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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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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Choix du site

– Écoulements fortement turbulents• Mélange homogène

– Ajout d’un colorant (fluorescéine)

Injection du colorantInjection du colorant

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IV. Comparaison et validation des deux méthodes

Les points de mesures

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A08

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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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A13

19




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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A17

21




A17

2,3321,713

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

1


Nuage salin

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PJ01

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PJ01

0,027

0,042

0,00

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

1


Nuage salin

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GV04

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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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Validation de la méthode

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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

Documents

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