1 TUE504 - hydraulique fluviale : objectifs du cours Planning TD2

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TUE504 / hydraulique fluviale 0 / 1
Philippe Belleudy – 12-2005
TUE504 - hydraulique fluviale : objectifs du cours
la rivière, le BV, les ouvrages à surface libre
un partenaire incontournable des eaux souterraines
description des écoulements à surface libre
les outils de l’hydraulique fluviale
transport solide et morphologie fluviale
problèmes courants en ingénierie fluviale
risque inondation
comprendre le fonctionnement
aborder des études modestes
Planning
mardi
6 décembre
de la pluie au débit
les écoulements à surface libre
mardi
13 décembre
ondes et crues
méthodes et outils
mardi
20 décembre
transport solide et morphologie fluviale
mardi
3 janvier
TD 1 : MapInfo + HEC-RAS + GR4
mardi
10 janvier
+ GER
mardi
10 janvier
risque inondation:
caractéristiques et méthodes
TD2 : MapInfo + HEC-RAS + GR4
mardi
17 janvier
TD 3 : MapInfo + HEC-RAS + GR4
exam
1
biblio
G. Remenieras, 1960, L’hydrologie de l’ingénieur, Eyrolles
Carlier, 1972, Hydraulique générale et appliquée, Eyrolles
Ven Te Chow, 1959, Open-channel hydraulics, McGraw-Hill
Henderson, 1966, Open channel flow, Macmillan
W. Graf, 1996, Hydraulique fluviale, tomes 1 et 2, presses universitaires
de Lausanne
http://www.cig.ensmp.fr/~hydro/
banque hydro
http://hydro.rnde.tm.fr/accueil.html
hydrométrie
http://www.grese.ch/Art_Tech/A_mes_debit.htm
USGS
« hydrologie » urbaine
http://www.enpc.fr/cereve/HomePages/tassin/hydurb00/
instructions techniques: http://www.infotheque.info/ressource/862.html
hydraulique fluviale (0)
de la pluie au débit
hydraulique à surface libre
quelques outils
comment caractériser « l’eau qui coule » ?
pression et vitesse
frottements
éléments essentiels sur les écoulements à surface libre
remous hydraulique
subcritique et supercritique
le ressaut
ouvrages
perte de charge
application à la mesure de débit d’écoulements à surface libre
ondes et crues
(hydrométrie)
problèmes et études
transport solide et morphologie des rivières
2
de la pluie au débit : processus hydrologiques
1.
2.
3.
4.
évapotranspiration
le bassin versant
la pluie
infiltration et ruissellement
formation du débit
évaporation
précipitation + interception
ruissellement
infiltration
écoulement
hypodermique
écoulement souterrain
Écoulement fluviatile
de la pluie au débit : exemple : épisode pluvieux du 26 octobre 2004
24/10
25/10
26/10
27/10
28/10
29/10
30/10
31/10
0.00
pluie 15mn - Grenoble Campus
5.00
intensité de la pluie (mm/h)
10.00
2000
débit Sonnant à Gières
1500
1000
500
0
24/10
débit Sonnant à Gières
25/10
26/10
27/10
28/10
29/10
30/10
31/10
300 m3/s
200 m3/s
100 m3/s
0
3
de la pluie au débit : exemple : épisode pluvieux du 26 octobre 2004
2000
100
Q (l/s)
pluie cumulée (mm)
1800
90
1600
80
1400
70
1200
60
1000
50
800
40
600
30
400
20
200
10
0
25/10
0
26/10
27/10
28/10
29/10
30/10
31/10
1/11
de la pluie au débit : rappels
1. bassin versant
exutoire
topographique et hydrogéologique
T régions karstiques
hydrologie urbaine : une unité où l’on renonce à un calcul précis
caractérisation
géométrique
caractéristiques de ruissellement
exemples de coefficients de
ruissellement recommandés en
hydrologie urbaine
4
24/10 25/10 26/10 27/10 28/10 29/10 30/10 31/10
0.00
3000
intensité de la pluie
(mm/h)
2500 (l/s)
débit exutoire
Pluie 15mn
(mm/h)
2000
5.00
2. la pluie
Débit (l/s)
1500
caractérisation spatiale et temporelle
un cumul
abattement
pluies de projet
durée de temps sec précédente ?
pluies extrêmes : Montana
It c =
1000
10.00
500
15.00
24/10 25/10 26/10 27/10 28/10 29/10 30/10 31/10
0
0.00
3000
(mm/h)
H
b
= at c
tc
2500 (l/s)
débit exutoire
Pluie 6h (mm/h)
2000
5.00
Débit (l/s)
1500
10.00
1000
500
0
15.00
24/10 25/10 26/10 27/10 28/10 29/10 30/10 31/10
0.00
3000
(mm/h)
2500 (l/s)
débit exutoire
Pluie 24h (mm/h)
2000
5.00
Débit (l/s)
1500
10.00
1000
500
0
15.00
Sonnant 26 octobre : différentes façons de décrire la pluie
pluie de projet double triangle symétrique logiciel CANOE
accumulation en surface
et ruissellement
infiltration
Ks
3. infiltration et ruissellement
coefficient de ruissellement constant
bassins fortement urbanisés
pluie moyennes à fortes (40 à 80 mm en
2 heures)
modèle standard
régime d'infiltration et capacité d'infiltration d'un sol,
doc. Musy
lame d’eau ruisselée
perte initiale + coefficient(s) de
ruissellement
Horton
adapté aux sols saturés et végétalisés
ne convient pas pour sols nus et secs
i( t ) = i0 + (i0 − if ) exp(−αt )
lame d’eau précipitée
r( t ) = p − i
5
4. formation du débit
ruissellement direct
et ruissellement différé
méthodes pour calculer
le débit issu du
ruissellement superficiel
hydrogramme unitaire

temps de concentration
averse unitaire
calcul du débit pour une averse complexe
actuellement : DPFT
doc. Musy
méthode rationnelle, CAQUOT
petits BV urbanisés
Instruction technique relative aux réseaux d'assainissement des agglomérations
http://www.infotheque.info/ressource/862.html
CRUPEDIX, SOCOSE, GR4J [http://www.cig.ensmp.fr/~hydro/MOD/mod.htm]
BV ruraux
CAQUOT
petits BV urbanisés
Instruction technique relative aux réseaux
d'assainissement des agglomérations
http://www.infotheque.info/ressource/862.html
I
It c =
A
C
H
b
= at c
tc
superficie du BV (hA)
coeff de ruissellement
6
4. formation du débit
ruissellement direct et ruissellement différé
prévision et prédétermination
exercice :
20
km
Nevers
Loire
Givry
Loire
le Guétin
Allier
fréquence
biennale
quinquennale
décennale
vicennale
cinquantennale
temps de retour moyen
2 ans
5 ans
10 ans
20 ans
50 ans
Nevers
Le Guétin Givry
L+A
1 000 m3/s. 650 m3/s. 1 800 m3/s. 1 650 m3/s.
1 400 m3/s. 900 m3/s. 2 400 m3/s. 2 300 m3/s.
1 700 m3/s. 1 100 m3/s. 2 800 m3/s. 2 800 m3/s.
1 900 m3/s. 1 200 m3/s. 3 300 m3/s. 3 100 m3/s.
2 300 m3/s. 1 400 m3/s. 3 800 m3/s. 3 700 m3/s.
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