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Titre
du projet |
Fonctionnement
hydrodynamique et écoulements de crue sur versants
: variabilité, agrégation et passage à
l'échelle du bassin
[
rapport
de synthèse pdf ] |
| Type
d'aléa |
Crues
en rivière et inondations |
| Mots-clés |
Ruissellement
de versant - Variabilité spatio-temporelle - Observations
in situ - Parcelles expérimentales - Conductivité
hydraulique du sol - Instrumentation - Simulateur de pluie -
Traçage isotopique |
| Champs
disciplinaires |
Hydrologie,
hydrométrie |
1) Organismes et auteurs
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Organisme
pilote |
LTHE |
| Organisme(s)
associé(s) |
Laboratoire
de Biogéochimie Isotopique de Paris VI / LGM (Paris VI) |
| Coordonnateur |
Jean-Pierre
VANDERVAERE |
| Participants |
Anne-Julie
SCHIPMAN, Luc DESCROIX, Stéphane BOUBKRAOUI |
2) Contexte du projet
| Site(s)
d'étude |
Bassin
versant du Verderet (communes de Herbeys, Brié et Eybens) |
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Contexte
de l'étude |
Cette
étude - réalisée dans le cadre de la
thèse d’Anne-Julie Schipman - fait suite au projet
financé en 1998 intitulé « Variabilité
spatio-temporelle du ruissellement d'un versant »,
et vise à poursuivre la construction d’un jeu
de données de ruissellement et d’écoulement
subsurfacique sur un site de prairie, sous pluies naturelles
et simulées, en vue d’améliorer la modélisation
hydrologique à l’échelle du versant. La
manip consiste en un traçage isotopique des écoulements.
En effet, les outils géochimiques, de plus en plus
utilisés en hydrologie depuis une dizaine d’années,
permettent de mieux comprendre les cheminements de l’eau
et donc, d’améliorer la connaissance des vitesses
d’écoulement dans les bassins versants. L’état
actuel des connaissances dans ce domaine aboutit au paradoxe
suivant : l’essentiel de l’eau présente
dans les volumes de crue est constitué d’eau
« ancienne » (pré-existante à l’événement)
présente dans la nappe alors que les vitesses de circulation
dans le sol semblent difficilement compatibles avec la rapidité
des ondes de crue observées. Les principales tentatives
d’explication de ce paradoxe rencontrées dans
la littérature sont de deux types : importance de l’écoulement
de subsurface et existence d’un effet « piston
», l’eau nouvelle chassant l’eau ancienne
qui participe ainsi à l’hydrogramme de crue. |
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Initiation
du projet |
Participation
du PGRN |
| Montant
du financement
(k€) |
6,098
k€ (40 kF) |
Part
du CG38 - PGRN |
30
% |
| (Co)-Financements |
LTHE... |
| Appréciation
du rôle du financement CG38 - PGRN |
Complément
de financement pour les expérimentations. |
3)
Objectifs, méthodes et résultats
| Objectifs |
Poursuivre
l’acquisition de données expérimentales
sur le ruissellement et les écoulements d’un versant,
en vue d’une modélisation du fonctionnement d’un
bassin versant de type péri-urbain.
Réaliser un traçage des écoulements : utilisation
des outils géochimiques pour mieux comprendre les cheminements
de l’eau et améliorer la connaissance des vitesses
d’écoulement dans le bassin versant. |
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Méthodologie |
Série
d’expérience de traçage isotopique des
écoulements sur le site expérimental :
- Choix des traceurs (Oxygène 18 et Rhénium)
pour leur innocuité et leur non réactivité
avec les constituants du sol.
- Prélèvement en surface et en subsurface d’échantillons
d’eau écoulée.
- Analyses des échantillons par spectrométrie
de masse.
Seconde
série d’expérimentations (prévue
fin 2000), consistant à faire, sous une pluie simulée
non marquée, des apports d’eau marquée
sur des lignes parallèles au captage (donc perpendiculaires
à la pente) à différentes distances (15,
50 et 80 cm). But : accéder, moyennant la possibilité
de déconvolution de l’hydrogramme d’avec
la distance à l’exutoire, à des hydrogrammes
par classes de distance de l’écoulement de surface
et accéder à des vitesses moyennes de ruissellement.
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Résultats |
Mise
en évidence d’une nette différence de signature
isotopique entre les deux compartiments d’écoulement
sous pluie simulée.
Analyses
par spectrométrie et nouvelles expérimentations
en cours lors de la rédaction du rapport.
À
publier…
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4)
Débouchés du projet
| Utilisateurs
finaux potentiels |
Chercheurs
en hydrologie / hydraulique (LTHE…), Services techniques
de la ville d’Eybens gestionnaires du bassin du Verderet |
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Production
scientifique |
-
Méthodologie innovante |
| Partenariats |
-
Préexistant
- Initié par ce projet
- Qui se poursuit |
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Retombées
du projet |
Continuation
sur cette thématique avec l’installation de parcelles
expérimentales en Ardèche (2 DEA en 2006, dont
l’un débouche sur une thèse).
Le partenariat avec Paris VI ne s’est pas poursuivi car
le site expérimental était chez un particulier
pour la durée de la thèse, à l’issue
de quoi la parcelle a été rebouchée…
Les Services techniques d’Eybens ont pris connaissance
des résultats et ils utilisent le pluvigraphe qui a été
installé pour suivre les pluies hebdomadaires (via le
particulier).
La publication reste à écrire… |
5)
Valorisation du projet
| Publications
et communications |
Anne-Julie
Schipman, 2002, Fonctionnement hydrodynamique et génération
des écoulements de crue sur versants. Variabilité
des processus et conséquences sur le fonctionnement
d’un bassin péri-urbain. Thèse de doctorat
INPG soutenue avec succès le 18/10/02 (mention TH avec
Félicitations). |
| Pages
Web |
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