2. Processus physiques a l'echelle des bassins versants
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La t heor ie est seduisante et simple. Elle ne resout cepe nda nt qu e partiellement la question de la rapidite de la cont ribut ion des ecoulements soute rrains
lors des crues. En effet , l'ext ension des surfaces saturees est la consequence de
la recharge des nappes de versant . Or la restitut ion de ce volume st ocke en
sous-sol devrait se produire sur un e duree et avec un deph asage par rapport
aux plu ies corresponda nt aux temps de reponse des ecoulements souterrains :
plu sieurs dizain es d 'h eures a plu sieurs dizaines de jours pour un versant de
qu elques dizain es a qu elques centaines de metres, meme si l'on considere des
perrneabili t es elevees (5 102
it 5 101
m /h) et des pent es fortes . La mod elisation nu merique le confirme (annexe 2.2 et chapitre 6, sect ion 6.2.2).
La contribution rapide des ecoulernents souterrains en period e de pluie ne
peut don c s'expliquer qu e par la pr esence de voies d 'ecoulement s pr eferentiels
souterraines (fissures, macropores) conduisant a un dr ain age rapide de tout ou
par tie des nappes de versant 15 .
Des recher ches recentes confirm ent l'import an ce de ces ecoulements preferent iels dan s la format ion des crues [1731. Le cas des bassins versants a substrat um perrneabl es et aquiferes profonds est similaire . On constate en effet une
rernontee qu asi inst ant an ee du niveau de ces aquiferes en periods de pluie a
l'ori gine des crues, incompatible avec les delais de transfert dan s le milieu non
sature qui se trouve au-dessus du toit de la nappe. Cet te rernontee ne peut s'e xpliquer lit encore que par le dr ain age ra pide par des voies preferentielles d 'une
par tie des volumes de plui e infiltres, La figure 2.25 present e it ti tre d 'exemple
un e betoire sur le plat eau de la craie en Nor mandie.
La reponse hyd rologiqu e des bassins versant s naturels, no tamment en crue,
semble don e fort ement condit ionnee par des singularites (fractures, failles, macropores) dont il est difficile de mesur er la presence et les propriet es et dont il
est encore plu s complique de te nir compte dan s les modeles numeriques. D'autant que ces reseaux de drain age sont en perp etuelle recon figuration sous l'effet
de l'eau elle-rneme . La reponse d 'un bassin versant sit ue sur un massif granitique sera par exemple tres dep end ante du niveau de fracturation, d 'alterat ion
du massif, de la nature plu s ou moin s arg ileuse de ces alte rites et des mat eriau x
de comblement des fractures, de l'ori ent ation des fractures par rapport a la topographie, autant d 'inform ations pe u accessibles. Cela exp lique pourquoi il est
difficile d 'an ticiper precisement le comportement d 'un bassin versant sur la base
de ses seules propri et es physiograph iques connues (t opographie, occup a tion des
15. La cru e s'e t ant pro d uite les 19 et 20 octobre 2006 sur Ie bassin ex pe rime nt al d u Valescur e dans les Cevennes es t it ce t it re exe m plaire . Ce pet it bassin , don t Ie subst ratu m const it ue
de schist es et les sols sont peu profond s (moins de 1 metre en moyenne), a recu plus de 400
mm de pluie en qu elqu es dizaines dheu res. Son rend emcnt m aximal d'eco ulement a atteint
30 % et son t emps de re ponse a ete inferie ur it une heure. Sur 3 piezornetres localises en bas
de l'un de ses versa nt s, un soul a indiqu e uno remo nt ee de la na p pe en surface et peu de
t races de ruissellement sur les versants et aient visi bles apres la cr ue . La majeure partie des
ecouleme nts ont don e rejoi nt Ie resea u hyd rogra ph ique par des voies soute rraines [268].
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La t heor ie est seduisante et simple. Elle ne resout cepe nda nt qu e partiellement la question de la rapidite de la cont ribut ion des ecoulements soute rrains
lors des crues. En effet , l'ext ension des surfaces saturees est la consequence de
la recharge des nappes de versant . Or la restitut ion de ce volume st ocke en
sous-sol devrait se produire sur un e duree et avec un deph asage par rapport
aux plu ies corresponda nt aux temps de reponse des ecoulements souterrains :
plu sieurs dizain es d 'h eures a plu sieurs dizaines de jours pour un versant de
qu elques dizain es a qu elques centaines de metres, meme si l'on considere des
perrneabili t es elevees (5 102
it 5 101
m /h) et des pent es fortes . La mod elisation nu merique le confirme (annexe 2.2 et chapitre 6, sect ion 6.2.2).
La contribution rapide des ecoulernents souterrains en period e de pluie ne
peut don c s'expliquer qu e par la pr esence de voies d 'ecoulement s pr eferentiels
souterraines (fissures, macropores) conduisant a un dr ain age rapide de tout ou
par tie des nappes de versant 15 .
Des recher ches recentes confirm ent l'import an ce de ces ecoulements preferent iels dan s la format ion des crues [1731. Le cas des bassins versants a substrat um perrneabl es et aquiferes profonds est similaire . On constate en effet une
rernontee qu asi inst ant an ee du niveau de ces aquiferes en periods de pluie a
l'ori gine des crues, incompatible avec les delais de transfert dan s le milieu non
sature qui se trouve au-dessus du toit de la nappe. Cet te rernontee ne peut s'e xpliquer lit encore que par le dr ain age ra pide par des voies preferentielles d 'une
par tie des volumes de plui e infiltres, La figure 2.25 present e it ti tre d 'exemple
un e betoire sur le plat eau de la craie en Nor mandie.
La reponse hyd rologiqu e des bassins versant s naturels, no tamment en crue,
semble don e fort ement condit ionnee par des singularites (fractures, failles, macropores) dont il est difficile de mesur er la presence et les propriet es et dont il
est encore plu s complique de te nir compte dan s les modeles numeriques. D'autant que ces reseaux de drain age sont en perp etuelle recon figuration sous l'effet
de l'eau elle-rneme . La reponse d 'un bassin versant sit ue sur un massif granitique sera par exemple tres dep end ante du niveau de fracturation, d 'alterat ion
du massif, de la nature plu s ou moin s arg ileuse de ces alte rites et des mat eriau x
de comblement des fractures, de l'ori ent ation des fractures par rapport a la topographie, autant d 'inform ations pe u accessibles. Cela exp lique pourquoi il est
difficile d 'an ticiper precisement le comportement d 'un bassin versant sur la base
de ses seules propri et es physiograph iques connues (t opographie, occup a tion des
15. La cru e s'e t ant pro d uite les 19 et 20 octobre 2006 sur Ie bassin ex pe rime nt al d u Valescur e dans les Cevennes es t it ce t it re exe m plaire . Ce pet it bassin , don t Ie subst ratu m const it ue
de schist es et les sols sont peu profond s (moins de 1 metre en moyenne), a recu plus de 400
mm de pluie en qu elqu es dizaines dheu res. Son rend emcnt m aximal d'eco ulement a atteint
30 % et son t emps de re ponse a ete inferie ur it une heure. Sur 3 piezornetres localises en bas
de l'un de ses versa nt s, un soul a indiqu e uno remo nt ee de la na p pe en surface et peu de
t races de ruissellement sur les versants et aient visi bles apres la cr ue . La majeure partie des
ecouleme nts ont don e rejoi nt Ie resea u hyd rogra ph ique par des voies soute rraines [268].