Hydrologie
Cheminements de l'eau

Sommaire et contenu du livre "Hydrologie - Cheminements de l'eau"

TABLE DES MATIÈRES Avant-propos III Remerciements VII Liste des sources des figures et des tableaux XV Liste des symboles XIX Introduction XXIII 1 Eau des bassins versants 1 1.1 Cycle de l'eau 2 1.1.1 Modélisation hydrologique 5 1.2 Bassin versant et réseau de drainage 6 1.2.1 Délinéation du bassin versant 6 1.2.2 Caractéristiques physiographiques 9 1.2.3 Caractéristiques du réseau hydrographique 12 1.2.4 Nature du sol et couverture végétale 14 1.3 Bilan hydrique 14 1.4 Activités proposées 19 1.4.1 Exercices de compréhension 19 1.4.2 Exercices pratiques 20 1.4.3 Lecture complémentaire 24 2 Atmosphère et hydrométéorologie 25 2.1 Chimie et physique de l'atmosphère 26 2.1.1 Composition chimique 26 2.1.2 Température de 1'air. 27 2.1.3 Couche d'ozone 29 2.1.4 Pression de l'air 30 2.2 Composantes énergétiques 31 2.2.1 Rayonnements solaire et terrestre 31 2.2.2 Effet de serre naturel et changements climatiques 37 2.2.3 Énergies sensible et latente 38 2.3 Vapeur d'eau 40 2.3.1 Calcul des paramètres de la vapeur d'eau .40 2.3.2 Distribution de la vapeur d'eau 45 2.3.3 Précipitation potentielle 46 2.4 Vents 48 2.5 Activités proposées 51 2.5.1 Exercices de compréhension 51 2.5.2 Exercices pratiques 52 2.5.3 Lecture complémentaire 54 3 Précipitations 55 3.1 Mécanique des précipitations 56 3.1.1 Processus enclencheurs de précipitations 56 3.1.2 Mouvements de masses d'air humide 59 3.1.3 Classification des régimes de précipitations 65 3.2 Instrumentation au sol 67 3.2.1 Précipitations liquides 68 3.2.2 Précipitations solides 70 3.2.3 Causes d'erreurs 70 3.2.4 Réseaux de stations de mesure des précipitations 71 3.2.5 Techniques de mesure indirecte 73 3.3 Interprétation préliminaire des données de précipitation 74 3.3.1 Hyétogral1lIl1e 74 3.3.2 Données manquantes 75 3.3.3 Homogénéisation 76 3.4 Précipitation moyenne sur un bassin versant.. 78 3.4.1 Méthode de la moyenne arithmétique 79 3.4.2 Méthode des polygones de Thiessen 80 3.4.3 Méthode des isohyètes 81 3.4.4 Autres méthodes 84 3.5 Hyétogral1lIl1es synthétiques 84 3.6 Activités proposées 88 3.6.1 Exercices de compréhension 89 3.6.2 Exercices pratiques 90 3.6.3 Lecture complémentaire 95 4 Écoulements 97 4.1 Parcours terrestre de l'eau 98 4.2 Eau des sols 101 4.2.1 Caractérisation des sols 102 4.2.2 Équation de Bernoulli 104 4.2.3 Expérience de Darcy 107 4.2.4 Infiltration, percolation et redistribution III 4.3 Modélisation de l'infiltration 114 4.3.1 Modèles de pluie nette 114 4.3.2 Modèle empirique de Horton 119 4.3.3 Modèle de Green et Ampt.. 121 4.4 Eaux souterraines 125 4.4.1 Écoulements non confinés 127 4.4.2 Essais de pompage 131 4.4.3 Nappes de bord de mer 136 4.5 Mesure de l'écoulement dans les cours d'eau 138 4.5.1 Mesure instantanée 138 4.5.2 Mesure en continu 142 4.6 Activités proposées 144 4.6.1 Exercices de compréhension 145 4.6.2 Exercices pratiques 147 4.6.3 Lecture complémentaire 152 5 Neige au sol 153 5.1 Accumulation 154 5.1.1 Caractéristiques physiques 155 5.1.2 Paramètres descriptifs 157 5.1.3 Sublimation et redistribution 158 5.2 Fonte de neige 161 5.2.1 Bilan énergétique 163 5.2.2 Degrés-jours 168 5.3 Parcours terrestre de l'eau de fonte 169 5.4 Activités proposées 170 5.4.1 Exercices de compréhension 171 5.4.2 Exercices pratiques 172 5.4.3 Lecture complémentaire 174 6 Estimations statistiques 177 6.1 Données hydrologiques 178 6.2 Notions de probabilités, de statistique et de risque 180 6.2.1 Fonctions de fréquence et de probabilités 182 6.2.2 Période de retour 186 6.2.3 Risque hydrologique 187 6.3 Paramètres statistiques 189 6.3. 1 Moments ordinaires 189 6.3.2 Moments linéaires 191 6.4 Ajustement de fonctions de distribution communes en hydrologie 192 6.4.1 Distributions normales 192 6.4.2 Distributions de Pearson de type III 195 6.4.3 Distributions des valeurs extrêmes généralisées 197 6.5 Qualité de 1'ajustement 200 6.5.1 Diagramme de moments linéaires 200 6.5.2 Fonctions de distribution de probabilité empiriques 201 6.5.3 Inférences statistiques 204 6.6 Intervalles de confiance pour les quantiles 209 6.7 Compléments statistiques reliés aux extrêmes 213 6.7.1 Méthode du renouvellement 213 6.7.2 Analyse régionale 215 6.7.3 Choix des méthodes pour l'analyse de fréquence des crues 219 6.7.4 Étiages et autres débits extrêmes 220 6.8 Cas d'application aux précipitations 221 6.8.1 Quantiles de précipitations 222 6.8.2 Courbes intensité-durée-fréquence 224 6.9 Activités proposées 225 6.9.1 Exercices de compréhension 225 6.9.2 Exercices pratiques 227 6.9.3 Lectures complémentaires 230 7 Modélisation événementielle des crues 231 7.1 Temps de concentration 232 7.1.1 Temps de concentration de bassins versants naturels 233 7.1.2 Temps de concentration de bassins versants urbanisés 236 7.2 Estimation du débit de pointe par la méthode rationnelle 239 7.2.1 Méthode 239 7.2.2 Coefficient de ruissellement.. 240 7.2.3 Intensité de précipitation 241 7.3 Modélisation averse-crue par hydrogramme unitaire 243 7.3.1 Éléments d'un hydrogramme 244 7.3.2 Séparation d'un hydrogramme 246 7.3.3 Construction d'un hydrogramme unitaire 249 7.304 Limites d'applicabilité des hydrogrammes unitaires 254 7.3.5 Hydrogrammes synthétiques 255 704 Méthodes hydrologiques de propagation d'ondes de crue 257 704.1 Méthode hydrologique en réservoir 260 704.2 Méthode hydrologique en bief.. 271 7.5 Transferts de données entre bassins voisins 276 7.6 Activités proposées 277 7.6.1 Exercices de compréhension 277 7.6.2 Exercices pratiques 278 7.6.3 Lecture complémentaire 288 8 Évaporation et évapotranspiration 289 8.1 Processus physiques 293 8.1.1 Évaporation 293 8.1.2 Transpiration 294 8.1.3 Évapotranspiration 295 8.104 Répartition géographique 296 8.2 Estimation par bilan hydrique 298 8.2.1 Bac évaporatoire 299 8.2.2 Évapotranspiromètre 301 8.3 Estimation par bilan énergétique 303 8.3.1 Description du bilan 303 8.3.2 Rayonnement incident de courte longueur d'onde 309 804 Estimation par la méthode de l'advection turbulente 310 8.5 Estimation par transfert de masse 313 8.6 Estimation par une approche combinée 314 8.7 Estimation empirique 318 8.8 Activités proposées 319 8.8.1 Exercices de compréhension 319 8.8.2 Exercices pratiques 321 8.8.3 Lectures complémentaires 323 9 Exploitation des eaux de surface 325 9.1 Réalisation de projets 326 9.2 Exploitation des eaux de surface 328 9.2.1 Réservoirs et ouvrages de contrôle 328 9.2.2 Ouvrages hydroélectriques 337 9.2.3 Occupation du territoire 339 9.2.4 Changements climatiques 342 9.3 Modèles de bassins versants 347 9.3.1 Description 347 9.3.2 Outil de support: les systèmes d'information géographique 352 9.3.3 Outil de support: la télédétection 354 9.4 Activités proposées 360 9.4.1 Exercices de compréhension 360 9.4.2 Exercices pratiques 361 9.4.3 Lecture complémentaire 364 Annexe 365 Bibliographie 371 Index 383