PLAN DE GESTION GLOBAL ET EQUILIBRE DES PHASE 2 MODELISATION DES ECOULEMENTS ECOULEMENTS ET DES CRUES DES EAUX DE LA METEREN BECQUE DE SURFACE

Transcription

1 FRANCE SYMSAGEL PLAN DE GESTION GLOBAL ET EQUILIBRE DES ECOULEMENTS ET DES CRUES DES EAUX DE LA METEREN BECQUE PHASE 2 MODELISATION DES ECOULEMENTS DE SURFACE RAPPORT FINAL DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 N

2 SOMMAIRE 1. OBJECTIFS DE LA PHASE DEFINITION DES SCENARIOS TYPE PLUIE HIVERNALE (PLUIE LONGUE) TYPE PLUIE D ORAGE (COURTE) ETUDE HYDROLOGIQUE RAPPELS ANALYSE STATISTIQUE ZONE DE PLAINE ZONE INTERMEDIAIRE ZONE DES MONTS DES CATS SYNTHESE ANALYSE INTENSITE DUREE FREQUENCE : LOI DE MONTANA PLUIES COURTES SYNTHESE PLUIES DE PROJET PLUIES COURTES : PLUIES LONGUES : ANALYSE DES PLUIES DE PROJETS MODELISATION PLUIE DEBIT DECOUPAGE EN SOUS-BASSINS VERSANTS HOMOGENES COEFFICIENTS DE RUISSELLEMENT BASSIN AMONT BASSIN AVAL CALCULS DES TEMPS DE CONCENTRATIONS CALCULS DES DEBITS DE POINTE (METHODES EMPIRIQUES) CAMPAGNE DE MESURES TRANSFORMATION PLUIE DEBIT SYNTHESE TRANSFERT DES EAUX DE SURFACE EMPRISE DU MODELE...27 SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE A

3 5.2. DONNEES TOPOGRAPHIQUES DESCRIPTION DU RESEAU HYDROGRAPHIQUE MODELISE COURANT DE L HAUTDYCK COURANT DE LA HUCHETTE COURANT DE LA MALADRERIE METEREN BECQUE AMONT BECQUE DE FLETRE METEREN BECQUE AVAL COURANT BAYARD COURANT DU DOULIEU LYS CANALISEE ANALYSE PARAMETRES DE MODELISATION EXPLOITATION DU MODELE PLUIE HIVERNALE DE TEMPS DE RETOUR 20 ANS CONCOMITANCE PLUIE LONGUE ET CRUE DE LA LYS PLUIES COURTES DE TYPE ORAGE (TEMPS DE RETOUR 20 ANS) CONCLUSIONS...54 ooo SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE B

4 LISTE DES TABLEAUX Tableau 1: Coefficients de Montana - Station de Lille -Lesquin Tableau 2. : Pluies de projet (pluies longues) Tableau 3 : Intensités de projets (pluies longues)... 9 Tableau 4 : Coefficients de Montana des postes de Borre, Armentières et Steenvoorde...10 Tableau 5 : Coefficients de ruisselement...15 Tableau 6 : Temps de tranfert mesurés...20 Tableau 7 : Résultats modélisation Pluie - Débit - Pluie courte,...23 Tableau 8 : Résultats modélisation Pluie - Débit - Pluie longue Tableau 9 : Résultats modélisation Pluie - Débit - Becque de Nieppe,...25 Tableau 10 : Réseau hydrographique modélisé (en gras) ooo SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE C

5 LISTE DES FIGURES Figure 1 : Localisation des postes pluviométriques Figure 2 : Ajustement de Gumbel des différents postes pluviométriques Figure 3 : Localisation des sous-bassins versants Figure 4 : Localisation des points de mesure Figure 5 : Exutoires des bassins cumulés sous PLUTON...22 Figure 6 : Courant de l'hautdyck Figure 7 : Courant de la Maladrerie...39 Figure 8 : Becque de Flêtre Figure 9 : Méteren Becque Figure 10 : Courant Bayard...46 Figure 11 : Ouvrage amont Figure 12 : Ouvrage Rue du Houck...46 Figure 13 : Ouvrage RD Figure 14 : Ouvrage RD Figure 15 : Ouvrage Maison Rouge...47 Figure 16 : Courant du Doulieu...48 Figure 17 : Ouvrage Meulen Leet...48 Figure 18 : Ouvrage Le Pont Wemeau Figure 19 : Ouvrage Le Pont Louf Figure 20 : Méteren Becque Figure 21 : Méteren Becque (détail)...51 Figure 22 : Becque de Flêtre Figure 23 : Méteren Becque Figure 24 : Méteren Becque (détail)...53 Figure 25 : Désordres modélisés pour la pluie longue de temps de retour 20 ans...55 Figure 26 : Comparaison désordres observés / modélisés Figure 27 : Evolution spatiale de l'hydrogramme de crue de la Méteren Becque (20 ans) Figure 28 : Evolution spatiale de l'hydrogramme de crue de la Méteren Becque (100 ans) Figure 29 : Evolution spatiale de l'hydrogramme de crue d orage sur la Méteren Becque amont (20 ans)...59 Figure 30 : Evolution spatiale de l'hydrogramme de crue d orage sur la Becque de Flêtre amont (20 ans)...60 Figure 31 : Hauteurs et vitesses maximales sur la Méteren Becque Figure 32 : Débit et vitesses maximums sur la Méteren Becque ooo SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE D

6 1. OBJECTIFS DE LA PHASE 2 La Phase 2 de la présente étude consiste à la mise en œuvre d outils de modélisation afin de permettre la représentation et la compréhension de l origine des différents désordres recensés et présentés en Phase 1. Ces outils permettront par la suite de quantifier l impact des solutions qui seront proposées en Phase 3 de l étude. La Phase 2 suit le plan suivant : Choix et définition des scénarios hydrologiques et hydrauliques, Définition des paramètres hydrologiques (pluies de projet) correspondants, Découpage du bassin d étude en sous-bassins versants homogènes, Réalisation d un modèle de transformation Pluie Débit qui défini les débits et les volumes apportés aux cours d eau par le ruissellement sur les bassins, Réalisation d un modèle de transfert des écoulements permettant de représenter les points noirs hydrauliques (zones de débordements, ouvrages sous-dimensionnés) du secteur d étude, Représentation des écoulements associés aux scénarios de projets, Analyse des résultats obtenus et compréhension du fonctionnement hydraulique du bassin versant et des désordres existants. Les modèles mis en œuvre serviront d état de référence lors de la proposition des différents aménagements dans les Phases 3 et 4 de la présente étude. Ils serviront ainsi à quantifier les impacts des différentes solutions proposées. ooo SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 1

7 2. DEFINITION DES SCENARIOS La Phase 1 de la présente étude a fait ressortir deux grands types d évènements hydrologiques à l origine de l ensemble des désordres hydrauliques observés sur le bassin versant de la Méteren Becque. Il s agit, soit d évènements que l on qualifiera dans la suite de ce rapport de Pluies hivernales, soit d évènements qualifiés par la suite de Pluies d orage TYPE PLUIE HIVERNALE (PLUIE LONGUE) Les inondations de type hivernal sont provoquées par une pluviométrie continue et soutenue sur une longue durée sur l ensemble du bassin versant. Ces inondations sont provoquées par saturation des sols et par l apport régulier sur plusieurs jours de précipitations au cumul important. C est donc le cumul des précipitations qui génère les inondations, plus que la pluviométrie sur une journée en particulier. Ces évènements ne présentent d ailleurs pas des temps de retour importants pour les pluies journalières mesurées. Ces précipitations entraînent cependant des crues généralisées à l ensemble du bassin versant de la Lys comme ce fut le cas en 1974, 1980, 1993 et 1999 pour les évènements les plus importants TYPE PLUIE D ORAGE (COURTE) Les inondations sur le bassin de la Méteren Becque peuvent également être provoquées par des évènements pluvieux intenses sur de courtes durées sur des secteurs localisés, de type orage d été. Ces précipitations occasionnent généralement des dégâts importants sur des secteurs touchés comme ce fut le cas en mai Les hauteurs précipitées sont alors importantes à l échelle journalière et supérieures à celles observées lors des pluies hivernales. Ces deux types d évènements servent de base aux scénarios qui sont représentés et modélisés lors de cette Phase 2. La fréquence d apparition retenue pour les évènements considérés dans la suite de cette étude est de 20 ans. Cette période de retour a été définie en concertation avec le Comité de Pilotage et convient parfaitement aux objectifs de la présente étude. ooo SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 2

8 3. ETUDE HYDROLOGIQUE L objectif de cette partie est de caractériser les évènements pluviométriques générateurs d inondations sur le bassin versant de la Méteren Becque, afin de pouvoir définir les pluies de projets qui serviront de base aux scénarios modélisés par la suite. L étude hydrologique se décompose comme suit : 1- Définition des pluies de projet, c est à dire définition des caractéristiques des pluies (durée, intensité, hauteurs, ) pour un temps de retour donné, 2- Mise en œuvre d une modélisation de transformation Pluie - Débit. Cette modélisation a pour objectif le calcul des hydrogrammes qui servent de conditions aux limites pour le calcul de transfert des écoulements à surface libre. Cette modélisation permet également de fournir des ordres de grandeurs des débits pour les différents cours d eau du secteur d étude et pour différents temps de retour RAPPELS Les phénomènes à représenter sont provoqués par deux types d évènements pluviométriques bien différenciés : Les inondations de type hivernales, provoquées par une pluviométrie continue sur une longue durée (phénomène de saturation des sols en eau). Ces précipitations entraînent des crues sur l ensemble du bassin versant de la Lys (1993, 1999). Les inondations provoquées par des évènements pluvieux intenses et de courte durée (type orage d été). Ces précipitations occasionnent généralement des dégâts sur des secteurs localisés (mai 2000, 4-5 juillet 2005). Les pluies de projet retenues représenteront l un et l autre de ces phénomènes. Les paragraphes suivants viennent en complément de l étude pluviométrique présentée dans le rapport de Phase 1. Ils présentent les différents types de pluviométrie observés sur l ensemble du secteur d étude (variations spatiale et saisonnière). Pour cela, l analyse statistique de six postes pluviométriques répartis de manière homogène sur le secteur d étude a été réalisée. Cette analyse SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 3

9 permet de déterminer les coefficients de Montana associés à ces postes pluviométriques pour différentes durées de pluie. Ces coefficients permettent ensuite de déterminer les pluies de projet retenues ANALYSE STATISTIQUE Les six postes pluviométriques étudiés sont les suivants : Armentières, Bailleul, Borre, Godewaersvelde, Merville (3 postes), Steenvoorde (3 postes). La localisation spatiale de ces postes est présentée dans la figure suivante : Figure 1 : Localisation des postes pluviométriques. Une rapide analyse des données pluviométriques de ces postes a permis de regrouper ceux-ci par comportements pluviométriques homogènes. Pour cela, le bassin versant de la Méteren Becque peut être découpé en trois secteurs de tailles comparables, selon l axe Est Ouest: le secteur de la plaine de la Lys, le long de la Lys canalisée (Merville et Armentières), un secteur intermédiaire (Borre et Bailleul) et un secteur amont (Godewaersvelde et Steenvoorde). Pour chaque poste, les pluies journalières maximales annuelles ont fait l objet d une analyse statistique. Le traitement des différents postes pluviométriques et les résultats qui en découlent sont présentés de manière détaillée dans les tableaux placés en Annexe. SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 4

10 ZONE DE PLAINE Les postes d Armentières et de Merville correspondent à la zone de plaine de l aval du bassin versant de la Méteren et du bassin de la Becque de Nieppe. La pluviométrie journalière décennale y est estimée à environ 44 mm/24h et la pluviométrie centennale entre 60 et 65 mm/24h. Ces valeurs sont fiables du fait du nombre important d années de mesures sur ces postes ZONE INTERMEDIAIRE Le secteur intermédiaire du bassin versant de la Méteren Becque est représenté par les postes pluviométriques de Borre à l Ouest et de Bailleul à l Est. Le poste de Borre est situé à 18 m d altitude et celui de Bailleul à 41 m, cette différence explique les écarts obtenus entre ces deux postes. La pluviométrie journalière décennale déterminée pour le poste de Borre est de 46 mm/24h environ et celle du poste de Bailleul est calculée à 52 mm/24h environ. Les pluviométries centennales sont respectivement estimées à 68 et 75 mm/24h pour ces deux postes. On remarque bien que plus l altitude augmente et plus la pluviométrie devient importante, ce qui fait que le Nord du bassin reçoit plus d eau que le Sud de celui-ci ZONE DES MONTS DES CATS Pour le secteur situé à l amont du bassin versant de la Méteren Becque, au niveau des Monts des Cats, les postes de Godewaersvelde et Steenvoorde sont étudiés. Sur ce secteur, la pluviométrie observée est plus importante que pour l ensemble des postes précédemment étudiés. La pluie journalière décennale est estimée à 50 mm/24h pour le poste de Godewaersvelde et à 67 mm/24h pour le poste de Steenvoorde, soit un niveau équivalent à la pluie journalière centennale à Bailleul. La pluie centennale de ces deux postes est respectivement de 74 mm/24h et 104 mm/24h pour le poste de Godewaersvelde et celui de Steenvoorde. SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 5

11 SYNTHESE La moyenne réalisée pour l ensemble des postes donne les résultats suivants : Pluie décennale de 48 mm, Pluie centennale de 71 mm. Le poste de Borre est donc représentatif de la pluviométrie moyenne observée à l échelle de la zone d étude, mais de fortes variations de la pluviométrie sont observées à l échelle du bassin versant de la Méteren Becque. L analyse réalisée est présentée sur la Figure 2 ci-après. On remarque que la moyenne de l ensemble des données (droite verte) est bien alignée avec la pluviométrie de la station de Borre (carrés rouges). Il ressort de ses résultats l augmentation progressive de la pluviométrie observée des zones de plaine (Armentières et Merville) vers les secteurs plus élevés (Monts des Cats : Steenvoorde et Godewaersvelde). Pour un temps de retour donné, les pluies du Nord du bassin sont 20% plus importantes que celles du Sud du bassin. L amont du bassin versant est donc soumis à une pluviométrie plus importante, il recueille donc les volumes d eau, à surface égale, les plus importants. Ces résultats confirment et valident les données issues de l étude bibliographique réalisée et présentée dans le rapport de Phase 1. SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 6

12 Figure 2 : Ajustement de Gumbel des différents postes pluviométriques. SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 7

13 3.3. ANALYSE INTENSITE DUREE FREQUENCE : LOI DE MONTANA A partir de l analyse réalisée et présentée dans le paragraphe précédent, il ressort que le secteur d étude peut être divisé en trois sous-secteurs de fonctionnement pluviométrique bien distinct : Secteur aval : zone de plaine en rive gauche de la Lys, située aux alentours de la cote 17 m NGF. La pluviométrie de ce secteur est bien représentée par les stations de Merville et d Armentières. Secteur intermédiaire : caractérisé par les stations de Borre et de Bailleul. Secteur amont : pluviométrie influencée par les Monts des Flandres, plus importante, et de comportement similaire à celui observé aux postes de Steenvoorde et Godewaersvelde. Afin de déterminer les pluies de projet qui seront retenues et qui serviront de base à la modélisation de transfert des écoulements, les coefficients de Montana associés aux différents postes pluviométriques ont été déterminés PLUIES COURTES Les pluies courtes sont d une durée inférieure à 24 heures. Pour le cadre de cette étude, la durée de l événement pluvieux retenu sera du même ordre de grandeur que les temps de concentrations des sous-bassins versants étudiés (voir paragraphe suivant et Annexe), soit entre 2 et 12 heures. Pour déterminer les coefficients de Montana des différents sous-bassins versant de la Méteren Becque, il est nécessaire de disposer de mesures réalisées sur des pas de temps inférieurs ou égaux à la durée de la pluie à caractériser. Les postes pluviométriques du secteur d étude possèdent un pas de mesure journalier, ce qui ne les rend pas exploitables pour ce type de pluie, seule la station pluviométrique de Lille-Lesquin permet de caractériser la pluviométrie courte sur le secteur d étude. Les hauteurs de pluies et intensités associées déterminées à la station de Lille-Lesquin par Météo-France pour différentes durées et différents temps de retour sont présentées de manière détaillée en Annexe. Par comparaison des hauteurs précipitées mesurées sur 24 heures, la station de Lille Lesquin possède un comportement similaire aux stations de Borre et de Bailleul. La pluie journalière décennale y est de l ordre de 50 mm/24h et la centennale de 70 mm/24h environ. SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 8

14 A partir de ces données, les coefficients de Montana caractérisant le comportement pluviométrique de la région de Lille Lesquin sont déterminés. Ces coefficients sont présentés dans le tableau suivant : t = 15 min à 6 heures t = 6 heures à 24 heures a b a b 5 ans 21,56 0,78 18,12 0,71 10 ans 25,57 0,79 21,97 0,73 20 ans 29,47 0,81 24,99 0,74 50 ans 34,40 0,83 28,40 0, ans 38,23 0,74 30,78 0,74 Tableau 1: Coefficients de Montana - Station de Lille -Lesquin PLUIES LONGUES Les pluies de longue durée (supérieures à 24 heures) correspondent aux pluies de type hivernal qui s étendent sur plusieurs jours. Les intensités et les hauteurs de pluie pour les stations d Armentières, de Borre et de Merville concernant des pluies de longue durée pour différentes périodes de retour sont présentées en Annexe. L analyse de la pluviométrie mesurée aux postes d Armentières et de Borre a permis de déterminer la pluviométrie à Steenvoorde. Les tableaux ci-après résument l ensemble des caractéristiques pluviométriques de ces trois postes : Tableau 2. : Pluies de projet (pluies longues). Tableau 3 : Intensités de projets (pluies longues). SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 9

15 Ces données permettent alors de déterminer les coefficients de Montana pour ces 3 postes et pour les temps de retour 5, 10, 20, 50 et 100 ans. I (mm/h) = a. t(h)^(-b) H (mm) = a. t(h)^(1-b) a b 5 ans 10,8100 0, ans 12,5150 0,6181 Armentières 20 ans 14,3680 0, ans 16,0480 0, ans 17,9300 0, ans 12,0550 0, ans 14,5830 0,6406 Borre 20 ans 16,2290 0, ans 19,6580 0, ans 21,8230 0, ans 17,0720 0, ans 21,5060 0,6292 Steenvoorde 20 ans 25,5620 0, ans 30,7885 0, ans 35,3570 0,6457 Tableau 4 : Coefficients de Montana des postes de Borre, Armentières et Steenvoorde. Les graphiques associés à la détermination de ces coefficients, pour les trois postes pluviométriques retenus sont présentés en Annexe. SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 10

16 3.4. SYNTHESE PLUIES DE PROJET A partir des différentes conclusions des paragraphes précédents, il a été retenu les hypothèses suivantes concernant l élaboration des pluies de projet : PLUIES COURTES : Seule la station de Lille-Lesquin possède des mesures permettant de caractériser la pluie sur de courtes périodes (inférieures à 24 heures). Cette station possède un comportement pluviométrique similaire à celui de Borre et représente donc la pluviométrie moyenne observée à l échelle de la zone d étude. Les coefficients de Montana du poste de Lille-Lesquin sont donc retenus pour déterminer les pluies de projet pour les différents temps de retour. Une seule pluie courte de projet est définie pour l ensemble de la zone d étude. On ne tient pas compte d une éventuelle distribution spatiale pour ce type de pluie. En effet, on considère que les évènements courts de type orage possèdent des caractéristiques homogènes à l échelle du secteur d étude. Les différences de hauteurs d eau précipitées sur des périodes courtes sont très faibles à l échelle du bassin versant, ce qui permet de formuler une telle hypothèse. La durée de cette pluie est de 12 heures, ce qui correspond à l ordre de grandeur des temps de concentration des grands sousbassins versants du secteur d étude. La durée de pluie intense est prise égale à 30 minutes. Les évènements de type orage sont localisés sur des secteurs réduits (de quelques kilomètres carrés). La pluie ainsi définie ne peut pas être imposée sur l ensemble du bassin versant mais uniquement sur des zones restreintes PLUIES LONGUES : La variabilité spatiale des pluies de longue durée sera représentée. En effet, pour des évènements de longue durée, celle-ci est bien plus marquée et possède une importance plus forte que pour les évènements courts. Pour cela, le secteur d étude est découpé en trois sous-secteurs ayant chacun un fonctionnement pluviométrique propre. Ces sous-secteurs sont les sous-secteurs amont, intermédiaire et aval déjà décrits précédemment. SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 11

17 La durée des pluies de projets prise égale à 10 jours (240 heures) et la durée de pluie intense retenue est de 12 heures. Les coefficients de Montana des postes de Borre, Steenvoorde et d Armentières servent à définir les pluies de projets pour différents temps de retour ANALYSE DES PLUIES DE PROJETS Les hyétogrammes des pluies de projet construites sont présentés en Annexe. Pour un événement de type hivernal, les hauteurs d eau cumulées sur 10 jours sont comprises entre 90 mm (Armentières) et 134 mm (Steenvoorde) pour un événement quinquennal et entre 134 mm et 246 mm pour un évènement centennal. On remarque l importance des volumes d eau sur l amont du bassin, où une pluie de temps de retour 5 ans équivaut à une pluie de temps de retour cent ans à l aval en terme de volume de pluie cumulée. Pour les événements courts, les hauteurs cumulées sont comprises entre 37 mm (5 ans) et 59 mm (100 ans). On remarque également l importance du cumul pluviométrique des évènements de longue durée par rapport à ceux de courte durée, et ce malgré le fait que les intensités des évènements courts soient bien plus importantes que celles des évènements longs. Par exemple, pour un événement centennal, l intensité maximale de la pluie courte est de 89 mm/h et celui de la pluie longue à Steenvoorde est «seulement» de 11,7 mm/h. On peut d hors et déjà souligner l impact sur l hydraulique induit par les différences observées au niveau des caractéristiques hydrologiques des pluies de projets retenues pour le bassin versant de la Méteren Becque : Pluies courtes : l apport d un volume important d eau sur une durée très courte conduira à l apparition de pics de crues très importants pouvant entraîner des débordements par incapacité du réseau à faire transiter un débit important. Pluies longues : un volume d eau très important injecté dans le réseau hydrographique de manière «régulière». Les débordements observés seront le fait d une difficulté d évacuation vers l aval d une grande quantité d eau. Ceci s accompagnera par la saturation des zones de débordements existantes. ooo SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 12

18 4. MODELISATION PLUIE DEBIT Afin de comprendre le mécanisme des crues du bassin versant de la Méteren Becque et de déterminer les volumes d eau mis en jeu pour chaque événement de temps de retour donné, un modèle de transformation Pluie Débit est mis en oeuvre. Ce modèle fourni les hydrogrammes (variation du débit dans le temps) au modèle de transfert des écoulements décrit plus loin dans ce rapport. Le modèle Pluie Débit se base sur les caractéristiques suivantes : Paramètres figés : pluies de projet, paramètres physiques des sous-bassins versant (longueur, surface, pente). Paramètres à ajuster : débit de base et coefficients de ruissellement de chaque sous-bassin versant élémentaire défini. Quelques éléments cités en Phase 1 et concernant le fonctionnement hydraulique du bassin versant de la Méteren Becque sont rappelés ci-après : Rôle de la morphologie et des nappes, important pour le premier et très réduit pour le second, Le rôle de la pluviométrie sur la formation des crues, Le rôle du drainage et des ouvrages hydrauliques, majeur pour le premier après ressuyage des terres et qui peut être générateur de désordres locaux pour le second en cas de vétusté ou de sous dimensionnement DECOUPAGE EN SOUS-BASSINS VERSANTS HOMOGENES L analyse de la topographie issue de la banque de donnée topographique de l IGN a permis de découper la zone d étude en sous-bassins versant homogènes. 66 sous-bassins versants ont été extraits du secteur d étude. La Figure 3 présente ce découpage. Les caractéristiques physiques de ces bassins sont présentées en Annexe. Le sous-bassin versant amont a été découpé en 39 sous-bassins versants, la Méteren aval en 4 sous-bassins, la Huchette et l Hautdyck en 7, la Maladrerie en 4, le Courant de Bayard en 4, le Courant Le Doulieu en 8 et la Becque de Nieppe en 2. SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 13

19 Figure 3 : Localisation des sous-bassins versants. SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 14

20 Dans la partie aval du secteur d étude, les bassins versants présentés ne peuvent pas être considérés comme des bassins versants au sens propre du terme du fait des nombreuses connections d origine anthropique existantes entre les différents courants, fossés et cours d eau, mais plus comme des «zones de captage des précipitations» d un cours d eau principal. Ces bassins reposent également fortement sur les limites des parcelles agricoles du fait du rôle important et généralisé du drainage sur le secteur d étude ainsi que sur les axes de communication (route, remblais SNCF, ) qui sont bordés de fossés COEFFICIENTS DE RUISSELLEMENT Les coefficients de ruissellement présentés dans ce paragraphe sont les coefficients de ruissellement retenus pour l étude hydrologique. Ils sont déterminés à partir du croisement des caractéristiques physiques des sousbassins versant (pente) et de l occupation du sol. Le Tableau 5 indique la relation entre le coefficient de ruissellement retenu, l occupation du sol et la pente. Les coefficients de ruissellement présentés correspondent à un évènement de temps de retour 10 ans. Coefficients de ruissellement T=10 ans Classes de sols Pentes pente < 1 % 1 < pente <5 % pente> 5% bois forêt landes 0,02 0,05 0,10 prés herbes 0,07 0,15 0,30 labours nus 0,15 0,25 0,40 battance et infrastructures 0,30 0,40 0,50 Tableau 5 : Coefficients de ruisselement. Afin de prendre en compte l effet de saturation des sols en eaux qui diffère selon la période de retour de l événement modélisé, la formule classique de transformation a été appliquée : Cr(5 ans) =Cr(10 ans) x 0,95 Cr(100 ans) = Cr(10 ans) x 1,20 SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 15

21 BASSIN AMONT Les coefficients de ruissellement déterminés pour chaque sous-bassin versant du bassin amont de la Méteren Becque sont présentés en Annexe. On observe une décroissance des coefficients de ruissellement de l amont vers l aval, ceux-ci variant de 0,27 à 0,15. Cette décroissance s explique plus par une décroissance des pentes des parcelles que par une modification de l état d occupation des sols, relativement homogène à l échelle du bassin amont (cf. Phase 1). Cette modélisation (coefficient de ruissellement) est parfaitement adaptée à la configuration des bassins versants de l amont du secteur d étude BASSIN AVAL L occupation du sol du bassin versant de la Méteren Becque aval n a pas été étudiée de manière aussi détaillée que celle du bassin amont. Pour cela, la détermination des coefficients de ruissellement des sous-bassins aval n est pas déterminée à partir de la même méthodologie. A la vue de la topographie de ce secteur (zone très plate) et de l occupation générale des sols (secteurs agricoles et faibles secteurs urbains), un coefficient de ruissellement de 0,15 est retenu pour un événement décennal. La valeur de 0,15 avait été retenue pour l ensemble du bassin versant de la Méteren Becque lors des études hydrauliques dans le cadre de la réalisation de l Atlas des zones inondables réalisées par SOGREAH (1998). BRL Ingénierie a retenu un coefficient de 0,07 pour les bassins versants de plaine du bassin versant de la Becque de Saint-Jans. Il faut noter que cette répartition des coefficients de ruissellement implique des volumes ruisselés sur les bassins amont plus importants que ceux sur les bassins aval, à surface de bassin et pluviométrie identiques. Il faut néanmoins souligner que l absence de mesures ne permet pas de caler le modèle Pluie Débit mis en œuvre quelle que soit la méthode de calcul retenue. Une méthodologie de type «traditionnelle» a donc été retenue pour cette étude afin de minimiser les erreurs commises. Le choix de retenir une modélisation Pluie Débit de type coefficient de ruissellement pour la partie aval permet de représenter de manière correcte le fonctionnement hydrologique de ce bassin. En effet, les pentes très faibles des bassins versant conduisent à un hydrogramme à l exutoire très «plat» et étalé dans le temps. Le volume de restitution est quelque peu sous-estimé en fin de crue, cette méthode ne représentant pas de manière correcte l effet de saturation des sols en eaux au cours de l évènement pluvieux. SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 16

22 4.3. CALCULS DES TEMPS DE CONCENTRATIONS Le temps de concentration d un bassin versant est le plus long temps mis par une goutte d eau tombée sur ce bassin pour en atteindre l exutoire. En pratique, ce temps permet de caractériser la réactivité d un bassin versant face à un évènement pluvieux. Différentes formulations empiriques ont été utilisées et comparées pour déterminer le temps de concentration des différents sous-bassins versants élémentaires. Les résultats de ces calculs sont présentés en Annexe. Il ressort de ces calculs les remarques suivantes : Pour les sous-bassins élémentaires du bassin de la Méteren amont, les temps de concentration sont compris entre ½ heure et 2 heures selon la pente et la taille des bassins concernés. Les bassins versants des affluents de la Méteren Becque amont possèdent des temps de concentrations inférieurs à 1 heure pour leur partie amont et compris entre 1 heure et 1,5 heure pour leur partie aval. Pour les sous-bassins élémentaires du bassin aval, le temps de concentration est compris entre 2 et 8 heures. Pour la Méteren, le temps de concentration des sous-bassins élémentaires varie entre 2 et 4 heures, pour l Hautdyck entre 3 et 6 heures, pour la Maladrerie, le Courant Bayard et le Courant du Doulieu entre 2,5 et 5 heures. Le sous-bassin du courant du Leet, de part sa taille et sa faible pente, possède un temps de concentration estimé entre 8 et 12 heures. Le bassin de la Becque de la Halle possède un temps de concentration d environ 4 heures et celui de la Becque de Nieppe un d environ 10 heures. Pour les sous-bassins amont, il faut souligner que les temps de concentrations ainsi présentés sont soumis aux incertitudes concernant la topographie du bassin aval très plat. Ceux-ci sont cependant bien plus important que ceux obtenus pour les sous-bassins amont. Pour le bassin de la Méteren amont, traité dans sa globalité (non repris dans le tableau), le temps de concentration total est estimé entre 4 et 6 heures selon les méthodes. (Attention : le temps de concentration du bassin global n est pas égal à la somme des temps de concentration des sous-bassins le composant). Pour le bassin de la Méteren aval, traité dans sa globalité (non repris dans le tableau), le temps de concentration est estimé entre 8 et 16 heures selon les méthodes. SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 17

23 4.4. CALCULS DES DEBITS DE POINTE (METHODES EMPIRIQUES) Le calcul des débits de pointe obtenus pour une crue décennale a été réalisé. Pour cela différentes formules empiriques ont été utilisées. Les résultats obtenus sont présentés en Annexe. Ils permettent de déterminer les ordres de grandeurs des débits en différents points du modèle. Ces valeurs sont surtout valables pour de petits bassins, les sections hydrauliques et les effets des débordements, des ouvrages,, n étant pas pris en compte par ce type de modélisation. Les résultats obtenus à l aide des différentes formules retenues peuvent varier de manière non négligeable. L utilisation de la formule développée à SOGREAH permet d obtenir une valeur de débit généralement comprise dans la gamme de valeurs fournies par les autres formules et sur laquelle nous nous basons usuellement. C est donc sur cette formulation que nous proposons la synthèse de ces calculs. Les sous-bassins élémentaires du bassin amont de la Méteren Becque possèdent des débits des débits de pointe décennaux compris entre 0,5 et 1,5 m 3 /s selon les bassins. Les sous-bassins élémentaires avals possèdent un débit de pointe décennal compris entre 0,75 et 1 m 3 /s. Ce calcul a également été réalisé pour les bassins versants globaux des différents cours d eau du bassin d étude. Les résultats obtenus font bien ressortir une remarque formulée de manière récurrente lors des entretiens menés lors de la première Phase de l étude, à savoir que, concernant la Méteren Becque, les apport de volumes sont dus en majorité aux bassins amont. En effet, à l exutoire du bassin amont, le débit de pointe de la Méteren est estimé entre 8 et 17 m 3 /s et le débit de pointe du bassin aval seul n est estimé qu entre 0,8 et 2,5 m 3 /s selon les méthodes retenues. Ce débit correspond à peu près au débit de pointe des «petits affluents» de la Méteren amont (Dom Becque et Fossé des Prés : environ 1,3 m 3 /s). Le principal affluent de la Méteren Becque est la Becque de Flêtre avec un débit de pointe décennal estimé entre 4 et 7 m 3 /s. Parmi les cours d eau du bassin aval, les débits de pointe déterminés sont les suivants : Courant de l Hautdyck : 1,5 à 3 m 3 /s selon les méthodes. Courant de la Maladrerie : 1,2 à 2 m 3 /s selon les méthodes. Courant de Bayard : 1,4 à 2,3 m 3 /s selon les méthodes. Courant du Doulieu : 3,3 à 3,8 m 3 /s selon les méthodes. Becque de la Halle : 0,4 à 0,9 m 3 /s selon les méthodes. Becque de Nieppe : 1,1 à 3,6 m 3 /s selon les méthodes. Le Courant du Doulieu est le second cours d eau le plus important du bassin aval (après la Méteren Becque bien sur). SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 18

24 4.5. CAMPAGNE DE MESURES Dans le cadre de la présente étude, une campagne de mesure sur la Méteren Becque a été réalisée. Des capteurs ont été placés en trois différents points de la Méteren Becque. A l issue de cette campagne de mesure, nous disposons des données suivantes : P1 : Pluviométrie et limnimétrie au niveau du hameau de Outtersteene, pour la période du 29/12/2003 au 30/08/2004. P2 : Pluviométrie et limnimétrie au niveau du lieu-dit «La Queue du Bois», pour la période du 29/12/2003 au 30/08/2004. P3 : Pluviométrie, limnimétrie, vitesses et débits au niveau du lieu-dit «Les Sept Ormes» pour la période du 06/05/2004 au 30/08/2004. Sur ces périodes, il n y a pas eu d évènements pluviométriques importants, ce qui limite la plage d utilisation et l exploitation de ces données dans le cadre du calage et de la validation de la modélisation Pluie - Débit des crues de la Méteren Becque mis en œuvre. La localisation de ces points de mesure est fournie sur la Figure suivante : Figure 4 : Localisation des points de mesure. SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 19

25 Il ressort de l analyse de ces mesures les remarques suivantes : Sur la période du 29/12/2003 au 30/08/2004, la pluie horaire maximale enregistrée est de 12,4 mm et la pluie journalière maximale enregistrée est de 23,4 mm. Le cumul de pluie sur cette période est de 537,6 mm. De telles pluies ne permettent pas d effectuer la corrélation entre volume de pluie et volume écoulé dans les rivières et de déterminer le coefficient de ruissellement correspondant. Le débit maximum mesuré au point P3 sur la période allant du 06/05/2004 au 30/08/2004 est de 655 m 3 /h, soit 0,18 m 3 /s ou encore 182 l/s. Ce débit a été enregistré le 16/08/2004 à 02:00. Les temps de décalage observé entre les «pics» de débit sont les suivants : Date : Débit (m 3 /s) : 08/05 0,14 21/05 0,03 18/07 0,02 19/07 0,10 16/08 0,18 P3 à P1 2 h 4 h 2 h 2 h 6 h P1 à P2 4 h 4 h 6 h 6 h 10 h P3 à P2 6 h 8 h 8 h 8 h 16 h Tableau 6 : Temps de tranfert mesurés. Le 16/08, deux pics de crue sont mesurés au point P3 (amont) et un seul aux points P1 et P2. Ceci explique le temps de transfert obtenu. La distance entre le point P3 et le point P1 est d environ mètres et celle entre P1 et P2 de mètres environ. Les vitesses des écoulements pour ces évènements sont de l ordre de 0,15 à 0,45 m/s. SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 20

26 4.6. TRANSFORMATION PLUIE DEBIT A partir de l ensemble des éléments présentés dans le rapport de Phase 1 et dans les paragraphes précédents, un modèle de transformation Pluie Débit est mis en œuvre. Ce modèle a pour objectif de déterminer les hydrogrammes obtenus à l exutoire de l ensemble des bassins élémentaires pour les différentes pluies de projets retenues. Ces hydrogrammes sont ensuite injectés dans le modèle de transfert des écoulements présenté plus loin dans ce rapport. Le modèle mis en œuvre permet de déterminer de manière plus fine les débits de pointe à l exutoire des sous-bassins versants élémentaires que les méthodes empiriques utilisées précédemment. Il permet également de représenter l évolution du débit en fonction du temps (hydrogramme) en différents points du secteur d étude. Cette dernière information est très importante car elle permet de caractériser la crue (lente, rapide, durée de fort débit, temps de montée, temps de décrue, ). Ce modèle permet également de déterminer les volumes concernés pour les différents scénarios testés. Les deux types de pluies de projet (hivernal et orage) pour les temps de retour 5, 10, 20, 50 et 100 ans ont été utilisés pour la réalisation d un calcul Pluie-Débit à l aide du modèle mis en œuvre. La Figure 5 ci-après représente les points de calcul pour lesquels les résultats (débits de pointe et volumes) issus de la modélisation Pluie Débit sont présentés dans les tableaux ci-après. Remarque : Il est très important de souligner que l imposition de la pluie de type orage à l ensemble des sous-bassins de manière simultanée conduit à des débits et à des volumes irréalistes. C est pourquoi les volumes cumulés et les débits de pointes engendrés par ce type d évènement et pour des bassins trop importants ne figurent pas dans le tableau ci-après. Seules les orages éclatant sur le bassin amont de la Méteren Becque et sur celui de la Becque de Flêtre sont présentés. En effet un orage qui éclaterait de manière homogène sur l ensemble du bassin versant de la Méteren Becque, soit sur plus de 80 km² n est pas une hypothèse réaliste d évènement hydrologique. Il est par contre parfaitement concevable qu un orage touche exclusivement chaque sous-bassin versant (de manière indépendante) Les valeurs proposées correspondent alors à la réaction de chaque sousbassin versant face à un orage localisé ne touchant que celui-ci. SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 21

27 Figure 5 : Exutoires des bassins cumulés sous PLUTON. Lors de l étape de modélisation de transfert des écoulements, différentes localisations d orage pour les pluies courtes sont testées afin de déterminer la réaction de l ensemble du bassin face à des évènements pluviométriques intenses mais localisés. Ces différents calculs sont présentés et détaillés un peu plus loin dans ce rapport. SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 22

28 Pluies courtes Courant de l'hautdyck Courant de la Maladrerie Méteren Becque Courant de Bayard Courant du Doulieu P6 P7 P8 P5 P9 P1 P2 P3 P4 P10 P13 P11 P14 P12 P15 P16 P17 Rue de la Brionne Confluence Huchette Confluence Lys Ferme du Prince Confluence Lys Amont Etang des 4 Fils Aymon Becque de Flêtre La Courte Croix Confluence Méteren Becque - Becque de Flêtre Surface cumulée (km²) 5,16 11,42 14,14 1,43 5,80 5,80 9,01 21,80 28,74 33,05 36,09 2,49 6,46 9,86 15,71 19,16 20,65 Part de la surface totale (en %) T05 T10 T20 T50 T100 Débit de pointe (m 3 /s) Volume injecté (1 000 m 3 ) Volume cumulé (1 000 m3) Débit de pointe (m 3 /s) Volume injecté (1 000 m 3 ) Volume cumulé (1 000 m 3 ) Débit de pointe (m 3 /s) Volume injecté (1 000 m 3 ) Volume cumulé (1 000 m 3 ) Débit de pointe (m 3 /s) Volume injecté (1 000 m 3 ) Volume cumulé (1 000 m 3 ) Débit de pointe (m 3 /s) Volume injecté (1 000 m 3 ) Volume cumulé (1 000 m 3 ) Confluence Méteren Becque - Dom Becque RD 38 Confluence Lys RD 38 Confluence Lys Pont Wemeau Confluence Courant du Doulieu - Rau de Bitram Confluence Courant du Doulieu - Becque des Pauvres 36,46 80,75 100,00 24,58 100,00 16,07 24,96 60,42 79,63 91,58 100,00 38,46 100,00 47,72 76,07 92,78 100,00 1,20 2,40 3,00 0,40 1,00 5,20 8, ,60 1,50 1,50 2,20 2,90 3,20 27,30 33,10 14,40 7,50 14,10 47,10 76,30 50,90 45,30 23,90 16,00 13,10 21,00 51,90 30,90 18,20 7,90 27,30 60,30 74,70 7,50 21, ,10 34,10 51,90 82,60 101,00 108,50 1,50 3,00 3,70 0,50 1,30 6,60 10, ,70 1,90 1,90 2,70 3,60 4,00 33,10 40,20 17,50 9,10 17,20 57,30 92,70 61,90 55,00 29,00 19,50 15,90 25,50 63,10 37,50 22,10 9,60 33,10 73,30 90,80 9,10 26, ,90 41,40 63,10 100,00 122,00 131,90 1,60 3,40 4,10 0,60 1,40 7,50 11, ,80 2,10 2,10 3,00 4,10 4,50 36,80 44,60 19,40 10,10 19,00 63,60 102,90 68,60 61,10 32,20 21,60 17,70 28,30 70,00 41,60 24,60 10,60 36,80 81,30 100,70 10,10 29,20 63, ,70 46,00 70,00 111,40 135,90 146,40 2,10 4,40 5,30 0,80 1,90 9,40 14, ,10 2,70 2,80 4,00 5,30 5,90 47,30 57,40 25,00 13,10 24,50 79,10 128,50 86,60 77,80 41,20 27,90 22,80 36,50 90,20 53,70 31,60 13,70 47,30 104,70 129,70 13,10 37,60 79, ,80 59,20 90,20 143,70 175,20 188,90 2,50 5,10 6,20 0,90 2,20 11,20 17, ,30 3,10 3,30 4,60 6,20 6,80 54,30 65,90 28,60 15,00 28,20 93,90 152,00 101,40 90,20 47,50 32,00 26,10 41,80 103,50 61,60 36,30 15,70 54,30 120,20 148,80 15,00 43,10 93, ,10 68,00 103,50 164,90 201,10 216,60 Tableau 7 : Résultats modélisation Pluie - Débit - Pluie courte, Confluence Lys SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 23

29 Pluies longues Courant de l'hautdyck Courant de la Maladrerie Méteren Becque Courant de Bayard Courant du Doulieu P6 P7 P8 P5 P9 P1 P2 P3 P4 P10 P13 P11 P14 P12 P15 P16 P17 Rue de la Brionne Confluence Huchette Confluence Lys Ferme du Prince Confluence Lys Amont Etang des 4 Fils Aymon Becque de Flêtre La Courte Croix Confluence Méteren Becque - Becque de Flêtre Surface cumulée (km²) 5,16 11,42 14,14 1,43 5,80 5,80 9,01 21,80 28,74 33,05 36,09 2,49 6,46 9,86 15,71 19,16 20,65 Part de la surface totale (en %) T05 T10 T20 T50 T100 Débit de pointe (m 3 /s) Volume injecté (1 000 m 3 ) Volume cumulé (1 000 m 3 ) Débit de pointe (m 3 /s) Volume injecté (1 000 m 3 ) Volume cumulé (1 000 m3) Débit de pointe (m 3 /s) Volume injecté (1 000 m3) Volume cumulé (1 000 m 3 ) Débit de pointe (m 3 /s) Volume injecté (1 000 m 3 ) Volume cumulé (1 000 m 3 ) Débit de pointe (m 3 /s) Volume injecté (1 000 m 3 ) Volume cumulé (1 000 m 3 ) Confluence Méteren Becque - Dom Becque RD 38 Confluence Lys RD 38 Confluence Lys Pont Wemeau Confluence Courant du Doulieu - Rau de Bitram Confluence Courant du Doulieu - Becque des Pauvres 36,46 80,75 100,00 24,58 100,00 16,07 24,96 60,42 79,63 91,58 100,00 38,46 100,00 47,72 76,07 92,78 100,00 0,60 1,30 1,70 0,20 0,50 2,00 2,80 6,30 7,40 7,80 7,90 0,30 0,80 1,00 1,50 1,90 2,00 66,10 79,10 34,30 18,00 33,80 171,50 243,10 134,80 114,00 58,30 38,40 31,20 50,20 124,40 74,00 43,50 18,90 66,10 145,20 179,50 18,00 51,80 171,50 243,10 549,50 663,40 721,80 760,20 31,20 81,40 124,40 198,10 241,70 260,60 0,80 1,60 2,00 0,20 0,60 2,60 3,60 8,00 9,40 9,90 10,00 0,40 0,90 1,20 1,90 2,30 2,50 77,40 95,30 41,60 21,80 40,60 220,10 301,90 160,60 134,70 70,30 46,10 37,90 60,50 149,90 89,20 52,60 22,60 77,40 172,70 214,30 21,80 62,30 220,10 301,90 682,60 817,10 887,30 933,50 37,90 98,50 149,90 239,10 291,70 314,30 0,90 1,80 2,30 0,30 0,70 3,10 4,20 9,30 10,80 11,30 11,40 0,40 1,10 1,40 2,10 2,60 2,80 84,70 103,90 45,30 23,80 44,20 251,70 341,20 177,90 148,30 77,00 50,30 41,30 66,00 163,40 97,20 57,30 24,70 84,70 188,60 233,90 23,80 67,90 251,70 341,20 770,90 919,10 996, ,30 41,30 107,30 163,40 260,60 318,00 342,60 1,10 2,30 2,90 0,30 0,90 4,00 5,40 12,10 14,10 14,70 14,90 0,50 1,40 1,80 2,70 3,30 3,60 101,30 131,30 57,20 29,70 56,10 323,60 430,20 220,50 183,70 96,20 63,70 51,90 83,30 206,40 122,60 72,40 31,20 101,30 232,50 289,60 29,70 86,00 326,60 430,20 974, , , ,00 51,90 135,40 206,40 329,10 401,50 432,70 1,20 2,70 3,30 0,40 1,00 5,00 6,70 14,80 17,20 17,90 18,00 0,60 1,60 2,10 3,10 3,90 4,20 112,90 149,40 64,80 33,90 63,90 395,60 519,70 258,50 210,90 110,00 72,50 59,20 94,90 235,00 139,70 82,30 35,50 112,90 262,10 327,10 33,90 95,90 395,60 519, , , , ,00 59,20 154,00 235,00 374,50 456,80 492,40 Tableau 8 : Résultats modélisation Pluie - Débit - Pluie longue. Confluence Lys SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 24

30 Pluies longues Becque de Nieppe Becque de Nieppe Waterland Becque Warnave Becque Pluies courtes Becque de Nieppe Becque de Nieppe Waterland Becque Surface cumulée (km2) 11,38 1,43 1,43 Surface cumulée (km2) 11,38 1,43 1,43 Part de la surface totale T05 T10 T20 T50 T100 en % Débit de pointe (m3/s) Volume cumulé (1 000 m3) Débit de pointe (m3/s) Volume cumulé (1 000 m3) Débit de pointe (m3/s) Volume cumulé (1 000 m3) Débit de pointe (m3/s) Volume cumulé (1 000 m3) Débit de pointe (m3/s) Volume cumulé (1 000 m3) 100,00 12,57 12,57 1,16 0,18 0,17 144,00 18,00 18,00 1,44 0,22 0,22 175,00 22,00 22,00 1,73 0,27 0,26 203,00 25,00 25,00 2,07 0,32 0,31 240,00 30,00 30,00 2,42 0,38 0,37 274,00 34,00 34,00 Part de la surface totale T05 T10 T20 T50 T100 en % Débit de pointe (m3/s) Volume cumulé (1 000 m3) Débit de pointe (m3/s) Volume cumulé (1 000 m3) Débit de pointe (m3/s) Volume cumulé (1 000 m3) Débit de pointe (m3/s) Volume cumulé (1 000 m3) Débit de pointe (m3/s) Volume cumulé (1 000 m3) Tableau 9 : Résultats modélisation Pluie - Débit - Becque de Nieppe, Warnave Becque 100,00 12,57 12,57 1,95 0,42 0,38 58,00 7,40 7,40 2,48 0,54 0,49 72,00 5,10 5,10 2,98 0,65 0,59 86,00 10,80 10,80 3,63 0,80 0,72 104,00 13,00 13,00 4,20 0,92 0,83 119,00 15,00 15,00 SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 25

31 4.7. SYNTHESE Il ressort de l analyse de l ensemble des résultats précédents les remarques suivantes : Les volumes d eau les plus importants sont bien provoqués par les pluies de projet longues. Inversement, les débits de pointe les plus importants sont provoqués par les pluies courtes (à l échelle de chaque sous-bassin versant). Pour un temps de retour égal, le débit de pointe de la pluie de projet courte est environ deux fois plus important que celui engendré par une pluie de projet longue. Ces deux précédentes remarques avaient déjà été évoquées précédemment et se trouvent donc confirmées par les résultats de la modélisation Pluie Débit. Les résultats permettent de mettre en évidence le rôle important du sous-bassin amont de la Méteren Becque. Pour les évènements de type hivernal, celui-ci apporte environ 85% du volume total de la crue au niveau de la confluence Méteren Becque Dom Becque. L apport du bassin aval de la Méteren Becque est de l ordre de 15% du volume des crues pour les évènements de type hiver. Il faut faire remarquer que du fait de la topographie de l aval du bassin, la superficie des parcelles drainant les eaux vers la Méteren Becque est relativement faible par rapport à celle du bassin amont. Le découpage proposé ici fourni une surface de 5,10 km² pour les bassins versants de la partie aval de la Méteren Becque et 30,98 km² pour la partie amont. Cette différence de superficie, combinée à une pluviométrie et à des coefficients de ruissellement plus importants explique les différences de volumes obtenues entre l amont et l aval du secteur d étude. Les autres cours d eau du bassin d étude se situent uniquement sur la partie aval du bassin. Le Doulieu est le plus important (bassin de 20,65 km²) suivi du Courant de l Hautdyck (14,14 km²) et de la Becque de Nieppe (11,38 km²). ooo SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 26

32 5. TRANSFERT DES EAUX DE SURFACE A partir des résultats obtenus par les études hydrologique et de modélisation Pluie - Débit, un modèle de transfert des écoulements a été mis en œuvre, de manière à représenter de manière fine le transfert des hydrogrammes vers l aval, leur déformation et les différents désordres hydrauliques associés. Les ouvrages passant en charge, les rétentions associées, les zones de débordements,., sont déterminées à l aide d une telle modélisation et l impact induit sur les débits des cours d eau est également déterminé, ce qui n est pas le cas pour la transformation Pluie Débit EMPRISE DU MODELE Le modèle de transfert des écoulements à surface libre réalisé représente : La Méteren Becque : depuis la confluence à l amont de l étang des 4 Fils Aymon jusqu à la Lys canalisée, Le Courant de Bayard, depuis la RD 38 jusqu à la Lys canalisée. Le bras reliant la Méteren, le Courant de Bayard et le courant du Doulieu est représenté. Le Courant du Doulieu, depuis la confluence avec le Leet (non représenté) jusqu à la Lys. Le Courant de la Maladrerie, depuis sa source jusqu à la confluence avec la Lys. Le Courant de l Hautdyck, depuis la Rue de la Brionne jusqu à la Lys. Le Courant de la Huchette est également représenté, depuis la Rue de la Chapelle jusqu à la confluence avec l Hautdyck. La Figure suivante représente le linéaire de cours d eau qui est modélisé (en traits gras). SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 27

33 Tableau 10 : Réseau hydrographique modélisé (en gras) DONNEES TOPOGRAPHIQUES Le cabinet Lapouille d Hazebrouck a réalisé les levés topographiques définis par le cabinet d étude SOGREAH. Ces levés ont consistés à la réalisation de 221 profils en travers de lit mineur de rivière, 25 profils en long en lit majeur, 7 profils en long de routes et la levée de 69 ouvrages hydrauliques. A partir de la compilation et de l analyse de l ensemble de ces informations, il a été réalisé l analyse du réseau hydrographique présentée ci-après. SOGREAH YML N RAPPORT DE PHASE 2 OCTOBRE 2005 PAGE 28