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De l'estimation des débits de crue...

Publié : mer. 11 févr. 2009 10:39
par patator
Salut à tous,
Bon, j’ai un p’tit coup de mou au boulot, là… :-" .j’en profite pour faire un petit laïus sur les débits de crue que peuvent générer nos chers canyons. Juste pour les curieux...
Une des formules magiques qui permettent de déterminer un débit de crue pour les petits bassins est ce que l’on nomme en hydrologie, « la méthode rationnelle », dont l’expression est la suivante :
Q=C.I.A/3.6
avec
Q : débit en m3/s
C : coefficient de ruissellement, soit le rapport entre ce qui ruisselle réellement lors d’une averse et la hauteur totale précipitée. C est compris donc entre 0 et 1
I : l’intensité de l’averse pluvieuse, en mm/h
A : la superficie de bassin versant drainé, en km²
A noter que l’intensité est calculée sur le temps de concentration du bassin tc, c'est-à-dire grosso modo, le temps que met la petite goutte qui tombe tout en haut du bassin pour atteindre l’endroit où l’on souhaite avoir le débit.
Il y a pas mal de formules pour estimer tc, mais en première approximation, on peut partir sur quelque chose de simple, en divisant le cheminement hydraulique le plus long (de la petite goutte) par une vitesse moyenne de 2 m/s.
Pour le calcul de l’intensité, on se base sur ce que l’on appelle les courbes Intensité-Durée-Fréquence (courbes IDF), de la forme suivante : I=a.t^-b avec a et b, coefficients de Montana.
Sans rentrer dans les détails, ces courbes sont issues de l’analyse statistique des données pluviométriques locales.
Tout ça, c’est bien beau, mais c’est un peu abstrait.
Prenons un exemple : le Llech
Il présente, au départ de la descente, les caractéristiques suivantes :
Superficie A du bassin : 17.3 km²
Longueur L du plus long cheminement hydraulique : 9400 m
Temps de concentration tc ; prenons L/2, soit 4700 s, soit encore 1.3 h
Pour un épisode de période de retour centennal (qui a donc une chance sur 100 de se produire par an), l’intensité sur tc est de l’ordre de 90 mm/h
En général, pour les crues de fréquence rare, le coefficient de ruissellement C est fort à très fort. Soyons optimiste, prenons ici C=0.6,
Sur la base de la méthode rationnelle, notre débit de crue est estimé à 260 m3/s.
C’est pas mal non ? Si l’on prend toujours une vitesse moyenne de 2 m/s, ça nous fait une section d’écoulement de 130 m². Par endroit, le Llech n’est pas très large, ça veut dire que le niveau d’eau peut grimper d’une dizaine de m en quelques instants….
Pour info, lors de l’Aiguat de 1940 dans les PO, les débits suivants avaient été estimés :
Cady, à Villefranche : 600 m3/s
Riuferrer, à Arles/Tech : 650 m3/s
Lentilla, à Vinça : 900 m3/s
La Coumelade, au Tech : 1000 m3/s
Pour ceux qui connaissent le coin, ces valeurs sont difficilement imaginables lorsque l’on voit la tête des cours d’eau… :shock:
Globalement, au-delà de ces débits, le truc vraiment utile pour nous, canyonistes, est peut-être l’estimation du tc : ça peut servir pour savoir si le cours d’eau réagit très vite ou non, et de quelle marge on peut disposer en cas d’orage imprévu pour sauver ses fesses…en même temps, connaître le débit potentiel peut éventuellement servir pour savoir le cas échéant à quelle hauteur il faut grimper pour être en sécurité.
Sur ce, je vous laisse, le travail m'appelle... :mrgreen:

Publié : mer. 11 févr. 2009 13:11
par Roro
:? #-o :-k

Publié : mer. 11 févr. 2009 13:42
par guigui
ça me semble beaucoup quand même, quand on voit que pour delester le verdon edf le passe à 90m3/s et le bassin est absolument gigantesque. je reste septique.

ça fait combien de baignoires?

Publié : mer. 11 févr. 2009 13:49
par Alban
600 m3/s ??? Pour donner une idée, c'est à peu près le débit du Rhône à Lyon ! alors dans un canyon, je vois pas trop comment ça peut passer...

Publié : mer. 11 févr. 2009 14:01
par franck74
Salut,

Plus d'infos sur les "Aiguats", si comme moi vous ne connaissiez pas le terme.

Si vous allez a l'aiguat de 1940, on parle de precipitations de ce type (1 a 2m par endroit ) :

"les pluies, évaluées comme suit à partir de trop rares mesures, et considérées comme une "anomalie fantastique" : du 16 au 20 octobre, 400 à 600 mm en Fenouillèdes (dont 200 à 300 le 17), 700 à 1000 mm sur le versant nord du Canigou (dont 600 à 700 le 17), 1200 à 1700 mm vers Saint-Laurent de Cerdans (dont 800 le 17) et 1200 à 2000 mm sur le flanc sud du Canigou (dont 700 à 1200 le17)";


http://pagesperso-orange.fr/raymond-mat ... aiguat.htm

A+

Publié : mer. 11 févr. 2009 15:19
par patator
Attention, les estimations précédentes sont basées sur des observations lors d'un épisode pluvieux exceptionnel. Certes, les débits semblent forts, mais ce sont des valeurs que l'on retrouve classiquement pour ce genre de cours d'eau en région méditerranéenne. Une estimation des débits de crue de fréquence rare, valable pour les BV ne dépassant pas 400 km², peut être réalisée à partir de la formule suivante : Q=30.S^0.75, Q étant le débit en m3/s et S la superficie du bassin versant en km². Cette formule est basée sur les retours d'expérience suite à des épisodes pluvieux importants. On arrive alors à des résultats assez impressionnants, mais tout à fait réalistes.
Après, il ne faut pas confondre lâcher de barrage et crue, ce n'est pas la même chose, même si des lâchers intempestifs peuvent être réalisés en période de crue.
Pour ce qui est du Rhône, il n'a pas le même fonctionnement hydrologique que le Cady par exemple. Il a des crues lentes, qui peuvent tout de même aller ou dépasser 10000 m3/s, alors que le Cady est soumis à des crues-éclair, brusques et très dévastatrices
Un autre exemple, le Gardon. Pour ceux qui le connaissent, en temps normal, le débit ne dépasse pas qq m3/s. En 2002, il a atteint les 7000 m3/s sur sa partie aval, et les niveaux ont par endroit augmenté de 15 à 20 m lors de la crue !
Je dis pas le nombre de baignoires que ça fait :mrgreen:

Publié : mer. 11 févr. 2009 16:15
par guigui
je conteste pas les calculs mais ça me semble quand même énorme. surtout quand une vésubie en crue (peira+bollène+planchettes+figaret+bagnolar+gourgas+imberguet+riosec+boreon+gordolasque) aurait été estimé entre 100 et 200m3/s lors des dernières grosse précipitations. ça me semble phénoménal d'imaginer le llech à plus de 200m3/s.

pour avoir vu amen en crue plusieurs fois (avec des précipitations de folie des fois) je pense pas que le débit dépasse les 10m3/s dans le pire des cas, pourtant le bassin est un véritable entonoir bien lisse, sans la moidre terre pour retenir quoi que ce soit.. et 10m3 c'est gigantesque!!

Publié : mer. 11 févr. 2009 16:21
par jc06
franck74 a écrit :1200 à 2000 mm sur le flanc sud du Canigou (dont 700 à 1200 le17)
plus d'un metre d'eau en un jour :shock: Ca devait faire au moins 10m de poudre en haut du Canigou \:D/

Publié : mer. 11 févr. 2009 16:30
par jc06
guigui a écrit :pour avoir vu amen en crue plusieurs fois (avec des précipitations de folie des fois) je pense pas que le débit dépasse les 10m3/s dans le pire des cas, pourtant le bassin est un véritable entonoir bien lisse, sans la moidre terre pour retenir quoi que ce soit.. et 10m3 c'est gigantesque!!
La, je pense que tu sous-estime. J'ai déja vu le ruisseau au bas de mon jardin, dont le bassin versant est ridicule, depasser les 10m3 (plus de 3m de large, 2m de profondeur, et une vitesse en surface de plus de 2m/s.
Mais ca c'etait quand il pleuvait fort, pas cette année :mrgreen:

Publié : mer. 11 févr. 2009 16:39
par patator
Le débit dépend de la taille du BV : 10 m3/s, c'est beaucoup pour un pissou qui fait moins de 0.5 km², mais pour un cours d'eau comme le Llech, d'une vingtaine de km², ça doit correspondre à la crue annuelle ou même pas. Je parle bien évidemment de nos cours d'eau dans la région LR. Dans le 06, les précipitations étant moins fortes, les débits diminuent logiquement.
Mais bon, de façon générale, c'est pas parce qu'un cours d'eau semble débonnaire en temps normal, qu'il ne peut pas se transformer en torrent en furie lors des crues. Je travaille dans tout ce qui est risque inondation, et je peux te garantir que souvent t'hallucines sur les dégâts que peuvent causer les cours d'eau. Alors plus de 200 m3/s dans le Llech, je pense que c'est tout à fait réaliste, même si a priori c'est difficilement concevable quand on en fait la descente !

Publié : mer. 11 févr. 2009 18:28
par guigui
franck, tes donnée sont quand même supérieure à celle d'un cyclone à la réunion source : http://pedagogie2.ac-reunion.fr/cotamar ... pluie.html

qui cite
24 Heures Foc-foc du 07 au 08/01/1966 1.825
pour les débits de crue du 06 j'ai trouvé ce doc : http://www.cg06.fr/culture/pdf/1-Eau-do ... atique.pdf

pour info le var a un bassin versant de 2 822 km et quand l'aeroport est passé sous l'eau Le plus fort débit instantané maximal enregistré a été de 3 770 m3/s, le 5 novembre 1994.

la tinée avec un bassin versant de 705km² a un débit maximal enregistré de 290 m3/s le 8 octobre 1977

la vésubie pour 348 km² avec débit journalier maximal de 200 m3/s enregistré à Saint-Jean-la-Rivière le 19 novembre
1970).

la roya 1130 m3/s le 1er octobre 1979 pour 461 km²

le cumul maximal enregistré sur 24h est de 200mm le 12 décembre 1957).

je persiste à rester septique sur les chiffres annoncés plus haut!!

Publié : mer. 11 févr. 2009 19:05
par patator
Concernant l'Aiguat de 1940, les précipitations tombées constituent un record européen, et c'est vrai que dans le coin, quand il pleut vraiment fort, on a rien à envier à la Réunion (plus de 600 mm dans l'Aude en 1999, près de 700 mm en 2002 dans le Gard, 900 mm sur l'Aigoual vers 1900)!
Tu peux comparer aux 200 mm dans le 06, c'est au moins 3 fois plus, donc ça influe forcément sur les débits.
Concernant les débits pour l'épisode de 1940, ils ont été estimés sur la base des niveaux de crue observés. C'est sûr que l'imprécision peut être plus ou moins importante, mais l'ordre de grandeur y est.
Un lien intéressant concernant l'épisode de septembre 2002 dans le Gard : tu verras l'estimation des débits et la superficie des bassins qui ont généré ces derniers !
http://www.shf-lhb.org/index.php?option ... 4_6_99.pdf

Publié : mer. 11 févr. 2009 19:31
par toutencanyon
patator a écrit :Concernant l'Aiguat de 1940, les précipitations tombées constituent un record européen, et c'est vrai que dans le coin, quand il pleut vraiment fort, on a rien à envier à la Réunion
As-tu déjà pris un orage à la Réunion ?

Publié : mer. 11 févr. 2009 19:36
par altisud
:D :D :D :D vous étes sûr de ne pas vous être trompé d'unité de mesure :mrgreen: :mrgreen: :mrgreen:


c'est pas en CM /cube en fait :-" :-"


sinon je vois pas comment une clue d'amen pourrai encaisser 200m cube

y a plus d'encaissement après ça je suis d'accord avec toi guigui

je remet mon petit lien de mon pote à 8000 m/cube au source du Nil hi hi hi je vous laisse imaginer les canyons

http://www.altisud.com/news/spip.php?article29

ps: c'est la deuxième

Publié : mer. 11 févr. 2009 19:38
par patator
toutencanyon a écrit :
patator a écrit :Concernant l'Aiguat de 1940, les précipitations tombées constituent un record européen, et c'est vrai que dans le coin, quand il pleut vraiment fort, on a rien à envier à la Réunion
As-tu déjà pris un orage à la Réunion ?
Quand j'y suis allé, j'ai pas eu cette chance :wink: !
Mais j'imagine bien à quoi ça peut ressembler... et un bon épisode cévennol doit être comparable (déjà, ça l'est en termes de cumul pluviométrique)...

Publié : mer. 11 févr. 2009 20:16
par guigui
entre les relevés cevenol et réunionnais il y a un peu le double :mrgreen: mais si on considère qu'il pleut 3 fois plus dans les po que dans le 06, ça met à niveau les 280m3/s pour 200 à 250km² de bassin d'alimentation, la végétalisation d'altitude étant assez comparable, on se retrouve quand même loin des 280m3 pour 25km². et si on considère 1200mm par jour on est à 6 fois plus donc ça tombe 120km² de bassin versant.

bon je file avant que d'autres bons en math arrivent, moi j'ai eu que 3,5/20 au bac...

Publié : jeu. 12 févr. 2009 11:53
par patator
Bon, il est vrai qu'il pleut beaucoup à la Réunion, mais quand je précise que nos épisodes cévennols sont comparables à ce qu'il y a là-bas, je veux dire que les cumuls observés dans la région pourrait très bien s'observer là-bas. Par exemple, la pluie journalière centennale sur la commune d'Entre-Deux, à la Réunion, est de l'ordre de 600 mm. Sur les contreforts des Cévennes, ça peut également dépasser les 600 mm. Donc c'est comparable, même si je reconnais que nos cumuls maxi par chez nous sont plutôt des cumuls mini à moyens à la Réunion.
Pour ce qui est des débits, as-tu regardé le document dont j'avais mis le lien ? Même si tu restes sceptique, les valeurs caractérisées sont issues d'analyse de terrain, donc sont établies sur une base solide.
Après, tant qu'on a pas vécu de visu de très grosses crues, ou bien qu'on n'a pas fait de terrain juste après, c'est toujours difficile de s'imaginer de telles valeurs de débits dans nos cours d'eau. Et pourtant...

Publié : jeu. 12 févr. 2009 12:10
par franck74
Salut,
franck, tes donnée sont quand même supérieure à celle d'un cyclone à la réunion source
Je ne suis pas du tout un specialiste, Guigui :wink:...et ce ne sont pas "mes" donnees. J'ai juste cherche sur le web, car je ne savais pas ce qu'etait l'aiguat.
Mais bon, la, on parle d'un evenement de type crue centenale (au moins), donc ca ne me parait pas completement delirant.

Un autre lien, qui montre que meme avec un petit bassin versant, les degats peuvent etre incroyables : http://vkoulinski.perso.infonie.fr/arbonne.htm
On parle de deplacement de bloc de 200m3 / 100T !!!

En fait, je serais tente de penser que c'est meme sur de petit bassin versant que tu as le plus de chance de voir des variations de debits considerables (en %). Je veux dire par la que si tu as un evenement meteorologique exceptionnel de type 1000mm d'eau / 24h, il y a quand meme des chances (au moins en metropole) qu'il soit "relativement" localise. Mais imagine 1m d'eau sur 10km2, ca fait 10 millions de m3 a evacuer. Si tu es juste sous le bassin versant (type Bourg Saint Maurice/ Arbonne), et que cela s'ecoule en ~24h "quasiment instantannement", ca fait deja 115m3/s !!

Si ton bassin versant est plus grand, je pense que : il n'est pas arrose uniformement, donc les parties moins ou pas arrosees contribuent peu. Les temps d'ecoulement vont etre differents d'un endroit a l'autre, donc je vois une crue moins "brutale" : plus lente a monter , plus lente a redescendre aussi. D'ou les debits "proportionnellement" moins extremes que tu as trouve pour les rivieres et fleuve du 06.

Bon, c'est avec les mains, mais j'achete les arguments de Patator. (pas trop cher quand meme...)

A+

Publié : jeu. 12 févr. 2009 12:12
par guigui
si! si! mécéoudoncquec'estgros

Image

après je conteste pas les chiffres du gardon ou des grosses rivières, c'est juste que ça me semble trop gros pour un si petit bassin dans le cas du llech ou du cady.

Publié : jeu. 12 févr. 2009 14:11
par patator
C'est K-Do, franck :wink: !
Et grosso merdo, sur le principe, c'est ce que tu expliques. Et les millions de m3, faut qu'ils s'évacuent ! Et ça se fera de façon plus ou moins brutale suivant la configuration du bassin versant.
Sinon, Guigui, c'est dans le 06, ta photo ?

Publié : jeu. 12 févr. 2009 15:23
par guigui
c'est la barbaira prise par un pote vendredi dernier au niveau de dolce aqua, c'est impressionnant, j'avais vu des traces de crues importantes mais pas à ce point là.

ce qui est fou avec ce vallon c'est que le niveau a du revenir à la normale depuis...

sinon j'ai vu ton document, et c'est vrai que les données sont impressionnantes.

Publié : jeu. 12 févr. 2009 18:58
par patator
guigui a écrit :c'est la barbaira prise par un pote vendredi dernier au niveau de dolce aqua, c'est impressionnant, j'avais vu des traces de crues importantes mais pas à ce point là.

ce qui est fou avec ce vallon c'est que le niveau a du revenir à la normale depuis...
C'est vrai que c'est impressionnant. Je ne connais mal la Barbaira à cet endroit, mais j'imagine que le niveau a dû monter facilement d'au moins 5 m, non ? Qu'est ce que ça devait être dans le canyon !

Publié : jeu. 12 févr. 2009 19:15
par guigui
j'ai du mal à imaginer, s'aurait été enorme d'avoir plus de photos surtout de l'encaissement

sinon en temps normal ça donne ça
Image

Publié : jeu. 12 févr. 2009 20:19
par nico06
je me permet juste une petite rectification
ce n'est pas la barbera , mais le torrente nervia qui passe sous le pont en faite c'est le collecteur de toute la vallée
en tout cas la photos elle fait pas rire #-o
=;

Publié : ven. 13 févr. 2009 00:40
par jc06
Debit approximatif ?