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NOUVELLES TECHNOLOGIES EN HYDROLOGIE DE SURFACE
L'acquisition et le traitement des données
Résumé de la session de formation

1 - L'ACQUISITION DE DONNEES HYDRO-METEOROLOGIQUES - TELETRANSMISSION

Il est aujourd'hui acquis que la plupart des services hydrologiques dans le monde utilisent des logiciels dédiés aux traitements de leurs données. Nous savons aussi que ces logiciels ne seront utiles et utilisés que si la donnée se présente déjà sous forme numérique sans nécessité une digitalisation par un utilisateur humain. Cela présente l'avantage de faire gagner du temps et d'éviter des erreurs de retranscription.

Après une présentation rapide des équipements conventionnels, le cours se focalisera sur la génération d'appareil de mesure automatique suivant :

  • codeur pour flotteur
  • sonde de pression
  • système bulle à bulle, etc.

Sont étudiés aussi les principales composantes d'un enregistreurs:

  • les interfaces
  • l'horloge
  • la mémoire
  • l'alimentation
  • les capteurs

La télétransmission complète efficacement la mesure automatique. Les sytèmes les plus usités sont le téléphone, la radio et les satellites, en particulier ARGOS et METEOSAT.

2 - MESURE DE DEBIT

Le débit qui représente le flux d'eau qui coule à travers une section, peut être mesuré de différentes méthodes et le choix de la méthode dépend des conditions rencontrés sur le site.

Ce cours propose une étude détaillée des différentes méthodes et les limites de chacune d'elles :

Mesure de débit au moulinet.
 

Méthode un point, points multiples, méthode par intégration, méthode des verticales indépendantes(*)

La méthode des verticales indépendantes est  particulièrement intéressante pour les mesures de débit aux exutoires de petits bassins ou dans le cas de crues rapides sur de grands bassins. Elle permet d'étalonner correctement les courbes de tarages et donne des indications intéressantes sur la distribution verticale des vitesses dans la section.

Méthode des flotteurs.


 

Mesure de débit par l'intermédiaire d'équipement électronique.


 

Méthode ultrasons ;  et par courantomètre Doppler.

Formules hydrauliques


 

3 - ETALONNAGE DES COURBES DE TARAGE

Les courbes de tarage sont la dernière étape de la collecte de données. De ces courbes de tarage dépendent beaucoup de calculs utilisés dans la modélisation.

Avant de construire la courbe de tarage d'une station, il faut examiner attentivement la géométrie du lit de la rivière et les conditions hydrauliques de l'écoulement. Différentes méthodes doivent être utilisées pour l'extrapolation de la courbe : méthode logarithmique, Slope-area, Conveyance, Stevens, approximation of Cease To Flow, etc.

Les limites de chaque méthode seront définis pendant les exercices.

The limits of each method in their range of application will be defined during the hands-on exercises.

4 - NIVELLEMENT

L'expérience montre que les équipes de terrain doivent être équipées d'équipement topographique. Ces équipements permettent d'obtenir près de 50 %  de l'information nécessaire pour une station hydrométrique.

Des cours théoriques sont proposés sur l'intérêt, l'utilisation et la méthodologie du nivellement mais une large part est réservé aux mesures sur le terrain et aux exercices pratiques.

5 - BATHYMETRIE

Cette méthode est utilisée pour les mesures de débits sur très larges rivières (par exemple sur l'Amazone ou le Congo) mais aussi pour les travaux de bathymétrie sur les lacs ou les barrages pour les études d'envasement.

La technique consiste en des traversées successives durant lesquelles la profondeur est enregistrée continuellement  par un sonar tandis que la position du bateau sur la section est réalisée par des mesures de théodolites placés sur les berges.

Après une présentation théorique de la méthode, un exercice grandeur nature est effectué sur le terrain et dépouillé en salle.

6 - RELATION PLUIE-DEBIT SUR PETIT BASSIN VERSANT

Utilisation de la méthode du mini-simulateur de pluie
 

Cette méthode est employée par les hydrologues de l'IRD depuis de nombreuses années pour l'étude des relations pluie-débit sur les petits bassins versants mais aussi pour comprendre les phénomènes d'inflitration et de ruissellement.

Les principals buts de cette méthode sont :

  • une analyse précise des facteurs d'infiltration et de ruissellement.
  • L'étude de la génèse des crues
  • une meilleure utilisation des modèles mathématiques qui nécessitent des étalonnages sur site.
  • l'étude des effets des pratiques culturales et des états de surfaces.
  • l'étude sur l'érosion des sols.

Ce cours est divisé en trois parties : la théorie et les applications, des mesures sur le terrain, le dépouillement de ces mesures.