Descriptif

 
• Généralités

Le débit d'une rivière représente le volume d'eau s'écoulant en un temps donné (en une seconde en général) à un moment précis et à un endroit précis de cette rivière.
Cette notion  de débit (que l'on exprime le plus souvent en m3/s) ne doit pas être confondue avec celle de la vitesse du courant ou de la section mouillée (profondeur d'eau x largeur de la rivière).

La connaissance des débits des rivières et de leurs variations (régime hydrologique) est nécessaire pour divers objectifs :


    Il n’y a pratiquement pas, pour des raisons de coût et de complexité des installations, d'enregistrement direct des débits de rivières.

    Le suivi du débit des rivières se fait au moyen d'un réseau hydrométrique composé d'un ensemble de stations hydrométriques comprenant principalement des stations de jaugeage et quelques stations limnimétriques ou limnigraphiques 
(les stations limnimétriques sont dédiées à l'enregistrement des hauteurs d'eau uniquement)

    Les principes de base des stations de jaugeage existantes sont les suivants :

 Pour qu‘ un site permette d’établir une chronique de débits, il faut que la relation hauteur-débit (courbe de tarage) soit stable pendant des périodes d’une durée suffisante (plusieurs années, plusieurs mois dans certains cas).

 D’autres contraintes (absence de bras multiples, accès du site en tous temps…) font que le nombre de sites susceptibles de convenir sont en nombre limité et qu’ils nécessitent parfois des aménagements pour fournir des données fiables, particulièrement en basses eaux.

 Le choix de l'emplacement d'une station de jaugeage est d'autant plus important qu'elle est destinée à rester longtemps en place. En effet la fiabilité et la représentativité de ses données ne présenteront vraiment d'intérêt qu'après au moins 10 ans de fonctionnement et  plus les chroniques de hauteurs et de débits seront longues, plus intéressantes seront les valeurs statistiques calculées.

  Chaque rivière ne peut évidemment pas être suivie par une station de jaugeage, les choix qui ont été faits à travers le réseau existant privilégient la Loire et ses principaux affluents (avec éventuellement plusieurs stations d'amont en aval) mais également des rivières représentatives d'un point de vue géographique, taille et typologie du bassin versant, type d'écoulement, réactivité etc. de manière à pouvoir utiliser la connaissance acquise à partir de ces stations pour répondre à des demandes portant sur des rivières similaires ne bénéficiant pas d'un suivi par une station.

    En ce qui concerne les rivières dont l'alimentation de base provient de l'aquifère des calcaires de Beauce (on parle dans ce cas de rivières exutoires de la nappe de Beauce), en complément des données fournies par les stations de jaugeage en place dans ce secteur, un suivi régulier d'autres rivières est effectué depuis 1997 à une fréquence de 4 à 5 semaines.
Ces mesures ponctuelles de débits tout au long de l'année permettent d'établir des corrélations entre le niveau de remplissage de la nappe de Beauce et les écoulements des rivières concernées par cet aquifère.

Des jaugeages ponctuels sont également réalisés hors des stations de jaugeage, soit pour répondre à des demandes particulières (qualité des eaux en particulier), soit pour contribuer à la connaissance générale des régimes hydrologiques des cours d'eau de la région. Toutes les mesures effectuées (plus de 15 000 mesures sur 1600 points de mesures !) ont été entrées dans une base de données

 

• Le réseau hydrométrique

    Afin de connaître les hauteurs et les débits des principaux cours d'eau de la région, la DREAL Centre Val de Loire  gère un réseau de 54 stations hydrométriques dans la Région Centre Val de Loire
 (48 stations de jaugeage et 6  stations limnimétriques ou limnigraphiques ).

    Ce réseau a bénéficié, pour sa modernisation, d'une participation financière de la Région Centre Val de Loire  (Contrat de Plan Etat-Région) et des deux Agences de l'Eau (Loire-Bretagne et Seine-Normandie).
    Les deux Agences de l'Eau apportent leur contribution financière à la DREAL pour l'exploitation du réseau

    Chaque station mesure en continu la hauteur d'eau en un point donné d’une rivière. Le suivi des débits est obtenu par la conversion des hauteurs à l’aide des courbes de tarage, élaborées à partir des jaugeages.

    Un important travail de terrain (maintenance des stations hydrométriques et réalisation des mesures par les jaugeurs) permet de garantir la fiabilité des données.

    Au bureau, après le dépouillement des mesures et l'établissement des courbes de tarage, les fichiers des hauteurs enregistrées et les courbes de tarage sont validés puis envoyés dans la banque nationale HYDRO du MEEDDM (Ministère de l’Écologie, de l'Énergie, du Développement Durable et de la Mer), qui effectue le calcul et le stockage des débits journaliers ainsi que de nombreux calculs d'hydrologie.

    Parmi ces stations, auxquelles s’ajoutent 27 stations gérées par des DREAL voisines et 1 gérées par  E.D.F. , une bonne partie est également utilisée à des fins de police de l’eau, dans le cadre des situations de crise (étiages sévères, crues exceptionnelles…).

   

 
• Station de jaugeage

    C’est une station hydrométrique sur laquelle, régulièrement, des mesures de débit instantané ou jaugeages sont effectués. Elle se compose des éléments suivants :

    une échelle limnimétrique pour la lecture de la hauteur et le contrôle de l'appareillage.
    un limnigraphe à flotteur ou une centrale à capteur pour l’enregistrement en continu des hauteurs
    éventuellement un modem pour la télétransmission des données

  
station de jaugeage actuelle
 

• Qu'est ce qu' un jaugeage ?

    Un jaugeage consiste à mesurer le débit instantané d’un cours d’eau en un point donné. Pour ce faire il existe plusieurs méthodes, dont :

    la dilution (méthode chimique par injection d’un traceur puis brassage et prélèvement aval)
    le flotteur (exploration des vitesses de surfaces)
    le moulinet à hélice ou le courantométre (exploration complète du champ des vitesses dans la section considérée)

    Cette dernière méthode est la plus utilisée par les jaugeurs sur la région Centre Val de Loire. Le soin apporté à ces mesures est une très bonne base pour l'établissement  de la courbe de tarage.

 

 

• Les jaugeurs ou techniciens d'hydrométrie

    Ce sont les acteurs principaux de l’hydrométrie. Spécialistes de la mesure en rivière dont l’activité s’est étoffée au fil des années avec l’arrivée de nouvelles technologies comme l’informatique, la télétransmission…

    Leur activité consiste non seulement à la gestion du parc de stations et la mesure des débits mais aussi au dépouillement des données ,  à l'alimentation de la banque nationale HYDRO , à la critique , la validation et la diffusion des données. Le technicien en hydrométrie partage donc son activité entre terrain et bureau.

    L'hydrologue est l'utilisateur principal des mesures effectuées par les techniciens, son rôle consiste à effectuer la synthèse des données hydrologiques produites par les stations de jaugeage, à les comparer entre elles, à les croiser avec d'autres paramètres (pluviométrie, état et réactivité des nappes souterraines, influence des activités humaines etc.), à essayer de comprendre les phénomènes en jeu et leur évolution afin de pouvoir répondre aux nombreuses demandes.

 

  
• Les évolutions

    station de jaugeage ancienne

 

   

                                         
                                                                          



                        Le dispositif d'enregistrement des hauteurs, jusqu'à il y a une dizaine d'année, comportait un limnigraphe
                        dont le mécanisme d'horlogerie entraînait le déroulement d'un rouleau de papier gradué derrière un stylet à encre
                        lequel se déplaçait sur une rampe horizontale en suivant le mouvement d'un flotteur transmis par un câble d'acier.
                        Le flotteur reposant à la surface  d'un puits vertical en communication avec la rivière, montait ou descendait en mème temps.

                        Le graphe enregistré sur le papier était prélevé toutes les 4 semaines au maximum (autonomie de l'horloge)
                        puis une opération assez longue de digitalisation de l'enregistrement était nécessaire avant de pouvoir injecter dans la banque nationale hydro
                        les données numériques des hauteurs
                        Enfin une vérification minutieuse des listings issus de la banque hydro était un préalable à la validation des données de hauteurs.

   








Il faut noter que certains de ces limnigraphes sont encore en service (depuis plus de 30 ans !) et que la précision obtenue était presque comparable à celle des capteurs actuels. Les données anciennes stockées dans la banque ne sont donc pas imprécises. Le bénéfice principal de la modernisation réside  essentiellement dans  la plus grande rapidité du traitement et la possibilité de télétransmission.