Défluence (HU)

Traduction anglaise : Bifurcation, Bifurcates

Dernière mise à jour : 4/12/2020

Mot en chantier

Une défluence (on dit parfois un défluent) est un point particulier d'un réseau d'où partent plusieurs branches aval.

L'eau arrivant à un tel point peut donc emprunter différents itinéraires pour continuer son cheminement. On parle parfois de bifurcation dans le cas d'une défluence avec deux branches aval. Une défluence peut ou non être intégrée dans une maille selon que les cheminements vont ou non se rejoindre.

Figure 1 : représentation d'une défluence

Nota : La distinction entre une défluence et une confluence n'est pertinente que si l'on considère le sens d'écoulement de l'eau.

Éléments d’historique : origine des défluences

Les réseaux d'assainissement, calqués sur les réseaux hydrographiques naturels, sont le plus souvent arborescents, c'est à dire que, à un nœud donné du réseau, on peut observer plusieurs tronçons amont mais un seul tronçon aval.

Cependant, au cours du temps, des raisons multiples ont pu amener les gestionnaires d'un réseau d'assainissement à y introduire des défluences :

• la nécessité de délester un réseau unitaire d'une partie des flux en cas de pluie ; il s'agit alors de déversoirs d'orage (voir figure 3).
• La construction d'un nouveau collecteur, parallèle à un collecteur existant devenu insuffisant (figure 4), ou permettant d'éviter une partie saturée du réseau aval (figure 5).
• Les contraintes d'exploitation ou la volonté d'assurer la permanence du service : on peut envoyer l'eau sur une branche pendant que l'on cure ou répare la seconde ; on obtient alors des schémas de réseau identiques à ceux représentés dans les figures 4 et 5.
• La volonté, en particulier à la fin du XIXème siècle, de calquer la structure du réseau d'assainissement sur celle du réseau de voirie. Dans les centres anciens des grandes villes, on trouve ainsi souvent des réseaux totalement maillés et constitués de collecteurs visitables (voir figure 6).

Les problèmes posés par les défluences sont essentiellement liés à leur modélisation hydraulique. Il s'agit souvent de savoir comment l'eau va se répartir entre les différentes branches aval, plus rarement de connaître les risques d'ensablement dans les différentes parties du réseau.

Concepts de base et intérêt

Une défluence est donc un endroit du réseau d'où partent plusieurs tronçons. L'écoulement va en conséquence s'y partager en différents chemins qui peuvent soit se rejoindre relativement vite, par exemple derrière une pile de pont, soit diverger totalement. Un exemple extrême de ce deuxième cas est constitué par le lac d'Issarlès, en Ardèche, dont le déversoir naturel s'écoule vers le nord-ouest et rejoint la Loire, puis l'océan Atlantique, et où un deuxième déversoir artificiel a été percé pour rejoindre l'Ardèche, puis la Méditerranée.

• Les défluences du premier type sont fermées et constituent des mailles, l'eau finissant par rejoindre un même point après avoir emprunté des chemins différents.
• Les défluences du second type sont ouvertes, et ne peuvent être étudiées qu'en appliquant des conditions aux limites différentes à chacune des limites aval du système (ou alors, dans le cas du lac d'Issarlès, en continuant les calculs jusqu'au détroit de Gibraltar !).

Les deux types de défluences peuvent bien évidemment coexister dans le même réseau d'assainissement.

Cette distinction, reposant uniquement sur un critère topologique, est insuffisante. En réalité, même si les deux branches aval d'une défluence se rejoignent à une distance relativement proche du point où elles se séparent, la défluence peut parfois être considérée comme ouverte sur le plan fonctionnel. Il suffit pour cela que dans chacune des deux branches (ou dans une seule des deux), on observe un écoulement torrentiel, même sur une longueur très faible.

Dans le cas d'une défluence fermée, les filets liquides empruntant l'une ou l'autre des branches reçoivent une information commune en provenance de l'aval qui va déterminer leur répartition. Dans le cas d'une défluence ouverte, le partage des flux va se faire de façon différente.

Cette situation peut être comparée à celle d'un conducteur qui a le choix entre deux itinéraires différents pour atteindre le même but. Arrivé au carrefour, soit il voit la longueur des files de voitures en attente sur chacune des voies, et peut ainsi choisir en estimant le temps nécessaire pour parcourir l'un ou l'autre des cheminements, soit il ne voit rien (parce que les itinéraires sont trop longs ou parce qu'il y a tout de suite un virage), et dans ce cas son choix doit être fait sur d'autres critères.

Cette analogie, peut-être un peu surprenante, montre bien que selon le cas les modèles à utiliser pour calculer la façon dont l'eau se répartit entre les branches devront nécessairement être différents.