Débit (hydrologie)

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Seuil de mesure du débit d'un cours d'eau dans le parc de Yellowstone (États-Unis)
Pour un débit constant, illustration de la relation entre la section d'écoulement et la vitesse du flux, et avec sa dilution/compression (barrage de Srisailam (Inde)

En hydrologie, le débit d'un cours d'eau est le volume d'eau liquide traversant une section transversale de l'écoulement, par unité de temps[1]. Il comprend tout ce qui est transporté avec cette eau, comme les matières solides en suspension (exemples : le sable, les sédiments), les produits chimiques dissous (exemples : le calcaire, les sels dont les nitrates, sulfates, chlorures et phosphates), des éléments biologiques (exemple : les diatomées).

Sans autre précision il s'agit du débit instantané, mais il peut aussi s'agir du module inter-annuel.

Histoire du mot[modifier | modifier le code]

Dans le domaine de l'hydraulique et de l'hydrologie, le mot « débit » est utilisé au moins depuis le début du XIXe siècle[2],[3] avec les notions de vitesse d'écoulement et de géométrie transversale.

Mesure du débit[modifier | modifier le code]

L'hydrométrie est la science de la mesure du débit des eaux continentales, superficielles ou souterraines.

Le débitmètre est l'appareil qui permet la mesure directe du débit dans une section constante (exemple: un tuyau). Il en existe de différents types. Le limnimètre permet d'accéder au débit d'un cours d'eau grâce à une courbe de tarage.

L'unité de mesure dérivée du Système international d'unités d'un débit volumique est le mètre cube par seconde (m3/s). Le litre par seconde (l/s) est aussi utilisé pour les sources et les ruisseaux[1].

L'action de mesure du débit d'un cours d'eau s'appelle un jaugeage. Elle s'effectue souvent dans un lieu équipé de façon adéquate que l'on appelle station de jaugeage.

La lettre Q est aussi souvent utilisée pour signifier le débit, en particulier à l'international[4].

Modalités de calcul[modifier | modifier le code]

En hydrologie et dans une première approximation, on ne considère que la composante Eau, avec un écoulement uniforme (intensité de la vitesse de l'écoulement constante dans une section , normale au champ de vitesse). Dans ce cas, le débit volumique se calcule[5] à partir des seules vitesse et section droite  :

en m3/s

Pour un même cours d'eau, à un même endroit de jaugeage, on peut utiliser différents débits :

  • le débit moyen sur une période de référence : journalier[1] (QMJ), mensuel[1], annuel[1], pluriannuel (2, 5, 10, 30, 50, 100, 1000, etc.), inter-annuel (= module),
  • le débit maximal en crue : instantané (QIX, ou journalier sur une période de référence (QJX) (exemples : QIX100 : débit instantané maximal centennal, QJX10 débit journalier maximal décennal),
  • le débit minimal en étiage : annuel (QMNA) ou pluriannuel (exemple : QMNA30 débit minimal trentennal), ou sur 3 jours consécutifs sur un mois considéré (VCN3), ou le débit caractéristique d'étiage (DCE) au-dessous duquel l'écoulement descend statistiquement dix jours par an (pas forcément consécutifs) sur une longue série d'années (exemple : DCE10 : décennal),
  • le débit spécifique[1] du bassin versant (QSP), en l/s/km2.

La courbe graphique du débit selon le temps s'appelle un hydrogramme. Ses formes sont variées.

Utilisations[modifier | modifier le code]

Le débit en hydrologie s'utilise essentiellement dans :

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d, e et f http://hydro.eaufrance.fr/glossaire.php
  2. Pierre, Louis, Georges Du Buat, Principes d'hydraulique et de pyrodynamique : vérifiés par un grand nombre d'expériences, t. Troisième, Paris, Firmin Didot, , 638 p., p. 279, 282
  3. Arthur Jules, M. Morin, Hydraulique, Paris, Hachette, , 638 p., p. 74, 89, 94, 147, 253
  4. Walter H. Graf, Hydraulique fluviale : écoulement et phénomènes de transport dans les canaux à géométrie simple, Lausanne, Presses polytechniques et universitaires romandes, , 629 p. (ISBN 2880744423), p. 88
  5. a, b et c Benoît Hingray, Cécile Picouet et André Musy, Hydrologie 2 : Une science pour l'ingénieur, Lausanne, Presses polytechniques et universitaires romandes, coll. « Ingénierie de l'environnement », , 600 p. (ISBN 2880747988), p. 7, 88, 283
  6. a et b Michel Lang et Jacques Lavabre, Estimation de la crue centennale pour les plans de prévention des risques d'inondation, Quae, , 215 p. (ISBN 2759200671), p. 27, 101 et suivantes
  7. Pierre-Alain Roche, Jacques Miquel et Eric Gaume, Hydrologie quantitative : Processus, modèles et aide à la décision, Paris, Springer, , 590 p. (ISBN 2817801059), p. 276 et suivantes
  8. Freddy Vinet, Le risque inondation : Diagnostic et gestion, Lavoisier, coll. « Tec & Doc », , 318 p. (ISBN 2743018275), p. 49-50

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]