Données pluviométriques


    La France est un territoire divisé en zones climatiques différentes, la zone d’étude est soumise à un climat montagnard (cf. figure 1).

 Figure 1 : carte des zones climatiques en France (source : Météo France) 

    Une étude à l’échelle de la France n’est pas possible de part la disparité du territoire, il est donc primordial de travailler à l’échelle locale. Ceci est judicieux à plusieurs titres. Elle servira :

- à la justification de l’utilisation des techniques de récupération d’eaux pluviales ;
- à l’estimation du volume récupérable,
- et, par conséquent, au dimensionnement des installations.

    L’étude sera donc faite à partir des relevés pluviométriques de la station de Mazamet, poste météorologique le plus proche du projet. Les données récoltées vont du 1er janvier 1979 au 31 décembre 2008 avec un intervalle de 10 jours.

 

1. Pluviométrie moyenne annuelle

  Pluviométrie en France

     La pluviométrie moyenne annuelle de la France est d’environ 650 mm. Comme le confirme la carte ci-dessous (cf. figure 2), notre projet se situe donc dans une zone très arrosée, proche de 1200 mm en France. Ce qui permet de justifier le potentiel d’eau de pluie récupérable.     

Figure 2 : carte de pluviométrie sur la France en 2005 (source : une eau pure)

 

Données manquantes

     Il manquait vingt quatre données dans les valeurs transmises par Météo France. Les caractéristiques de ces données manquantes étaient les suivantes :
- 3 manquantes en juin 1984,
- 15 correspondent à des relevés du mois d’août sur des années diverses,
- 9 correspondent à une absence de données pendant les trois derniers mois de l’année 2001.

    Ceci affectait donc de manière relativement importante les résultats. 
   Nous avons donc remplacé ces valeurs par la moyenne des relevés des mois (et décades) correspondant sur toutes les années comportant des données. Ceci permet d’améliorer la valeur moyenne de la pluviométrie de 25 mm (soit 2% d’amélioration), de resserrer l’écart type de 12 mm (5 %), et notamment de relever l’année minimale de 598mm (avec les 3 mois sans données) à 851mm soit 250 mm en plus, ce qui sera important lors de la phase test de réponse de notre cuve aux années extrêmes.

    La moyenne de la pluviométrie annuelle sur les 30 dernières années montre des précipitations de l’ordre de 1209 mm, l’écart type est de 224 mm avec un minima de 851 pour l’année 2006 et un maxima de 1677mm pour 1982. L’écart type montre une variation en moyenne peu élevée de la pluviométrie, nous validerons donc cette valeur de 1209 mm pour nos travaux à venir (cf. figure 3).


Figure 3 : cumul des précipitations par an de 1979 à 2008 en mm

 

2. Pluviométrie moyenne mensuelle

 

Figure 4 : Moyenne des précipitations mensuelle en millimètre sur les 30 dernières années


    Nous avons également représenté les moyennes mensuelles (à partir des trente années de données). On aurait pu s'en douter (...), c'est bien en hiver que l'on observe le maximum de précipitations avec 131 mm en décembre, et le minimum s'observe au mois de juin avec 55 mm. Il est très important de prendre en compte la diminution du volume d’eau récupérable en été car c’est à cette saison que le besoin en eau est le plus crucial. D’une part, cette période correspond aux périodes d’irrigation des jardins potagers et d’autre part c’est également à cette époque que le niveau de la nappe est le plus bas. Il faudra au maximum limiter l’utilisation du réseau « eau potable » pour des utilisations qui devraient être gérées par les eaux de pluies récupérées comme l’irrigation et l’eau pour les sanitaires, d’où l’importance du volume de stockage de la cuve.

 

3. Nombre de jours sans pluie

     Afin de pouvoir optimiser l’autonomie du réseau d’eau provenant de la récupération, il est crucial de connaître le nombre de jours consécutifs sans pluie. Les données pluviométriques qui sont en notre possession sont données par tranche de 10 jours. 
     Des périodes de 10 jours avec 0,1 ou 0,2 mm peuvent être considérées comme sans pluie. Afin d’être assurés du bon dimensionnement de notre cuve et notamment de pouvoir répondre au besoin pendant les périodes sans pluie, nous devons fixer une plage que l’on considère comme équivalente à une pluie nulle. Le seuil maximum de cette plage doit être choisi judicieusement.
    Dans le cas d’une toiture d’une surface de 120 m2 (maison individuelle du contexte de notre étude), nous choisissons une valeur seuil de 5mm.
    Ce choix se justifie par le fait que 5 mm équivallent à 0,5 mm de pluie par jour soit 0,5 litres par mètre carré, soit, pour une maison d’une surface au sol de 120 m², une récupération de 60 litres d’eau par jour est donc possible. Ce volume correspond au besoin des sanitaires pour deux personnes. On considèrera donc que ce doit être un minimum. Il est évident que ce choix est critiquable et nous analyserons les effets liés à l’incertitude qui entoure cette valeur.
    Nous considérerons donc comme "évènement non pluvieux" la plage 0-5mm. 
    Après avoir regroupé les périodes avec une pluviométrie inférieure à 5mm des différentes années, nous pouvons analyser les valeurs suivantes :


Tableau 1 : informations divers concernant les "évènements non pluvieux"

 

 

Figure 5 et 6 : moyenne annuelle du nombre d'évènements non pluvieux et probabilité de la durée de l'évènement non pluvieux sur trente ans

     Nous pouvons commencer par noter quelques points :
- toutes les années comptent au moins un évènement « sans pluie »,  
- les évènements « non pluvieux » d’une durée supérieure à 40 jours ont une probabilité de réalisation de 0,02 sur trente ans. Ces évènements seront donc considérés comme des risques naturels qui ne devront pas rentrer en compte dans notre dimensionnement bien que nous analyserons la réponse de notre cuve à ces évènements extrêmes.

    L’analyse des données sur les 30 dernières années montre une probabilité d’avoir une période sans pluie consécutive de :
- 10 jours : 78%,
- 20 jours : 16%,
- 30 jours : 4%.

  Nous souhaitons répondre de manière satisfaisante à plus de 90% des évènements "sans pluie". Nous avons donc choisi de répondre aux besoins en eau pour des périodes de 18 jours. Nous prendrons une incertitude de 2 jours sur cette valeur.  En effet, avec une valeur égale à 20 jours, 94% des évènements "pluviométrie inférieure à 5mm" seront satisfaits.