Hydrogramme


Etymologie et Histoire

Dérivé du grec " hydro ", eau et " gramma ", lettre, écriture.

L’emploi du terme " hydrogramme " est relativement récent (début des années 50), on utilisait jusqu’alors pour évoquer cette notion des expressions telles que " le graphique des débits, la courbe de crue ou la variation des débits... " Dans sa théorie sur l’hydrogramme unitaire établie en 1932, Sherman parle de " unit-graph ", le terme " unit-hydrograph " n’apparaissant que plus tard.


Définitions existantes

Remarque : Comme le relève le GIH, le terme anglais (hydrograph) couvre un domaine beaucoup plus large; la définition donnée par le dictionnaire des termes de base de l’Encyclopedia of hydrology and water resources (Herschy and Fairbridge, 1998 ) est, en effet, la suivante :" graph that shows the relationship, with time, of level, discharge or velocity of water in a river or channel ".


Définition proposée

Expression des débits en fonction du temps, se rapportant à une station donnée et au cours d’une périod déterminée. Elle est habituellement représentée sous forme graphique.


Commentaires

L’établissement d’un hydrogramme se rapportant à une station nécessite la connaissance du limnigramme de la période choisie et de la courbe d’étalonnage (ou de tarage) qui s’applique à cette période.

Le limnigramme (du grec " limnê ", lac, et " gramma ", lettre, écriture) est la représentation de la variation des hauteurs d’un cours d’eau (ou du niveau d’un lac ou d’une retenue) en fonction du temps. Il est obtenu grâce à des enregistreurs analogiques ou numériques appelés limnigraphes, ce qui explique qu’on le désigne parfois par l’expression " diagramme d’enregistrement de hauteur d’eau " ou par les termes " relevés limnigraphiques ". La précision et la qualité des limnigrammes dépend de la finesse choisie pour les pas de temps ou de hauteur de l’enregistreur et du choix d’un enregistreur adapté au régime du cours d’eau à étudier. En cas de nécessité, on peut reconstituer le limnigramme à l’aide de simples observations directes, mais le résultat sera beaucoup moins précis en général.

L’hydrogramme est ainsi déduit (sauf dans l’emploi direct de débitmètres) du traitement du limnigramme  correspondant, à l’aide de la courbe d’étalonnage adéquate.

Très communément la notion d’hydrogramme est associée à la variation du débit pendant une crue (hydrogramme de crue) mais ce n’est qu’un aspect parmi d’autres. Suivant la finalité recherchée (hydrologie analytique, modélisation pluies-débits, étude du tarissement, bilans, étude des régimes…) l’hydrogramme pourra être établi pour des intervalles de temps très divers  allant de la fraction d’heure à l’année


Typologie

On associe souvent au terme " hydrogramme " une expression désignant :

Théorie de l’hydrogramme unitaire. L’hydrogramme unitaire d’un bassin est défini comme l’hydrogramme de ruissellement pur résultant d’une pluie nette de hauteur unité produite de façon homogène sur la totalité du bassin (averse unitaire) en un temps donné. Cette méthode s’applique pour des bassins dont la superficie est comprise entre 2 et 200 km2. On admet que pour un bassin donné tous les hydrogrammes de ruissellement pur résultant d’averses unitaires ont le même temps de base et que les débits sont directement proportionnels à la valeur de la pluie nette (propriété d’affinité). On admet également que lors des averses de longue durée, l’hydrogramme résultant correspond au cumul des hydrogrammes unitaires élémentaires (propriété d’additivité). Cette théorie permet ainsi la reconstitution de crues complexes.

Beaucoup des notions décrites plus haut ne considérant qu’une partie de l’hydrogramme total, il est courant de décomposer l’hydrogramme en ses diverses composantes d’écoulement. Cette décomposition peut se faire par des approches très différentes :

Ces deux dernières méthodes suggèrent qu’il y aurait souvent dans l’écoulement une contribution importante d’eau souterraine ancienne ce qui remet en cause les conceptions classiques de crues constituées d’eau récente de ruissellement.


J. Sircoulon, février 2001