Temps de Concentration des Eaux Pluviales
Comprendre le Temps de Concentration
Le temps de concentration (T
Données de l'étude
Schéma du Bassin Versant et Parcours de l'Eau
Schéma illustrant les composantes du temps de concentration.
Tableau : Caractéristiques du Bassin Versant
Paramètre | Valeur | Unité |
---|---|---|
Longueur du parcours de ruissellement superficiel (L |
80 | m |
Pente moyenne du parcours superficiel (S |
0.02 | m/m (ou 2%) |
Coefficient de rugosité de Kirpich (C |
0.4 | - (pour surfaces mixtes) |
Longueur du collecteur principal (L |
250 | m |
Pente du collecteur (S |
0.008 | m/m (ou 0.8%) |
Coefficient de Manning pour le collecteur (n |
0.013 | s/m1/3 |
Rayon hydraulique du collecteur (R |
0.15 | m |
Questions à traiter
- Calculer le temps de ruissellement superficiel (t
surf ) en minutes, en utilisant la formule de Kirpich. - Calculer la vitesse d'écoulement (V
coll ) dans le collecteur principal en m/s, en utilisant la formule de Manning. - Calculer le temps d'écoulement (t
coll ) dans le collecteur principal en minutes. - Calculer le temps de concentration total (T
c ) du bassin versant en minutes. - Si le coefficient de rugosité de Kirpich était plus élevé (par exemple, pour des surfaces plus rugueuses), comment cela affecterait-il le temps de ruissellement superficiel et, par conséquent, le temps de concentration total ?
Correction : Temps de Concentration des Eaux Pluviales
Question 1 : Temps de Ruissellement Superficiel (tsurf )
Principe :
Le temps de ruissellement superficiel est le temps que met l'eau à s'écouler sur la surface du sol depuis le point le plus éloigné jusqu'à atteindre un système de collecte concentré (caniveau, drain). La formule de Kirpich est une méthode empirique couramment utilisée pour l'estimer.
Formule(s) utilisée(s) :
Avec L
Données spécifiques :
- Longueur du parcours superficiel (L
surf ) = \(80 \, \text{m}\) - Pente moyenne du parcours superficiel (S
surf ) = \(0.02 \, \text{m/m}\) - Coefficient de Kirpich (C
Kirpich ) = \(0.4\)
Calcul :
Calcul des termes de la formule :
Application de la formule de Kirpich :
Question 2 : Vitesse d'Écoulement dans le Collecteur (Vcoll )
Principe :
La vitesse d'écoulement dans le collecteur est calculée à l'aide de la formule de Manning, qui relie la vitesse aux caractéristiques hydrauliques et à la rugosité de la conduite.
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques :
- Coefficient de Manning (n
coll ) = \(0.013 \, \text{s/m}^{1/3}\) - Rayon hydraulique (R
h,coll ) = \(0.15 \, \text{m}\) - Pente du collecteur (S
coll ) = \(0.008 \, \text{m/m}\)
Calcul :
Calcul des termes de la formule :
Application de la formule de Manning :
Question 3 : Temps d'Écoulement dans le Collecteur (tcoll )
Principe :
Le temps d'écoulement dans le collecteur est simplement la longueur du collecteur divisée par la vitesse d'écoulement moyenne dans celui-ci.
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques :
- Longueur du collecteur (L
coll ) = \(250 \, \text{m}\) - Vitesse d'écoulement (V
coll ) \(\approx 1.953 \, \text{m/s}\) (calculée à la Q2)
Calcul :
Conversion en minutes :
Question 4 : Temps de Concentration Total (Tc )
Principe :
Le temps de concentration total est la somme des temps de parcours des différentes sections hydrauliques, depuis le point le plus éloigné jusqu'à l'exutoire.
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques :
- t
surf \(\approx 0.9546 \, \text{minutes}\) (calculé à la Q1) - t
coll \(\approx 2.133 \, \text{minutes}\) (calculé à la Q3)
Calcul :
Question 5 : Impact d'une Augmentation du Coefficient de Rugosité de Kirpich
Principe :
Le coefficient de Kirpich (C
Analyse :
La formule de Kirpich pour t
Impact hydrologique : Un temps de concentration plus long signifie qu'il faut plus de temps pour que l'ensemble du bassin contribue à l'exutoire. Cela peut conduire à choisir une intensité de pluie de projet (pour une même période de retour) plus faible, car les pluies de courte durée ont généralement des intensités plus fortes. Un T
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. Le temps de concentration est défini comme :
2. Une pente de terrain plus forte pour le ruissellement superficiel tend généralement à :
3. Dans la formule de Manning pour la vitesse, si le rayon hydraulique (R
4. Le temps de concentration est un paramètre important pour :
Glossaire
- Temps de Concentration (T
c ) - Temps nécessaire pour qu'une goutte d'eau tombée sur le point hydrauliquement le plus éloigné d'un bassin versant atteigne l'exutoire de ce bassin. Il est composé du temps de ruissellement superficiel et du temps d'écoulement dans le réseau de collecte.
- Bassin Versant
- Surface géographique drainée par un cours d'eau ou un système de collecte et ses affluents. Toute précipitation tombant sur cette surface s'écoule, en théorie, vers un point commun appelé exutoire.
- Ruissellement Superficiel (Overland Flow)
- Écoulement de l'eau de pluie sur la surface du sol avant qu'elle n'atteigne un chenal défini (caniveau, cours d'eau, collecteur).
- Formule de Kirpich
- Formule empirique utilisée pour estimer le temps de concentration du ruissellement superficiel, basée sur la longueur et la pente du parcours.
- Exutoire
- Point de sortie des eaux d'un bassin versant ou d'un système de drainage (ex: entrée d'une station d'épuration, rejet dans un cours d'eau).
- Formule de Manning
- Équation empirique qui décrit la vitesse moyenne d'un liquide s'écoulant à surface libre dans un canal ou une conduite, en fonction du rayon hydraulique, de la pente et du coefficient de rugosité de la paroi.
- Rayon Hydraulique (R
h ) - Rapport entre la section mouillée (aire de la section d'écoulement) et le périmètre mouillé (longueur de la paroi en contact avec l'eau).
- Intensité Pluviométrique de Projet
- Intensité de pluie (ex: en mm/h) associée à une période de retour spécifique (ex: 10 ans, 50 ans) et à une durée égale au temps de concentration, utilisée pour le dimensionnement des ouvrages hydrauliques.
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