LA MESURE DES DÉBITS

Dans Mécafluides : (Mécafluides), nous avions abordé l’un des aspects des mesures physiques à effectuer à Port Miou. Un autre aspect très important est la mesure des débits. Outre les préoccupations utilitaires de fiabilité d’un captage, il a une grande importance dans la recherche de l’étendue du bassin d’alimentation de la rivière et la manière dont la pluviométrie se répercute sur les crues. Mais, la mesure fine d’un débit n’est pas simple et plusieurs méthodes ont dû être envisagées.

Le paramètre ‘‘vitesse’’ est le premier que l’on cherche à mesurer pour accéder au débit. Dans ces milieux karstiques immergés une mesure précise des débits est très souvent compliquée : taille, forme des galeries, réseaux secondaires, vitesses différentes dans une même section…

Plusieurs types d’appareils classiques existent pour mesurer la vitesse d’un courant. En 2007, avait été essayé par la société Nymphea Water, un nouvel appareil  en utilisant un sonar Doppler de la société RDI Europe. Cliquer ici : vitesse sonar-doppler

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Cette section de la galerie montre toutes les verticales où ont été effectuées des mesures de vitesse du courant.

A Cassis, malgré toutes les mesures faites, on reste encore au stade d’une »estimation des débits ». C’est insuffisant pour envisager une exploitation de la ressource… C’est donc la préoccupation majeure du Groupe Euro Méditerranéen d’Investigation sur les Sources Côtières (GEMISC) de l’Association ‘‘Cassis la rivière Mystérieuse’’.
Notons que la thèse soutenue sur cette résurgence (Cavalera-2008) n’apporte aucune information supplémentaire sur ce sujet.

Mesures de débit dans un réseau karstique noyé

1 – Objectifs

Suivant l’objectif recherché – exploitation ou simple bilan – l’utilité de connaître les débits d’étiage n’est pas la même ! Capitale pour un projet d’exploitation, elle peut apparaître secondaire pour l’estimation d’un débit moyen. L’association s’est normalement trouvée confrontée à ce double objectif. Elle a arrêté un protocole de mesures avec pour objectif l’exploitation éventuelle de la ressource. Elle a contacté (2008) DTG-Électricité de France, au titre de son expertise reconnue et  développée dans l’hydrologie quantitative des cours d’eau et aussi, au titre de son savoir-faire dans les instrumentations à mettre en œuvre.

Toutes les tentatives de quantification des débits en période d’étiage n’avaient abouti jusqu’alors qu’à une estimation relative des apports. Ainsi on estimait  en 1973 les débits d’étiage à 2 à 3 m3/s, mais une estimation peut être très trompeuse,  particulièrement dans ce type de galerie où ont été constatées depuis les débuts des vitesses très faibles à l’étiage. S’y ajoute une stratification liée aux variations de salinité et de température, autant d’éléments qui justifient que l’on relativise les données de vélocimétrie qu’il faudrait multiplier sur une même section de galerie.

2  – Méthodes – Mesures – équipements

Les directions étaient nombreuses pour atteindre cet objectif de mesure ‘‘fine’’ de débit, dans ce type de conduit aux dimensions exceptionnelles et aux formes hétérogènes. Les références, dans la littérature, étaient rares. La mesure d’une vitesse moyenne au travers d’une section de la galerie était séduisante et un équipement type ‘‘ADCP’’ (Acoustic Doppler Current Profiler), habituellement utilisé en océanographie, était susceptible de donner une mesure de débit déduite de la détermination d’un profil vertical de vitesse du courant. La mesure de vitesses dans un opercule calibré (buse) au travers d’un barrage existant, était une voie classique. Pour cette dernière méthode l’évaluation des pertes importantes, liées à ce barrage, était indispensable. Le jaugeage par dilution devait répondre à ce souci et permettre le tarage des deux méthodes. Enfin une méthode peu onéreuse, basée sur la différence de pression ‘‘amont-aval’’ du barrage,  pouvait être expérimentée.
Une feuille de route a donc été fixée pour des mesure à effectuer si possible simultanément :
•    Mesure de la perte de charge entre deux points.
•    Mesure de vitesse par vélocimétre placé dans une des ‘‘buses’’ du barrage
•    Mesure de débit au travers d’une section de la galerie par profileur, type ADCP,).
•    Jaugeage et mesure de débit instantané, par coloration et suivi de la dilution. Le débit ainsi calculé permettrait d’étalonner (tarer) le profileur, le vélocimétre de la buse du barrage.

Nous vous invitons à consulter les rapports ci-joints qui feront le point sur les études menées:

Celui de J.-M. Cravero et alii, fait la synthèse de tout le travail exécuté avec T. Carlin, M. Douchet, B. Lismonde, L. Michel, Chr. Perret, L. Potié et B. Tardieu.(Cliquer) : cravero_mes_deb

Un autre article rédigé par B. Lismonde, B. Arfib, Chr. Perret, L. Michel, M. Doucvhet et L. Potié nous donne certains aspects non développés dans l’article précédent : Les debits de Port Miou

Un article de B. Lismonde développe une méthode par occultation d’une buse traversant le barrage : Occultation mesure débit

Enfin, il nous a paru intéressant de donner un article qui ne traite que d’une séance de mesure de débit, celle du 24 octobre 2009 et rédigé par Chr. Perret : Perret 4 CR_Jaug24Oct09

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