Zones à écoulement de surface ou de sub-surface prépondérant

prépon-dérant

Ce paragraphe traite des terrains du bassin versant de la Leysse qui ne sont ni

karstiques, ni aquifères. Ce mode de fonctionnement hydrologique couvre la majeure partie

de la surface du bassin (plus de 80 % des surfaces modélisées).

II.5.1 Zones concernées

Les terrains à écoulement de surface ou de sub-surface prédominant sont, d’un point

de vue géographique (situation, occupation du sol) et géologique, très hétérogènes.

Cepen-dant, leur fonctionnement hydrologique est similaire. Trois principaux types de terrains

peuvent être distingués.

1. Certains terrains karstiques entrent dans cette catégorie mais sont distincts de ceux

décrits au paragraphe précédent (cf. § II.4, p.46). Ils se caractérisent par un réseau

de karsts qui génère un écoulement souterrain rapide suivant la pente topographique.

Ces terrains encadrent pour l’essentiel le bassin à l’est (sous-bassin du Ternèze

prin-cipalement (Zamolo, 1980)) et à l’ouest (Mont du Chat (Guigon, 1976)) (cf. figure

I.2du chapitre I, p.10). Le fonctionnement de ces zones est équivalent à un terrain

imperméable sur lequel les eaux ruissellent.

2. La cluse de Chambéry, à l’amont du bassin versant, est constituée d’une faible

épais-seur de remblais morainiques qui repose sur un substratum peu profond. Les eaux

s’y écoulent essentiellement par ruissellement ou par écoulements hypodermiques.

3. Enfin, l’aval du bassin versant de la Leysse, entre la zone aquifère et le lac du

Bour-get, a un sous-sol constitué essentiellement d’argile. Celui-ci est gorgé d’eau, mais les

écoulements souterrains sont négligeables au point qu’il n’y a pas d’échange

signifi-catif entre le lac et la nappe chambérienne. De plus, ces surfaces sont drainées par de

nombreux fossés. Ainsi, l’essentiel des pluies qui y tombent ruissellent vers le réseau

hydrographique de surface.

La figureII.3 (p.47) présente la répartition des terrains concernés dans le modèle.

II.5.2 Principes et hypothèses de modélisation

Les zones concernées par des écoulements de surface ou de sub-surface rapides

(ré-ponse du débit à une pluie en quelques heures) ont été modélisées de la manière suivante :

– le substratum (qui limite en profondeur le modèle) se situe 1 m en dessous de la

Cette architecture permet de rendre compte d’écoulements de sub-surface et ainsi de

si-muler des écoulements rapides hypodermiques et le ruissellement éventuel.

Les paramètres principaux qui ont été utilisés sont récapitulés dans le tableauII.2

ci-après, la conductivité hydraulique horizontale de la zone saturée, en gras dans ce tableau,

constitue le principal paramètre de calage.

Paramètre Valeur

Conductivité hydraulique horizontale(K_h) 4.10⁻⁴ m.s⁻¹

(zone saturée)

Conductivité hydraulique verticale (K_v) 1.10⁻⁵ m.s⁻¹

(zone saturée et non saturée)

Coefficient d’emmagasinement (zone saturée) 0,05

Tab. ^{II.2 – Principaux paramètres du modèle des terrains à écoulements de surface et de}

sub-surface prépondérants.

Les conditions aux limites de ces zones peuvent être de deux types :

– imperméables (mailles limites du bassin ou limites de zones karstiques telles que

décrites précédemment (cf. § II.4, p. 46)) ;

– en équilibre piézométrique avec les mailles aquifères (mailles jouxtant une zone

aquifère ( cf. §II.6, p. 58)).

II.5.3 Résultats de la modélisation

Parmi les cours d’eau qui coulent sur des terrains où les écoulements de surface et de

sub-surfaces sont prépondérants, l’Albanne est le plus significatif. Cette rivière est équipée

d’une station de mesure des débits, non loin de sa confluence avec la Leysse. Les résultats

correspondants sont décrits dans ce paragraphe. La figure II.7 (p. 57) présente les débits

simulés et observés au cours de l’année 1996.

Les deux chroniques varient simultanément, les crues et les décrues coïncident dans

le temps. D’autre part, la hauteur des pics de crue est correctement simulée, le coefficient

de corrélation entre les deux courbes est supérieure à 0,65 et le coefficient de Nash vaut

0,42.

De par sa structure, le modèle de ces zones stocke une partie des eaux dans l’épaisseur

du sol. Cette eau est restituée, apportant au cours d’eau son débit de base. Le paramètre

sensible dans ces zones est, par conséquent, la conductivié hydraulique horizontale de la

Déc.

8,0

12,0

16,0

20,0

débit calculé

débit observé

Débit (m3/s) Pluie (mm/h)

2,00

1,00

3,00

0,00

0,0

4,0

1996

Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov.

zone saturée qui conditionne le stock d’eau emmagasinée dans le sol et sa restitution dans

les eaux de surface.

II.5.4 Sensibilité à la conductivité hydraulique

La figureII.8(p.59) présente les débits simulés de l’Albanne pour différentes valeurs

de la conductivité hydraulique horizontale à saturation du sol.

Lorsque la conductivité hydraulique à saturation du sol est faible (4.10⁻⁵m.s⁻¹), le

débit lors des périodes sans pluie est sous-estimé. Toute l’épaisseur de sol reste saturée, le

milieu ne cède pas suffisamment d’eau à la rivière et le débit de base n’est plus assuré.

En revanche, lorsque la conductivité hydraulique est plus élevée (4.10⁻³ m.s⁻¹),

l’épaisseur poreuse modélisée ne joue plus convenablement le rôle de tampon. Les eaux

de pluie emmagasinées sont violemment restituées au milieu, ce qui crée un surcroît de

débit lors des périodes humides et un déficit après une période sèche.

La conductivité horizontale à saturation du sol retenue pour le modèle est la valeur

intermédiaire4.10⁻4 m.s⁻1.

II.5.5 Conclusion de la modélisation des terrains à écoulements de

sur-face ou de sub-sursur-face prépondérants

La schématisation de ces zones par MIKE SHE représente les phénomènes

prépon-dérants du milieu à savoir des écoulements rapides de surface et de sub-surface.

Les résultats de la modélisation sont voisins des valeurs observées, ce qui valide

cette partie du modèle. Le coefficient de corrélation entre la courbe observée et la courbe

calculée est supérieure à 0,66 et le coefficient de Nash est égal à 0,42 ce qui confirme le

bon comportement de ce dernier.

Dans le document Etude de la vulnérabilité des eaux aux produits phytosanitaires : indicateur environnemental et modèle mécaniste, en vue d'une meilleure gestion du bassin versant de la Leysse (Savoie) (Page 75-79)