Etude des événements extrêmes sur le bassin de la Bruche

Etudes des événements extrêmes sur le bassin versant de la Bruche à l’amont de la commune de Russ

Introduction

Le maire de la commune de Russ (Bas-Rhin) vous sollicite pour étudier la réponde de la Bruche en amont de sa commune, et plus particulièrement son comportement dans les extrêmes. La commune souhaite comprendre le fonctionnement hydrologique du bassin pour faire face aux problématiques d’étiages qui peuvent être sévères dans la région et pour dimensionner des ouvrages dans le cadre d’un Plan de Prévention de Risques aux Inondations (PPRI).

Nous disposons pour cela des données de pluviométrie issues des stations de  Rothau et de Belmont.

Nous avons choisi d’utiliser l’indicateur officiel du débit mensuel minimal sur une année calendaire pour une période de retour 5 ans (QMNA5) afin de calculer le débit d’étiage de référence.

Dans le cadre du PPRI, la crue de référence pour la construction d’ouvrage hydrauliques a été fixée à un temps de retour 100 ans.

1. Etude du fonctionnement général du bassin versant

Nous souhaitons étudier le fonctionnement du bassin versant de la Bruche à Russ.

Puisque les données de pluviométrie des stations de Belmont et Rothau s’étalent sur la même période, nous utiliserons dans cette partie les données relevées du 1980 à 1999, années présentant une concordance maximale.

La pluviométrie moyenne mensuelle du bassin versant de 223km² de la Bruche à Russ a été calculée à partir des données mensuelles des stations de Belmont et Rothau entre 1980 et 1999.

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FIG 1-  Pluviométrie au stations de Belmont et Rothau

Le calcul de la pluie annuelle ne révèle pas de différence de pluviométrie majeure entre les deux stations, malgré un net écart d’altitude. En effet, Belmont est située sur un haut relief tandis que Rothau est en vallée. Cependant, c’est la proximité des deux stations(12km) qui justifient potentiellement cette similitude de pluviométrie.

Afin d’obtenir des résultats fiables, nous avons néanmoins choisi de pondérer ces précipitations en fonction de l’altimétrie du bassin versant.

Ces données nous ont permis d’estimer la lame précipitée et la lame « ruisselée » mensuelle moyenne entre 1980 et 1999 ainsi que le coefficient de ruissellement.

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FIG 2- Calcul et représentation des lames, et du coefficient de ruissellement.

N.B. : Les chiffres 1, 2, 3 … représentent les mois de l’année dans l’ordre chronologique.

Le tableau révèle que la pluviométrie est plutôt constante sur l’année, cela étant confirmé par écart-type de 23mm faible devant les 123mm de débit moyen mensuel/

Au contraire, la lame « ruisselée » présente un écart-type de 38 mm qui, comparée à la moyenne de 67mm, confirme que le ruissellement varie beaucoup au cours de l’année. L’été hydrologique a lieu de Mai à Octobre et l’hiver hydrologique de Novembre à Avril.

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FIG 3

La différence Pluie-ETP permet d’estimer l’état hydrologique d’un milieu.

 Ce graphique illustre bien la corrélation entre le coefficient de ruissellement et l’ETP. On observe même un décalage d’1 mois entre augmentation de l’ETP et diminution du coefficient de restitution. Les mois de déficit hydrique, l’apport en eau par la pluie ne compense plus l’évapotranspiration exercée par l’atmosphère. Ainsi, la Bruche n’étant plus suffisamment desservie en eau, il devient difficile de subvenir aux besoins économiques et écosystémiques liés à la rivière, il s’agit alors d’un étiage sévère.