Caractérisation du sous bassin versant

Etude sous ArcGis

 

Dans un premier temps, nous devons définir le sous bassin versant que nous souhaitons étudier. En effet, nous souhaitons construire un sous bassin versant comprenant les villages d'Err, Estavar, Llo, Eyne et Saillagouse. Nous voulons aussi que l'exutoire de notre sous bassin versant soit le lieu d'emplacement de la STEP, afin de pouvoir facilement étudier l'inondabilité.

Voici le bassin versant du Sègre:

La zone qui nous intéresse, en tant qu'exutoire, est celle se trouvant à la confluence de l'Angoust et du Sègre, près de Llivia.

Grâce au MNT fourni par M. Jacques Chorda, à 25 mètres de résolution, nous utiliserons le logiciel ArcGis afin de dessiner notre sous bassin versant.

Le logiciel ArcGis va aussi nous permettre de localiser les différentes stations que nous avons à notre disposition, que ce soit pour la pluie ou les hauteurs d'eau. Afin d'estimer les précipitations sur le sous bassin versant, nous utiliserons une méthode de moyennes par altitudes et la méthode des polygones de Thiessen, outils disponibles sur ArcGis. 
 

Logiciel ArcGis

Présentation du logiciel ArcGis

 

                                                   

​Le logiciel ArcGis est un logiciel d'information géographique qui a été dévéloppé par la société américaine ESRI. ArcGis a développé différentes gammes de produits:

  • SIG Bureautique: ArcView, ArcEditor, ArcInfo,
  • SIG Serveur: ArcIMS, ArcGis Server, ArcGis Image Server,
  • SIG pour développeurs: Extensions afin de développer SIG Bureautique,
  • SIG Nomade: ArcPad et ArcGis pour travail de terrain.

​L'application utilisée ici est principalement SIG Bureautique. Grâce à sa boite à outils, Spatial Analyst, des outils sont disponibles afin de créer, compiler et modifier les différents fichiers sur lesquels nous travaillons. Voici les applications utilisées dans le cadre de ce projet:

  • A partir d'un fichier Excel avec des coordonnées en lambert93, positionner les données sur le MNT,
  • Utilisation d'outils de conversion de couches,
  • Utilisation d'outils permettant de tracer les polygones de Thiessen,
  • Utilisation d'outils afin d'intersecter différentes couches,
  • Utilisation de la BD Carthage afin de calculer les longueurs des cours d'eau,
  • Calcul des surfaces des bassins délimités,
  • Utilisation de HEC Géo Ras pour l'étude d'inondabilité.

​​Exemple de l'interface ArcGis

Détermination du sous bassin versant

Détermination du sous bassin versant

 

Nous avons travaillé sur le MNT à 25 mètres de résolution fourni par M. Jacques Chorda. Ce MNT couvre l'entière zone du bassin versant de la Haute vallée du Sègre. Nous voulons maintenant créer des sous bassins versants plus petits afin de n'étudier que la zone qui nous intéresse. Pour cela, nous voulons suivre les lignes de crêtes et les cours d'eau existants.

Dans un premier temps, nous avons utilisé l'outil spatial analyst plus afin de dessiner des sous bassins versants dans notre zone. L'outil que nous utilisons se base sur un réseau hydrographique théorique, calculé par ArcGis. Après comparaison, le réseau hydrographique théorique est similaire au réseau réel, vérifié sur la BD Carthage.

Après avoir comblé les possibles manques d'information du MNT, nous avons alors simulé sous ArcGis la direction des écoulements. A partir de cette direction, un découpage en sous bassins versants est alors effectué:

Découpage en sous bassins versants

D'après un premier découpage, nous avons sélectionné plusieurs polygones qui délimiteront notre sous bassin versant final.

Après avoir placé chaque station de pluviométrie, station limnimétrique et chaque ville, nous pouvons avoir une vision globale de notre sous bassin versant ainsi que des données dont nous disposons. Le sous bassin versant construit possède une surface de 118,76 km².


Sous bassin versant déterminé

Le réseau hydrographique représenté provient de la BD Carthage. Le point bleu, situé en dessous d'Estavar représente la position de notre STEP qui est à la confluence entre l'Angoust et le Sègre. L'exutoire de notre sous bassin versant est situé juste après (après une confluence avec Estahuja). Grâce à des méthodes statistiques, nous pourrons évaluer le débit près de la STEP en connaissant le débit à l'exutoire.

Nous avons finalement décidé de ne pas inclure la ville d'Err dans notre sous bassin versant, cela n'ayant pas d'importance au niveau de l'étude hydrologique.

Ce découpage en sous bassins versants nous a permis de faire face aux problèmes que nous pourrons rencontrer. La seule station limnimétrique présente dans notre sous bassin versant est située sur le sègre, avant sa confluence avec l'Angoust. Afin d'obtenir le débit moyen près de la STEP, nous avons décidé de suivre plusieurs méthodes:

  • Grâce à un bilan hydrologique, nous pourrons obtenir le débit à l'exutoire puis, grâce à des moyens statistiques, obtenir celui près de la STEP.
  • Sur l'image suivante, les points jaunes représentent des stations de mesure de la qualité des eaux. Pour 4 dates précises en 2010, ces stations ont relevé le débit des différents cours d'eau. Nous allons essayer, toujours par des moyens statistiques, de déterminer le débit à l'exutoire grâce à ces relevés.


Stations de prélèvement pour la qualité des eaux

 

  • Enfin, nous allons simuler le débit de l'Angoust avec le débit du Sègre ou de l'Angoustrine situé plus à l'Ouest.

Après mures réflexions, nous avons décider de ne retenir que la première méthode afin d'avoir un débit moyen à l'exutoire puis près de la STEP. Afin d'étudier l'inondabilité, nous aurons aussi besoin de débits de référence (décennaux, centennaux, millenaux ...) que nous estimerons de la même manière, par des moyens statistiques.

Nous voyons aussi que les positions de la STEP se situent près de deux confluences: celle de l'Angoust et du Sègre puis celle du Sègre et de Estahuja. Il est donc important de prendre en compte le débit de Estahuja. Aucune station de pluviométrie n'est située dans notre sous bassin versant. Nous allons donc utiliser diverses techniques pour estimer la pluie.

Afin de déterminer des débits de référence pour notre étude d'inondabilité, nous avons décidé d'étudier les trois cours d'eau séparément puis de simuler les confluences. Voici donc le découpage en sous bassin versant pour le Sègre, l'Angoust et Estahuja:

Découpage pour chaque cours d'eau

En bleu, le sous bassin versant du Sègre (39,98 km²), en vert celui de l'Angoust (55,13 km²) et en rouge celui de Estahuja (23,33 km²). Les surfaces ont aussi été déterminées grâce à ArcGis.

Afin de caractériser notre sous bassin versant, un dernier point nous semble important: celui des altitudes. Voici ce que nous obtenons avec ArcGis:

Altitudes

Nous voyons que les altitudes de notre zone varient de 1100 mètres à 2900 mètres. Cela rajoute une difficulté au niveau de l'estimation de nos paramètres pour le bilan hydrologique.