TP Global Mapper CF [PDF]

Zitiervorschau

TP : GLOBAL-MAPPER Réalisé Par : Jebari Med Taher et Dridi Med Salah

Groupe : 1B Enseignante : Grouz Najla

2020-2021

2emeGC-1B

Jebari Med Taher

Dridi Med Salah

Introduction : Une étude hydrologique dans le domaine de génie civil s’intéresse généralement aux mouvements des eaux de ruissellement. Pour ce projet cette étude consiste à délimiter et à les bassins versants et déterminer ses caractéristiques afin d’estimer le débit maximal au niveaude l’ouvrages hydrauliques. Pour effectuer ce travail, on doit avoir plusieurs données utiles telles que les levés topographiques, les observations de terrain et les cartes d’État-major de la région à étudier.

1. Organigramme des études hydrologiques : L’organigramme de l’étude hydrologique [1] permet de présenter les approches utilisées pour l’évacuation des débits de pointe des crues exceptionnelles des bassins versants interceptés par le projet routier, et ceci afin de proposer des éléments de calcul rationnels pour le dimensionnement des ouvrages de franchissement de la route. Une analyse multicritère des problèmes hydrauliques dans le contexte particulier de la route a permis d’élaborer l’organigramme de calcul suivant : Délimitation des bassins versants

Détermination de la morphologie du bassin Superficie du bassin S25Km²

Méthode rationnelle

Méthode franco-radier

Formules régionales tunisiennes

Calcul des débits de crues pour différentes périodes de retour

Analyse et comparaison des résultats Choix de période de retour

Paramètres physiques des bassins versants

Justification et choix de résultats

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2.Délimitation de bassin versant : 2.1Définition d’un bassin versant

Un bassin versant est par définition une surface délimitée topographiquement par une ligne decrête et dont la quantité totale des eaux de ruissellement se rassemble en un point unique appelé exécutoire.

Figure: Bassin versant

2.2Délimitation du bassin versant avec logiciel global Mapper : La délimitation du bassin versant se fait à l’aide du logiciel Global Mapper, Google Earth. 

Global Mapper : Est un système d’information géographique (SIG) qui permet de télécharger l’image de la carte satellitaire de travail et sa position géographique parrapport à la surface de la terre et son altitude.



Google Earth : est un logiciel, permettant une visualisation de la terre avec assemblage de photographies aériennes ou satellitaires. Il permet à l’utilisateur de faire une zoome sur un lieu selon son choix.

La délimitation avec Global mapper nous a aidé à déterminer l’allure d’écoulement.

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2.3 Délimitation du bassin versant avec logiciel global mapper : 1- Ouvrir le ficher (open your own data files) 2- Préparer l’espace de travail (clique « Tools puis configure » puis projection et on choisit « UTM » comme projection et comme région « Carthage »). 3- Après on clique: file puis download on line manager, dans la section de « populaire sources » choisissez « WORD IMAGERY » puis « CONNECT » la carte cartographique s’implante sur votre espace de travail. 4- télécharger toute la zone étudiée (ZOOM arrière et cliquer une autre fois on line manager, dans la section de « popular sources » choisissez « WORD IMAGERY » puis « CONNECT »). 5- Eteindre la carte et se concentrer sur le trajet (cliqué TOOLS puis CONTROL CENTER puis décocher les images).

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6-Implanter le tracé en plan combiné avec son terrain naturel en tenant compte des altitudes (clique: file puis download on line manager et on choisit la section « terrain data », puis, on désigne les coordonnées dans le système SRTM ,puis, connect). 7-Déterminer la surface de l’écoulement d’eau (dessiner la zone des cours d’eau le point de départ de la zone coïncide avec le premier point de la route et le dernier point ferme avec le départ). 8-Délimitation par notion est l’écoulement gravitaire d’eau cela nécessite la connaissance des altitudes de terrain ou plus évidement l’implantation des courbes des niveaux (clique sur la surface puis « analysis puis contour generation puis countour bounds et on coche crop to select area).

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9- Avoir les bassins versants (clique sur la surface puis « analysis puis watershed).

10- voir les écoulements double clique sur drainage NETWORK puis LINESTYLE puis USE SAME STYLE FOR ALL FEATURE : Choisissez la configuration suivante : La couleur en bleu ; l’épaisseur en 2 pixel ; le style de ligne. 11- Définir la décomposition des bassins selon les cours d’eau donc on clique sur dessiner surface et on suit la morphologie des figures données en couleur pour contourner le cours d’eau puis à la fin de chaque bassin clique droite et nommer le bassin et donner lui un couleur spécifié. 12- Donner toutes les altitudes maximales.

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3.Caractéristique géométrique des bassins versants : Chaque bassin versant se caractérise par différents paramètres géométrique (Surface, périmètre et longueur d’écoulement).

 Surface : L’aire est la portion du plan délimitée par la ligne de crête, ou contour du bassin. Sa mesureest faite soit à l’aide d’un planimètre, ou mieux, par des techniques de digitalisation à l’aide de logiciel global mapper.

 Périmètre : Le périmètre est la longueur, de la ligne de contour du bassin. Sa mesure est faite à l'aide d'un curvimètre ou à l’aide d’un outil de digitalisation numérique : à l’aide de logiciel global mapper.

 Longueur d’écoulement : La longueur d’écoulement ou bien de talweg est la distance curviligne depuis l’exutoire jusqu’à la ligne de partage des eaux.

4. Caractéristique physique des bassins versants :  Pente moyenne : La pente moyenne est une caractéristique importante qui nous renseigne sur la topographie du bassin. Elle est considérée comme une variable indépendante. Elle donne une bonne indication sur le temps de parcours du ruissellement direct (donc sur le temps de concentration tc) et influence directement le débit de pointe lors d'une averse.

𝐼(𝑚⁄𝑚) =

Hmax − Hmin 𝐿

Avec : Hmax : Altitude maximale en (m) Hmin : Altitude minimale en (m) L : Longueur du cours d’eau principale en (m).

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 Temps de concentration tc : Le temps de concentration est le temps écoulé entre le début d’une précipitation et l’atteintedu débit maximal à l’exutoire du bassin versant. Il correspond au temps nécessaire pour permettre à l’eau de ruisseler du point le plus reculé du bassin versant jusqu’à l’exutoire.

 Intensité de pluie I : L’intensité moyenne maximale d’une averse de durée t peut être déterminée à partir des classiques courbes « intensité-durée-fréquence » déduites par l’équation :

𝐼 = 𝑎 × tc b Avec : I : Intensité moyenne maximale en mm/h tc : temps de concentration en heure a et b : des coefficients d’ajustement, constants pour une période de retour donnée a=333.42 et b=-0.553

5.Méthode d’évaluation des débits de crues : Le débit de crue est calculé par les méthodes suivantes : 

Rationnelle



Méthode Méthode Francau Rodier.

5.1. Méthode rationnelle : La méthode rationnelle permet de déterminer à l’aide d’une formulation simple les débits de pointeà l’exutoire d’un bassin versant. Elle est basée sur l’utilisation du temps de concentration tc .Elle donne d’assez bons résultats pour les petits bassins (superficie inférieure à 25 km²). Le débit de la crue exprimé en [m3/s], est donné par la formule suivante :

𝐐 (𝐓) = 𝟎, 𝟐𝟕𝟖. 𝐊𝐚. 𝐂𝐫. 𝐢. 𝐀

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Avec : Q (T) : Débit de pointe de période de retour « T » à l’exutoire du bassin [m3/s]. Ka

: Coefficient d’abattement spatial de la pluie.

Cr

: Coefficient de ruissellement sous une averse de durée égale au temps de

concentration « tc ». i

: Intensité de pluie pour une période de retour « T » [mm/h].

A

: Superficie du bassin versant [km²].

Coefficient d’abattement spatial Ka Afin de prendre en compte le fait qu’un évènement pluvieux intense ne se produit pas de manière homogène sur un bassin versant de quelques dizaines de kilomètre carré [km²], un coefficient D’abattement Ka est appliqué. Le Tableau 4 donne les valeurs du coefficient d’abattement Ka correspondant aux différentes valeurs de superficies des bassins versants :

A [en km²] Valeur de « Ka » 1

A < 25

25 < A < 50

50 < A < 100

100 < A < 200

0.95

0.9

0.85

Tableau - Valeurs du coefficient d’abattement « Ka »

Cr : coefficient de ruissellement = 0.5 (donnée).

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5.2. Méthode de Francou-RODIER (1967) Le débit de la crue exprimé en [m3/s], est donné par la formule suivante :

L’observation de crue en Tunisie a permis d’établir les valeurs du coefficient K données dans leTableau.

Période de retour K

10

20

50

100

3.8

3.85

3.98

4.15

Tableau - Constante de la formule de Francou-Rodier dans la Tunisie.

6. Choix et dimensionnement des ouvrages hydrauliques : Cette phase consiste à bien choisir et bien dimensionner les ouvrages qui assurent le drainage de la chaussée. Ces ouvrages hydrauliques sont généralement des dalots sous chaussée de section carrée ou rectangulaire répondent à des nombreux cas d’utilisation. Pour choisir le type de l’ouvrage et le dimensionner, il faut tenir compte des paramètres suivants : - Débit de bassin versant - Les conditions hydrauliques - L’ouverture de l’écoulement

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Tableau des valeurs du débit correspondant à chaque dimension des dalots avec un taux de remplissage de 0,8 H.

7. Résultats : 7.1. Calcul des débits :

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7.2 Choix des dalots :

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Conclusion :

Pour réussir le dimensionnement judicieux des ouvrages, trois grandes étapes doivent être respectées : l’étude climatologique, l’étude hydrologique et enfin les calculs hydrauliques en fonction des débits et de la topographie du terrain naturel. Sans en ignorer que l’étude devrase compléter par un calcul économique tenant compte des conditions d’entretien futur.

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