Pluies et modèle

La pluie est un phénomène naturel qui présente des variations importantes. Il est donc important d’essayer de « classer » ce type de variables.

On peut utiliser la hauteur précipitée dans la journée et définir les classes comme celles qui sont données par les fiches de Météo France :

[0-2] [2- 5] [5 – 10] [10 et plus]

On peut utiliser la variable calculée Im = Δh/Δt avec Δt = pas de calcul

 Détermination de Im

On suppose une pluie représentée par le schéma ci-après

determination_im_1

Et on calcule Im pour des pas de temps prédéfinis, par exemple 6 mn

Im = Δh/6 représente le 1/6 de la surface définie ci-après

Il suffit alors de déterminer la valeur maximale en faisant « glisser » le pas de temps sur la durée considérée.

On retient alors la valeur maximale obtenue pour toutes les pluies de l’année et de la station considérée.

On note, à partir de la courbe ci-dessous, deux valeurs d’Im6 :

  • Im6 = 1 mm/mn ≈  Im15
  • Im6 ≈ 1.5 mm/mn

determination_im_2

 Conclusions

La méthode de calcul d’Im permet de déterminer la section des ouvrages hydrauliques par définition d’une pluie projet.

La méthode des classes est plus orientée détermination des volumes précipités dans la journée.

Le calcul des volumes à partir d’Im correspond donc à Im * Δt et fournira une valeur sous-estimée de la hauteur d’eau précipitée.

Le but est de limiter l’impact des orages violents et non pas de « stocker » l’eau pendant un temps non significatif.

On en déduit que le calcul est une notion nécessaire mais non suffisante.

 Modèle de Montana

La représentation de la série Im permet de définir une courbe de tendance.

Cette courbe de tendance est de la forme

Im = a * (Δt) –b

Où a et b sont les coefficients de Montana

Nota : cette courbe de tendance est définie dans la plage du pas de temps de la série Im, et la valeur minimale de Δt est de 6 mn

 

 Exemple de courbe d’intensité moyenne maximale

courbe_intensite_3

Courbe IDF 10 ans – Région 1 (IT 77)

On note que la courbe Im est une fonction décroissante du pas de temps Δt.

 Conséquences

On considère une surface S qui présente les caractéristiques suivantes :

  • S active = 10 000 m² pour T = 12 mn
  • S active = 20 000 m² pour T = 48 mn

On en déduit la valeur du rejet

  • R1 = C * 10000 * 1.3 l/mn
  • R2 = C * 20000 * 0.55 l/mn
  • R2/R1 = 2/1 * 0.55/1.3 = 0.85

On note que le maximum d’impact est obtenu pour une surface réduite (R1). Ce type d’exemple correspond à un cas particulier : ruban d’autoroute avec échangeur (forme linéaire associée à une forme compacte)

 

On peut en déduire une hauteur d’eau précipitée

  • Cas décennal n° 1 : 12 * 1.3 = 15.6 mm
  • Cas décennal n° 2 : 48 * 0.55 = 26.4 mm

 

Ces deux valeurs font partie de la classe [10, +]. La question demeure « Quelle est la valeur à retenir ? »