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LIMNIMETRIE

4.1. INTRODUCTION

L’hydrométrie recouvre la méthodologie et la technologie de la mesure des hauteurs d'eau et des débits dans les cours d'eau.

Le contrôle continu du débit des cours d’eau se fait de façon générale par la mise en œuvre de stations hydrométriques à partir desquelles on mesure les variations du niveau de l’eau à l’aide d’échelles limnimétriques, ou que l'on enregistre à l’aide de limnigraphes, sous une forme analogique ou numérique.

Il existe, en fait, d’autres méthodes mettant en œuvre des barrages déversoirs, des usines hydrauliques, ou des stations de pompage qui constituent souvent des ensembles de mesure d’excellente qualité.

La mesure des hauteurs d'eau ou de la variation d'un plan d'eau peut se faire sur n'importe quel repère fixe en mesurant la différence d'altitude entre ce repère et la surface du plan d'eau.

Pour permettre une lecture et une comparaison rapide des différentes hauteurs, on utilise généralement une règle graduée fixée sur un support, c'est l'échelle limnimétrique. Pour connaître en continu les variations d'un plan d'eau, on utilise des limnigraphes.

Les principaux types de limnigraphes utilisés actuellement sont:

Les limnigraphes à flotteurs sont les plus anciens, l'enregistrement de la variation des hauteurs en fonction du temps se fait sur des diagrammes appelés limnigrammes. Ils ont une autonomie relativement restreinte d'au maximum de trois mois.

La relation qui existe entre le débit d’un cours d’eau dans une section transversale et la hauteur sous laquelle ce débit s’écoule (étalonnage ou tarage), est fonction des caractéristiques géométriques et hydrauliques de la section considérée et du bief qui la contient. Cette relation détermine le choix de la localisation et de la composition d’une station hydrométrique.
 

4.2. LE LIT NATUREL DU COURS D'EAU

Le lit du cours d’eau impose des contraintes à l’écoulement notamment par sa morphologie et la rugosité de ses parois. L’un des problèmes essentiels du tarage des stations hydrométriques a pour origine l’instabilité dans le temps de ces deux caractéristiques.
 


4.2.1. GÉOMÉTRIE DU LIT

La géométrie du lit décrit le cours d’eau naturel, dans son tracé en plan, son profil longitudinal et sa section transversale, dans les limites du bief de la station hydrométrique considérée.

4.2.1.1. Tracé en plan.

L’examen du tracé en plan, sur le terrain ou sur une photographie aérienne, permet de différencier:

La station hydrométrique est normalement installée dans un tronçon rectiligne à chenal unique. Mais ce n’est pas toujours le cas et un examen approfondi du tracé en plan doit être fait avec soin pour détecter tout bras secondaire pouvant exister, quelquefois à plusieurs kilomètres du lit principal.

Les singularités du tracé en plan sont constituées par les coudes, les confluences et défluences. Chacune d’elles peut avoir une influence sur l’écoulement au droit d’une échelle limnimétrique installée à proximité.

4.2.1.2. Profil en long.

Le bief est considéré de l’amont vers l’aval. Le profil en long est représenté dans le plan vertical qui suit la ligne des profondeurs maximales de chaque profil en travers. Deux lignes composent le profil: l’une, inférieure correspond à la trace du fond du lit sur le plan vertical, l’autre supérieure est la trace de la surface libre de l’eau.

On trace deux lignes d’eau correspondant l’une à un débit faible (basses-eaux), l’autre à un débit important (hautes-eaux). Le profil de hautes-eaux est généralement plus régulier que le profil de basses-eaux qui prend l’allure d’une ligne brisée, comme la trace du fond du lit.

Les points bas du fond sont les mouilles (entre les points A et B sur la figure), zones profondes à vitesses d’écoulement lentes, et les points hauts sont les seuils ou maigres, secteurs à faible profondeur et à courant rapide.

La pente longitudinale du fond du lit est très variable. Elle est définie par le sinus de l’angle que forme le fond avec le plan horizontal.

On définit une pente longitudinale moyenne dans un bief par le sinus de l’angle avec l’horizontale de la ligne joignant deux seuils successifs. Nous la désignerons plus simplement par l’expression pente de fond et elle sera symbolisée par la lettre I:

I = sin.

Dans le bief d’une station hydrométrique, la mesure de la pente du fond est faite par nivellement du fond du lit sur plusieurs centaines de mètres, de part et d’autre de l’échelle. On peut ainsi déterminer les deux seuils qui doivent être utilisés pour le calcul de I.

La pente du fond, est une caractéristique géométrique peu variable dans le temps, même pour les lits à fond mobile, puisqu’elle dépend surtout de la topographie de la région.

La pente superficielle J est le sinus de l’angle de la ligne d’eau avec le plan horizontal. J est une caractéristique de l’écoulement, généralement variable avec le débit. Elle ne doit pas être confondue avec I.

4.2.1.3. Section transversale.

On appelle section transversale, la section plane d’un cours d’eau perpendiculaire à la direction de l’écoulement. Outre le fait que cette direction n’est pas toujours bien définie, une telle section n’est pas rigoureusement verticale, en raison de la pente de l’écoulement.

Généralement, la section transversale est une section verticale de direction perpendiculaire aux rives, définition très proche de la précédente si l’on ne se situe pas dans une singularité du tracé en plan.

Les éléments géométriques de la section transversale sont définis en fonction du niveau de l’eau et varient donc avec lui. Le repère de niveau habituellement choisi est la profondeur maximale. Dans la section transversale qui contient l’échelle limnimétrique, appelée section de l’échelle, on utilisera toujours la hauteur lue sur l’échelle, encore appelée cote limnimétrique (fig. 4.1).

Fig. 4.1. Profil en long (tiré de G. JACCON).

Fig. 4.2. Éléments géométriques de la section transversale.

Les éléments géométriques de la section transversale sont (fig. 4.2):


,

étant l’accroissement de surface mouillée entre les deux profondeurs  et  auxquelles correspondent les largeurs  et , la première valeur de S correspondant à la plus basse cote est obtenue soit par planimétrage, soit par décompte des  sur le graphique millimétré ; Surface mouillée et rayon hydraulique sont d’une utilisation constante dans l’élaboration des courbes de tarage. Il est donc important de les calculer correctement.

Le profil en travers est utilisé pour la mesure de la largeur superficielle à différentes hauteurs choisies a priori.

En résumé :


4.2.2. NATURE DU LIT

Elle intervient dans le processus d’écoulement par la rugosité du lit et par la mobilité des matériaux.

4.2.2.1. Rugosité.

Elle caractérise la résistance du lit au déplacement de l’eau. Elle varie d’un secteur à l’autre du lit avec la nature physique du matériau et avec sa granulométrie. La présence d’ondulations dans les fonds sableux (dunes dissymétriques ou petites rides régulièrement espacées), ou l’existence d’éléments secondaires rapportés (végétation, cailloux, détritus) l’augmente considérablement.

La rugosité du lit peut-être évaluée par la valeur du coefficient n de la formule de MANNING qui s’écrit (tab. 4.1): 

Tableau 4.1 : Quelques valeurs indicatives du coefficient de rugosité

 
Nature du lit
n
Lits bétonnés
0.015
70
Lits naturels propres à fond lisse
0.020
50
Lits naturels propres à fond rugueux
0.030
33
Lits naturels avec végétation
0.050 à 0.100
20 à 10

,

ou bien par la valeur du coefficient K de la formule de STRICKLER qui est équivalente:

,

U - étant la vitesse moyenne d’écoulement en m/s;

R - le rayon hydraulique en m;

J - la pente superficielle.

Les dimensions du coefficient n sont . Sa valeur peut être calculée par:

lorsque les trois éléments U, R et J ont été mesurés au cours d’un jaugeage.

4.2.2.2. Mobilité. Tous les lits qui ne sont pas creusés dans une roche dure, un conglomérat ou une argile compacte sont mobiles et plus ou moins rapidement déformables. Cette déformation peut jouer un rôle important dans l’instabilité chronologique de la relation hauteur-débit.

La mobilité des matériaux apparaît différente selon qu’il s’agit du fond du lit ou des berges.

Elle est particulièrement accentuée au fond du lit lorsque les vitesses d’écoulement sont fortes (pente longitudinale élevée) et lorsque les matériaux sont fins et sans cohésion. La mobilité du fond prend la forme d’une alternance de phases de mise en mouvement avec creusement et de phases de dépôt avec remblaiement.

Le processus qui règle ces mouvements est assez complexe et souvent difficile à prévoir: certaines crues creusent, d’autres remblaient, certaines passent sans action apparente.

Mais lors de crues exceptionnelles, la quantité de matériaux mise en mouvement peut être énorme: les exemples les plus remarquables sont observés sur les stations à fond sableux, situées dans des défilés rocheux, à l’amont d’un brusque élargissement du lit. Le passage d’un débit très élevé entraîne une rapide augmentation de la pente superficielle, due à l’effet de contraction du site et à la montée plus lente des eaux vers l’aval. Il n’est alors pas rare que la section mouillée s’accroisse autant par surcreusement du fond que par élévation du niveau de l’eau.

La mobilité du lit peut être provoquée par des actions de l'homme sur le milieu. Des affaissements du lit peuvent intervenir de façon spectaculaire lorsque des matériaux sont extraits à l'aval; c'est le cas d'exploitation de gravières de lits encombrés de rochers concassables. On peut observer aussi de fortes modifications du tracé d'un lit lorsque des travaux modifient artificiellement la structure ou la morphologie d'une berge. D'une façon générale, toute modification physique apportée au lit d'une rivière par apport ou extraction de matériaux modifie les conditions d'écoulement et les caractéristiques géométriques du lit jusqu'à ce que le bief concerné en amont de la perturbation retrouve un nouvel équilibre hydrodynamique.
 


4.3. LES ÉCOULEMENTS

L’hydraulique des écoulements à surface libre établit des relations fondamentales entre les grandeurs géométriques du lit et le débit. Ces relations ne sont applicables que dans certains régimes, que nous étudierons à travers leurs caractéristiques hydrauliques.
 


4.3.1. GRANDEURS CARACTÉRISTIQUES

Nous définirons successivement le débit, la vitesse moyenne, l’énergie totale ou charge et la pente hydraulique.

4.3.1.1. Débit.

Le débit d’un cours d’eau en un site est le volume d’eau qui s’écoule à travers la section mouillée pendant une durée donnée. On désigne le débit par la lettre Q; sa dimension est  et ses unités sont généralement le/s ou le l/s.

C’est une grandeur qui varie dans le temps en fonction du régime climatique, notamment de la pluviométrie, et des processus physiques mis en jeu sur le bassin versant.

4.3.1.2. Vitesse d’écoulement.

La vitesse caractérise la dynamique de l’écoulement.

Sa dimension est  et elle s’exprime en m/s ou en cm/s. La vitesse instantanée des particules d’eau peut varier dans le temps et en direction, en fonction des turbulences qui existent plus ou moins dans les écoulements naturels.

Ces variations, de caractère parfois cyclique (pulsation du courant), sont souvent décelées par les changements de la cadence de rotation d’une hélice d’un moulinet hydrométrique; l’opérateur doit donc choisir un temps de mesure recouvrant plusieurs cycles successifs, pour obtenir une vitesse moyenne ponctuelle ou vitesse locale. Les turbulences sont, par ailleurs, nécessaires à un bon mélange des matières dissoutes lors d'un jaugeage chimique.

La vitesse locale diffère d’un point à l’autre de la section mouillée. La répartition des vitesses varie avec la forme de la section: les valeurs maximales se situent près de la surface, généralement près de la verticale de la plus grande profondeur. Les vitesses diminuent vers le fond, plus ou moins rapidement selon la rugosité du fond du lit et décroissent vers les rives, d'autant plus rapidement que la profondeur est faible.

Si l’on désigne par v la vitesse locale en un point quelconque de la section mouillée S, la vitesse moyenne U est la moyenne des vitesses dans la section. Elle est telle que:

.

Débit, vitesse et surface mouillée sont liés par l’équation fondamentale  qui montre que la vitesse moyenne du flux varie à l’inverse de la surface mouillée, dans un bief où le débit reste constant.

4.3.1.3. Energie totale et charge.

Le bilan énergétique total d’un liquide en mouvement résulte de la composition de plusieurs termes, représentatifs de la vitesse d’écoulement (énergie cinétique), des pressions internes (énergie de pression), de la hauteur d’eau (énergie de position ou de gravité) et d’autres forces d’inertie et de frottement, qui peuvent ou non se manifester.

Rapportée à l’unité de poids et à un niveau de référence arbitraire, l’énergie mécanique totale de la particule d’eau est appelée charge. La charge est la hauteur à laquelle devrait se trouver la particule d’eau si toute son énergie mécanique était intégralement transformée en énergie de position ou énergie potentielle. On la désigne généralement par le symbole H.

Dans la section transversale d’un écoulement rectiligne, la charge H est donnée par la formule de BERNOUILLI:

,

où: h     est     la hauteur de la surface libre par rapport au niveau de référence, exprimée en mètre;
U     -        la vitesse moyenne exprimée en m/s;

g     -        l’accélération de la pesanteur;

a     -        un coefficient qui tient compte de la répartition des vitesses locales dans la section.

Dans un bief rectiligne de section régulière, la valeur du coefficient a est très peu supérieure à 1; l’expression de H peut donc être simplifiée:

.

La charge ainsi exprimée, comprend deux termes:

h est la hauteur représentative de l’énergie potentielle de la particule
d’eau, par rapport au niveau de référence;
- la hauteur représentative de l’énergie cinétique de la particule d’eau.

4.3.1.4. Perte de charge et pente hydraulique

Dans le profil longitudinal, la ligne d’eau superficielle est construite en reportant la valeur de la hauteur d’eau h en chaque section transversale. Si l’on ajoute à h la hauteur cinétique  au-dessus de la surface libre, on définit une nouvelle ligne appelée ligne de charge, ou ligne d’énergie totale, représentant l’énergie qui traverse la section (fig. 4.3).

Comme nous avions défini la pente superficielle J par l’angle de la ligne d’eau avec le plan horizontal, nous pouvons définir la pente de la ligne de charge i par l’angle qu’elle fait avec l’horizontale.

Il est important de bien différencier:

En général, les valeurs de i et de J sont voisines et la pente superficielle, mesurable, est souvent utilisée, en remplacement de la pente de la ligne de charge dans l’application pratique des formules de l’hydraulique (fig. 4.3).

Fig. 4.3. Surface libre et ligne de charge (tiré de G. JACCON).

En résumé, un écoulement est caractérisé par:

.
4.3.2. RÉGIMES D’ÉCOULEMENT

L’hydraulique étudie les propriétés des différents régimes d’écoulement. L’application de formules théoriques à un écoulement naturel suppose l’identification préalable de son régime à partir de ses caractéristiques.

4.3.2.1. Ecoulements laminaires et turbulents.

Cette classification se réfère à la viscosité et à la turbulence des particules. Les écoulements naturels étant presque toujours turbulents, cette classification n’a pas d’utilité pratique pour l’hydrologue.

4.3.2.2. Ecoulements permanents et non permanents.

Cette classification se réfère à la variabilité du régime dans le temps, dans une section transversale donnée.

Un écoulement est dit permanent lorsque ses caractéristiques ne changent pas en fonction du temps. Ceci signifie en particulier que:

Cette définition ne peut, en toute rigueur, s’appliquer aux cours d’eau naturels dont la variabilité du débit dans le temps est la caractéristique principale et justifie les mesures hydrométriques. Mais en dehors des périodes de crues rapides, l’évolution du débit est suffisamment lente pour que le régime d’écoulement puisse être considéré comme permanent.

Au contraire le régime est non permanent ou variable:

4.3.2.3. Ecoulements uniformes et variés.

Cette classification se réfère à la modification du régime d’écoulement de l’amont vers l’aval d’un bief (variabilité dans l’espace).

Un écoulement est uniforme lorsque les caractéristiques ne changent pas d’une section à l’autre.

Autrement dit:

Dans un écoulement uniforme, la ligne de charge est parallèle au fond et à la surface libre: la perte de charge est exactement compensée grâce à la pente naturelle du lit. Un tel régime ne peut donc exister dans un bief à fond plat ou ascendant. On l’observe très rarement dans les lits naturels mais il s’établit généralement dans les canaux de pente constante et de géométrie régulière, sur une grande longueur.

La formule fondamentale du régime uniforme a été établie par CHEZY en 1775. Elle s’écrit:

,

ou :

U est la vitesse moyenne;

R - le rayon hydraulique;

i - la pente de la ligne de charge (égale à J et à I);

C - un coefficient variable, fonction du rayon hydraulique et de la

nature des parois.
Parmi les formules empiriques exprimant le coefficient C de CHEZY, nous retiendrons celle de STRICKLER, déjà citée, qui s’écrit:

,

soit:

, pour la vitesse moyenne;

et:

, pour le débit;

K est l’inverse du coefficient de rugosité de MANNING.

C’est sous cette forme que la formule de STRICKLER est utilisée pour le calcul estimatif des débits maximaux qui n’ont pu être mesurés sur le terrain. Si la section transversale est stable et de forme régulière, S et R, éléments géométriques, sont parfaitement connus. La pente hydraulique peut avoir été mesurée durant la crue ou, a posteriori, par les délaissés. Seul le coefficient de rugosité n = 1/K n’est pas directement mesurable: il ne peut être que calculé à partir des jaugeages complets ou estimé par les valeurs théoriques proposées par MANNING.

Quand la pente est inconnue, il est préférable d’associer K et , et de calculer la valeur de leur produit, à partir des jaugeages complets.

La formule de CHEZY montre qu’en régime uniforme, l’écoulement d’un débit Q ne peut se faire que sous un rayon hydraulique R donné. Le niveau d’eau correspondant est dit normal. A chaque débit correspond donc une hauteur (ou profondeur) normale hn.

Un écoulement non uniforme est varié (fig. 4.4): toutes ses caractéristiques hydrauliques se modifient d’une section à l’autre du bief, que le régime soit permanent ou non.

On dit que l’écoulement est accéléré lorsque la vitesse augmente dans le sens du courant, il est dit retardé dans le cas contraire.

Suivant la rapidité du changement, on distingue:

Fig. 4.4. Ecoulement varié (tiré de G. JACCON).

4.3.2.4. Ecoulements critique, fluvial et torrentiel.

Cette classification se réfère à la valeur du nombre de FROUDE, c’est à dire à la quantité , dont le carré est le double du rapport de la composante cinétique à la hauteur potentielle de la charge spécifique dans une section transversale.

On dit que l’écoulement est critique lorsque le nombre de FROUDE est égal à 1, c’est à dire lorsque l’énergie potentielle est deux fois supérieure à l’énergie cinétique.

Lorsque la part de la première augmente par rapport à la seconde, l’écoulement dans la section est fluvial (Fr < 1); lorsqu’elle diminue, l’écoulement est torrentiel (Fr > 1). On utilise aussi les termes subcritique et supercritique.

L’expression simplifiée de la charge spécifique dans une section transversale d’un écoulement permanent uniforme ou graduellement varié est:

,

qui peut s’écrire aussi:

.

Si l’on choisit un débit Q, il est facile de construire la courbe représentative de H pour ce débit en fonction de la profondeur h: chaque point de cette courbe est obtenu en additionnant les ordonnées de la droite d’énergie potentielle d’équation H = h et de l’hyperbole d’énergie cinétique d’équation .

Lorsque la charge est supérieure à la valeur critique , l’écoulement peut se faire sous deux régimes:

et une vitesse faible: c’est le régime fluvial.

En pratique l’un des deux régimes s’établit spontanément en fonction de la pente hydraulique. Si la pente est forte, la vitesse d’écoulement est élevée, le régime est torrentiel ou rapide; si la pente est faible, la vitesse est réduite, le régime est fluvial ou lent. Il en est généralement ainsi pour la plupart des biefs des stations hydrométriques où l’on recherche à la fois de grandes hauteurs d’eau et des vitesses faibles afin d’améliorer la précision et la qualité des mesures.

En résumé:

4.3.3. CONTRÔLE HYDRAULIQUE

La notion de contrôle hydraulique est importante pour la compréhension du fonctionnement du bief hydrométrique. Le contrôle s’exerce sous différentes formes et tout le tracé de la courbe de tarage dépend de ses propriétés.

4.3.3.1. Définition.

On dit que l’écoulement dans une section limnimétrique se trouve sous contrôle, lorsque les caractéristiques géométriques sont telles que le niveau d’eau est un indice stable du débit, ou en d’autres termes, lorsque la géométrie d’un bief restant invariable, un même débit s’écoule toujours sous la même hauteur. Cette définition suppose que le régime d’écoulement est permanent ou du moins que la variation du débit est faible.

4.3.3.2. Types de contrôle.

Il a été mis en évidence deux types d’écoulement dans lesquels le débit est analytiquement associé à la hauteur d’eau: le régime uniforme et le régime critique. Deux types de contrôle hydraulique leur correspondent: le channel-control et la section de contrôle.

Fig. 4.5. Section de contrôle instable (tiré de G. JACCON).

C’est cette propriété que les hydrologues anglo-saxons désignent sous le nom de Channel-Control. Il existe dans tous les lits naturels où les conditions sont favorables, c’est à dire loin des singularités. La pente du fond doit être suffisante pour assurer un bon transfert du débit, puisqu’un régime uniforme ne peut s’établir dans un lit à fond plat. Par ailleurs le profil transversal du lit doit être de forme géométrique régulière: ceci limite généralement l’effet du Channel-Control au seul lit apparent. La figure 4.6 représente l’allure de la ligne d’eau pour trois singularités différentes, et montre qu’il existe deux situations possibles: Dans ce cas, le bief amont est totalement isolé du bief aval par la section critique, alors confondue avec la section de contrôle. On dit que le contrôle est complet. Au contraire, en l’absence de section critique, le bief amont reste partiellement influencé par l’écoulement du bief aval: la section de contrôle est encore localisée au droit de la singularité mais le contrôle n’est que partiel. Lorsqu’un obstacle entraîne l’existence d’une section critique, le courant est dit dénoyé. Si, le débit augmentant, la section critique est amenée à disparaître, on dit que l’obstacle se noie: l’écoulement sur une singularité, sans régime critique transitoire, est noyé.

Fig. 4.6. Effet d' une singularité sur la ligne d' eau.

4.3.3.3. Permanence du contrôle.

Un contrôle parfait est un contrôle permanent dans l’espace et dans le temps. Une section de contrôle complet et stable présente un intérêt fondamental pour l’hydrologue qui doit la rechercher avec obstination, dans la prospection des sites de station. Les meilleurs contrôles complets existants sont les rapides, sauts et cascades des biefs rocheux, les seuils transversaux naturels constitués par des barres rocheuses résistantes, ou par les seuils artificiels (seuils déversants) quand leur structure est solide et leur ancrage au sol résistant. En l’absence de contrôle complet bien localisé, le contrôle devient partiel et la notion même de contrôle devient beaucoup plus floue: l’écoulement est alors sensible aux conditions aval et il n’est pas toujours facile de les identifier et de les localiser avec précision.

L’efficacité du channel-control est elle aussi limitée à une partie du marnage. Aux faibles débits, le contrôle s’effectue par les bancs de sable et de graviers du lit mineur, alors qu’en très hautes eaux, s’il y a envahissement du lit majeur, l’écoulement devient très complexe et s’accompagne de nombreuses anomalies (remous localisés, contre-courants, défluences etc.).

La figure 4.7 donne un exemple schématique d’un écoulement de basses eaux dans un lit mineur: elle montre que le contrôle d’une échelle peut être très différent suivant la position de celle-ci dans la section transversale.

Fig. 4.7. Localisation du contrôle hydraulique.

Les causes d’instabilité du contrôle sont multiples: elles s’identifient, de manière indépendante ou simultanée, dans la géométrie du lit et dans les caractéristiques hydrauliques du bief.

Les déformations géométriques du lit ont pour origine les facteurs déjà cités: mobilité naturelle des fonds et des parois, croissance périodique de la végétation, prise en glace des eaux superficielles, travaux de génie civil (ponts, radiers) ou travaux de rectification et nettoyage.

La modification des caractéristiques hydrauliques est généralement le fait de contrôles partiels, influencés par l’aval: variation temporaire du niveau due à la crue d’un affluent, à un effet de marée, à l’abaissement d’un seuil mobile. Elle peut être due aussi à une variation rapide du débit (situation temporaire de non-permanence).

L’instabilité du contrôle affecte nécessairement la relation hauteur-débit mais avec des conséquences très variables suivant:

On limite souvent la forte instabilité du fond par la construction de seuils bétonnés, qui permettent aussi d’améliorer la sensibilité de la station et quelquefois de faciliter le mesurage des faibles débits. Ces seuils s’apparentent à deux types standard, généralement associés: le déversoir à seuil épais et les seuils à contraction latérale.

4.3.3.4. Fonctionnement du contrôle.

Le contrôle hydraulique qui s’effectue de l’aval vers l’amont s’exerce sur la seule caractéristique longitudinale de l’écoulement: la pente hydraulique.

Si la formule de STRICKLER est applicable - bief de géométrie régulière à régime peu varié-la pente hydraulique est liée au débit par l’expression:

.

Dans cette expression K, S et R se rapportent à la section de l’échelle J, par contre, dépend à la fois de la hauteur d’eau dans la section, c’est à dire de la hauteur normale  et de la hauteur d’eau dans la section de contrôle .

Lorsque le débit augmente, la variation de J dépend de la différence -.

Trois situations sont possibles:

La multiplicité des contrôles d’une même échelle limnimétrique peut évidemment conduire à un schéma beaucoup plus complexe, même si les conditions d’écoulement restent acceptables pour l’application de la formule de STRICKLER. La variation de J avec h peut être successivement croissante puis décroissante, puis à nouveau croissante. Ce qui importe en termes de contrôle hydraulique, c’est la stabilité temporelle et spatiale des conditions d’écoulement.

La figure 4.8 présente l'impact des différents types de contrôle sur la pente hydraulique.

En résumé:


Fig. 4.8. Variation de la pente hydraulique (tiré de G. JACCON).
 

4.4. LA STATION HYDROMÉTRIQUE

Les informations nécessaires au calcul des débits d’un cours d’eau, essentiellement hauteurs d’eau et mesurage des débits ponctuels, sont recueillies à une station hydrométrique dont le choix du site doit être fait avec le souci de la qualité des mesures, compte tenu des propriétés géométriques et hydrauliques du bief.
 


4.4.1. GRANDEURS MESURÉES

Les deux grandeurs principales mesurées sont: Les autres grandeurs mesurées concernent:


4.4.2. CHOIX DU SITE

Sont pris en compte dans ce choix deux types de critères. Les uns concernent le mode et la facilité de la gestion de la station: accessibilité, surveillance, présence d’un observateur etc. Les autres portent sur les propriétés naturelles du site du point de vue géométrique et du régime hydraulique: adaptation aux mesures hydrométriques, stabilité du bief et du contrôle, sensibilité.

4.4.2.1. Adaptation aux mesures.

Le site choisi doit permettre l’observation de tous les niveaux d’eau et le mesurage de tous les débits, qu’ils soient très faibles ou très élevés.

Ceci implique que la totalité du débit passe dans la section de mesures (lit à chenal unique) et qu’un équipement limnimétrique puisse y être solidement installé sans risques de destruction, de submersion et d’émersion.

Fig. 4.9. Evolution d’un seuil instable au cours d’une crue.

Fig. 4.10. Evolution d’une section à berges instables.

Ceci suppose aussi que les mesures soient effectuées dans de bonnes conditions: échelle bien lisible sans risque, surface libre plate et stable (quel que soit le débit), écoulement lent pour les jaugeages au moulinet ou à fort brassage latéral pour les techniques de dilution chimique. Cette première condition de bonne adaptation de la station aux mesures apparaît évidente mais beaucoup d’hydrologues oublient très souvent d’en tenir compte: c’est la raison pour laquelle de nombreuses stations installées dans des sites inadaptés se sont avérées inexploitables, malgré d’importants investissements faits pour tenter d’assurer leur sauvegarde.

4.4.2.2. Stabilité.

La relation hauteur-débit d’une station hydrométrique doit être aussi stable que possible. Il faut pour cela choisir un bief, creusé dans un matériau résistant ou du moins de bonne cohésion et surtout rechercher, de manière systématique, les contrôles permanents et si possible complets.

Cette seconde condition impose le choix d’un bief à régime fluvial contrôlé par l’aval, ainsi qu’une localisation des seuils ou sections de contrôle avec évaluation des limites d’efficacité de chacune d’elles.

Il est toujours difficile en pratique de connaître avec précision la permanence d’un contrôle: lors d’une simple prospection de terrain, même si l’on dispose de documents topographiques précis, la stabilité du lit n’est pas facile à apprécier, surtout dans le cas de lits alluvionnaires.

Pour ces derniers, la seule procédure sûre dans ce domaine est de contrôler la géométrie du site choisi durant 6 à 12 mois par des levés périodiques du profil transversal. Mais il est bien rare que l’hydrologue dispose d’un tel délai avant de mettre en place une échelle.

4.4.2.3. Sensibilité.

La sensibilité d’une station est d’autant meilleure qu’une grande variation de la hauteur lue à l’échelle correspond à une faible augmentation du débit traversant la section de l’échelle. Elle peut être exprimée par le rapport  ou mieux encore, puisque la précision relative sur le débit importe plus que la précision absolue, par le rapport .

La valeur du rapport  exprimée en % par centimètre est variable suivant le niveau mais doit rester aussi faible que possible. Il faut ajouter qu’il n’existe en fait pas de méthode pour définir une valeur étalon de la sensibilité permettant de comparer les stations entre elles. Une définition de la sensibilité a été proposée par J.C. LAMBLE du Scottisch Development Department, Edinburg: C’est l’augmentation de la hauteur d’eau en mm correspondant à une augmentation de débit de 1% pour la cote à l’échelle dépassée 95% du temps en moyenne interannuelle.

La formule de STRICKLER appliquée à un bief de largeur l et de section rectangulaire s’écrit:

,

avec: S = l hm,

R = hm,

n dérivant cette expression, on obtient:

et :

.

Ces deux relations montrent que pour un débit donné, la sensibilité est d’autant meilleure que largeur et vitesse moyenne sont faibles et que la profondeur est importante.

La sensibilité d’une station est meilleure dans les sections étroites et profondes (marnage fort) et à régime d’écoulement lent (donc fluvial).

En résumé:

Les qualités hydrauliques d’une station hydrométrique sont par ordre de priorité:

Les figures 4.11 et 4.12 présentent réciproquement la variation du profil en travers après une crue et l'effet de la forme du profil en travers sur la sensibilité de la section de mesure.

La figure 4.13 montre que pour les cotes comprises entre A et B, la section est sensible. Pour les cotes supérieures à B la section est sensible.

Fig. 4.11. Variation du profil en travers après une crue.
 
 

Fig. 4.12. Sensibilité d'une section de mesure limnimétrique.

Fig. 4.13. Différents types de seuil.






4.4.2.4. Sections caractéristiques.

Il est assez peu fréquent que la station hydrométrique se réduise à une seule section transversale. Des sections différentes sont généralement utilisées pour le mesurage des hauteurs et des débits. La station hydrométrique peut donc s’étendre sur un bief de plusieurs kilomètres de long. Mais la seule section de référence pour la définition de la relation hauteur-débit, est la section de l’échelle.

Lorsque la station comprend plusieurs batteries d’échelles, implantées dans des sections transversales différentes, soit pour mesurer la pente hydraulique, soit pour suivre les variations de niveau pendant les jaugeages ou encore pour doubler temporairement une échelle menacée de destruction, l’une d’elle doit impérativement être désignée comme échelle principale, en fonction des trois critères de choix définis au paragraphe précédent.

La figure 4.14 présente l'effet de la forme du lit de la rivière sur la sensibilité d'une station hydrométrique.

Fig. 4.14. Sections à débordement.

Une échelle est souvent composée d’éléments métriques séparés ou regroupés en tronçons de longueur variable. Ces éléments doivent être alignés dans la section de l’échelle: lorsque cela n’est pas possible pour des raisons techniques, on doit prendre soin d’éviter toute discontinuité dans les lectures en assurant un calage altimétrique entre les éléments prenant en compte la pente superficielle.

Dans les cours d’eau à niveau rapidement variable l’enregistrement continu des hauteurs est effectué par un limnigraphe, dont la prise de niveau doit être placée dans la section de l’échelle.

D’une manière générale, dans une même station hydrométrique, il faut éviter au maximum de multiplier le nombre des sections de mesure du niveau.

Un autre type de contrôle complet se rencontre dans les lits non aménagés mais pourvus naturellement de chutes ou zones de rapides. Nous citons Gérard HIEZ (ORSTOM): en GUYANE, les échelles étaient installées, chaque fois que cela était possible, à l’amont de sauts ou rapides qui constituent de remarquables sections de contrôle. La section au droit de l’échelle est quelquefois parfaitement "indéfinie" (par exemple la station de MARIPA sur l’OYAPOQUE) et le lit peut être encombré d’îles et de rochers. Ces stations présentent, en général, d’excellentes qualités de sensibilité et de stabilité parce que situées à l’amont immédiat d’un contrôle absolu.

Ce cas, presque idéal, où le contrôle est complet et parfaitement défini n’est malheureusement pas le plus fréquent. Très souvent la section de contrôle est imprécise, fuit vers l’aval lorsque le niveau d’eau augmente et se stabilise à une singularité du lit (coude, pont), ou se perd dans un channel-control.

Section transversale régulière et stable, vitesse de courant suffisante, filets d’eau parallèles sont les critères de choix d’une section de jaugeage au moulinet. Ces conditions ne sont pas toujours faciles à réunir à proximité de l’échelle limnimétrique, d’autant plus qu’il y a généralement opposition entre basses eaux et moyennes ou hautes eaux.

Une section de hautes eaux est choisie dans un bief à pente faible pour limiter la violence du courant. Elle peut être équipée d’un câble gradué, d’un transporteur aérien ou d’un balisage pour repérage des distances au cercle hydrographique. Il n’y a pas d’inconvénient à placer cette station loin de la section de l’échelle si le débit reste inchangé.

Pour les basses eaux au contraire, on se heurte à une insuffisance soit des profondeurs (seuils), soit des vitesses (mouilles). De plus les jaugeages doivent être faits aussi près que possible de la section de l’échelle en raison de la rapide variation des faibles débits (échanges avec la nappe phréatique, percolation). Il en résulte que, très souvent, le mesurage des débits d’étiage est beaucoup plus difficile à réaliser que celui des débits de moyennes et hautes eaux. L’utilisation d’un seuil jaugeur étalonné peut apporter une solution lorsque le débit est inférieur à 500 l/s.

L’utilisation des méthodes de jaugeage par dilution chimique n’entraîne pas le choix d’une section de jaugeage mais au contraire celui d’un bief long de plusieurs hectomètres ou kilomètres suivant le débit et le brassage des eaux.

En résumé, trois types de sections caractéristiques sont définies dans un bief hydrométrique (Q constant tout au long du bief):

La seule section de référence pour la mesure des niveaux limnimétriques est la section de l’échelle: toutes les mesures de niveau ou de débit effectuées en d’autres sections doivent y être rapportées.

4.4.2.5. Sections de contrôle artificiel.

Nous venons de voir les critères qui président au choix de sites de stations hydrométriques répondant du mieux possible aux exigences des mesures hydrométriques et à la stabilité de la relation hauteur-débit définie à la dite station. Malgré tout le soin apporté à ce choix, on est parfois amené, en particulier dans le cas de petits cours d’eau aux lits étroits, instables, encombrés de blocs et à faible tirant d’eau, à aménager la section avec un déversoir, ou plus commodément, on profite des "vestiges" d’un ancien seuil pour installer la station. Dans ce dernier cas, il ne sera pas possible d’utiliser une formule hydraulique pour la détermination des débits, mais le seuil existant moyennant éventuellement quelques travaux, assurera une très bonne stabilité de la relation H/Q.

Il faut être conscient que la construction d’un tel ouvrage est toujours très onéreuse, ce coût pouvant être plus ou moins compensé par la suppression éventuelle ou à tout le moins la réduction sensible du nombre de jaugeages nécessaires au tarage de la station.

Un dimensionnement judicieux permettra d’obtenir une sensibilité variable dans l’ensemble de la gamme des débits à contrôler.

Quel que soit le type de contrôle artificiel, celui-ci doit comprendre le seuil de contrôle proprement dit, l’ouvrage créant les conditions amont et l’ouvrage imposant les conditions aval de l’écoulement.

L’exploitation des stations à déversoirs se heurte à diverses difficultés telles que:

Les caractéristiques et les conditions d’implantation de ces dispositifs sont largement traités dans les ouvrages tels que: Hydrométrie appliquée aux cours d’eau de M. Audinet ou l’Hydrologie de l’ingénieur de G. Réméniéras.

4.5. LES CAPTEURS

L’échelle limnimétrique constitue encore aujourd’hui le limnimètre de référence. Elle est presque toujours associée à un autre capteur limnimétrique.

Les capteurs usuels sont classés en deux grandes catégories:


4.5.1. CARACTÉRISTIQUES DES CAPTEURS

Les caractéristiques les plus connues des capteurs limnimétriques sont:


4.5.2. LES ECHÉLLES LIMNIMÉTRIQUES

L’échelle limnimétrique est constituée d'éléments métriques, généralement faits de tôle émaillée, gradués tous les centimètres. L'échelle reste encore aujourd’hui l’instrument de base pour la mesure des niveaux d’eau dans les cours d’eau.

Une station limnimétrique, ou hydrométrique, existe de fait à partir de l’instant où au moins un élément métrique est mis en place. Cet élément détermine la position exacte de la section de l’échelle dans le bief hydrométrique et le calage en altitude des hauteurs mesurées. Ce calage en altitude est très important puisque toute modification entraîne une modification de la relation hauteur-débit (détarage de la station). Il faut toujours repérer la calage de l’échelle en altitude par un repère de nivellement situé hors de la zone d’inondation.

Au moment de l’installation, on s’efforcera de respecter les règles suivantes:

Les configurations d’installation les plus usuelles pour les échelles sont: Un principe de base que l'on s'efforcera de respecter est de ne pas modifier, autant que possible, l'altitude du zéro de l'échelle sans raison importante, en général liée à un affouillement important du lit laissant émergé l'élément 0-1.

La lecture d'une échelle limnimétrique (fig. 4.15 et fig. 4.16) doit se faire généralement au demi centimètre prés. Il est recommandé d'utiliser le système de notation en cm suivant qui à l'expérience présente le moindre risque d'erreurs pour le lecteur: 0425 pour 42,5 cm ou 524 pour 5,24 m ou 4035 pour 4,035 m.
 
 

Fig. 4.15. Batteries d' échelles limnimétriques.

Fig. 4.16. Éléments d' échelles limnimétriques (tiré de G. JACCON).


Une des premières échelles limnimétriques connue est le NILOMETRE installé sur l'île de RODAH au centre du Caire, construit en 715 après J.C. sous le calife Omeyyade SOULEIMAN: C'est un puit rectangulaire en communication avec le lit du fleuve; l'ouverture est entourée d'une cour carrée, ornée de quatre niches ogivales. L'échelle est une colonne octogonale, reposant sur une base au centre du puit, les degrés sont indiqués en coudées, chargés d'inscriptions et numérotés jusqu'à 17. Le zéro de l'échelle correspond à peu près au plan maçonné du fond du puits, les dix coudées supérieures sont divisées en six parties égales, se subdivisant à leur tour chacune en quatre parties appelées qirât, ce qui fait vingt quatre qirât par coudées. La longueur de la coudée étant de 0,540 m, celle des dix sept coudées mesure 9.187 m. La cote était relevée chaque jour. A seize coudées était proclamée la crue.
 
 

4.5.3. LES CAPTEURS DIRECTS

Deux systèmes sont utilisés:

4.5.3.1. Les flotteurs.

Le principe de l'appareillage est illustré sur la figure. Un flotteur installé dans une buse ou une tour bétonnée repose sur un plan d'eau en relation avec la rivière. Les mouvements de translation verticale du flotteur sont traduits en mouvements de rotation d'une poulie qui entraîne le déplacement d'un curseur sur un tambour rotatif ou sur une table déroulante.

La figure 4.18 présente différents types de limnigraphes à flotteur.

Fig. 4.17. Limnigraphe envasé.
 
 


Fig. 4.18. Types de limnigraphes à flotteur.

Ce système est d'une grande simplicité; rustique, il présente une grande robustesse. Cependant, il nécessite cependant un génie civil souvent très important. Son emploi est difficile dans les cours d’eau à forte charge solide en raison de l'ensablement du puits du flotteur ou de la prise d'eau en rivière.

La sensibilité d'un tel dispositif dépend du type d'appareillage et du bon entretien de la conduite d'amenée d'eau vers le flotteur.

La précision est liée aux caractéristiques du couple poulie-enregistreur graphique et aux diamètres respectifs du flotteur et de la poulie; la précision théorique donnée par le constructeur peut descendre au mm dans les meilleures conditions, en pratique on ne peut guère espérer mieux que 5 mm.

Quelques précautions élémentaires doivent accompagner l'exploitation d'un limnigraphe à flotteur.

Le limnigramme enregistré doit permettre de déterminer la côte du plan d'eau sur le diagramme à tout instant. Ainsi, à chaque passage, l'agent devra porter la cote du plan d'eau, la date et l'heure exacte sur le diagramme.

Dans le cas particulier d'une rivière temporaire présentant seulement des écoulements entre deux passage, une incertitude peut demeurer selon la façon dont le flotteur repose sur le fond. Il est conseillé dans ce cas de mettre en place un serre câble du coté du contrepoids venant en butée avant que le flotteur repose sur le fond. Ainsi à chaque posée ou décollage du flotteur correspondra une cote bien identifiée.

Il est important qu'à chaque changement de diagramme le technicien ou l'observateur chargé de l'opération note soigneusement la cote du plan d'eau sur les diagrammes (l'ancien et le nouveau) avec la date et l'heure exacte (de la dépose de l'ancien puis de la pose du nouveau diagramme). Aucun calcul ne doit être fait sur le terrain; le technicien devra s'efforcer de noter ce qu'il voit, ce qu'il lit, ou ce qu'il constate avec détail.

Il lui faudra noter toute observation utile:

D'une façon générale, il devra porter sur les diagrammes toutes les informations qui pourront faciliter leur dépouillement ultérieur et la traduction des hauteurs en débit. Les interprétations seront faites ultérieurement à tête reposée au bureau.

Le parc de limnigraphes est en très forte régression depuis le début des années 1980, on trouve encore ce type d’appareil installé en double avec des centrales électroniques pour avoir une vérité papier. Dans certains cas, ces limnigraphes ont été équipés avec des codeurs numériques.

4.5.3.2. Les palpeurs.

L'auscultation continue ou périodique du niveau de l’eau est assurée par un système constitué d’un circuit électrique qui se ferme par contact avec le plan d’eau.

On peut associer à cette catégorie le limnimètre à électrodes immergées développé par le CEMAGREF. Le limnigraphe est constitué d’une ou plusieurs échelles équipées de résistances électriques tous les cm. La consultation périodique de l’état de ces résistances permet de savoir celles qui sont immergées par différence de conductivité entre l’air et l’eau. Ce principe est utilisé dans un piézographe à palpeur construit par le CEMAGREF (le transducteur est un limnigraphe vertical). D’après l’enquête du CEMAGREF réalisée en 1987, moins de 1% du parc français des capteurs limnimétriques sont des palpeurs.

4.5.3.3. Les ultrasons.

La distance entre un émetteur-récepteur d’ondes ultrasoniques (fréquence supérieure à 15 kHz) et le plan d’eau est déduite du temps de parcours de ces ondes. Si c est la vitesse de propagation des ondes et t le temps nécessaire pour l’aller et le retour d’une onde perpendiculaire au plan d’eau, alors h = c× t/2, avec h = distance de l’émetteur à la surface du plan d’eau.

L’émetteur d’ultrasons (appelé transducteur ou céramique) possède la propriété de convertir des impulsions d’énergie électrique en ondes acoustiques et réciproquement. Il est associé à un circuit électronique qui engendre l’énergie électrique à haute fréquence, la transmet et mesure le temps qui s’est écoulé entre l’envoi et le retour du signal.

Deux techniques sont utilisées: La précision dépend de la qualité du chronométrage (détermination de t), de la connaissance de c, de la position et de l’orientation des capteurs et des corrections, en particulier la compensation de température.

Le tableau 4.2 présente quelques données relatives à la propagation des ultrasons dans l'air et dans l'eau. 

Tableau 4.2 : Grandeurs comparatives des ultrasons dans l’air et dans l’eau

 
 
Dans l’air
Dans l’eau
Fréquences utilisées

Vitesse de propagation

Amortissement

Résolution

Distance minimale

Vitesse de poursuite

20 kHz à 100 kHz

330 m/s à 0°C

10-3 dB/cm

> 5 mm

quelques dizaines de cm

plusieurs m par seconde

100 kHz à 1 Mhz

1400 m/s à 0°C

10-6 dB/cm

< 1 mm

quelques cm

plusieurs m/s

Le mesurage du temps est très précis grâce à une horloge à quartz.

c est une grandeur variable avec la température (c augmente de 0.28% par degré, soit 4 m/s environ dans l’eau) et avec certains facteurs sensibles comme la teneur en sels dissous ou la présence de bulles d’air pour l’eau, le vent et l’humidité pour l’air.

La face émettrice du transducteur doit être rigoureusement parallèle au plan d’eau et à une distance suffisante (distance minimale appelée aussi zone d’ombre).

Les facteurs d’influence sont très difficiles a prendre en compte en dehors de la température; les corrections effectuées portent sur l’élimination des valeurs aberrantes, le lissage sur une période de temps et des calages périodiques au moyen d’un capteur d’un autre type.

La technique des ultrasons immergés est maintenant parfaitement opérationnelle et précise, surtout dans les écoulements laminaires. Les capteurs aériens sont moins précis mais présentent un grand intérêt pour les écoulements très chargés (torrents, égouts).

4.5.3.4. Ondes lumineuses.

Le principe est le même, mais la vitesse de propagation des ondes lumineuses est de 300 000 km/s. D’où la nécessité de travailler pendant un intervalle de temps Dt suffisant.

Une étude assez récente du CEMAGREF a montré que cette technique est utilisable (distancemètres à rayons laser ou infrarouges) mais le coût de tels appareils sera environ le double de celui des autres capteurs.
 
 

4.5.4. CAPTEURS UTILISANT LA PRESSION HYDROSTATIQUE

Deux principes fondamentaux sont utilisés:

4.5.4.1. Le "bulle à bulle" (fig. 4.19).

Un débit constant de gaz (air comprimé ou azote) circule dans une canalisation débouchant dans la rivière par une prise de pression ouverte.

La source de gaz est soit une bouteille de gaz comprimé (dans les anciens appareils) soit un compresseur alimenté par batteries et panneau solaire dans les dispositifs nouvelle génération. Le débit d’air est réglé à environ deux bulles par secondes grâce à un visualisateur. La pression de fonctionnement est réglée à environ 2 ou 3 bars en fonction de la plage de mesure et de la longueur de la canalisation.

Les variations de la pression dues à la montée de l’eau sont mesurées par un transducteur qui peut être:

Les avantages d'un tel type d'appareillage sont une Installation facile car ne nécessitant généralement pas de gros travaux, la possibilité de placer le transducteur à plusieurs centaines de mètres de la prise de pression, et une bonne sensibilité (1 cm pour une gamme de mesure de 10 m) dans des conditions d’écoulement laminaire.

Ses inconvénients sont une alimentation en gaz (même si avec les nouveaux appareils avec compresseur intégré cet inconvénient est réduit), une maintenance lourde, une technique assez complexe, un retard sensible dans la poursuite, surtout si le débit d’air est faible, et une forte sensibilité à certains phénomènes de surpression ou de succion au niveau de la prise de pression dans les écoulements turbulents. Il est sensible aux dépôts sur la prise de pression et à la condensation d’humidité dans la canalisation (risques fortement réduits avec les nouveaux appareils à purge automatique.

Principaux fabricants: HYDROLOGIC, OTT, SEBA. L’enquête CEMAGREF a montré que 21% du parc français des capteurs limnimétriques était constitué de systèmes bulle à bulle. La plupart des utilisateurs sont satisfaits de ce type d’appareils, mais 50% d’entre eux seulement envisagent de continuer à utiliser cette technique.

Fig. 4.19. Schéma de principe du limnimètre bulle à bulle.


Fig. 4.20. Schéma de principe du limnigraphe TELIMNIP Neyrpic.

4.5.4.2. Les capteurs de mesure directe de pression

Principe: Les capteurs de pression sont basés sur le principe de la transformation en grandeur électrique de la déformation mécanique d’une membrane élastique. Les technologies mises en œuvre pour effectuer cette transformation sont les suivantes:

Un capteur de pression est constitué de plusieurs éléments qui sont: Avantages: Installation bien facilitée par le faible encombrement du capteur qu’il suffit de protéger contre les chocs et par la distance entre capteur et enregistreur qui n’est limitée que par la longueur du câble (jusqu’à 1 km si le signal a été numérisé); bonne sensibilité et excellente précision; grande autonomie de fonctionnement sur le terrain.

Inconvénients: Existence d’une hystérésis liée à la membrane qui entraîne une non linéarité de la réponse (doit être aussi faible que possible), dysfonctionnements liés à des problèmes de condensation dans la conduite de mise à l’air libre du transducteur (surtout si cette conduite est un capillaire), compensation de température indispensable et adaptée à chaque transducteur.

Principaux fabricants (en Europe de l’Ouest): Les capteurs de pression équipent actuellement la majorité des stations de mesure du réseau limnimétrique français. Ils présentent le meilleur rapport qualité/prix, et les constructeur proposent des matériels de plus en plus performants.


Fig. 4.21. Types de capteurs de pression.
 

4.6. LE DOSSIER DE STATION

Trop souvent négligé voire oublié, le dossier technique doit normalement être ouvert dès la mise en place de la première échelle limnimétrique, et rassembler toutes les informations se rapportant au fonctionnement de la station durant toute sa période d’observation.

Ces observations concernent: La gestion de ces dossiers de stations doit maintenant être informatisée, avec des fichiers clairs, régulièrement documentés permettant de connaître en temps réel l’évolution de la vie de chacune des stations.

Chaque service élaborera son propre format de fichiers, pourvu qu’ils contiennent les informations essentielles, la liste ci-dessus n’étant d’ailleurs pas exhaustive.

Ne pas oublier que le dossier de station est un document indispensable et le premier a être consulté pour l’élaboration de la courbe de tarage.

4.7. CHAINE D’ACQUISITION DES DONNEES LIMNIMETRIQUES

Une chaîne d'acquisition de données limnimétriques s'organise schématiquement de la façon suivante:

Fonctions: Fonctions: Principaux systèmes: Fonctions: Traitements préalables au stockage: