ETUDE DU RUISSELLEMENTSUR LES BASSINS

REPRESENTATIFS ET EXPERIMENTAUXDE LA COMBA

OFFICE DE l' RECHERCHE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE OUTRE-MER

CENTRE DE BRAZZAVILLE

M. MDLI NIER

B. THE8E

omCE DE LA RECHERCHESCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE

OUTRE-MER

Centre de Brazzaville

ETUDE DU RUISSELLEMENT

SUR LES BASSINS

REPRESEN'l'ATIFS ET EXPERUŒNTAUX

DE LA OOMBA

par

M. r.iOLINIER et B. THEBE

Janvier 1979

OOMMAIRE-page

INTroDUCTION 0 " r. 0 • 0 • 0 0 0 0 0 0 Q Q Cl 0 0 0 0 1) 0 0 0 0 0 0 • 0 0 0 0 ••• 0 CIl CIl 0 •• 0 •••• 0 0 0 0 ••••••• Cl • 0 0 •• CIl 1

CHAPITHE 1. LE lIILIBU PHYSIQJE••••••••• 0 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• 2

1.1. Situation et caractéristiques physiques ••• , •••• oo ••••••••••• 21.2. Géomorphologie et Géologie •••••••••••••••••••••••••••••••••• 31 0 3. Pédo10gie • 0 0 0 • 0 1) -, t:; 0 e 0 0 0 0 • 0 0 0 0 0 0 0 • 0 • 0 0 CIl 0 •• 0 0 0 0 0 0 0 0 • ~ • 0 a • 0 0 0 •• 410 4. Végétat ion. 0 0 0 0 0 0 DO •• 0 0 0 0 0 (1 a 0 0 • 0 0 0 • 0 0 •• 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 CI CIl CIl 0 0 0 CIl 0 • 0 6

ClIAP'IT.BE 2. OONN'EEiS CLIldA.'l'IQlJES 0 0 (JI • 0 • 0 0 0 0 ••• 0 0 0 0 0 ., •• 0 0 • ~ 0 0 • 0 G • tl a 0 • 0 • 0 (> • 0 Q " CIo •

2. 1. Généralités •• 0 0 0 f' oC 0 0 0 0 0 0 •• 0 • 0 0 0 0 0 a • 0 0 0 0 •• 0 0 0 " 0 0 0 0 0 • 0 0 0 0 0 0 0 0 •

2.2. Régime pluviométrique dans la région de MPASSA•••••••••••••2.2.1. Pluviométrie annuelle et mensuelle •••••••• ov •••••••••

2.2.2. Pluviométrie journalière•••••••••••••••••••••••••••••2.3. Analyse de la pluviométrie sur le bassin versant •••••••••••

203.10 Equ.ipement. 0.0 CIl 0 0000000.000.0000-000000.0000000 ••• ~ 0 o.2.3.2. Pluviométrie mensuelle et annuelle •••••••••••••••••••2.3.3. Pluviométrie journalière•••••••••••••••••••••••••••••2.3.4. Etude deB averses ••• oo •••••• o.o.oo.o.oooo •• oo ••••• o ••

7

71010131414151825

Sous--bassin BV2';) 0, 0 '" t') v ') 0 " 0 l:J a 0 1) 0 0 0000000000 •• 0.0000.0 CI •

CHAPITRE 3. EQUIPEMENT IfYDHD~IETRHVE ET ETALONNAGE•••••••••••••••••••• 0 ••••

3.1. Equipement hydrométrique •••••••••••••••••••••••••••••••••••3.1.1. Sous-bassin BV1ooo.oooo~o••• o.o.e.o.oo.ooo •••• o.oo.o.

3.1.2. Sous-bassin BV2oooo •••• oO •• 00.ooo •••• o00 •• 0.00 ••• 0 •••

3.1 .3. Bassin BV4. 0 0 '"' ••• 0 0 0 0 .. 0' Q • 0 • 0 • 0 0 • 0 ,) 0 0 0 0 0 t) 0 0 0 0 1) ••• 0 0 0 0 •

3.2. Etalol1!lage ••••• 0 0 •• 0 0 0 C' ••• 0 0 0 0 0 •• 0 0 •• 0 0 0 e ~ 0 0 0 0 0 0 0 .0 0 0 0 0 0 •••

3.2 0 1. So~s-b~ocin BV1.o •• ~.~~ •••• oooo •• oo •• ooo.oooo •• o ••• o.

3.2.2.3.2.3. Bassin BV4•..•••••••.•••• 060000.00000000000QUCll:JooOIliO

31

3131313232323335

363637373838

(lOoeooooooooo.oeo.ETUDE DU RUISSELLEMENT••••••••••••••••• "o ••••

4.1. Généralitéso 0 •• 00000.0000.0 (1" 0 •• 000.0.0.00000000000 (1 U 00000.

4.1.1. Caractéristi(~es des crues•••••••••••••••••••••••••••4.1.2. Corps de l'averse.oooo.oo •• o.o •• oo.ooooo.oonooooooooo

4.1.3. Indioe d'hwnidité •••••..••••••••••••••••••••••••••••••4.1.4. Précipitations limites••••••••••••••• "•••••••••••••••4.1.5. Relation entre lame ruisselée et hauteur de

l' averse •• 0 0 0 •• 0 • 0 • 0 0 0 0 CI •••••• 0 • 0 0 0 0 • 0 • 0 Q • ID .0 0 •••• 0 lIS. 384.1.6. Fbrme des crues.ooooooo •• oo •• oo ••• oo.ooo.o.ooo •• oooo. 4D

4.2. Sous-bassin BV1.o.oo eo oo.oooo •••• o •• o ••• ooo.oooo ••• oo ••• o •• 414.3. Sous-bassin BV2.u •• o.oo.o •••• o.o ••••••••• o •••• o •••••• o.o •• o 51"4.4. Bassin prinoipal BV4•••••.••••••••••••••••••••••••••••••••• 584.5. Ruissellement comparé sur les trois bassins•••••••••••••••• 70

ClIAP'ITRE 4.

CHAPITRE 5. EOOULEMENT DE BASE•••••••••••• 0 ••••••••• o. .. .. .. ........ .•. .. 745.1. Evolution de l'écoulement de base........................ 745.2. ~ude du tarissement •• oaooo.oo.oaOODOOOOOO~OO~OOOOOOODOO. 75

5.2.1. Débits d'étiageo •• ooo.o.o.O ••• 009 •• 0.00.b •• QOO~Q... 155.2.2. Lames écoulées.~oo ••••• o.o.o ••••••• ooo.ooooo.oo.o.. 11

GHAPITRE 6. BILAN' lfYDROLOGIQlJE•• 0 0 • 0 0 0 0 •• 0 •••• 0 • 0 0 ••• 00 o. o. 0 • 0 0 <1 00 0 0 G 0 0 0 • 78

CHAPITRE 7. PREDETERMINATION DES cmms EXCEPTIONNELLES•••••••••••••••••••

7.1. Approche statistique•••••••••••••••••••••••••••••••••••••7.2. Estimation par les relationS averses-crues •••••••••••••••

CfIAPIT'RE 8. FI'(JDE I1U' BASSm N° 50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 • 0 0 ••• 0 0 • 0 • 0 • 0 0 0 0 0 0 0 " 0 •• 0 • 0

8. 1. Généralités •• ~ •• 0 •• 0 •••• 0 • 0 0 • 0 0 • 0 •• 0 • 0 • 0 0 •• 0 0 •••• 0 • 0 • 0 • 0 0

8.2. Equipement hydrométéorologique et étalonnage •••••••••••••8.3. Etude du ruissellement •••••••••••••••••••••••••••••••••••

8.3.1. Lame ruisselée et coefficient de ruissellement •••••8.3.2. Relation entre la lame ruisselée et la hauteur

de l'averse. U 0 Q 0 0 0 0 0 ... 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 .... 0 0 0 0 0 0 0 • 0 0 0 •

8.3.3. Formes des cruesoooo •• oo •• oo.oooo.ooooo.o.ooo~oooo.8.4. Evaluation des crues annuelles et décennales •••••••••••••

8.4.1. Approche statistique •••• oo.O" •••••••••• , •••••• o ••••

8.4.2. Estimation à partir de la relationaverse-larne ruisseléeo Q 0 0 0 0 0 ç 000 0000 Q 0 0 0 CI 00,;; 0" 0 f"I [100

805. Etude des étiagesoQoClOOClOQQOeoo ••• oooooeouooo.oo.eo •• o•••8.5.1. Ecoulement de base.OO.OOOOOO •• OO ••••• OOOOOeOeDOOOOO

8.5.2. Etude du tarissement •••••••••••••••••••••••••••••••8.6. Etude des modules••••• ooOOOG •• ooooo •• ecooooooouo ••• o••• uo8.7. Bilan hydrologique de surface••••••••••••••••••••••••••••

BIBLIOGRP.PHIE. 0 0 Q 1\ 0 0 ••• e •••••• 0 •••• a •••••• 0 e 0 •••• e • 0 • 0 0 0 0 a " • Q G 0 0 •• 0 ••• e 0 •

~s•• e 00. a 0 0 • 0 0 • 0.0 ••••••• 0.00 •• 0 0 •• a 0 • 0 Il' ••• 0 ••• 00 •••• 0 Cl 0 • 0 0 0 0 (l 0 0 0 00.

Pluviométrie journalière moyenne •••••••••••••••••••••••••Liste des jaugeages et barèmes dtétalonnages •••••••••••••Caractéristiques des crues•••••••••••••••••••••••••••••••Débits moyens journaliers•••••• 0 n n '.0 ••••• 0 ••••••••••••••

84

8485

9292939395

9598

100100

103105105106107110

117

118

119135147173

INTroDUCTION

En février 1957, un premier bassin versant représentatif avait

été am'nagé près de la fenne de MPASSA. Les observations se sont poursui­

vies jusqu'en mai 1957 et ont repris en décembre 1951 pour ~tre arr~tées

définitivement en mai 1958. La station limnigraphique installée sur la

COMBA contr6lait un bassin versant de 22,3 km2 de superficie. Les résul­

tats de cette étude ont été utilisés pour évaluer le débit des pointes

des crues décennales dans la zone de savane traversée par la voie ferrée

devant relier le "CONGO-OCEAN" à la ville de MBINDA afin de dimensionner

les ouvrages de franchissement des cours d'eau.

Dans le oadre du programme de recherche sur les mécanismes

hydrologiques, l'étude de ce bassin a été reprise en octobre 1912. La

station principale a été installée 5 km en amont de l'ancienne station

où elle contr6lait un bassin de 11,5 km2. Deux sous-bassins ont été

aménagés ; l'un au sud sur la l>!AZOlJl;IBOU (bassin nO 1) de 3,25 km2 repré­

sentatif des terrains schistogréseux à relief accidenté, l'autre sur un

affluent rive droite de la COMBA (bassin nO 2) de 1,18 km2 représentatif

des terrains schistocalcaires et du relief de collines. Les travaux de

terrain se sont achevés en juin 1916.

En 1965, une station du réseau avait été installée sur la m@me

rivière près du village de COMBA. Ce bassin versant de 90 km2 (bassin nO 5)

englobant le bassin principal (bassin nO 4) fait l'objet d'une étude un

peu plus succinte au ohapitre ~.

L'étude entreprise dans ce document est une étude très olassi­

que de bassin expérimental et représentatif mais où l'on s'est efforcé

d '~tre le plus complet possible notamment dans l'ana.lyse du mécanisme

des préoipitations et du ruissellement sur les différents bassins, tout

au rrnins en ce qui concerne le bassin principal et les deux sous-bassins

embo!tés. Pour compléter les données obtenues pendant les quatre dernières

années, on a repris quelques résultats des deux campagnes d'étude qui ont

eu lieu en 1951 et 1958.

o • 0

- 2 -

- Chapitre 1 -

LE MILIEU PHYSIQPE

1.1. SITUATION ET CARACTERISTIQJES PHYSIQUES.

Le bassin de la OO)ffiA est situé à quelques kilomètres à l'ouest

la ville de NINDOULI, au nord du plateau des cataractes. La OOIvIDA qui draine

ce bassin est un tribut aire de la LOUKOUNI, e11e-m~me affluent du NIARI.

L'ensemble se compose d'un bassin principal appelé bassin nO 4 (BV4 par

abréviation) et de deux sous-bassins emboîtés: à l'amont, le bassin nO 1

(BV1) représentatif des parties élevées et à l'aval, le bassin nO 2 (BV2)

dans la région des collines.

La forme de ces bassins est assez compacte et le réseau hydro­

graphique y est très ramifié. Le point culminant qui est à l'altitude 610 m

se situe aux confins du soua-bassin nO 1. L'exutoire du bassin principal

est défini par les coordonnées suivantes :

Latitude:

Longitude:

4° 18' 00" S

14° 15' 3411 E

Cet ensemble est englobé par un bassin de 90 km2 contrôlé par

une station située sur la même rivière près du village de OOl<IBA.

Bien que ce bassin (BV5), beauooup moins bien équipé, fasse

l'objet d'une étude à part dans le chapitre 8, nous avons inclus dans le

tableau ci-dessous ses différentes caractéristiques physiques au même

titre que oe11es des trois autres bassins •

BV5

10,5 mlkm

90 km2

53,2 km1,58610 m290 ID

~3 ID )

22,62 km3,98 kIn

0,112

••

·•

·•

BV4

17,5 km219,7 km

1,33610 m335 m417 ID

·7,52 km :2,33 km :

•0,174

;

25,6 m/km:

BV2

•1~18 kIn2;4~92 km :1,28 :

441 m350 m :~6 m :

1,81 lan :

0,65 km :•

0,2°9 :·•

33,7 milan:

••

••

:

••

••

:

::

·•

BV1

3,25 kIn2

8,30 kIn1,30

610 m375 m477 m

3,10 km1,05 kIn

0,266

:

.•Superficie A•••• o ••••

Périmètre P•••• o ••••

Coeff. de compacité Ke:Point culminant.oGOo •• :

•,..------------ ----- ----_._---- -----,~(

~( Altitude exutoire •••••~ Altitude moyenne •••••• :

(Reet. equiv: Long L••• o ;

~" : Larg 1.... :

Indice de pente Ip •••• :Indice global de pente :

(Ig. 0 0 ct 0 00 00 0 0 0 0 D 0 o. 0 o.. :65,2 m/kIn(

··-'·~'!'""'-'~·--,·-·--,-·--_._. """_"~o"",,,,,, , .,..._~~"~.""",,,_-,._, _~_••_~ .,.....,. . - ""'.__~__._M._....__._.._i ....~._~_~~... ...~_.__ ,_..... _ ••••. .. ' ......,.~

BASSINS VERSANTS DE LA COMBA... Jo

.'

,,,-1

'/13.000.000

---------._-_._........_-----

SITUATION

!:::'; 9 t.t r' fi, : '~~.~,,~.._... '''''.....·m·''''_·'_·'....'_·,'~·'''

r-~:~i\~ ~ 'Stc~~()n

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B.ASSIN REPRESENTATIF' ET EXP ERIH ENTAL DE l A CO Me A

'1" 20 S _.-1-­i

11tJ~ 'HI E

_.--_.....--_..._.------_._------..V PIIJ ... iomètre

...Y Plu'IiolFOphr. hebdomQdoir~

.J Pluv; Cl graphe,. joue-no litr

ii' Ltrnn;Çlrophe

(1) N\.Jméro d~ 10 sta\:ion

1· + ~!,M. S1:ot\(lO rnéteoro!olj'Ique......._.'1. _

o 500 1000 ''300 2000b '_ _.! l-'::::I

1 D(1 \;' ,,~--l-'~- ,.'

1.

1

- 3 -

C'est sur le bassin nO 1 que l'on rencontre les pentes les plus

accentuées. Avec un indice de pente de 0,27, an peut classer ce bassin dans

la catégorie R5 (classification ORSTOM), alors que les bassins nO 2 et 4

feraient plutôt partie de la catégorie R4 et le bassin nO 5 de la catégorie

R3.

1.2. GmMORPHOLOGIE ET GlOClLOGIE.

Ce bassin est situé dans une région géologiquement et morphologi­

quement complexe. On peut cependant distin/Sller deux unités géomorphologiques

bien distinctes qui sont sous la stricte dépendance de la géologie :

- une zone de hautes collines (450 à 600 m) greso-argileuse dans la partie

sud du bassin qui est formée par l'étage inférieur de la série de la MPIOKA.

Elle est constituée de deux niveaux argileu..x qui encadrent lm niveau gré­

seux. Le sommet des plus hautes collines est formé ~e grès arkosiques.

Sur les fortes pentes on ~encontre des grès et des ùrgilites où les af­

fleurements de grès altérés rouges sont particulièrement visibles.

/- une zone plus basse au relief varie et irrégulier qui encadre la CmmA

et ses affluents. Elle est formée par les étages supérieurs et moyens de

la série schisto-calcaire. L'étage supérieur est constitué de calcaires

en gros bancs ou en plaquettes qui affleurent sur le flanc des hautes

collines ou sous forme de collines isolées dans les parties basses.

Sur le BV2, cet étage est représenté dans la partie sud, par des cal­

caires marneux à cherts. L'étage moyen ceinture l'étage supérieur et

fonne le 30us-bassement des basses collines et des zones planes. Il est

caractérisé par l'abondance des silicificationi3 et la grande variété des

faciés. Sur le BV2, il domine dans le secteur nord et nord-ouest et semble

surtout constitué d'argilite.

A ces deux zones, on peut ajouter celle du flett colluvio-allu­

vial et des sols hYdromorphes sur alluvions que l'on rencontrent dans les

bas-fonds.

L'érosion est très active aussi bien sur les pentes des hautes

collines gréso-argileuses que sur les pentes des moyennes et basses col­

lines calcaires. Il y a formation de ravines et rigoles qui dans le Cas

des hautes collines donnent naissance à des lavakas qui récoltent les

eaux de ruissellement des parties les plus hautes et sont le point de

départ de marigots temporaires. On assiste aussi à une érosion en nappe

assez forte qui dénude la surface des sols et enlève les horizons supé­

rieurs. Sur les moyennes et basses collines, les petits sommets sont

•••

CARTE GEOLOGIQUE -II ~ _ ...

BASSiN PRINC'PAl

(BLIn (;r4$ orl<o ..iql.lf

[TI OI"';u,orQiI;~~lbr.c:llc

E:~ CQlcQiru, en Çlr'Q$ bonc..

1--,.."·--------·--CARTE PED Ol.OGfOUe: - BASSIN N· 2

~_.-..

- 4-

érodés par plaques et les sols S1.U' pente présentent de faibles épaisseurs

de terre meuble au-dessus des horizons grossiers. Cette érosion fait ap­

para!tre à la surfaoe du sol de la plupart de oes collines de nombreux

cailloux et blocs de calcaires.

1.3. PEDOWGIE.

Deux études pédologiqtles ont été réalisées sur cet ensemble de

bassins:

- une première étude effectuée en 1972 par D. DENIS au moment de la reou­

verture du bassin ;

- une étude plus détaillée portant uniquement sur les sols du BV2 fai~en

1973 et 1974 par D. f:lARTIN et R. BOssnro.

De ce travail, il ressort que la ferrallitisation est le pro­

cessus pédogénétique majeur dans oette région, mais celle-ci peut prendre

des aspects différents.

Dans la zone des hautes collines gréso-argileuses, on passe

d'un sol très évolué typique sur les sommets et au début des pentes à un

sc l qui, tout en restant ferralli tique fortement dessat'lU'é, devient de moins

en moins évolué au fur et à mesure que l'on se rapproche des parties les

plus basses en contaot avec la zone schisto-calcaire. A mi-pente, alors que

la déclivité est souvent forte et l'érosion importante, on rencontre des

sols typiques rajeunis sur grès. Plus bas, sur les pentes encore fortes,les

sols sont penevolués modaux. Ils font le contact avoc les sols dérivés des

dolomies oalcareuse du schisto-oalcaire de l'étage supérieur.

En ce qui concerne la zone des basses et moyennes COllines,

un aperçu est donné par l'étude très complète de D. MARTIN effectuée sur

le DV2, étude que nous résumons ci-dessous (cf aussi fig. : 4).

Deux unités de classification ont été distinguées :

1- les sols peu évolués complexes comprenant :

les sols à hydromorphie sur alluvions

les sols sur alluvions-colluvions.

2- les so Is ferralli tiques fortement dessat'lU'és comprenant :

les sols typiques indurés ;

les sols typiques colluvionnés

les sols typiques remaniés

les sols pénévolués modaux

les sols rajeunis pénévolués remaniés.

- 5 -

1- Sols peu évolués complexes.

Ils n'occupent que 5 %de la superficie du bassin nO 2. On les

rencontre le long de l'axe prinoipal de drainage dans la partie aval pour

les sols à bydromorphie sur alluvions et un peu plus en aIllont pour les sols

sur al1uvions-co11uvions. Sur ce dernier type de sols, aux alluvions se joi­

gnent les colluvions en provenance direote des collines à fortes pentes

voisines.

2- Sols ferral1itiques fortement dessaturés.

• Sols typiques indurés. Ils se localisent sur les lignes de crètes

Est et Nord du bassin. Lorsqu'il existe un horizon humifère normal, ces

sols sont assez perméables, mais leurs possibilités d'emmagasinement d'eau

sont p1ut6t faibles. La disparition de l'horizon limoneux-argileux entrarne,

au contraire, un fort lrUisse11ement.

• Sols typiques col1uvionnés. Ils forment une bande de largeur variable

sur la rive sud de la rivière. La granulométrie étant très voisine de celle

des sols préoédents, avec cependant davantage de limon fin, la perméabilité

de ces sols est donc à peu près identique avec, toutefois, des possibilités

d'ernrnagasinement d'eau plus élevées.

• ~ls typiques remaniés. Cas sols occupent toute la partie sud du

bassin, ainsi que toutes les pentes de l'Est et du Nord-Est. Ces sols qui

oocupent 50 %de la superfioie du bassin sont des textures assez variables

mais toujou;rs assez fines. Les teneurs en argile sont compri ses entre 30

et 50 %• .L'absonce d'une couche superfioie11e humifère meuble et poreuse

ne permet pas à l'eau de pluie de S'infiltrer, le ruissellement est donc

particulièrement important.

• Sols pénévolués. modaux. Ce sol est très peu représenté sur ce bassin.

Il n'occupe que le oommet d'une colline au nord du bassin.

• Sols rajeunis pénévolués remaniés. Ils occupent la plus grande partie

des crètes et des pentes de la partie nord et nord-ouest du bassin, soit

environ le quart du bassin. La présence fréquente d'éléments grossiers en

surface ne devrait pas faciliter l'infiltration bien que celle-ci paraisse

relativement bonne. Cependant, à faible profondeur, on trouve une importante

proportion de plaquettes d'argi1ite et puis d'argilite massive qui en font

un horizon imperméable. Ces sols doivent donc ~tre considérés comme imper­

méables après les premières pluies.

- 6 -

On retrouve les m@mes types de sols dans le reste du bassin principal

et notamment ~es sols typiques remaniés et les sols rajeunis pénévolués r~

maniés dans la partie centrale et à l'est.

Dans l'ensemble ces sols sont impennéables et donc favorables au

rnissellement. De plus, lorsque les horizons supérieurs sont pauvres en

matières organiques et relativement riches en limons ce qui est le cas des

sols typiques oolluvionnés et encore plus des sols typiques indurés, on

observe un phénomène de ''battance'' qui rend l 'horizon superficiel imperméable

dès le début des averses par colmatage des pores grossiers par une petite

quantité de limons.

1.4. VIDETATION.

La oouverture végétale est oonstituée essentiellement par une

savane arbustiVe à végétation graminéenne d'Hyparr~(~. Les galeries

forestières ne sont importantes que dans la partie sad du bassin, où elles

peuvent remonter assez haut sur le flanc des collines. C'est le cas du BV1.

Sur le reste du BV4, on ne rencontre que quelques arbres dans les bas-fonds.

De plus, oette savane est assez dégradée par le bétail dont les pâturages

occupent la quasi-totalité de la partie du bassin situé au nord de la route

de MINDOULI.

- 1 -

- chapitre 2 -

DONNEES CLIMATIQUES.

2.1. GENERALITES.

Le olimat de la région de MINDOULI, comme pour l'ensemble de la plaine

du NIABI, est du type équatorial de transition oaractérisé par deux saisons des

pluies altemant avec deux saisons sèches de durée et de sévérité inégales :

- une première saison des pluies d'octobre à janvier au oours de

laquelle les pluies sont très abondantes, notamment en novembre qui est le mois

le plus pluvieux de l'année.

- une saison sèche appelée "petite saison sèohe" qui n'ost en fait

qu'une période où l'on observe une diminution plus ou mins sensible du nombre

et de l'importanoe des averses. Sa durée est très variable. Elle a lieu en géné­

ral au oours du mois de janvier ou févriel~.

- une deuxième saison des pluies de fin février à début juin aveo un

maximum en mars ou en avril.

- une saison sèohe très sévère de JUJ.n à septembre au cours de laquel­

le les averses sont généralement très faibles et très rares pour ne pas dire

inexistantes.

Nous donnons ci-dessous, quelques oaractéristiques climatiques relevées

à la station météorologiq'.le de LEBRIZ - SAINTE-MARIE située à une oinquantaine de

kilomètres à l'ouest du bassino La période d'observation s'étend sur six ans, de

1911 à 1916.

:••:••:

[: J : F : M : A : M J J: A : S : 0 : N : D :Année

(

: 1 : :_:_:__: : : : a_a 1: : : : : : : : .: : : J :

T. Max. :31.3:32.3 :~ :32.8 :32.1 :29.5 :28.6 :29.3 :31.1:32.4 :31.4 :30.6 1 31.2T. Min. :21.4:21.1 ' 22 • 1 :21.8 :20.9 :18.1 :17.3 :18.0 :1909 :21.6 ·.·21.5 '21.4: 20.5

Il 1- 1 a : :-- : : : • : :T. Moy. :26.2:21.0 121.1 121.3 :26.6 :24.1 :23.0 :23.8 :26.2 :21.0:2604 :26.2 a 25.9

E. Piohe Î40.2 :45.3 :48.8 :43.0 140.5:42.2:48.5 :62.6 :12.5 :11.2 ' 44•1 '':lA.1 : 598.1 : : : : : : : : , I~ 1

: : : : : : :

T. Max, T. Min et To Moy sont les moyennes mensuelles des températures

journalières maximales, minimales et moyennes

en oC.

8 -

E. Piche est l'évaporation mensuelle en millimètres donnée par l'évapor1mètre

PICHE.

Les températures varient aSsez peu au cours de lImnée, le maximum

a lieu en mars ou avril et 10 minimum en juillet au milieu de la saison sèohe.

L'évaporation mensuellG mesurée sur le "piche" reste relativement

constante de novembre à juillet où elle oscille entre 4) et 50 mm. Au cours de

la saison sèche, celle-ci augmente assez rapidement pour atteindre son maximum

en septembro avec 72,5 mm.

Au début de l'année 1973, une station météorologique a été installée

près de la ferme de )IPASSA. Celle-ci comprenait un abri météo normalisé, un bac

évaporatoire de 1 m2, un pluviomètre (P1) et un héliographe.

La série de tableaux 2010 donne, pour les quatre années d'étude, les

températures maximales, minimales et moyennes en oC, l 'humidité relative moyenne

journalière en 1~ et l' évaporat ion mensuelle sur bac de 1 m2 en mm.

Les températures nnyennes sont en général moins élevées qu'à la

station de LE BRIZ. Ceci s'explique par le fait que notre station était instal­

lée près d'un oours d'eau où les températures sont sensiblement plus faibles.

L'humidité relative Imyenne varie de 73 %en septembre à 85 %en

novembre. Celle-ci est assez constante puisque, hors mis les mois de saison

sèche, les valeurs sont très voisines de 84 %.

Sur quatre années d'observations, l'évaporation moyenne annuelle

est de 1124 mm soit 3,08 mm/jour. Le maximum est atteint en septembre (mois

le moins humide) avec une valeur de 4, 10 mm/jour et le minimum en novembre :

2,52 mm/jour.

- 9 -

TABLEAU 20 10

roNNEES CLD1ATOLOGlqJES SUR LE BASSIN VERSANT

TEMPERATURES MAXIMALES

: J F: 14 : .A : 14 : J : J : AS: ° : N D :Année)· . . . . . .~~: :.."....".....",..-: : : :)----,1~97=3-; ;29.4 ;3205 ;3204 ;2909 ;2'§:6;2700 :2702 :2905 :~30-02~:29.9 :2905 :--<

1

1974 :31,0 :31.1 :30.9 :31~5 :31.2 :28,4 :27,6 :28,3 :30,0 :31.0 :30.3 :29.2 : 30,01975 :29,9 :31,5 :31,1 :~ :31,1 :28,8 :26,6 127,9 :30,2 :29,9 :29,8 :29,9 : 29,91976 :29,7 :30,3 :31,3 :30,9 :30,8 :28,5 :26,8 :26,3 :29,7 :29,9 :28,9 :29,0 a 29,3· . . . . . . . . . . .• e e e_e__ __e e_e - (

MOY. :30,2 ;30,6 ;31,5 :31,6 :30,8 :28,8 :27,0 :27,4 :29,9 ;30,3 :29,7 :29,4 : 29,8 ~

TEMPERATURES MINI)1ALES

TEMPERA'lURES MOYENNES

( 0:23 8 :26.2 :25.9 :2405 :22.9 :2105 :21.7 :24 ° · :2403 :24.2

0

24,0 ~1973 • 02408 0

? · · , --. . . . . .,:26 2 :24 8 :24 ° :1974 ·22 1 ·24 7 024 7 ·25 1~ ·22 6 021 ° ·22 3 ·24 5o , • '0'0' .' ..::..:..a.::.. , 0 , · , o , • , ·1975 ·24 8 ·25 2 025 3~ ·24 °22 9 021 7 ·22 3 024 6 ·24 7 :24,1 ·24 3 • 24,2( · , • '0' ., l' .~.'. , o , o , 0

1976 ·24 5 ·24 4 o~ ·25 ° :24,8 022,3 020 3 021 4 °23 9 024 3 '23 9 024 ° 0 23,7( 1 ' : ' 1 :' 0.::.::::.J.:::!. , .. , o , · , . , •o • • 0 ., • • • •( 0 1 • :-:--:--:-: ---- :-: •• • · • •( :23 8 :24 5 :25 3 IE2..d :25 2 :22 7 :21 1 :21 9 :24 3 :25 ° · • 0

MOY. ·24 3 ·24.1 • 24,0( · , : ' . ,. .,.,.~., · , . , • J • ·· • • • • 0 • · • • · ·HUMIDI TE RELATIVE

( 1973[ 1974

1

1975

(

1976

MOY.

ET1APORATION

82,581,079,0

81,5

~1973 : - : - : - :87,7 :74,5 :75,5 :78,5 :96,8 :219~:104,3:73,1 :79,5: - l1974 :88,7 :89,2 :9J,4 :84,5 :99,8 :82,7:95,4 :106,0:112,3:113,8:71';'b :72,3: 1120

:

1975 :85,5 :99,3 :107,7:95,1 :94,2 :80,1 ~80,i : 110,8:13b;1: 97,0:~:102,0: 11621976 :87,6 192,6:100,3:96,3 :96 ,8 :91,0 :101 r 2:89,O :i17,5:114,o:ï[& :79, 1 ':~143

• .: '1 : : s: : : : : : :---_. - --- - ---MOY. :87 3 :93 7 199 5 :90 9 :91 3 182 3 :89 0 1 100 71.123 0: 107 3:75 7 :83 2 : 1124( - __--:•....:..:.:':.J':'::":'":......t.~':-.t.:.:..:'.=....!·l:..:..:':.J·C.:':.1.,:,,:,,~' ....:..":":"~'~=='::'·L.:2' :.!.~~,.:...J.:'::":":'::....:..'-:':':'::'-J'- . . . . . . . . . . . . .

· 1 _

TEMPERATURE ET EVAPORATION

'STATION LE BRIZ -STE MARIE~.

11 l' mm

1-1101

r··--..,---'-r---,---.,.-------rr---rr---..---...,---,-----r-..··-"-·,,} P fJl A M ,1 J Cl ';; 0 N D

BASSIN vERSANT

11

1

T MOY

T MIN

r·--·.,..----r---,·--r-··-·--r--"'--"'--"7'--""--''''''-'_....,J F' M A M J JAS 0 N D

-~------_..__.-_.__._._..-._.-..__.-_._~-_.~-_. ---,----

- 10 -

2.2. RmIME PillVIOMETRIQPE DANS LA REGION DE MPASSA.

Autour du bassin de la 6oMBA, il existe plusieurs postes pluviométriques

qui sont observés plus ou moins régulièrement par des agents de la météorologie

nationale. Nous en avons retenu quatre qui sont :

MBOUAT!

MINDQULI

HPASSA.-FEHm

NGOUEDI (Mission Evangélique).

L'emplaoement de oes postes est donné sur la figure 6. Le poste le plus

ancien est celui de )UNDQULI pour lequel les premiers relevés remontent à 1926

malheureusement, les lacunes et erreurs sont assez nombreuses. En partioulier,

il manque les relevés de 1930 à 1948 et les résultats des dernières années

semblent trop élevés. La méthode des doubles cumu.ls appliquée à oe poste et à

oeux de Brazzaville, Mayama et Kinkala montre qu'il y a une discontinuité dans

les relevés de !oiindouli à partir de 1913. Or, en février 1913, le pluviomètre a

été changé d'emplacement. A MPASSA-FE1!1E les relevés de 1913 à 1916 sont, par

oontre, anormalement faibles. Une oomparaison avec les postes voisins montre qu'il

faudrait multiplier ces relevés par un coefficient voisin de 0.6. Finalement,

le poste où les relevés semblent les plus sérieux est celui do la mission évangé­

lique de NGOUEDI. Les premières observations commencent en 1939 et sont continues

jusqu'en 1916.

2.2.1. Pluviométrie annuelle et mensuelle.

Le tableau 2.2. donne pour chacune des quatre stations et ohacun des

mois, la moyenne (!lOY), l'écart-type ( \i) et la taille (N) de l'échantillon retenu.

Pour MPASSA-FERME, les années 1913 à 1916 ont été éliminées. Le premier total annuel

(TOTAL) correspond à la somme des 12 valeurs mensuelles moyennes. Ce total peut dif­

férer très sensiblement de la moyenne annuelle (ANNEE) donnée dans la dernière ligne

du tableau qui est issue d'un éohantillon de taille généralement beaucoup plus

faiblo, car il y a souvent des relevés mensuels manquants au cours d'une année.

La figure 1 donne une représentation de la pluviométrie moyenne mensuelle

à ces différentes stations. Le mois le plus pluvieux est toujours le mois de novembre

avec un. total variant de 258 mm à NGOUEDI à 285 mm àMFOUATI. Ce graphiqu.e met bien

en évidence la succession des différentes saisons oitées plus haut. Le volume pré­

cipité est à peu près identique au cours des deux saisons des pluies : 41 %du

total lors de la première saison des pluies d'octobre, novembre et décembre et

38 %du total annuel lors de la deuxième saison des pluies de mars, avril et mai •

•• •

PLUVIOMETRIE lIIENSUELLE ET ANNUELLE

TABLEAU 2.2.

( · MOOUATI · MINDOULI · 11IPASSA-FERME • NGOUEDI· · · •( : N Moy r- I N Moy ~ · N Moy ~ : N Mo \l•· 1 · ·• • •1Janvier............ · 19 139,1 81,83 : 29 149,9 18 ,89 · 18 138,2 65,18 :38 149,1 14,18• •

•138,1 18,52 : 28 18 ,99 · •Février•• (lOC:D ••• O ••

• 20 155,1 • 19 151,5 80,00 • 38 143,4 69,98· • · ·• • • •Mars••••••• " ft •••• CI • 11 208,0 98,10 · 29 202,8 80,91 · 19 204,2 119,00 · 38 198 ,4 60,11• • •· : 28 15,66

• •Avril •••••••••••••• • 20 231,3 91,29 231,1 • 19 190,4 13,92 · 31 204,1 10,33· · •• • •14ai. •••••••••••••••• · 20 101,4 60,31 · 28 112,1 10,00 · 19 101,4 54,81 • 38 138,1 81,29· · · •

• •8,96

• •Juin•••••••.•• D ••••

• 18 9,1 21,51 • 29 3,3 • 19 4,2 10,1 • 29 2,3 6,15· · · •· • • •Juillet •••••••••••• · 11 0,2 0,81 29 0,4 1,54 · 19 0,2 0,92 29 0,1 0,58• ·• • • ...Aollt •• 0 •••••• 0 •••••

• 11 0,0 · 29 1,2 4,12 · 19 1,1 5,65 • 32 0,1 1,14· : • •• • •Septembre•••••••••• · 18 16,0 31,46 · 21 11,6 21,19 18 11,6 22,41 32 13,0 20,49• ·• 61,31 · 18 64,4 · 38 .51,65Octobre•••••••••••• • 20 111,5 85,41 29 115,1 · 122,0 · 112,1

• · · •• · · ·~ Novembre........... · 18 285,2 88,41 · 26 280,1 81,29 · 19 216 ,6 105,2 · 31 251,5 14,28• · · ·· · · 18 111,6 · 38 61,31Décembre••••••••••• • 20 195,1 13,46 • 21 202,1 91,84 • 11 ,23 · 203,0

• ·· •~ WTAL•••••••••••••• · 1454,2 1413,3 1385,6 · 1423,0• ·: : · 1364,4 214,8 · 3613 1445,6 303,0 23 1519,8 211,1 • 11 · 1423,1 252,1( ANNEE •••• o ••• o~ •• oo · ·· ·(

1

1

1

E e; h« If~: 1/500000

-('ON DES POSTES PLUV[OMETRr~UE~

MOUYONbl/

•

BASSINS

VERSAN'tS

ev 4

MFOUATI..

M!NDOULI.. ~~'i ~+" ...\ . ~+;1'~."+",,1- •~ s

li;...Il

"""'" 14:oc

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!' GOUEDI .",", .-"Totol ~ 14 23f'!'1f'1"l '" / \'~ .

..1 A SON 1) ,) F M A M .J

1'1 1" SOcm f

11t!1

"~-.,.,~,..' .

...... --_,___ _ _._.Ill'''''"''u,._,. . _ .._._,__u_r ._I.. ---a

- 12 -

La petite saison sèche de janvier - février est très légèrement marquée (20 %du

total annuel au cours de ces deux mois) alors que la grande saison sèche de juin

à septembre ne comprend quo 2 %du total annuel.

L'étude de la pluviométrie annuelle a été faite uniquement pour les

postes de NGOUEDI et de MINDOULI, postes pour lesquels les relevés sont les plus

complets. Aux échantillons des hauteurs de précipitations annuelles, on a ajusté

les lois de GAUSS, de GALTON et de GOODRICH. Les tableaux ci-dessous donnent

pour chacune de ces lois et pour les deux postes les haüteurs annuelles corres­

pondant à différentes récurrences.

( 100 50 20 10 5 C)

5 10 20 50 100 ~-~

c-

( · ·· ·( : GAUSS :2166 2090 1911 1816 1754 1520 1286 1164 1063 949 814

1}lINOOULI; GALTON ;2247 2141 2005 1884 1746 1502 1283 1118 1096 1001 951

: GOODRICH:2224 2131 2008 1893 1755 1501 1212 1169 1091 1029 993( · ·• •--- -( .. · l• •

lNGOUEI)I

.• GAUSS :2012 1943 1839 1148 1636 1424 1211 1100 1008 905 836•: GALTON :2068 1983 1860 1754 1631 1411 1209 1109 1031 945 890· ·• •

( · GOODRICH: 1943 1892 1813 1738 1642 1439 1212 1086 980 863 181•(

Pour les fréquences supérieures à 0.1 les trois lois donnent sensible­

ment les m~mes résultats. Pour les fréquences plus faibles l'ajustement par la loi

de GALTON est plus représentatif, sauf au poste de NGOUEDI pour les faibles hau­

teurs pluviométriques où la loi de GOODRICH est mieux adaptée.

• ••

- 13 -

On prendra donc comme valeurs remarquables avec un intervalle de

confianoe à 80 %, les valeurs suivantes:

llIN:OOULI

NOOUEDI

moyenne : 1520 :t 71 mm

décennale sèche · 1178 mm 1114 ~ P10 ~ 1244·décennale humide 1884 mm 1794 ..::: P10 ~ 1976-.

écart-type · 278 mm 240 , ÇJ ~ 356•coefficient de variation 0,183

moyenne 1424 + 54 mm

décennale sèche 1086 mm ; 1022 oS P10 " 1153

décennale humide 1750 mm ; 1672 ~ P10 ~ 1841

écart-type 253 mm :t 38 mm

coefficient de variation 0,178

2.2.2. Pluviométrie journalière.

Les précipitations on 24 heures ont été étudiées pour les postes de

MIN:OOULI, NGOUEDI et lt1PASSA-FERlIIE.S MINDOULI on a retenu 10 années sur 23,

à NGOUEDI 17 années sur 36 i Q: MPASSA 8 années seulement.

Deux lois ont été utilisées pour cette étude : la loi de PEARSON et

la loi eXponentielle généralisée tronquée avec troncature, le seuil de tronc&-

ture étant 10 mm. A chacune de ces lois on a appliqué le test d' adéquation du )t.'l •

Les résl.1.ltats sont donnés dans le tableau ci-dessous :

( .. · ~• MPASSA • NGOUEDI MIN.DOULI( · •• •(RECUR~;:- • · · • )EXPON. PEARS • EXPON. • PEARS • EXPON. • PEARS( : · · : · ~• • •( · : : • • ·• • • •( 1 all.oo •• .. 84,2 • 85,0 .. 82,3 84,1 · 83,1 • 84,0• • • • •

~ 2.. · · • : ·ans •••• • 98,0 • 99,2 • 95,8 • 98,5 98 ,1 • 99,0• • · · : ·• • • • •

( 5 ans •••• · 116,3 118,0 · 113,7 · 117,5 118,2 · 119,1• · • •~ 10 ans .....

.. · · : ·• 130,1 • 132,2 • 127,3 132,0 • 133,7 134,5• · • ·• • • •(20 ans •••• .. 144,1 · 146 ,6 · 140,9 · 146,6 · 149,4 149,9· • • · •( •

162,5•

165,5• : : ·(50 ans •••• • • • 159,2 165,9 170,5 • 170,4• · • • • •• • • • · •

100 ans ••• · 176 ,5 · 179,9 · 172,7 180,5 · 186,7 186,0• • • • ..·)(~ · 11,78 : 10,96 • • • ..• • 11,33 • 9,33 · 14,24 • 12,53( .. & • · · ·• • • • •

( p ( Xl,) · 0,23 0,20 · 0,34 0,40 · 0,12 · 0,14· · • ·· · •· · •

Les valeurs théoriques pour les précipitations journalières de diverses

fréquenoes sont très voisines d'un poste à l'autre, de plus le test du "5-" confirme

le choix de ces lois.

- 14-

On trouvera sur la figure 8 tUle représentation graphique de l'ajuste­

ment à une loi exponentielle généralisée pour les trois postes.

Le nombre de jours de pluies par an varie expérimentalement de 77,5 à

MPASSA à 93,1 mn à NGOUEDI alors que d'après l'ajustement exponentiel il varie

de 75,1 à 81,7. Pour les pluies supérieures à 10 !l1n les valeurs sont beaucoup

plus constantes. Expérimentalemont, on a de 39,1 à 41,6 jours de pluies supé­

rieures à 10 mm et théoriq:u.ement 41,3 à 44,0. Ceci montre bien q:u.e l'effectif

de la classe 0, 1 à 10 mm est mal connu et justifie la tronoature faite à 10 mm.

En résumé nous prendrons donc comme hauteur de préoipitations en 24

heures les valeurs suivantes :

Récurrenoo

hauteur

1an

84

2 ans

98

5 ans

117

10 ans

130

20 ans 50 ans

145 165

Nombre de jours de pluies par an : 80

Nombre de jours de pluies supérieures à 10 mm : 43

2.3. ANALYSE DE LA PWVIOII'IETRIE SUR LE BASSIN VERSANT.

2.3.1. Equipement.

L•éq:u.ipoment pluviométrique comprenait pour le bassin principal et les

deux sous-bassins 14 pluviomètres, 5 pluviographes journaliers et 8 pluviographes

hebdomadaires (cf graphique 2) soit au. total 27 appareils; ce q:u.i correspond à

des densités de 1 appareil pour 0,41 km2 sur le bassin nO 1, 1 appareil pour 0,30

km2 sur le bassin nO 2 et 1 appareil pour 0,65 km2 sur le bassin nO 4. Deux autres

pluviomètres et tUl pluviographe longue durée équipaient le bassin nO 5.

Pour mieux oonna!tre la répartition spatiale et temporelle des averses,

deux pluviographes journaliers avaient été installés sur chacun des sous-bassins :

PE 14 et PE 24 pour le bassin nO 1

PE 2 et PE 5 pour le bassin nO 2

,..------------......--.....- ...........- ..................-------------------"'\1

10 On*)

8 OriS

17or'\s

MPASSA

MiNDOULI

NGOUEDI

PLUViOMETRIE ,.JOURNALŒRË

AJUSTEMEMEMENT A UNE LOI.".-_........,..........__.........-_~-, ..._~--,,-~-"'...... -"""""""'"

EXPONENT1ELLE GENERi1\LI5EE

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... ...._""'!I!J,~~f\~~-M."'l'tl'~~, li.lilIIrdle"t!~~'fo~;:>N;i:if!!J"'·""_ ...,"'_H.-.._.."""''i'3P........ ...........~.~".''lib .... t ...... ..~......_ j lU.. ..~-.--~~

- 15 -

2.3.2. Pluviométrie mensuelle et annuelle.

Les premiers relevés pluviométriques ont eu lieu le 23 octobre 1912

au P1 à la station climatologique. Tous les autres appareils situés sur ce bassin

nO 4 ont été installés entre le 1er novembre et le 21 novembre 1912. Les observ8l""

tions se sont poursuivies jusqu'en juin 1916 avec quelques interruptions durani

les saisons sèches au cours desquolles les pluies sont pratiquement nulles.

On a reporté sur le tableau 2.3. les valeurs mensuelles observées sur ohaoun

des bassins versants au cours des quatre saisons d'études. La pluviométrie du mois

de novembre 12 a été reconstituée à 1'aide des relevés effectués aux postes déjà.

en place à. cette époque. Des crues particulièrement fortes au cours de ce mois

permettent de penser que celui-oi a été très pluvieux. D'ailleurs aux postes 1,

2, 3 et 5 on relève des hauteurs journalières particulièrement forteS entre le 9et le 15. Au P1 il est tombé pendant oes 1 jours 269,1 mm dont 105,1 1e 12 et 15,8

le 9. Au P2 le total pour oette période est de 223,1 mm avec une pluie de 106 mm

le 12. La pluie d'ootobre a été estimée d'après les observations faites à. MINDOULI,NGOUEDI et SAIN'l.':S-MARIE.

En moyerme on remarque que le total annuel est presque toujours plus

fort sur le bassin nO 1, à. l'exoeption de la sai son 15-16. Il peut m~me y avoir

des différenoes aSsez importantes ; ainsi au cours de la saison 13-14, la plus

pluvieuse, il est tombé 137 mm de plus sur le bassin nO 1 que sur le bassin nO 2,

différenoe qui provient essentiellement des mois de novembre et avril.

La comparaison avec les postes oités au paragraphe 2.2. montre que

la répartition au cours des deux saisons des pluies est légèrement différente.

Sur le bassin, il pleut généralement un peu plus au cours des mois de mars à mai

qu'au oours des mois d 'ootobre à. décembre, respectivement 41 %ct 38 ~o du total.

Pour les postes de la météorologie nationale les pouroentages étaient inversés.

En fait, oette inverSion de chiffres n'est pas très signifioative pour 4 années

d'études seulement. Elle peut ~tre tout simplement duo au déficit des mois de

déoembre 1972 ct novembre 1914.

En janvier et février, on a à peu près le m@me pouroentage (20 %) 1

sauf en 1914 où la petite saison sèche a été inexistante, ce qui explique la

forte pluviométrie de la saison 1973-14.

Les totaux annuels à MINDOULI au cours de oes quatre années étaient

les suivants :

TABLEAU 2.3. PLUVIOMETRIE l>1ENSUELLE ET ANNUELLE SUR LES BASSINS.

BASSIN N° 1

(

· · · • · · · · · · · · ·• JUIL · AOUT · SEPT • OCT. : NOV. ; DEC. • JANV. • FEV. : MARS · AVR. · IW · JUIN • TOTAL.. · · · · · : · · ·· · · · • · · · · · ·1972-73 · - : - • - :- (50) • (360) : 135.6 · 146.8 : 89.0 • 191.5 : 382.5 · 217.1 · 0 : 1572· • • • • · ·1973-:-74 · c • 0 · 11.6 · 38.3 · 402.1 · 232.4 : 374.5 · 183.7 · 263.0 · 363.9 · 89.2 · 0 · 1959· • • · · · · · · · · ·1)'74-75 · 0.1 · 0.3 · 2.0 : 125.1 · 238.2 · 25103 · 197.6 · 169.1 · 321.2 · .302.1 · 93.2 · 0.4 : 1701· • · · · · • • · · ·1975-76 '. 0 · 0 · 0.5 :204·1 · 400.8 · 149.3 : 72.4 : 156.5 : 116.8 · 228.3 · 62.5 · - · 1391· · • · · · · · ·-· .. · · .. • · · · · · · ·MOYÉNNE • 0 • 0.1 · 4.7 ; 104.4 • 350.3 · 192.2 · 197.8 • 149.6 • 223.1 · 319.2 · 115.5 · 0.1 · 1656· : : · · · • · : · · ·• • • • • • · • ·

fréquenoe d •apparit ion 1/3Il " 1/7Il " 1/50lt " 1/3

excédentaire , ces valeurs sont

- 17 -

1972-73 1466 mm

1973-74 1810 mm

1974-75 2180 mm

1975-76 1438 mm

A part la saison 1974-75, fortement

comparables à celles relevées sur le bassin.

D'après ces résultats, on peut estimer grossièrement la fréquence

d'apparition dos hauteurs annuelles précipitées sur le bassin.

saison 72-73

saison 73-74 :

saison 74-75

sai son 75-76

pro che de la moyenne

excédentaire de fréquence décennale

excédüntaire de fréquence quincruennale

légèrement inférieure à la moyenne.

Les figures 9, 10 et 11 donnent les isohyètes annuelles pour les trois

dernières années hYdrologiques. On remarque que si la pluviométrie sur le bassin 1

est en général beaucoup plus forte que sur l'ensemble du bassin 4, la hauteur

relevée au pluviographe nO 14 est systématiquement plus faible que celle enre­

gistrée aUX postes voisins. Ainsi, sur 39 averses supérieures à 40 mm au PE 14,

6 seulement ont été supérieures à cel los relevées au poste P25 voisin. La corré­

lation est assez bonne (r = 0,961) et le pourcentage moyen PE 14/P25 est de

92,41~o De m~me sur 31 valeurs mensuelles 3 sont pratiquement égales aux deux

postes et une seule est supérieure au PE 14, encore s'agit-il de la pluviométrie

du mois d'octobre 1973 crui était assez faible (33,6 mm et 40,3 mm). Le pourcenta­

ge moyen PE 14/P25 ost presque identique : 92,8 ~~. La différence est donc systé­

matique. Elle provient du choix de l'emplacement de ce pluviographe. En effet,

celUi-ci est situé sur une ligne de crète assez exposée au vent alors qle le

P25 est situé au fond d'un talweg dans un endroit beaucoup plus protégé.

Pour l'ensemble du bassin, la répartition mensuelle des précipitations

admet les valeurs maximales et minimales suivantes :

En moyenne, les mois les plus pluvieux sont ceux de novembre et

d'avril. Novembre se trouvant en début de période des pluies alors qu'avril

se situe à la fin de cette période, les plus fortes crues surviendront au cours

de co mois alors crue le sol est, en général, relativement bien saturé•

• • 0

EJ..

~,.

"~~lf'Ji!-€~"",~~,"':rrl,,,,,, //

- 18 -

2.3.3. Pluviométrie journalière.

2.3.3.1. Pluviométrie journalière moyenne sur les bassins.

Pour faire l'étude des précipitations en 24 heures sur les bassins

versants on a retenu la pluviométrie moyenne sur chacun des trois bassins expé­

rimentaux : EV 1, BV 2 et BV 4. Cette pluviométrio journalière est donnée en

annexe. Elle est comptée de 8 h le jour-m@me à 8 h le lendemain matin.

Les relevés complets commencent au milieu du mois de novembre 1972

pour se terminer en juin 1976 ; soit une période légèrement inférieure à quatre

ans. Afin d'étendre cette période à quatre années comme pour la pluviométrie

annuelle, on a complété los mois manquants : septembre, octobre et novembre 1972.

Le t ableall 2.4. donne pour cha.cun des bassins et sous-bassins, le

nombre de pluies par classes de 10 mm relevé au cours de la période. On observe

quo l'effectif de la tranche de 0.1 à 10 mm est particulièrement important est

représenté environ 60 %du nombre total de jours de pluie. Ceci provient du fait

que l'on a pris en compta un très grand nombre de valeurs inférieures à 1 mm qui

souvent ne proviennent que de la condensation sur les parois du pluviomètre.

De plus, il peut arriver que quelques pluies de très faible hauteur ne tombent

que sur une seule partie du bassin ; lors du calcul de la pluviométrie moyenne

par la méthode de TillESSEN ces valeurs sont étendues à l'ensemble du bassin ce

qui revient à multiplier le nombre do ces petites pluies. C'est pour cela que

sur le bassin nO 4, qui comporte 27 appareils on a observé 342 pluies inférieures

à 10 mm, alors qu'il n'yen avait que 273 et 290 sur les bassins nO 1 et 2.

Malgré la brieveté de la période d'observation, l'étude statistique

de la répartition journalière moyenne dos averses sur les bassins a été faite

en ajustant à oes échantillons la loi de PEARSON III tronquée. Les valeurs carac­

téristiques sont portées dans le tableau 2.5. Celui-ci montre que le nombre

théorique de jours de pluies supérieures à 10 mm est à peu près équivalent

au nombre observé. Ceci corrobore ·ce que nous disions précédemment, à savoir

que l'effectif de la olasse (0,1 - 10 mm) eot très mal connu.

Lo tableau 2.6 donne pour le bassin principal et les deux sous-bassins,

les hauteurs de précipitations journalières en 24 heures pour différentes récur­

rences et la figure 12 une représentation graphique do cet ajustement.

Ces valeurs sont présentées avec réserve étant donné la brièveté

de l'échantillon. On retrouve des valeurs voisines de celles trouvées en 2.2.2.

mais légèrement supérieures. S'agit-il d'une tendance systématique ou du caractère

particulier de l'échantillon étudié?

...

CLASSESen mm

1..

.. 19-

EFFIC'J!IJ' PAR CLASSB

( a BV - 1 1 BV - 2 & BV - 4 (( 1 1 1

0.1.- 10.0 1 273 • 290,

34210.1 - 20.0 1 84 ' - 72 & 90• • •20.1 - 30.0 51 36 • 44• • •30.1 - 4:>.0 22 33 • 2540.1 - 50.0' • 12 • 14 • 1950.1 - 60.0 t 14 • 12 1 8 <

60.1 .. 70.0 1 5 • 3 1 6~ 70.1 - 80.0 1 6 1 3 1 4) Bo.1 - 90.0

, 3 . • 4 • 3) 90.1 - 100.0 • 1 4 1

: 95.0 1 103.4 1 106.9Hors olasses -. 138.1 1 106.1 1 116.8• 143.9 1 •

1 1 a .

TABLEAU 2.5.

~BV - 1:BV- 2 1 BV-41

.. 1 1Total des pluies en 4 ans •••••••••••• 6673.6 6474.6 6574.0- l' 1

Nombre annuel de jours t observé 1 118.21 118.2 '136 0t : 1 1 •

( de pluie!=, .théorique. 104.4. 86.6 1 98.61 1 1 1

nombre annuel de 'jours • observé 1 50.0, 45.7 • 50.5de pluies supérieures à 10 mm •théorique. 48.91 48.2 1 50.6c( 1 1 1 1

TABLEAU 2.6. PLUVIOJl!l'RIE EN 24 h POUR ntFFJIRENTiS RECURRENCES.

Récurrenoe -11

BV-1 •1 BV-2 1 BV-4a

(

1an2 ans5 ans

10 ans20 ans50 ans

100 ans

, 93.01 1091 1301 146• 16311 184

201

'.

••'1

•111

•

90.51051251.155175190

'.1•1

•••1

85.799.7118132146165179

1

•s6,370.27 '.-.

s11.820.07

--............-...__._----

BaSSIn n '2

" ,.

PL.UV,OME ï'UE JOURNAl.IE RE... _1Ii1l' __

A,,",U5TEMENT ALA LOf1 ; .' ..................~

DE PEARSON lIt,

ORCl'<:uf'V"'.nce.-,--- -_._-,----_._--_.__._.__..,--_ _', -, , _- -.- _ __ ,-_ -..__ _----_ - _ .

1/10 Q n.. ., /0n

•150~

f

150

QIL

1 ~~

100i t:1o

, '-'C­

I :J

son

1'lOCi

1

1

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1oL...-------...,r---- Reeurr,.ftCè

-.. 1· ···---..-----..---r--..---..- ...--·--·-....·-........·.._. __....."..,-_........~ mm 1/"JOOflS 1/on

-20-

C'est sur le bassin n 0 1 que l'on trouve les hauteurs les plus fortes

et sur le bassin n 0 4 les hauteurs les p~us faibles. A cela, il y a deux raisons

distinctes : d'une part la pluviométrie moyenne ainsi que la hauteur des averses

variant sur chadon des bassins au cours de la période d'étude (cf paragraphe 2.3.2),

d'autre part le coeffioient d'abattement n'est pas le même pour CIJé1.CWl do ces bassins.

2.3.3.2. Coefficient d'abattement.

Au cours de oe paragraphe, on va eSSé\Yer de déterminer les coeffioients

d'abattement mal.gré le très petit nombre d'appareils sur les bassins 1 et 2 et

l'éloignement des stations de référence utilisables.

L'abattement consiste à rechercher la pluie lI10yenne Pm sur une surface

S de m~me probabilité que la pluie ponctuelle en un point arbitraire de cette BU!'­

faoe S.

Comme pour ce bassin, l'information est de courte durée, on convient de

l'étendre statistiquement en admettant que la loi marginale de la pluie ponctuelle

est la m~me que la loi de répartition obtenue à partir d'observations à une station

proche observée pendant une période suffisamment longue. Ceci suppose vérifiée

l'isotropie des précipitations.

Nous avons repris les trois postes déjà retenus dans l'étude de la

pluviométrie journalière régionale :

MPASSA 8 annéoo d '0bservations

MIN:OOULI 10 années d'observations

NGOUEDI 17 années d'observations

La distribution retenue est la loi exponentielle généralisée tronquée

déjà utilisée au paragraphe 2.2.2.

L'ensemble des résultats obtenus est donné dans les tableaux 2.7., 2.8.

et 2.9. Le premier tableau (à gauche) donne l'inverse de la récurrence en année en

fonction de la pluviométrie moyenne sur le bassin considéré et le deuxième tableau

(à droite) la pluviométrie ponctuelle au poste de référence choisi, la pluviométrie

moyenne correspondante ainsi que le coefficient d'abattement K pour chacun des

bassins.Il faut noter que pour chaque bassin, les chiffres donnés dans ces

tableaux (récuITence et pluviométrie moyenne) correspondent aux observations effec­

tuées sur touD 1ds pluviomètres installés sur les 3 bassins mais pour lesquels la

période de 4 années a été étendue à la période d'observation de chaque plUViomètre de

référence (8, 10 ou 17 années suivant les postes) puisqu'on a adopté la m8me loi do

répartition que celle obtenue à partir de ces observations ponctuelles de longue durée.

Ceci justifie les différences que l'on trouve entre les pluviométries moyennes données

.. 21 -

S'ILTION DE REFERENCE.; MPASSA-FEBME TABLEAU .. 2.1,:.. ,

•

0,9480,9450,9420,9400,9380,9350,934

i BY ,1 1 BV 2 : BY, 4JO'

1l": P "Pm. k ,Pm 1 k lPm 1 k

'; '1 '1 '1 ': "

125

( ~~1~

) Pm 1 récurrence: BV 1 BV 2 1 BV 4)sup. à 1 1

11 0,107

, ·140 '; .-•130 : 0,181 ': -• ~120 : 0,181 1 :110 • 0,181 ,- ': 0,194-100 1 0,181 " 0,289 'S 0, «>7

!90 ,: 0,657 : 0,6.30 '; 0,40780 • 0 88 : 1,63 : 1,1070 t 1'92 1 2,01 : 1,7560 " /04 ': 2,59 : 3.28'. ,50 • 5 76 ': 5,49 '; 4,184)

; ,: 8,91 : 8,90

~'1 9,05

30 14,21 .: 16,4 ':14,9620 ~26,33 ':25,8 125,63

( 10 ; 41,54 : 42,5 ':40,09; •( : •

(

(

STATION DE REFERENCE ; NGOUEDI TABLElU 2.8.

0,2550,5661,501,872,45

1 5,34,_ 8,62-15 9'125 ' 2.- ,-42 0- ,-

: 0,174- 0,,366: 0 ~t:6_ ,.:lU

: 1,02: 1,63- 3,10; 4 56- ,: 8,59-14 6:25:4-40 2: '

(~ : ::aV 1 1 :aV'2: EV 4rI P 1 Pm 1 k 1 Pm 1 k ': Pm ~; k

( : l '1 1 Il 1

0,9510,9480,9450,9420,9400,9360,935

-

-22 ..

STATION DE REF.E1Rl!NgE 1 MINOOUL}: TABLEAU f 2.9.

( Pm: récurrence .•~SUp. à: BV1 1 BV2 1 EV4=UBV4-2

( 140 : 0,113: a * --130 : ° 191 ' : 1

«120: 0'191: : &110 : 0:191: ~ 0,193 1 0,193

l 100 : 0,191& 0,267 • 0,3981 0,39890 : °618: ° 570 1 0 ~nQ: ° 398

, :' " .,);7V. '(80 0,810. 1,45 • 1,02 1 1,02

1

70 1,722: 1,78 ; 1,59 1 1,5960 2,705: 2,31 1 2,92 , 2,9250 5,05 : 4,37 : 4,22 1 4,22

(40 7,91 : 7,77 • 7,85 1 7,89( 30 12,50 ·14,27 ·13,31 13,38

20 : 23,80 :22,90 123,35 '23,68~ 10 ; 39,07 :39,35 :37,65 :41,54( 0: ; 1.82,28( : : , .

K-2

0,9470,9320,9150,9040,8920,8830,874

Ir: P :

~-: :( 1 1 83.1:( 2: 98.11( 5 :118.2:( 10 :133.71( 20 1149.7:( 50 : 170,5:(100 :186,7:( : :

EV '1 .:BV 2, EV 4-• • 1 • • -:--+-I---\

Pm. K 1 Pm. K 1 Pm.1 1 K-1 .: Pm.2 :• 1 tl • 1 : :

82.5'1 0,9931 79.1, 0,952, 78,7 J 0,947: 78,7:96.71 0,986 • 92.0, 0,9381 91.7 1 0,936: 91,4:

115.5. 0,977 &109.21 °,924.108.9 1 0,921: 108,2:129.8,0,971 ,122.110,913:121.9 10,912: 120,9:144,0, 0,962 :135.1. 0,902'134,9 : 0,901: 133,6:162,81 0,955 ,152.2: 0,8931152,2 : 0,893: 150,5:177,01 0,948 .165.11 0,884:165.2 : 0,885: 163,2:

1 1 : : 1 : :

- 23-

dans les tableaux de gauche et celles portées dans le tableau 2.6. On remarque que

la pluviométrie moyenne donnée à la page 19 est systématiquement supérieure à celle

des tableaux 2.7 à 2.9. En particulier, la fréquence décennale dans ces derniers

correspond à la fréquence quinquennalo du tableau 2.6 (130 mm pour 126 à 130 ~~

Il en est de m~me pour les fréquences 1/20 et 1/10 (146 mm pour 140 à 144 mm). Nous

reviendrons sur ce point enjrin de paragraphe ainsi qu'au cours des par8€l'aphes

suivants..Enfin, dans le tableau 2.9. (station de référence MINDOULI), on a tenu

compte pour le bassin n04 (of. BV4-2)de toutes les pluies ponctuelles, y compris

oelles de la classe 0-10 mm, ce qu.i. n tétai t pas le cas pour les autres stations de

référence et les sous-bassins, afin de se rendre compte si le fait de négliger

oette classe avait une influence sur la valeur du coefficient d'abattement. Les

résultats montrent que l'inoidence est minime.

Les coefficients d'abattement calculés en prenant comme stations de

référence NGOUEDI et MPASSA sont pratiquement identiques alors que ceux obtenus avec

MINOOULI oomme station de longue durée sont systématiquement inférieurs à ces

derniers de 2 à 4 %. La seule station comportant un échantillon suffisamment

important étant NGOUEDI et la station la plus proche des bassins étant celle de

MPASSA, on peut considérer que les coefficients d'abattement les plus probables

sont ceux calculés dans les tableaux 2.7. et 2.8.

En résumé, l'étude statistique du coefficient d'abattement donne les

résultats suivants 1

~ récur.• 1 1 : 1 1• 1 2 5 10 20 50 100: 1 1 1 1

~ • · • 1 •• • • •( BV1 • 0,99 1 0,99 0,99 • 0,99 1 0,99 · 0,99 0,99• • •( BV2 1 1

0,96 1 a ·0,97 0,96 0,95 0,95 • 0,95 0,951 · 1 1 :•

BV4 • 0,95 • 0,95 0,94 • 0,94 1 0,94 · 0,94 0,93• • • •: 1 · 1 ·• •Il est assez curieux de trouver pour le bassin nO 2 do superficie

inférieure à celle du bassin nO 1 un coefficient d'abattement plus faible. Ce résul­

tat singulier peut avoir plusieurs explications :

insuffisance du nombre de postes pris en compte sur le BV2 (4 seulement)

plus forte pluviométrie sur le bassin nO 1

- plus grand nombre d'averse s de fréquence rare sur le bassin nO1

Si l'on applique ces coefficients à la pluviométrie ponctuelle de

fréquence décœlnale déterminée au paragraphe 2.2.2. soit 130 mm, la pluviométrie

moyenne de m~me fré~enoe sur chacun des bassins sera 1

BV1 : 128,7 mm BV2 : 123,5" BV4 : 122,2 mm.

- 24-

En se reportant au tableau. 2.6. on s'aperçoit que ces hauteurs

moyennes correspondent à la fréquence quinquennale. Or nous avons vu, au. paragraphe

203.2., que la pluviométrie au. cours de ces quatre années a presque toujours été

exédentaire. Il est donc fort probable qu'au cours decette période, il y ait eu des

pluies journalières extrtt~ment fortes (c'est le cas en particulier du bassin nO 1

où l'on relève, en 4 ans, deux pluies journalières de hauteur supérieure à 130 mm)

dont la fréquence ne correspond pas à la période d'étude.

Si l'on se réfère à l'étude G. VILLAll.iE (cf. bibliographie), le

coefficient d'abattement en Afrique intertropicale peut etro calculé à l'aide de la

formule suivante :

( -3 ) -3K = 1 - 9 log r - 42.10 P + 152 + 10 10 log s.-avec : r = récurrence en année

P = pluviométrie moyenne interannuelle sur le bassin en mm

S = supor:Di.cie du bassin en k.m2

o

Dans ces conditions, les coefficients d'abattement pour l'averse de

fréquence décennale seraient respectivement de 0,95 - 0,99 et 0,88 correspondant

à des pluviométries moyennes de 123,5 mm - 128,7 mm et 114,4 mm. Ceci en prenant

pour hauteur nnyenne interannuelle 1550 mm pour le BV1 et 1500 mm pour les BV2 et

BV4.

Ces chiffres correspondent aussi aux hauteurs moyennes de fréquence

quinquennale calculées au paragraphe 2.3.3.10

NOTA: Sur la figure 8, on a représenté pour chaque station de référence la loi

de répartition de la fréquence au dépassement de la pluviométrie moyenne

journalière sur le bassin nO 4 (BV4).

- 24 bis -

2.3.3.3. Pluviométrie journalière de diverses fréQHences.

Afin de préciser les hauteurs des précipitations moyennes sur chacun

des trois bassins pour diverses fréquences, on a retenu le pluviomètre P1 pour

lequel une année d'observations supplémentaires (1976-1977) a été effectuée.

Les hauteurs totales annuelles par année hydrologiques sont les suivantes :

1972 - 1973 1559 mm 1974 - 1975 1627 mm 1976 - 1977 : 1524 mm

1973 - 1974 1873 mm 1975 - 1976 1433 mm

La moyenne de la période 1972-76 est de 1623 mm et pour la période

1972-77 de 1603 mm. Cette dernière année 1976-77 a donc une moyenne annuelle

beaucoup plus proche de la moyenne interannuelle, de plus aucune averse de

hauteur exceptionnelle n'a eu lieu au cours de cette période. La plus forte a

été observée le 21-1-7.7, sa hauteur était de 53.1 mm. On peut donc pensor que

l'introduction de cette cinquième année d'observations dans l'étude statistique

des pluies journalières permettra de se rapprocher des valeurs interannuelles.

On a donc appliqué aux pluies journalières du P1, une distribution

exponentielle généralisée d'une part à la période 1972-76 et d'autre part à la

période 1972-1977. Les résultats obtenus oont reportés dans le tableau ci-dessous :

( 1972-76 l( · 1972-76 · )r 1972-77 r • • 1972-77( · : ( · ~• .·( 1 · 88,9 85.1 ( 20 · 151.6 : 143,9• •

( 2 · 103,3 · 98.6 ( 50 · 110,9 161,9~· · •

~5 · 122,4 116,6 ) ( 100 : 185,6 · 115,6· •

10 131,0 130,2~

( · · )• ·( · •• •

Les valeurs obtenues avec cinq années d'observations sont donc sensi-

blement plus faibles que colles calculées pour la période de quatre années retenue

jusqu'ici et, de plus, sont très proches des hauteurs moyennes probables annuelles

déterminées précédemment.

En conclusion, une estimation do la pluviométrie moyenne de différentes

récurrences sur chacun des bassins peut t3tre donnée par les chiffres du tableau

suivant:( . ·M-: BV1 BV2 • BV4

:83 81 · 80·2 : 91 94 : 93!16

· 116 112 110·· 129 124 · 122· ·20 · i43 138 · 135· ·50 · 163 151 · 150 l• •~ 100 · 180 115 · 167• ·• •· •

- 25 -

2.3.4. Etude des averses.

On a tout d'abord, procédé à l'individualisation des averses qui

constituent le total journalier. Dans la suite de cette étude, deux averses

seront considérées comma différentes si elles sont séparées par une pluie

d 'intensité inférieure à 5 mm/h pendant 2 heUl:'es. De plus les averses ayant une

hauteur totale inférieure à 7,5 nm ont été écartées.

Ces critères étant définis, il est assez rare que l'on observe deux

averses supérieures à 1,5 mm dans la m~me journée. En moyenne, sur les cinq ap­

pareils, le cas s'est présenté 2,6 fois par an. Pour toute la période, il y a eu

6 cas au PE2, 8 au PE3, 10 au PE 5, 11 au PE 14 et 13 au PE 24 (dont 6 en 1915).

On n'a jamais observé trois averses au cours d'une seule journée •

• Corps de l'averse.

On considère que 10 corps de l'averse ou hauteur utile est la somme des

tranches de précipitations dont l'intensité est supérieure à une intensité donnée.

C'est la partie de l'averse qui a le plus de chance de provoquer le ruissellement.

Afin do ne pas trop compliquer les calculs, on a retenu le m~me seuil d'intensité

pour les trois bassins, il a é~é pris égal à 15 nm/ho

Le calcul du corps moyen Cm de l'averse correspondant à la hauteur

moyenne de l'averse Pm a été effectué, pour chacun des bassins, en faisant

intervenir la hauteur totale et le corps de l'averse enregistrés sur chacun

des pluviographes si~és sur le bassin considéré. Par exemple :

Bassin nO 1 : Cm1 = C14 + C24 x Pm1P14 + P24

Pour le bassin nO 2 ce sont les pluviographes PE 2 et PE 5 qui inter­

viennent, et sur le bassin nO 4, les cinq pluviographes : PE 2, PE 3, PE 5, PE 14

et PE 24.

Sur les cinq séries d'enregistrements, on a calculé le rapport du corps

à la hauteur totale de l'averse pour toutes les pluies supérieures à...5Q mm.

Les résultats sont les suivants .•PE 2 19 averses rapport 0.84

PE 3 16 averses rapport · 0.83•PE 5 19 averses rapport • 0.83·PE 14 11 averses rapport 0.84

PE 24 14 averseo rapport 0.84

Pour les très fortes averses on peut donc considérer que ce rapport

est voisin de 0,85.

•••

- 26 -

Sur ces 85 valeurs, on a calculé la droite de regression de C en P

elle a pour équation :

C 1: 0.91 P - 5

correlation de 0,928 •

• Durée do l'averse.

avec P " 50 mm et un coefficient do

Pour des aversos supeneures ou égales à 7,5 mm, on a recherché les

valeurs caractéristiques de la durée de l'averse pour différentes hauteurs de

celle-ci. Les résultats sont donnés dans le tableau 2.10. A partir de ces données,

on a ajusté une courbe de forme parabolique auxvaleurs médianes. L'équation de

cette courbe pour les averses comprises dans l'intervalle 7,5 mm - 100 nm est :

D 1: 0.0052 (p - 7.5)2 + 1,86 (p - 7,5) + 38

D durée de l'averse en minutes

P : hauteur de l'averse en mm

TABLEAU 2.10. DUREE DE L'AVERSE

( P( Hauteur · D = durée de l'averse en•( de minutes

~l'averse ·•· · · : minimwn~• Moyenne ·Médiane ·Nbr.valeurs maximum( · • •• • •

( • · •• • •(7.5.-10 · 49 • 35 22 10 · 197· • •fO - 15 · 55 · 40 · 39 • 5 · 131• · • • •

15 - 20 • 84 • 60-65 • 26 · 17 • 240• • • • •20 - 30 · 92 • 80-90 • .36 · .30 • 203• • • • •

(30 - 40 · 100 · 95 • 33 • 27 • 225• • · • •~4O - 50 · 138 115 · 11 · 50 · 299• · • ·50 - 60 · 162 · 145-150: 6 · 80 · 270• • • •(60 - 80 · 160 · 190 · 5 · 60 · 228· • · · •~80 - 100 · 188 · 200 • 7 • 90 · 310 l· · • • •

106 · 303 • 303 · 1 · •· • • · ..C · · ·· • ·

• Etude des intensités.

L'étude des intensités des averses a été effectuée dans un premier

temps sur les enregistrements de chacun des pluviographes pour les intensités

maximales observées en 5 minutes. L'étude statistique a été faite par ajustement

d'une loi gausso-logarithmique tronquée avec tronCature. Un premier essai avait

été effectué par résolution graphique d'une loi exponentielle généralisée. Cette

méthode a été rejetée car elle surestimait les intensités pour les faibles

fréquenoes.

- 27 -

Les averses retenues satisfont aux conditions citées ci-dessus:

averses supérieures à 7,5 mm

averses séparées par des intensités inférieures à 5 mm/h pendant

120 minutes.

La période de fonctionnement coramenoe au début du mois de novembre 1972

pour PE 2, PE 3, et PE 5 et fin novembre 1972 pour PE 14 et PE 24 et se termine 10

13 mai 1976. Cette période a été étondue à quatre armées complètes en extrapolant

pour les averses survenues de juin 72 à novembre 72.

Les résultats obtenus pour los intensités maximales observées pendant

une période de 5 minutes sont donnés ci-dessous (résultats donnés en mm/h).

Récurrence .. 1an 2 ans 5 ans 10 ans 20 ans•PE 2 150 169 195 216 237

PE 3 160 188 228 261 294

PE 5 156 180 213 239 267

PE 14 135 151 173 190 207

PE 24 161 188 225 255 284

Il appara!t encore que le PE 14 donne des valeurs systématiquement

inférieures à celles obtenues sur les autres pluviographes.

Les relevés qui comportent le moins de lacunes sont ceux des pluvio­

graphes PE 2 et PE 24. Pour l'étude complète des intensités - durées seul le PE 2

El. été conservé. En effet, le PE 24, en raison de sa position sur une butte en amont

du bassin risque de donner des résultats fortement influencés par les conditions

orographiques.

La suite des calculs a donc été effectuée uniquement sur les enregis­

trements du pluviographe PE 2. Le tableau 2.1 1. dOlLne l'effectif des classes

des hauteurs maximales pour chacune des tranches horaires et le tableau 2.12 les

résultats obtenus pour différentes récurrences par ajustement des valeurs oxpéri­

mentales à une loi gausso-loga.:'ithmique tronquée. Dans le tableau 2.1 10 los classes

ont été définies pnr tranches de hauteurs naximales et non par tranche d' intensité

maximale. Certainos valeurs hors-classes sont données en hauteurs observées.

On a donné sur la figure 13 une représentation des courbGs intensité­

durée pour diverses récurrences.

- 28 -

TABLEAU 2. 1 1.

EFFECTIF DES HAUTEURS )1AXIMALES OBSERVEES (PE 2)

Tranches · 60 180· 5 10 15 'JI:) 45 90 120

~ classeshoraires ··• mn

mn mn mn mn mn mn mn mn·

~ -: -;-~( supérieure à 0.1.: 186 186 186 186 186 186 186 186

~ " 2.6.: 159 181 183 186 186 186 186 186 186

" 5.1.: 83 152 166 180 183 186 186 186 186( " 7.6. : 38 107 127 167 174 180 185 185 185( " 10.1.: 11 68 96 136 145 150 160 161 163

f

Il 12.6.: 4 37 65 112 120 127 130 135 136" 15.1. : 17·2 23 44 90 103 113 118 119 122Il 17.60: 17.6 9 26 71 85 94 106 109 110

( " 20.10: 4 17 56 68 79 89 96 98

~Il 22.6.: 27.6 8 45 61 65 73 82 85" 25.1.: 34.1 27.1 37 53 58 63 71 73 ~( " 27.601 28.4 26 43 50 59 62 68

~ " 30.1.: 29.6 21 34 42 51 56 61

" 32.60: 36.7 16 28 36 40 42 46

? " 35.1. : 47.6 12 19 25 34 35 37" 37.6. : 10 16 21 27 32 34

~ " 40.1.: 8 15 19 25 28 28" 45.1.: 4 10 16 18 21 22

( " 50.1.: 57.7 8 9 13 13 18

1

Il 55.1.: 69.2 6 8 10 11 14" 60.1 .. : 62.6 8 10 10 12" 65.1 .. : 65.5 6 9 9 9" 70.1. : 80.1 .. 71.8 6 8 9" 80.1.: 85.5 2 7 7

~ " 90.10': 9O.e 1 3·•

TABLEAU 2. 12INTENSITES J.IAXD1ALES POUR DIFFERENTES REOORFŒNCES

ET POUR DIFFERENTES DUREES

( · )·? · 180 ~• 5 10 15 30 45 60 90 120 .

~REœfulENCEmn mn mn mn mn mn mn mn mn

•·( 1 a.n. ••• o •• o •• o ••• · 150 125 112 92 78 67 51 41 28•~ 2 ans•••••••••••• • 169 1«> 126 106 91 80 62 49 34•

5 ans•••••• o.oo •• · 195 161 146 126 111 99 77 62 42•i 10 an•••••••••••• · 216 177 161 142 127 115 91 73 49•20 ans •••••••• o •• · 237 193 177 159 143 132 105 84 56··•

\

4\,A;!....-...EiE1

1

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c.......cl._- j

1

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U"'!4I\l!~''R'U .~ 1 .•' "l ,. B"!' .PP _,.. . '·"'·':;.w., ,""'III"".J!l* iIo...-r_........ .........Ii..... ••_IIlIII!I1_lIjt_Ill.III_.11......lt..._'IIu.,_..._-....... .....

- 29 -

• Hyétograrnrnes olassés.

A partir des courbes intonsités-durée, on peut déterminer les hyéto­

grammes classés pour différentes fréquences. La première tranche correspond à

l'intensité en 5 minutes; la deuxième tranche de 5 minutes de durée correspond

à l'intensité de la hauteur maximale tombée en 10 minutes diminuée de la hauteur

maximale tombée pendant les 5 minutes précédentes ; la troisième tranche, toujours

de durée égale à 5 minutes, correspond à l'intensité de la hauteur maximale tombée

en un quart d 'heure diminuée de la hauteur tombée pendant les 10 premières minutes,

etc•••

Le tableau 2.1 3. donne la valeur des intensités des différentes tranches

de temps (5 minutes jusqu'à 1 h, 10 minutes de 1 h à 2 h et 20 minutes de 2 h à

3 h) pour los récurrences 1,5 ct 10 ans. Les valeurs sont reportées sur la figure

14 qui donne l'allure des hyétograrnmes classés.

hauteurs

:

84.3 mm

125.3 mm

148.1 mm

récurrence an · P =·Il 5 ans · P =•

" 10 ans • P =•

Comme toutes les averses importantes ont des formes voisines, on pout

considérer, sans grand risque d'erreur que la somme des de chaque tranche

donne la hauteur totale de l'averse de fréquence donnée

Une étude statistique de la pluviométrie tombée pendant 24 heures au

PE 2 donne les valeurs suivantes :

récurrence 1 8n · P =·ft 5 ans • P ...•

" 10 ans · P =•

93.5 mm

130.7 mm

146.1 nlll

La comparaison de ces derniers résultats avec ceux obtenus pour le

bassin nO 2 (cf paragraphe 2.3.3.1. et tableau 2.6.), bassin où est situé le

pluviogràphe nO 2, m:mtre que le coefficient d'abattement si l'on ne oonsidère

que ce pluviogTaphe est de 0,97 pour la pluviométrie annuelle et de 0,96 pour les

deux autres fréquences. Ces résultats correspondent à ceux énoncés dans le paragraphe

2.303.2.

Précédemment, on a défini le corps de l'averse comme étant la somme des

tranohes do précipitation dont l'intensité est supérieure à 15 mm/he On peut donc,

à pa:rtir dos hyétogrammes classés, donner los oaractéristiques du corps de l'averse

de fréquence annuelle, quinquem1ale et décennale :

-30-

fréquence hauteur durée

1/1 74,7 mm 80 mm

1/5 116,0 mm 90 mm

1/10 140,3 mm 100 mm

On a vu. au paragraphe 2.3.3.2. que les valeurs do fréquence quinquennale

calculées sur les bassina pour la périodo d'étude cOITespondaiont en fait aux va­

leurs de fréquence décennéÜe pour une période plus étendue. On peut dono estimer

que 10 corps de la pluie de récurrence 10 années aura une hauteur do 116 nun.

On peut rapprooher ce résultat de celui obtenu en appliquant à la pluviométrie

ponctuelle de m~me fréquenoe àla station de longue durée (130 mm), la relation

déterminée plus haut C = 0.91 P - 5 soit 113 mm.

Les caractéristiques du corps de l'averse mnuelle et décennale seront

donc en réalité :

fréquence annuelle

fréquence décennale

71 mn

115 mm

Bonn90mn

Cette valeur de 115 mm pour le corps de l'averse décennale para!t assez

élevée, la briéveté de l'échantillon en ost peut-~tre la oause.

TABLEAU 2.1 3. HYETOGRAMr.iES CLASSES DE DIFFERENTES RECURRENCES

~ Position• · Intensité

~~• Durée • ·

~ de lade la 1an • 5 nno·tranohe tranche •· •• • :

:5 5 150 · 195 216•

10 • 5 • 100 : 127 · 138• • ·15 • 5 · 86 · 116 129• • •20 • 5 79 110 126•25 · 5 73 : 105 124•'!IJ 5 • 64 • 98 119• •35 • 5 57 • 89 · 103• • •

~40 5 · 50 • 83 · 99· • ·45 • 5 · 44 · 76 · 89• · • •50 · 5 · 38 • 68 82· • •

~55 • 5 31 : 60 76•60 5 29 · 55 · 71• •

1

70 · 10 25 : 46 · 56• •80 · 10 • 22 • 34 · 43• • • •90 • 10 • 14 23 34· •

100 · 10 13 15 · 23• •110 • 10 · 9 11 14• •120 · 10 8 9 10•14:> · 20 • 4 5.5 · 6• · •160 20 : 2 3 · 3•180 · 20 · 1 2 2.5• •

• : ·• •

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- 31 -

Chapitre 3EQUIPEMENT HYDROMETRIQUE ET ETALONNAGE

3. 1. EQUIPEMENT HYDROt-iETRIQUE

3.1.1. Sous-bassin BV1 - "Abattoirs".

La station de mesures est située au pied des hautes collines sud à

quelques mètres en amont des abattoirs de la ferme de MPASSA. Dès 1 'ouvert'l.;re

de ce bassin, une passerelle de jaugeage a été installée en travers du lit de

ce ruisseau, la MAZDUMBOU. Lors de la crue du 16 avril 1973, les eaux de ruis­

sellement ont submergé cette passerelle qui a donc été surelevée. Lors de la

première campagne, les jaugeages étaient effectués à la perche. Mais, en raison

des fortes vitesses du courant lors des crues, le système do jaugeage qui a

entra!né la détérioration de plusieurs perches a été remplacé, en janvier 1974,

par un équipement suspendu avec saumon de 50 kg. Pour faciliter les déplacements

le long de la section, le treuil était monté sur un chariot guidé par des rails.

Ce montage a permis d'améliorer très sensiblement la qualité des mesures de

vitesses.

Il faut signaler l'existence d'un confluent sur la rive droite à une

quinzaine de mètres en amont de la section de jaugeage. Suivant 1 'heure de la

pointe de crue de ce petit affluent par rapPJrt à 1 'heure de la pointe de crue

du cours d'eau principal, les vitesses maximales sont déportées vers la rive droite

ou la rive gauche. Une échelle a été installée sur chaque rive pour détecter une

éventuelle difference de niveau entre ces deux rives. Les observations n'ont pas

confirmé cette hypothèse.

Un limnigraphe ImK a fonctionné du 1. 1.72 au 27. 1.73, puis a été

remplacé par un appareil OTT XX jusqu'au 18.10.74 et ensuite par un OTT X beaucoup

plus fiable.

3.1.2. Sous-bassin BV2 - Déversoir.

A l'origine l'équipement de la station de jaugeage était le suivant :

- un déversoir triangulaire

- une passerelle de jaugeage située à 30 mètres en aval

- un limnigraphe OTT XX au droit du déversoir

- un limnigraphe HWK au droit de la passerelle.

Le déversoir a été endonunagé une première fois lors de la crue du 16

avril 1973. Toute la partie située en rive droite a été arrachée. Puis, le 5 mars

1974, au cours d'une très forte crue, toute la berge a été emportée et le déversoir

complètement détruit. A la suite de cette série malheureuse, l'idée de déversoir

triangulaire en minces parois a été abandonnée car il aurait fallu entreprendre

des travaux trop onéreux pour ancrer cet ouvrage dans les berges trop friables.

En mars 1974, à cet emplacement, on a aménagé un seuil déversant avec buse pour

les jaugeages de basses eaux.

- 32 -

Enfin pour palier au fonctionnement défectueux des deux premiers

limnigrapbcs, un troisième a été installé le 6.12.74 en aval de celui de la

passerelle. Si bien qu'à cette époque, l'équipement était le suivant:

- Station 2 A - ''Déversoir'' - limnigraphe OTT X installé sur le plan d'eau créé

par le seuil déversant à 5 mètres de celui-ci.

- Stat ion 2 B - ''Pont''

- Station 2 C - "Aval"

limnigraphe HWK installé à 3 mètres en amont de

la passerelle de jaugeage.

limnigraphe HWK à 10 mètres en aval de la passerelle.

Comme d'une part les premiers jaugeages n'ont commencé qu'en janvier

1974 et que d'autre part les limnigraphes 2 A et 2 B ont très mal fonctionné en

1972 et 1973, les enregistrements ne sont exploitables ~e depuis le 12 avril 1974.

Cependant, comme on le verra plus loin, il est possible en reprenant très soigneu­

sement tous ces enregistrements d'exploiter ~elques crues de la période 1972/1974

et notamment les deux plus fort:es, celles du 16 avril 1973 et du 5 mars 1974.

3.1.3. Bassin BV4 - Téléphérique.

La station du bassin principal est située sur un banc schisteux barrant

la OOMBA. Le lit, un peu encai ssé, a ét é légèrement aménagé pour les jaugeages de

basses eaux.

Les jaugeages de moyennes et hautes eaux s'effectuent à l'aide d'un

téléphérique installé à l'origine, à 10 mètres en aval du limnigraphe. Peu de

temps après on l'a déplacé de 7 mètres en amont par suite de l'éoroulement d'une

des berges lors de la crue du 16 avril 1973.

3.2. ETALONNA.GE.

30201. Sous-bassin BV10

Au cours de ces quatre années 99 mesures ou séries de mesures ont été

effectuées à cette station, entre les cotes 16 cm ct 156 cm. Les plus fortes cotes

atteintes sont de 262 le 16.4.73 et 256 le 4.4.74. Les résultats sont donnés sur

le tableau 3.1. Les courbes de tarages représentées sur les figures 15 et 16 font

ressortir la dispersion des pOints. Ceci est dd à la difficulté d'effectuer des

mesures précises en moyennes et surtout en hautes eaux en raison d'une part

des très fortes vitesses enregistrées sur une aussi petite section et d'autre part

du déplacement du courant principal le long de la section. De plus, lors des crues,

la précision de ces mesures était fortement diminuée par les apports solides divers

(branches, herbes, troncs d'arbres, etc••• ).

L'étalonnage qui a été conservé est celui effectué mécanographiquement

en mars 1976 et qui ne comprenait pas les jaugeages de la campagne 1975-1976, soit

du numéro 77 au numéro 99. Ces derniers se regroupent d'une manière aSsez satisfai­

sante autour de la courbe calculée à l'exception de la série de mesures numérotée

87 et qui correspond aux jaugeages effeotués le 23.10., 10 7.11 et le 19.11.75.

- 33 -

La cote la plus forte (156 am) a d'ailleurs été j~ée le 19.11.75. En fait,

de nombreux ennuis survenus au cours de ces dernières mesures rendent douteux

les valeurs du débit calculé entre les hauteurs 100 et 155. C'est pour cela

que nous avons conservé l' étaJ.onnage précédent.

Pour la mise en équation des courbes d'étaJ.onnage en calcul automatique,

la méthode utilisée par le service hYdrologique de l'ORSTOM consiste à décomposer

cette courbe en un certain nombre de parabc les du second degré pcur crue l'ensemble

de celles-ci reproduise la courbe d'étalonnage sans erreur appréciable. POlU' cette

station 1 on a retenu 14 tronçons de paraboles.

Le tableau 3.2. donne le barème hauteurs-débits pour les cotes à

l'échelle 1imnimétrique varimt de 0,10 m à 3,50 m.

En fait l'extrapc1ation pour les très hautes eaux, à partir de la

cote 1,50 est aSSez imprécise et le débit n'est conn"a cru'à 10 %. Ceci provient de

la présence, en rive gauche, d'une plaine d'inondation où il ost très maJ. aisé

d'effectuer des mesures en hautes eaux. Certaines ont pu cependant ~tre effectuées

à la perche et un relevé du profil en travers a permis d'estimer approximativement

le débit qui. passait dans cette zone.

3.2.2. Sous-bassin BV2.

On a vu au paragraphe 3.1.2., <:{Ue les premiers jaugeages n'ont été

effectués qu'en janvier 1974 et que les enregistrements ne sont exploitables

que depuis le 12 avril 1974, date à laquelle la seotion de contr61e 2 A a reçu

sa forme définitive.

Pour cette période tous les traitements de toutes les données (étalon­

nage et transformation des hauteurs en débits) a été fait mécanographiquement.

Tous les dépouillements ont été effectués sur les enregistrements du limnigraphe

du déversoir (2 A), car celui du pont (2 B) ne commençait à enregistrer les

hauteurs d'eau qu'à la cote 107 c'est-à-dirc au cours des moyennes eaux ; il ne

donnait dono pas le début et la fin des crues. Les jaugeages de basses eaux

s'effectuaient au déversoir et ceux de moyennes ct haltes eaux au pont. Comme

il était très diffioi1e, étant donné son éloignement, de noter la oete à l'échelle

du déversoir, la courbe de tarage a donc été établie, au pont (cf figures 18 et 19)

et une correspondance H DEIl/H PONT (cf figure 17 et tableau 3.3.) a permis de

déterminer une courbe de tarage au déversoir (cf. fig. 20 et 21).

Les 79 jaugeages effectués entre le 15.3.74 et mai 1976 (cf tableau

3.4.) ont permis de déterminer deux courbes d'étalonnage, l'une valable du 15 mars

74 au .30 octobre 75 (étalonnage nO 4) et l'autre vaJ.ab1e du 1er novembre 1975 au

:J) juin 1976 (étalonnage nO 5). En fait, cette modification d'étalonnage ne porte

que sur les basses et moyennes eaux, car à la suite de l'écroulement d'une partie

de la berge rive droite, la section de contr51e de la station 2 B a été modifiée

en octobre 1975. Le tableau 3.5. donno pour les deux étalonnages cités ci-dessus

le barème de traduction des hauteurs en débits; les hauteurs étant celles de

- 34-

l'échelle du déversoir.

Malgré les difficultés que cela représentait, difficultés qui entrat­

naient une certaine impréoision, on a tout de m'ême tenté do déterminer un étalon­

nage pour la période antérieure au 15 mars 14. Pour cette période, on ne possède

que 11 jaugeages dont beaucoup ne sont en f ait que des mesures de surface. Mais,

~e aux enregistrements des deux limnigraphes 2 A et 2 B, on a pu, lorsque ceux­

ci n'étaient pas défectueux, établir une correspondance entre les hauteurs au pont

et au déversoir. La figure 11 donne une représentation graphique de cette corres­

pondance pour trois périodes distinctes qui oonrespondent à différentes avaries

BttrVenuos au déverso ir :

période 1 ••période 2

période 3

avant la 16.4.13du 16.4.13 au 30.9.13du 1.10.13 au 5.3.14

Si l'on suppose q,l0 l'étalonnage au pont n'a pas changé entre le mois

de novembre 12 et la mois de mars 14, on peut construire des courbes de tarage

pour ces différentes périodes et en déduira les barèmes do traduction (cf. figure

22 et tableau 3.5. : étalonnages nO 1, 2 et 3).

Avant la première rupture du déversoir qui a eu lieu le 16.4.13, celui-ci

était un déversoir triangulaire en mincos parois à angle droit. La fonnule qui don­

na le débit en fonction de la hauteur de la lame dévorsante h est la suivante :

Q = 8 lA h 2 ..j2..gh'"'""15 1-

En donnant à ~ la valeur 0,65 et en considérant que le bas du déversoir

est à la cote 0,98 m à l'échelle, on obtient pour les cotes supérieures à 2,3 m

des débits pratiquement identiques à ceux donnés par l'étalonnage nO 1 comma le

montre 10 tableau ci-dessous :

cote

2,302,503,003,54,0

ETAL. N° 1

3,304,348,15

15,525,2

FORMULE

3,014,318,89

15,524,3

On peut donc en conclure <pe pour les hautes eaux, il n'y a pas eu de

détaraga de la station 2 B. Ces étalonnages restent cependant très impréois surtout

en basses eaux. Il ne seront utilisés que pour reconstituer certaines crues

importantes.

- 35 -

3.2.3. Bassin principal BV 4.

A la station 4, les 94 jaugeages effectués (cf tableau 3.6 .) ont

permis de tracer trois courbes d'étalonnage (cf. fig. 23) :

étalonnage nO 1

étalonnage nO 2

étalonnage nO 3 :

d'octobre 12 à octobre 73

de novembre 13 à octobre 75

de novembre 75 à juin 16

Par suite de l,::. IOOdification du fond du lit de la rivière, en très

basses caux, on observe un détarage continu de la station. Ainsi, entre les deux

premiers étalonnages, les différences ne portent que sur les faibles débits.

Par contre, en octobre 1975, le tarage a été complètement modifié, mf3me pour

les très hautes eaux, à la suite de l'écroulement de la berge rive gauche.

Le plus fort débit a été jaugé le 20.4.16. Pour la cote 2,40 m on

trouvait une .valeur de 136 m3/s. En fait cette valeur provient d ''tU1e extrapolation

dans la partie gauche du cours d'eau des débits mesurés dans la partie droite,

ceci en raison de plusieurs ennuis survenus en cours de jaugeage. Los valeurs

obtenues semblent très nettement surestimées. On n'en a pas tenu compte lors du

tracé des courbes.

On a reporté sur le tableau 3.1. les troiS barèmes de traduction des

hauteurs en débit.

Figurt": 15

x

•

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COMBA - STATION 1• po "'·~"__._,*"if""''' _

ETALONNAGE BASSES!Ill '""

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COMBA -STATION 2

CORRESPONDANCP-HAUl"EUR OEVERSOIR·HAUTEUR PONT.. .._---......._ ..

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• 72-71

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11

- 36 -

Chapitre 4

ETUDE DU RUISSELLEMENT

4.1. GENERALITES.

Sous le terme de ruissellement nous désignons ainsi la somme du ruis­

sellement pur directement provoqué par l'averse et du ruissellement retardé d'6.

au freinage du ruissellement pur par la végétation et les premières couches de

terrain. Une troisième composante vient s'ajouter aux deux premières pour former

l'écoulement total.. Il s'agit de l'écoulement de base qui correspond au destockage

da la nappe. Celui-ci sera étudié dans le chapitre suivant.

L'analyse du ruissellement comprendra donc l'étude de l'ensemble des

crues individualisées sur les relevés limnigraphiques. Après détermination des

points pivots de début et de fin de crue, un traitement informatique a permis de

déterminer les différentes caractéristiques de chaque crue.

Une des caractéristiques principales est le volume ruisselé VR qui peut

~tre représenté par la lame ruisselée RR correspondante. Celle-ci dépend. de plu­

sieurs faoteurs qui peuvent ~tre fixes tels que les facteurs propres à chaque

bassin versant comme la morphologie, la géologie et la pédologie ou variables

comme la couverture végétale, les caractéristiques de l'averse et l'état de

saturation du sol avant l'averse responsable à la crue.

Le facteur principal du ruissellement est la hauteur de l'averse.

Mais la lame ruisselée est aussi une fonction complexe de différents facteurs

secondaires dont le plus important est, dans la plupart des cas, l'état de satu­

ration préalable des sols. Celui-ci peut ~tre représenté directement par diffé­

rent s paramètres. Les plus fréquemment employés sont :

- l'indioe d'humidité fonction des averses antérieures et du temps

séparant celles-ci.

le temps séparant une averse de l'averse antérieure ajyant provoqué

une réaction à l'exutoire.

le cumul des hauteurs des averses antérieures

le débit de base au début de la crue qui est fonotion des averses

antérieures puisqu'il représente le stock de la nappe.

Après plusieurs essais, nous avons retenu pour représenter cet état d~

saturation des sols, l'indioe d'humidité et le débit de base. Pour le bassin nO 2,

le débit de base ét ant très souvent proohe de zéro, nous n'avons pas tenu compte

de ce terme qui représente très mal la séquence des préoipitations antérieures

à la cruo.

- 37 -

Une autre caractéristique principale de la crue est la forme de l'hydro­

gramme qui représente la séquence des débita enregistrés à l'exutoire. Elle dépend

aussi de très nombreux facteurs qui sont à peu près les m~mes que ceux cités précé­

demment. lIais, la forme du hyétogranme, la répartitian spatiale et l'intensité de

l'averse jouent un r51e plus important.

4.1.1. Caraotéristi~es des crues.- . -Les tableaux 4.1. à 4.19 en annexe donnent les différentes .()araabéris.

tiques des crues avec les notations s1.ti:\lantes :

1° colonne - NO : numéro de la crue

date du début de la .orue

hauteur moyenne de l'averse reSpOnsable (en mm)

: corps moyen de l'averse (on mm)

volume ruisselé (en m3)

: Lame ruisselée (en mm)

coefficiant de ruissellement HrjPm (en %)coefficient de ruissellement utile HrjC (en ~o)

temps de montée de la crue (en minutes)

temps de base de la crue (en minutes)

débit de base au début de la crue (en lis)

: débit maximal total de la crue (en m3/s)

débit maximal ruisselé qui correspond au débit maximal total

diminué du débit de base au moment de ce maximum (en m3/ s)

coefficient de forme, il est égal au rapport du débit maximal

ruisselé au débit moyen de ruissellement I~l où M :; Vr/Tb.

4° colonne - \X

9° colonne - Tm

10° colonne - Tb

11° colonne - Qb

12~ colonne - Qt

13° colonne - Qr

2'0 .co lanne - DA~ ;

3Q co lorme - P11

4° co lonne - C

5 D colonne - Vr

6° colonne - Hr

7° colonne - Kr

80 colonne - Kru =

4.1.2.~ de l'averse.

Nous avons vu que le facteur principal du ruissellement est la hauteur

moyenne de l'averse Pm. Une première correction dans l'analyse hydro-pluviométrique

consiste à ne prendre en compte que la partie utile de cette averse qui a le plus

de chance de provoquer le ruissellement t il s'agit du corps de l'averse.

Ce corps a été défini au paragraphe 2.3.4. comme étant la SOmme des tranches

de précipitations dont l'intensité est supérieure à une intensité donnée que

nous avons prise égale à 15 mm/he

- 38 -

4.1.3. Indice d'humidité.

Nous avons vu précédemment que l'état de saturation du sol avant

l'averse responsable de la crue pouvait ~tre représenté par de nombreux para­

mètres. Pour notre étude, nous avons retenu un indiee de forme exponentielle

qui. est fonction des hauteurs des averses antérieures à la crue corrigées par

le temps séparant celles-ci. Il peut se mettre sous la forme t

Ii = l'i-1 e - K.tj

où Ii est l'indioe après tj jours sans pluie immédiatement avant l'averse ét'lidiée

Pi qui se produit au jour i.

Immédiatement après cette averse l'indice devient:

l'i = Pi + Ii

On calcule ainsi l'indice de proche en proche. Avant l'averse Pi + 1 tombée le jour

i + 1 l'indioe sera donc:

1 ° 1 l" - k.tn~ + = ~ e

où t n ost le temps exprimé en jours séparant l'averse Pi de l'averse Pi + 1.

Après de nombreux essais nous avons retenu les coefficients K suivants

pour chaoundes bassins:

BV1 et BV2 : K = 0 1 30 avec t limité à 15 jours

BV4 : K = 0,20 pour des averses Pi supérieures à 5 mm et t limité à

20 jours.

4.1.4. ETécipitations limites.

L'état de saturation du sol peut se représenter indirectement en

étudiant les réactions du bassin aux précipitations en fonction des caractéris­

tiques dos averses antérieures. Ainsi en portant sur un graphique les points

représentatifs des couples hauteur moyenne de l'averse/indice d'humidité et

hauteur moyenne de l'averse/débit de base initial (Pm/lh et Pm/Qb)on peut

tracer les courbes séparant les averses ayant ruisselé sur la quasi-totalité

du bassin de celles ayant très peu ou pas du tout ruisselé. Cos courbes dorment

la précipitation limite de ruissellement pour un indice d'humidité ou un débit

de base initial donné.

4.1.5. Rolation entre la lame ruisselée et la hauteur de l'averse.

Lors de la formation d'une crue, le facteur conditionnel principal

est la hauteur de l'averse, c'est celle-ci qui est directement responsable du

ruissellement. L'analyse des cru.es comprendra donc, en premier lieu, l'étude de

la relation liant la hauteur de l'averse Pm au volume ruisselé ou plut~t, pour

simplifier, à la lame ruisselée lIR. On portera donc, tout d'abord, sur un

graphique, les IX>ints représentatifs de ces couples de valeurs Pm/lIR.

- 39 -

La dispersion autour de la courbe moyenne HR = f (Pm) est assez importanto. Elle

traduit l'influence des facteurs seoondaires, principalement l'état de saturation

préalable du sol. Pour les crues issues d 'une précipitation proche de la précipi­

tation limite et pour lesquelles une partie du bassin seulement ruisselle, le

volume ruisselé dépend plutôt de la répartition spatiale de l'averse. Bien que

par la suite, la plupart des crues aient été retenues, nous nous intéresserons

surtout aux lames ruisselées issues d'averses de hauteur supérieure à 20 mm.

Le but de l'analyse est de définir les réactions du bassin à une averse

donnée dans des oonditions homogènes. Une première correction consiste à éliminer

les fractions de l'averse à intensité trop faible pour donner lieu à un ruissel­

lement. On ne retient donc que la partie utile de l'averse ou corps de l'averse

tel qu'il a été défini précédemment. Le seuil d'intensité retenu (15 mm(h) est un

seuil moyen qui peut sous-estimer le corps dans le oas d'averses longues ou le

surestimer pour des averses violent os.

On porte donc sur un graphique la hauteur de la lame ruisselée HR en

fonction du corps de l'averse C, et on trace la courbe enveloppe supérieure du

nuage de points obtenus ; celle-ci correspond dono à de bonne s conditions de

saturation.

Les écarts Ll HR à la courbe HR = f (C) correspondent à un déficit de

ruissellement dn prinCipalement aux: conditions préalables de saturation. Nous avons

vu que cellos-ci peuvent ~tre représentées par l'indice d'humidité et le débit de

base initiaJ. i le premier tenant compte surtout des précipitations immédiatement

antérieures alors q:u.e le second, qui représente le destockage de la nappe, englobe

des précipitations beaucoup plus anciennes.

La méthode utilisée pour corriger ces écarts est celle des déviations

résiduelles. Pour ne pas donner trop de poids aux écarts absolus 0 HR dans le cas

des pluies de hauteur faible, on a préféré prendre pour la suite des calculs l'écart

relat if D = t.:).HR-0-

La métl~de des déviations résiduelles oonsiste à étudier les variations

de l'écart résiduel D en fonction d'un des facteurs secondaires, puis à étudier

les variations du nouvel écart obtenu en fonction du deuxième facteur secondaire.

Comme il a été impossible de déterminer quel facteur était le plus influent, on a

pris en compte simultanément les deux facteurs lh et Qb.

et.

-«J-

Pour cela on porte sur deux graphiques différents les écarts D en

fonction de l'indice d'humidité d'une part, et du débit de base d'autre part,

comme si chaoun de ces facteurs était seul responsable de l'écart initial D.

On obtient ainsi deux courbes D = f (rh) et D = f (Qb) qui donnent deux nouveaUX

écarts a et b. On suppose ensuite que rh et Qb <.>nt le m~me poids et se partagent

l'écart D, d'où deux nouveaux écarts f et g tels que :

1--.:2.­g - b

Ceux-ci vont permettre de tracer deux nouvelles courbes de correction i = f (Ih)

et j = f (Qb) au milieu du nuage des points représentatifs des couples

Ih f et QP - g.

Les lames ruisselées initiales Hrl seront donc corrigées de ces derniers

écarts i et j, pour donner une nouvelle valeur H'r telle que :

H'R = ER - D' avec D' = (i + j) C.

Les points représentatifs du couple H'R - C permet de tracer une courbe

moyenne H1R = f (C) qui représente la relation entre la lame ruisselée et le corps

de 11averse pour des conditions de saturation homogènes.

Comme on le verra plus loin, la dispersion reste encore assez importante

autour de la QOurbe moyenne. Celle-ci est dl1 principalement à la distribution

spatiale des averses et à leur intensité, mais aussi au fait que les facteurs

secondaires retenus Ih et Qb ne sont pas entièrement satisfaisants. Leur influence

sur le déficit de ruissellement est différente selon qQe la crue se produi! en

début, en milieu ou en fin de Saison des pluies. &ar le bassin nO 1 nous avons

testé cl 'autres facteurs tels que la somme des précipitations antérieures pendant

un temps donné, l'intensité maximale de l'averse ou l'emplacement du maximum de

cette averse. Les corrections deviennent efficaces si l'on tient compte de tous

ces facteurs ainsi que de la période au cours de lacpelle se produit la crue,

mais les calculs deviennent vite fastidieux et inoxtricables. On a préféré

abandonner cette méthode qui, finalement, ne se justifie guère.

4.1.6. Forme des crues.

La forme d'une orue est donnée par l 'hydrogramme enregistré à l'exutoire

des bassins, ses caractéristiques peuvent ~tre assez différentes selon la réparti­

tion spatiale de l'averse, son intensité et aussi selon l'état de satlœation pré~

lable des sols. La méthode généralement employée pour étudier ces caractéristiques

de forme est celle de 11hydrogramme unitaire. Celui-ci est engendré par une averse

unitaire, c'est-à-dire une averse assez homogène dans le temps et dans l'espace et

dont le corps a une durée inférieure au temps de montée de la crue unitaire.

A partir de l 'hydrogramme type unitaire caractéristique du bassin, on peut théori­

quement déduire par affinité et tr;]llGlc1,tion les hydrogrammes de orues complexes

issus d'averses complexes ; ces transformations sont définies par les caractéris­

tiques de 11 averse.

- 41 -

Pour la détermination de cet hydrograInIllG type, il suffira donc, pour

chaque bassin, de sélectionner les crues et les averses afférentes de manière que

ces dernières satisfassent aux conditions citées ci-dessus. En fait, on s'aperçoit

que ces conditions sont très diffioiles à remplir pour des bassins à relief

vigouroux comme ceux de la COMBA. 1YI~me pour un très petit bassin tel que le

bassin nO 2, les averses sont en général très hétérogènes et de plus la réaction

du bassin est assez différente selon la hauteur et l'intensité de l'averse, ceci

est particulièrement sensible sur les terrains assez perméables.

L'l1ydrogramme-type n'étfmt représentatif que du bassin étudié, on a

introduit la notion d 'hydrogramme standard telle qu'elle a été définie par M. ROCHE.

Dans la suite de ce chapitre nous avons consacré à l'analyse du ruissel­

lement un paragraphe pour chacun des trois bassins étudiés.

4.2. Sous-bassin nO 1

Pour ce bassin, nous avons sélectionné 160 crues, auxquelles nous avons

rajouté trois autres crues don~ los enregistrements ont été défectueux et pour

lesquelles nous avons pu déterminer certaines caractéristiques. Il s'agit des

crues suivantes :

- Crue nO 17 b du 29.4.73 : Pm = 48,6 mm - Qb= 78 lis - Qt = 13,7 rn3/s

Crue nÔ 33 b du 25.11.73: Pm = 58,9 mm - Qb = 56 lis - Qt = 14,5 m3/s

Crue nO 31 b du 12.4.74 : Pm = 87,9 mm - Qb = 232 lis - Qt = 22,2 m3/s.

Les caractéristiques des 160 crues sont données en annexe dans les

tableaux 4.1. à 4.5.

La plus forte averse observée au cours de la période d'étude est

tombée le 16 avril 1973. Elle avait une hauteur moyenne de 138,1 mm et un corps

de 121 mm. Ces deux hauteurs correspondent à peu près aux caractéristiques de

l'averse décennale sur le bassin nO 1. Cette pluie a engendré une crue dont le

débit de point e est le plus fort observé (51,3 m3/s). Par contre la lame ruis­

selée n'est que de 55,4 mm alors que le 4 avril 1974 celle-ci était de 61,4 mm

pour uno hauteur moyenne de l'averse de 107,4 mm et un corps de 91,8 mm, le

débit de pointe était de 48,5 m3/s. Cette différence da~s les apports provient

essentiellement des conditions préalables de saturation. Ces conditions étaient

beaucoup plus favorables ~ll ruissellement le 4.4.74 que le 16.4073 cc qui se

traduit par un indice d'humidité beaucoup plus élevé en 74 qu'en 73 : 65 contre

29. Le 4 avril 1974, il est d'ailleurs tombé deux averses différentes sé:ra.rées

de quelques heures, la hauteur totale était de 143,9 mm et le corps total de

125,6 mm.

: OCT NOV: DEC : JANV FEV: MARS AVR lvlAI: TOTAL).: --__: 1__: :_-_:_--_:_-- (

-42-

Le 2 avril 1975, on a encore observé deux averses importantes, une qui

a commencé à 2 h 40 (p = 98,2 et C = 78,4 mm) et une autre qui a débuté à 16 h 35

(p = 63,8 et C = 58.1 mm). Dans le calcul de la pluviométrie journalière (cf ta­

bleau en annexe) ces deux averses ont été séparées car elles sont tombées l'une

avant 8 h et l'autre après 8 h (cf paragraphe 2.3.3.). Les lames ruisselées étaient

respectivement de 29,4 mm et 29,0 mm soit au rang nO 3 et 4 juste après les deux

crues citées précédemment. Le débit de pointe de la deuxième crue était de 30,1 m3/s

soit le troisième en importance observé au cours dû la période d'étude.

4.2.1. Q2rvs de l'averse.

Sur le tableau 4020, on donne, pour chaque mois, l'effectif de la classe

du corps de l'averse, ainsi que le pourcentage par rapport à l'effectif total de

cette classe.

TABLEAU 4020 0

L,;: n -: %: n ~ %: n ~ %: n : %: n ~ %: n ~ %: n ~ %.: n : c~ : n ~ %

«--_:~:_:__._:_._:_:__:_._:_.__:__.__:_:..::.:_._-: : : : : : : : : : : :: ::::

( > 0 7 : 4 : 31: 19: 23: 14: 17: 10: 16: 10: 23: 14: 29: 18: 17: 10: 163: 100

f )10 7 ~ 5 : 25: 19: 18: 14: 14: 11: 11: 8: 21: 16: 22: 17: 13~ 10:131: 80(,. 20 6: 7 : 19: 23: 13: 16: 8: 10: 8: 10: 8: 10: 14: 17: 7: 8: 83: 51

~ ) 30 4 : 8 : 15: 31: 4: 8: 7: 14: 2: 4: 4: 8: 11: 22~ 2: 4: 49: 30()40: 3:10 10: 34: 2: 7: 3: 10: 1: 3: 2: 7: 8: 28: 0: 0: 29: 18(') 50 : 2 : 11 : 6: 33: 2: 11: 1: 6: 0: 0: 1: 6: 6: 33: 0: 0: 18: 11( ':: a : : : : : : : : : : : : : : :~ '> 60 : 0 : 0: 1:1 11: 1: 11: 1~ 11: 0 : 0: 1: 11: 5: 56: 0: 0: 9: 6)

Aux mois los plus pluvieux, novembre et avril, correspon:. le plus grand

nombre de pluies : 37 Jo, alors que ces deux mois totalisent 40 %de la hauteur

annuelle.

Ce pourcentage va en croissant au fur et à mesure que la hauteur du corps

augmente. Ainsi, les 2/3 des averses ayant un corps supérieur à 50 mm ont lieu ém

cours de ces deux mois. Dans la majorité dos cas les très fortes averses se pro­

duisent au cours du mois d'avril. Il n'est donc pas étonnant de constater que les

plus forts volumes ruisselés seront observés au cours de ce mois.

51

- 43-

4.2.2. Lame ruisselée et coefficient de ruissellement.

De marne que pour le corps de l'averse, on a porté dans le tableau 4.21

le nombre de crues par classe de lame ruisselée et par mois, ainsi que le pour­

centage par rapport à l'effectif total de la classe.

TABLEAU 4.21

(- : OCT : NOV DEC :;~~ : FE\T~1A~-S : AVR MAI: TOTAL )( HR : : : :. : :----c(

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~. • n • ~ • n • % • n • % • n • Q;1 • n • % . n • ~ • n • %. n • %· n • ~

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(> 1 : 5: 4 123 :19 18 :15 :14 :12 :12:10 19 :16 :20 :17 '10 : 8 :121: 74( . '. .. .• • •• ••••• •••••••( ) 5 : 0 : 0 : 13 :28 4: 9 : 6 : 13 : 3 : 6 7: 15 : 12 :26 : 2 : 4 : 47: 29

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• .1: 1 : : ,: 1...:::: :: : :_: :: :::: 1 : ;

Pour les petites crues ayant totalement ou partiellement ruisselé,

on retrouve évidemment la même répartition mensuelle que pour le corps de l'averse.

Mais cette répartition diffère pour les moyennes et fortes crues. Les averses qui

tombent en novembre, en début de saison des pluies, rencontrent des conditions de

saturation beaucoup moins favorables qu'en mars et avril ; les averses ruissellent

beaucoup plus difficilement et les coefficients de ruissellement sont donc beaucoup

moins forts. Ainsi, pour les crues de volume supérieure à 32 500 m3 (HR "'7 10 mm),

47 %ont lieu en avril et seulement 21 %en novembre. Pour les très fortes crues

(HR > 20 mm) ce pouroentage tombe à 12 ,5 ~o en novembre comme en mars alors qu'il

passe à 75 en avril.

Dans l'ensemble ce bassin ruisselle assez bien puisque dans 45 70 des

cas le coefficient de ruissellement est supérieur à 10 jb. Les plus fortes valeurs

sont atteintes en avril : 40, 1 ~o le 16 avril 73, 50 1b le 2 avril 1975 et 57,1 70 le

4 avril 1974.

-44-

4.2.3. Indice d'humidité.

Comme nous l'avons vu au paragraphe 4.1.3., l'indice d'humidité peut

représenter l'état de saturation du sol. Celui que nous avons retenu est de forme

exponentielle

Ii = IIi -1-ktje

Il garde en mémoire les averses antérieures en leur affectant un coef­

ficient do correction qui est fonotion du temps séparant les averses suocessives.

Pour le bassin nO 1 la valeur de k retenue est de k = 0,30.

Les plus forts indices se rencontrent en fin de saison des pluies et

notanunent en avril. Ainsi, après la crue du 16.4.73, il avait pour valeur 167,

65 avant la deuxième crue du 4.4.74 et 172 après celle-ci. Le plus fort avant

une crue est celui du 2.4.75 à 16 h 35, sa valeur était de 80. Ceci explique

l'importance du coefficient de ruissellement qui est de 50 %pour une pluie

de 64 mm.

4.2.4. Précipitation limite de ruissellement.

Afin de déterminer les hauteurs de précipitations à partir desquelles

le bassin commence à ruisseler en fonotion de l'état de saturation du sol, on a

supposé que les crues dont le volume était inférieur à 3 250 m3 (RH ~ 1 mm)

étaient dues à un ruissellement partiel du bassin. St4r les figures 24 et 25,

on a reporté les points représentatifs de la hauteur do l'averse en fonction

d'une part de l'indice d'humidité avant cette averse et d'autre part du débit

de base au début de la crue. On a distingué les points qui correspondent à un

ruissellement mù (Rr = 0), à un ruissellement partiel (RH ~ 1 mm) et à un ruis­

sellement de l'ensemble du bassin (RH :> 1 mm). En traçant au milieu de ces deux

nuages de points une courbe séparant le ruissellement mù ou partiel du ruissel­

lement total, on définit ainsi les courbes des précipitations limites de ruis­

sellement, qui permettent de déterminer les conditions nécessaires au ruissel­

lement total pour une averse de hauteur donnée.

Pour une averse homogène, à partir de 40 mm,

le ruissellement est généralisé sur la quasi-totalité

du bassin ~lelques soient les conditions de satu­

ration préalables.

Pour un indice d'hmnidité de 30, la courbe se

stabilise et à ce moment là P m = 15 mm. Si l'on

prend comme valeur limite HR = 0 au lieu de HR = 1 mm,

la valeur de Pm lorsque la courbe se stabilise

n'est plus que de 6 mm.

)-: Ih : Qb (lis). ._-----(~ Pm

nun : supérieurs à>---_._--------{12,5 -: 70: 13015: 30 8020 : 9 4725: 4 30

(30: 2 20

~'_«>_ ___:-::....__O_=__ ~

----'------------,--,_._-------~

1l-I

50.1

\i

PRECIPITATION LIMitE ET 'NtHCEIl.. Ill... · , ....... , ..,....... 1 i

STATiON N" 1....II.'lI!ilIj;j~..~

D'HUMIDITE.. #......- ..ll~._~ .....

• 1'41' --'4;:(1

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FiQur. 25 1""~~ .........................~- "

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PRECIPITATION LiM~rE ET DEBIT DE BASe:~~n. ...,......'..--~ ... ,,""~ ....... 1Q._"""""o:n' '11 ..__--.-............"...._ .....

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1 Of1l;t dl bQsr '.1' l/!!. ..... _",,,._.."_"_""_"_ 1;..-.~---_.-,.--.----.--------"......".-5'0-.-..... ·..···--·--·------·-~o-_·---'-_·· ...._---..-".. """""1'~' 1

.__. _... ...J

- 45-

4.2.5. Relation entre la lame ruisselée et la hauteur de l'averse.

On a vu que pour étudier le ruissellement en fonation de la hauteur de

l'averse, \IDe première correction consiste à ne retenir que la partie utile de

l'averse ou corps de l'averse C. Comme indiqué au paragraphe 2.3.4., le corps de

l'averse sur le bassin nO est donné par :

Cm 1 = C14 + C24 x Pm 1P14 + P24

On porte donc sur un graphique les valeurs de la lame ruisselée HR en

fonction du corps de l'averse C (cf figure 26) et on trace une courbe limite supé­

rieure. Les écarts HR correspondent à la distance du point représentatif à la

courbe. En fait, nous avons vu que l'on prend l'écart relatifD = HR/C. Sur les

figures 27 et 28, cet écart D oct porté en fonction de I h d'une part et de Qb

dt autre part, ce qui donne deux nouveaUY. écart s a et b • Ensuit e on calcule f et g

tels que :

etf + g = D f ~-g= b

Ces écarts reportés en fonction de Ih et Qb (cf figures 29 et 30)

donnent les écarts définitifs i et j. La lame ruisselée corrigée devient donc

H'R = HR + (i + j) 0

Ces valeurs portées sur la figure 31 permettent de tracer une courbe

moyenne H 'R = f (C) qui correspond à dcs conditions homogènes de saturation :

Qb = 110 l/s.

Pour tester l'efficacité de la méthode, on a calculé la somme des écarts

absolus initiaux <;:~ et finaux ~~ • Pour 142 événements averses-crues, les

valeurs obtenues sont les suivantes: !:.6= 380,8 mm et ~6= 193,3 mm.

La réduction relative des écarts n'est que de 49 ~o En éliminant quelques points

qui B 'écartent trop de la courbe pour les faibles valeurs de C, la somme des écarts

absolus devient pour 130 événements :

! 6'341,1 et ~~ = 139,7 soit une efficacité relative

de 59 %. L'écart absolu moyen final paSse de 1,36 mm à 1,07 mm.

Pour les val eurs du corps de l'averse supérieure à 60 mm, la représenta­

tion de la liaison lame ruisselée corrigée-corps de l'averse à une forme linéaire

dont l'équation peut se mettre sous la forme :

H'R = 0075 (0-33,2) C ~ 60 mm

Cette forme linéaire montre que pour C = 60 mm, on a pratiquement

atteint la saturation.

LAME RUi'55ELLEE EN FONCTION DU CORPS DE L} AVER'5E___"""_,_.",-~-""""~",,,,,,.-,,~,-,,,--,-,-,,,,,,,,, ..... .,-,~""--_ ...._......._"",,-"~, ..•.,,.._-~-,,-_ ....._-------

,1

( x14)

( 55-A)

1 .

Fh;1ur@; l6___:0--'

C (mm1

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BN'.1 =ECART D EN FONCTION DE t.: INDiCE DtHUMID1TE

Figure: 27-~ ..~-

_~ ' I__"-""~~_. '__'_'''I.'' ••. ..., ....._._......._.'_., .~ t_·

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~.

ENoB.V. 1 :: ECART FONCTiON DU DEBIT DE BASE_________r_._ilI__...........""_......._._, ,~__, .. .. "'_ .

r 8:'1/.1 = ECART r EN FONCTION DE L! INDiCE D'HUMiDITE01= .. .• , !tIl ....~.~...._-.-......-_,...- .~. _

_ ...........,.,..,..,...--~~"---, .....---~_ ....._ ...._._------------~-,,~----_._"",---"*--""-----------01

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j11!

11

1!1.

1

11

C -< GO: H'r ",3.2S·10·} C { C + 43,2. }

C ~ 60: H't~O.7S (C-33,2.)

DECORPS

B)i.1

CORRECTIONAPRE5

RELATION

t70"1

lêle1*fa:\ :x:

~iOi

!!

1501

[

i!

-46-

Pour les valeurs de C inférieures à 60 mm, l'équation de la courbe de

regression peut se mettre sous forme parabolique :

c (C + 43,2)

4.206. Forme des crues.

On a vu précédemment que la forme de l'hydrogramme des crues était

influencée par la répartition des averses ainsi que par son intensité et la

saturation préalable du sol. Ainsi, la forme d'une crue issue d'une très forte

averse tombant dans de bonnes conditions de saturation pourra 8tre assez différente

de celle d'une crue provoquée par une averse moyenne tombant en début de saison

des pluies. C'est pour ces raisons que nous avons différencié les crues moyennes

(RR <. 10 mm) des crues fortes (HR ::> 10 mm) et déterminé deux hydrograrnrm s types.

4.2.6.1. Crues moyennes.

Parmi les nombreuses crues dont la lame ruisselée était comprise entre

2 et 10 mm on a sélectionné celles pour lesquelles les averses étaient assez

homogènes dans le temps et dans l'espace et dont le corps avait une durée infé­

rieure au temps de montée de la crue. Pour ne pas trop réduire la taille de

l'échantillon, les critères de sélection n'ont pas été trop sévères, mais on a

ess~é de ne pas trop s'éloigner des caractéristiques des crues unitaires.

La sélection porte sur 10 crues pour lesquelles on a calculé le débit

instantané de 10 minutes en 10 minutes en prenant comme origine des temps, l'heure

do passage du maximum. Afin d 'homogénéiser ces valeurs, les lames ruisselées ont

été ramenées à 1 mm. Dans ces conditions les débits se déduisent des débits

observés en multipliant ceux-ci par le rapport 1/RR. Le tableau 4.22 donne les

débits instantanés ainsi calculés, ainsi que les valeurs moyennes.

L'hydrogramme moyen obtenu, représenté sur la fieure 33, a les caracté­

ristiques suivantes ;

°°°°0,g02~g ~

g j

° )

- 47 -

TABLEAU 4.22

BV1 - HYDROGRJOO.ΠMOYEN (crues faibles et moyennes)

(N° -40 -30 -20 -10 -5 ° 10 20 30 40 ~( · · · · · · .

• • · · • • •( --'-· · · · · · 0.500: 0.4l4j· · · · · •( 1-73 ° 0,010: 0,198: 0,472: 0,760: 1,13 · 1,18 0,710:•( 3-73 · 0 ° ° · 0,023: 0,726 : 1,34 : 1,07 0,822: 0,626: 0,452· ·( 9-73 : ° 0,007: 0,039: 0,560: 0,902: 1,10 : 0,970: 0,856: 0,592: 0,384)( 9-74 : ° ° : 0,380: 0,812: 1,01 · 1,15 0,810: 0,472: °,380: 0, 390 )•~27-74 : ° ° : 0,208: 0,932: 1,16 : 1,23 0,910: 0,698: °,496: 0, 268 ~32-74 : ° 0,158: 0,596: 0,936: 1,08 : 1,15 : 0,848: 0,582: °,436: 0, 232

( 6-75 : ° : 0,003: 0,188: 0,528: 1, 11 : 1,19 : 0,814: 0,744: 0,464: 0,336)(19-75 : ° : 0, 126: 0, 274: 0,326: 0,740: 0,908: 0,698: 0,506: 0,376: 0,258~(32-75 : ° 0,005: 0,428: 0,960: 0,996: 1,00 : 0,600: 0,436: 0,382: 0,328( 1-76 : ° · ° 0,140: 1,37 : 1,40 : 1,41 1,06 : 0,652: 0,336: 0,204)•( • . . . ~- • . . .( NOY · · · 0,692: 0,988: 1, 16 •

0,896: 0,648: 0,459: 0,327)° • 0,031: 0,245: •( · ·• • • • • •

~ N° : 50 : lh • 20 • 40 : 2h : 20 : 40 • 3h l( 1-73 : 0,256: 0,151: 0,071: 0,046: 0,030: 0,016: ° :

13-73 : 0,304: 0,204: 0,113: 0,046: 0,028: 0,009: ° :9-73 : 0,195: 0,143: 0,091: 0,055: 0,033: 0,018: 0,008:9-74 : 0,290: 0,210: 0,108: 0,065: 0,048: 0,028: 0,013:

(27-74 : 0,178: 0,128: 0,069: 0,037: 0,018: 0,007: ° :(32-74 : 0,133: 0,092: 0,042: 0,025: 0,017: 0,011: 0,007:(6-75: 0,252: 0,191: 0,104: 0,054: 0,030: ° : ° :(19-75 : 0,210: 0,171: 0,116: 0,079: 0,045: 0,024: 0,008:

132-75 0,250: 0,193: 0,168: 0,071: 0,039: 0,023: 0,011:

1-76 0,140: 0,084: 0 0 0: 0 : 0 :o. •___0 0 • _

« MOY : ° 220: ° 157: ° 088: ° 048: ° 029: ° 014: ° 005::':':':':':':' :

Temps de montée Tm = 30 mn

Débit maximum ruisselé QR = 1,16 m3/s •

Volume ruisselé VR = 3 250 m3

-48-Lame ruisselée

Temps de base

= 3,85

HR = 1 mm

Tb = 180 mIl

Le temps de base a été légèrement diminué pour tenir compte du fait que

les averses choisies sont parfois trop longues.

A partir de cet hydrogramme type, on peut définir un hydrogramme standard

qui permet d'étendre les résultats obtenus mu' ce bassin à d'autres bassins de la

m~me région. Cet hydrogramme peut 8tre défini par les paramètres caractéristiques

suivants:

Temps de montée Tm

Temps de base Tb

Coefficient C<. = QR/Qm

où QR est le débit maximal ruisselé et Qm le débit moyen ruisselé.

La courbe de montée de crue est assimilée à une droite et la courbe

de déorue à une exponentielle de la forme_ x,u..

q = Q,R [ (1+m) e - l't'\]

x est donnée par l'équation implicite

où u = tTb - Tm

et

1

f( À,x.)= <X +----x-e -1

À 4 = 1

d1JIls laquelle = Tb!ol, Tm/2Tb - Tm

Si on reprend les paramètrcs caractéristiques médianes obtenus lors de

la détermination de l 'hydrogramme type, c'est-à-dire

on obtient

Tm = 30 mIl

>.. = 0,212

Tb = 180 mn

et

et

x = 4,481

ci.. = 3,85

d'où l'équation de la courbe de décrue, où t Gst exprimé en fractions d'heure-1 t 79t

q = 1,173 (e - 0,0113)

Cette courbe reportée sur la figure 32, montre la similitude qu'il existe

entre les deux courbes de décrue: hydrogramma-type et hydrogramme standard.

Par définition le volume total ruisselé est donné par l'expression

+ Tb-Tm:.c

en prenant x. = 4,481 on obtient un volume ruisselé de 3 254 m3 soit une lame

1,00 mm, ce qui coITespond au volume de l 'hydrogramme-type.

e:V.1 HYDROGRAMME MOYEN

Hr::.1 mm

Tm=3QmmTb:=.3h

FlgtH"e: 32- -

w ..... llft"_Nri ....,.fI«IM.lmlUilCl!".."'_••_!i;Il...·....· .......~.......~~ .....".;t n~..._ .._ ............. .._ .._,_1i""........ """

- 49-

4.2.6.2. Crues fortes.

Les fortes crues sont en général provoquées par des averses non-unitaires,

aussi est-il difficile d'appliquer la méthode de l'hydrogramme-type de ruissellement.

Une autre méthode consiste à définir un hydrogramme élémentaire qui correspond à

une tranohe d'intensité du hyétogramme.

Pour cela, après séleotion des orues issues d'averses relativement homo­

gènes et dont le oorps a une durée assez faible, on opère de la manière suivante :

tracé du hyétogramme moyen de l'averse à partir des deux hyétogrammes

P14 et P24.

décomposition de ce hyétogramme noyen en tranches de 10 minutes.

Pour chacune d'elle on détermine la lame ruisselée partielle qui lui est propre.

recherche pour chaque lame ruisselée partielle de l 'hydrogranune élé­

mentaire correspondant. Ceci revient à rechercher une fonotion dû transfert du

hyétogramme à 1 'hydrogrammo-Fonotion qui intègre le coefficient de ruissellement

et la fonotion d'étalement de l'onde de orue.

Dans ce but, on a retenu trois orues dont les oaraotéristiques princi­

pales sont données dans le tableau oi-dessous.

( · ~N° • Date Pm HR QI'

~-.. · · ·· · · ·19 .. 5-3-74 · 71.4 · 21.9 · 27.7

~• · · ·( 17 2-4-75 · 63.8 · 26.5 29.7• •

~33 • 19-11-75 · 57.1 · 15.54 21.8

-~· · ·· ·· ·La valeur de la lame ruisselée ne correspond pas tout à fait à oelle

donnée dans les tableaux des oaraotéristiques des crues en annexe, car on a dimi­

nué le temps de base qui avait été un peu surestimé.

Sur los figures 33, 34 et 35, on a représenté llhydrogramme de la crue

(en trait plein), le hyétogramme moyen et les courbes isohyètes de l'averse sur

le bassin nO 1.

&0

~i9ure ~ S!I

Courlln ;sohy.U~ du 5-3-74

H, .13.42 mmI-l~ *' 6~O;8' mmHs = 3.50 mm

Hyc,,"ogrammt- obur,,'Hydrogromme rteonnHuéH1 d l'ogr omm.. co r-respon donCt H'l, 'oh et th

-- .... ---

-.-.......... .,..,..

~

SN. 1 CRUE DU 5-3-14

,1,t

..,l ,

1\.\\".\ ,

\. '. \\ ~.

Kf\1 ..1 •. 1J .. 1

.. " .~/..

r. mm/h

1

100

, h ah 3h 4 h S ft Gh 7 h ah

70

N

~I

Fi 9 ure; 34

&0

~60

70

60

», ;; 5,36 mm

Hl =9.24 mmHl :: 6,09 mm

1-1.",4,41 mm

HS ::l ',36 mm

e;v· 1 CRUE DU 2 ~ 75 (2eT~)

17 h

1,,1

- J1,

1111,1,,

111,,

f,,'-"

16 h 1i'h 1tJ h

#-

5

15

25

10

10

.»<::::=;.......... . Ç;f:)~G.,~

~o

N

~1

1 Il~.~r_~ e_.~_i_!o_o_h_'f .._t_!....$ _d_U_19_-_11.....-_7_S__1

H, .:: 2,25 mm

Hz;:;; 6,84 mm

Hs ': 4,97 rom

H4 =1,50 mm

BY. 1 CRUE DU 19-11-75

16 h15 "Uh

100

10

1111,

Fi9urs,: 35. _.---

- 50-

La détermination des lames ruisselées partielles a été faite par

tâtonnement et approches successive~ en tenant compte des faits suivants :

la sonune des différentes lames partielles est égaJ.e à la lame ruis­

selée totale corrigée, s lil y a lieu, par le rapport de la pluviomé­

trie moyenne tombée sur l'ensemble du bassin à la pluviométrie moyenne

enregistrée en P14 et P24.

l'aptitude au ruissellement augmente de façon continue pendant la

durée de l'averse. Au début, elle est fonction de l'indice d 'humi-

dité.

On a pu ainsi construire un hydrogramme élémentaire qui peut représenter

l 'hydrogramme moyen des fortes crues. Cet hydrog'l'amme est représenté sur la figure

36 pour une valeur de la lame ruisselée égale à 1 mm. Les débits instantanés sont

donnés dans le tablcûll ci-do:J:JO'Us :

TABLEAU - 4.23

( T · • • • • • • )· -30 • -20 • -10 • ° 10 • 20 • 30 · 40f mn · • : • • • • •

~• • • • • · •Q m3js:

• •0,86 · 1,60

• · 0,62 · •

°• 0.10 • • • 1,27 • • 0,28 • 0,18( • • • • : · : )• • • • • •

( : • • • · • :~Tmn 50 1 h • 20 • 40 • 2 h • 20 • 40 3 h

~1 • • 1 1 1 :• •

Q m3js 1 • • 1 • • •~0,14 0,11 • 0,07 • 0,045 0,030 • 0,022 • 0,010 · °( · • • • • : ·• • • • • •

Sur les figures 33 à 35 les courbes en pointillées représentent la

reconstitution de la crue à partir dos hydrogrammes élémentaires.

Pour tester la méthode, on a cherché à reconstituer certaines crues

complexes. Les résultats sont représentés sur les figures 37, 38, 39 et 39 bis

(pour les crues du 16.4.73 et du 4.4.74 le temps de base a été diminu~

!lIalgré la lourdeur du prooédé et les tâtonnements qui ont permis de

déterminer l 'hydrograrnme moyen, les résultats sont finalement assez satisfaisants.

L'incertitude porte cependant sur le tracé de la courbe d'aptitude limite au

ruissellement en fonction du temps.

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- 51 -

4.3. SOUS-BASSIN N° 2.

Les caractéristiques des orues sélectionnées sont données en annexe

dans los tableaux 4.6 à 4.110 De nombreuses crues de la période allant de 1972 à

mars 1974 n'ont pu ~tre exploitées en raison de la mauvaise qualité des enregis­

trements. Cependant, les crues du 16 avril 1973 et du 5 mars 1974, crues qui ont

provoqué la rupture du déversoir, ont pu ~tre reconstituées à partir des limni­

grammes des appareils 2 A et 2 B. La précision est assez bonne pour la première

crue, mais beaucoup moins satisfaisante pour la deuxième, car une partie des

enregistrements de la décrue est inexploitable. Au total, l'échantillon porte

sur 149 crues.

En volume, la plus forte crue observée est celle du 16.4.73 qu.i a été

provoquée par une averse de 106 mm, la plus forte enregistrée. Son débit de pointe

était de 21,5 m3/s. La deuxième crue en importance est celle du 4.4.74 due à une

averse de 89,6 mm. Cette pluie étant tombée dans de bonnes conditions de saturation,

la lame ruisselée (61,1 mm) et le débit de pointe (20,7 m3/s) sont très voisins de

ceux du 16 avril 73. Le 14.4.74, on a observé une crue dont le débit (22,4 m3/s)

est le plus fort enregistré à cette station alors que l'averse afférente nI était

qu.e de 55,4 mm et la lame ruisselée de 43,0 mm.

4.3.1. Corps de l'averse.

Comme pour le bassin nO 1, (cf. 4.2.1.), on a classé le corps de toutes

les averses aJ7'ant donné une crue par classe et par mois. La répartition est à peu

près identique à celle observée sur le bassin nO 1. Cependant, la proportion des

petites valeurs est plus importante pour le BV2' car ce bassin est beaucoup plus

favorable au ruissellement. Ainsi, pour la période octobre 74 à mai 76 on a

observé 109 crues sur le bassin nO 2 et seulement 72 sur le bassin nO 1. La dif­

férenoe provient surtout des faibies averses puisque 44 %des corps de pluie

inférieure à 20 mm ont ruisselé sur le premier bassin contre 67 10 sur le deuxième.

Au-dessus de 20 mm les effectifs par classe et par mois sont sensiblement les m~mes.

4.3.2. Lame ruisselée et coefficient de ruissellement.

La répartition des lames ruisselées est sensiblement différente.

Entre 1 et 10 mm l'effectif est le m~me pour les deux bassins, respectivement

49 et 51 crues. !vIais, dans la classe 0-1 mm, on a enregistré 2 fois plus de crues

sur le BV2 que sur le BV1, ceci provient du fait que de très petites averses ruis­

sellent partiellement sur le BV2 contrairement à ce qui se passe sur le BV1.

On retrouve cette différence de ruissellement pour les fortes averses. Ainsi,

on a observé 4 fois plus de crues supérieures à 10 mm sur le BV2 que sur le BV1.

Pour la même période (octobre 74 à mai 75), sur le BV2, 70 %des crues

ont un coeffioient de ruissellement supérieur à 10 f~ contre 50 1~ Sllr le BV,1.

- 52 -

Il n 'y a eu que 3 crues sur le BV1 dont le coefficient de ruissellement

a dépassé 30 r~, alors que sur le bassin nO 2 on en a observé 36.

Ce coefficient peut atteindre des valeurs extrêmement élevées dans de

bonnes oonditions de saturation. Ainsi, le 4 janvier 1974, on a relevé un coef­

ficient de ruissellement de 82 ~o pour une pluie de 54,9 mm ; l'indice d 'htunidité

était de 42. Pour les dix averses supérieures à 60 mm observées pendant toute la

durée de l'étude (averses correspondant à des crues enregistrées), los coefficients

varient de 50 '0 à 71 9;.

Ces quelques ohiffres mettent en évidence, les conditions particulières

de ruissellement sur ce petit bassin de 1,18 lan2. Les crues y sont très violentes

et extr~mement rapides, ce qui nous a d'ailleurs posé beaucoup de problèmes pour

l'étalonnage de la station en hautes eaux.

4.3.3. Précipitation limite.

Potœ différencier les crues aYant partiellement ruisselé des crues qyant

ruisselé sur l'ensemble du bassin, on a pris le m~me critère que pour le BV2. Sur

la figure 40 où sont reportées les valeurs de la pluviométrie moyenne en fonction

de l'indice d'humidité, on a donc fait une distinction entre les lames ruisselées

nulles, inférieures ou supérieures à 1 mm.

La courbe définissant la précipitation limite de ruissellement total

pour chaque valeur de Ih est beaucoup plus basse que celle tracée avec les résul­

tats obtenus sur le bassin nO 1, comme le montrent les valeurs reportées dans le

tableau ci~essous.

On n'a paS reporté les précipitations en

fonction du débit de b2.Gc, car comme on le verra dans le

paragraphe suivant, celui-ci représente très mal l'état de

saturation préalable des sols.

En prenro~t toutes les crues qyant partiellement

ou totalement ruisselé (limite RR ~ 0), la valeur de Pm

pour un indice d'humidité de 30 est d'environ 2 à 3 mm.

4.3.4. Relation entre la lê~e ruisselée et la hauteur de l'averse.

Comme pour le bassin nO 1, on a reporté, sur la figure 41, la hauteur

de la lame ruisselée en fonction du corps de l'averse, et on a tracé une courbe

limite supérieure enveloppe de tous les points. Cette courbe correspond donc à de

bonnes oonditions de saturation.

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- 53-

Nous n'avons retenu comme facteur correctif que l'indice d'humidité Ih.

En effet, en ce qui concerne le débit de base, celui-ci est toujours très voisin

de zéro et même parfois nul. Dans ces conditions, il représente très mal l'état de

saturation du sol. D'autres essais ont été faits en prenant le cumul des pluies

précédent la crue (30 jours - 45 jours - 60 jours) ~ tous les essais se sont

soldés par un échec.

On a donc gardé comme facteur secondaire uniqucr.1Ont Th qui n'est d'ail­

leurs pas, lui aussi, très satisfaisant .. Le graphique 42 donne la courbe moyenne

a = f (Ih) tracée au milieu du nuage de points correspondant aux couples D - Ih

où D = BR/C. Cet écart permet de calculer la lame ruisselée définitive H'R qui

portée en fonction de C, donne la courbe définitive H'R = f (C) (cf. fig. 43).Cette courbe moyenne correspond à des conditions homogènes de saturation telles

que I h ... «>.

La somme des écarts absolus initiaux, pour 145 valeurs, est .!-1.1=630,3 m et la somme des écarts absolus finaux !S= 331,6, soit une réduction

relative des écarts de 41,4 %' Le regroupement autour de la courbe moyenne est

sensible mais finalement la méthode n'est pas très efficace surtout si l'on

considère que la première courbe de la figure 41 a été tracée en limite supérieure.

Cependant, COmme nouS l'avons déjà mentionné ci-dessus, tous les essais de regres­

sion avec d'autres facteurs secondaires se sont avérés inefficaces.

Pour des valeurs du corps de l'averse supérieure à 30 nrn, on a cherché

à représenter la relation qui lie ce dernier à la lame ruisselée, par une équation

de forme linéaire .. Pour 33 couples (C-H'R) t l'équation à la forme suivante:

H'R = C - 10.2

Cette relation montre ~le le coefficient de ruissellement K'R = H'R/C

tend rapidement vers 100 %. Ainsi pour une hauteur du corps de l'averse de 100 mm

qui est proche de la hauteur décennale, ce coefficient de ruissellement est de

90 %. On vérifie donc que pour ce bassin nO 2 les conditions sont particulièrement

favorables au ruissellement.

Pour les valeurs de C comprises entre 2 et 30 mm, la relation peut ~tre

représentée par une équation de forme parabolique :

H'R = 0,95

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- 54-

4.3.5. FbrIDe des crues.

Comme pour le bassin nO 1, on a cherché deux hydrogrammes moyens, l'un

pour les crues moyennes et l'autre pour les crues fortes.

4.3.5.1. Crues moyennes.

Les critères de sélections sont à peu près identiques à ceux retenus

pour le bassin précédent : homogénéité de l'averse, durée du corps inférieur au

temps de montée de la crue. Seules cinq crues satisfont à ces critères. Leur

caractéristiques SOnt regroupées dans le tableau 4.24. Les temps de montée sont

compris entre 20 et 30 minutes et les temps de base entre 2 h 20 et 3 h 10.

Le tableau 4.25 donne pour chacune des crues le débit instantané en prenant

pour origine l'instant du maxirmun. Chacun des hydrogrammes de ces crues a été

ramené à un hydrogramme de volume identique égale à 1180 m3 soit une lame ruis­

selée de 1 mm. Les caractéristiques de cette hydrogramme moyen sont donc les

suivantes:

lame rui sselée : 1 mm

temps de base : 150 mn

: 0,66 m3/s

k = QR/HR = 0,66

volume ruisselé: 1.180 m3

temps de montée : 20 mn

débit maximum ruisselé

O(,=S".,,~

Pour tenir compte du fait que la durée des averses sélectionnées est

souvent supérieure à celle de l'averse unitaire, on a préféré retenir comme temps

de base et temps de montée les valeurs limites inférieures de celles des cinq

hydrogranunes retenus pour le calcul de l 'hydrogramme moyen.

Comme nous l'avons fait pour le bassin nO 1, on a recherché un hydro­

gramme standard à partir des paramètres de l'hydrogramme-type.

Les paramètres caractéristiques de l 'hydrogramme standard seront donc :

Tm = 20 mn Tb = 150 mn ex = 5,03

Tous calculs faits les valeurs obtenues pour À et Je sont

À = 0,152 ·x = 6,494

La courbe de décrue aura donc pour équation

q = 0.66 -3te

Le graphique de la figure 44 donne une représentation de l 'hydrogramme­

type (en trait plein) et de l 'hydrogramme-standard ( en traits discontinus).

3 h

- 55 -

TABLEAU 4.24BV2 - SELECTION DES CRUES POUR L 'HYDROGRAMf.ΠUNITAIRE

~ · · • : ·N° Date p • C • Hr • QI' Tm • 'lb· , · ·• • •

1

• · · ·• • • ·10 12.4.73 · 19, 1 · 17,7 5,39 : 2,70 20 • 180• • •· • · · · ·19 17.12.74 : 19,8 • 18,3 · 5,44 ; 3,81 · 24 · 142· · '. ·• · • • ·( 7 17 .1.75 12,9 · 12,9 · 3,76 : 2,67 • 25 190• · •

1• · · • 3 84 : 28 • 1804 4.2.76 • 30,9 • 29,0 • 5,25 · •• · • • , . · ~· • • • • •

25 28.4.76 · 14,7 12,6 · 5,45 · 3,52 · 25 185· • • ·· : · • · )· • • •

TABLEAU 4.25BV2 - HYDOOGWU·Œ' MOYEN (crues faibles et moyennes)

: · · • )N° -'!J) -20 -10 • -5 · ° 10 20 30 · 40: · · · • · :• · • • •· , · : · • :• • • •

10-73: 0 ° • 0,319: 0,445: 0,501 : 0,371 0,237: 0,178: 0,122•• ° 046: : : : 0,252: 0,147: 0,07519-74: ° 0,294: 0,515: 0,70°: 0,401, .• • • •

7-75: ° 0,021: 0,0401 0,093: 0,710: 0,500 0,2711 0,152: 0,0894-76: °

: . : : . . .~ 25-76:

0,006: 0,290; 0,467: 0,731: 0,408; 0,217; 0,124; 0,0630 0,004: 0,009: 0,615: 0,646: 0,473: 0,217: 0,128: 0,082

~ mr· · · · • ·--...----.· · · • · ·• : ° 015: ° 1~: ° 427: ° 658: ° 431: ° 239: 0,146: 0,086•

°• :':':':':':' :• :

( N° : 50 : 1 h: 20 : 40 : 2 hl 20 1 40 :

~. . : . . . '. :.. . e_. . (": 1 : : : : : :

~ 10-73: 0,095: 0,074: 0,046: 0,027: 0,016: 0,007: ° : °

( 19-74· 0,039· 0,026· 0,014· 0,009· ° : ° : ° : °: : : .. : : :~ 7-75: 0,064: 0,053: 0,043~ O,028~ 0,017: 0,008: 0,003: °( 4-76 0,035; 0,030; 0,015; 0,011; 0,006; 0,003; ° ; °

125-76 0,057: 0,039: 0,022; 0,015~ 0,007; 0,004: ° : 0__<

MOY 0 058: ° 044: ° 028: 0,018·.· 0,009: 0,004·.· 0,001: °':':': . : . :

B~. 2 HYDROGR,A.MME MOYEN ET HYOROGRAMME STANDARD

fHydrogfl1mme moyen

~ //<'~-

~ \r __-Hydl'"t!gro mme ~tor:èt'lrdf .-/} ...---/1 /~

J111J,.

1,,1 .{

1f,

J1/11 Figure; 44

r

!11!

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- 56 -

4.3.5.2. Fortes crues.

Pour déterminer l'hydrogramme moyen des fortes crues, nous avons pro­

cédé de la m~me manière qu'au parél(?,Taphe 4.2.6.2. pour le bassin nO 1. Les crues

retenues sont au nombre de trois. Leurs caractéristiques sont données dans le

tableau ci-dessous.

( .. · ·NO • Date Pm · C Hr • Q..c( • · ..• · ·( · ·• ·( 10/75 3-2-75 • 35,8 · 33,2 16,2 10,4· ·

~ 26/75 :23-3-75 43,0 • 38,9 22,95 16,1·48/75 : 17 .11.75 : 37,6 · 33,8 · 18,7 10,9• ·(

Les figures 45, 46 et 47 donnent les hyéto grammes et les hyétogrammes

moyens de ces trois crues ainsi que les courbes isohyètes sur le bassin nO 2.

L'hydrogramme observé est représenté en trait plein alors que l'hydrogramme

reconstitué est figuré en traits discontinus. Sur la figure 45, on a rajouté

pour la crue du 23.3.75, les trois l~drogrammes partiels engendrés par les tranches

d'averses de 10 minutes Hi = 9,21 mm, H2 = 10,61 mm et H3 = 3,13 mm.

Ces trois crues ont permis de déterminer un hydrogramme élémentaire

moyen pour les fortes crues. Il est donné dans le tableau 4026 pour une valeur

de la lame ruisselée égale à 1 mm.

TABLEAU 4.26

Œr mn : -30 : -20 :---~~O-"-_·_~-o--:--10--: 20 -.: ..~ 1• •• 1··( ~--:---_._-_..._----- ---.----" .

( Q m3/s; 0 0,027: 0,150: 1,05 ; 0,500 ~-;,075 :~045( --L. :::

( If mn : 4J 50 1 h: 10 : 20 ::::. ---3;-0_.,1~---_:_._--_:._--_.:_---:----. ---- --

~ Q m3/s: 0,038 : 0,028 ; 0,020; 0,013; 0,008

Les caractéristiques de cet l\ydrogrruwae moyen sont les suivantes :

Hl h '9 li'---=====r==-----.-_._~

so

\\,\\,\\\\\

BY. 2. CRUE DU 3 -2 -75

J.:i1=:7,5 mm

H?~ 6,6 mmH3= 1,6 mm

H 4-= 0.5 mm

Hydrog:-omme oIH::erveo'Hydttlgromrne r.cor;stitlJ~

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Figure: 45_ 'Il

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.obl.rveHydrogr{)mme .,

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..sn"ndont..... !TI20'!> CI) fi"", ... _Hy&rcgr--c,,, ..

o H1 1 Ht. et HI

4h

CRU,E DU 23 - ~.:_,~S:V. 2 .

H,. 9,21

Kt::: 10.61H3:: 3,13

30 h,

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\\...(z) \ \

"'{- ~ \\ '\\

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LoorXh

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B:J.2 CRUE DU 17 -11-75

î"100

1~ l lnm/h

\,H, "',4 mmHl ""6,5 mm

H~ =4,8 mm

figure: 47__........_ 1.1:1. __

\\

i \1 \f \1 .,

/ ~L--f""'....r=:~~/~------------r'l----.__~--~=::"_::_:.::~'::.__:-:....;T";;::~=-ê;;E~-;;-:=======~~~'''~-------··----r--·-'------------·-I.......-.-----!lI!lo'..I·

lOIt z1h nh ~~3h Oh

"S

VR = 1180 m3

- 57 -

Tb = 120 mn

QR = 1,05 m3/s

c;:: = 6,41

Sur les figures 48 et 49, on a représenté en trait plein, 1 'hydrogramme

observé des crues du 16.4.73 et du 14.4.74 et, en traits discontinus, l'hydrogramme

reconstitué de ces mêmes crues.

Cette étude a permis de constater que le seuil de 15 mm/h choisi pour

l'évaluation de la hauteur du corps de l'averse sur le BV2 était surestimé. Ainsi,

par exemple, pour la crue nO 49 du 4 et 5.4.74, avant laquelle l'indice d'humidité

est assez élevé (lh = 36), ce seuil serait plut8t de 9 mm(h. Dans oes conditions

le corps total moyen sur le bassin est de 73,5 rrun, au lieu de 72,7 mn pour un seuil

de 15 mm/ho La hauteur du corps du hyétogramme moyen de P2 et P5 étant de 65,5 mm,

la correction à apporter aux lames ruisselées partielles, déterminées sur ce hyéto­

gramme moyen, est donc de 1,122. Or, la partie du hyétogramme située au-dessus de

9 mm/h a une valeur de 54,5 mm. Après correction pour l'ensemble du bassin, la

hauteur de la pluie ayant effectivement ruisselé est donc de 61,1 mm, soit exac­

tement la hauteur de la lame ruisselée ce jour-là.

L 'hydrogramme de cette crue a été représenté, en trait plein, sur la

figure 50. Il apparatt qu t en prenant, pour le corps de l'averse un seuil de 9 mm/h,

l'hydrogramme reconstitué, en traits discontinus, est très proche de 1 'hydrogramme

observé. En conclusion, pour des crues importantes survenant dans de bonnes condi­

tions de saturation, on aurait pu prendre, comme partie de l'averse ayant ruisselé,

toute la portion du hyétogramme situé au-dessus d'un seuil voisin de l'intensité

10 mm/ho Cependant, une telle modification n'influe guère sur l'étude faite dans

ce paragraphe.

Sur la figure 50 bis, on a représenté 1 thydrogramme de la crue du

20 .4.76 ainsi que l'hydrogramme reconstitué. La première averse qui a lieu entre

22 h et 23 h provoque une première pointe de crue à 23 h et contribue à saturer

le sol. La deuxième averse tombe donc sur un sol saturé, ce qui justifie la valeur

de 8 mm/h retenue pour le seuil du corps de l'averse.

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- 58 -

4.4. BASSIN PRINCIPAL no 4.

On trouvera en annexe, pour ce bassin de 17 ,5 km2, dans les tableaux

4.12 à 4.19, les caractéristiques des crues sélectionnées. L'échantillon comporte

194 événements.

La crue la plus importante aussi bien en volume (RH ::: 47,9 mm) qu'en

débit (Qr::: 137 m3js) a été observée le 16.4.73. El18 était e~~endrée par une

averse de 116,8 mm dont la hauteur correspond à la hauteur de l'averse décenna.le

sur ce bassin. Le 4.4.74 et le 20.4.76, deux pluies de hauteurs très voisines,

respectivement 78,0 mm et 81,8 mm ont donné naissance à deux crues dont les

débits de pointes sont aussi très proches (95,7 m3/s et 94,0 m3/s). Cependant,

les volumes ruisselés sont légèrement différents. Le 4.4.74 la lame ruisselée

était de 39,0 mm et seulement de 34,4 mm le 20.4.76. Ceci est dÜ à la différenoe

des conditions préa.lables de saturation, traduites par la valeur de l'indico

d'humidité avant la crue: Ih ::: 60 le 4.4.74 et Ih = 39 le 20.4.76. C'est d'ail­

leurs pour cette crue de 1974 que l'on observe le plus gros coefficient de ruis­

sellement Kr ::: 50 %.Le 2 avril 1975, on a enregistré une crue assez importante engendrée

par une pluie de hauteur nettement plus faible (Pm = 58,4 mm). Cette crue q:ui.

survient seulement 14 h après une première averse plus importante (Pm = 82,6 mm)

a bénéficié do conditions extrômement favorables (Th = 88), ce qui explique

l'importance du coefficient de ruissellement 48,6 %.

4.4.1. Corps de l'averse.

Sur le tableau 4.27, on a porté pour chaque mois de la période d'étude

72-76 , l'effectif de la classe du corps de l'averse ainsi que le pourcentage par

rapport à l'affectif total de cette classe.

La répartition des hauteurs est à peu près identique à celle observée

sur les autres bassins, à l'exception des très fortes va.leurs supérieures à 50 mm.

En effet, 73 %de celles-ci se produiront en avril. Ceci est dÜ à la différence de

superficie des bassins. Si on tient compte du coeffioient d'abattement propre à

chaque bassin, un corps de 50 mm sur le BV 4 correspond à un corps de 56 mm sur

le BV2. Pour une meilleure comparaison, il serait plus juste de décaler les

classes de 10 mm. Ainsi, sur le BV1 on a 6 %des valeurs supérieures à 60 mm

sur le BV4 le pourcentage se retrouve pour les va.leurs supérieures à 50 mm.

BV4 - REPARTITION DU CORPS DE L'AVERSE - TABLEAU 4.27

· · • · · · · · ·C · OCT · NOV • DEC · JANV · FEV · MARS · AVR · MAI · TOTAL· · · · · · · · ·· · • · · · · · ·mm:'-E-:--ÎL:--E-~J...~-.:.!!-:2.:_n_:-.JL:--E-:-2..:~: 10 :_n_::I:_n_:2....:---!L:--iL· · · · · · · · · · · · · · · · · ·· · · · · · • · · · · · · · · · · ·> 0 • 7 · 4 · 35 : 18 · 30 · 15 · 25 : 13 · 22 · 11 · 28 · 14 · 31 · 16 · 16 · 8 · 194: 100• · • · • · · · · · · · · · ·>10 : 6 · 4 · 27 · 19 · 20.: 14 : 17 · 12 · 17 · 12 · 21 · 15 · 22 · 16 · 11 · 8 · 141 : 73• · · · · • · · · · · · · ·~ )20 4 · 5 · 17 · 23 · 9 • 12 · 9 · 12 · 4 · 5 · 11 · 15 · 16 · 21 · 5 · 7 · 75: 39· • · · • · · · • · · · · · · ·>30 2 · 5 · 9 · 21 • 2 · 5 · 7 · 17 · 3 · 7 · 7 · 17 · 11 · 26 · 1 · 2 · 42: 22• · · · · • • · · · · · · · · ·>4) 1 • 6 · 4 · 22 · 1 · 6 · 2 · 11 · 0 · 0 : 2 · 11 · 8 : 24 · 0 · 0 · 18: 9· · • · • · • · • · · · · ·>50 0 • 0 · 1 · 9 • 0 a q .. 1 · 9 · 0 · 0 • 1 · 9 · 8 · 73 · 0 · 0 · 11:

~l• • · • • • • • • • · · · · ·>60 0 · 0 · 0 · 0 · 0 · 0 · 0 · 0 · 0 · 0 · 1 • 20 · 4 · 80 · 0 · 0 · 5:• • • • • • • • • • · • · · · ·• • • · · • ·. · · · · · · · · · ·• • • • • • · • • • • · · · • · ·

BV4 - REPARTITION DE LA LAME RUISSELEE - TABLEAU 4.28

· · · · · · · • ·HR • OCT • NOV · DEC • JANV · FEV · MARS · AVR • bIAI · TOTAL· · · : · · · a ·mm · • • • · · ·: - n :~ l--!L.:.-lÉ.-:---..!L:~:--!L.: %:--!L.:-!.-:--!L.:-.!..:--n:-: i~: --!L.: :% :---!L::I:· · : · · · · · · · · · · · · · · ·· · · · · · · · · · · · · · · · ·) 0 • 7 • 4 · 35 · 18 · 30 · 15 · 25 · 13 · 22 · 11 · 28 · 14 · 31 · 16 · 16 · 8 · 194: 100• • · · • · • • · · · · · · · · ·> 1 • 5 · 4 · 26 · 20 · 19 · 15 · 16 · 13 · 12 · 9 · 20 · 16 · 23 · 18 · 7 · 5 · 128: 66• · • · · · • • · • · · · · · · ·> 5 • 0 · 0 • 13 · 22 · 7 · 12 · 8 · 14 · 3 · 5 · 10 · 17 · 14 · 24 · 3 · 5 · 58: 30• · • · • · · • · · • · · · · · ·>10 • 0 · 0 · 8 · 26 · 1 · 3 · 5 • 16 · 1 · 3 · 3 · 10 · 12 · 39 · 1 · 3 · 31 : 16• • · • · · • • · · · · · · · · ·>20 .• 0 · 0 · 1 · 10 · 0 • 0 · 0 .. 0 · 0 · 0 · 1 · 10 .. 8 · 80 · 0 · 0 · 10: 5~• · · · · • · • • · • · · · · · ·: 1 · • • · · • · · • • · · • · · ·• • • · • • ·- • • • · • • · • ·

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4.4.2. Lame ruisselée et coefficient de ruissellement.

Le tableau 4.28 donne. la répartition de la lame ruisselée BR aveo une

présentation identique à celle adoptée pour le DQrps d'averse.

Pour la totalité des orues la répartition des lames est à peu près la

m~me que sur le BV1. Ainsi .30 %des crues ont une hauteur de lame d'eau supérieure

à 5 mm, soit le même pourcentage qua sur le BV1. On retrouve cette égalité des po'l.l.J:lo­

centages pour les cru.es supérieures à 20 mm, ainsi que dans la répartition mensuelle.

Cependant, ce bassin est plus favorable au ~ssellement puisque 54 %des

crues ont un coefficient de ruissellement supérieur à 10 %contre 45 7~ sur le bassin

nO 1. De même, 25 coefficients (13 %) sont supérieurs à .30 %alors que l'on n'en

compte que 3 sur le BV1.

Le plus fort coefficient de ruissellement a été observé lors de la orue

du 16.4.73, Sa valeur était de 50 %. Sur 7 valeurs supérieures à 4J %, cinq se ren­

contrent en avril, une en novembre et une en décembre.

Après examen du ruissellement sur les tl"Ois bassins, il appardt que le

bassin nO 2 est de loin le plus propioe à l'écoulement. Sur oelui-ci les valeurs

du coefficient de ruissellement peuvent atteindre 80 %dans de très bonnes condi­

tions de saturation, alors que sur les autres bassins elles ne dépassent que très

rarement 40 %. Ces différences d'aptitude au ruissellement sont dues essentiellement

aux terrains rencontrés ainsi qu'à la denoité de la végétation comme nous l'avons vu

au cours du chapitre premier. Ainsi, sur le bassin nO 2, la végétation est une végé­

tation de savane très dégradée par les bovidés, contrairement à ce qui se passe sur

la plus grande partie du bassin principal et surtout sur le sous-bassin nO 1 où l'on

rencontre un certain nombre de for~ts galéries qui freinent et interceptent les eaux

de pluies favorisant ainsi 1 'infiltration. De plus, SUI' le sous-bassin nO 2, au

début des pluies de forte intensité, on observe un phénomène de ''battanoe'' qui

imperméabilise le BOl ; la quasi-totalité de l'averse ruisselle et l'infiltration

est pratiquement nulle, ce qui se traduit par un débit de base souvent insignifiant.

- 61 -

4.4.3. ~écipitation limite de ruissellement.

Pour pouvoir comparer l'aptitude au ruissellement des trois bassins,

on a pris les m~mes oritères que précédemment pour différencier les orues aYant

partiellement ou totalement ruisselé.

Le t.ableau ci-contre, donne les valeurs limites( •

1 Qb (l/s)Pm • lh de Ih et Qb nécessaire au ruissellement total de

!1 :

mm '. l'ensemble du bassin pour une averse donnée. Ces• supérieurs à•• valeurs sont déduites des courbes limites de ruissel-'. ·• •

l 12 • 60 : 1000 lement représentées sur les figures 51 et 52.•15 • 19 · 210 (1)• •20 : 9 : 11025 '. 4 • 75 l• •30 1 2: 4536 '1 0 • 20•

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Le tableau ci-dessous regroupe, par chacun des trois bassins, les

hauteurs lirnites inférieures des averses provoquant 'lUl ruissellement total pour

un indioe d'humidité donné.

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140 · 14.3 8.0 : 12.3·60 · 13.3 : 7.0 1 12.0•80 · 12.6 : 6.0 • 11.6• ·: · ·• ·

(f'[ En prenant toute les crues ~ant totalement ou partiellement ruisselé

(HR ~ 0 mm), la valeur de Pm pour un indice d'humidité de 30 est de 4 mm. Rappelons

que pour le BV1 cette valeur était de 5 mm et pour le BV2 de 2 à 3 mm.

Ce tableau fait apparattre les différenoes d'aptitude au ruissellement

telles que nous les avons déjà rencontrées. Le soua-bassin nO 2 ruisselle très

rapidement même dans des canditions de saturation moyenne. L' aptitude au ru.i ssel­

lement des deux autres bassins est à peu près identiqu.e avec cependant un léger

avantage au bassin principal.

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- 62 -

4.4.4. Relation entre la lame ruisselée et le ocrps de l'averse.

Sur la figure 53, on a porté les points représentatifs de la lame ruis­

selée HR en fonotion du oorps de l'averse C et traoé une oourbe limite supérieure

enveloppe de tous les points. Le corps de l'averse a été déterminé comme indiqué

au paragraphe 2.3.4., en tenant compte des cinq pluviographes lorsque les enregie­

trements étaient exploitables. Les facteurs seoondaires correctifs sont les m~mes

que ceux retenus pour le bassin nO 1, indice d'humidité Ih et débit de base Qb.

Une première correction de l'écart relatif D -= BR/C est donné en fono­

tion de aes deux facteurs Ih et Qb sur les figures 54 et 55. Les nouveaux éaarts

a et b permettent de déterminer les écarts f et g tels que":

f + g == D et fig = a/b

Ce~ci sont portés, sur les figures 56 et 57 en fonction de Ih et Qb et donnent

donc les éoarts définitifs i et j qui permettent de calculer la lame ruisselée

corrigée H~R telles que :

H'R = lm + (i + j) C.

Cette nouvelle valeur de la lame ruisselée portée sur la figure 58 permet

de tracer la courbe définitive II'R = f (C) qui corro spond à des conditions homogène s

do saturation définies par les valeurs suivantes :

rh :;: 43 et Qb = 370 l/s.

En éliminant les valeurs qui s'écartent trop de la courbe moyenne (c'est

le cas, en particulier, des crues nO 44 du 15.11.75, nO 8 du 21.1.74, nO 16 du

24.2.74 et nO 14 du 3.4.76), a calcùlé pour les 170 crùes restantes, isSues

d'averses dont le corps est supérieur ou égal à 5 mm, la somme des écarts absolus

initiaux l~ à la courbe RR = f (c) et la somme des écarts absolus finaux ~ à la

courbe H'R = g (c). Les résultats obtenus sont les suivants :

fL1'= 216,3 mm

Ce qui. correspond à une efficacité relative de 49,4 %, l'écart absolu moyen passant

de 2,51 mm à 1,27 mm. Ce gain bien que sensible est relativement peu élevé. Il est

presque identique aux chiffres obtenus pour les deux autres bassins. En ce qui

concerne la somme des carrés des écarts, elle passe de 2009,1 à 478,5.

Pour certaines des orues exclues, l'écart très important à la courbe

moyenne provient de la valeur du corps qui est soit trop faible, soit trop forte,

ainsi pour la crue nO 8/74 le rapport C/Pm est de 1. ~Iais d'autres facteurs inter­

viennent comme l'intensité, la durée de l'averse et la position de l'épicentre de

l'averse.De plus, les facteurs correotifs retenus ne représentent pas parfaitement

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1f

1

1,

- 63-

l'état de saturation du sol. Ainsi la crue nO 44/15 est survenue au cours d'une

période particulièrement pluvieuse, rencontrant un terrain très propice au ruis­

sellement • Conditions qui sont mal représent ées par la valeur de l' indice d 'humi­

dité et surtout le débit de base qui n'est que de 211 lis, alors que pour les autres

jours dans de telles conditions il est supérieur à. 400 lis.

On a recherché deux représentations mathématiques de la courbe H'R = f (c).

Dtune part une forme parabolique détenninée en tenant compte de 172 points repré­

sentatifs tels que C soit supérieur ou égal à 5 mm et d'autre part une forme

linéaire déterminée en prenant les 11 orues issues d'averses supérieures à 40 mm.

Les résultats sont les suivants:

- forme parabolique : H'R = 0,00313 02

+ 0,3051 0 - 1,31

la somme des carrés des écarts est de 569,5 soit tr = 1,82

- forme linéaire: H'R = 0,162 (0 - 22,8)

somme des oarrés des éoarts = 61,18 V. ~.oo

Ces deux représentations sont données sur la figure 58.

4.4:). Forme des crues.

4.4.5.1. Cr~es moyennes.

L'hydro~moyenpour ce bassin a été détorminé à l'aide de sept orues

issues d'averses à pou près homogènes et pour lesquelles la durée du corps de

l'averse responsable était inférieure au temps de montée de la crue. Les carac­

téristiques de ces crues sont données sur le tableau 4.29. Los temps de montée

varient de 50 à 10 mn et le temps de base de 240 à 310 JIIIl.

Lo tableau 4.30 donne les valeurs des débits instantanées de chacune de

ces 7 crues en prenant pour origine l'instant du maximum. Afin de pouvoir Comparer

ces données entre elles, chaque hydrogramme a été ramené à un hydrogramme de m~me

volume égal à 11 500 m3 soit une hauteur de lame ruisselée do 1 rrun.

Les caractéristiques de cct hydrograrnme type-moyen sont les suivants:

'.MOY • 1,37:

- 64-

TABLEAU - 4.29BV4 - SELECTION DES CRUES POUR L'HYDIDGIWUm; UNITAIRE

~:• • • c( • Qr!HrDate • P HR • QR • Tm Tb •• : • ·• • •· i :•

2 : 4-1-74 · 43;5 14,88 53 t 42 60 285 3,54 : 3,59·!472-12-74 · 26,0 4,46 16,88 55 280 3,63 : 3,78·50 17-12-74 • 31,5 8,08 31,9 70 310 4,19 : 3,95•

7 14-1-75 • 35,6 9,31 37,33 65 270 3,71 : 4,01•40 5-11-75 • 15,6 1,18 4,10 51 303 3,61 • 3,47· •45 17-11-75 • 30,3 7,42 32,41 50 240 t 3,59 • 4,37· •

( · • •• • •

TABLEAU 4.30BV4 - HYDROGR.~.m MOYEN (Crues faibles et rnqz,ennes)

~( : -50: -40: -30: -20: -10. -5. ° : 10: 20 : 30 : 40

• • • • • .--=-"",=",-' :--=--=_:--=-~, : :2-74 : 0,013: 1,10: 2,50 : 3,06 : 3,43 3,58: 3,59 : 3,55 : 3,09·:-2~,~2~8-: 1,59

(47-74: ° : 0,045: 0,067: 0,964: 3,00 : 3,59 : 3,78 : 3,27 : 2,60 : 2,20 : 1,88(50-74: ° : 0,111: 2,52 : 2,93 3,64: 3,87 : 3,95 3,74: 3,13 2,49: 1,82( 7-75: ° : 0,467: 2,18 : 3,38 3,89: 3,98 : 4,01 3,54: 2,87 : 2,11 : 1,48

140-75: 0,021: 0,148: 0,530: 1,19 2,63 3,41: 3,47: 3,25 2,69: 2,03 1,7645-75: ° : 0,007: 0,144: 2,36 3,96 : 4,25 : 4,37 3,75: 2,70 2,10: 1,98--_: : : :_-- --_:_--:_-- --- --_:--_:_--c

f liIOY : 0,006~ 0,313: 1,32.: 2,31 3,43: 3,78 : 3,86 : 3,52 : 2,85 : 2,20 : 1,75 ~

1: 50 : 1 h: 20 : 40 : 2 h: 20 : 40 : 3 h: 20 40: 4h

--_:_-_:---:- ---:---.----:---: :_-_:_·_:_-_:_--c: : : : : : -: : :

12-74 1,07 0,739: 0,423: 0,289: 0,195: 0,128: 0,094: 0,060: 0,040: 0,007: °

47-74 1,61 1,36: 0,897: 0,561: 0,381: 0,269: 0,168: 0,078: 0,045: 0,011: °50-74 1,21 0,891: 0,495: 0,322: 0,223: 0,155: 0,114: 0,080: 0,056: 0,037: 0,0217-75 1,10 0,838: 0,532: 0,349: 0,199: 0,134: 0,081: 0,032: 0,011: ° : °

40-75 1,57 1,39: 1,06 : 0,784: 0,551: 0,394: 0,297: 0,195: 0,119: 0,055: 0,05945-75: 1,64 1,29: 0,788: 0,532: 0,364: 0,229: 0,128: 0,040: 0: ° : °

> : 'I : : : 1 1 • :_--c• • '. • • • ,·t '.: 1,08 ; 0,699; 0,47~~,319; 0,218; 0,147; 0,081; 0,045: 0,018: 0,013

Volume ruisselé 17 500 m3

Temps de montée : 50 mn

Débit maximum ruisselé: 3,86 m3/s

0(" = 3,44

- 65 -

Lame ruisselée : 1 mm

Temps de base : 260 mn

Pour le calcul de l'hydrogramme standard on a retenu les mômes caracté­

ristiques que 1 'hydrogramme moyen.

Tm = 50 mn Tb = 260 nm ct = 3,44

Dans ces conditions, la valeur des paramètres et est la suivante :

A = 0,241 x. = 3,787

ce qui donne pour équation de la courbe de décrue :

q = 3,95 (e-1,08 t _ 0,023)

Ces deux hydrograrnmes (nydrogramme-type et hydrograrnme-standard) sont

représentés sur la figure 59.

4.4.5.2. Fortes crues.

Pour la détennination de l'hydrogranrne moyen des fortes crues, on a

retenu 3 crues dont les caractéristiques sont données ci-dessous.

·N° Date Pm • C Hr Q.I-• • • 1· • •• · a :• ·[1/74 · 2-1-74 · 65,4 • 53,1 15,4 · 55,1· · • ·4/75 • 8-1-75 43,4 · 36,7 12,1 · 43,9• • ·49/75 :28-11-75 44,8 • 37,0 13,9 · 50,0• ·( · · · •• • · ·

La deuxième pointe de la crue du 8.1.75 qui correspond à une averse

tardive tombée entre 11 h et 12 h a été supprimée. Cette COITection entraîne une

diminution du temps de base (5 h ô.ll lieu de 8 h 45 nm) et du va 1ume de la crue

(HR = 12,1 mm au lieu de 15,7 mm).

La construction de l'hydrogramme moyen a été faite en suivant la môme

méthode que celle employée précédemment pour les deux autres sous-bassins : décomper-­

sition du hyétogramme moyen en tranches de 10 minutes et recherche d'un hydrogramme

partiel. Sur ce bassin, de plus grande étendue, la méthode est beaucoup moins pré­

cise car les fortes averses sont, en général, assez peu homogènes dans le temps

et dans l'espace. La répartition des eaux de ruissellement sur l'ensemble du

bassin est donc, très souvent, hétérogène suivant les hauteurs d'eau tombées sur

les différentes zones de celui-ci. De plus, la répartition inégale des pluviographes

ne renseigne pas sur la forme et les intcnsités des averses tombées sur la partie

ouest du bassin.

r------------ ~~~iIjliO.~~'i .T_"... ~';n.. .....

aN'.4 HYDROGRAMME MOYEN ET HYOROGRAMME STANDARD-(Cr-ue moyenne's)

i\\1\\\\\1

\\\\i\

hmp,._-.........-,-_.•._.__......_-- .

4 h

\\\\\\\ ~-. Hydn19('()mm~ standard\ ../

r\ //

\ ,P'"~.

\\\

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,1111J11J11,

1,l1

b F.L

- 66 -

Cependant, après de multiples essais, on a pu déterminer un hydrograrnme

élémentaire moyen dont les débits instantanés sont donnés dans le tableau ci-dessous

pour un volume ramené à 17 500 m3 soit une lame de 1 mm.

TABLEAU 4.31. - Hydrogramme n O 1

( T • -1h20: · · · • ·

1

.1h. • -40 -20 · -10 °

• 10 20 · 40 • 1h

~: · 11: • • • · • 1• • · · • ·- \3/~ · • • • • · 1 1• · • • · •

° · 0,03 • 1,00 · 3,00 · 3,45 · 3,60 · 3,50 · 3,00 • 1,46 · 0,80• • • • • • • • •( : • : 1 • • : : · •• · • • •

~: · · • • · · • •

l20 • 40 • 2h • 20 • 40 · 3h • 20 · 40 • 4hmIl : · • · '. · '. : :• • • • · •

~ ~/s:: • : · •

0,06 1 • :0,45 0,29 • 0,21 0,15 • 0,°9 · 0,04 • 0,02 °· • : : • : • :• · • •

La représentation graphique des trois crues citées ci-dessus ainsi que

celle des crues reconstituées est donnée sur les figures 60,61 et 62.

Sur la figure 63, on a ropréscnt:é 1 'hydrogramme observé et 1 'hydrogramme

reconstitué de la crue n O 2 du 4.1.74 issue d'une averse assez complexe de hauteur

48,5 mm ayant engendré une crue de 260 370 m3 correspondant à une lame ruisselée

de 14,9 mm.

Lorsque nous avons voulu ap-pliquer cette fonction de transfert que

constitue lthydrogramme élémentaire Doyen aux hyétogrammes de toutes les crues

importantes, nous nous sommes aperçu que cette fonction n'était pas toujours

satisfaisante et que, parfois, les débits de l'hydrogramme reconstitué étaient

très inférieurs à ceux de l'hydrogramme observé. Cette différence de réaction

du bassin suivant les crues provient essentiellement de la répartition spatiale

et temporelle des averses.

La première idée qui s'impose est que chaque partie du bassin a une

réaction qui lui est propre en fonction de la hauteur et surtout de 1 tintensité

de l'averse qu'elle reçoit. Ceci a d'ailleurs été mis en évidence d~lS les doux

paragraphes précédents (paragr. 4.2 et 4.3), au cours desquels nous avons vu

qu til existait une différence sensible dans le comportement des deux sous-bassins.

Il para!t donc plus logique d'affecter à chaque partie du bassin une

fonction de transfert spécifique qui représente son aptitude au ruissellement.

Dans ce but le bassin peut ~tre divisé en trois zones distinctes:

zone sud-est conprenant le bassin nO 1

zone nord-est comprenant le bassin nO 2

zone ouest.

2.1.74 1uJ

r

1! d'C

1Courbes isohyehes du1 #.

du 2.1.74'""

"j~2,1ml'/l

"'2 :: 11,8mm

If 3 :1,5 l'flin

S.V. 4 ... CRUE 04 1.

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!1 Courbe, ksohyd es du 8.1.7SL

duCRUE n* 4

10 11 12 n 14 1• .1....-. 1 _~..i

1l ..r-- r

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H ~ ::: l)4 mm

H4 ;; 0,6 mm

S.V.4-

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..•-._--------......------.....,--te. f' 20

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H4. ,';;' C, ~~ i" r~'1

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li 2:::: S.l/Y>1l't

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.1 sc

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i 1ft

1

1!-

- 67 -

Malheureusement, il n'existe aucun sous-bassin équipé et aucun pluvio­

graphe journalier dans cette dernière zone et, dans ces conditions, il est impo s­

sible de détenniner avec précision une fonction de transfert qui donne satisfac­

tion.

De nombreux essais ont été effectués en ne faisant intervenir que deux

fonctions do transferts qui sont les hydrogrammes élémentaires issus des deux

premières zones (BV1 et BV2). Une étude comparative du ruissellement sur les

deux sous-bassins et sur le bassin principal (cf. paragraphe suivant) a permis

de montrer que 20 à 30 %du BV4 avait le mt3me comportement que le bassin nO 2 et

70 à 80 %une aptitude au ruissellement comparable à celle du bassin nO 1. Cependant,

toutes les tentatives se sont soldées par un échec. Il a été impossible de définir

deux hydrogrammes élémentaires qui permettent de passer des deux hyétogrammes BV1

et BV2) à l 'hydrogramme observé sur le BV4. Les résultats sont trop disparates et

n'ont guère de signification.

Finalement on a recherché un nouvel hydrogramme élémentaire qui puisse

~tre adapté au cas particulier des crues issues d'averses très fortes et hétérogènes.

Cet hydrogramme que nous appelerons hydrogramme nO 2 a été déterminé en suivant la

m~me méthode que précédenunent lors du calcul de l'hydrogramme nO 1. Pour cela, on a

pris en compte toutes les crues importantes observées sur ce bassin au cours de la

période dt étude à l'exception des trois crues qui ont servi à déterminer 1 'hydrogram­

me nO 1 et de la crue du 4.1.74. Leurs caractéristiques sont regroupées dans le

tableau 4.33.

Los débits instantanés do cet hydrogramme nO 2 sont donnés dans le

tableau 4.32. La forme de cet hydrograrnme est légèrement plus aplatie (coefficient

k = 3,46 au lieu de 3,95) avec un temps de base plus long et un débit de pointe

beaucoup plus faible. En fait, cette forme aplatio est la conséquence directe de

1 'hétérogénéité des pluies. En effet, pour des averS8S de hauteurs moyennes iden­

tiques, 10 bassin ne se comporte pas de la m~me façon suivant la répartition sp~

tiale de cette averse. Si le maximum de l'averse rencontre les terrains les plus

imperméables, 1 'hydrogramme aura une forme beaucoup plus pointue que dans le cas

où ce maximum tombe sur les terrains perméables.

- 68 -

TABLEAU 4.32 - HYdrograrnrne nO 2

( T mn =- 20:- · • · · • · · ·1

1h20 l1h 1h • 40 • 20 • 10 • 0 • 10 • 20 • 40 • 1h- - -1Q m3/:-:

• • • 1 · 1 • • • •• • • • •- •e___

--• o 12 1 •2.66~ 2.741 2.80 1 • • 1.46: 0.87% 0.610 • 2.15· 2 68· 2.41 0

· o • • • • • • · · .· • 0 • • 0 • 0 • •

~ T mn : 1h 40 : 2h :2h20 :~:3hOO :3h20 :3h4O : 4h : 4h20; 4h40~~Q m3/s :-0--.--44---: 0.33: 0.25: 0017: 0.12: 0.08; 0.06: 0.04: 0.02:----0--~

Afin de tester l'efficacité de cette fonction de transfert, on a tracé

sur les figures 64 à 75, les hydrograrnmes observés des 12 crues non étudiées au

début de ce sous-paragraphe ainsi que los hydrogrammes reconstitués à partir du

hyétograrnme ct d'une part de l'hydrograrnma déjà utilisé (notation 1 sur les figures) t

d'autre part de 1 'hydrograrnme élémentaire déterminé ci-dessus (notation 2).

Sur le tableau 4.33, on a reporté les débits maximaux obtenus à partir de ces deux:

décompositions , Qt 1 correspondant à l'hydrograrnme 1 et Qt2 à l'hydrogramme 2.

En examinant les hyétogranunes et les hydrogrammes reconstitués tracés

sur les figures 60 à 75, on s'aperçoit que dans la majorité des cas, si l'averse

est centrée sur la partie nord du bassin principal, c'est l'hydrogramme nO 1 qui

représente le mieux la crue observée. Si l'averse est centrée dans la partie sud

ou sud-ouest du bassin, c'est dans ce cas l'hydrograrnme nO 2 qui est le plus repré­

sentatif. Ccci est une conséquence logique des conditions de ruissellement propres

à chaque zone du bassin. A la région nord qui est plus favorable au ruissellement

correspond 1 'hydrogramme le plus "pointu" et le plus dangereux. Deux: de ces averses

sont relativement homogènes, il s'agit de celles du 4.1.74 et du 28.11.75.

L 'hydrogramme reconstitué le plus proche de 1 'hydrogramme observé est celui détel'­

miné à l'aiclo de 1 'hydrograrnme élémentaire nO 1. En ce qui concerne les averses

très hétérogènes dans l'espace, il est difficile de conclure, car, pour la plupart

on observe en m~me temps une forte hétérogénéité dans le temps (cas de la crue

nO 46 du 19.11.75)0 Pour la crue nO 26 du 204075, on n'a pas supprimé le gonflement

en fin de décrue dl1 à une averse tà.rdive enregistrée entre 4 h 30 et 6 ho La sup­

pression de cette petite crue aurait pour oonséquence de réduire la hauteur de la

lame ruisselée et de faire correspondre à l'hydrogramme observé un hydrogramme

reconstitué à partir de l'hydrogramme élémentaire nO 1 (cf. courbe nO l' sur la

figure 70) 0

- 69 -

TABLEAU 4.33

( · )N° Date · Pm C Hr QI' Qr1 Qr2

1

· · · ~· • ·· · ·· • ·17 b: 16.4.73 : 116.8 91.1 47.9 137.0 : 151.0 125.221 29.4.73 · 53.8 51.1 20.0 60.3 : 60.6 50.2•18 5.3.74 · 62.8 61.0 21.5 68.5 : 77.6 60.3·( 27 · 4.4.74 78.0 65.1 39.0 95.7 :118 98.2·

~29 • 12.4.74 · 74.3 56.0 29.5 75.7 · 93.5 76.6· • •18 · 2.3.75 • 54.7 42.0 19.2 54.3 z 67.0 53.3 <• •26 · 2.4.75 • 82.6 70.2 25.8 63.0 z 73.3 64.6• •27 · 2.4.75 · 58.4 51.6 28.4 85.3 97·0 78.4· •30 • 11.4.75 · 60.1 56.0 22.1 79.5 · 71.0 55.7• · •44 · 15.11.75 : 68.0 49.0 31.1 70.7 : 100 83•46 · 19.11.75 • 43.9 38.4 15.5 62.7 : 54.5 43.0 <• •)17 · 20.4.76 • 81.8 73.1 34.4 94.0 : 98.3 82.5 <) • •

Parmi ces 12 hydrogrammes de crue, 3 ont été modifiés i ce qui entraîne

une différence entre la valeur de la lame ruisselée précédemment calculée et

reportée dans le tableau ci-dessus et la valeur de la lame retenue pour l'étude.

Il s'agit des crues suivantes:

- nO 27 du 4.4.74 - Lü temps qui avait été surestimé lors du dépouillement

a été ramené de 7 h 20 mn à 5 h 35 mn, ce qui ramène le volume

par unité de surface de 39 mm à 36,7 mm.

- nO 29 du 12.4.74 - Le léger gonflement que l'on observe en fin de crue dft à une

averse survenue avec du retard sur la partie sud du bassin

a été supprimé. La lame ruisselée passe de 29,5 mm à 28 mm.

- nO 30 du 11-4-75 - Suppression de la crue secondaire due à une averse tardive

survenue sur le bassin nO 1•

• h

64-•

o­....

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- 70 -

En oonclusion, pour les fortes averses homogènes, on peut considérer

que la fonction de transfert qui fait passer du hyétogramrne à l 'hydrogramme de la

crue est l 'hydrogramme élémentaire nO 1 dont les débits pour un volume de 17 500 m3

(Hr = 1 mm) sont donnés dans le tableau 4.31, appliqué à une tranche de hyétograrnme

de 10 minutes. Ce choix peut ~tre justifié par le fait quIon a constaté expérimen­

talement que l '~picentre des plus fortes averses était situé dans la zone est du

bassin. De plus, il va dans le sens de la sécurité.

Les figures 60 à 75 permettent d'évaluer le temps de réponse du bassin.

Sur les 16 crues étudiées 14 ont un temps de réponse compris entre 60 et 10 minutes.

Pour la plus forte orue observée le 16 avril 1973, celui-ci est de 85 minutes.

On retrouve le m~me temps pour la crue du 20.4.76 due à une averse très hétérogène

dans le temps.

4.5. RUISSELL])lENT COMPARE SUR LES TROIS BASSINS.

Au cours des paragraphes précédents, nous avons vu que pour des condi­

tions de saturations identiques et pour une limite inférieure donnée du corps de

l'averse, la lame ruisselée corrigée et le corps de l'averse sont liés par une

relation linéaire. Pour chacun des bassins, les relations trouvées sont les

suivantes:

BV1 C > 60

BV2 C > 30

BV4 C > «>

H'1 = 0,753 C - 25.0

H 12= 1,000 C -10,2

H14 = 0,762 C - 17,3

( 1)

(2)

(3)

A une averse dont le corps à une hauteur C tombant dans des conditions

de saturation bien définies (lh voisin de «», il correspond donc à une lame ruis­

selée H' différente pour chacun des bassins.

Si l'on considère que les conditions de ruissellement rencontrées sur

les sous-bassins BV1 et BV2 sont seules représentatives de celles rencontrées

sur le bassin principal on peut lier les trois lames ruisselées par une relation

de la fonne suivante :

H'4 = ~ H'1 + y H'2 (4)

Le système des quatre équations (1) à (4) est vérifié quelque soit C si on a

~ = 0,519 et ~ = 0,363. Dans ces oonditions la relaGion (4) devient

H'4 = 0,550 H'1 + 0,348 H'2

Cette relation donne la valeur de la hauteur ruisselée sur le bassin

prinoipal en fonction des lames ruisselées sur les deux sous-bassins dans le oas

où 11 averse est identique sur chacun des bassins, ce qui 1 dans la réalité n'est

- 71 -

jamais vérifié. Pour tenir compte de la différence de hauteur des averses moyermes

pour une m~me crue, on a fait intervenir deux nouveaux coefficients a et b qui sont

appliqués à la différence des hauteurs des corps des averses observés sur le bas­

sin BV4 et sur chaoun des sous-bassins. La relation (4) prend donc la forme

suivante:

H'4 =X(H'1 + (04 - 01) aJ + ~ [H'2 + (04 - 02) bJ (5)

Afin de déterminer la valeur des coefficients a et b on a retenu 23fortes crues dont on possède les enregistrements pour chacun des bassins.

La hauteur des corps moyens ainsi que celle des lames ruisselées corrigées sont

données dans les colormes 2 à 7 du tableau 4.34. Une étude de la correlation

entre ces six grandeurs permet de calculer la valeur des coefficients. Avec un

coefficient de corrélation de 0,969 on trouve:

a = 0,607 b = 1,662

La relation (5) peut donc se mettre sous la forme suivante :

H'4 = 0,550 H'1 + 0,348 H'2 + 0,912 04 - 0,334 01 - 0,578 02 (6)

La somme des carrés des écarts entre la valeur observées et la val eu.r

calculée est de 88,7 soit un écart moyen de 2.0 mm qui correspond à 9,2 %de

la valeur moyenne H'4.

Si on supprime la crue du 15.11.75, l'écart moyen n'est plus que de

1,5 mm soit 7 %de la moyenne IT'4.

Les produits --..:.a et yb peuvent ~tre assimilés à des coefficients de

ruissellement puisqu'ils sont appliqués à une hauteur d'averse. Si l'on veut que

le coeffioient de 04 soit égal à 1 c'est-~dire que Xa+ yb = 1, la relation

(6) devient :

- 72 -

Ht'4 = 0,550 H'1 + 0,348 H'2 + c4 - ~C1 - 1'3 C2 (7)

Le calcul effectué avec les 23 crues donne. avec un coefficient de CO;r:Té­

lation égale à 0,996 :

0( = 0,436 et (3 = 0,562

d'où: HII4 = 0,550 H'1 + 0,348 H'2 + C4 - 0,436 C1 - 0,562 C2 (8)

On remarque que la somme (C(+ (3 ) est très voisine de l'unité (0,998),

c'est-à,..dire que si l'averse est identique sur les trois bassins, la valeur de

H'4 est donnée par la relation (4).

La corrélation entre les dix paramètres est beaucoup plus forte que

dans le cas précédent. La somme des carrés des écarts est de 44,1 soit un écart

moyen de 1.4 mm et sans lE'. crue du 15.11.75 un écart moyen de 1,0 mm.

Los valeurs reportées dans la colonne 8 du tableau 4.34 correspondant

aux valeurs H"4 calculées avec la fornmle (8).

Dans ce qui précède, nous avons considéré que les conditions de ruis­

sellement sur les deux petits bassins étaient entièrement représentatives de celles

du bassin principal. En fait, cette hypothèse est erronnée et il faudrait aussi

tenir compte de la pa..rtie ouest du bassin, malheureusement auetm sous-bassin

n'avait été aménagé dans cette zone. Nous sommes donc bien obligés de ne raisonner

que sur les observations que nous possédons. Ceci implique que pour les très fortes

pluies, le bassin nO 1 est représentatif de 70 à 80 %du bassin principal et le

bassin nO 2 est représentatif de 20 à 30 %du bassin principal, ce qui représente

à peu près la proportion de ohaque sous-bassin par rapport à la totalité de la

superficie occupée par ces deux sous-bassins.

Ces relations entre les hauteurs du oorps de l'averse et les hauteurs

des lames ruisselées ont été obtenues à partir de l'étude du ruissellement faite

dans le chapitre 4. Ellœne sont donc théoriquement valables que lorsque les condi­

tions de saturation sont les m~mes pour toutes les crues (indice d'humidité voisin

de 40). Si on applique la relation (8) aux lames réellement observées sur les BV1

et BV2 (H1 et H2), on obtient une nouvelle valeur (H 4) do la lame ruisselée sur

le BV4 (colonne 5 du tableau 4-35). En comparant aux véritables valeurs H4' on

s'aperçoit que la somme des carrés des écarts est de 284,7. En éliminant la crue

du 7.11.75 qui semble s'écarter trop fortement du modèle, cette Somme n'est plus

que de 210,8.

On peut trouver une relation liant directement les lames réellement

observées et le oorps de l'averse sans tenir oompte de l'état de saturation des

sols. Une étude identique à celle faite précédemment sur les lames corrigées

donne pour les lames observées :

H~ = 0,471 H1 + 0,420 H2 + C4 - 0,392 C1 - 0,606 C2 (9).

Les résultats sont donnés dans la colonne 6 du tableau 4-35.. La somme

des Q~ré8 des écarts pour 23 crues oct de 280,5 (178,5 sans ln cruo du 7011.75).

Lu ;r:.in étant ::'CGùZ faible, Oh peut <,'-onc considérer quo la roldion (8) peut 8tre

;'.ppliq:uéo ~..t:i..X: lames observées.

- 73-T.ABLEAU 4.34

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~· • s• •: .. •

Date C1 C2 C4 • H' 1 H'2 H'4 • H"4• s 1•· •• •4.1.73 · 33.7 46.2 38.1 • 12.2 42.4 19.3 · 18.9• • •

16.4.73 • 121,0 84.9 91.1 · 66.2 73.4 52.0 1 52.6· •12.5.73 35.9 21.4 25.7 • 13.2 19.1 12.3 · 11.9• •4.1.74 49.7 54.1 42.1 17.5 43.7 14.0 • 14.9

1·

!5.3.74 70.2 82.8 61.0 • 32.6 70.0 26.3 · 26.1• •4.4.74 91.8 72.7 65.1 · 44.0 62.8 31.6 · 30.3• ·14.4.74 22.4 55.4 37.9 · 7• /1:) 41.7 14.9 · 15.6• •

~16.11.74 45.1 40.2 39.4 · 11.1 24.5 11.1 · 11.8• •1.12.74 50.8 41.8 43.9 15.4 25.7 16.0 · 15.7·( 8.1.75 38.2 32.2 36.7 z 11.4 19.9 15.2 • 15.1•

( 203.75 21.7 65.5 42.0 · 11.4 54.8 19.9 : 21.1•!6.3.75 45.9 41.1 37.5 13.8 26.3 10.4 · 11.1•23.3.75 : 35.0 38.9 39.2 · 10.2 31.1 17.7 • 18.5· •2.4.75 86.3 76.8 70.2 · 40.3 72.8 37.2 · 36.9• •

( 2.4.75 58.1 4,3.1 51.6 16.0 20.8 20.8 · 18.1•( 11.4.75 42.1 75·4 56.0 · 12.8 60.4 23.8 • 23.3 l• •!19·10.75 48.2 25.5 39.3 10.7 9.65 13.9 • 13.2•

7.11.75 61.7 27.0 56.8 · 13.9 17.4 27.3 · 28.4• •15.11.75 35,3 41,6 49.0 15.0 27.8 32.9 • 28.2 l•

( 21.11.75 • 13,8 25,5 27,6 · 1,46 15,8 11,7 · 13.6• ·119.4.76 · 31.6 35.2 34.1 • 10.2 25.7 15.6 · 15.1· • •20.4.76 • 65.4 73.5 73.1 24.7 65.4 38.6 · 39.6 l• •3.4.76 · 11.1 51.5 33.8 · 4.07 49.0 20.1 · 19.3• • •

· · ·• • •

( · · ·1 • 2 3 4 • 5 • 6·--·· · 1 · 2• • •Date : H1 H2 H4 • H4 : H4•

• · :• •4.1.73 · 6,08 29·5 10.3 · 11.1 1 12.1• •

16.4.73 : 55.4 65.6 47 ·9 : 43.9 • 45.9·12.5.73 11.8 13.1 14.8 8.7 • 9.3• TABLEAU 4.354.1074 · 14.4 45.3 14.9 13.7 : 15.6•5.3.74 : 24.9 50.8 21.5 15.2 · 16.4•

1

4.4.74 61.4 61.1 39.0 39.3 : 39.614.4.74 • 8.72 43.0 17 .8 16.8 · 17.7• •16.11.74 : 6.76 19.4 10.5 · 7.6 · 8.7• •1.12.74 : 8.46 11.3 11.1 · 6.8 · 7.4· •8.1.75 · 7.67 19·2 15.7 · 12.8 13.9• •

( 2.3.75 : 10.8 44.3 19.2 17.1 : 17.51 6.3.75 · 9.62 24.2 7.56 · 8.1 · 9.3

~· • •23.3.75 · 6.83 2,3.0 13.5 • 13.8 · 14.8· • •2.4.75 · 29.4 52.1 25.8 · 23.7 25.6

~• •

2.4.75 · 29.0 29.0 28.4 · 28.1 · 28.5· · •111.4.75 : 12.2 46.5 22.1 · 18.2 19.1•19.10.75 : 3.75 0,472 2.17 · 6.2 · 6.9• •7·11.75 : 13.1 14.0 18.2 · 26.8 : 28.3•

15.11.75 : 12.0 27.2 31.1 26.3 · 27.0·21.11.75 : 1.94 14.8 12.9 • 13.5 · 13.9• •19.4.76 • 6.74 18.7 9·91 · 10.8 • 11.4• • •20.4.76 · 24.1 60.6 34.4 : 38.2 · 40.2· •3.4.76 · 2.58 33.0 12.7 · 12.9 : 13.3• •

- 74­Chapitre 5

ECOULEf;IENT DE BASE

Au cours de la saison des pluies, une partie plus ou· rnoina importante

des averses, selon les conditions rSlUX'ntrées. stinf'iltre et alimente la.nappe.

La restitution pal' celle-ci de l'eau stockée représente J.' écoulement de base.

Cette restitution est variable d'un bassin à l'autre, ella est extr&1ement rapide

sur le sous-bassin nO 2 où le débit de base s'annule après une très oourte période

sans pluie et beaucoup plus lente ~ur le sous-Oassin nO 1 pour lequel l'écoulement

est pennapent et très soutenu jusqu'au début de la saison des pluies suivmte.

En moyenne la part de l'écoulement de base par rappor-t. à. l'écoulement total est

de 15 %sur le BV1, 15 %sur le BV2 et 55 %sur la :eV4.

5. 1. EVOUJTION DE L'ECOULEMENT DE BASE.

On trouvera sur les tableaux 6.1., 6.2. et 6.3. dans le chapitre 6

la valeur de l··écoulement. de base mensuel HJ3. Ces hauteurs de lame écoulée sont

portées sur la figure 76 qui donne une idée des variations de la nappe.

En septembre, en fin de saison sèche, la nappe est à son niveau le plus

bas. Celui-a.i croit assez rapidement pendant la première saison des pluies au cours

de laquelle une partie assez importante des averses s'infiltre pour al:imenter la

nappe; le débit de base reste aSsez faible à l'exutoire. En fin de saison des

pluies, au mois d'avril, la nappe atteint son niveau JJla.ximum, et les eaux infiltrées

qui ne peuvent plus ~tre stockées sont aussi~t restituées à l'exutoire. Ceci explique

l'importance du volume écoulé en mars et avril qui représente une proportion beau­

coup plus forte de la pluviométrie qu'en novembre ou décembre. Enfin, pendant la

saison sèche, le niveau de la nappe décro!t assez régulièrement en restituant les

eaux emmagasinées au cours des mois précédents.

Les résultats obtenus montrent qu'il existe une très grande différence

dans le comportement des deux sous-bassins. Pour le BV2, les réserves sont extr~

mement faibles et la oapacité d'emmagasinement de la nappe très réduite. La partie

de l'averse infiltrée est restituée à l'exutoire presqu'immédiatement et le débit

s'annule au bout d '1.U1e très courte période sèche m~me au cours de la saison des

pluies. Dès la fin du mois de mai ou le début du lOOis de juin, les réserves sou­

terraines sont épuisées. En ce qui concerne le bassin nO 1, l 'inti l tration est

prépondérante et va alimenter la nappe qui restituera progressivement ces eaux

à l'exutoire. L'allure de la variation de l'écoulement de base pennet de penser

que, sur ce bassin, celui-ci est influencé, non seulement par la hauteur pluvio­

métrique de la saison précédente, mais aussi par celle des années antérieures.

Ceci peut expliquer l'importance du volume écoulé en 1975-1976 maJ.gré une

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0.

ii

ECOULEMENT DE BAS! MENSUEL.v _. *

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- 15-

pluviosité déficitaire. Pour cette dernière saison, l'écoulement de base représentait

41,5 %de la pluviométrie annuelle (1391 mm), alors qu'en 1913-14 il n'était que de

37,5 ~ de 1959 mm et de 42,3 ~ de 1701 mm en 1974-75.

Le comportement du bassin principal pendant la saison sèche est intermé­

diaire. En fait, à partir du mois de juin, la totalité du volume écoulé à l'exutoire

du BV4 provient des réserves souterraines situées à l'amont du bassin. En fin de

saison sèche, on peut observer des pertes dans le réseau, puisque l.'on a mesuré,

fin septembre et début ootobre des débits plus faibles à la station 4 qu'à la

station 1. En moyenne, le volume éC:lu1é pendant les 4 mois de saison sèche repré­

sente 10 à 15 %de l'écoulement total annuel, alors qu'il est de 20 à 25 '[0 sur le

bassin nO 1.

En se reportant à la carte géologique du bassin (figure 3), on s'aperçoit

que la majorité des réserves se trouvent dans les grès arkDsiques qui représentent

en superficie un quart du bassin. En aval du bassin, notamment dans le secteur

ouest, il n'est pas impoBsib1e que des eaux infiltrées à l'intérieur du bassin

soient restituées à l'extérieur de celui-ci.

~ : On remarquera, sur les tableaux des débits moyens journaliers,

en annexe, que ceux de saison sèohe ont été corrigés. En effet,

la correspondanoe entre les hauteurs et les débits n'est pas

univoque en très basses eaux et la relation est très lâche.

Aussi, è?U lieu de tenir oompte du barème hauteu!'-débit, on a

préfér~, reconstituer les débits de saison sèche à partir des

jaugeages effectués.

L'étude du tarissement a été faite d'une part sur les débits mesurés

pendant la saison sèche (tableau 5.1) et d'autre part SlU' les lames écoulées

mensuelles HB (tableau 5.2.).

Les courbes de tarissement peuvent ~tre représentées par la relation 1

-ktQ = QO e

où QO est le débit initial et Q le débit observé t jours après.

5.2.1. Débits d'étiage.

En appelant K1 le coefficient de tarissement correspondant aux débits

et 'If1 le nombre de jours néoessaires pour que le débit initial so i t mu1tip1i é par

0,1 les résultats sont les suivants:

( Station 1 Station 4( :_------<

~~-----: 1973: 1974: 1975~ 1973: 1974: 1975( . . . . . .• • • • • •

!Juin :51.4 :60.5 :50.2 :1908 :18.1 :16.7Juil. :41.8 :47.2 :44.5 :12.5 :1302 :12.4AoUt :3301 :36.3 :37.5 :11.0 : 909 : 8.4

( Sept. &29.3 :33.5 :32.9 : 9.0 : 9.5 : 7.4( : : : : : :

BV1

BV2

BV4

-11-

1973-2 T1 270 jK1 =0,853 .10 =

1974 6 -2 T1 343 jK1 = 0, 73 .10 =

1975 6 -2 T1 370 jK1 = 0, 23 .10 =~IDY K1=O,72 .10-2

1974 K1 ... 6,81 .10-2 T1 = 34 j

1975 K1 6 -2 T1 = 19 j=12,0 .10

1973 K1 -2 T1 187 j= 1,232 .10 ...1974 K1 -2 T1 185 j= 1,247 .10 =1975 K1 = -2 T1 181 j1,272 .10 ...IDY n= -2

1,25 .10

Pendant un temps T le volume écoulé à l'exutoire en absence de pluie est

donné par la relation : ".r1 kt

V = Qo la e- dt.

Si on prend comme valeur moyenne du coefficient de tarissement, la moyenne

des coefficients de ~ arissement calculée ci-dessus et comme débit de base au 1er juin,

le débit moyen obseyvé à cette date en 13, 74 et 15 soit 0,011 pour le BV1 et 0,147

pour le BV4, les volumes écoulés aux exutoires des stations 1 et 4 sont pour les

quatre mois de saison sèche (juin, juillet, aont, septembre) :

BV1 V1 =: 54J 000 m3 soit HB1 = 166 mn

BV4 V4 = 795 000 m3 soit HB4 = 45,4 mm

Ces ohiff'res sont à rapprocher de ceux du tableau 5.2. Pour le BV1 la

moyenne sur 3 ans de la lame écoulée en saison sèche est de 166,1 mm soit un volume

de 540 000 m3 et pour le BV4 la moyenne de la lame écoulée est de 49,3 mm soit un

volume de 860 000 m3/s.

Ces valeurs roontrent que la majorité des réserves du bassin prinoipal

sont sto ckées en amont de celui-ci.

5.2.2. Lames écoulées.

T2 = 349 j

T2 = 324 j

T2 = 50 1 j

T2 = 237 j

T2 = 233 j

T2 = 233 j

au cours des

K2 = 0.66.10-2

-2K2 = 0.11.10

46 -2K2 = O. .10

-2K2 = 0.97.10-2K2 = 0.99.10-2K2 = 0.99.10

1913

1974

1975

1973

1974

1975

BV4

BV1

La moyenne de oes chiffres donne comme vo lume écoulé moyen

quatre mois de saison sèche :

BV1 :

BV4

167.1 mm

49.1 mm

soit

soit

543 000 rn3

860 000 rn3

Chapitre 6•

BILAN HYDROLOOIQUE

Les tsrmea du bilan hydrologique mensuel pour les. trois bassins sont

rassemblés dans les tableaux 6.1., 6.2. et 6.3.

Les notations employées sont définies ci..ciessous :

P

ER

KR

RB

HE

DE

pluviométrie moyenne sur le bassin en mm

lame ruisselée en mm

coefficient de ruissellement mensuel en %écoulement de base en mm

écoulement tot al en mm

déficit d'écoulement en nun.

Le tableau 6.4. donne les termes du bilan annuel. Afin d'inclure la

totalité de la période sèche dans une année hyd.rologique, on a pris oomme début de

celle-ci le mois d'octobre. Pour homogénéiser les valeurs obtenues, les mois

d'ootobre 1972 et juillet, ao~t, septembre 1977 ont été reconstitués à partir de

la pluviométrie du P1.

Les notations de ce tableau sont identiques à celles des tableaux 6.1.à 6.3. aveo les tennes supplémentaires suivants :

KB 0:: coeffioient d'écoulement de base en %0:: H:alP

KE 0:: coefficient d'écoulement total en %= HEip

HSS 0:: lame écoulée pendant la saison sèahe en mm

KSS ;: HSs/P en 1~.

Le bilan de l'année 1975-76 du BV1 semble erronné à première we au moins

en ce qui concerne l'éooulement de base qui para!t surestimé. Cette erreur pourrait

provenir de l'impréoision qui existe dans l'étalonnage de la station 1 en très ba&­

ses eaux. En effet, pour les années préoédentes, l'écoulement de base représente

entre 36 et 40 %de la pluviométrie annuelle, alors que pour la dernière année,

il est de 47,5 %pour une pluviométrie annuelle relativement faible. Cependant,

comme nous l'avons mentionné dans le chapitre préoédent, il est fort probable

que la qu.a.ntité disponible dans les réserves souterraines soit fonction non

seulement de la pluviométrie de l'année en cours mais aussi de celle des c.nnées

précédentes. Cette hypothèse semble justifiée lorsque l'on examine le coefficient

d'écoulement de base pour chacune des années d'étude. Dans oes conditions, une

partie du volume écoulé en 1974-75 et surtout en 1975-76 provient des réserves

accumulées au cours des années préoédentes. Ceci explique dono la valeur très

faible trouvée pour le déficit d'écoulement en 1975-76. En supposant que 200 mm

proviennent des réserves stockées en 1973, 1974 et 1975, le déficit d'écoulement

serait de 800 mm environ.

BILAN HYDROLOGIQUE )IEN&JEL TABLEAU 6.1.

BASSIN N° 1

~ Juil. Aont Sept. Oct. Nov. Déc. Janv. Févr. Mars Avril t>'lai Juin : Année•

• • •• • •• p · - - - - (,360) 135.6 146.8 89.0 191.5 382.5 217.1 0 • (1522)• • •: HR • - - - - 33.1 6.4 11.4 4.7 11.3 88.7 29.4 0 · 185• •:KRej; • - - - - 9.2 4.7 7.8 5.3 5.9 2302 13.5 0 • 12.2• ·1972-73 : HB • - - - - 57.8 53.8 42.2 40.0 48.0 65.2 69.5 51.4 • 428• •

1

• HE • - - - - 90.9 60.2 53.6 44.7 59.3 153.9 98.9 51.4 · (613~• • •• DE 1 - - - - (269) 75.4 93.2 44.3 132.2 228.6 118.2 -51.4 · (909• ·· · ·• • •· • ·• • •• P : 0 0 11.6 38.3 402.1 232.4 374.5 183.7 263.0 363.9 89·2 0 · 1959• •· HR • 0 0 0 1.0 32.3 31.5 47.7 15.7 44.4 103.6 6.2 0 · 283• • ·:KR% 1 0 0 0 2.6 8.0 13.6 12.7 805 16.9 28.5 7.0 0 · 14.4·1973-74 : HB • 41.8 33.1 29.3 42.7 57.0 49.8 92.4 65.4 108.9 88.6 64.7 60.5 : 734•· HE · 41.8 33.1 29.3 42.7 89.3 81.3 140.1 81.1 153.3 192.2 70.9 60.5 · 1017· · ·• DE : -41.8 -33.1 -17 .7 -5.4 312.8 151.1 234.4 102.6 109.7 171.7 18.3 -60.5 · 942• ·· · ·· · ·· p · 0.1 0.3 2.0 125.1 238.2 251.3 197.6 169.1 321.2 302.1 93.2 0.4 · 1701• • ·( • H~ • 0 0 0 1.3 15.5 24.5 18.5 12.7 5005 75.6 2.4 0 · 201; KR "0

• •• 0 0 0 1.0 6.5 9.7 9.4 7.5 15.7 25.0 2.6 0 · 11.8• •

1974-75 : HB · 47.2 36.3 33.5 42.4 48.3 63.7 77.0 58.8 93.7 103.0 65.2 50.2 • 719• •· HE · 47.2 36.3 33.5 43.7 63.8 88.2 95.5 71.5 144.2 178.6 67.6 50.2 • 920• • ·1 DE : -47.1 -36.0 -31.5 81.4 174.4 163.1 102.1 97.6 177.0 123.5 25.6 -49.8 · 781·· · ·· · •· p • 0 0 0.5 204.1 400.8 149.3 72.4 156.5 116.8 228.3 62.5 0 · 1391• • •: HR • 0 0 0 13.5 63.8 10.8 0 9.3 2.1 38.4 2.3 0 • 14>• ·:KR% 1 0 0 0 6.6 15.9 7.2 0 5.9 1.8 16.8 3.7 - · 10.1•

11975-76 • HJ3 • 44.5 37.5 32.9 53.6 77.4 70.8 52.7 46.2 47.3 67.7 70.1 60.0 · 661• • •

: HE • 44.5 37.5 32.9 67.1 141.2 81.6 52.7 55.5 49.4 106.1 72.4 60.0 • 801• •· DE 1 -44.5 -37.5 -32.4 137.0 259.6 67.7 19.7 101.0 67.4 122.2 -9.9 -60.0 : 590 <•: · ·• ·

1

~\.0

1

BILAN HYDBOWGIQUE MENSUEL

BASSIN N° 2

TABLEAlI 6.2.

~ Juil. ·Aont Sept. Oct. Nov. Déc. Janv. Févr. }'iars Avril Mai Juin • Année··· · ·• • ·• p · 346.8 127.5 139.9 85.3 197.0 373.2 157.1 0 · ( 1427)• • •: HR • :•

KR • ·• •1972-73 RB : ··

1HE · ·• ·DE · ·• ·· ·· •

• ·• ·p • 0 0 9.9 27.0 304.6 200.4 357.7 221.6 286.1 317.5 97.7 0 · 1822• ·HR · 35·3 0 ·• ·· KR • 36.1 0 ·· • ·1973-74 : RB · 5.6 0 ·• ·1 HE · 40.9 0 ·• ·· DE • 56.8 0 ·· • ·: • ·• ·· : ·• •: P • 0.1 0.6 2.0 95.5 218.5 226.0 207.9 198.4 347.2 .302.0 66.9 1.2 · 1666• ·· HR · 0 0 0 0.5 60.8 50.4 65.4 56.6 156.7 138.5 2.4 0 · 531• • •• KR · 0 0 0 0.5 27.8 22.3 31.5 28.5 45.1 45.9 3.5 0 · 31.9• · •

1974-75 · HE · 0 0 0 0.2 13.4 11.5 19·5 13.1 24.2 21.9 0·9 0 · 105• · ·• HE · 0 0 0 0.7 74.2 61.9 84.9 69.7 180.9 160.4 3.3 0 · 636· · •• DE · 0.1 0.6 2.0 94.8 144.3 164.1 123.0 128.7 166.3 141.6 63.6 1.2 : 10.30• •· · ·· · ·----· · :· •· p · 0 0 0.5 171.2 383.4 126.5 72.1 155.4 142.1 330.7 80.9 0 · 1463• • ·· HE : 0 0 0 11.9 119·9 26.1 0.66 19.0 26.4 154.1 19.8 0 · 378) • ·• KR · 0 0 0 7·0 31.3 20.6 0.9 12.2 18.6 46.6 24.5 0 · 25.8• • ·

~ 1975-76 • RB · 0 0 0 3.1 19.3 7.9 0.55 4.8 5.2 21.4 7.7 0 · 70• • ·· HE • 0 0 0 15.0 139·2 34.0 1.2 23.8 31.6 175.5 27.5 0 · 448• • ·· DE · 0 0 0.5 156.2 244.2 92.5 70.9 131.6 110.5 155.2 53.4 0 : 1015• •· • ·· · ·

~ Juil.

·•• p -•· BR•· KR•

1972-73 • lIB•• HE•: DE···•• p 0•· HR 0•• KR 0•

1973-74 : lIB 12.5: HE 12.5• DE -12.5•· ..• ·· •• •· p · 0.1• •· HR · 0• •• KR • 0• ·1974-75 · HB · 13.2• •· HE · 13.2· •· DE · -13.1• ·· ·· ·· ·• ·· p · 0• •• HR · 0• ·• KR · 0• ·1975-76 • RB · 12.4• •• HE : 12.4•· DE · -12.4• •· ·· • -· ·· ·· HR · 0· ·

~ · HB · 5.4· •· HE · 5.4• •··1......

BILAN HYDROIDGIQUE MENSUEL TABLEAU 6.3.

BASSIN N° 4

Aont Sept. Oct. Nov. Déc. Janv. Févr. Mars Avril Mai Juin ~ Année ~··(330) 145.6 143.1 89.4 197.7 389.0 211.6 0 ( 1506)

39.0 9.32 16.3 2.9 16.0 109.3 35.6 0 22811.8 6.4 11.4 3.2 8.1 28.1 16.8 0 · 15.1·29.1 22.1 22.0 14.4 18.1 63.4 79.0 19.8: 26868.1 31.4 38.3 17.3 34.1 172.7 114.6 19.8 : 496(262) 114.2 104.8 72.1 163.6 216.3 97.0 19.8 : (1010)

0 10.8 31.7 371.0 214.3 371.0 194.7 248.6 331.0 86.7 0 : 18600 0 1.08 58.0 45.5 98.7 27.7 48.4 109.4 12.5 0 ~1

0 0 3.4 15.6 21.2 26.6 14.2 19.5 33.1 14.4 0 21.611.0 9.0 25.0 51.8 71.1 83.4 61.7 58.7 74.3 35.4 18.1 512 111.0 9.0 26.1 109.8 116.6 182.1 89.4 107.1 183.7 47.9 18.1 913 Q:)

-11.0 1.8 5.6 261.2 97.7 188.9 105·3 141.5 147.3 .38.8 -18.1 9Lt7

0.7 2.4 119.9 221.6 237.2 194.4 157.5 311.3 294.7 81.5 0.7 16220 0 0.2 24.8 34.2 31.8 15.1 65.5 83.6 1.4 0 2'570 0 0.2 11.2 14.4 16.4 9.6 21.0 28.4 1.7 0 15.89.9 9.5 9.4 27.5 45.1 46 .1 38.0 64.0 55.3 21.1 16.7 : 3559.9 9.5 9.6 52.3 79.3 77.9 53.1 129.5 138.9 22.5 16.7 : 612

-9.2 -7.1 110.3 169.3 157.9 116.5 104.4 181.8 155.8 59.0 -16.0 : 1010

0 0.3 188.9 402.7 137.6 76.9 142.3 131.0 256.0 66.4 0 14020 0 11.4 109.6 17 .3 2.2 11. 1 7.2 66.2 4.7 0 2300 0 6.0 27.2 12.6 2.9 7.8 5.5 25.9 7·1 0 · 16.4 ~·8.4 7.4 13.8 60.7 39.6 15.4 18.4 19.7 39.6 24.4 6.5 : 2668.4 1.4 25.2 170.3 56.9 17 .6 29.5 26.9 105.8 29.1 6.5 :

4% 1-8.4 -7·1 163.7 232.4 80.7 59.3 112.8 104.1 150.2 37.3 -6.5 906

0 0 0.9 9·2 51.4 48.2 11·9 24.6 23.7 3.3 0.8 1744.5 3.7 3.2 8.7 50.4 63.2 22.5 36.6 58.2 20.5 7.8 285 ~4.5 3.7 4.1 17.9 101.8 111.4 34.4 61.2 81.9 23.8 8.6 459

J

- 82 -

TABLEAU 6.4. BILAN PAR ANNEE HYDROLOGIQUE

( BV1 BV2 )( ••( •·~

1972 1973 1974 1975 : 1974 19751973 1974 1975 1976 : 1975 1976

( ••( • •· •

P · 1585 1950 1699 1399 : 1664 1470•186 283 · 378RR 201 140 • .531• 10.0 :KR • 11.7 14.5 11.8 31.9 25.7• ·· •

ID3 · 574 747 675 664 : 105 70·KB : 36.2 38.3 39.7 47.5 : 6.3 4.8

~ · 760 804 :HE • 1030 876 636 448· ·KE · 47.9 52.8 51.6 57.5 • 38.2 30.5( · ·• •

1DE· 825 920 823 595 : 1028 1022·

RSS 156 177 165 178 : 0 0· ·• ·KSS · 9.8 9.1 9.7 12.7 · 0 0

~· ··- ·

1510

1976

1977

1973 1974 1975

1974 1975 1976

1852 1619 1410

( BV4(._----------(~ 1972

~ 1973__...lo.( (

~ P : 1567:

RR : 229 401 257KR : 14.6 21.7 15.9

:lIB 309 512 351KB : 19.7 27.6 21.7:HE : 538 913 608KE : 34.3 49.3 37.6.DE : 1029 939 1011

•RSS : 52.3 50.7 44.9KSS : 3.3 2.7 2.8

230 17316.3 11.5

252 28717.9 19.0

482 46034.2 30.5-

928 1050

20.1 23.41.4 1.5

----:_----------)

- 83-

Après la fermeture du bassin versant en juin 1976, certaines mesures

ont été poursuivies, en particulier celles qui concernent le pluviomètre P1 de la

station météorologique et les enregistements des haliteurs d'eau à la station 4.A partir des données enregistrées au Pl, on a tenté de reconstituer la pluvio­

métrie moyenne sur l'ensemble du bassin principal. Le tableau ci-<lessous regroupe

les hauteurs pluviométriques observées pendant oinq années hydrologiques au P1

et celles calculées pour les 4 premières années sur le bassin BV4.

1524

1975-761974-751973-74

la pluviométrie sur le BV4 à celle du P1 varie de 0,978

de 0,992. On peut donc estimer qu'en 1976-77, la pluvio­

voisine de 1510 mm. C'est ce chiffre qui a été porté dans

1873 1627 14331860 1622 1402

-~-------~

( : 1972-73( ··~ ··P1 · 1559·( BV4 1556( 1( :

Le rapport de

à 0,998 la moyenne étant

métrie sur le BV4 était

le tableau 6.4.

En tenant compte de la pluviométrie aux postes voisins de MINDOULI

et NGOUEDI, pendant les années d'études et les 2 années précédentes, on peut

estimer approximativement les termes du bilan pour une année moyenne ceux-ci

sont donnés dans le tableau 6.5. ci-<lessous.

TABLEAU 6.5. BILAN ANNUEL MOYEN

~• •BV1 • BV2 • BV4••

( •·( Pmm 1620 • 1560 • 1580· ·l • •HR mm · 200 • 440 250

1 •·HBmm · 590 · 80 · 340• • •( · • •HE mm · 790 • 520 • 590· •• •

DE mm 830 104) · 990·· ·• ·

- 84-

chapitre 1PREDETERMINATION DES CRUES EXCEPTIONNELLES

7.1. APPROCHE STATISTHpE.

L'analyse statistique de l'échantillon des crues observées pendant

quatre années sur le bassin nO 1 et cinq années sur le bassin nO 4, permet dé

donner une première approximation des valeurs des lames ruisselées et des débits

maximaux de différentes fiéquences. Le bassin nO 2 n'a pas été inclus dans cette

étude par suite des trop nombreuses lacunes que· comportent les deux premières

années d'observations.

Les lois retenues pour cette analyse sont celles de GOODRICH et de

GALTON. La taille de l'échantillon étant inconnue, on a limité la série des

données à une valeur limite inférieure qui définit le seuil de troncature.

Dans le cas du BV1 on a pris en compte 47 valeurs de la lame ruisselée

(seuil de troncature HR = 5.0 mm) et 51 valeurs pour les débits maximaux (seuil

de troncature Q = 5.0 m3/s). Pour le BV4, 52 valeurs de la lame ruisselée ont

été retenues (seuil de troncature HR = 7.5 mm) et 69 valeurs pour les débits

rnc:.ximawc (seuil de troncature Q = 20.0 m3/s).

Les résultats obtenus sont donnés dans le tableau ci-dessous.

TAlBlLEAU 7. 1•

( · )BV 1 · BV 4· )•· · · ·

jRécur. · GOODRICH · GALTON • GOODRICH • GALTON· · · ·• • • •· · · ·· • • ·( · 1 · 25.8 · 22.1 · 78.9 · 78.3

~• · • · •

~: 2 · 33.8 · 30.3 · 90.6 · 105· · • ·DEBIT 5 · 45.9 · 44.0 · 105 149 )• • ·

l 10 · 56.1 · 56.8 · 115 189 )• · ·m3/s 20 67.2 · 72.2 · 125 236 )· ·· 50 · 83.2 · 98.1 · 137 · 314

j• · · · ·· · · •· • · ·: · · ·· · •• 1 · 27·0 · 21.9 · 26.8 : 23.2· · • •· 2 · 37.8 · 30.5 · 33.0 30.9• · • ·: 5 · 56.3 45.0 • 41.5 · 42.9· · ·LAPt1E · 10 • 73.8 : 58.7 · 48.1 53.7• • ·RUISSELEE: 20 · 94.6 · 75.3 · 54.8 66.2• • •

mm · 50 · 128 • 104 · 63.9 85.6• • · •· •· •

- 85 -

La taille des échantillons étant particulièrement faible (4 ou 5 années

selon les bassins), il est évident que les valeurs calculées précédemment ne don­

nent qu'une approximation des lames ruisselées et des débits maximaux, en parti­

culier pour les faibles fréquences. Ainsi, dans le Cas du bassin nO 4, la loi de

GOODRICH donne pour la crue cinquantenaire un débit de 131 m3/s qui correspond

au débit maximal de la crue du 16 avril 1973 dont la hauteur de l'averse respon­

sable avait une fréquence d'apparition supérieure à 0.1. Il semblerait que, pour

ce bassin, la loi de GALTON donne des résultats plus proches de la réalité.

7.2. ESTUlATION PAR LES RELATIONS AVERSES-CRUES.

On peut aussi déterminer les caractéristiques des crues exceptionnelles

à partir des caractéristiques des averses définies au cours du cho.pitre 2 et des

relations averse-lame ruisselée étudiées au chapitre 4.

Le premier facteur, la hauteur de l'averse, ou plus exactement la

hauteur du corps de l'averse, a été calculée à la fin du paragraphe 2.34 pour

les ~équenoes annuelle et décennale. Les valeurs ponctuelles retenues sont les

suivantes:

Fréquence annuelle

Fréquenoe décennale

C1 = 71 mm

C10 = 115 mm

En appliquant à ces valeurs le coefficient d'abattement déterminé dans

le paragraphe 2.3.3.2., on en déduit la hauteur du oorps pour chacun des bassins.

Si l'on admet qu'une crue de fréquence donnée est provoquée par une

averse de m~me fréquence rencontrant des conditions de saturation correspondant

à des situations médianes, on peut à partir de la hauteur de l'averse, déterminer

les caractéristiques des crues de fréquence i.dentiqueso Pour cela on tiendra compte

d'une part des relations qui lient le corps de l'averse à la hauteur de la lame

ruisselée (RR = f (c)) et d'autre part de la forme des crues.

Nous avons vu que les plus fortes crues ont toujours lieu au cours de

la saison des pluies lorsque les sols sont suffisamment saturés. On peut donc

estimer que les oonditions de saturation homogènes représentées par l'indice

d'humidité et 10 débit de base, définies au chapitre 4 lors de l'étude des

relations entre la lame ruisselée et le oorps de l'averse, correspondent à des

situations médianes. Les relations obtenues étaient les suivantes:

86 -

- BV1 C ~ 60 nun Ha = 0.75 C 24,9 Ih = 35- BV2 C ~ 30 rrun Ha Cl 1.00 C 10.2 Ih = 40

- BV4 C > 40 mm Ha = 0,76 C 17.4. Ih Cl 43

La hauteur totale de l'averse (p) et du corps (C), ainsi que les

volumes ruisselés (va) et les lames ruisselées (Ha) de fréquenoes annuelles

et décennales sont données dans le tableau ci-dessous :

TABLEAU 7.2.

( •FREQ.JENCE ANNUELLE · FRE(;JJENCE DECENNALE

~ · . · · ·BV1 · BV2 • BV4 • BV1 • BV2 • BV4( · • ·• • •( · · · •• • • •

~P 83 81 80 · 129 · 124 • 122• • ·C · 70 • 69 67 112 · 108 106

~• • ·( va · 89 700 : 69 400 588 000 · 192 000 · 115 400 : 1 105 300· · ·( Ha · 27 06 • 58.8 33.6 59.1 · 97.8 • 63.2~• · · •

( • • · ·· • · ·Il reste à détenniner la forme de la crue à partir de l 'hydrogramme

moyen des fortes crues défini dans le chapitre 40 Pour cela, il est nécessaire

de connaître, non seulement l'intensité de chaque tranche de 10 mm de l'averse,

ce qui a été fait à la fin du paragraphe 2.3.4., mais aussi la répartition de ces

tranches dans le temps. Dans ce but, pour la crue décennale du BV1, on a sélec>­

tionné trois types d'averses dont la hauteur totale et le corps sont identiques

mais dont la disposition des tranches d'intensité est différente. Pour chaque

cas, à chaque tranche d'averse on a fait correspondre un hydrogramme élémentaire

suivant la méthode qui a été exposée au cours du paragraphe 4.2.602. La somme des

débits élémentaires instantanés permet de tracer l 'hydrogramme reconstitué de la

crue décennale sur le BV1. Les résultats obtenus sont représentés sur le graphique

77.

En examinant les hyétogrammes des averses les plus importantes tombées

sur le bassin au cours de la période d'étude, on s'aperçoit que la forme rencontrée

le plus souvent correspond à celle du cas nO 3 de la figure 77. Le maximum d'in­

tensité a lieu 20 à 30 minutes après le début de l'averse, puis l'intensité

diminue progressivement jusqu'au 15 ou 20 mm/h per..dant l'heure suivante.

Pour les crues annuelles des bassins nO 1, 2 et 4, ainsi que pour les

crues décennales des bassins nO 2 et 4, on a retenu, pour les hyétograrnmes, une

forme identique issue de l'étude des intensités-durées faites au paragraphe 203.4.

et représentéegraphiqu.ement sur la figure 14. La reconstitution des différents

- 87 -

hydI'ogramnes est d.oIUlée sur les figures 78, 79 et 80. Pour la crue annuelle du

BV1 on a représenté les 7 hydrogrammes partiels issues des tranches ruisselées

pendant une période de 10 minutes (cf fig. 78). Au paragraphe 4.3,a, on a vu

que pour des crues importantes sur le bassin ne 2 surVenant dans de très bolU1es

condi tions de saturation, le seuil d'intensité· minimal pour le oalcul du corps

de l'averse étai.t voisin de 10 mITV'h. Pour retrouver la partie des averses ayant

effectivement ruisselé dans le cas de la crue annuelle et de la crue décennale

on a dt! prendre comme valeur de ce seuil respectivement 9 nun/h et 8 mm/h (cf.

fig. 79). Dans ces conditions on prend en compte toute la portion du hyétogramme

situé au-dessus de ce seuil, ce qui concorde avec les conclusions données dans

le chapitre précédent sur l'aptitude exceptionnellement favorable au ruissellement

de ce bassin. Pour les crues annuelle et décennale du BV4, on a retenu les deux

hydrogrammes élémentaires calculés au cours du paragraphe 4.452. Les hydrogrammes

résultants sont tracés sur la figure 80, en trait plein pour l'hydrogramme le

plus dangereux et en traits discontinus pour l'autre hydrogramme.

Afin de ne pas allonger inutilement les temps de montée et de base,

pour ChaClll1 des bassins, on a assimilé la courbe de montée de la crue à une droite

en négligeant le ruissellement préliminaire.

Les résultats obtenus sont donnés dans le tableau 7.3. Les notations

employées étant les m~mes que celles définies au paragraphe 4.11.

TABLEAU 7.3. CARACTERISTIQUES DES CRUES ANNUELLE ET DECENNALE

ESTIMATION PAR LES RELATIONS AVER$-CRUE

1 • lBV 1 BV 2 • BV 41 ••• · Ann. • Déc.Ann. Déc. • Ann. Déc. • •• 1 • 2 • 1 · 2• • • •

1 1 · ·• •

1Pm 83 129 81 124 1 80 • 80 · 122 122• •c 70 112 • 69 108 · 67 • 67 · 106 • 106• • • • ·• 89700 • • • '1105300 : 1105300Vr • 192000 • 69000 116000 • 588000 ·588000( • • • 33.6 : 33.6 : 63.2 : 6302Hr • 27.6 59.1 • 58.5 98.0 •

~ · · • • · .Kr • 33.3 45.8 • 72.2 79.0 • 42.0 • 4200 • 51.8 · 5108• 1 • • · ·Kru • 39.4 52.8 • 84.8 90.7 50.1 • 50.1 • 59.6 • 59.6( • • · 1 • • ·• • • • • •

1Tm · 30mn:30mn • 25 mn • 25 nul 55 mn • 70 mn 60 mn 70 mn• • • •Tb • 3 h 20: 3 h 30 : 2 h 30 · 2 h 35 4 h 35 • 5 h 00 1 4 h 45 · 5 h 20• • • •Tr · 30mn • 30mn • 25 mn · 25 mn 80 mn · 80mn 85 mn · 80 mn• • • • • ·

1

• 1 • • · ·• • • • •QI' · 31.1 : 57.0 • 25.3 · 34.5 112 91 · 204 · 167• • • • •

Qr/Hr 1.13 · 0.96 • 0.43 1 0.35 3.33 • 2.71 · 3.23 • 2.64• • • • •• 4.16 • 3.74 • 3.30 • 2.77 3.14 · 2.79 • 3.16 · 2.90• • • • • · •

( • · 1 ·• • •

- 88-

Si l'on compare les débits donnés dans le tableau 7.3. à ceux calculés

au paragraphe 7. 1• s on s' aperço i t que pour le bassin n O 1, le débit de la crue

annuelle correspond au débit de la crue biannuelle du tableau 7.1., et que les

deux méthodes donnent une valeur identique pour la fréquence décennale. En ce

qui concerne le bassin nO 4, les observations sont les m@mes si l'on fait la

comparaison entre les débits déterminés par la loi de Galton et la moyenne de

ceux donnés en applicant aux averses les hydrogrammes élémentaires 1 et 2.

On peut aussi donner une estimation assez grossière des caractéristiques

des crues axceptionnelles en examinant les caractéristiques des crues les plus

fortes observées pendant la période d'étude.

Bassin nO 1

Bassin nO 2

La crue la plus forte observée pendant les quatre anl1ées est celle

du 16 avril 1973. La période de retour de l'averse causale était

légèrement supérieure à 10 ans, mais l'indice d'humidité n'était

que de 29 alors que nous avons pris dans les calculs précédents

la valeur de 35. On peut donc conclure que la crue résultante

correspond à une crue de fréquence décennale. Or, le débit ruisselé

était de 51.1 m3/s et la lame ruisselée de 55.4 mm, soit deux

valeurs inférieures à celles données dans le tableau 7.3. (57 m3/s

et 59,1 ntn).

Le 4.4.74, l'averse avait des caractéristiques inférieures à

celle de l'averse décennale mais l'indice d'humidité était rela­

tivement élevé (65). La lame ruisselée était la plus forte observée

(61,4 mm) mais le débit n'était que de 48,2 m3/s. La période de

retour de cette crue est d'environ 5 ans.

Les caractéristiques de la crue du 2.4.75 (HR = 29 mm et

QR = 29,7 m3/s) sont très voisines do celle de la crue annuelle

malgré une hauteur d'averse relativement faible (Pm = 63.8 mm

et C = 58,1 mm). lilais les conditions rencontrées par l'averse

étaient extr@mement favorables (Ih = 80).

Sur ce bassin, le plus fort débit ruisselé a été observé le

14 avril 1974 (QR = 22,3 rn3/s) , alors que l'averse avait des

caractéristiques inférieures à celles de l'averse annuelle et

un indice d 'humidité de 40 qui correspond à celui retenu pour

les conditions médianes de saturation. La hauteur de la lame

- 89 -

ruisselée (HR = 43 mm) concorde avec l'évaluation donnée par la relation H'R = f (C)

calculée précédemment (le calcul exact donne H'R = 44,6 mm). De plus, la reconsti­

tution de l 'hydrogramme de crue par les méthodes de 1 'hydrogramme élémentaire est

partiaulièrement satisfaisante (cf. fig. 49). On peut donc conclure que le débit

a une période de retour inférieure à 1 an, ce qui confirmerait la valeur de 25 m3/s

donnée dans le tableau 7.3.

Le plus :fort volume ruisselé a été observé le 16 avril 1974 (HR = 65,6 mm)

pour un débit de 21,4 m3/s seulement. L'averse de fréquence 1/3 OU 1/4 est survenue

dans des oonditions de saturation légèrement défavorables. La faiblesse du débit

de pointe est dt! à la durée du corps de l'averse (1 h 20 mn) ainsi qU raux inten­

sités relativement faibles (1 max = 85 mm/h) (cf. fige 48).

On peut donner les m~mes explications pour la crue du 4.4.74 issue

d ''lUle averse dont les caractéristiques sont proches des caractéristiques annuelles.

Le volume ruisselé correspond au volmne ruisselé annuel (61.1 mm au lieu de 58,5 mm)

mais la durée du oorps de l'averse a eu pour oonséquence d'allonger le temps de base

et donc d'nph,tir l'hydrogramrne. Dans ces conditions, le débit de pointe (20,7 m3/s)

est resté assez faible (cf. fig. 50).

Enfin, un cas particulier est celui de la crue du 20.4.76. La hauteur

du corps de l'averse ainsi que la lame ruisselée correspondent à la fréquence

annuelle. Cependant le débit n'est que de 13,4 m3/s. En fait, l'averse était très

hétérogène et 8e décomposait en trois petites averses Qui ont donné lieu à deux

pointes de crue de 6,9 m3/s et 13,4 m3/s séparées par une période de une heure.

La reconstitution de l'hydrogrrunme a d'ailleurs donné des valeurs très semblables

(7,3 m3/s et 14,7 m3/s) au m~me moment (cf. fig. 50 bis).

La remarquable concordance que l'on a pu observer entre les hydrogrammes

observés et les hydrogrammes reconstitués nous permet donc d'adopter comme carac>­

téristiques des crues annuelle et décennale cells qui sont portées dans le

tableau 7.3.

Bassin nO 4

- 90 -

La plus forte crue observée le 16.4.73 (QR c 137 m3/s), est due

à 1llle averse dont la période de retour est de 7 ans pour la hau­

teur moyenne et de 4 ans pour le corps. L'indice d'humidité rela­

tivement élevé (Ih = 48) permet d'estimer à environ 1/5 la fré­

quence dG cette crue.

Le débit le plus fort (94,7 m3/s) après celui du 16.4.73 a été

observé le 4.4.74. La hauteur du corps était très voisine de

celle de fréquence annuelle. Cette averse est tombée dans de

très bonnes conditions de saturation (Ih = 60). Le 20.4076 ,

on a observé 1lll débit très voisin (92,9 m3/s) pour 1llle averse

de hauteur plus forte survenue dans des conditions plus défavo­

rables.. Ces deux débits correspondent à peu près à la fréquence

annuelle.

Sur ce bassin, si l'on considère que l'averse est homogène

dans l'espace et dans le temps, on peut retenir comme fonction

de transfert averse-crue l 'bydrogramme élémentaire nO 1. En fait,

en raison de la morphologie de ce bassin, cette condition

d'homogénéité est rarement réalisée, et il est préférable de

retenir les valeurs intermédiaires entre celles données par

les deux hydrogrammes élémentaires.

Finalement, les caractéristiques les plus probables sont reportées dans

le tableau ci-dessous.

TABLEAU 7.4.. CARACTERISTIQUES DES CRUES ANNUELLE ET DECENNALE.

· ..• EV 1 • BV 2 BV 4· •• •· .. : • •• Ann. • Déc. Ann. · Déc. Ann. • Déc.1 • • • •• • • •· • · · ·• • · · •

Pm • 83 • 129 : 81 • 124 80 • 122• • • ·C · 70 · 112 · 69 · 108 67 • 106· · · • •• : : • •· • •

Vr · 90000 · 192000 • 69000 • 115000 588000 • 1105000• • • .. •Hr · 27.7 · 59.0 • 58.5 · 97.5 33.6 · 63.1· • · • • ~Kr · 33 · 46 · 72 • 79 42 · 52· • · • •Kru • 4) .. 53 · 85 · 90 50 • 60

,• • • · • <· : • : •• · ·QI' · 31 · 57 • 25 • 35 100 · 185· • • · •

q · 9550 • 17550 • 21200 · 29650 ". 5700 · 10550 ~• • • · · •· 4.2 • 3.7 · 3.3 · 2.8 · 2.9 · 3.0 (• • • • • ·· · · .. • D.. • · · • ·

- 91 -

La valeur de q donnée dans l'avant dernière ligne représente le débit

spécifique en litres par seconde et par lan2. Les valeurs obtenues sont particu­

lièrement élevées. Pour le BV1, ellos sont comparables à celles trouvées sur

le bassin du BOULORE au Cameroun pour lequel on a relevé 8000 et 14700 1/sokm2

pour les crues annuelle. et décennale 0 Ce bassin de 3,75 km2 situé entièrement

sur des roches vertes a un indice do ponte très 'voisin de celui du BV1

(BOULORE I p = 0,25 ; BV1 I p = 0,266).

En ce qui concerne le BV2, le coefficient de ruissellement KR = 72 %pour la crue annuelle est un des plus forts observés à l 'ORSTOllI pour ces bassins

de cette superficie.

En 1960, une étude faite à la suite de deux campagnes de mesures sur un

bassin de 25 km2 conti'81é par une station (appelée ancienne station dans le ch~

pitre 1) située en aval de la station 4 donnait comme valeur du débit spécifique

2 500 à 3 000 1/S.km2 pour la crue annuelle

4 500 à 5 500 1/S.km2 pour la crue décennale

Ces débits sont nettement plus faibles que ceux estimés pour le bassin

principal de 17.5 km2. En fait, à cette époque, les observations ont été beaucoup

moins nombreuses et la pluviométrie défioitaire. La plus forte pluie enregistrée

n'avait qu'une hauteur moyenne de 72,5 mm et le débit de pointe coITcspondant

n'était que de 72,5 m3/s ce qui correspond, oompte tenu de la différence de

superficie des deux bassins, à la 21ème valeur observée entre 1972 et 1976 0

...__. ---_..-...,..' ...._-,.-....----,---..-..'_..._._-_._,,~ ..~~----~-_ .._ .....,..----'--...~_.~--_ ...; ...........,,_.--

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- 92 -

Chapitre 8

ETUDE DU BASSIN N° 5

8.1. GENERALITES.

Nous avons vu, au cours du chapitre 1, que l'ensemble des bassins

représentatifs et eXpérimentaux de la COMBA est englobé par un bassin de 90 km2

de superficie contrôlé par une station située sur la COMBA près de son confluent

avec la LOUKOUNI.

La pente générale de ce bassin est nettement plus faible que celle du

bassin nO 4 puisque l'indice global de pente n'est que de 10,5 rn/km (cf. chapitre

1) alors qu'il est de 25,6 rn/km pour le bassin nO 4.Au point de vue géomorphologie et géologie, on retrouve les deux unités

prépondérantes déjà citées dans le paragraphe 1.2. :

- d'une part une zone de hautes collines gréso-argileuse dans la partie sud et

sud-est du bassin (plateau des cataractes) et nord-ouest (mont de Comba)

- d'autre part une zone plus basse qui occupe la quasi-totalité du reste du

bassin au relief varie et irrégulier de la série schisto-calcaire.

En ce qui concerne la pédologie on retrouve les mêmes types de sols

que ceux décrits au paragraphe 1.3. A l'exception des sols hydromorphes sur

alluvions et des sols sur alluvion&-colluvions rencontrés dans les ba&-fonds, les

sols sont tous des sols ferrallitiques fortement désaturés.

Sur les pentes du plateau des cataractes, on trouve des sols pénévolués

modaux sur grès argileux de la série de la Ivlpioka inférieure. En bordure de ce

plateau ainsi que sur le mont de Comba on renoontre le m@me type de sol mais

tronque par érosion les vallées sont très étroites avec des pentes transversales

importantes.

Sur le reste du bassin, on rencontre en majorité des sols typiques

rajeunis sur matériau argilo-limoneux à argileux issu du schisto-calcaire moyen.

Ces sols sont caractérisés par la présence constante d'élément s grossiers enrobés

de terre fine et distribués inégalement ou répartis en strates ainsi que par un

horizon d'altération formé très souvent par des plaquettes de calcaire altéré qui

sont soit dominantes , soit incluses dans un horizon argileux: à argileux limoneux.

Ces sols sont très propices à l'érosion en nappe dès que la pente devient relati­

vement forte et que la végétation se rarefie. C'est ce qui eXplique la dégradation

des sols reservés au pâturage dans la partie amont du bassin.

• ••

BASSIN N! 5 - CARTEO"EQUlPEMENT~'lll".,,; 1.._ ...._,. .........r_-...-...-_.............-.~

5ttJrfi" UI O: dU ·IIM__ $""rn#I""U''''''_ " a $ ___ _ _Il_!f~~_, __.""''l'l'i!M''''.__ (_ _ II __ ~~ ........

BACS51N N! 5t__~_.._ ....__~

o

5011> !ô\.Ir Qri!~~ ar~ileorx

iSSUG de !o sHÎe Schi5to~

gttsltiJU dt \0 MP'tO ka inft'r;t\J{'~

501':5 StAr mot.riou orgilo~

limoneux à argileux, issus de 10l'Jer it Schi!>tq~colcoire.

,1:; ......__........- ................... ...........__....................._...... te."'III/!'bI'.lillUtlafl.-a

- 93

On trouve aussi par endroit, en particulier sur les crêtes, des sols

rajeunis pénévolués remaniés dans lesquels, à faible profondeur, une importante

proportion de plaquettes d' argilite oonstitue un horizon imperméable.

8.2.- !qJIPEMENT HYDBO-METIDBOLOGlqJE ET ETALONNAGE.

Outre les 27 pluviomètres et pluviographes installés sur le bassin nO 4,

trois autres appareils ont été mis en place sur ce grand bassin (cf. figure 8.1)

- un pluviographe mensuel sur le mont Comba (no 29)

- un pluviomètre à la station de jaugeage (no 30)

- un pluviomètre à la limite est du bassin versant sur la route Mpassa:-

Mindouli (no 28).

Cette station a été ouverte en janvier 1965 et équipée en mars 1970

d'un limnigraphe.

Depuis l'ouverture 44 jaugeages ont été effectués (cf. tableau 8.1)

entre les cotes 78 et 569 om permettant d'obtenir un étalonnage à peu près satis­

faisant jusqu'à 7 mètres (débit: 290 m3/s) (cf. figure 83 et 84).

Le plus fort jaugeage a été effectué le 21 avril 1976 (no 40) entre les

cotes 251 et 469 cm. Pour le dépouillement on a tenu compte des jaugeages nO 20 à

30 ainsi que des jaugeages nO 37 et 38 dont les ootes s'échelonnent de 156 à 425 omo

Les résultats obtenus donnent un étalonnage moyen de 1,5 m à 5,5 m extrapolé

jusqu'à 7 m.

8.3. ErronE DU RUISSELLEMENT.

Les différentes oaractéristiques des crues, avec les m~mes notations

que celles données au paragraphe 4.11, sont portées sur les tableaux 8.2. à 8.7.

en annexe.

Sur les 163 orues sélectionnées, le volumo ruisselé le plus important

a été observé le 4 avril 1974. La hauteur moyenne pluviométrique était de 116,1 mm

et la hauteur ruisselée do 58,8 mm. Le débit maximum n'était que de 174 m3/s

alors que le 16 avril 1973 on a observé un débit de 183 m3/s pour une averse de

94,2 mm et le 20 avril 1976 un débit de 182 m3/s pour une averse de 88,7 mm.

En fait, le 4 avril 1974, la forte hétérogénéité de l'averse dans l'espaoe et

dans le temps a donné naissanoe à deux orues distinotes aveo plusieurs maxima

de 49 m3/s à 75 m3js qui ont précédé le plus fort débit instantané de 174 m3js

qui a eu lieu 15 heures après oe début de la crue.

- 94­

COMB! - STATION N° 5

JAUGEAGES TABLEAU 8. 1.

•••

2.00: 9,16: 21,0: 37,7: 60;8: 82,2: 116: 148: 184: 217: 252

2901,291,070,860,051

••·•··

·•

·•···•

••••

:

:

:

·•

·•'.··•

'.•

1403.7514.3.7523.3.75

••:

::

·•272829

( N°: Date : H Q: N°: Date: H : Q ~(>--~~,--,~.--,.,,,,...-: cm ~ m3js:: ; cm : m3js j

1 : 25.2.65 :--1"""'2"'=5--: 0,764 : 33: 10.12.75 :--~1-:"16--: 0,8122 : 5.3.65: 125 0,600: 34: 20.2076: 103 : 0,3163: 2.4.65: 138 : 1,53 6 : 35: 8.4.76: 13.1 : 1,124 : 27.8.65: 101 : 0,082 : 36: 10.4.76: 120 : 0,865)5 : 16.9.65: 95 : 0,065 : 37: 19.4.76 : 160-158 : 3,40 )6 : 20.3 ..69 : 116-1145 0,505: 38: 19.4.76 : 157-156 : 3,34

( 7 t 26.3.69: 97 0,099: 39: 19.4.76 : 295-173:< 8 : 30.3.69: 118-116 : 0,616 : 40: 21.4.76 : 424-569-251 :

t-~~·:·· J-:~0!-~~2 : 1~g : g:~36:: : ~~(11 : 18.1.73: 110 0,323:: : 250(12 : 1.3.73: 189-186 5,20 :: : 300(13: 1.3.73: 203-196 : 7,02 :: : 350( 14: 1.3.73: 34:> : 49,0 : 400(: : 300 : 32, 2 :: : 450

«: : 250 : 15,8: : 500: : 200 6,8: : 550

1

15 : 6.3.73 1 1085 0,210 : 60016: 15.5.73: 14:> : 1,43 :: : 65017 : 12.8.73: 97 : 0,0842 :: 1 700

(18: 1.7.74: 105 : 0,315 : 42: 24.12.7p: 12619 1 31.10.74: 97 : 0,170 ': 43: 5.1.17· 12620 : 802.75 : 313-310 : 41,0: 44: 3.2.77 118,521 a 8.2.75 : 310-308 : 39,7 : 41: 1010.76 87,522 : 8.2.75 : 308-303 : 4:>,623 : 8.2.75: 303-296 : 40,124: 7.3.75 : 4:>8··413 : 87,625 : 7.3.75 : 403-408 : 85,026 : 7.3075: 350 ;; 59,0

320 : 47,4300 : 38,0280 : 28,2260 : 21,7240 : 18,0 :: : :

294-275 27 , 1 :: : :27.5-265 : 23,0 :: : a

360 : 6 1,5 : : ':330 : 47,5 : : a

( 300 : 35,8 : : :( : 260 : 20,0 : : :

130 2.4075: 425-3~8 : 79,4 : : : j3321 1005.75: 115 0,688: : :

15.7.75: 98 0, 187: : :<__...:..- : ......;::0....- .:_---::~ ~ ....; _

--------_._-- - --_.__._--_..._._...._,.-~---,,-----------_._--------

5TATI()t,,; 5 ..- ETALONNAGE~-,.".,--~-""-"',"..........,..,......,

B 0 'Ss.es Eoux---'''__l''~~~·

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o~'-:::....__" .. ......__.•~--~_._._----r----_ .._._--_....__..__...,.-_._..__.':'~-....

O,7S 1,00 ',2.g V>O

1 1 1 :Ii !f!M....

STATION 5 -, ETALONNAGE

Fi,~ur·e: 84,_.. o(__~~._.~.•_.

r-.---Jl' ,j

Houres Eoux$00

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/"

~..~",,:1.,>';," H fin tn

...r..:f~ ._.._ ...__._.....,..,., ~.........,......"~--- ...-""'~--~~ ....."",,...........---......,"'....~~--•.........,. ..""..., ....- .. ~_~"""""_~._........,.._ -.... . . -~_",""","",,- ....... r~~- ...............-........-M' ............- .............. ,,....~

1 2. 3 4

1eo--j

1

1

40i

1

1jl,

- 95-

8.3.1.- Lame ruisselée et coefficient de ruissellement.

Les tableaux 8.8 et 8.9 donnent la répart1t1on mensuelle de la lame

ruisselée et du coeffioient de ruissellement.

En ce qui concerne la lame X'Qisselée. la répa;r'bition mensuelle est

p~e de celle observée Sur le bassin n Q 4. Ç!epeMaAt si l'on renoontre à peu près

la m&e proportion de crnes pour lesquelles la bme es~ wpérieure à 10 mm

(14 %pour le BV 5 et 16 %pour le BV 4) t les crues B\Y~ partiellement ruisselé

(HR 1 mm) sont plus nombreuses sur le BV 5 (44 %) que sur le BV 4 (34 %).Ceai prov1ent pr1no1palement de la différence de superficie. Eh effet, sur ce

bassin de 90 km2. les averses sont beaucoup moins homogènes dans I-tespaoe que

sur le 1;)assin de 17.-5 lan2 et .ne concernent souvent qu'une partie du bassin.

Ainsi, sur le bassin nQ 1t on ne rencontre que 26 %des crues pOllr lesquelles

la. lame ruisselée est inférieure à 1 mm.

Pour comparer, 1 'aptitude au ruissellement des trois bassins nO 1t 4

et 5, on e. reporté sur le tableau oi-dessous la proportion des oru.es pour'lesquel­

les ce coefficient est oompris entre deux valeurs données :

KR 1 BV1 BV4 BV5:••

0-5 1 77 81 645-10 • 32 27 20•

10..20 1 32 28 2120-30 " 8 13 14~ • 5 13 9•

:

Ces valeurs montrent que pour les forts coeffioients qui oorrespondent

géneralement à des crnes importantes, le ruissellement est à peu près comparable

sur lesbassins 4 et 5, aveo peut-~tre un défiait légèrement supérieur sur le

grand bassin.

Le plus fort coefficient de ruissellement a été observé le 4 a.vril 1974.

Il était de 50,6 %pour une pluie de 116, 1 mm qui est d'ailleurs l'averse la plus

importante tombée sur ce bassin au cours de la période d'étude.

8.3.2.- Relation entre la lame ruisselée et la hauteur de l'averse.

Comme pour les trois autres bassins, on a étudié les varia.tions de la

hauteur de la lame ruisselée en fonction de la hauteur de l t averse oausale •

•• •

EV.5 - REPARTITION DE LA LAME RUISSELEE - TABLEAU 8.8.

( · · · • · · ·BR · Octobre • Novembre • Décembre Janvier • Février • Mars Avril · Mai • Total

~ · • ~ · : c• • • · ·mm _...~'."."""-'-.~."-

,. •'. • % 1 •% · • % : · • • · · • • • •• • • • • % • • % • 11 • % • % • • % • • %

~~n n n n n n n n· • • • • • : • • ·• • • • • • _._-• • • '. · •- - -_.-• • •· • · • • • • • •• • • • • • • • •2 1 18 · 11 25 · 15 24 15 • 23 -: 14 ; 21 • 13 36 • 22 14 9 · 163 • 100· • • • • • •

( '> 1 '. 0 0 12 1 13 12 • 13 13 14 : 11 • 12 1 14 : 15 23: 25 6 7 • 91 · 56· • • • •~ >5 '. 0 0 8 • 19 2 · 5 : 9 21 '. 3: 7: 5 • 12 14 : 33 1 2 • 42 • 26• • • • • • •

)10 '. 0 0 3 : 13 1 : 4 ; 4 17 · 0: O. 4 : 17 11 • 43 0 0 · 23 · 14 ~) • · • • •

)20 · 0 0 0 • 0 1 · 12 • 0 0 · 0 • 0 : 2 1 25 5 • 63 0 0 : 8 • 5 c) • • • • • • • •· • • • : : · : · · · c· • • • • • · •

EV. 5 - REPARTITION DU COEFFICIENT DE IDISSELLEMENT - TABLEAU 8.9.

- '. '. '. 1 • '. Z '. •• Octobre • Novembre • Décembre Janvier Février • , lilars Avril • )iai • TotalKR '. s '. z '. z : '. •• • • • •) · % • : % : • · : % · •

% · • % : % • • % • : %· • • % • • • • • • • •n n n n n n n p n: · : · · : · · · · · · · • · •• _.- • --• • •--• • • • · • ·- -· · · · · '. • · • • • · · ·· · · • · · • · • • • • • •

) (, : 2 1 • 18 · 11 : 25 • 15 24 : 15 • 23 • 14 ; 21 · 13 • 36 22 14 : 9 · 163 • 100• · • • • • • · •:> 5 '. 1 1 • 12 · 12 : 12 : 12 15 · 14 ; 12 · 12 • 15 · 14 : 29 28 8 • 8 • 104 : 64· • • • • · · · •)10 .. 0 0 : 11 · 15 · 8 : 11 11 • 15 • 6 • 8 · 9 • 13 1 22 31 4 : 6 · 71 · 44• • • • • • • • • •)20 · 0 0 • 5 : 14 : 2 · 5 6 · 16 • 4 ; 11 : 4 : 11 • 16 42 1 • 3 : 38 · 23• • • • • • • ·)30 • 0 0 • 0 • 0 '. 1 • 6 3 : 19 • 1 • 6 • 1 • 6 • 9 60 0 · 0 • 15 · 9• • • • • • • • • • • • ·)4> • 0 0 : 0 • 0 • 0 • 0 1 • 20 : 0 : 0 • 0 • a : 3 75 0 • 0 · 4 : 2• • • • • • • • •

· · · • • · · · · • · • · · ·· • · • • · • • • • • • • · •

- 97 -

La méthode utilisée est identique à celle décrite au paragraphe 4.15. On a retenu

les m~mes facteurs correctifs que pour les bassins nO 1 et 4, c'est-&-dire le

débit de base et l'indice d'humidité mesurés avant la crue.

Un premier graphique (fige 85) donne l'allure de la oourbe limite

supérieure HR fonction de Pm, où Pm ost la hauteu:rt moyenne de l'averse sur ce

bassin. L'absence de pluviographe journalier sur la partie aval du bassin n'a pas

permis de calculer avec une précision suffisante la. hauteur du corps de l'averse.

Les diverses corrections en fonction du débit de base QB et de l'indice d'hwnidité

Ih sont données sur les figures 86 à 89. Enfin la courbe myeme de la figure 90

représente la relation qui lie la lame ruisselée à la hauteur de l'averse dans

des conditions de saturation homogènes. Par suite du traoé en limite supérieure,

sur la figu.re 85. de la courbe !IR = f (Pm), ces conditians de saturation cor­

respondent à. un état d 'humectat ion du sol particulièrement favorable au ruissel­

lement , conditions que l'on rencontre au cours de la deuxième saison des pluies

en mars et avril. Celles-ci sont définies par les valeurs suivantes du débit de

base et de l'indice d'humidité

QB = 1.4) rn3/s rh = 41.La courbe moyenne tracée au milieu du nuage des points représentatifs

des couples Pm/H'R (cf. fig. 90) peut se mettre sous forme exponentielle. Afin de

mieux représenter la réalité physique, on a cherché à rendre cette courbe asymptoto

à la droite HtR = Pm.

Après calouls, l'équation de la courbe moyenne est la suivante :

H'R =Pm [1 - 0,93 (exp (-0,0058 Pm)]

Pour tester l'efficacité des différentes corrections introduites,

on a calculé la somme des écarts absolus initiaux et finaux des points représ\3:n­

tatifs des oouples HR/Pm, avant et après correction, aux ·oourbes tracées sur les

figures 85 et 90.

On s'est limité aux valeurs de Pm supérieures à 10 mm ce qui ramène le

nombre de crues à 113.

Somme des éoarts absolus initiaux: S = 267,47 mm

Somme des É'ca1.'ts absolus finaux : S'= 130,15 mm

La réduotion relative des écarts n'est donc que de 51 %. En éliminant; quelques

points qui s'écartent trop de la courbe, on obtient les écarts absolus initiaux

et finaux suivants: S = 239,29 mm et S'= 93,53 mm. L'efficacité relative des co~

rections est alors de 61 %pour 103 points. L'écart absolu moyen paSse de 2,32 mm

à 0,91 Iml.

•••

FONCTION

DE LA HAUTEUR DE t: AVERSE

f. ,." • .,.__Wtilli ... __ il, ..... ..-. *_Jii _ • _1

60 Efc<li

~-:.r:

'!iO

STATION 5 - LAME RU!5SELEE EN

20 "..__..

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1

1,

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___....._....._...........__,.1'1_.._.._.....1•••_11 ._· , ....._..,

10-

u L J vs Will II,Y

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Figure: 85_...~------

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5TATION 5

... . .. ~.

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ECART 0 EN FONCTION DE t.! INDiCE D'HUMIDITE th

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STATION 5

ECART G, EN FONCTION DU DEBIT DE BASE_~ t.I!f' .. 1 "'~~~:....._ •• ", "_~_IlM"""'''__....."""~.ll_

1

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1

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.. .

Qb------_..---,-.-~3

Fiçur'e: 89

·t .-1 r

lOi1 ECART F EN FONCTION DE C INDiCE D' HUMIDITE

o

..

-75

"-_""-" "__• iMII~....m;_i!l""g"'. -..11

STATiON 5

LAME RUISSELEE EN FONCTION.''''~_~ SOl _

DE LA HAUTEUR DE L: AVERSE

opr-ès. CCH"i'e-Cfh=~n-_..-~

._---,--_.--,--_._---,------.-_.Ga 80 100

Figure : 90

- 98 ...

Une étude identique portant sur la relation qui lie le coeffioient

de ruisse11erœnt KR à la hauteur moyenne de l'averse donne comme courbe moyenne

après correction :

K'R = 100 - 97 exp (-0,006 Pm)

où K'R est exprimé en %et Pm en nun.

Cette relation est donc très proche de celle calculée ci-dessus qui

peut se mettre sous la forme :

100.H'R/Pm = K'R = 100-93 exp (-0,0058 Pm)

On peut donc penser que malgré l'imprécision de la méthode, les équations

donnant les variations de H'R ou K'R en fonction de Pm représentent assez bien les

relations qui lient la hauteur de la lame ruisselée ou le coefficient de ruissel­

lement à la hauteur de l'averse causale dans des conditions de saturation homogènes

favorables au ruiss~llement.

8.3.3.- Formes des crues.

Pour étudier la forme de 1 'hydrogramme des très fortes crues, on a

sélectionné six crues moyennes (2,15 .(.HR<5,20) dont les caractéristiques sont

données dans le tableau 8.10. Le temps de base de trois de ces crues ~ant été

surestimés lors des dépouillements, les corrections introduites antrafnent de

légères différences entre les valeurs de certaines caractéristiques du tableau

8.10 et celles reportées dans les tableaux 8.2. à 8.7. en annexe.

On a ensuite calculé le débit instantané heure par heure en prenant

le maximum comme origine des temps et en ramenant toutes les crues au m~me volume

de 90 000 m3 soit une lame ruisselée de 1 mm. Les résultats sont portés dans le

tableau 8.11. où la dernière ligna donne les vaJ.eurs moyennes qui ont permis de

tracer l 'hydrogramme moyen représenté sur la figure 91. Afin de ne pas trop allonger

le temps de montée on a assimilé la courbe de montée de la crue à une droite. Les

caractéristiques de cet hydrogramme noyen sont donc 1

temps de montée • Tm. 1 h 10 Volume ruisselé · VR ... 90 000 m3• •temps de base : TB ... 10 h 20 Lame ruisselée • HR = 1 mm•Débit ruisselé • Q'R ... 7,75 m3/s Coefficient de fonne • ex.. 3,20• •

Avec les m~mes caractéristiques, la courbe de décrue de l 'hydrogram!OO

standard a pour équation :

Q .. 8,22 (0-0,312 ~ - 0,0574)

- 99-

EV. 5.- CARACTERISTIÇJJES DES CRUES - TABLEAU 8. 10.

~.: • • Qa./HrDate H:r Qr • QI; Tm Tt> • cf....

16 ,;

: : ••: ••

18.12.72 : 2.70 21,7 22,2 55 10 h 10 : 3,27 8,04 )( 38 '. 3.12.73 : 3,29 24,5 25,6 95 10 h 30 3,12 7,45•(40 • 8.12.73 : 2,18 17,9 20,2 55 10 h 30 3,45 8,21•

~ 1~.. 24.2.74 : 4,08 35,7 36 ,6 60 10 h 30 3,67 8,75•: 14.1.75 : 5,20 : 35,3 36,7 100 11 h «> 3,17 6,79~ 13.5.76 • 2,15 : 15,4 16,1 100 10 h 00 2,87 7,16•

: ••

EV. 5.- HYDBOGRAM~.Œ MOYEN - TABLEAU 8. 11 •

(N0 : -1 h «> -1 h 20 -1 h 00 -oh«> -0 h 20 o h : 0 h 30: 1 ht--=--.: .. .• •· •• •l 16.72 0 0 0 0 2.87 8,04 : 7,96 : 7,4838.73 0 0,21 0,79 4,86 6,72 7,45 : 6,14 : 4,9840.73 0 0 0 3,72 7,98 8,21 : 7,20 : 5,8313.74 0 0 0 2,35 5,78 8,75 : 7,06 : 5,104.75 0 0,81 3,17 6,17 6,69 6,79 : 6,62 : 6,15

26.76 0 2,00 5,49 6,67 6,98 7,16 : 6,09 : 5.05• · '.• • •.•

: 6 85 •MOY • 0 0,50 1,58 3,96 6,17 7,73 : 5,77· . : ',. • j

( ..

lN° • 2 h 3 h 4h 5 h 6 h 8 h 10 h( ••·•16.72 '. 4,48 2,44 1,56 1,15 0,85 0,33 0•38.73 '. 4,32 2.74 1.52 0,91 0.61 0,18 0•40.73 3,58 2,25 1,47 1,01 0,67 0,25 0

~13.74 3,43 2,45 1,76 1,23 0,83 0,25 04.75 3,62 1,94 1,29 0,76 0.54 0,25 0

~26.76 3,07 1,86 1,30 0,93 0,56 0,09 0

~ MOY 3,75 2,28 1,48 1.00 0,68 0,23 0 ~

•••

______________....-..__ .,_,.,''"_••w.,'~"'' ,_.__.. . _.W.~~__n,..~'_~_._,__.u, .

.BASSIN N CI 5

HYDROGRAMME MOYEN.-

so-l,

Tm:1hlO

Th ::10h 20

Vr :: 90.000 t1~/f.

H(';z1mm

~r :: 7,7S.J/s0< :: '3,20

uandard

''''. y T. Il id

- 100 -

8.4.- EVALUATION DES C1IJES ANlIDELLES ET DECENNALES.

8.4.1.- Approche statiBtiCJ!le.

Il est possible d'évaluer le débit maximal des crues exceptionnelles

en ajustant une ou plusieurs lois de distribution à deux éohantillons différents :

- d'une part les débits maximaux annuels

- d'autre part l t ensemble des crues observées pendant les quatre années

d'étude.

8.4.1.1.- Débits maximaux annuels.

La station 5 fonctionne depuis 1965 i aveo l'année 1977 on possède

donc un échantillon de 13 valeurs. En fait des lacunes dans les observations

(1965 et 1971) ramènent cet éohantillon à 11 valeurs données dans le tableau

ci-dessous.

Année' • SAnn • : Débit~N° Débit· N° • ee: •.. • :• •107 ~1 1977 202: 7 z 1966 1

2 183 .: 8 • ..1973 • 1972 • 102'. .. Z• •

) 3 1976 182: 9 : 1969 : 99,9174 ·s : ..

) 4 1974 10 1967 • 76 ,0) : : :

5 : 1970 128 .: 11 .• 1968 z 75,5•6 · 1 : :• 1975 121( • : : 1 •••

( : : : 1 1

A cet échantillon on a ajusté trois distributions différentes :

- loi de Pearson III

- l'oi de Goodrich

- loi de Galton

•••

- 101 -

Les résultats sont donnés dans le tableau ci-dessous :

REœRRENCE

aoODRICH

GAL'IDN

PEAROON

2

129

129

127

5

171

169

166

10

193

192

188

20

211

211

209

232

233

233

100 <

246

249

250

8.4.1.2.- Ensemble des crues observôes de 1972 à 1916.

Pour cette étude on a pris trois échantillons différents correspondant

à toutes les crues observées pendant la période d'étude pour lesqUSlles le débit

maximal était supérieur à une valeur limite donnée. Certaines crues partiellement

enregistrées ont été reconstituées. A ces trois échmtillons tronqués, on a adopté

une loi de OOODRICH et une loi de GALTON. Les résultats sont portés dans le tableau

ci-dessous. QT désigne le seuil de troncature adopté en m3/s et N le nombre total

de variantes dans cet échantillon.

f;: N ~~: 2 5 10 20 50 100)

: LOI :_ --··60 125 150 184 209 233 265 290· 15630 49 Goodrich · 127 194 223 2.53 293 323

70 18 125 152 189 217 246 285 315·-- ·-: :

20 · 60 126 184 287 390 519 749•· • 268:IJ • 49 • Galton 109 147 210 335 448· -1 •70 1 18 • 105 132 168 198 229 275 312•

a ••

Dans les trois modes de calcul, la loi de Goodrich donne des valeurs

assez semblables quelque soit la taille de l'échantillon contrairement à la loi

de Galton pour laquelle les débits calculés pour une fréquence donnée sont asoez

dispersés. Cormne les résultats sont très peu influencés par le choix du seuil de

troncature, on retiendra donc les valeurs obtenues par l'ajustement de Goodrich.

- 102 -

On rel.1at'que que ies débits calculés par cette méthode sont systémati­

quement plus forts, pour une f:réquenoe donnée, que ceux déterminés au paragraphe

précédent sur un échantillon de débits maximaux annuels. En fait, il est très

probable que ce dernier échantillon ne roprésente qu 'imparfnitem()nt la population

réelle. En effet, le limnigraphe n'a été installé à la station 5 que le 5 mars 1970.

Pendant toute la période précédente, de 1965 à 1970, les relevés effectués à heures

fixes, deux fois par jour, par un observateur, sur une échelle limnimétrique.

Comme la plupart des crues ont lieu au cours de la nuit, il est :togique de penser

que l'observateur avait très peu de chance de se trouver sur place au moment du

passage do la pointe de crue. La probabilité est donc assez fort(l pour que certains

maxima ne oorrespondent pas au plus fort débit de pointe annuel nais à une crue

de moindre importance ou à un point situé sur la courbe de mont ée ou de descente

do la crue maximale annuelle.

Sur le tableau du paragraphe 8.4.1.1., on s'aperçoit d'ailleurs que les

crues annuelles correspondent à la période 1965-1969 occupent quatre des cinq

dernières plaoes dont les trois dernières. L'étude statistique portant sur un

échantillon qui ne représent e qu ,approximativement la populat ion, donne donc

des résultats erronés et il est préférable de retenir les valeurs obtenues à

partir des débits de pointa observés aU oours de la période 1972-76.

- débit maximal annuel 125 à 130 m3/s

- débit maximal décennal 210 à 225 m3/s

8.4.1.3.- Lames ruisselées.

Une étude identique a été faite sur un échantillon de lames ruisselées

observées pendant la m~me période d'étude. Trente six valeurs supérieures à 7 mm

ont été retenues. Les résultats obtenus en ajustant à cette distribution une loi

de GOODRICH et une loi de GALTON sont reportés dans le tableau ci-dessous.

( RECURRENCE: 1 2 5 10 ~J 50 100

~•• _.----:

Goodrich • 29,1 36,8 47,5 55,8 64 'J, 75,9 84,8• ,--Galton : 18,3 26,7 41,0 54,5 70,9 97,6 122,4••

:

Pour les m~mes raisons que celles énoncées ci-dessus on ne retiendra

que les valeurs données par la loi de Goodrich.

•••

- 103 -

8.4.2.- Estimation à nartir de la relation averse-lame ruisselée.

Si l'on conna!t la hauteur moyenne de l'averse de fréquenoe donnée

on peut déduire les caractéristiques de la crue de mt:lme fréquenoe à partir

de l'étude du ruissellement faite au paragraphe 8.3.

On se limitera aux crues de fréquences annuelle et décennale.

L'étude de la pluviométrie faite au chapitre 2 permet de déterminer

l'averse ponctuelle qui multipliée par le coefficient d'abattomel1"t. a.pproprié

donnera la hauteur de l'averse moyenne. Celle-ci reportée sur la courbe de la

figure 90 permet d'obtenir la hauteur de la lame ruisselée et donc le volume

de la oru.e. On supposera que l ~averse tombe dans les m~mes oonditions de saturation

que celles qui ont permis de tracer la oourbe de variation de la lame ruisselée

en fonction de l'averse causale; ces conditions de saturation étant représentée

par l~indioe d'humidité et le débit do base (Ih lOI 41 QB = 1,«> m3/s).

Il oonvient ennuite de déterminer les caractéristiques de 1 'hydrogramme

de crue. Les très fortes crueS étant issues d'averses complexes, leur hydrogramme

est donc le transformé de 1 'hydrogramme moyen, défini au paragraphe 8.3.3., par

translation et homotéthio. La mauvaise répartition spatiale des pluviographes

journaliers ne permettant pas de conna!tro avec préoision la forme des hyétogrammes

des averses, il a donc été impossible do rechercher une fonction de transfert du

m~me type que oelle qui a été calculée pour les bassins 1, 2 et 4. Il est donc

préférable de raisonner sur les hydrogrammes des très fortes crues. Pour cela,

on a sélectionné les 16 plus fortes crues observées au cours de la période 72-76.

Leurs caractéristiques sont reportées dans le tableau 8.12. Afin de se placer dans

des conditions homogènes pour lesquelles le ruissellement est généralisé sur l'en­

semble du bassin, on a éliminé les petites crues adventices co qui explique que

los caractéristiqlles données dans le tableau 8.12 peuvent ~tre différentes de

celles données dans les tableaux 8.2 à 8.7 en annexe.

Le temps de base varie de 14 h à 20 h avec pour moyenne 16 h 20. On peut

donc estimer que pour les averses de fréquences annuelle et décennale, le temps de

base sera d'environ 16 heuros. Comme coefficient de forme 0( , on prendra la valeur

moyenne obtenue pour les 16 crues soit 3,16.

Les caractéristiques de l'hydrogramme moyen des fortes crues permettent

ensuite de déterminer le débit maximal ruisselé auquel on ajoute le débit de base

pour avoir le débit max:i.mal total.

8.4.2.1.- Crue de fréquence annuelle.

L'averse ponctuelle de fréqllenoe annuelle a une hauteur de 84 mm. Pour

un bassin de 90 Km2, la relation proposée par G. VILLAUME (cf. paragraphe 2.3.3.2.

et bibliographie) donne un coefficient d'abattement compris entre 79 %ct 83 ~~.

Dlaprès l'étude de l'abattement sur les bassins nO 1, 2 et 4 faite au chapitre 2,

ce coefficient serai.t de 91 1~ environ. On prendra finaJ.ement une valeur moyenne

de 8.5 %. Dans co cas la pluviométrie moyenne est de 71,4 mm qui correspond d'après

r,

TABLEAU 8.12. BASSIN N° 5 - CARACTERISTIqJES DES TRES FORTES CRlJES

~: • • 1 • · • •

Qr/Hr •Date • Hr • Qr Q1; • Tm • T1J • -4. • · Pm., • • • · · • · ·• • • • • · • •'. · · • z • •• • • • • ·( 3 • 12.11.72 1 15,0 '. 73.5 74.6 '. 4 h 45 • 17 h 00 · 3,32 · 4,90 ·• • • • • • ·

i..

16.4.73• ': 181.1 182.5 '. • 16 h 30 • 3.67 • •

19 · • 32.3 • 4 h 30 • • • 5.57 • 94.2': '. 1 '. '. · '. :23 29.4.73 • 15.3 92.7 94.8 • 4 h 00 • 14 h 45 • 3.57 · 6.06 55.0: 7.12.73 1 : '. '. : '. •

39 21.6 93.6 95.8 • 5 h 05 • 17 h 25 3.02 • 4.33 • 69.2'. • • : : 1 • :• .' • •1 .' 2.1.74 1 16.2 · 78.2 79.1 • 4 h 50 • 17 h 10 · 3.32 · 4.83 60.9.' • • · • ·2 ,. 4.1.74 : 15.1 • 77.8 ., 80.1 2 h 55 · 16 h 50 · 3.47 • 5.15 • 47.8• • • • • · •

14 : 5.3.14 · 18.6 • 80.7 · 82.1 5 h 00 · 18 h 00 • 3.12 : 4.34 · 70.7• • • • • •22 4.4.74 · 38.5 170 · 174.1 6 h 30 '. 20 h 00 · 3.26 · 4.42 · 116.1• • • · • • -"

24 '. 12.4.74 • 27.1 • 122.7 · 126.4 5 h,20 • 17 h 30 • 3.17 • 4.53 • 73.6 0• • • • • • • • ~

26 '. 14.4.74 • 16.3 • 90·5 • 94.8 3 h 30 : 15 h 00 • 3.33 5.55 • 45.1• • • • • · 1· • • • • • · ·15 · 2.3.75 '. 27.9 • 115.7 • 118.4 5 h 30 • 18 h 30 • 3.07 • 4.15 • 83.5• · · · •• : 86.0 88.3 18 h 00 • • 3.81 • 78.416 · 7.3.75 22.6 • • 4 h 50 2·74· • · · '. · '. •19 • 2.4.75 • 28.9 • 114.7 • 117 .8 5 h 00 • 15 h 00 • 2.38 • 3.97 • 86.1· : • • : 1 '. •20 • 2.4·75 18.7 • 113.7 • 121.2 4 h 00 14 h 00 3.40 • 6.08 • 45.8· '1 • • : z · • ·· • • · • •20 21.4.76 '. 35.5 177.5 • 181.8 • 5 h 40 · 15 h 30 • 3.10 · 5.00 · 88.7'. • • · · · •22 · 26.4.76 : 15.9 • 69.1 · 71.6 • 4 h 15 • 15 h 15 1 2.65 • 4.35 40.0• • • • • •

: • · · : · · • •• · • • · • ·

105 -

le graphique 90 à une lame ruisselée de 27,5 mm ct à un coefficient de ru.issellement

de .38 ,5 p~. En prenant comme temps de base T:B • 16 et coeffici.ent de fonne~ = 3,16,

le débit ma.xi.mal ruisselé sera de 136 m3/so Le débit de base au IOOment du passage

du maximum étant de 2 à 3 m3/s, le débit maximal de la crue de f'réquence annuelle

Bera donc de 135 m3/s environ.

8.4.2.2.- Crue de fréquence décennale.

L'averse ponctuelle de fréquence décennale a une hauteur de 130 mm. Le

coefficient d'abattement déterminé comme ci-dessus est d'environ 80 %, la hauteur

moyenne de l'averse est donc de 104 mm correspondant (cf. fig. 90) à une lame ruie­

selée de 51 mm et a un coefficient de ruissellement de 49 ~~. En prenant comme temps

de base de la crue et comme coefficient de fonne les valeurs données ci-dessus, on

obtient 1.Ul débit maximal ruissellES de 252 m3/s. Cette valeur est nettement supérieure

à celles calculées précédemment lors de l'étude statistiquo. Nous avons vu, en effet,

que celle-ci ne donnait que des ordres de grandeur du débit maximal par suite de la

petitesse de la taille des échantillons ainsi que de l'imprécision et des lacunes

dans le choix des variantes. Il est donc préférable, et ceci va dans le sens de la

sécurité, de retenir cette dernière estimation du débit maximal ruisselé. En ajoutant

à celui-ci un débit de base de 4 à 5 m3/s, on obtient donc un débit total maximal

pour la crue de fréquence décennale de 255 à 260 m3/s.

En conclusion, les caractéristiques des cru.es annuelles et décennales sur

le bassin nO 5 auront donc les valeurs suivantes :

( • lFREQPENCE • Pm Vr HI' Kr "t Cl(

~: qt·0•

~ Annuelle · 71 2 475 000 27,5 39 135 1500 3,46 )••

~( Décennale • 104 4 590 000 51 49 260 2900 3,46••

8.5.- ETUDE DES ETIAGES.

8.5.1.- Ecoulement de base.

Sur le tableau 8.16 qui regroupe les tennes du bilan hydrologi.<lUe do

surface, on trouvera la valeur de l'écoulement de base H:B exprimé en mm. Les résul­

tats IOOntrcnt que cet écoulement de base est particulièrement faible. La hauteur

de la lame d'eau bien que supérieure à celle du bassin nO 2 est cependant toujours

inférieure à celle du bassin nO 4. En fin do saison sèche, au cours du mois de se~

tembre 10 total du volume d'eaù écoulé à l'exutoire du bassin nO 5 est à peine

supérieur au volume écoulé à l'exutoire du bassin nO 4. Nous avions vu que la

quasi-totalité des réserves du bassin nO 4 provenaient, en fin de saison sèche,

de l'amont de celui-ci, on peut donc faire, la même remarque pour le bassin de

90 km2. L~éooulement de fin de saison sèche provient donc presqu~exclusivemant

des réserves d'eau acounru.lées dans la nappe de la zone des hautes collines gréso­

argileuses située à l'amont du baSsin.

Le volume d'eau restitué par la nappe est fonction directe de la

hauteur totale des pluies tombées au cours de la m~me période et contrairement

à ce qui se passe sur le bassin nO 1 où les réserves sont très importantes,

- 106 -

il est assez peu influenoé par les pluies des années précédentes. Le coefficient

d'écoulement de base varie pour ce bassin et pendant la période 1972-76 de 11,3 %à 15,4 ~~ avec une moyenne annueUe de 13 %. Pour les trois autres bassins ce coef­

ficient moyen est de 36 %pour le BV1, 5 %pour le BV2 et 22 %pour le BV4.

8.5.2.- Etude du tcrisscment.

L'étude du tarissement a été faite sur les débits observés depuis la

création de la station en 1965. On a tenu compte d'une part des débits moyens

mensuels de la saison sèohe (QMM) et d'autre part des débits moyens déoadaires

(Q!D) durant la mtme période. Les coefficients de tarissement K caJ.culés par

ces deux méthodes sont reportés dans le tableau 8.13 ci-dessous•

• 4. • ....Année K (~) • K (QMD)

1s_ o. .0:

1965 0.0119 1 0.0112 'l!ableau 8. 131966 0.014,3 1 0.01«>1967 0.0173 • 0.0167 COEFFICIENT DE TARI SSEMmT1968 0.0164 1 0.01641969 0.0312 1 0.02951970 0.0156 1 0.01641971 0.0268 1 0.03391972 0.0282 : 0.02811973 0.0296 : 0.03101974 0.0203 : 0.02191975 0.0149 : 0.01471976 0.0091 , 0.0131

Moy 0.0196 1 0.0206-(

l------,-:.~~~~~~-lLe coefficient de tarissement moyen est dono de 0,020. Sur le bassin nO 1

il était de 0,0125 et de 0,0072 sur le bassin nO 4.1

A la station 5, le tarissement est donc près de 3 fois plus rapide qu'à la station

1, et une fois et demi plus rapide qu'à la station 4.

En prenant comme débit au 1er juin, la moyenne des débits observés

chaque 1er juin depuis 1965, on peut caJ.cu.ler les apports de saison sèche (juin­

juillet-a.o11t-septembre) en l'abliJenoe de pluie comme ,cela a été fait au paragraphe

5.2.1.

La moyenne dos débits journaliers observés le 1er juin ost tic 0,435 m3/ rrtavec ùn..'coefficient de t aricsemant, do. 0,02. le volume éc)u1é au cours dos quatre

mois de saison sèche est donc de 1715000 m3 soit une lame de 19.1 mm. Pour les

qUatre années d'étude la moyenne est de 20,1 mm.

Afin de pouvoir comparer le tarissement sur les bassins nO 1, 2 et 4

on a regroupé dans le tableau 8.14 ci-dessous les valeurs caractéristiques de

saison sèche.

• ••

- 107 -

TABLEAU 8. 14

K S Juin Juil. Aont Sept. Oct.: Volume Hss: Qss-_...... '__- --- ------ --_:_--- _&_--~ BV1 0.0072: 0.077 0.062 0.050 0.040 0.032: 540 000 166: 0.051(BV4 0.0125: 0.147 0.101 0.069 0.047 0.032: 795 000 45.4: 0.075

~ BV5 0.0200: 0.435 0.239 0.128 0.069 0.0)8 :1715 000 19.1: 0.163

qss

15.7

4.29

1.81

D~lS ce tableau K est le coefficient de tarissement. Les cinq colonnes

suiv~tes représentent le débit théorique au premier jour du mois correspondant.

Chacun de ces débits a été obtenu à partir de la moyenne des débite observés le

1er juin at la courbe de tarissement Q = Qo exp (- kt). Le volume est celui des

apports totaux de r:aison sèche en l'absence de pluie, HSS étant la lame d'eau

correspondante. Enfin QSS est le débit moyen de saison sèche en m3/s et qss le

débit spécifique moyen de saison sèche.

On remarque dono qu'en l'absonoe de pluie, le débit au premier octobre

est identique à la station 1 et 4 ct à peine supérieur à la station 5. Ceci montre

bien qu'en fin de saison sèche, l'écoulement provient presqu'uniquement des réserves

accumulées à l'amont du bassin.

8.6.- ETUDE DES MODULES.

Depuis 1965 nous possédons 13 ~ées de relevés avec quelques lacunes

en 1965 ct 1971. Les débits moyens mensuels correspondant à cette période sont

donnés dans le tableau 8.15. Le module moyen annuel est de 1,56 m3/s. On remarque

que les modules de 1966 et 196:T sont particulièrement élevés. En fait, ils corres­

pondent à deux ~ées particulièrement pluvieuses pusqu'à MINDOULI il est tombé

respectivement 1715 mm et 1743 mm. Cependant il est fort possible que les débits

mensuels du dernier trimestre de 1966 et 1967 soient surestimés, en particulier

novembre 1966 et 1967 et décembre 1966.

Une étude ctatistique de cet échantillon de modules dorme les débits

caractéristiques suivants &

crue bi~uelle•••••••••••••••••••• 1,45 m3/s

crue quinquennale •••••••••••••••••• 1,91 m3/s et 1,08 m3/s

crue décennale ••••••••••••••••••••• 2,21 m3/s et 0,941 m3/s

crue vingtennale••••••••••••••••••• 2,68 m3/s et 0,841 m3/s

•••

COMBA STATION 5 TABLEAU 8. 15.

DEBITS MOYENS MENSUm..S ET ANNUELS

• ·• Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Aotlt Sept. Oct. Nov. Déc. • Année.. •• •: ·•

1965 : - 1.14 1.88 1.42 1.52 0.559 0.287 0.197 0.137 0.227 1.74 2.66 : ( 1.01)"1966: 5.42 2.85 4.12 5.55 3.18 0.672 0.338 0.214 0.139 0.810 6.93 6.35 : 3.051967 : 3.08 2.57 5.10 1.53 2.80 0.953 0.345 0.202 0.199 2.01 6.70 1.41 2.241968 :: 3.«> 4.24 2.73 L.05 1.15 0.339 0.205 0.107 0.075 0.456 2.28 4.81 1.99

~1969 -: 1.06 0.716 0.935 7.95 1.39 0.652 0.332 0.079 0.037 0.947 4.62 2.74 1.791970 : 0.782 7.11 . 0.676 1.39 0.768 0.170 0.132 0.081 0.050 0.046 1.66 2.29 1.26'1971 -: ~160 0.309 0.204 - - - 0.037 0.010 0.007 0.451 2.28 1.52 (1.06)1972 : 1.62 0.188 0.281 4.00 1.66 0.227 0.086 0.026 0.015 0.023 2.04 0.631 0.9001973 : 0.845 0.481 0.714 5.02 3.24 0.584 0.225 0.096 0.068 0.081 2.76 2.72 1. «>1974 : 4.49 1.63 2.49 6.06 1.00 0.383 0.216 0.111 0.069 0.080 1.95 0.854 1.611975 : 1.98 1.54 4.25 4.20 0.528 0.259 0.176 0.119 0.071 0.569 3.08 0.882: 1.471976 : 0.425 0.593 0.715 3.91 0.779 0.154 0.095 0.073 0.051 0.041 3.07 3.59 : 1.121977 : 3.90 0.756 1.92 1.62 0.431 0.227 0.111 0.069 0.039 0.316 4.19 2.74 : 1.37

· ·- • •MOY : 2.26 1.86 2.00 3.89 1.54 0.432 0.199 0.106 0.074 0.466 • 1.563.33 2.55 •· •- · •

.....oCP

1

- 109 -

Dans ce cas le débit de l'année 1966 a une récurrence do 42 ans et le

débit de l'année 1967 une récurrence de 8 ans.

Pour la période d'étude, les fréquences d'apparition dos débits sont les

suivantes:

1972-73 Q= 1,16 rn3/s fréquence · 1/3.8 année sèche•1973-74 Q = 1,83 m3/s fréquence • 1/3.9 année humide•

1974-75 Q = 1,33 m3/s fréquence • 1/2.5 année normale•1975-76 Q = 0,933 rn3/s fréquence • 1/10,5 année sèche•

Or nous avons VLl au paragraphe 2.32 que les fréquences d ' apparition de

la pluviométrie annuelle sur les bassins 1, 2 et 4 étaient ••

- procha.de la moyenne pour la saison 1972-73

excédentaire.:.décennalEf pour la saison 1973-74

excédentaire..: quinquennale. pour la saison 1974-75

légèrement inférieure. à la moyenne pour la saison 1975-76

On peut estimer qu'il en est de m8me pour la pluviométrie annuelle tombée

sur le bassin nO 5 et que les fréquences d'apparition des modules doivent correspondre

approximativement à celles de la pluviométrie annuelle. Ceci confirme ce que nous

disions précédemment à Savoir quo les débits mensuels du dernier trimestre de 1966

et 1967 sont surestimés. Sur les relevés limnimétriques on trouve en effet un grand

nombre de hauteurs très fortes correspondant à des débits élevés. Ceci est dn au

fait que la plupart des pointes de crues passent le matin entre 6 h et 9 h. Le débit

moyen joumaJ.ier étant le résultat de la moyenne des deux débits quotidiens observés,

il y a de fortes chances pour que l'un des deux soit très proche du maxinnun de la

crue et donc que la moyenne entra5:ne une surestimation du débit journalier.

Une rapide étude faite sur les fortes crues de la période 1972-1976 montre

qu'en prenant la moyenne des débits observés à 7 h et 19 h on obtient un débit jo~

nalier surestimé en moyenne de 25 %. Ce qui correspond pour le module annuel à une

surestimation de 8 à 10 %.

En tenant compte de ceci ainsi que de la pluviométrie mensuelle au poste

de Mindouli, les oœrrections faites sur les modules de 1965 à 1969 permettent de

calculer de nouvelles valeurs des modules pour des fréquences données 1

crue biannuello•••••••••••••••• = 1,40 m3/s

crue quinquennale•••••••••••••• = 1,75 m3/s

crue décennaJ.e ••••••••••••••••• = 1,95 rn3/s

crue vingténnàlc••••••••••••••• = 2,12 m3/s

•••

- 110 -

Dans ces conditions, les périodes de retour des débits moyans annuels

de la période 1972-76 sont ~

1972-73 z 3.6 ans année sèche

1973-74 z 6,2 ans année humide

1974-15 i 2,2 ans année normaJ..e

1975-76 . 9,7 ans année sèche•Cette distribution statistique des modules diffère encore notablement

de la distribution des hauteurs annuelles pluviométriques. En se référant à l'étude

faite sur les bassins nO 1, 2 et 4, il semblerait que le module annuel soit de 1,25

à 1,30 m3/s et le module déconnal de 1,90 rn3/s environ.

8.7.- BILAN HYDROLOGIQUE DE SURFACE.

Les tennes du bilan hydrologietUe mensuel sont portés sur le tableau 8.16.

Les notations employées sont identiques à oelles du chapitre 6.

Lo tableau 8.14 donne les tennes du bilan annuel pour le bassin nO 5

ainsi que pour les deux sous-bassins et le bassin principal. La période retenue

est l'année hydrologique qui commence au 1er octobre, à la fin de la grande saison

sèche, et se termine le 30 septembre.

C'est donc sur le bassin nO 5 quo l'écoulement annuel est le plus faible.

Il ne représenta an moyenne que 30 %de la pluviométrie alors <rue sur les autres

bassins ce coefficient d'écoulement est de 50 %(BV1), 35 %(BV2) et 37 %(BV4).

Afin de mieux comprendre les différences de comportoment entre chacun

des bassins, il est néoessaire d'examiner séparement les termes du bilan. Ceux-oi

sont reportés sur le gr8J)hique 92.

- Pluviométrie

En général la pluviométrie est toujours plus forte sur 10 bassin nO 1 à

l'amont du bassin prinoipal où les collines du plateau des cataractes sont très

arrosées. Cette pluviométrie va en décroissant au fur et à mesure que l'on se

déplace vers l'aval, si bien que les hauteurs annuelles sont toujours plus faibles

sur le bassin nO 5. Les bassins nO 1 et 4 ont une pluviométrie comparable avec une

hauteur moyenne intennédiaÙ'e entre celles des BV1 ot BV5.

Ruissellement

Le ruissellement sur 10 bassin nO 5 est comparable à oelui du bassin nO 4,

bien quo l'indice de pente soit beaucoup plùs fort sur ce dernier: 25,6 km contre

10,5 rn/km. En fait la perméabilité des terrains contrebalance l'effet de pente.

En effet, les terrains très impennéables du type de oeux rencontrés sur le BV2

se retrouvent en plus grande proportion sur le BVS que sur le BV4.

• ••

BILAN HYDROLOGI ÇPE MENSUEL

BASSIN N° 5 TABLEAU 8. 16

............

Janv. Fév.Déc. liara Avril Mai Juin Juil. Aoftt Sept.: Année: .

Nov.(( Oct.

1 1 P : - (310) 145.6 136.0 92.4 197.8 381.9 181.3 0 0 0 12.6 : 1457.6· HR : 0 41.5 8.0 13.9 5.0 11.9 105.1 56.1 0 0 0 0 : 242.1·: KR % • 0 13.4 5.5 10.2 5.4 6.0 27.7 30.9 - - - 0 • 16.6• •

)1912-13: HB • 0.1 17 .3 10.8 11.2 8.4 9.3 38.9 40.3 16.8 6.1 2·9 2.0 : 165.3•.. HE : 0.7 58.8 18.8 25.1 13.4 21.2 144.6 96.4 16.8 6.1 2.9 2.0 : 4:>7.4•: DE • - (251) 126.8 110.9 79.0 116.6 237.3 84,9 -16,8 -6,1 -2.9 10.6 :1050.2•· · ·• · •..~-p- 22.7 335.3 204.0 311.4 188.3 251.2 329.6 86.2 0 1 0.1 0.6 1.2 : 1136,6• .l-

I HR 0.3 10.9 45.2 83.3 11.5 41.7 114.0 1.4 0 0 0 0 : 314.3: KR % 1.3 21.1 22.2 26.8 6.1 16.2 34.6 8.6 - 0 0 0 : 21.6

1973-14: HB 2.1 8.6 35.1 50.3 32.3 32.4 60.5 22.4 11.0 6.4 3.3 2.0 : 267.0· HE 2.4 19.5 80.9 133.6 43.8 74.1 174.5 29.8 11.0 6.4 3.3 2.0 : 641.3•· DE 20.3 255.8 123.1 171.8 144.5 183.1 155.1 56.4 -11.0 -6.3 -2.1 -0.8

: 1095 .3j•• ••: p 98.9 205.2 214.4 194.8 183.9 318.4 286.1 61.1 0.5 0 0 0.2 : 1570.1: HR 0.5 40.5 4.1 30.1 16.4 84.2 75.8 0.8 0 0 0 0 : 252.4: KR % 0.5 19.7 1.9 15.5 8.9 26.4 26.4 1.2 0 - - 0 • 16.1•

1914-15: HJ3 1.9 15.6 21.3 28.8 25.0 42.3 45.2 14.9 1.5 5.2 3.6 ~.o : 213.3: HE 2.4 56.1 25.4 58.9 41.4 126.5 121.0 15.1 1.5 5.2 3.6 2.0 : 465.1 é• DE 96.5 149.1 189.0 135.9 142.5 191.9 165.1 51.4 -1.0 -5.2 -3.6 -1.8 :1104.4 é) •· •• •

p 171.6 344.7 129.7 - 76.0 122.4 132.3 296.5 79.8 : 1359.0• • 0 0 0 -· •: HR • 9.8 52.7 6.8 3.9 7.1 9.1 73.4 5.7 0 0 0 0 : 168.5•: KR % .. 5.5 15.3 5.2 5.1 5.8 6.9 24.8 7.1 - - - - · 12.4• •

1975-76: lIB • 6.5 36.0 19.4 8.7 8.8 12.2 39.2 17 .5 4.4 2.B 2.3 1.5 : 159.2•: HE ·0 16.3 88.7 26.2 12.6 15.9 21.3 112.6 23.2 4.4 2.8 2.2 1.5 : 321.7•· DE • 161.3 256.0 103.5 63.4 106.5 111.0 183.9 56.6 -4.4 -2.8 -2.2 -1.5 :1031.3• ·• · ·· · ·

BASSINS VERSANTS DE LA COMBA

BILAN HYDIDUlGIQUE ANNUELTABLEAU 8.17.

.~• · •

~1972-1973 • 1973-1974 • 1974-1975 • 1975-1976'. ". ".• • •

BV2 BV4 BV5 : BV1 BV2 BV4 BV5 & BV1 BV2 BV4 BV5 BV1 BV2 BV4 BV5". ".• • •". '. ·• · •

p t 1585 14$K) 1567 1458 ": 1950 1815 1852 1737 : 1699 1664 1619 1570 ". 1399 1470 1410 1359•". ". '. ".• • • ·HR" 186 229 242 : 283 401 374: 201 531 257 252 : 140 378 230 169

KR 11.7 14.6 16.6: 14.5 21.7 21.5 : 11.8 31.9 15.9 16.0: 10.0 25.7 16.3 12.4

RB 574 309 165: 747 512 267: 675 105 351 213 : (664) 70 252 159·KB 36.2 19·7 11.3 • 38.3 27.6 15.4 • 39.7 6.3 21.7 13.6 : (47.5) 4.8 17.9 11.7· ·• • ·HE 760 538 407 : 1030 913 641 : 876 636 608 465 : ~804) 448 482 328KE 47.9 34.3 27.9 : 52.8 49.3 36.9 : 51.6 38.2 37.6 29.6: 57.5) 30.5 34.2 24.1 ........

· 1096 : 1105 : (595)1\)

DE 825 1029 1051 • 920 939 823 1028 1011 1022 928 1031 1•· • •HSS 156 52.3 28.4 : 177 50.7 22.7 : 165 0 44.9 18.3 : (178) 0 20.1 10.9KSS 9.8 3.3 1.9 : 9.1 2.7 1.3 : 9.7 0 2.8 1.2 : (12.7) 0 1.4 0.8

· •· •

- 113 -

- Ecoulement de base

En moyenne l'écoulement de base du BV5 se situe entre celui du BV2 et

celui du BV4. Nous avons déjà vu qu'en saison sèche, la quasi-totaJ.ité des apports

aux exuto ires des bassins nO 4 et 5 provient de l'amont (BV1). La zone conoernée

correspondant à environ 30 %du BV4 ne correspond donc qu'à 6 %du BV5, pourcentage

auxqu,els il faut ajouter la région du mont de COMBA et le sud-est du grand-bassin

sur le versant nord du plateau des cataractes. La totaJ.ité de cette zone où sont

stockées les réserves no représente pas plus de 15 %de la superficie du bassin.

Cette zohe gréso-argileuse relativement perméable favorise l'infiltration au

détriment du ruissellement. Ce phénomène est accentué par la présencè de la fcr@t

galerie dans les talwegs et sur le flanc des collines. Ceci se traduit par des

variations importantes du coefficient d'écoulement de base de chacun des bassins,

le plus fort étant celui du BV1 qui varie autour de 40 %, ensuite on trouve 20 à

25 %pour le BV4, puis 10 à 15 y~ pour le BV5 et enfin environ 5 à 7 %pour 10 sous­

bassin nO 2 entièrement situé sur des terrains schisto-calcaires très imperméables.

Ecoulement total

Sur les bassins 4 et 5 les proportions du ruissellement et de l'écoulement

de base par rapport à l'écoulement total sont inversés. Pour le BV4 l'écoulement de

base représente 56 %de l'écoulement total, alors que sur le BV5 on retrouve un

pourcentage identique pour le ruissellement. Ces chiffres sont d'ailleurs assez

constants puisque ces pourcentages varient de 52 à 58 %pour les deux bassins.

Sur les deux autres bassins, on retrouve encore cette régularité dans

les proportions (hors misI' année 1975-76 où les débit s de base du BV1 sont sures­

timéo cf chapitre 6) qui sont d'ailleurs elles aussi inversées, mais avec une ampli­

tude beaucoup plus grande. Pour le BV1 l'écoü.lcrncrrt do hase rCdr..réfionte 75 %de

l'écoulement total alors que sur le BV2 c'est le ruissellement qui entre pour la

plus grando part dans l'écoulement total aveo une proportion de 84 %.

Les graphiques do la figure 92 montrent que c'est le BV1 qui est le plus

propice à l'écoulement et le BV5 le moins favorable. L'écoulement sur les bassins

2 et 4 étant comparable. Cette distribution est à rapprocher de celle de la hauteur

pluviométrique annuelle moyenne sur chacun des bassins.

D. D

- 114-

- Déficit d'écoulement et évapotranspiration réelle.

L'équation du bilan hydrologique peut s'éorire sous la forme simplifiée

suivante:

P co HE + EV + :::\-

Dans cette relation tous les termes sont exprimés en mm d'eau •

... P: hauteu;." pluviométrique

- HE : lame d'eau écoulfo à l'exutoire

- EV : terme qui intègre les évaporations physiques et physioJ ,)giquos et qui repr<!:-

sente approximativement l'évapotronspiration réelle ETR.

- DW : variation des réserves de l'eau dans le sol (stock do :.a nappe et humidité

du sol).

Si la variation des réserves est nulle au cours de la période, on peut

négliger le terme DW et l'équation du bilan devient donc P = H3 + EV ou P = HE + DE.

Dans ce cas particulier le déficit hydrologique ou Jéficit d'écoulement DE représente

donc l'évapotranspiration réelle.

Nous avons vu quo sur le petit sous-bassin BV2, le débit s'annule très

rapidement en l'absence de pluie. Los réserves sont donc négligeables et on peut

supposer quo leur variation est nulle sur une année hydrologique. Dans ces condi­

tions, l'évapotranspiration réelle est donc sensiblement égale au déficit d'écou­

lement. On pout faire la mt'ime hypothèse pour le grand bassin BV5 pour lequel les

réserves sont pratiquement épuisées au début de la saison des pluies, en octobre.

Pour ces doux bassins, l'évapotranspiration réelle aura donc une valeur moye:nne

annuelle voisine de 1050 r:;,l.

Sur le bassin nO 1 où les réserves sont particulièrement importantes

on ne peut pas émettre la mt1me hypothèse sur leurs variations. Les fluctuations

d'une année sur l'autre sont assez fortes et dépendent non seulement de la pluvio­

métrie de l'année an cours mais aussi de celle des années précédentes. D'après les

résultats obtenus de 1972 à 1975 (pour los raisons données précédemment l'année

1975-76 a été écartée), on peut estimer que le déficit d~écoulement moyen est

compris entre 800 et 850 mm. L'évapotranspiration réelle moyenne serait donc

inférieure de plus de 200 mm à celle des BV2 et BV5. Ceci provient d'une part

de la différence do perméabilité des sols et d'autre part du couvert végétal,

l'un et l'autre défavoriséillt les évaporations puro~2nt physiques.

...

- 115 -

Sur le BV4 l'évapotranspiration réelle moyenne bien quo plus faible que

oelle des BV2 et BV5, atteint oependant des valeurs beaucoup plus importantes que

oelles observées sur le BV1. On peut estimer qu'elle est voisine de 1000 mm.

Pour l'ensemble de la région, l'évapotranspiration réelle caloulée à

partir du déficit d'écoulement est donc voisine de 1050 mm à l'exoeption des zones

de hautes collines grésa-argileuses où l'ETR peut ~tre inférieure à 850 mm.

Bilan h..ydrologique de surface en année moyenne.

Le. tableau 8.17 regroupe les tennes du bilan hydrologiC(Ue de surfaoe

pour une année nnyenne sur chacun des bassins étudiés aveo les notations suivantes:

P = Pluviométrie en mm

HR = Lame ruisselée en mm

KR = Coefficient de ruissellement en %RB = Ecoulement de base on mm

IŒ = Coefficient d'écoulement de base en ~b

HE = Ecoulement total en mm

!CE = Coefficient d'écoulement total en %DE = Défioit d'écoulement assimilé à l'ETR en mm

KRE = Pourcentage du ruissellement - ~ dans l'écoulement total en %KBE = Pourcentage de l'écoulement de base dans l ~écoulement total en %HSS = Ecoulement pendant la saison sèche (juL'>l à septembre) en mm

KSS ~ HSS/P en %

- 116 -

BILAN HYDroLOGIQUE DE OORFACE

TABLEAU 8. 17

( • · ·BV1 • BV2 • BV4 · BV5

~• S &•• ·• ·

1P 1620 s 1560 1580 '. 1500•· :•

BR 200 • 445 250 · 240• •KR 12.4 28.5 15.8 · 16.0•

!'. s•

lIB · 590 85 340 s 190•KB • 36.4 5.5 21.5 • 12.7• •

• 1•HE · 790 530 590 • 430• •

~KE 48.8 34.0 37.3 28.7

~DE 830 1030 990 1070

~! KRE 25 84 42 56KBE 75 16 58 44

~

! HSS 155 0 : 45 20 lKSS 9.6 0 • 2.8 1.3•••

--_.~._....._-~-_ ..~........-.--_.....---~-._---- ,.., ..._-----,--_._-_._--~._-----

_____......__..., __~_.... ~:t.w'\1I!flIt:i ..

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DE LA COMBAl. ... '.!l. .... llllli ...le Oi. • ...._

BILAN ANNUEL--"'-...---_...~_N.......... ~.... ,,."'... "'" a

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300.1

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1000 .

900.\

~.OO.i700~

- 117 -

Anonyme - 1960 - Etude des crues décennales des petits cours d'eau traverséspar la ligne de chemin de fer CFOO-KBIN.DA.- ORSTOL

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