6. Modelisation pluie-debit et hydrogeologique
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la bonne representation des ecoulements dans Ie versant. Le modele a tendance
a sous-estimer la contribution de l'eau ancienne a l'equilibre pour l'intensite
de 19 mm/h, ce qui peut etre attribue a l'hypothese simplicatrice associant les
volumes exfiltres a de l'eau ancienne alors qu'ils sont partiellement constitues
d'eau nouvelle ayant transite par la macroporosite.
En conclusion partielle, ce premier test d'application, confrontant un modele numerique theorique a des donnees experimentales, s'avere relativement
satisfaisant. Le modele numerique propose simule de maniere realiste Ie comportement d'un versant theorique constitue d'un sol tres permeable de 1.5 metres
de long, meme s'il ne peut rendre compte de toute la complexite de ce comportement liee a l'heterogeneite du milieu poreux. Lorsque Ie versant se sature,
la surface saturee s'etend depuis Ie bas de versant. Du fait des gradients de
charge qui se mettent en place dans Ie versant, l'exfiltration peut etre la source
dominante d'alimentation du ruissellement au sein de cette zone saturee. Ce
processus pourrait expliquer la forte contribution de « l'eau ancienne» generalement observee lors des crues (chapitre 2). Ce resultat incite a regarder, au
moins a l'aide de simulations theoriques, comment peut se comporter un versant modele d'une centaine de metres de long lorsqu'il est soumis a des cumuls
de pluie importants. C'est ce qui est expose dans la section suivante.
6.2.2 Extrapolation a un versant elementaire theorique
Le versant theorique retenu a une longueur L de 150 metres. 11 a une profondeur de sol uniforme Y de un metre, une pente uniforme I de 30 %, Ie
substratum est suppose totalement impermeable et Ie sol, un sable, est tres
drainant (conductivite hydraulique a saturation K de 0.5 m/h). On peut Ie
considerer comme un versant cevenol idealise, couvert d'un sol relativement
profond. Les conditions aux limites sont identiques a celles de la maquette
d'Abdul et Gillham. La repartition initiale des pressions est supposee hydrostatique dans Ie versant : pression atmospherique donc pression relative nulle
au point Ie plus bas du versant et pression de -32 metres au point Ie plus
haut du modele. Deux sables aux proprietes differentes, proposes dans deux
publications relatant des resultats de simulations sur des modeles theoriques
de versants similaires, ont ete testes [312, 303]. Par ailleurs, la reponse du versant aux pluies a ete aussi simulee a l'aide du modele simplifie HSB (Hill Slope
Boussinesq) [312], ne rendant compte que des transferts satures, afin d'evaluer
l'interet d'utiliser un modele resolvant totalement Ie systeme des equations de
Richards et simulant Ie fonctionnement du sol non sature.
Afin d'evaluer l'impact possible de l'intensite de la pluie, la reponse du
versant a trois episodes de pluie successifs de 100 millimetres a ete simulee.
Le premier episode a une intensite constante de 10 mmjj durant dix jours, Ie
second de 100 mmjj durant une journee et enfin Ie dernier de 100 mm en une
heure.
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la bonne representation des ecoulements dans Ie versant. Le modele a tendance
a sous-estimer la contribution de l'eau ancienne a l'equilibre pour l'intensite
de 19 mm/h, ce qui peut etre attribue a l'hypothese simplicatrice associant les
volumes exfiltres a de l'eau ancienne alors qu'ils sont partiellement constitues
d'eau nouvelle ayant transite par la macroporosite.
En conclusion partielle, ce premier test d'application, confrontant un modele numerique theorique a des donnees experimentales, s'avere relativement
satisfaisant. Le modele numerique propose simule de maniere realiste Ie comportement d'un versant theorique constitue d'un sol tres permeable de 1.5 metres
de long, meme s'il ne peut rendre compte de toute la complexite de ce comportement liee a l'heterogeneite du milieu poreux. Lorsque Ie versant se sature,
la surface saturee s'etend depuis Ie bas de versant. Du fait des gradients de
charge qui se mettent en place dans Ie versant, l'exfiltration peut etre la source
dominante d'alimentation du ruissellement au sein de cette zone saturee. Ce
processus pourrait expliquer la forte contribution de « l'eau ancienne» generalement observee lors des crues (chapitre 2). Ce resultat incite a regarder, au
moins a l'aide de simulations theoriques, comment peut se comporter un versant modele d'une centaine de metres de long lorsqu'il est soumis a des cumuls
de pluie importants. C'est ce qui est expose dans la section suivante.
6.2.2 Extrapolation a un versant elementaire theorique
Le versant theorique retenu a une longueur L de 150 metres. 11 a une profondeur de sol uniforme Y de un metre, une pente uniforme I de 30 %, Ie
substratum est suppose totalement impermeable et Ie sol, un sable, est tres
drainant (conductivite hydraulique a saturation K de 0.5 m/h). On peut Ie
considerer comme un versant cevenol idealise, couvert d'un sol relativement
profond. Les conditions aux limites sont identiques a celles de la maquette
d'Abdul et Gillham. La repartition initiale des pressions est supposee hydrostatique dans Ie versant : pression atmospherique donc pression relative nulle
au point Ie plus bas du versant et pression de -32 metres au point Ie plus
haut du modele. Deux sables aux proprietes differentes, proposes dans deux
publications relatant des resultats de simulations sur des modeles theoriques
de versants similaires, ont ete testes [312, 303]. Par ailleurs, la reponse du versant aux pluies a ete aussi simulee a l'aide du modele simplifie HSB (Hill Slope
Boussinesq) [312], ne rendant compte que des transferts satures, afin d'evaluer
l'interet d'utiliser un modele resolvant totalement Ie systeme des equations de
Richards et simulant Ie fonctionnement du sol non sature.
Afin d'evaluer l'impact possible de l'intensite de la pluie, la reponse du
versant a trois episodes de pluie successifs de 100 millimetres a ete simulee.
Le premier episode a une intensite constante de 10 mmjj durant dix jours, Ie
second de 100 mmjj durant une journee et enfin Ie dernier de 100 mm en une
heure.