Analyse des précipitations en hydrologie urbaine. Exemple de la Seine-Saint-Denis - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 1996

Analyse des précipitations en hydrologie urbaine. Exemple de la Seine-Saint-Denis

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Christian Roux

Abstract

Until now, rainfall in urban hydrology has been essentially described through point measurements. Moreover, the information about the rain has been often limited to statistics of mean maximal intensities of heavy events (IDF curves), estimated by various methods. Data of dense urban raingauge networks are now available in France. This enables further researches on rainfall properties and rainfall modelling. This work is based on the analysis of a 250 station year rainfall series, measured since 1976 by the Seine-Saint-Denis county Water Authorities (Direction de l'Eau et de l'Assainissement). IDF-curve estimation methods are reviewed with an emphasis on regional analysis techniques. Results are given for frequent events with return period from several weeks to several decades. It is shown that the combination of two exponential distributions or the Pareto distribution gives rather good results for the whole frequency domain. A non-dimensional simple exponential distribution is fitted to the heaviest intensities (return period greater than 1,5 years), which does not depend on the observation space and time scales (10 - 60 minutes ; 0 -10000 hectares). The variability of the statistics with the season and the time of day has been studied, A simple description of rainfall heterogeneity is proposed under the form of a storm reduction factor. Finally, rainfall heterogeneity effects on the runoff flows are analysed on a real 1400 hectares urban watershed, with a mathematical simulation model.
Jusqu'à nos jours en France, la description des précipitations en hydrologie urbaine repose essentiellement sur l'analyse de mesures ponctuelles. Elle se limite de surcroît à des statistiques d'intensités moyennes maximales (courbes IDF) obtenues selon des méthodes diverses. La pérennisation de réseaux denses de pluviographes conçus pour l'hydrologie urbaine autorise aujourd'hui des travaux de recherche sur les propriétés et la modélisation des précipitations. Cette thèse s'appuie sur 250 années-stations de mesures, acquises par le service d'assainissement de la Seine-Saint-Denis depuis 1976. Elle fait le point des méthodes de construction de courbes IDF, insiste sur les techniques d'analyse régionales et fournit des estimations d'intensités pour des périodes de retour de quelques semaines à quelques dizaines d'années. Des lois de distribution telles que le mélange de deux lois exponentielles ou la loi de Pareto procurent de bons résultats d'ajustement pour l'ensemble du domaine des fréquences. La distribution des intensités moyennes maximales de périodes de retour supérieures à 1,5 an, quelles que soient leur durée et leur surface d'observation (10-60 minutes ; 0 -10000 hectares) est représentée par une loi exponentielle simple et adimensionnelle. On étudie les fluctuations saisonnières et nycthémérales du risque pluvial. La notion de coefficient d'abattement épicentrique est ramenée à un simple indicateur global d'hétérogénéité spatiale. Enfin, les effets de la diversité temporelle et spatiale de la pluie sur le ruissellement sont décrits à l'aide d'un exemple concret, un bassin versant urbanisé de 1400 hectares, et d'un modèle mathématique de simulation pluie-débit.
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tel-00529474 , version 1 (25-10-2010)

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  • HAL Id : tel-00529474 , version 1

Cite

Christian Roux. Analyse des précipitations en hydrologie urbaine. Exemple de la Seine-Saint-Denis. Hydrologie. Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1996. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00529474⟩
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