Propriétés du bassin versant d'Harchechamp

Caractéristiques géométriques

 

    La modélisation des débits de projet avec le système HEC-HMS nécessite au préalable de bien définir les propriétés du bassin versant de la zone d’étude. En effet, de nombreuses indications, relatives à sa géométrie, l’occupation des sols et sa géologie superficielle seront essentielles pour la définition des paramètres du modèle.

   Tout d’abord, la figure 1.1 ci-dessous nous permet de bien situer le bassin-versant de la zone d’étude, dont l’exutoire est situé à Harchéchamp.

                                                     

Figure 1.1 : Situation géographique du bassin versant d’Harchéchamp

    Notons que les données limnimétriques dont nous disposons sont enregistrées à la station de Soulosse-Sous-Saint-Elophe, qui représente l’exutoire d’un bassin versant (noté BVo de surface So = 443 km² ) plus important et qui englobe celui d’Harchéchamp (appelé BV1 ; S1 = 374 km²) comme illustré par la figure 1.2 ci-dessous.

                                                     

Figure 1.2 : Délimitation des bassins versants de Soulosse et Harchéchamp (source : Rapport Hydratec 2008)

    Notons que les pentes peuvent être très variables selon leur localisation ; plutôt faibles en fond de vallée mais relativement importantes sur les contreforts aux abords de Châtenois par exemple (environ 0,1 m/m). Toutefois, dans le cadre de la modélisation, nous considérons ici une pente moyenne globale pour l’ensemble du bassin versant. Celle-ci peut-être estimée de la manière suivante :

 $I = \Delta Z / L$

avec :

$\Delta Z$ : différence d'altitude entre l'exutoire (Harchéchamp : environ 300 m) et le point haut situé à l'opposé du bassin versant (crête de Viviers-Le-Gras : 426 m).    

$L$ : longueur entre ces deux points situés aux extrémités du bassin versant ( environ 31500 m).

Après application numérique, I= 4.10-3 m/m

 

 

 

Occupation des sols

 

   Comme l’illustre la carte 1.3 ci-dessous, le bassin versant d’Harchéchamp est majoritairement caractérisé par des espaces forestiers (essentiellement des feuillus) et agricoles avec quelques prairies. En effet, il comporte peu d’espaces urbanisés, ceux-ci étant limités aux agglomérations de Châtenois et, au sud, à celles de l’axe Bugnéville-Vittel.

 

            

Figure 1.3 : Occupation des sols du bassin versant d'Harchéchamp (source : Corinne & Land Cover)

 

    Or, rappelons que le couvert forestier intercepte une partie des précipitations tandis que les sols naturels et culturaux, caractérisés par une forte perméabilité, favorisent leur infiltration dans le sol, contrairement aux surfaces urbanisées peu perméables qui entraînent le processus de ruissellement direct de surface. Aussi, compte-tenu de ces deux mécanismes de rétention que l’on suppose ici significatifs, on peut s’attendre à un comportement peu réactif (avec un certain délai) pour restituer les volumes des précipitations jusqu’à son exutoire.

 

Géologie

 

                                

Figure 1.4 : Géologie à l’affleurement des sols du bassin versant d'Harchéchamp (source : Infoterre, Brgm )

 

    Cette carte des formations géologiques présentes à la surface du bassin-versant nous indique clairement une prédominance d’argiles au sud d’une diagonale Sud-Ouest à Nord-Est, tandis que des alternances de calcaires (calcaires du Dogger du bassin parisien : système hydrogéologique majeur formé au cours du Jurassique moyen) et de marnes (roches sédimentaires issues ensuite de la transformation d’argiles et de calcaires), sont majoritairement présentes au Nord de cette ligne.

    En effet, cette partie du bassin-versant d'Harchéchamp est caractérisée par la présence, à l’affleurement, de l’aquifère du Dogger du Plateau de Haye, lequel appartient au système du Dogger du Bassin Parisien (source : BD Infoterre du Brgm).

    Bien que les calcaires entièrement consolidés constituent des roches naturellement peu perméables, ces formations peuvent présenter localement une perméabilité très importante lorsque l'état de fissuration de la roche est prononcé (systèmes karstiques). De plus, les niveaux marneux présentent également une bonne perméabilité. Il en résulte des transferts importants entre les apports des précipitations et l’écoulement souterrain, mais également une forte vulnérabilité des nappes aux pollutions superficielles provenant du ruissellement.

    Bien sûr, on remarquera que le fond de vallée du Vair et de son affluent principal (La Vraine) sont caractérisés par des dépôts alluviaux résultants du transport sédimentaire lors des crues.

    Les argiles étant très peu perméables, on peut s’attendre à un ruissellement plus important à la surface des sols, et donc des interactions moindres entre les précipitations et les nappes phréatiques (ici captives) dans la partie sud du bassin versant.