Ruissellement (modèle de) (HU)

Traduction anglaise : Runoff modeling

Dernière mise à jour : 9/1/2020

Modèle destiné à représenter la transformation pluie-débit sur un bassin versant. On parle également de modèle hydrologique.

Les principes généraux utilisés pour la modélisation sont décrits dans l'article Fonction de production et fonction de transfert (HU). Nous présentons ici uniquement deux concepts différents qui sont souvent mis en œuvre pour construire les modèles de ruissellement.

Concepts de base pour modéliser le ruissellement

Le ruissellement correspond aux écoulements qui se forment à la surface du sol lors des pluies et qui produisent l'essentiel de l'hydrogramme de crue à l’exutoire du bassin versant. Le ruissellement peut être décrit de plusieurs façons. On peut par exemple citer deux familles très différentes de modèles de représentation des mécanismes :

• Les écoulements hortoniens ou écoulements superficiels (ruissellement par refus à l'infiltration). Ce mécanisme apparaît lorsque l'intensité de la pluie excède la capacité d’infiltration du sol. Il est indépendant de la morphologie du bassin versant et de la position de la parcelle considérée dans le bassin. On suppose en général que le phénomène est homogène sur tout le bassin versant. Voir Horton (modèle de).
• Les écoulements sur des zones saturées ou écoulements de retour. Ce mécanisme fait référence au concept de zones de source à surface variable (zone contributive). Il a été proposé par Cappus en 1960, puis développé par différents auteurs [Beven et al, 1988], [Merot, 1988]. Le ruissellement est alors uniquement localisé sur les zones saturées et non plus sur l'ensemble du bassin versant comme pour le ruissellement hortonien. Au cours de la pluie, les zones contributives se développent depuis les points bas proches des lignes de drainage vers l'amont du bassin versant.

La figure suivante schématise le fonctionnement du bassin versant selon ces deux concepts.

Comparaison entre le concept de Horton et le concept de source à surface variable d'après (Salahshour, 1993).

En zone urbaine, le ruissellement s'effectue principalement sur des surfaces imperméabilisées.

Bibliographie :

• Beven, K. J.; Woods, E. F. ; Sivapalan M. (1988) : On hydrological heterogeneity, Catchment morphology and catchment response, Journal of Hydrology, vol.100, issue.1-3, pp.353-375, 1988.
• Merot P. (1988) : Les zones de sources à surface variable et la question de leur localisation. Hydrologie Continentale, 3 (2), 105-115. ISSN 0246-1528
• Salahshour Dehchali, J. (1993) : La modélisation de la transformation pluie - débit sur les bassins versants périurbains ; thèse Insa Lyon.

Voir aussi  : Coefficient de ruissellement, Fonction de production et fonction de transfert, Pertes au ruissellement.