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Bilan hydrique - Bilan hydrologique
Bilan hydrique - Bilan hydrologique


Sommaire de la page (Articles, Dossiers, Études...) : Point sur la situation hydrologique en Bretagne au début du mois de juillet 2011 / Sites Internet et articles / Corrélats /


Dans tous les cas c'est l'aspect comptable du terme bilan qui prévaut en hydrologie, que ce soit au niveau des bilans hydriques ou hydrologiques.


Trop souvent confondus, le bilan hydrologique se situe à l'échelle du bassin versant et concerne une démarche hydrologique, le bilan hydrique se situe à l'échelle de la plante et participe d'une démarche agronomique.

Simples opérations comptables, le bilan hydrique et le bilan hydrologique visent tous les deux à établir le budget entre les entrées et les sorties en eau d'une unité hydrologique définie pendant une période de temps donné.

Dans sa formulation la plus générale, il s'écrit:

P = Q + ETR + DR(u+h)


Tout ce qui tombe (P) dans un espace hydrologique et dans un laps de temps donnés soit s'écoule (Q) soit repart dans l'atmosphère par évapotranspiration (ETR), soit participe à la recharge des réserves en eau du sol (Ru) ou du sous-sol (Rh). Les variations de réserve peuvent être également négatives et contribuer aux écoulements et/ou à l'évapotranspiration.

Suivant le schéma auquel on s'attache, et l'échelle considérée, on parlera de bilan hydrique, en général à l'échelle stationnelle (et dans ce cas le débit Q sera composé de l'infiltration profonde et/ou du ruissellement, et DRh sera ignoré), ou du bilan hydrologique à l'échelle d'un bassin versant.

Les bilans peuvent concerner également des éléments liés à l'eau, par exemple des éléments dissous (on parlera de "bilans géochimiques") ou des particules solides véhiculées par l'eau, ou même par d'autres facteurs (bilan érosif).

Calcul du bilan hydrologique

Le bilan hydrologique se situe donc à l'échelle du bassin versant (quelle que soit sa taille), considéré comme un système fermé, dont on peut résoudre l'équation de base :

P = Q + ETR + DR


équation valable à n'importe quel intervalle de temps, mais qui n'a d'intérêt qu'utilisée dans un intervalle ayant une signification hydrologique (année hydrologique - et non pas légale ; épisode de crue ; saison hydrologique...).

Les pluies et les débits sont le plus souvent mesurés, le débit étant exprimé en lame d'eau écoulée en tenant compte de la surface du bassin versant. Les choses sont plus complexes en ce qui concerne le terme DR, variation des réserves en eau, soit positive, soit négative, qui cumule les variations de stockage de l'eau dans la tranche superficielle du sol (réserve hydrique, ou réserve "utile", Ru) et dans le sous-sol (réserve hydrologique, Rh). La réserve hydrologique, en régime non influencé, peut se déduire de l'équation de la loi de décrue, dans la mesure où celle-ci a pu être établie. La réserve hydrique est encore plus difficile à connaître avec précision : elle peut se mesurer (mais en quelques points...) ou s'estimer à partir de différents modèles de reconstitution ou de décroissance. La difficulté qu'il y a toujours dans une telle démarche, comme l'imprécision dont le terme DR est généralement entaché font que, dans la mesure du possible, on essaye de s'en affranchir en partant de moments privilégiés du cycle hydrologique entre lesquels les variations de niveau des réserves peuvent être considérées comme nulles ou négligeables : pour Rh, ce sera des moments où le débit de base est le même. Pour Ru, ce sont les valeurs d'équilibre (capacité de rétention ou au contraire épuisement) qui, selon les climats, peuvent se maintenir une bonne partie de l'année, qui seront privilégiées.

L'ETR demeure souvent inconnue, et reste souvent la valeur à déduire par soustraction à partir de l'équation de bilan. Le problème est que, étant le terme résiduel, il est entaché à la fois des erreurs de mesure sur la pluie et les débits, des incertitudes sur la surface du bassin versant, et des difficultés d'estimation des réserves... Si cette méthode des bilans hydrologiques demeure en tout état de cause la seule méthode de référence possible, à l'échelle du bassin, pour connaître l'évapotranspiration réelle, il ne faut pas pour autant en sous-estimer les faiblesses. Celles-ci sont particulièrement graves en cas de comparaison du fonctionnement hydrologique de bassins versants différents.

Calcul du bilan hydrique

Le bilan hydrique se situe à l'échelle stationnelle de la plante, ou tout au plus du champ, et s'écrit :

P = ETR + I + DRu


Les gains du système, sous forme de pluies ou d'apports par irrigation, sont mesurés ou connus. Les pertes se composent de l'évapotranspiration, comme dans le cas du bilan hydrologique, et de l'infiltration profonde I, qui représente l'eau transitant par le profil pédologique sans y demeurer, et qui est donc perdu pour le système "sol - plante - atmosphère" ; ce terme I correspond à l'écoulement c'est-à-dire à la somme des termes Q et DR du bilan hydrologique. le terme DR se limite alors à DRu, et ne concerne que les variations de stocks d'eau dans la partie superficielle du sol ; il est le plus souvent mesuré directement par le suivi des profils hydriques. Le terme I est également connu à partir de ce suivi des profils hydriques et de la détermination du plan de flux nul, par exemple par des méthodes tensiomètriques ; il est le plus souvent positif, mais peut être négatif en cas de remontées capillaires.

L'ETR peut soit être déduite de l'équation, soit être mesurée, en utilisant des méthodes indirectes (micro-météorologique de bilan d'énergies) ou des méthodes directes à partir de lysimètres. L'estimation indépendante des différents termes du bilan est alors un moyen très rigoureux d'avoir une idée des marges d'erreur sur les valeurs établies des différents termes de l'équation de bilan.




On peut connaître, mois par mois, la situation hydrologique complète de la France en allant sur le site : http://www.eaufrance.fr/document.php3?id_article=1 (bsh comme bulletin de situation hydrologique).

Note : les bulletins de situation hydrologique paraissent au début du mois, mais concernent le mois précédent. Ainsi, le bulletin d'octobre 2004 concerne la situation de septembre 2004.

Bilan hydrique:
http://www.cig.ensmp.fr/~hubert/glu/FRDIC/DICBILAN.HTM

http://193.55.107.45/envirosoc/bilanhyd.htm

Des pluies inégalement réparties sur la France
http://www.univers-nature.com/inf/inf_actualite1.cgi?id=3176






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