2. Processus ph ysiqu es a l'echelle des bassins versants
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de reponse d 'un bassin versan t et la noti on de coefficie nt d' ecouleme nt. Le temps
de concentration correspond au t emps necessaire a la goutte de plui e t ombee
sur le point le plu s eloigne de l'exu toire du bassin versant pour rejoindre cet
exut oire. Ce te mps de concentrat ion est generalement est ime en supposant que
la goutte d 'eau se prop age en surface : temps necessaire pour cou vrir le plu s long
parcours hyd raulique. Le te mps de reponse est le decalage te mporel observe
sur des crues simples (i.e. provoqu ees par des averses de cour te duree et ne
pr esent ant qu 'un pic d 'in t ensit e) ent re le pic d 'intensit e des plui es et la pointe
de crue . Si des processu s d 'ecoul ement rapides, processus aya nt des cinetiques
comparabl es au ruissellement superficiel, sont a l'origine de la crue, alors le
temps de reponse du bassin versan t est generaleme nt de l'o rd re de la moit ie
du t emps de concent ration defini pre cedemment . 11 s'agit bien evidemrnent
d 'ordres de grandeur. Connaitre les ordres de gra nde ur des t emps de reponse
des processu s d 'ecoulement a cinetique rapide, rui ssellement superficiel mais
aussi ecoulernents dan s des failles et macrop ores, p erm et de distinguer dans un
hyd rogr amme de crue les apports « ra pides » et les apports retardes comme le
drain age des nappes rechargees au cours de l'averse. Pour les bassins versant s
conside res, le te mps de reponse se sit ue ent re 1 et 2 heures et les t emps de
concent ra t ion ent re 3 et 4 heures (cf. exercice 2.7) .
Exer cice 2.7 : Calcul d e coin d e tab le d 'un t emps d e concentrat ion
On peu t en premi ere approche conside rer que le plus long parc ours hydraulique L ~I d 'un bassin versant de sur face S est ega I , 1 2 IS. En suppos ant
une vitesse d 'ecoulement If de I'ordre de 2 m/ s en moyen ne Ie long de ce
parcours pour ces fortes crues sur de peti ts bassins versants, que! est l'ordre
de gra nde ur du te mps de concentration t c d 'un bassin versan t de 100 et de
200 km "? Le te mps de reponse t r est approximativement ega I a la moi tie de
ce temps de concent ration.
R epon se
Pour S = 100 km
2 , L M = 20 km . On en deduit t c = L M/lf = 10" s :::' 3 h et
t r de I'ordre de 1 ,1 2 heures. Pour S = 200 km ", t c :::' 4 h et t; :::' 2 h.
Le coefficient d 'ecoulement calcule sur I'ensembl e d 'une crue. 11 s'agit alors
du rapport ent re les volum es d 'eau ecoules a I'exutoire du bassin versant depuis
le debut des plui es jusqu 'a l'in st an t defini comme la fin de la crue et Ie volume
des plui es. On retire parfois aux debi ts de crue, un e valeur est imee d 'un debi t
de base : i.e. debi t qui se serait ecoule en I'ab sence des plui es, gener alement
associe au debit initial avant la crue ou bien le debit genere par les processus
d 'ecoulement ret ardes, int erpolation ent re le debit initi al et Ie debit final (chapitre 6). Un coefficient d 'ecoulement « instantane » pe ut aussi etre est ime pour
la pointe de crue. 11 s' agit du ra pport entre ce debi t de pointe ra pporte a la
surface du bassin versant , exprirne en mm /h , et l'intensite des plu ies moyennee
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de reponse d 'un bassin versan t et la noti on de coefficie nt d' ecouleme nt. Le temps
de concentration correspond au t emps necessaire a la goutte de plui e t ombee
sur le point le plu s eloigne de l'exu toire du bassin versant pour rejoindre cet
exut oire. Ce te mps de concentrat ion est generalement est ime en supposant que
la goutte d 'eau se prop age en surface : temps necessaire pour cou vrir le plu s long
parcours hyd raulique. Le te mps de reponse est le decalage te mporel observe
sur des crues simples (i.e. provoqu ees par des averses de cour te duree et ne
pr esent ant qu 'un pic d 'in t ensit e) ent re le pic d 'intensit e des plui es et la pointe
de crue . Si des processu s d 'ecoul ement rapides, processus aya nt des cinetiques
comparabl es au ruissellement superficiel, sont a l'origine de la crue, alors le
temps de reponse du bassin versan t est generaleme nt de l'o rd re de la moit ie
du t emps de concent ration defini pre cedemment . 11 s'agit bien evidemrnent
d 'ordres de grandeur. Connaitre les ordres de gra nde ur des t emps de reponse
des processu s d 'ecoulement a cinetique rapide, rui ssellement superficiel mais
aussi ecoulernents dan s des failles et macrop ores, p erm et de distinguer dans un
hyd rogr amme de crue les apports « ra pides » et les apports retardes comme le
drain age des nappes rechargees au cours de l'averse. Pour les bassins versant s
conside res, le te mps de reponse se sit ue ent re 1 et 2 heures et les t emps de
concent ra t ion ent re 3 et 4 heures (cf. exercice 2.7) .
Exer cice 2.7 : Calcul d e coin d e tab le d 'un t emps d e concentrat ion
On peu t en premi ere approche conside rer que le plus long parc ours hydraulique L ~I d 'un bassin versant de sur face S est ega I , 1 2 IS. En suppos ant
une vitesse d 'ecoulement If de I'ordre de 2 m/ s en moyen ne Ie long de ce
parcours pour ces fortes crues sur de peti ts bassins versants, que! est l'ordre
de gra nde ur du te mps de concentration t c d 'un bassin versan t de 100 et de
200 km "? Le te mps de reponse t r est approximativement ega I a la moi tie de
ce temps de concent ration.
R epon se
Pour S = 100 km
2 , L M = 20 km . On en deduit t c = L M/lf = 10" s :::' 3 h et
t r de I'ordre de 1 ,1 2 heures. Pour S = 200 km ", t c :::' 4 h et t; :::' 2 h.
Le coefficient d 'ecoulement calcule sur I'ensembl e d 'une crue. 11 s'agit alors
du rapport ent re les volum es d 'eau ecoules a I'exutoire du bassin versant depuis
le debut des plui es jusqu 'a l'in st an t defini comme la fin de la crue et Ie volume
des plui es. On retire parfois aux debi ts de crue, un e valeur est imee d 'un debi t
de base : i.e. debi t qui se serait ecoule en I'ab sence des plui es, gener alement
associe au debit initial avant la crue ou bien le debit genere par les processus
d 'ecoulement ret ardes, int erpolation ent re le debit initi al et Ie debit final (chapitre 6). Un coefficient d 'ecoulement « instantane » pe ut aussi etre est ime pour
la pointe de crue. 11 s' agit du ra pport entre ce debi t de pointe ra pporte a la
surface du bassin versant , exprirne en mm /h , et l'intensite des plu ies moyennee