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Débordement (HU)

De Wikigeotech

Traduction anglaise : Overbank, Overbank flow, Overflow

Dernière mise à jour : 1/4/2020

En hydrologie urbaine, ce terme peut désigner deux phénomènes très différents qui doivent être traités avec des méthodes distinctes :

En pratique, les deux types de phénomènes sont très différents et doivent être traités par des méthodes distinctes.

Débordement dans le cas d'une rivière

L'eau s'épanche latéralement pour occuper son lit majeur. En zone urbaine, ce lit majeur est de plus en plus souvent occupé par l'homme et les conséquences peuvent être d'autant plus graves que l'endiguement des rivières donne une impression illusoire de protection (Figure 1).

Figure 1 : Débordement d'une rivière.

La modélisation du débordement des rivières est relativement simple dans la mesure où la zone d'expansion des crues est définie géométriquement par le lit majeur de la rivière. Il est nécessaire de tenir compte de l'augmentation de la rugosité pour les écoulements dans le lit majeur. Dans certains cas, la prise en compte d'un simple stockage sans écoulement est suffisante pour représenter ce type de phénomène. Voir Inondation.

Figure 2 : Débordement de rivière ; crédit photo : Patrick Savary

Débordement dans le cas d'un réseau d'assainissement

L’analyse et la modélisation des phénomènes associés et/ou provoquant les débordements sur chaussée sont beaucoup plus délicates. Même si on ne tient pas compte des phénomènes transitoires qui se produisent au moment de la mise en charge des réseaux, le débordement correspond en effet à une modification totale des conditions de l'écoulement, que l'on peut approcher de la façon simplifiée suivante. Lorsque, à un point donné du réseau, la charge nécessaire pour assurer l'écoulement devient supérieure à la charge disponible (différence entre la cote sol et la charge à l'aval - Hd), seule une partie du débit peut être évacuée par la conduite (Voir la Figure 3).

Figure 3 : Débordement d'un réseau d'assainissement.

Le débit excédentaire cherche alors un autre exutoire, le réseau communiquant avec la surface par des branchements, des avaloirs, et différents regards, l'exutoire en question est la plupart du temps constitué par la chaussée. Une certaine quantité d'eau reflue donc vers le sol où elle rejoint l'eau qui n'a pas encore pénétré dans le réseau (voir la Figure 4).

Figure 4 : Débordement d'un réseau d'assainissement ; crédit photo : Patrick Savary

Cette eau peut donc s'infiltrer, s'évaporer, rester stockée sur la chaussée ou ruisseler. Il est relativement facile d'estimer le débit de débordement comme étant la différence entre le débit à l'amont et le débit que la conduite est capable d'écouler sous la charge disponible, auquel il convient d'ajouter les apports supplémentaires en provenance du sol que la mise en charge empêche de pénétrer dans le réseau. En pratique, la difficulté principale consiste à déterminer ce que deviennent les volumes ainsi extraits du réseau. Ce problème ne peut être résolu qu'en tenant compte de la topographie de la rue ou du quartier considéré. Par exemple, si le débordement a lieu dans une cuvette, il se formera une lame d'eau qui ne pourra se déplacer et reviendra en partie dans le réseau, à l'endroit où elle en est sortie, dès que les conditions dans l'écoulement le permettront. A l'inverse, si le débordement se produit dans une rue en pente, l'eau ruissellera sur la chaussée ou dans les caniveaux, pour éventuellement rejoindre le réseau dès que celui ci disposera de capacités suffisantes (voir Figure 5). Ces écoulements en surface peuvent se faire selon les mêmes tracés que les écoulements souterrains. Ils peuvent également se faire selon des tracés totalement différents.

Figure 5 : Devenir des eaux provenant d'un débordement de réseau d'assainissement.

Modélisation des débordements de réseau d'assainissement

Différents modèles existent pour représenter ce type de phénomène.

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