Soutenance du stage de terrain Mai 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

L’arc prend sa source à Pourcieux et se jette dans l’étang de Berre. Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion L’arc prend sa source à Pourcieux et se jette dans l’étang de Berre. Longueur = 83 km Etang de Berre Pourcieux De nombreux affluents: la Luynes, le grand Vallat, le grand Torrent, la petite Jouine…

Bassin versant de l’Arc Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion Bassin versant de l’Arc Sa superficie = 780 km² 300 000 habitants (environ 400hab/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

But de la mesure du débit : Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion But de la mesure du débit : Prévoir les crues Evaluer des flux de polluants (temps de parcours + dilution) Prévoir les besoins en eaux

I - Les diverses méthodes de mesure de débit Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion 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

I. Les diverses méthodes de mesure de débit Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion 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 de l’eau est mesurée à partir des particules en suspension dans la colonne d'eau

I. Les diverses méthodes de mesure de débit Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion 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 de l’eau est mesurée à partir des particules en suspension dans la colonne d'eau

Par suivi des mesures de débit: Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion 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

Sur le terrain : Utilisation d'un bâton gradué Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion 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

II. La méthode des flotteurs Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion II. La méthode des flotteurs Avantages Inconvénients Choix du secteur de mesure Détermination de la section transversale S

Détermination de la vitesse de l’écoulement Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion Détermination de la vitesse de l’écoulement Traitement des données et calcul du débit

III. La méthode du nuage salin Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion III. La méthode du nuage salin 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

Avec Q : le débit en L par heure m : la masse de sel en g Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion Calcul du débit S 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

Écoulements fortement turbulents Mélange homogène Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion Choix du site Écoulements fortement turbulents Mélange homogène Ajout d’un colorant (fluorescéine) Injection du colorant Injection du colorant

IV. Comparaison et validation des deux méthodes Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion IV. Comparaison et validation des deux méthodes Les points de mesures

A08 Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion A08

A08 Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion A08

A13 Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion A13

A13 Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion A13

A17 Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion A17

A17 Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion A17

PJ01 Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion PJ01

PJ01 Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion PJ01

GV04 Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion GV04

GV04 Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion GV04

Validation de la méthode Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion Validation de la méthode

V. Conclusion Deux méthodes Avantages Inconvénients Présentation Sommaire Les diverses méthodes Méthode des flotteurs Méthode du nuage salin Comparaison Conclusion V. Conclusion 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

Merci de votre attention Avez-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

Les 21 sous-bassins versants Annexe 1 Les 21 sous-bassins versants

Les différents types de flotteurs Annexe 2 Les différents types de flotteurs Tout corps artificiel ou naturel porté par l’eau, partiellement ou totalement immergé Flotteurs naturels Feuilles, Bouts de bois, Branches, … Flotteurs artificiels Balles de ping pong lestées, Bouteilles lestées, Bâtons lestés, …

Calcul des incertitudes Annexe 3 Calcul des incertitudes Méthode du nuage salin: Masse de sel m ± 1% Surface du pic (conductivité par unité de temps) S ± 5% Méthode des flotteurs: Hauteur d’eau H ± 1cm Largeur l ± 5cm Temps t ± 0,5s Distance entre les 2 sections d ± 2cm