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Dans le bassin Artois-Picardie, deux types de stations hydrométriques sont installées sur les cours d’eau : les stations limnimériques et les stations débitmétriques.

Les stations mesurant en continu la hauteur d’eau : station limnimétrique

Généralement, une station est constituée d’une échelle limnimétrique, d’un ensemble de capteurs et d’appareils enregistreurs ou télétransmetteurs, d’une armoire et éventuellement d’un local technique.
Les stations sont le plus souvent reliées au téléphone via un modem, afin de pouvoir envoyer les informations de hauteur et être interrogées à distance.
L’échelle limnimétrique est une règle graduée, placée sur le bord du cours d’eau ou dans les canaux, le plus souvent en berge ou sur une pile de pont. Elle permet de mesurer la totalité du niveau d’eau d’une section, des basses eaux jusqu’aux hautes eaux. Elle est obligatoirement rattachée à un système universel de référence d’altitude (NGF IGN69).

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Échelle limnimétrique

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Échelle limnimétrique


Le dispositif de mesure en continu de la hauteur est un limnigraphe. Il se compose de deux éléments distincts : un capteur destiné à effectuer la mesure et un enregistreur qui la mémorise.
Différents types de capteurs :

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Type de capteur : radar crusoé

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Type de capteur : nilomètre


Différents types d’enregistreurs :

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Enregistreur

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Enregistreur


L’enregistrement de la variation des hauteurs en fonction du temps se fait sur des diagrammes appelés limnigrammes.

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Exemple de limnigramme

Les stations enregistrent donc la hauteur d’eau en continu, mais cette hauteur n’est significative qu’au droit de la station. En aval ou en amont de la station cette hauteur ne sera plus la même en fonction du profil du cours d’eau. Il est donc important de connaître le débit.
Pour cela, les équipes de terrain effectuent régulièrement des mesures ponctuelles de débit, appelées jaugeages, décrivant ainsi tous les régimes hydrologiques (hautes, moyennes et basses eaux).
Chaque mesure de débit permet d’obtenir un couple (hauteur - débit). L’ensemble des couples forme un nuage de points obtenu en plaçant, sur un repère orthonormé, les couples hauteurs-débits résultant des jaugeages. L’ordonnée représente le débit de la rivière (en mètres cube par seconde) et l’abscisse représente la hauteur d’eau (en centimètres). Des lois mathématiques sont alors utilisées pour faire passer une courbe au plus près de tous ces points, cette courbe s’appelle la courbe de tarage.

La courbe de tarage évolue dans le temps et des mesures ponctuelles de débit peuvent s’écarter de la courbe idéale, on parle alors de détarage (comme par exemple au cours de la période où la végétation aquatique pousse, faisant augmenter les hauteurs mais pas les débits. Des travaux réalisés sur une rivière, comme un curage, peuvent également rendre une courbe de tarage caduque ou la modification du lit de la rivière suite à une crue).
Une courbe de tarage est donc valide d’une date à une autre date.

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Exemple de courbe de tarage : nuage de point des couples hauteurs-débits

Le limnigramme (hauteur en fonction du temps) associé à une courbe de tarage permet d’obtenir un hydrogramme (débit en fonction du temps)

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Exemple d’hydrogramme

Les stations mesurant en continu le débit : station débitmétrique
Il existe également sur plusieurs rivières canalisées du bassin Artois-Picardie des stations de mesure de débit par ultra-son qui, en mesurant conjointement la hauteur d’eau et la vitesse d’écoulement de la section, permettent d’obtenir le calcul du débit immédiat et en continu. Cette méthode est à privilégier dans les situations où la relation hauteur-débit n’est plus univoque (une hauteur ne correspond pas à un seul débit), comme dans les canaux régulés par des ouvrages de navigation, notamment sur la Sambre, la Scarpe, l’Escaut ou encore le canal du Nord.

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Exemple de couple hauteur-débit non univoque ne permettant pas de tracer une courbe de tarage

Pour en savoir plus