Hydrologie & Hydraulique Souterraine

Ce cours donne au technicien supérieur en génie civil les outils pour estimer les ressources et les débits d’eau dont dépendent ses ouvrages. La première partie traite de l’hydrologie de surface : cycle de l’eau, caractérisation d’un bassin versant, analyse des pluies et calcul des débits de crue servant au dimensionnement des ouvrages de franchissement (buses, dalots, radiers) et de drainage. En zone sahélienne, les pluies sont concentrées sur trois à quatre mois, très intenses et de courte durée ; elles tombent sur des sols souvent encroûtés qui ruissellent fortement, générant des crues brutales dans les koris. La seconde partie aborde l’hydraulique souterraine : aquifères, loi de Darcy, hydraulique des puits et forages, interprétation d’un essai de pompage et protection des captages. Au Niger, l’essentiel de l’eau potable provient des nappes (socle, Continental Terminal, Continental Intercalaire), ce qui rend ces notions indispensables.

Objectifs d’apprentissage

• Décrire le cycle hydrologique et établir un bilan hydrologique simple.
• Déterminer les caractéristiques physiques d’un bassin versant (forme, pente, temps de concentration).
• Traiter des données pluviométriques : pluie moyenne, analyse fréquentielle (loi de Gumbel), courbes IDF.
• Calculer un débit de projet et choisir une période de retour en fonction du risque accepté.
• Appliquer la loi de Darcy et les formules de Thiem, Dupuit et Jacob aux forages.

Prérequis

Mécanique des fluides et hydraulique (S2), Hydraulique appliquée (S3), statistiques élémentaires (moyenne, écart-type), logarithmes, lecture de cartes topographiques.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Cycle hydrologique et caractéristiques du bassin versant
2. Leçon 2 — Pluviométrie : mesure, pluie moyenne, analyse fréquentielle et courbes IDF
3. Leçon 3 — Crues et débits de projet des ouvrages
4. Leçon 4 — Hydraulique souterraine : aquifères, loi de Darcy et hydraulique des forages

Modalités d’évaluation

Volume horaire : 16 h de cours magistral, 8 h de travaux dirigés, 6 h de travaux pratiques (délimitation d’un bassin versant sur carte ou SIG, ajustement de Gumbel sur tableur, interprétation d’un essai de pompage réel) et 30 h de travail personnel ; 3 crédits (UE1, semestre 4). Évaluation indicative : contrôle continu 40 % (quiz, TD, rapport de TP) et examen final écrit 60 %.

Bibliographie

• Réméniéras G., L’hydrologie de l’ingénieur, Eyrolles.
• Musy A., Higy C., Hydrologie : une science de la nature, Presses Polytechniques et Universitaires Romandes.
• Rodier J. A., Auvray C., Estimation des débits de crues décennales pour les bassins versants de superficie inférieure à 200 km² en Afrique occidentale, ORSTOM-CIEH, 1965.
• Puech C., Chabi-Gonni D., Méthode de calcul des débits de crue décennale pour les petits et moyens bassins versants en Afrique de l’Ouest et Centrale, CIEH, 1984.
• Castany G., Principes et méthodes de l’hydrogéologie, Dunod.