Traité d'hydraulique environnementale, volume 7

Jean-Michel Tanguy

Description

Ce Traité d'hydraulique environnementale étudie le cycle de l'eau depuis la météorologie jusqu'à la morphodynamique littorale, en passant par l'hydraulique des rivières, l'hydrogéologie ou encore par l'hydraulique maritime. Il décrit ces processus physiques, depuis les bassins versants jusqu'à la mer. Il dresse un inventaire des instruments de mesure terrain qui fournissent des données d'entrée aux outils de modélisation. Les modèles mathématiques décrivant chaque domaine sont détaillés par processus sous la forme de systèmes d'équations.
Ces derniers sont résolus par la mise en œuvre de méthodes numériques adaptées à leurs caractéristiques. Plusieurs outils de modélisation utilisés de manière opérationnelle par les ingénieurs sont ensuite décrits. Enfin, de nombreux exemples d'application sur des cas réels illustrent l'ensemble de la démarche.
Cet ouvrage accompagne le lecteur depuis l'observation en nature des processus physiques jusqu'aux études d'ingénierie menées par les bureaux d'études pour résoudre les problèmes complexes que posent les usages de l'eau dans notre quotidien.
Le traité d'hydraulique environnementale concerne les domaines suivants :
processus hydrologiques et fluviaux, processus estuariens et littoraux - systèmes d'acquisitions des données, modèles mathématiques en hydrologie et en hydraulique fluviale, modèles mathématiques en hydraulique maritime et modèles de transport, modélisation numérique - différences, éléments et volumes finis, approches spectrales, et assimilation de données, exemples d'applications des modèles numériques en ingénierie, logiciels d'ingénierie du cycle de l'eau.
Introduction. Hydrologie opérationnelle. Chapitre 1. Élaboration de la carte de vigilance crues. Chapitre 2. Génération d'une crue dans un bassin rapide (Gard 2002). Chapitre 3. Prévision d'une crue dans un réseau ramifié (Aude 1999). Chapitre 4. Modélisation hydrologique spatialisée sur deux bassins versants méditerranéens. Application à la prévision des crues. Chapitre 5. Prévision hydrologique d'ensemble et alerte avec le système européen d'alerte aux crues (EFAS) : cas des crues du bassin du Danube en août 2005. Hydraulique fluviale. Chapitre 6. Propagation d'une crue dans un réseau ramifié (Marne 1999). Chapitre 7. Propagation de crues dans un réseau ramifié maillé (Wateringues). Chapitre 8. Génération et propagation d'une crue éclair sur un bassin versant (Aude 1999). Chapitre 9. Dynamique de l'inondation d'une plaine inondable (Aude 1999). Chapitre 10. Rupture d'une digue en milieu fluvial (Agly en 1999). Chapitre 11. Inondation par remontée de nappe à Remiremont (Moselle). Chapitre 12. NAVMER : simulateur de trajectoires de navires. Hydrogéologie. Chapitre 13. Interaction entre les écoulements de surface et les écoulements souterrains : bassins de la Somme. Chapitre 14. Modélisation hydrogéologique du système karstique du Lez (Montpellier). Index.

Sujets

• Mathématiques
• Mécanique
• Sciences de la Terre
• Physique

Informations

• Publié par: Hermès - Editions Lavoisier
• Date de parution: 09 octobre 2009
• Nombre de lectures: 30
• EAN13: 9782746240292
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 23 Mo

Extrait

Traité d’hydraulique environnementale volume 7

© LAVOISIER, 2009 LAVOISIER 11, rue Lavoisier 75008 Paris www.hermes-science.com www.lavoisier.fr ISBN volume 7 978-2-7462-2337-0 ISBN général 978-2-7462-1835-2 Le Code de la propriété intellectuelle n'autorisant, aux termes de l'article L. 122-5, d'une part, que les "copies ou reproductions strictement réservées à l'usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective" et, d'autre part, que les analyses et les courtes citations dans un but d'exemple et d'illustration, "toute représentation ou reproduction intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l'auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite" (article L. 122-4). Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles L. 335-2 et suivants du Code de la propriété intellectuelle. Tous les noms de sociétés ou de produits cités dans cet ouvrage sont utilisés à des fins d’identification et sont des marques de leurs détenteurs respectifs. Printed and bound in England by Antony Rowe Ltd, Chippenham, October 2009.

DE LA GOUTTE DE PLUIE JUSQU ’ À LA MER T RAITÉ D ’ HYDRAULIQUE ENVIRONNEMENTALE Applications des modèles numériques en ingénierie 1 volume 7 sous la directionde Jean-Michel Tanguy

Liste des auteurs Christophe B OUVIER Hydrosciences - IRD Montpellier François B RESSAND DDE 30 MEEDDM Nîmes Christophe C ALAS SCHAPI Toulouse Patrick C HASSÉ CETMEF Compiègne Jacques C HORDA IMFT Toulouse Ad D E R OO JRC Ispra Italie Nathalie D ÖRFLIGER BRGM Orléans Jean-Baptiste F AURE CEMAGREF Lyon Perrine F LEURY BRGM Orléans

YannH ELLOCOU CETMEF Compiègne Hervé J OURDE Hydrosciences Montpellier Bernard L ADOUCHE BRGM Orléans Michel L AM CETMEF Compiègne Arthur M ARCHANDISE SCHAPI Toulouse Marie-Madeleine M AUBOURGUET IMFT Toulouse André P AQUIER CEMAGREF Lyon Maria-Héléna R AMOS JRC Ispra Italie Georges-Marie S AULNIER Université de Savoie Chambéry

PhilippeS ERGENT CETMEF Compiègne Jean-Michel S OUBEYROUX SCHAPI Toulouse Jean-Michel T ANGUY Ministère de l’Ecologie, de l'Energie, du Développement durable et de l'Aménagement du territoire Direction de la Reherche et de l'Innovation Paris Jutta T HIELEN JRC Ispra Italie Dominique T HIÉRY BRGM Orléans

Table des matières

Introduction . 13. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Jean-MichelT ANGUY

Première partie. Hydrologie opérationnelle. . . . . . . . . . . . . . . . 21 .

Chapitre 1. Elaboration de la carte de vigilance crues23. . . . . . . . . .  . ChristopheC ALAS ,Jean-MichelT ANGUY et FrançoisB RESSAND 1.1. La vigilance crues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.2. Elaboration des cartes de vigilance crues des 11 et 12 août 2008 . . . 25 1.2.1. Analyse de la situation hydrométéorologique . . . . . . . . . . 25 1.2.2. Prévisions météorologiques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.2.2.1. Résultats des modèles numériques . . . . . . . . . . . . . 28 1.2.2.2. Prévision expertisée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1.2.3. Elaboration des cartes de vigilance crues des 11 et 12 août 2008 30 1.2.3.1. Cartes de vigilance « météo » et « crues » du 11 août 2008 à 16 heures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 1.2.3.2. Cartes de vigilance « météo » et « crues » du 12 août 2008 à 10 heures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 1.3. La réalité terrain du 12 août 2008 : comparaison à la prévision . . . . 34 1.3.1. Les réactions hydrologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 1.3.1.1. Sur le réseau règlementaire . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 1.3.1.2. Hors périmètre règlementaire . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1.3.1.3. Prévisions hydrologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 1.4. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

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Chapitre 2. Génération d'une crue dans un bassin rapide (Gard 2002). . 41 Georges-MarieSA ULNIER 2.1. L’événement du 8-9 septembre 2002 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.2. Situation météorologique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.3. Reconstitution des crues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.3.1. Données disponibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.3.2. Processus hydrologiques représentés . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.3.3. Exemples de résultats obtenus . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.4. Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Chapitre 3. Prévision d'une crue dans un réseau ramifié (Aude 1999) . . 51 Jean-MichelS OUBEYROUX 3.1. Problématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 3.2. Bassin versant. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.3. Régime des crues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.3.1. Crues historiques à Moussoulens . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.4. Données disponibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.5. Mise en œuvre d’une procédure multimodèle . . . . . . . . . . . . . 56 3.6. Résultats fournis par le modèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 3.6.1. Simulation sur la crue de décembre 2003. . . . . . . . . . . . . 57 3.6.2. Simulation sur la crue de janvier 2004 . . . . . . . . . . . . . . 57 3.7. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3.8. Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Chapitre 4. Modélisation hydrologique spatialisée sur deux bassins versants méditerranéens. Application à la prévision des crues59. . . . . . . Arthur M ARCHANDISE etChristopheB OUVIER 4.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 4.2. Les données de l’étude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 4.2.1. Les bassins d’étude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 4.2.2. Les données pluie et débit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 4.2.3. Le schéma de production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 4.2.4. Le modèle distribué de translation/stockage . . . . . . . . . . . 63 4.3. Résultats et discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 4.3.1. Sur la méthodologie utilisée pour le calage. . . . . . . . . . . . 63 4.3.2. Analyse des résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 4.3.2.1. Sur la performance globale du modèle . . . . . . . . . . . 64 4.3.2.2. Sur le passage de la normale à l’extrême . . . . . . . . . . 65 4.3.2.3. Sur la variabilité régionale . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 4.4. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 4.5. Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67