Etude hydrologique

Généralité et but

L’hydrologie est la science qui étudie la répartition et l’équilibre de l’eau dans la nature et l’évolution de celle-ci à la surface de la terre et dans le sol sous ces trois états : solide, liquide et gazeux. Le dimensionnement des ponts implique la fixation de très nombreux paramètres en fonction du site de projection du projet, la caractéristique de la rivière comme les paramètres hydrologique du site, paramètres topographiques, géologiques. L’écoulement est fonction des caractéristiques de bassin versant et de la pluviométrie. Alors l’objet de la présente étude consiste à évaluer les caractéristiques et les comportements hydrologiques du bassin versant pour pouvoir déterminé le débit à évacuer. 

Caractéristique d’un Bassin Versant

Un bassin versant est une surface topographique drainée par un collecteur et ses antennes dans laquelle tous les écoulements se convergent vers un point dit exutoire. Le bassin Versant de la rivière de Vahibe est caractérisé par sa surface S, son périmètre P, son coefficient de forme K, la longueur du talweg principal L et sa pente moyenne I. Surface et Périmètre Le périmètre(P) et la surfaces (A) du bassin versant sont obtenus auprès de la Direction de la météorologie et de l’Hydrologie : A= 117,00 km² et P= 53,70km Forme La forme du bassin versant est définie par la valeur de son coefficient de forme ou coefficient de compacité de GRAVELIUS K tel que: K = P 2√πA = 0,28 P √A Si K > 1, donc le BV est de forme allongée. Avec A=117 km² et P=53,7km On a K=1,40 Comme K > 1, donc ce BV est de forme allongée. Rectangle équivalent Le bassin est assimilé à un rectangle de même surface et de même périmètre appelé « rectangle équivalent ». La formule de ROCHE donne l’expression de la longueur L du « rectangle équivalent » : Deuxième Partie. E L = K√A 1,12 (1 + √1 − ( 1,12 K ) 2 ) La largeur de ce rectangle est :l = P 2 − L Le calcul donne les résultats suivant : Avec : A=117km² : surface du bassin versant P=53,70km : Périmètre du bassin versant K=1,40 : Indice de compacité On trouve : L= 21,65km et l= 5,20km Pente moyenne du bassin versant La pente moyenne I est donnée par la relation :I = 0,95 Zmax−Zmin L Avec : Zmax= 526 km : Côte maximale de la source Zmin= 11 km : Côte au niveau exutoire L= 21,65 km : Longueur du rectangle équivalent On a : I=22,60 m/km V.3. Estimation des débits de crue La crue d’un projet est la crue maximale que l’ouvrage devrait pouvoir évacuer sans causer de dommage à l’ensemble de l’ouvrage. Son estimation s’avère donc indispensable pour la vérification du calage et le dimensionnement du futur ouvrage.

Les données de précipitation

Pour ce projet, nous utilisons les données pluviométriques de la station d’Andrangazaha. Le tableau suivant montre les pluies maximales annuelles observées par le service de Météorologie classés par ordre décroissant. 

 Les lois de probabilité

Plusieurs méthodes de calculs hydrauliques sont basées sur les pluies journalières, aussi on effectue sur ces données les études statistiques dans le but de connaître la distribution fréquentielle de ces pluies. Les lois de distribution fréquentielle classique suivantes peuvent être adoptées :  La loi de GIBRAT-GALTON ;  La loi de GUMBEL ou loi doublement exponentielle ;  La loi de FRECHET et de GOODRICH ou lois exponentielles généralisées ;  La loi de PEARSON III ou loi gamma incomplète. On va faire le calcul pour chacune de ces lois et on retiendra la loi qui donne une hauteur de pluie plus élevée pour la suite du projet. V.3.2.1. Hauteurs de pluie: Loi de GIBRAT- GALTON Cette loi est obtenue à partir de la loi normale ou loi de Gauss par changement de variables appropriés. Elle a pour fonction de répartition : F(H) = 1 √2π ∫ e − u 2 2 u −∞ du avec u = alog(H − H0 ) + b  Paramètres statistiques : Avec N= 31 : Nombre d’échantillons Hi Hi : Hauteur de pluie maximale de 24h.