Download pdf - VOLET 1 : EAU ET MILIEUX AQUATIQUES ANNEXES TECHNIQUES … · L’évaluation des hauteurs de pluie associées à diverses durées de retour selon la durée de l’épisode pluvieux

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A1 Pages 35, 36 et 37

A2 Pages 39, 41, 42, 43, 44, 45, 49, 53 et 54

B0 Pages 27, 30, 31, 33, 34

C0 Page 31

Etabli par :

ESIM : Elodie SIMONÉ-PICHARD

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GGAT : Gilles GATIMEL

Validé par :

JBAU : Jean-Luc BAUMGAERTNER

Concessionnaire

CONTOURNEMENT OUEST DE STRASBOURG

CONCEPTION / DAU / HYDRAULIQUE ET ASSAINISSEMENT

ENSEMBLE DU PROJET

DOSSIER D’AUTORISATION UNIQUE

VOLET 1 : EAU ET MILIEUX AQUATIQUES ANNEXES TECHNIQUES

PIECE 1C-1 : LES ÉTUDES HYDROLOGIQUES

Concepteur-Constructeur Sous-Groupement Partenaire / Sous-Traitant / Prestataire

Sous-Groupement

MOE / Ingénierie

C0 Mai 2017 ESIM GGAT JBAU Mise à jour suite aux remarques de la DDT67

B0 Janvier 2017 ESIM GGAT JBAU Mise à jour avec les remarques du contrôle extérieur

A2 2016-12-01 ESIM GGAT JBAU Mise à jour avec la géométrie APA d’octobre 2016

A1 2016-10-14 ESIM GGAT JBAU Mise à jour avec les remarques de SOCOS du 07/10/2016

A0 2016-09-30 ESIM GGAT JBAU Première diffusion pour avis et commentaires

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Format : A3 Echelle : N/A Pages 1/60

C HYD 000 ENS 000000 DAU GMING 30250 C0 Phase Métier Zone Item PK Type Doc. Emetteur N° Chrono ou N° de Série Indice

DAU-GMING-30250-C0- VOLET 1 – PIECE 1C-1 – LES ETUDES HYDROLOGIQUES

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TABLE DES MATIERES

1. OBJECTIF DE CETTE ANNEXE TECHNIQUE ........................................................ 4

2. ANALYSE PLUVIOMETRIQUE ................................................................................ 5

2.1. DEFINITION DES COURBES INTENSITE-DUREE-FREQUENCE POUR DE FORTES PRECIPITATIONS

(PERIODES DE RETOUR T ≥ 5 ANS) .............................................................................. 5

2.1.1. Méthodologie ............................................................................................................ 5

2.1.1.1. L’analyse statistique classique des postes pluviographiques ...................................................5

2.1.1.2. L’utilisation des résultats de la méthode « SHYPRE » .............................................................5

2.1.2. Analyse des données issues des postes pluviographiques disponibles .................... 5

2.1.2.1. Recensement et acquisition des données ................................................................................5

2.1.2.2. Le pluviographe de Strasbourg-Entzheim .................................................................................7

2.1.2.3. Le pluviographe de la Wantzenau SA .................................................................................... 11

2.1.2.4. Analyse comparative des deux postes pluviographiques ...................................................... 12

2.1.3. Analyse des données pluviométriques issues de la méthode SHYPRE .................. 13

2.1.3.1. Les caractéristiques de la méthode SHYPRE ....................................................................... 13

2.1.3.2. Variation des hauteurs de pluie le long du tracé du COS en fonction des durées de retour et de la durée de l’épisode pluvieux .................................................................................................... 13

2.1.4. Comparaison des deux méthodes .......................................................................... 14

2.1.5. Définition des courbes Intensité-Durée-Fréquence pour le projet du COS .............. 18

2.2. DEFINITION DES COURBES INTENSITE-DUREE-FREQUENCE POUR DE FAIBLES PRECIPITATIONS

(T ≤ 2 ANS) .............................................................................................................. 18

2.2.1. Vocabulaire ............................................................................................................. 18

2.2.2. Recensement et analyse des données Météo France ............................................ 18

2.2.2.1. Coefficients de Montana à la station pluviographique de Strasbourg-Entzheim ................... 18

2.2.2.2. Coefficients de Montana à la station pluviographique de la Wantzenau SA ......................... 19

2.2.2.3. Fréquence d’apparition .......................................................................................................... 19

2.2.3. Hauteurs de pluie calculées grâce aux coefficients de montana ............................. 19

2.2.4. Analyse des données pluviométriques issues de la méthode SHYPRE .................. 20

2.2.4.1. Méthodologie d’analyse des données .................................................................................... 20

2.2.4.2. Courbes de variation des hauteurs de pluies en fonction des PK du COS ........................... 20

2.2.5. Définition des courbes intensité-Durée-Fréquence pour T=1 ET 2 ans pour le projet du COS ........................................................................................................................ 20

2.2.5.1. Courbe IDF pour T = 1 an ...................................................................................................... 20

2.2.5.2. Courbe IDF pour T = 2ans ..................................................................................................... 21

2.2.6. Coefficients de Montana retenus ............................................................................ 22

2.3. DEFINITION DES HAUTEURS DE PLUIES JOURNALIERES ................................................ 22

2.3.1. Analyse des données issues des pluviométres ....................................................... 22

2.3.2. Estimation des pluies journalieres à partir des courbes IDF .................................... 23

2.3.2.1. Méthodologie .......................................................................................................................... 23

2.3.2.2. Définition de la hauteur journalière T = 2 ans ........................................................................ 23

2.3.3. Estimation des pluies journalieres à partir de la méthode SHYPRE ........................ 24

2.3.3.1. Récapitulatif des données issues de la méthode SHYPRE ................................................... 24

2.3.3.2. Analyse de la variabilité spatiale ............................................................................................ 24

2.3.4. Hauteurs de pluie journalières retenues ................................................................. 25

2.3.5. Les pluies extremes................................................................................................ 25

2.4. SYNTHESE DES PARAMETRES PLUVIOMETRIQUES RETENUS ........................................ 25

2.4.1. Les coefficients de Montana ................................................................................... 25

2.4.2. Les hauteurs de pluie journalières .......................................................................... 26

3. ANALYSE DES DONNEES HYDROMETRIQUES ................................................. 27

3.1. LE BASSIN HYDROGRAPHIQUE DE LA BRUCHE............................................................. 27

3.1.1. La Bruche à Saulxures (Code station A2702010) ................................................... 27

3.1.2. La Bruche à Wisches (Code station A2732010) ..................................................... 27

3.1.2.1. La Bruche à Mutzig (Code station A2762090) ....................................................................... 27

3.1.3. La Bruche à Holtzheim (Code station A2860110) ................................................... 27

3.1.4. La Mossig à Soultz les Bains (Code station A2842010) .......................................... 27

3.2. LE BASSIN HYDROGRAPHIQUE DE LA SOUFFEL ............................................................ 29

3.2.1. Caractéristiques de la station de Mundolsheim ....................................................... 29

3.2.2. Les débits de crue à la station de Mundolsheim ..................................................... 29

3.2.2.1. Source Banque Hydro ............................................................................................................ 29

3.2.2.2. Analyse critique ...................................................................................................................... 29

3.3. LE BASSIN HYDROGRAPHIQUE DE LA ZORN ET DU LANDGRABEN .................................. 30

3.3.1. La Zorn à Saverne (Code station A3422010) ......................................................... 30

3.3.2. La Zorn à Waltenheim-sur-Zorn (Code station A3472010)...................................... 30

4. ESTIMATION DES DEBITS DE CRUE .................................................................. 31

4.1. PREAMBULE ............................................................................................................. 31

4.2. LES DEBITS ET HYDROGRAMMES DE CRUE AU DROIT DE LA VALLEE DE LA BRUCHE ....... 31

4.3. LES PETITS BASSINS VERSANTS AU NORD DE LA VALLEE DE LA BRUCHE ....................... 31

4.3.1. Méthodologie .......................................................................................................... 31

4.3.1.1. Formule rationnelle ................................................................................................................. 31

4.3.1.2. La formule Crupédix ............................................................................................................... 32

4.3.1.3. La formule de transition .......................................................................................................... 32

4.3.2. Définition des paramètres hydrologiques ................................................................ 32

4.3.2.1. Paramètres de la formule rationnelle ..................................................................................... 32

4.3.2.2. Paramètres de la formule de Crupédix ................................................................................... 33

4.3.2.3. Synthèse des paramètres hydrologiques retenus .................................................................. 35

4.3.3. Calculs des débits de crue des bassins versants intercéptés par le projet .............. 39

4.3.3.1. Bassin hydrographique de la Bruche ..................................................................................... 39

4.3.3.2. Bassin hydrogrpahique de la Souffel ...................................................................................... 42

4.3.3.3. Bassin hydrographique du Landgraben ................................................................................. 49

4.3.3.4. Synthèse des débits de crue calculés .................................................................................... 54

4.3.4. Les débits de crue retenus ..................................................................................... 55

5. ESTIMATION DES DEBITS D’ETIAGE ET DES DEBITS MOYENS INTERANNUELS DES COURS D’EAU INTERCEPTES PAR LE PROJET ....................................... 56

5.1. LES DONNEES D’ENTREE ........................................................................................... 56

5.1.1. Les données disponibles aux stations hydrométriques ........................................... 56


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5.1.2. L’étude de l’Agence de l’Eau Rhin Meuse ............................................................... 56

5.1.2.1. Bassin hydrographique de l’Ehn ............................................................................................ 56

5.1.2.2. Bassin hydrographique de la Bruche ..................................................................................... 57

5.1.2.3. Bassin hydrographique de la Souffel ..................................................................................... 57

5.1.2.4. Bassin hydrographique de la Zorn et du Landgraben ............................................................ 58

5.1.3. La cartographie des débits caractéristqiues de référence de 2012 ......................... 58

5.2. COMPARAISON DES DIFFERENTES DONNEES D’ENTREE ............................................... 59

5.2.1. Les modules ........................................................................................................... 59

5.2.2. Les QMNA5 ............................................................................................................ 59

5.3. LES MODULES ET LES QMNA5 RETENUS POUR LES COURS D’EAU CONCERNES PAR LE PROJET

.............................................................................................................................. 60


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1. OBJECTIF DE CETTE ANNEXE TECHNIQUE

L’objectif des études hydrologiques est d’évaluer les débits caractéristiques (débits de crue, débits moyens interannuels et débits d’étiage) de tous les écoulements superficiels interceptés par le projet autoroutier de Contournement Ouest de Strasbourg, lesquels serviront à alimenter les études hydrauliques (Pièce 1C-2) et les études d’assainissement (Pièce 1C-4).

Enfin, il peut être noté que la présente annexe technique comprend, tout d’abord, une analyse pluviométrique dont l’objectif est la définition des paramètres et lois pluviométriques au droit du projet autoroutier du Contournement Ouest de Strasbourg. Les paramètres concernés sont les hauteurs de pluies journalières et les courbes intensité-durée-fréquence.

Ces éléments constituent les données d’entrée :

d’une part, des études hydrologiques servant à alimenter les études hydrauliques relatives au dimensionnement des ouvrages hydrauliques de traversée ;

et d’autre part, les études d’assainissement relatives au dimensionnement des réseaux de collecte et d’évacuation des eaux pluviales des futures plates-formes routières et des rétablissements routiers, mais aussi au dimensionnement des dispositifs de contrôle et de traitement des eaux pluviales autoroutières.

NOTA : Dans ce document, des plans techniques peuvent faire apparaître l’aire de stockage poids-lourds au niveau du diffuseur de la Bruche, alors que son implantation est désormais envisagée en section courante de l’autoroute, sans impact sur les milieux naturels et agricoles.


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2. ANALYSE PLUVIOMETRIQUE

2.1. DEFINITION DES COURBES INTENSITE-DUREE-FREQUENCE POUR DE

FORTES PRECIPITATIONS (PERIODES DE RETOUR T ≥ 5 ANS)

2.1.1. METHODOLOGIE

L’évaluation des hauteurs de pluie associées à diverses durées de retour selon la durée de l’épisode pluvieux a une grande importance en termes de dimensionnement des ouvrages hydrauliques et des réseaux d’assainissement. Dans le domaine, on dispose des deux méthodes suivantes pour les évaluer.

2.1.1.1. L’ANALYSE STATISTIQUE CLASSIQUE DES POSTES PLUVIOGRAPHIQUES

A partir des chroniques de données pluviographiques en un lieu donné (hauteur de pluie en fonction du temps), il est possible d’évaluer les périodes de retour. Pour cela, on réalise un ajustement statistique à partir d’un échantillon pour évaluer la hauteur de pluie correspondant aux diverses durées de retour (5 ans, 10ans, 50 ans…). Celui-ci a été réalisé par Météo-France par deux méthodes : loi généralisée des valeurs extrêmes (GEV) et méthode du renouvellement. A noter que depuis quelques temps, la méthode GEV n’est plus utilisée par Météo-France.

En hydrologie, il est généralement admis qu’il ne faut pas extrapoler les valeurs au-delà de trois fois la taille de l’échantillon. Par exemple, si on dispose d’un échantillon de 20 ans de mesures, on ne pourra pas utiliser les calculs au-delà d’une durée de retour de 60 ans. Pour avoir des résultats relativement fiables pour l’occurrence centennale, il faut donc un échantillon d’au moins 30 à 35 ans. L’autre limite à cette méthode est que les résultats ne peuvent s’utiliser que dans le voisinage proche de la station météo de référence. Cette méthode permet d’obtenir des hauteurs de pluies correspondant aux pas de temps de 6 min à 72 h pour des durées de retour de 5 à 100 ans aux postes pluviographiques.

2.1.1.2. L’UTILISATION DES RESULTATS DE LA METHODE « SHYPRE »

Cette méthode a été développée conjointement par le CEMAGREF et Météo-France. Elle est basée sur la constitution de séries fictives de pluviométrie générées à partir de séries réellement mesurées sur plusieurs dizaines d’années. Les hauteurs de pluie correspondant aux différentes durées de retour sont estimées par calcul de fréquence à partir de la série multicentennale fictive obtenue. Ces calculs ont été réalisés sur plusieurs centaines de séries pluviométriques représentatives en France. Les hauteurs de pluie de référence ainsi obtenues ont ensuite été interpolées à l’échelle de l’hexagone à la résolution kilométrique en tenant compte du relief (pente, exposition, altitude, …). Cette méthode SHYPRE donne des résultats généralement cohérents avec les calculs classiques réalisés à partir des relevés pluviographiques des stations de Météo-France. Elle permet d’obtenir des hauteurs de pluies correspondant aux pas de temps de 1h à 72h pour des durées de retour 2 à 100 ans pour chaque point de référence du projet autoroutier.

2.1.2. ANALYSE DES DONNEES ISSUES DES POSTES PLUVIOGRAPHIQUES

DISPONIBLES

2.1.2.1. RECENSEMENT ET ACQUISITION DES DONNEES

Deux postes pluviographiques possédant une période d’observations significatives (>> 10 années) ont été recensées auprès de Météo-France à proximité du projet autoroutier :

Le poste de Strasbourg-Entzheim, situé au droit de l’aéroport de Strasbourg-Entzheim, à 4,6 km du projet autoroutier au droit du parc d’activités de la Bruche ;

Le poste de la Wantzenau, situé à environ 5,5 km du projet autoroutier.

Ces deux postes sont implantés sur la carte de situation des postes pluviométriques et pluviographiques en page suivante, tandis que leurs caractéristiques sont synthétisées dans le tableau ci-dessous.

Début Fin

STRASBOURG-

ENTZHEIM67124001 ENTZHEIM Aéroport 150 01/04/1923 1968 2012 45 années

LA WANTZENAU

SA67519001 LA WANTZENAU - 135 - 1991 2012 22 années

Nom de la station

CARACTERISTIQUES DES POSTES PLUVIOGRAPHIQUES

Date de

création de

la station

Période d’observation

disponibleNombre de

valeurs de

l'échantillon

Code

stationCommune Lieu-dit

Altitude

(m)


6/60


7/60

2.1.2.2. LE PLUVIOGRAPHE DE STRASBOURG-ENTZHEIM

2.1.2.2.1. LES DONNEES COLLECTEES AUPRES DE METEO FRANCE

2.1.2.2.1.1. DUREES DE RETOUR DE FORTES PRECIPITATIONS

Différentes durées de retour de fortes précipitations ont été obtenues auprès de Météo France et pour différentes périodes d’observation :

Les épisodes de durée 6min, 15min, 30min, 1h, 2h, 3h et 6h ont été fournis sur la période 1968-2012 : méthode du renouvellement ;

L’épisode de durée 24h, sur la période 1968-2006 : loi GEV ;

L’épisode de durée 48h, sur la période 1968-2011 : méthode du renouvellement.

A noter que les hauteurs de précipitations pour les évènements pluvieux de durée 12h et 24h sont indisponibles par la méthode du renouvellement auprès de Météo France pour cause de données manquantes, douteuses… De plus, la méthode statistique GEV n’est plus utilisée en ce moment. De ce fait, nous nous sommes procurés auprès de Météo-France, les coefficients de Montana sur la durée 3h-48h.

Hauteurs de précipitations (mm) au poste de Strasbourg-Entzheim pour différents épisodes pluvieux et différentes périodes de retour obtenues auprès de Météo France

Durée de l’épisode pluvieux

6 MIN 15 MIN 30 MIN 1 H 2 H 3 H 6 H 24 H 48 H

Période concernée 1968-2012

1968-2012

1968-2012

1968-2012

1968-2012

1968-2012

1968-2012

1968-2006

1968-2011

Nb d’années traitées

37 41 42 41 43 40 42 35 33

Méthode statistique

Renouvellement GEV Ren.

Période de

retour

5 ans 9.7 16.1 22.2 25.6 28.4 30.9 34.0 46.8 57.1

10 ans 11.2 19.0 25.1 28.9 32.4 35.0 38.4 54.0 65.9

20 ans 12.7 22.1 27.8 32.0 36.3 39.1 42.8 61.6 75.8

50 ans 14.6 26.4 30.9 35.8 41.2 44.3 48.6 72.7 91.1

100 ans 15.9 29.9 33.0 38.3 44.8 48.1 52.8 81.9 104.5

2.1.2.2.1.2. COEFFICIENTS DE MONTANA – 3H/48H

Les coefficients de Montana pour un épisode pluvieux de durée comprise entre 3h et 48h ont également été obtenus auprès de Météo France.

Les coefficients a et b de la formule de Montana permettent de relier l’intensité de la pluie à la durée de l’évènement considéré grâce à la formule suivante :

𝑖 (𝑇) = 𝑎(𝑇) × 𝑡−𝑏(𝑇)

Avec :

i (T) : intensité pluviométrique en mm/h pour la période de retour T

t : Durée de la pluie en mn

Coefficients de Montana pour des pluies de durée de 3 heures à 48 heures

DUREE DE RETOUR a b

5 ans 9.213 0.772

10 ans 9.996 0.765

20 ans 10.468 0.753

50 ans 10.483 0.73

100 ans 10.13 0.709

Ils ont été utilisés pour calculer les hauteurs précipitées dans cet intervalle de temps. Même si ces coefficients n’ont pas été évalués sur la même période d’observation que les épisodes 24h et 48h, une comparaison des résultats obtenus a été réalisée.

2.1.2.2.1.3. SYNTHESE DES DONNEES METEO-FRANCE AU POSTE PLUVIOGRAPHIQUE DE

STRASBOURG-ENTZHEIM

Le graphique suivant présente une synthèse des données fournies par Météo-France pour les périodes de retour 10 ans et 100 ans suivant la durée de l’épisode pluvieux.


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Le tableau suivant permet de comparer les hauteurs obtenues auprès de Météo France et celles calculés grâce aux coefficients de Montana 3h-48h.

Pour la période de retour 10 ans, les écarts maximaux entre les valeurs n’excèdent pas 3,7%. Le plus gros écart concerne l’évènement pluvieux de durée 6h.

Pour la période de retour 100 ans, la valeur des écarts maxi augmentent pour chaque évènement pluvieux et atteint 6 % pour celui de 6h.

2.1.2.2.2. QUANTILES DES HAUTEURS DE PRECIPITATIONS RETENUS AU POSTE

PLUVIOGRAPHIQUE DE STRASBOURG-ENTZHEIM

Pour réaliser les courbes Intensité Durée Fréquence et ainsi obtenir les coefficients de Montana, les quantiles des hauteurs de précipitations présentés dans le tableau ci-après ont été utilisés.

Durée de la pluieRenouvellement

1968-2012

Renouvellement

1968-2011

Loi GEV

1968-2006

Calculés avec

coefficients de

Montana 3h/48h

Ecart maxi

3 h 35 - - 33.87 3.23%

6 h 38.4 - - 39.86 3.67%

24 h - - 54 55.21 2.20%

48 h - 65.9 - 64.98 1.40%

Période de

retour

T = 10 ans

Hauteurs de précipitations (mm) en fonction de la durée de retour

Analyse comparative

10 ANS - COMPARAISON DES DONNEES BRUTES AVEC LES HAUTEURS CALCULEES GRACE AUX COEFFICIENTS DE MONTANA 3H-48H

Durée de la pluieRenouvellement

1968-2012

Renouvellement

1968-2011

Loi GEV

1968-2006

Calculés avec

coefficients de

Montana 3h/48h

Ecart maxi

3 h 48.1 - - 45.91 4.56%

6 h 52.8 - - 56.17 6.00%

24 h - - 81.9 84.08 2.59%

48 h - 104.5 - 102.87 1.56%

100 ANS - COMPARAISON DES DONNEES BRUTES AVEC LES HAUTEURS CALCULEES GRACE AUX COEFFICIENTS DE MONTANA 3H-48H

Hauteurs de précipitations (mm) en fonction de la durée de retour

Analyse comparative

Période de

retour

T = 100 ans

6min 15 min 30min 1h 2h 3h 6h 24h 48h

5 ans 9.7 16.1 22.2 25.6 28.4 30.9 34.0 48.4 57.1

10 ans 11.2 19.0 25.1 28.9 32.4 35.0 38.4 55.2 65.9

20 ans 12.7 22.1 27.8 32.0 36.3 39.1 42.8 63.1 75.8

50 ans 14.6 26.4 30.9 35.8 41.2 44.3 48.6 74.7 91.1

100 ans 15.9 29.9 33.0 38.3 44.8 48.1 52.8 84.1 104.5

Quantiles des hauteurs calculées avec les coefficients de Montana 3h-48h

Pé

rio

de

de

reto

ur

Durées de l'épisode pluvieux


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Dans le tableau ci-avant, il a été synthétisé les quantiles des hauteurs de précipitations pour les durées de retour 5ans, 10ans, 20ans, 50 ans et 100 ans et pour différents épisode pluvieux, de 6min à 48h.

Ces quantiles permettent de calculer les coefficients a et b de la formule de Montana qui est une représentation mathématique reliant l’intensité de la pluie à la durée de l’évènement considéré :

𝑖 (𝑇) = 𝑎(𝑇) × 𝑡−𝑏(𝑇)

Avec



2.1.2.2.3. COURBES INTENSITE-DUREE-FREQUENCE DE LA STATION DE STRASBOURG-ENTZHEIM


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2.1.2.2.4. COEFFICIENTS DE MONTANA AU POSTE PLUVIOGRAPHIQUE DE STRASBOURG-ENTZHEIM

Les coefficients de Montana obtenus pour toutes les périodes de retour de 5ans à 100 ans sont résumés dans le tableau ci-après.

PERIODE DE RETOUR DUREE DE LA PLUIE

COEFFICIENTS DE MONTANA

a b

5 ans

6 min < t < 20 min 216 0.447

20 min < t < 48h 648 0.794

10 ans

6 min < t < 20 min 239 0.423

20 min < t < 48h 721 0.791

20 ans

6 min < t < 15 min 258 0.395

15 min < t < 48h 703 0.766

50 ans

6 min < t < 15 min 275 0.354

15 min < t < 48h 837 0.764

100 ans

6 min < t < 15 min 277 0.311

15 min < t < 48h 942 0.762

2.1.2.2.5. COMPARAISON DES RESULTATS POUR T=10ANS ET T=100ANS

Les deux tableaux suivants donnent une comparaison des résultats obtenus avec les coefficients de Montana calculés ci-avant et les données fournies par Météo France, pour les périodes de retour 10 ans et 100 ans.

Comparaison des hauteurs de précipitations – T = 10 ans

COMPARAISON POUR 10 ANS

Période de retour

T = 10 ans

DUREE DE LA

PLUIE

(MIN)

QUANTILES DE

PLUIE

CALCULES

COEFFICIENT DE

MONTANA 6 MIN – 20 MIN

CALCULES

COEFFICIENT DE

MONTANA 20 MIN – 48 H

ÉCARTS

6 11.20 11.20 - 0.03 %

15 19.00 19.01 - 0.05 %

30 25.10 - 24.45 2.60 %

60 28.90 - 28.26 2.22 %

120 32.40 - 32.66 0.80 %

180 35.00 - 35.55 1.55 %

360 38.40 - 41.09 6.55 %

1440 55.21 - 54.90 0.56 %

2880 65.90 - 63.46 3.70 %

Pour la période de retour 10 ans, les résultats obtenus en utilisant les coefficients de Montana calculés au paragraphe II.2 sont inférieurs à ceux fournis par Météo France pour les épisodes pluvieux de durée 24h et 48h.


11/60

Comparaison des hauteurs de précipitations – T = 100 ans

COMPARAISON POUR 100 ANS

Période de retour

T = 100 ans

DUREE DE LA

PLUIE

(MIN)

QUANTILES DE

PLUIE

CALCULES

COEFFICIENT DE

MONTANA 6 MIN – 15 MIN

CALCULES

COEFFICIENT DE

MONTANA 15 MIN – 48 H

ÉCARTS

6 15.90 15.89 - 0.04 %

15 29.90 29.88 - 0.06 %

30 33.00 - 35.26 6.42 %

60 38.30 - 41.59 7.90 %

120 44.80 - 49.05 8.66 %

180 48.10 - 54.02 10.95 %

360 56.17 - 63.70 17.12 %

1440 84.08 - 88.60 5.11 %

2880 104.50 - 104.50 0.00 %

Pour la période de retour 100 ans, les résultats obtenus en utilisant les coefficients de Montana calculés au paragraphe II.2 sont supérieurs à ceux fournis par Météo France pour chaque épisode pluvieux supérieur ou égal à 30 min.

2.1.2.3. LE PLUVIOGRAPHE DE LA WANTZENAU SA

2.1.2.3.1. RECENSEMENT ET ANALYSE DES DONNEES

Les durées de retour de fortes précipitations au pluviomètre de la Wantzenau SA, pour les épisodes de durée 6min, 15 min, 30min, 1h, 2h, 3h, 6h, 12h, 24h et 48h ont été obtenues auprès de Météo France sur la période maximale 1990-2012.

Le tableau suivant résume les hauteurs de précipitation pour les différents épisodes pluvieux et les différentes périodes de retour obtenues. Les valeurs présentées ont été ajustées suivant la méthode du renouvellement.

Hauteurs de précipitations pour différents épisodes pluvieux et différentes périodes de retour obtenues auprès de Météo France à la station La Wantzenau SA

DUREE DE

L’EPISODE PLUVIEUX 6 MIN 15 MIN 30 MIN 1 H 2 H 3 H 6 H 12 H 24 H 48 H

Période concernée

1991-2012

1991-2012

1991-2012

1991-2012

1991-2012

1991-2011

1991-2012

1991-2012

1991-2012

1991-2012

Nb d’années traitées

16 18 19 19 18 16 18 18 17 13

Période de

retour

5 ans 10.5 16.2 22.3 26.7 29.9 33.1 35 38.6 44.8 55.0

10 ans 12.8 19.1 26.9 31.3 34.3 37.0 41.6 44.1 51.4 59.0

20 ans 15.6 22.2 32.1 35.9 38.6 40.6 49.2 50.1 58.6 62.1

50 ans 20.0 26.4 39.8 42.2 44.2 44.8 61.4 58.6 69.3 65.2

100 ans 24.0 29.9 46.5 47.1 48.3 47.6 72.4 65.6 78.4 66.9

Ces quantiles permettent de calculer les coefficients a et b de la formule de Montana qui est une représentation mathématique reliant l’intensité de la pluie à la durée de l’évènement considéré :

𝑖 (𝑇) = 𝑎(𝑇) × 𝑡−𝑏(𝑇)

Avec




12/60

2.1.2.3.2. COURBES INTENSITE-DUREE-FREQUENCE DE LA STATION DE LA WANTZENAU SA

2.1.2.3.3. COEFFICIENTS DE MONTANA DE LA STATION DE LA WANTZENAU SA

Les coefficients de Montana obtenus pour toutes les périodes de retour de 5ans à 100 ans sont résumés dans le tableau ci-après.


COEFFICIENTS DE MONTANA

a b

5 ans

6 min < t < 30 min 272 0.532

30 min < t < 3 h 632 0.780

3 h < t < 48 h 767 0.817

10 ans

6 min < t < 30 min 336 0.539

30 min < t < 3 h 881 0.822

3 h < t < 48 h 926 0.832

20 ans

6 min < t < 30 min 419 0.552

30 min < t < 6 h 1073 0.828

6 h < t < 48 h 1527 0.888

50 ans

6 min < t < 30 min 558 0.572

30 min < t < 24 h 1467 0.857

100 ans

6 min < t < 30 min 689 0.589

30 min < t < 24 h 1763 0.865

2.1.2.4. ANALYSE COMPARATIVE DES DEUX POSTES PLUVIOGRAPHIQUES

Tout d’abord, il peut être noté que ces deux stations de mesures ne présentent pas des périodes d’observation identiques et donc, en toute rigueur, elles ne peuvent pas être comparées. Cependant, ne disposant pas des ajustements sur la période commune, nous avons tout de même effectué une analyse comparative afin de voir l’existence ou non d’une forte variabilité spatiale.

Ainsi, au regard des tableaux comparatifs suivants, il ressort les constatations suivantes :

Le poste de Strasbourg-Entzheim présente les plus faibles hauteurs de précipitations pour les toutes les durées de retour et pour les évènements pluvieux de durée inférieure à 24 h.

Le poste de La Wantzenau SA présente une période d’observation de 22 ans, les estimations des quantiles de période de retour ≥ 50 ans sont peu fiables. Ainsi, ce poste ne sera pas retenu pour estimer les quantiles de période de retour ≥ 50 ans. La station de Strasbourg-Entzheim présente quant à elle une période d’observation 45 années.


13/60

Il n’y a pas de tendance spécifique au sujet des écarts entre les deux stations. Ils sont inférieurs à 20% pour les périodes de retour entre 5 ans et 20 ans. L’écart augmente jusqu’à 36 % pour la période de retour de 100 ans pour l’évènement pluvieux de 48h, ce qui s’explique pas le manque de données à la station la Wantzenau et donc le manque de précisions.

Hauteurs de précipitations (mm) en fonction de la durée de retour - Analyse comparative

2.1.3. ANALYSE DES DONNEES PLUVIOMETRIQUES ISSUES DE LA METHODE

SHYPRE

2.1.3.1. LES CARACTERISTIQUES DE LA METHODE SHYPRE

Le tableau ci-dessous synthétise les principales caractéristiques de la méthode SHYPRE.

Paramètres traités

Cumuls maxima de précipitations de 1 à 72h calculés sur des chroniques simulées de précipitations

horaires

Durées de retour traitées 2, 10 et 100 ans

Disponibilité spatiale En points de grille (1 km)

Avantage d’une densité régulière

Mise à jour Non prévue à ce jour

Limitations Pas d’intervalle de confiance

Pas de prise en compte des évènements récents

Avantages Disponibilité en tout point

Enfin, il peut être noté que cette méthode a été calée à partir des observations sur la période 1979-2003 (ou sur la période 1980-1999).

2.1.3.2. VARIATION DES HAUTEURS DE PLUIE LE LONG DU TRACE DU COS EN FONCTION DES

DUREES DE RETOUR ET DE LA DUREE DE L’EPISODE PLUVIEUX

2.1.3.2.1. METHODOLOGIE

A partir des données fournies par Météo-France, nous avons effectués un tri en fonction du maillage kilométrique fourni par la méthode SHYPRE et des points kilométriques afférents au tracé du COS (section courante).

Ainsi, 27 points ont été choisis sur la grille SHYPRE, le plus proche du tracé, permettent de construire les courbes longitudinales de variation des hauteurs de pluie en fonction du PK pour diverses durées de retour et selon la durée de l’épisode pluvieux.

2.1.3.2.2. LES COURBES DE VARIATION DES HAUTEURS DE PLUIE EN FONCTION DES PK DU COS

De l’analyse de celles-ci, il ressort les constatations suivantes :

Les écarts pluviométriques entre les quantiles les plus faibles et les quantiles les plus forts sont compris entre 10 et 13% ; ils sont assez importants.

La différence maximale est de 11.3mm pour la pluie centennale et 8.2mm pour la pluie décennale, pour un évènement pluvieux de 24 heures.

Les tableaux ci-après synthétisent les quantiles des hauteurs de précipitations et les écarts pluviométriques le long du tracé.

Durée de la

pluieEntzheim

La

Wantzenau Ecart

Durée de la

pluieEntzheim

La

Wantzenau Ecart

6 min 9.7 10.5 7.62% 6 min 14.6 20 27.00%

15 min 11.2 16.2 30.86% 15 min 26.4 26.4 0.00%

30 min 22.2 22.3 0.45% 30 min 30.9 39.8 22.36%

1 h 25.6 26.7 4.12% 1 h 35.8 42.2 15.17%

2 h 28.4 29.9 5.02% 2 h 41.2 44.2 6.79%

3 h 30.9 33.1 6.65% 3 h 44.3 44.8 1.12%

6 h 34 35 2.86% 6 h 48.6 61.4 20.85%

12 h - 38.6 - 12 h - 58.6 -

24 h 48.4 44.8 7.44% 24 h 74.7 69.3 7.23%

48 h 57.1 55 3.68% 48 h 91.1 65.2 28.43%

Durée de la

pluieEntzheim

La

Wantzenau

SA

EcartDurée de la

pluieEntzheim

La

Wantzenau

SA

Ecart

6 min 11.2 12.8 12.50% 6 min 15.9 24 33.75%

15 min 19 19.1 0.52% 15 min 29.9 29.9 0.00%

30 min 25.1 26.9 6.69% 30 min 33 46.5 29.03%

1 h 28.9 31.3 7.67% 1 h 38.3 47.1 18.68%

2 h 32.4 34.3 5.54% 2 h 44.8 48.3 7.25%

3 h 35 37 5.41% 3 h 48.1 47.6 1.04%

6 h 38.4 41.6 7.69% 6 h 52.8 72.4 27.07%

12 h - 44.1 - 12 h - 65.6 -

24 h 55.2 51.4 6.88% 24 h 84.1 78.4 6.78%

48 h 65.9 59 10.47% 48 h 104.5 66.9 35.98%

Durée de la

pluieEntzheim

La

Wantzenau

SA

Ecart

6 min 12.7 15.6 18.59%

15 min 22.1 22.2 0.45%

30 min 27.8 32.1 13.40%

1 h 32 35.9 10.86%

2 h 36.3 38.6 5.96%

3 h 39.1 40.6 3.69%

6 h 42.8 49.2 13.01%

12 h - 50.1 -

24 h 63.1 58.6 7.13%

48 h 75.8 62.1 18.07%

Période de

retour T = 5

ans

Période de

retour T =

10 ans

Période de

retour T =

20 ans

Période de

retour T =

50 ans

Période de

retour T =

100 ans


14/60

T = 5 ANS

HAUTEUR DE

PLUIE

MOYENNE

(MM)

HAUTEUR DE

PLUIE MAXI

(MM)

HAUTEUR

DE PLUIE

MINI (MM)

ECART

MAXI/MINI

1h 22.7 23.6 21.2 10%

3h 30.3 31.6 28.2 11%

6h 37.0 38.8 34.1 12%

12h 44.7 47.1 41.1 13%

24h 53.8 56.6 49.3 13%

48h 64.7 68.0 59.1 13%

T = 10 ANS

HAUTEUR DE

PLUIE

MOYENNE

(MM)

HAUTEUR

DE PLUIE

MAXI (MM)

HAUTEUR

DE PLUIE

MINI (MM)

ECART

MAXI/MINI

1h 27.1 28.3 25.3 11%

3h 35.2 36.8 32.8 11%

6h 42.6 44.7 39.4 12%

12h 51.1 53.7 47.0 12%

24h 60.7 63.9 55.7 13%

48h 72.6 76.4 66.3 13%

T = 20 ANS HAUTEUR DE

PLUIE

MOYENNE (MM)

HAUTEUR DE

PLUIE MAXI

(MM)

HAUTEUR

DE PLUIE

MINI (MM)

ECART

MAXI/MINI

1h 31.7 33.0 29.6 10%

3h 40.3 42.1 37.5 11%

6h 48.4 50.7 44.8 12%

12h 57.6 60.6 53.0 13%

24h 67.8 71.2 62.2 13%

48h 80.4 84.6 73.6 13%

T = 50 ANS HAUTEUR DE

PLUIE

MOYENNE (MM)

HAUTEUR

DE PLUIE

MAXI (MM)

HAUTEUR

DE PLUIE

MINI (MM)

ECART

MAXI/MINI

1h 37.9 39.5 35.4 10%

3h 47.2 49.3 43.9 11%

6h 56.1 58.8 52.1 11%

12h 66.5 69.8 61.3 12%

24h 77.3 81.2 71.1 12%

48h 90.8 95.3 83.3 13%

T = 100

ANS

HAUTEUR DE

PLUIE

MOYENNE

(MM)

HAUTEUR

DE PLUIE

MAXI (MM)

HAUTEUR

DE PLUIE

MINI (MM)

ECART

MAXI/MINI

1h 42.7 44.5 39.9 10%

3h 52.4 54.8 48.8 11%

6h 62.2 65.1 57.7 11%

12h 73.5 77.1 67.8 12%

24h 84.9 89.3 78.0 13%

48h 98.7 103.6 90.7 12%

2.1.4. COMPARAISON DES DEUX METHODES

Le graphique en page suivante permet de comparer les résultats des deux méthodes décrites précédemment. Sur ces graphiques, figurent :

D’une part, les quantiles retenus entre les deux postes étudiés, Strasbourg-Entzheim ainsi que Wantzenau SA pour la période de retour 5 ans, 10 ans et 20 ans;

D’autre-part, les quantiles retenus du poste de Strasbourg-Entzheim pour la période de retour 50ans et 100 ans ;

Enfin, les hauteurs de pluie maximales évaluées selon la méthode SHYPRE pour chaque période de retour.


15/60


16/60


17/60

De la comparaison des résultats des deux méthodes, il en ressort les constations suivantes pour les durées de 1h à 24h :

Pour la durée de retour 10 ans, les hauteurs de pluie maximales estimées par la méthode SHYPRE sont supérieures aux quantiles maximales entre les 2 postes pluviographiques pour les épisodes pluvieux ≥ 6h. Les écarts pluviométriques entre les deux méthodes est ≤ 16.2%.

HAUTEUR DE PLUIE MAXI (MM)

T = 10 ANS METHODE

SHYPRE COURBE

IDF ECART

1h 28.3 30.8 -8.1%

3h 36.8 38.2 -3.6%

6h 44.7 43.7 2.2%

12h 53.7 50.1 7.2%

24h 63.9 57.4 11.3%

48h 76.4 65.7 16.2%

Pour la durée de retour 100 ans, les quantiles du poste pluviographique de Strasbourg sont inférieurs aux hauteurs maximales estimées par la méthode SHYPRE pour chaque épisode pluvieux, sauf pour l’épisode 48h. Les écarts pluviométriques sont beaucoup plus faibles que pour la période de retour 10 ans. Les écarts pluviométriques sont inférieurs à 7% et ont tendance à diminuer plus l’épisode pluvieux augmente.


T = 100 ANS METHODE

SHYPRE COURBE

IDF ECART

1h 44.5 41.6 7.0%

3h 54.8 54.0 1.5%

6h 65.1 63.7 2.2%

12h 77.1 75.1 2.6%

24h 89.3 88.6 0.8%

48h 103.6 104.5 -0.9%

Globalement, les écarts pluviométriques entre les maximums des deux méthodes sont importants, inférieurs à 16%. D’autre part, la méthode SHYPRE, basée sur une vingtaine d’années d’observation, montre dans le cas présent ses limites d’application pour les périodes de retour exceptionnelle (≥ 50 ans) en raison de la faible taille de l’échantillon de base. Enfin, il est à noter que la méthode SHYPRE ne fournit pas les hauteurs de pluie pour les durée < 1h.


18/60

2.1.5. DEFINITION DES COURBES INTENSITE-DUREE-FREQUENCE POUR LE

PROJET DU COS

Partant du constat que :

La station de Strasbourg-Entzheim dispose d’une période d’observation plus longue que la station de la Wantzenau SA ;

Les hauteurs de pluie sont plus fortes à la Wantzenau SA pour les évènements pluvieux entre 6min et 12h qu’à la station de Strasbourg-Entzheim ;

L’échantillon de base de la méthode SHYPRE est d’une vingtaine d’année seulement ;

Nous avons retenu de construire les courbes IDF du projet à partir :

Des données de hauteurs de pluie maximales estimées à la station de Strasbourg-Entzheim pour les périodes de retour de 50 ans et 100 ans ;

D’une courbe enveloppe calée sur les hauteurs de pluie maximales estimées soit par la méthode SHYPRE, soit par l’analyse des deux stations, pour la durée de retour 5, 10 et 20 ans.

A noter que les courbes « enveloppe » issus de cette méthodologie sont représentées sur les graphiques précédents.

Le tableau ci-après présente, pour les périodes de retour de 5 ans à 100 ans, les coefficients a et b de la formule de Montana pour le projet du Contournement Ouest de Strasbourg.


PARAMETRES DE MONTANA

a b

T = 5 ans 6 min < t < 30 min

30 min < t < 48h

272.4

583.0

0.532

0.756

T = 10 ans 6 min < t < 30 min

30 min < t < 48h

336.0

741.5

0.539

0.771

T = 20 ans 6 min < t < 30 min

30 min < t < 48h

318.5

727.8

0.513

0.756

T = 50 ans 6 min < t < 15 min

15 min < t < 48h

275.1

836.9

0.354

0.764

T = 100 ans 6 min < t < 15 min

15 min < t < 48h

277.5

941.7

0.311

0.762

2.2. DEFINITION DES COURBES INTENSITE-DUREE-FREQUENCE POUR DE

FAIBLES PRECIPITATIONS (T ≤ 2 ANS)

2.2.1. VOCABULAIRE

A partir des chroniques de données pluviographiques en un lieu donné (hauteur de pluie en fonction du temps), il est possible d’évaluer les durées de retour. Pour des précipitations n’ayant pas de caractère exceptionnel, on les observe une à plusieurs fois par an en moyenne. On ne parle pas de « durées de retour » mais de « fréquence d’apparition ». Ces fréquences d’apparition peuvent être hebdomadaires, bimensuelles, mensuelles, bimestrielles, trimestrielles, semestrielles, annuelles ou bisannuelles.

2.2.2. RECENSEMENT ET ANALYSE DES DONNEES METEO FRANCE

2.2.2.1. COEFFICIENTS DE MONTANA A LA STATION PLUVIOGRAPHIQUE DE STRASBOURG-

ENTZHEIM

Les coefficients de Montana auprès de Météo France ont été obtenus à la station pluviographique de Strasbourg-Entzheim. Ils sont résumés dans le tableau suivant.

DUREE DE RETOUR DUREE DE LA PLUIE

PARAMETRES DE MONTANA – 1982-2013

a b

Hebdomadaire

6 min < t < 30 min

30 min < t < 2h

2h < t < 48h

24.84

30.72

99.78

0.571

0.632

0.872

Bi-mensuelle

6 min < t < 30 min

30 min < t < 2h

2h < t < 48h

44.4

44.88

102.6

0.616

0.611

0.776

Mensuelle

6 min < t < 30 min

30 min < t < 2h

2h < t < 48h

72.54

71.64

115.32

0.641

0.635

0.733

Bimestrielle

6 min < t < 30 min

30 min < t < 2h

2h < t < 48h

100.38

140.28

134.28

0.617

0.719

0.706

Trimestrielle

6 min < t < 30 min

30 min < t < 2h

2h < t < 48h

109.8

174

166.08

0.582

0.727

0.715

Semestrielle

6 min < t < 30 min

30 min < t < 2h

2h < t < 48h

122.76

342.78

255.72

0.498

0.804

0.742


19/60



a b

Annuelle

6 min < t < 30 min

30 min < t < 2h

2h < t < 48h

144.42

431.76

393.84

0.466

0.791

0.778

Bisannuelle

6 min < t < 30 min

30 min < t < 2h

2h < t < 48h

211.92

670.02

461.4

0.511

0.852

0.774

2.2.2.2. COEFFICIENTS DE MONTANA A LA STATION PLUVIOGRAPHIQUE DE LA WANTZENAU

SA

Les coefficients de Montana auprès de Météo France ont été obtenus à la station pluviographique de la Wantzenau SA. Ils sont résumés dans le tableau suivant.



a b

Hebdomadaire

6min < t < 24h

44.34 0.725

Bi-mensuelle 56.10 0.664

Mensuelle 79.50 0.663

Bimestrielle 122.22 0.684

Trimestrielle 153.30 0.697

Semestrielle 211.08 0.710

Annuelle 287.70 0.729

Bisannuelle 392.28 0.752

2.2.2.3. FREQUENCE D’APPARITION

Les quantiles des hauteurs de précipitation pour les fréquences d’apparition allant de l’hebdomadaire à la quinquennale ont été obtenues auprès de Météo France pour les évènements pluvieux suivants : 1h, 2h et 24h et aux stations de Strasbourg-Entzheim ainsi qu’à la Wantzenau SA.

Fréquence d’apparition de précipitations à la station de Strasbourg-Entzheim

DUREE DE L’EPISODE PLUVIEUX 1H 2H 24H

PERIODE CONCERNEE 1982-2013 1982-2013 1982-2013

Fréquences d’apparition

Hebdomadaire 2.3 3.0 -

Bi-mensuelle 3.7 4.8 8.4

Mensuelle 5.4 6.8 13.2

Bimestrielle 7.3 9.0 18.8

Trimestrielle 8.7 10.8 21.6

Semestrielle 12.6 14.7 28.2

Annuelle 17 19.5 33.2

Bisannuelle 20.7 22.6 40.4

Fréquence d’apparition de précipitations à la station de la Wantzenau SA

DUREE DE L’EPISODE PLUVIEUX 1H 2H 24H

PERIODE CONCERNEE 1990-2013 1990-2013 1990-2013

Fréquences d’apparition

Hebdomadaire 2.6 3.2 -

Bi-mensuelle 3.8 5.0 9.4

Mensuelle 5.4 6.7 14.6

Bimestrielle 7.4 9.2 20.0

Trimestrielle 9.0 10.9 22.8

Semestrielle 12.6 15.0 27.0

Annuelle 16.8 19.4 31.5

Bisannuelle 20.1 22.7 35.9

2.2.3. HAUTEURS DE PLUIE CALCULEES GRACE AUX COEFFICIENTS DE

MONTANA

Grâce aux coefficients de Montana obtenus auprès de Météo-France, les hauteurs de pluie pour différents épisodes pluvieux ont pu être calculées.


20/60

T = 1 AN

HAUTEUR DE

PLUIE

POSTE

STRASBOURG

ENTZHEIM

HAUTEUR

DE PLUIE

POSTE LA

WANTZENAU

SA

HAUTEUR

DE PLUIE

MAXI

ENTRE LES

DEUX

POSTES

ECART

ENTRE LES

DEUX

POSTES

PLUVIO

1h 16.9 14.5 16.9 14.1 %

3h 21.1 19.6 21.1 7.2 %

6h 24.7 23.6 24.7 4.2 %

12h 28.8 28.5 28.8 1.1 %

24h 33.7 34.4 34.4 -2.1 %

48h 39.4 41.5 41.5 -5.4 %

T = 2 ANS

HAUTEUR DE

PLUIE

POSTE

STRASBOURG

ENTZHEIM

HAUTEUR

DE PLUIE

POSTE LA

WANTZENAU

SA

HAUTEUR

DE PLUIE

MAXI

ENTRE LES

DEUX

POSTES

ECART

ENTRE LES

DEUX

POSTES

PLUVIO

1h 20.5 18.1 20.5 11.8%

3h 24.9 23.7 24.9 4.7%

6h 29.1 28.2 29.1 3.2%

12h 34.0 33.4 34.0 1.7%

24h 39.8 39.7 39.8 0.2%

48h 46.5 47.1 47.1 -1.3%

2.2.4. ANALYSE DES DONNEES PLUVIOMETRIQUES ISSUES DE LA METHODE

SHYPRE

2.2.4.1. METHODOLOGIE D’ANALYSE DES DONNEES

Les données utilisées correspondent aux mêmes points que ceux sélectionnés pour les périodes de retour plus fortes (T=10ans et T=100ans).

Elles ont été étudiées pour la pluie faible période de retour accessible par la méthode SHYPRE : T = 2 ans.

2.2.4.2. COURBES DE VARIATION DES HAUTEURS DE PLUIES EN FONCTION DES PK DU COS

De l’analyse de celles-ci, il en ressort les mêmes constatations que pour les périodes de retour de 10 ans et 100 ans :

Les écarts pluviométriques entre les quantiles les plus faibles et les quantiles les plus forts sont compris entre 11 et 13% ; ils sont assez importants.

La différence maximale entre les différents quantiles de pluie est de 6mm, plus faible que pour les autres périodes de retour.

T = 2 ANS

HAUTEUR DE

PLUIE

MOYENNE

(MM)

HAUTEUR

DE PLUIE

MAXI (MM)

HAUTEUR

DE PLUIE

MINI (MM)

ECART

MAXI/MINI

1h 17.2 17.9 16.0 11%

3h 23.9 25.1 22.2 12%

6h 29.7 31.3 27.4 12%

12h 36.5 38.4 33.5 13%

24h 44.6 46.9 40.9 13%

48h 53.8 56.4 49.5 12%

2.2.5. DEFINITION DES COURBES INTENSITE-DUREE-FREQUENCE POUR T=1 ET

2 ANS POUR LE PROJET DU COS

2.2.5.1. COURBE IDF POUR T = 1 AN

Le graphique en page suivante permet de comparer les résultats des intensités de pluie des deux postes pluviographiques. En effet, les données SHYREG ne sont pas disponibles pour la période de retour 1 an. Ainsi, sur le graphique, figurent :

D’une part, les hauteurs calculées grâce aux coefficients de Montana issues du poste pluviographique de Strasbourg-Entzheim ;

D’autre part, les hauteurs calculées grâce aux coefficients de Montana issues du poste pluviographique de la Wantzenau SA.

De cette analyse, il ressort les constations suivantes pour la période de retour 1 an :

Les hauteurs de pluie calculées grâce aux coefficients de Montana sont supérieures à la station de Strasbourg-Entzheim qu’à la station de la Wantzenau SA pour toutes les durées de pluie sauf 6 min, 24 h et 48 h ;

Il a été choisi de construire la courbe IDF du projet pour T = 1 an à partir de la courbe enveloppe calée sur les hauteurs de pluie maximales calculées aux deux stations pluviographiques. La courbe enveloppe est représentée sur le graphique suivant.


21/60

2.2.5.2. COURBE IDF POUR T = 2ANS

Le graphique en page suivante permet de comparer les données issues des postes pluviométriques ainsi que celles issues de la méthode SHYREG. Sur le graphique, figurent :

D’une part, les hauteurs calculées grâce aux coefficients de Montana issues du poste pluviographique de Strasbourg-Entzheim ;

D’autre part, les hauteurs calculées grâce aux coefficients de Montana issues du poste pluviographique de la Wantzenau SA ;

Les hauteurs de pluie maximales évaluées selon la méthode SHYPRE.

De cette analyse, il ressort les constations suivantes pour la période de retour 2 ans :

Les hauteurs de pluie calculées grâce aux coefficients de Montana sont supérieures à la station de Strasbourg-Entzheim qu’à la station de la Wantzenau SA pour toutes les durées de pluie sauf 6min et 48h ;

Les hauteurs de pluie maximales estimées par la méthode SHYREG sont supérieures à celles issues des coefficients de Montana pour les durées de pluie supérieures à 3h ;

Globalement, les écarts pluviométriques entre les maximums des deux méthodes sont importants : jusqu’à environ 20%.


T = 2 ANS METHODE

SHYPRE

MAXI DES

DEUX

POSTES ECART

1h 17.9 20.5 -13.0%

3h 25.1 24.9 0.9%

6h 31.3 29.1 7.6%

12h 38.4 34.0 12.9%

24h 46.9 39.8 17.9%

48h 56.4 47.1 19.7%

Il a été choisi de construire les courbes IDF pour la période de retour T = 2 ans à partir d’une courbe enveloppe calée sur les hauteurs de pluie maximales estimées soit par la méthode SHYPRE, soit par l’analyse des deux stations pluviographiques. La courbe enveloppe est représentée sur le graphique suivante.


22/60

2.2.6. COEFFICIENTS DE MONTANA RETENUS

Après cette analyse pluviométrique, il en ressort les coefficients de Montana suivants pour les périodes de retour T = 1 an et T = 2 ans pour le projet du Contournement Ouest de Strasbourg.

PERIODE DE

RETOUR

DUREE DE LA PLUIE

6MN < T < 30 MN 30 MIN < T < 48H

1 an a = 232 b = 0.608 a = 404 b = 0.772

PERIODE DE

RETOUR

DUREE DE LA PLUIE

6MN < T < 30 MN 30 MIN < T < 3H 3 H < T < 48H

2 ans a = 316 b = 0.631 a = 619 b = 0.829 a = 331 b = 0.708

2.3. DEFINITION DES HAUTEURS DE PLUIES JOURNALIERES

2.3.1. ANALYSE DES DONNEES ISSUES DES PLUVIOMETRES

Les durées de retour de fortes précipitations pour un épisode pluvieux de 1 jour ont été obtenues auprès de Météo France :

au poste pluviométrique de Brumath;

aux postes pluviographiques de Strasbourg-Entzheim et de la Wantzenau SA.

Le tableau suivant résume les hauteurs de précipitations journalières des trois stations.

STATION PERIODE

D’OBSERVATION

HAUTEURS MAX

JOURNALIERES

(MM)

NOMBRE

D’ANNEES

D’OBSERVATION

HAUTEURS DE PRECIPITATIONS

JOURNALIERES (MM)

P 5 P 10 P 20 P 50 P 100

Entzheim 1960-2012 62.9 47 40.9 46.7 52.9 61.5 68.3

La Wantzenau SA

1990-2012 62.8 23 44.5 52.5 61.7 76.0 88.6

Brumath 1960-2012 63.5 53 46.4 52.3 58.1 65.7 71.3

Il peut être noté que la période d’observation n’est pas la même aux trois pluviomètres et donc, en toute rigueur, les résultats ne peuvent pas être comparés. Toutefois, les résultats au pluviomètre de Strasbourg-Entzheim peuvent être comparés à ceux de Brumath, la période d’observation étant la même.


23/60

Ainsi, au regard du tableau ci-avant, il ressort les constatations suivantes :

Le pluviographe de Strasbourg-Entzheim présente les plus faibles quantiles de hauteurs de précipitations pour toutes les durées de retour. Les valeurs maximales correspondent aux hauteurs de précipitations de la station de Brumath.

Le pluviomètre de La Wantzenau SA présente une période d’observation de 25 ans, les estimations des quantiles de période de retour ≥ 20 ans sont peu fiables. Ainsi, ce poste ne sera pas retenu pour définir les pluies journalières de période de retour ≥ 20 ans.

Les écarts pluviométriques maxi entre les trois stations sont inférieurs à 9% pour les périodes de retour inférieures à 20 ans ;

Les écarts pluviométriques maxi entre les trois postes atteignent 20% pour l’occurrence centennale, ce qui s’explique par le manque de données à la station la Wantzenau SA et donc le manque de précisions.

Les écarts pluviométriques sont faibles entre la station de Strasbourg-Entzheim et Brumath :

Pour l’occurrence décennale : 5.6 % (46.7 à 52.3 mm) ;

Pour l’occurrence centennale : 3 % (68.3 à 71.3 mm).

2.3.2. ESTIMATION DES PLUIES JOURNALIERES A PARTIR DES COURBES IDF

2.3.2.1. METHODOLOGIE

La deuxième méthode consiste à calculer les pluies journalières à partir des courbes IDF définies dans les paragraphes précédents aux deux postes pluviographiques disponibles.

PERIODES DE

RETOUR

POSTES PLUVIOGRAPHIQUES METEO-FRANCE

VALEURS MAXI

ISSUES DES

COURBES IDF

RETENUES STRASBOURG-ENTZHEIM LA WANTZENAU SA

P24H PJ * P24H PJ *

T = 5 ans 48.4 42.5 44.8 39.3 42.5

T = 10 ans 55.2 48.4 51.4 45.1 48.4

T = 20 ans 63.1 55.4 58.6 51.4 55.4

T = 50 ans 74.7 65.5 69.3 60.8 65.5

T = 100 ans 84.1 73.8 78.4 68.8 73.8

* Application de la correction de Weiss : la correction de Weiss permet le passage d’une pluie journalière centrée (mesurée au pluviographe) à une pluie non centrée (mesurée au pluviomètre).

Pluie journalière centrée = 1.14 x Pluie journalière non centrée

2.3.2.2. DEFINITION DE LA HAUTEUR JOURNALIERE T = 2 ANS

Grâce aux différentes hauteurs de précipitations journalières retenues de période de retour 5 ans à 100 ans, la hauteur de précipitation journalière de période de retour 2 ans peut être définie en utilisant la formule de Gumbel.

2.3.2.2.1. DEFINITION DE LA HAUTEUR JOURNALIERE A PARTIR DES DONNEES RETENUES ISSUES

DES PLUVIOMETRES

Les paramètres de Gumbel, calculés grâce aux données ci-avant, sont donnés dans le tableau suivant :

PARAMETRES DE GUMBEL

Ecart type 10.3

Moyenne 39.1

g 8.0

X0 34.5

La hauteur de précipitations de période de retour 2 ans, noté P2, a été calculé suivant la formule de Gumbel suivante :

𝑃(2) = 𝑋0 + 𝑔 × 𝑢(2)

Où

P (2) : Hauteur de précipitation de période de retour 2 ans

𝑢 (𝐹2 𝑎𝑛𝑠) = − ln(ln(1

𝐹2 𝑎𝑛𝑠

))

𝐹 (2𝑎𝑛𝑠 ) = 1 − 1

2 = 0.5

Ainsi la hauteur de pluie journalière de période de retour 2 ans, P2, est égal à 37.4 mm avec la méthode de Gumbel et en utilisant les données retenues issues des pluviomètres.

2.3.2.2.2. DEFINITION DE LA HAUTEUR JOURNALIERE A PARTIR DES VALEURS MAXI RETENUES

ISSUES DES COURBES IDF

De même, les paramètres de Gumbel calculés sont donnés dans le tableau suivant :

PARAMETRES DE GUMBEL

Ecart type 13.9

Moyenne 30.3

g 10.8

X0 24.1


24/60

En suivant la même formule, on obtient une hauteur de pluie journalière de période de retour 2 ans, P2, égal à 28 mm avec la méthode de Gumbel et en utilisant les valeurs maxi retenues issues des courbes IDF.

2.3.3. ESTIMATION DES PLUIES JOURNALIERES A PARTIR DE LA METHODE

SHYPRE

2.3.3.1. RECAPITULATIF DES DONNEES ISSUES DE LA METHODE SHYPRE

Les données issues de la méthode SHYPRE sont résumées dans le tableau suivant.

PERIODES DE

RETOUR

SHYPRE

Méthode SHYPRE Pluies journalières maxi * VALEURS MAXI ET

MINI EN 24H VALEURS MAXI EN

24H

P24H P24H MAXI PJ *

T = 2 ans 40.9 à 46.9 46.9 41.1

T = 5 ans 49.3 à 56.6 56.6 49.6

T = 10 ans 55.7 à 63.9 63.9 56.1

T = 20 ans 62.2 à 71.2 71.2 62.5

T = 50 ans 71.1 à 81.2 81.2 71.2

T = 100 ans 78.0 à 89.3 89.3 78.3

* Application de la correction de Weiss

2.3.3.2. ANALYSE DE LA VARIABILITE SPATIALE

Afin d’analyser la variabilité spatiale des pluies journalières, nous avons reporté les hauteurs de pluie le long du tracé du COS, estimées à partir de la méthode SHYPRE.

Sur ces deux graphiques, on observe que la pluie est plus forte au nord du projet, à partir du PK 12 environ.

Ces résultats sont cohérents avec l’analyse des hauteurs de pluies journalières aux différentes stations pluviométriques (cf paragraphe 2.3.1). En effet, les hauteurs de pluie journalières pour les différentes périodes de retour sont plus faibles à la station de Strasbourg-Entzheim, située au sud du projet, qu’à la station de la Wantzenau SA, située au nord-est du futur contournement de Strasbourg.


25/60

2.3.4. HAUTEURS DE PLUIE JOURNALIERES RETENUES

Les valeurs retenues correspondent au maximum des trois méthodes décrites ci-avant. Le tableau suivant résume donc les différents résultats ainsi que les hauteurs de pluie journalières retenues.

PERIODES DE

RETOUR

VALEURS MAXI

ISSUES DES

PLUVIOMETRES

VALEURS MAXI

ISSUES DES

COURBES IDF

RETENUES

METHODE

SHYPRE PLUIES

JOURNALIERES

MAXI *

VALEURS

RETENUES

ECART VALEURS

RETENUES/VALEURS

MAXI PLUVIOMETRES

PJ *

T = 2 ans 37.4 28.0 41.1 41 9.63%

T = 5 ans 46.4 42.5 49.6 49 5.60%

T = 10 ans 52.5 48.4 56.1 56 6.67%

T = 20 ans 58.1 55.4 62.5 62 6.71%

T = 50 ans 65.7 65.5 71.2 71 8.07%

T = 100 ans 71.3 73.8 78.3 78 9.40%

* application de la correction de Weiss

2.3.5. LES PLUIES EXTREMES

Le site Météo-France « Pluies extrêmes en France métropolitaine » liste les évènements exceptionnels dans une commune, un département… Ainsi, il a été recherché, dans le cadre du projet du COS, tous les évènements exceptionnels connus aux différents postes pluviométriques existants dans la zone du projet.

Les résultats des épisodes pluvieux sur 1 jour exceptionnels sont donnés dans le tableau ci-après.

POSTES PLUVIOMETRIQUES DATE HAUTEURS DE PLUIE

JOURNALIERE (MM)

Entzheim-Aéroport 20/07/2014 66

Brumath 07/07/2014 69

Brumath 03/07/2010 62

Strasbourg - Jardin Botanique 27/07/2008 74

Brumath 27/07/2008 64

La Wantzenau 16/07/2002 63

Mundolsheim-Nordfeld 22/07/1995 66

Mundolsheim-Nordfeld 01/07/1987 61


POSTES PLUVIOMETRIQUES DATE HAUTEURS DE PLUIE

JOURNALIERE (MM)



Entzheim-Aéroport 23/05/1978 63

Brumath 07/09/1958 67

Les hauteurs de pluie journalières issues des différents pluviomètres sont cohérentes avec les hauteurs de pluie journalières retenues dans le cadre du projet.

2.4. SYNTHESE DES PARAMETRES PLUVIOMETRIQUES RETENUS

2.4.1. LES COEFFICIENTS DE MONTANA

Les courbes IDF retenues pour le projet du COS sont présentées sur le graphique en page suivante.

Les tableaux ci-après présentent, pour les périodes de retour de 1 à 100 ans, les coefficients a et b de la formule de Montana (avec i en mm/h et t en mn).

DUREE DE L'EVENEMENT PLUVIEUX (mn)

6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 3 h 3 h < t < 48 h

Période de retour

a b a b a b

2 ans 315.7 0.631 619.4 0.829 330.6 0.708


6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48 h

Période de retour

a b a b

1 an 231.5 0.608 404.4 0.772

5 ans 272.4 0.532 583.0 0.756

10 ans 336.0 0.539 741.5 0.771

20 ans 318.5 0.513 727.8 0.756


26/60


6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48 h

Période de retour

a b a b

50 ans 275.1 0.354 836.9 0.764

100 ans 277.5 0.311 941.7 0.762

2.4.2. LES HAUTEURS DE PLUIE JOURNALIERES

Les hauteurs de pluies journalières retenues pour les différentes périodes de retour sont données dans le tableau suivant.

PERIODE DE RETOUR

HAUTEURS DE

PLUIES

JOURNALIERES

RETENUES

(MM)

T = 2 ans 41

T = 5 ans 49

T = 10 ans 56

T = 20 ans 62

T = 50 ans 71

T = 100 ans 78

1

10

100

1000

1 mn 10 mn 100 mn 1000 mn 10000 mn

Inte

ns

ité

(m

m/h

)

Durée de l'averse (mn)

Courbes Intensité-Durée-Fréquence retenues pour le COS

T = 100 ans

T = 50 ans

T = 20 ans

T = 10 ans

T = 5 ans

T = 2 ans

T = 1 an


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3. ANALYSE DES DONNEES HYDROMETRIQUES

Dans ce chapitre, les stations hydrométriques à proximité du projet sont listées par bassin hydrographique et analysées. Les stations hydrométriques sont localisées sur la carte présentée en page suivante.

3.1. LE BASSIN HYDROGRAPHIQUE DE LA BRUCHE

Il n’existe aucune station hydrométrique sur les cours d’eau du bassin hydrographique de la Bruche, excepté sur la Bruche.

La Bruche possède une station près de notre aire d’étude, à Holtzheim. De septembre 1973 à janvier 1996, cette station se situait à Oberschaeffolsheim. Avant 1973, elle se situait à Holtzheim mais à un autre endroit qu’actuellement. Cette station a le code suivant : A2860110.

Trois autres stations existent en amont, à Saulxures, Wishes et à Mutzig. La station de la rivière la Mossig, affluent en rive gauche de la Bruche, située à Soultz-les-Bains, a également été analysée. En effet, la Mossig joue un rôle important dans la simulation de la Bruche et du bras d’Altorf.

Les données caractéristiques des stations hydrométriques sont issues de la Banque Nationale de Données pour l’Hydrométrie et l’Hydrologie (Banque HYDRO – 09/2016), exceptés pour les débits de crue qui sont issus de l’ « Etude pour l’élaboration du SAGEECE du bassin de la Bruche et de la Mossig » - Conseil Général du Bas Rhin – Avril 2013.

3.1.1. LA BRUCHE A SAULXURES (CODE STATION A2702010)

Cette station a été fermée en 2001.

Surface du bassin versant : 39 km²

Nombre d’années d’observation : 36 ans (1965-2001)

L’analyse des données de la Banque Hydro en fait ressortir les résultats suivants :

Débit moyen (ou module interannuel) : 0.946 m³/s

Débit moyen mensuel quinquennal sec QMNA5 : 0.190 m³/s

Débit de crue d’occurrence décennale : 16.82 m³/s

Débit de crue d’occurrence centennale : 25.02 m³/s

3.1.2. LA BRUCHE A WISCHES (CODE STATION A2732010)




Débit moyen (ou module interannuel) : 5.92 m³/s ;

Débit moyen mensuel quinquennal sec QMNA5 : 1.30 m³/s ;

Débit de crue d’occurrence décennale : 109.07 m³/s ;

Débit de crue d’occurrence centennale : 177.49 m³/s.

3.1.3. LA BRUCHE A MUTZIG (CODE STATION A2762090)








3.1.4. LA BRUCHE A HOLTZHEIM (CODE STATION A2860110)



Nombre d’années disponibles : 40 ans






3.1.5. LA MOSSIG A SOULTZ LES BAINS (CODE STATION A2842010)









28/60


29/60

3.2. LE BASSIN HYDROGRAPHIQUE DE LA SOUFFEL

Sur le bassin hydrographique de la Souffel, une seule station hydrométrique a été recensée. Il s’agit de la station hydrométrique de Mundolsheim en aval du projet.

3.2.1. CARACTERISTIQUES DE LA STATION DE MUNDOLSHEIM

Comme le montre la carte de localisation ci-dessous, issue de la banque Hydro, cette station se situait sur le cours de la Souffel en aval immédiat de l’autoroute A4.

Cette station a été mise en service le 12 mai 1975 et mise hors service le 1er

janvier 2001. Cependant, des jaugeages ont été effectués après la mise en service de la station.

Code station : A2932010 ;

Surface du bassin versant : 119 km² ;

Nombre d’années d’observation : 26 ans (1975-2000).

3.2.2. LES DEBITS DE CRUE A LA STATION DE MUNDOLSHEIM

3.2.2.1. SOURCE BANQUE HYDRO

Les plus fortes crues observées sur la période 1975-2000 sont listées dans le tableau ci-dessous.

On peut constater que pour les crues de 1983 et 1985, les dates des débits maxi ne coincident pas avec les dates des hauteurs d’eau maxi à l’échelle.

L’ajustement statistique disponible sur la Banque Hydro permet de définir les débits de crue instantanés suivants.

3.2.2.2. ANALYSE CRITIQUE

3.2.2.2.1. ANALYSE DU FONCTIONNEMENT EN HAUTES EAUX

Dans la fiche relative aux caractéristiques de la station, la DREAL Alsace indique d’une part, que « le régime d’écoulement est peu ou faiblement influencé » et d’autre part, que « la qualité globale des mesures est bonne en hautes eaux ».

Date Débit (m3/s) Date

Hauteur maxi

(cm) à l'échelle

01/05/1983 00:00 6.98 27/05/1983 21:08 162

03/08/2000 18:30 5.46 03/08/2000 18:30 156

01/05/1985 00:00 4.65 17/05/1985 03:15 128

15/07/1984 12:56 4.27 15/07/1984 12:56 118

15/07/1995 01:03 4.23 15/07/1995 01:03 133

Débits maxi instantanés Hauteurs d'eau maxi

Période de retour Débit (m3/s)

2 ans 2.62

5 ans 3.84

10 ans 4.64

20 ans 5.42

50 ans 6.42

Ajustement statistique

(source Banque Hydro)


30/60

3.2.2.2.2. ANALYSE DE LA QUALITE DES COURBES DE TARAGE

La DREAL Alsace nous a fourni :

la liste des jaugeages réalisés au droit de la station, soit 346 jaugeages entre 1974 et 2006 ;

la courbe de tarage.

Ces éléments figurent sur le graphique ci-dessous.

3.2.2.2.3. CONCLUSION

Aucun jaugeage n’ayant été effectué en crue (jaugeage maxi : débit = 1,23 m3/s pour une hauteur à l’échelle de 53

cm), il en ressort que les débits de crue ont été estimés par extrapolation de la courbe de tarage avec une très forte incertitude. En conclusion, en raison d’une part, de la faible période d’observation (26 années) et des incertitudes sur l’extrapolation de la courbe de tarage en crue, les débits de crue à la station de Mundolsheim ne peuvent être retenus pour estimer les débits de crue au droit du projet en raison d’une sous-estimation probable des débits.

De plus, le contact à la DREAL Alsace nous a souligné le fait que cette station ne sert pas à la prévision des crues. Même si elle n’a pas été installée ni suivi par leurs soins, la DREAL nous a assuré que cette station devait plus servir à surveiller l’étiage du cours d’eau.

3.3. LE BASSIN HYDROGRAPHIQUE DE LA ZORN ET DU LANDGRABEN

Il n’existe aucune station hydrométrique sur le bassin versant du Landgraben, et donc sur les cours d’eau concernés par le projet (Muehlbach/Neubaechel, Muhlbaechel et Neubaechel).

Toutefois, il existe des stations hydrométriques sur la Zorn (bassin versant voisin du Landgraben et des cours d’eau afférents au projet) ; les deux stations en service suivantes ont été analysées :

La Zorn à Saverne ;

La Zorn à Waltenheim-sur-Zorn.

Les données caractéristiques aux stations hydrométriques sont issues de la Banque Nationale de Données pour l’Hydrométrie et l’Hydrologie (Banque Hydro - 09/2016), exceptés pour les débits de crue qui sont issus d’un ajustement statistique d’une loi de Gumbel de la chronique des débits maxi instantanés de crue (source Banque Hydro).

3.3.1. LA ZORN A SAVERNE (CODE STATION A3422010)



Nombre d’années disponibles : 48 ans






3.3.2. LA ZORN A WALTENHEIM-SUR-ZORN (CODE STATION A3472010)








0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

0 10 20 30 40 50 60

Dé

bit

s (m

3/s

)

Hauteur à l'échelle (cm)

Station de Mundolsheim sur la Souffel : jaugeages et courbe de tarage

Jaugeages Courbe de tarage


31/60

4. ESTIMATION DES DEBITS DE CRUE

4.1. PREAMBULE

Les méthodologies mises en œuvre dépendent de la taille des bassins versants et de l’existence ou non de station de mesures de débit sur les écoulements superficiels interceptés par le projet.

Sur la totalité du projet, seuls 2 écoulements superficiels interceptés par le projet disposent de stations de mesures de débit ; il s’agit de la Bruche et de la Souffel (voir chapitre ci-avant).

Pour la Souffel, des incertitudes existent sur la fiabilité des estimations des débits de crue et sur leur extrapolation aux cours d’eau interceptés au droit du projet.

Pour la Bruche, une étude hydrologique spécifique a été menée dans le cadre de l’élaboration du SAGEECE du bassin de la Bruche et de la Mossig ; cette étude sert de référence à l’élaboration du PPRI de la Bruche.

De ce fait, nous avons distingué :

La vallée de la Bruche (zone entre les PK 2.93 et 7.58) pour laquelle les débits et hydrogrammes de crue

retenus sont issus de l’étude pour l’élaboration du SAGEECE du bassin de la Bruche et de la Mossig ;

Les petits bassins versants au nord de la vallée de la Bruche, soit au nord du PK 7.58 (ligne de crête

entre les RD93 et 45).

Lorsque les bassins versants interceptés par le projet ne disposent pas de stations de mesures de débit ; il s’agit de bassins versants non jaugés.

4.2. LES DEBITS ET HYDROGRAMMES DE CRUE AU DROIT DE LA VALLEE

DE LA BRUCHE

La Bruche et ses affluents font l’objet d’une étude hydraulique spécifique comprenant une modélisation numérique 1D/2D des écoulements en crue. Les débits de crue utilisés pour cette étude sont issus de l’étude de DHI, réalisée dans le cadre de l’établissement du PPRI pour le compte de la DDT67. Il n’y a donc pas eu d’études spécifiques pour ce cours d’eau pour le projet du Contournement Ouest de Strasbourg.

4.3. LES PETITS BASSINS VERSANTS AU NORD DE LA VALLEE DE LA

BRUCHE

4.3.1. METHODOLOGIE

La méthodologie utilisée est celle préconisée par le SETRA (Service d’Etudes Techniques des Routes et Autoroutes) dans le Guide Technique de l’Assainissement Routier en date d’Octobre 2006.

Cette méthode de calcul fait intervenir les formules « rationnelle » et « Crupédix », ainsi qu’une formule de transition permettant de faire le lien entre ces 2 formules.

4.3.1.1. FORMULE RATIONNELLE

4.3.1.1.1. FORMULE

La formule rationnelle s’applique pour les bassins versants d’une superficie inférieure à 1 km².

QT = 1/3,6 x CT x iT x A

QT : débit de pointe de période de retour T en m³/s ;

CT : coefficient de ruissellement de période de retour T ;

pour T = 10 ans, le coefficient C10 varie en fonction de la nature géologique des sols, de la pente du terrain et de la couverture végétale; ainsi on peut en déduire la rétention initiale P0 (en mm) pour C10 < 0,8 : P0 = (1 – C10 /0,8).P10 ;

pour T > 10 ans, CT = 0,8 x (1 - P0 /PT) avec PT : pluie journalière de période de retour T en mm

iT : intensité de période de retour T en mm/h

𝑖𝑇 = 𝑎𝑇 × 𝑡𝑐−𝑏𝑇

aT et bT : paramètres de Montana

tc: temps de concentration en minutes

A : superficie du bassin versant en km².

4.3.1.1.2. DETERMINATION DU TEMPS DE CONCENTRATION

Pour T = 10ans :

Le temps de concentration a été estimé à partir de la formule :

𝑡𝑐 = ∑𝐿𝑗

𝑉𝑗

La détermination de ce paramètre nécessite l’évaluation de la vitesse de l’écoulement de l’eau sur le bassin versant naturel.

L’écoulement peut être :

En nappe, caractérisé par un ruissellement étalé : V = 1,4 x p1/2

(p : pente en m/m) ;

Concentré, caractérisé par des thalwegs : V = K x p1/2

x Rh2/3

(valeurs par défaut K = 15 et Rh = 1).

Pour T > 10ans :

Le temps de concentration pour une période de retour supérieure à 10 ans a été estimé à partir de la formule suivante :

𝑡𝐶 (𝑇) = 𝑡𝑐 (10) × (𝑃(𝑇) − 𝑃0

𝑃10 − 𝑃0)

−0.23

tc (T) : temps de concentration pour la période de retour décennale, en mn

tc (10) : temps de concentration décennal, en mn

P(T) : pluie journalière de période de retour T, en mm

P10 : pluie journalière décennale, en mm


32/60

P0 : rétention initiale, en mm

4.3.1.2. LA FORMULE CRUPEDIX

La formule de Crupédix s’applique à des bassins versants dont la superficie est supérieure à 10 km².

𝑄10 = (𝑃10

80)

2

× 𝑅 × 𝐴0.8

P10 : pluie journalière de fréquence décennale en mm ;

R : coefficient régional ;

A : surface de bassin versant en km².

L’évaluation du débit centennal est obtenue à partir du débit décennal de la formule Crupédix en appliquant un coefficient de corrélation : Q100 = b’ x Q10. Jusqu’à 20 km², b’ est déterminé en appliquant la formule rationnelle, au-delà, il est déterminé à partir des données provenant des cours d’eau jaugés sur des bassins versants représentatifs à proximité du projet. A défaut, b’ = 2 au minimum.

4.3.1.3. LA FORMULE DE TRANSITION

Les deux formules précédemment décrites ne s’appliquent pas à tous les bassins versants. En effet, la formule rationnelle n’est valable que pour de très petits bassins versants, alors que la formule Crupédix s’applique à des bassins versants ruraux de 10 à 100 km².

En fait, les limites couramment admises sont les suivantes :

Pour les bassins versants dont la superficie est inférieure à 1 km², on applique la formule rationnelle ;

Pour les bassins versants dont la superficie est supérieure à 10 km², on applique la formule Crupédix.

En théorie, la formule rationnelle reste valable pour des bassins versants dont la superficie est comprise entre 1 km² et 10 km². Cependant l’expérience montre que la formule rationnelle appliquée à un bassin versant de superficie 9,9 km² donne un débit très supérieur à celui obtenu par la formule Crupédix pour un bassin de superficie 10,1 km².

Pour supprimer ce hiatus, on adopte une formule de transition pour les bassins versants dont la superficie est comprise entre 1 km² et 10 km².

Le débit décennal s’écrit alors : Q10 = Q10R + Q10C

Q10R : débit décennal obtenu par la méthode rationnelle ;

Q10C : débit décennal obtenu par la formule Crupédix ;

varie linéairement de 1 à 0 lorsque la superficie croît de 1 à 10 km², 9

10 A

= 1 - .

4.3.2. DEFINITION DES PARAMETRES HYDROLOGIQUES

4.3.2.1. PARAMETRES DE LA FORMULE RATIONNELLE

4.3.2.1.1. PLUIES JOURNALIERES D’OCCURRENCE DECENNALE ET CENTENNALE

L’analyse pluviométrique réalisée par ailleurs a permis de déterminer les valeurs des pluies journalières d’occurrence décennale et centennale suivantes :

Pluie journalière décennale : P10 = 56 mm ;

Pluie journalière centennale : P100 : 78 mm.

4.3.2.1.2. COURBES INTENSITE-DUREE-FREQUENCE

L’analyse pluviométrique réalisée au chapitre 2 ci-avant a permis de déterminer les valeurs des coefficients de Montana à appliquer à l’ensemble du projet :


PARAMETRES DE MONTANA

A B

T = 10 ans 6 min < t < 30 min

30 min < t < 48h

336.0

741.5

0.539

0.771

T = 100 ans 6 min < t < 15 min

15 min < t < 48h

277.5

941.7

0.311

0.762

4.3.2.1.3. COEFFICIENTS DE RUISSELLEMENT DES BASSINS VERSANTS NATURELS POUR

L’OCCURRENCE DECENNALE

Les coefficients de ruissellement retenus pour l’occurrence décennale sont synthétisés dans le tableau suivant.

SURFACES

ELEMENTAIRES ROUTES

ZONES

URBANISEES CULTURES PATURAGES

ZONES

BOISEES

C10ans 0.9 0.5 0.2 0.1 0.05

C100ans 1 0.58 0.33 0.33 0.26


33/60

4.3.2.2. PARAMETRES DE LA FORMULE DE CRUPEDIX

4.3.2.2.1. PLUIES JOURNALIERES D’OCCURRENCE DECENNALE ET CENTENNALE

L’analyse pluviométrique réalisée ci-avant (voir chapitre a permis de déterminer les valeurs des pluies journalières d’occurrence décennale et centennale suivantes :

Pluie journalière décennale : P10 = 56 mm ;

Pluie journalière centennale : P100 : 78 mm.

4.3.2.2.2. PARAMETRE B’ = Q100/Q10 ISSU DES COURS D’EAU JAUGES

Les coefficients b’ ont été calculés pour les bassins versants au droit des stations hydrométriques présentées précédemment.

Les caractéristiques sont :

COURS D’EAU CHRONIQUE SURFACE (KM²) Q10

(M³/S)

Q100

(M³/S) b’

La Mossig à Soultz-les-Bains

1970-2016 163 21.83 43.55 1.99

La Zorn à Saverne

1966-2016 185 32.10 49.6 1.55

La Zorn à Waltenheim

1916-2016 688 100.30 160.8 1.60

La Bruche à Saulxures

1965-2001 39 16.82 25.02 1.49

La Bruche à Holtzheim

1965-2016 548 153.5 263.31 1.72

La Bruche à Wisches

1962-2016 229 109.07 177.49 1.63

La Bruche à Mutzig

1981-2000 437 155.28 279.43 1.80

Suite à l’analyse des stations hydrométriques, il ressort un rapport b’=Q100/Q10 compris entre 1.49 et 1.99.

Un coefficient b’ égal à 2 sera considéré pour l’évaluation des débits de crue de tous les cours d’eau concernés par le projet du Contournement Ouest de Strasbourg.

4.3.2.2.3. DETERMINATION DU COEFFICIENT REGIONAL R

4.3.2.2.3.1. CONTEXTE GEOLOGIQUE

L’aire d’étude est composée de trois unités géologiques distinctes qui sont du Sud au Nord : le cône de déjection de la Bruche, le plateau du Kochersberg et le cône de déjection de la Zorn.

Plaine alluviale et cône de déjection de la Bruche :

Cette zone s’étend depuis l’extrémité Sud de l’axe du projet jusqu’à Ernolsheim-Bruche. Les sols en place sont constitués d’une couche de matériaux alluvionnaires récents composée de limons, argiles plus ou moins sableuses ou graveleuses, d’une épaisseur inférieure à 2m, surmontant une couche de matériaux alluvionnaires plus grossiers de type graves, graves sableuses ou encore graves argileuses. On notera la présence ponctuelle de zones tourbeuses ou d’argiles tourbeuses.

Au sud de cette zone, on remarque l’apparition d’une formation lœssique en surface jusqu’à une profondeur de plus de 3.30mm au sondage.

Plateau du Kochersberg

Ce plateau est la plus grande entité géologique traversée. Elle recouvre le secteur compris entre Ernolsheim-Bruche au Sud et Vendenheim au Nord. Le plateau du Kochersberg est une entité géologique remarquable. Il est constitué par des lœss et des lehms sur une épaisseur supérieure à 10 m, recouvrant le substratum marneux de l’Oligocène.

On notera la présence en fond de vallons d’alluvions récentes. Ces alluvions sont associés au réseau hydrographique orienté Ouest-Est sur ce secteur. Ces alluvions sont des matériaux limoneux vasards provenant de l’érosion des lœss et de l’altération du substratum marneux, avec des passées tourbeuses dans les secteurs de débordement des ruisseaux ou rivières.

Cône de déjection de la Zorn

Ce cône est localisé à l’extrémité Nord de la zone d’étude uniquement.

Les matériaux alluvionnaires sont constitués de dépôts récents de type sableux à sablo-argileux, voire ponctuellement tourbeux surmontant des alluvions plus anciennes et plus grossières de type sablo-graveleux à graveleux plus ou moins argileux.

De cette analyse géologique, il en ressort deux zones distinctes, au contexte géologique différent :

Le plateau du Kochersberg ;

Les cônes de déjection de la Zorn et de la Bruche, qui sont deux zones au fonctionnement géologique semblable, contrairement au plateau du Kochersberg.

4.3.2.2.3.2. CALCUL DU COEFFICIENT REGIONAL R

Les coefficients R ont été calculés au droit des bassins versants disposant de stations hydrométriques à partir de la formule de Crupédix.


34/60

Les caractéristiques sont :

COURS D’EAU CHRONIQUE SURFACE (KM²) P10 (MM) Q10 (M³/S) R


1970-2016 163

56

21.83 0.76

La Zorn à Saverne

1966-2016 185 32.10 1.01


1916-2016 688 100.30 1.10


1965-2001 39 16.82 1.83


1962-2016 229 109.07 2.88

La Bruche à Mutzig

1981-2000 437 155.28 2.45


1965-2016 548 153.5 2.02

Le coefficient régional R de la formule de Crupédix traduit l’aptitude au ruissellement des terrains rencontrés : plus celui-ci est faible, plus les terrains sont perméables ; plus il est fort, plus les terrains sont imperméables.

Afin de définir le coefficient R à appliquer, nous avons calculé pour chacune des stations le couple R x b’ afin de prendre en compte la variation du rapport Q100/Q10 (voir chapitre 4.3.2.2.2. ci-avant).

COURS D’EAU CHRONIQUE SURFACE (KM²) R b’ R X b’


1970-2016 163 0.76 1.99 1.51

La Zorn à Saverne

1966-2016 185 1.01 1.55 1.55


1916-2016 688 1.10 1.60 1.76


1965-2001 39 1.83 1.49 2.72


1962-2016 229 2.88 1.63 4.69

La Bruche à Mutzig

1981-2000 437 2.45 1.80 4.40


1965-2016 548 2.02 1.72 3.46

Des deux tableaux précédents, il ressort les constatations suivantes :

Les stations de la Mossig et de la Zorn présentent un coefficient régional R et un couple R x b’ similaires : 0.76 ≤ R ≤ 1.10 et 1.51 ≤ R x b’ ≤ 1.76

Les stations de la Bruche présentent des coefficients régionaux R et des couples R x b’ plus forts que les stations de la Mossig et de la Zorn : 1.83 ≤ R ≤ 2.45 et 2.72 ≤ R x b’ ≤ 4.69

Les stations de la Bruche n’étant pas représentatives des conditions d’écoulement du Kochersberg, elles ont été écartées. L’estimation du coefficient régional R a été définie à partir des trois stations voisines du Kochersberg, soit la Mossig et la Zorn. La moyenne des couples R x b’ sur ces trois stations donnent un couple R x b’ = 1.61, qui permet de déduire un coefficient R = 0.80 en considérant b’=2.

Ainsi, le coefficient R égal à 0.8 sera utilisé pour l’évaluation des débits de crue des cours d’eau concernés par le projet du Contournement Ouest de Strasbourg.

Il peut être noté que le coefficient régional R à la station de Mundolsheim sur la Souffel est de 0.21 sur la base des débits de crue issus de la banque HYDRO (voir chapitre 3.2.2.1 ci-avant). La valeur du coefficient R retenue de 0.80 multiplie par 4 les débits de crue. Cette majoration est très sécuritaire. En effet, même si les débits de crue sont sous-estimés à la station de Mundolsheim, la sous-estimation ne peut pas être de 400%.


35/60

4.3.2.3. SYNTHESE DES PARAMETRES HYDROLOGIQUES RETENUS

4.3.2.3.1. LES PARAMETRES PLUVIOMETRIQUES

4.3.2.3.2. LES PARAMETRES HYDROLOGIQUES

a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.76278 mm

6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

T = 10 ans30 mn < t < 48h

T = 100 ans

6 mn < t < 30 mn

Coefficients de Montana (i = at-b

avec i en mm/h et t en mn)

56 mm

Pluies journalières

Routes / parkings 0.90

Zones urbanisées 0.50

Zones de culture 0.20

Zones de pâturage 0.10

Zones boisées 0.05

0.80Coefficient régionnal R

Coefficient b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.00

Coefficients de

ruissellement pour

T = 10 ans


36/60


37/60


38/60


39/60

4.3.3. CALCULS DES DEBITS DE CRUE DES BASSINS VERSANTS INTERCEPTES

PAR LE PROJET

Les débits de crue ont été estimés à partir de la méthodologie et des paramètres hydrologiques définis ci-avant. Les résultats présentés ci-après concernent les bassins versants interceptés au droit de la section courante.

Le lecteur trouvera dans les pages suivantes pour chacun des bassins hydrographiques :

Un tableau de synthèse des débits de crue calculés ;

Une carte des bassins versants interceptés par le projet ;

Les fiches hydrologiques comportant le détail des estimations des débits de crue.

4.3.3.1. BASSIN HYDROGRAPHIQUE DE LA BRUCHE

Q10 Q100

BV n°4.12 Fossé 0.732 0.54 1.39

BV n° 8.7 Neugraben - Thalweg 0.793 0.94 2.63

BV n° 9.38 Muehlbach / Bruche 13.773 3.20 8.66

Synthèse des débits de crue au droit de la section courante

Bassin hydrographique de la Bruche

Débits de crue (m3/s)

Superficie

du bassin

versant

(km²)

Nature de l'écoulement intercepté

Numéro du

bassin

versant


40/60


41/60

Nature de

l'écoulementFossé

1 - PARAMETRES HYDROLOGIQUES

a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.0

2 - ETAT DU BASSIN VERSANT

Surfaces élémentaires :

0.000 km² soit 0.0 %

0.093 km² soit 12.6 %

0.640 km² soit 87.4 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.000 km² soit 0.0 %

Surface totale du bassin versant : 0.732 km²

Coefficients de ruissellement retenus :

C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.24 0.40 39.3

3 - CARACTERISTIQUES DE L'ECOULEMENT PRINCIPAL

160.30 m NGF

158.30 m NGF

0.0022 m/m

0.91 km

0.07 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

231.1 mn 190.4 mn

4 - CALCUL DES DEBITS DE POINTE

T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 0.54 1.39

Qc (m3/s) = - -

1.00 0.00

Q10 (m3/s) = 0.54

Q100 (m3/s) = 1.39

Bassin

hydrographiqueBruche

BV 4.12

Fiche hydrologique (application du GTAR 2006)PK 4.12

Coefficients de Montana (i = at-b avec i en mm/h et t en mn) Pluies

journalières

T = 10 ans6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48h

56 mm

T = 100 ans6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

78 mm

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Zones boisées

Coefficients pondérés :

Altitude du point haut

Altitude du point bas

Pente moyenne

Longueur totale

Vitesse moyenne d'écoulement

Temps de concentration :

Zones boisées

formule rationnelle

formule Crupedix

formule de transitionQt (m

3/s) = - -

Débits de crue

retenus Q100/Q10 = 2.58

Nature de

l'écoulementThalweg


a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.0



0.010 km² soit 1.3 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.783 km² soit 98.7 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.000 km² soit 0.0 %



C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.21 0.38 41.4


206.00 m NGF

174.46 m NGF

0.0243 m/m

1.30 km

0.20 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

106.1 mn 85.9 mn


T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 0.94 2.63

Qc (m3/s) = - -

1.00 0.00

Q10 (m3/s) = 0.94

Q100 (m3/s) = 2.63

formule rationnelle

formule Crupedix


3/s) = - -

Débits de crue

retenus Q100/Q10 = 2.81




Pente moyenne

Longueur totale



Zones boisées

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Zones boisées

T = 100 ans6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

78 mm


journalières

T = 10 ans6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48h

56 mm

Bassin


BV 8.7 - Neugraben



42/60

4.3.3.2. BASSIN HYDROGRPAHIQUE DE LA SOUFFEL

Nature de

l'écoulementCours d'eau


a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.0



0.134 km² soit 1.0 %

0.664 km² soit 4.8 %

12.871 km² soit 93.5 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.104 km² soit 0.8 %



C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.22 0.38 40.6


220.00 m NGF

159.15 m NGF

0.0086 m/m

7.05 km

0.88 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

133.2 mn 108.6 mn


T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 14.37 38.96

Qc (m3/s) = 3.20 8.66

0.00 1.00

Q10 (m3/s) = 3.20

Q100 (m3/s) = 8.66

Bassin


BV 9.38 - Muehlbach / Bruche



journalières

T = 10 ans6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48h

56 mm

T = 100 ans6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

78 mm

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Zones boisées




Pente moyenne

Longueur totale



Zones boisées

formule rationnelle

formule Crupedix


3/s) = - -

Débits de crue

retenus Q100/Q10 = 2.71

Q10 Q100

BV n° 11.73 Thalweg 0.360 0.73 2.07

BV n° 12.25 Thalweg 0.116 0.24 0.69

BV n° 13.05 Thalweg 0.840 0.61 1.75

BV n° 13.35 Thalweg 0.270 0.31 0.90

BV n° 13.92 Musaubach 18.49 4.04 10.40

BV n° 14.34 Thalweg 0.655 0.64 1.87

BV n° 15.80 Thalweg 0.151 0.39 1.06

BV n° 16.10 Thalweg 1.252 0.54 1.56

BV n° 16.88 La Souffel 37.84 7.17 14.34

BV n° 18.48 Le Leisbach 20.13 4.33 8.66

BV n°19.89 Le Kolbsenbach 12.30 2.92 7.73

Numéro du

bassin

versant

Nature de l'écoulement

intercepté

Superficie

du bassin

versant

(km²)



43/60


44/60

Nature de



a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.0



0.002 km² soit 0.5 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.358 km² soit 99.5 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.000 km² soit 0.0 %



C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.20 0.37 41.8


202.20 m NGF

184.00 m NGF

0.0263 m/m

0.69 km

0.23 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

50.8 mn 41.0 mn


T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 0.73 2.07

Qc (m3/s) = - -

1.00 0.00

Q10 (m3/s) = 0.73

Q100 (m3/s) = 2.07

formule rationnelle

formule Crupedix


3/s) = - -

Débits de crue

retenus Q100/Q10 = 2.84




Pente moyenne

Longueur totale



Zones boisées

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Zones boisées

T = 100 ans6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

78 mm


journalières

T = 10 ans6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48h

56 mm

Bassin

hydrographiqueSouffel

BV n° 11.73


Nature de



a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.0



0.000 km² soit 0.0 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.079 km² soit 100.0 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.000 km² soit 0.0 %



C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.20 0.37 42.0


185.50 m NGF

181.40 m NGF

0.0101 m/m

0.40 km

0.14 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

47.7 mn 38.4 mn


T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 0.17 0.47

Qc (m3/s) = - -

1.00 0.00

Q10 (m3/s) = 0.17

Q100 (m3/s) = 0.47

Bassin


BV n° 12.25



journalières

T = 10 ans6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48h

56 mm

T = 100 ans6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

78 mm

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Zones boisées




Pente moyenne

Longueur totale



Zones boisées

formule rationnelle

formule Crupedix


3/s) = - -

Débits de crue

retenus Q100/Q10 = 2.86


45/60

Nature de



a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.0



0.004 km² soit 0.5 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.836 km² soit 99.5 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.000 km² soit 0.0 %



C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.20 0.37 41.8


187.00 m NGF

173.50 m NGF

0.0091 m/m

1.49 km

0.13 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

192.5 mn 155.3 mn


T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 0.61 1.75

Qc (m3/s) = - -

1.00 0.00

Q10 (m3/s) = 0.61

Q100 (m3/s) = 1.75

formule rationnelle

formule Crupedix


3/s) = - -

Débits de crue

retenus Q100/Q10 = 2.87




Pente moyenne

Longueur totale



Zones boisées

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Zones boisées

T = 100 ans6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

78 mm


journalières

T = 10 ans6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48h

56 mm

Bassin


BV n° 13.05


Nature de



a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.0



0.000 km² soit 0.0 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.270 km² soit 100.0 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.000 km² soit 0.0 %



C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.20 0.37 42.0


180.00 m NGF

172.00 m NGF

0.0114 m/m

0.70 km

0.11 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

102.3 mn 82.4 mn


T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 0.31 0.90

Qc (m3/s) = - -

1.00 0.00

Q10 (m3/s) = 0.31

Q100 (m3/s) = 0.90

Bassin


BV n° 13.35



journalières

T = 10 ans6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48h

56 mm

T = 100 ans6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

78 mm

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Zones boisées




Pente moyenne

Longueur totale



Zones boisées

formule rationnelle

formule Crupedix


3/s) = - -

Débits de crue

retenus Q100/Q10 = 2.88


46/60

Nature de



a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.0



0.286 km² soit 1.5 %

2.025 km² soit 11.0 %

16.041 km² soit 86.8 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.134 km² soit 0.7 %



C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.24 0.40 39.0


190.00 m NGF

161.50 m NGF

0.0033 m/m

8.67 km

0.31 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

464.9 mn 384.0 mn


T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 8.11 20.85

Qc (m3/s) = 4.04 10.40

0.00 1.00

Q10 (m3/s) = 4.04

Q100 (m3/s) = 10.40

Bassin


BV 13.92 - Musaubach



journalières

T = 10 ans6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48h

56 mm

T = 100 ans6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

78 mm

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Zones boisées




Pente moyenne

Longueur totale



Zones boisées

formule rationnelle

formule Crupedix


3/s) = - -

Débits de crue

retenus Q100/Q10 = 2.57

Nature de



a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.0



0.000 km² soit 0.0 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.644 km² soit 98.2 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.012 km² soit 1.8 %



C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.20 0.37 42.2


179.30 m NGF

165.87 m NGF

0.0089 m/m

1.51 km

0.20 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

126.0 mn 101.2 mn


T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 0.64 1.87

Qc (m3/s) = - -

1.00 0.00

Q10 (m3/s) = 0.64

Q100 (m3/s) = 1.87

formule rationnelle

formule Crupedix


3/s) = - -

Débits de crue

retenus Q100/Q10 = 2.92




Pente moyenne

Longueur totale



Zones boisées

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Zones boisées

T = 100 ans6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

78 mm


journalières

T = 10 ans6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48h

56 mm

Bassin


BV n° 14.34



47/60

Nature de



a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.0



0.006 km² soit 0.5 %

0.000 km² soit 0.0 %

1.246 km² soit 99.5 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.000 km² soit 0.0 %



C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.20 0.37 41.8


179.00 m NGF

165.00 m NGF

0.0061 m/m

2.28 km

0.10 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

376.8 mn 304.0 mn


T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 0.54 1.56

Qc (m3/s) = 0.47 1.36

0.97 0.03

Q10 (m3/s) = 0.54

Q100 (m3/s) = 1.56

SouffelBV n° 16.10

Fiche hydrologique (application du GTAR 2006)

Bassin

hydrographique

PK 16.1

Coefficients de Montana (i = at-b avec i en mm/h et t en mn)

Zones de culture

30 mn < t < 48h6 mn < t < 30 mn

Zones de culture

Routes / parkings

Pente moyenne

Longueur totale


Zones boisées

Zones urbanisées

15 mn < t < 48h

Zones de pâturage

Zones boisées

T = 10 ans

6 mn < t < 15 mn

Pluies

journalières

Débits de crue

retenus

formule rationnelle

formule Crupedix


3/s) = 0.54


T = 100 ans

56 mm

78 mm

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Q100/Q10 = 2.89



1.56



48/60

Nature de



a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 40 km² )2.0



0.43 km² soit 1.1 %

3.23 km² soit 8.5 %

32.40 km² soit 85.6 %

0.00 km² soit 0.0 %

1.79 km² soit 4.7 %



C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.23 0.39 40.1


397.00 m NGF

147.90 m NGF

0.0182 m/m

13.69 km

0.50 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

452.3 mn 370.2 mn


T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 15.83 42.57

Qc (m3/s) = 7.17 14.34

0.00 1.00

Q10 (m3/s) = 7.17

Q100 (m3/s) = 14.34

Bassin


BV 16.88 - Souffel



journalières

T = 10 ans6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48h

56 mm

T = 100 ans6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

78 mm

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Zones boisées




Pente moyenne

Longueur totale



Zones boisées

formule rationnelle

formule Crupedix


3/s) = - -

Débits de crue

retenus Q100/Q10 = 2.00

Nature de



a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.0



0.232 km² soit 1.2 %

1.876 km² soit 9.3 %

17.763 km² soit 88.2 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.262 km² soit 1.3 %



C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.23 0.40 39.6


275.00 m NGF

148.71 m NGF

0.0136 m/m

9.26 km

0.94 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

164.2 mn 135.0 mn


T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 19.01 49.54

Qc (m3/s) = 4.33 8.66

0.00 1.00

Q10 (m3/s) = 4.33

Q100 (m3/s) = 8.66

formule rationnelle

formule Crupedix


3/s) = - -

Débits de crue

retenus Q100/Q10 = 2.00




Pente moyenne

Longueur totale



Zones boisées

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Zones boisées

T = 100 ans6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

78 mm


journalières

T = 10 ans6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48h

56 mm

Bassin


BV 18.48 - Leisbach



49/60

4.3.3.3. BASSIN HYDROGRAPHIQUE DU LANDGRABEN

Nature de



a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.0



0.169 km² soit 1.4 %

1.040 km² soit 8.5 %

10.636 km² soit 86.5 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.450 km² soit 3.7 %



C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.23 0.39 39.9


287.00 m NGF

150.25 m NGF

0.0153 m/m

8.92 km

0.73 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

204.9 mn 168.0 mn


T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 9.60 25.42

Qc (m3/s) = 2.92 7.73

0.00 1.00

Q10 (m3/s) = 2.92

Q100 (m3/s) = 7.73

formule rationnelle

formule Crupedix


3/s) = - -

Débits de crue

retenus Q100/Q10 = 2.65




Pente moyenne

Longueur totale



Zones boisées

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Zones boisées

T = 100 ans6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

78 mm


journalières

T = 10 ans6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48h

56 mm

Bassin


BV 19.89 - Kolbsenbach


Q10 Q100

BV n° 21.10 Thalweg 0.197 0.28 0.80

BV n° 21.40 Thalweg 0.457 0.52 1.50

BV n° 22.65 Le Muhlbaechel 13.95 3.23 8.67

BV n° 23.25 Thalweg 0.112 0.38 1.15

BV n° 24.52 Le Muelbach / Neubaechel 21.21 4.51 9.03

Synthèse des débits de crue au droit de la section courante

Bassin hydrographique du Landgraben

Numéro du

bassin

versant

Nature de l'écoulement intercepté

Superficie

du bassin

versant

(km²)



50/60


51/60

Nature de



a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.0



0.000 km² soit 0.0 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.197 km² soit 100.0 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.000 km² soit 0.0 %



C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.20 0.37 42.0


182.00 m NGF

170.90 m NGF

0.0164 m/m

0.68 km

0.14 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

79.7 mn 64.1 mn


T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 0.28 0.80

Qc (m3/s) = - -

1.00 0.00

Q10 (m3/s) = 0.28

Q100 (m3/s) = 0.80

formule rationnelle

formule Crupedix


3/s) = - -

Débits de crue

retenus Q100/Q10 = 2.88




Pente moyenne

Longueur totale



Zones boisées

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Zones boisées

T = 100 ans6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

78 mm


journalières

T = 10 ans6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48h

56 mm

Bassin

hydrographiqueLandgraben

BV n° 21.10


Nature de



a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.0



0.000 km² soit 0.0 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.457 km² soit 100.0 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.000 km² soit 0.0 %



C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.20 0.37 42.0


182.00 m NGF

167.00 m NGF

0.0162 m/m

0.93 km

0.15 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

104.7 mn 84.3 mn


T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 0.52 1.50

Qc (m3/s) = - -

1.00 0.00

Q10 (m3/s) = 0.52

Q100 (m3/s) = 1.50

formule rationnelle

formule Crupedix


3/s) = - -

Débits de crue

retenus Q100/Q10 = 2.88




Pente moyenne

Longueur totale



Zones boisées

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Zones boisées

T = 100 ans6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

78 mm


journalières

T = 10 ans6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48h

56 mm

Bassin


BV n° 21.40



52/60

Nature de



a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.0



0.181 km² soit 1.3 %

0.877 km² soit 6.3 %

12.558 km² soit 90.0 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.334 km² soit 2.4 %



C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.22 0.39 40.3


241.00 m NGF

148.60 m NGF

0.0124 m/m

7.47 km

0.69 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

180.9 mn 147.9 mn


T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 11.72 31.47

Qc (m3/s) = 3.23 8.67

0.00 1.00

Q10 (m3/s) = 3.23

Q100 (m3/s) = 8.67

formule rationnelle

formule Crupedix


3/s) = - -

Débits de crue

retenus Q100/Q10 = 2.69




Pente moyenne

Longueur totale



Zones boisées

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Zones boisées

T = 100 ans6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

78 mm


journalières

T = 10 ans6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48h

56 mm

Bassin


BV 22.65 - Muhlbaechel


Nature de



a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.0



0.000 km² soit 0.0 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.112 km² soit 100.0 %

0.000 km² soit 0.0 %

0.000 km² soit 0.0 %



C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.20 0.37 42.0


170.00 m NGF

160.00 m NGF

0.0294 m/m

0.34 km

0.24 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

23.6 mn 19.0 mn


T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 0.38 1.15

Qc (m3/s) = - -

1.00 0.00

Q10 (m3/s) = 0.38

Q100 (m3/s) = 1.15

formule rationnelle

formule Crupedix


3/s) = - -

Débits de crue

retenus Q100/Q10 = 3.02




Pente moyenne

Longueur totale



Zones boisées

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Zones boisées

T = 100 ans6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

78 mm


journalières

T = 10 ans6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48h

56 mm

Bassin


BV n° 23.25



53/60

Nature de



a b a b

336 0.539 742 0.771

278 0.311 942 0.762

Coefficient

régionnal R :0.80

b' = Q100/Q10

( si S > 20 km² )2.5



0.224 km² soit 1.1 %

1.679 km² soit 7.9 %

17.830 km² soit 84.1 %

0.000 km² soit 0.0 %

1.477 km² soit 7.0 %



C10 (T=10ans) C100 (T=100ans) P0 (mm)

0.90 1.00 0

0.50 0.58 21.0

0.20 0.37 42.0

0.10 0.30 49.0

0.05 0.26 52.5

0.22 0.39 40.6


287.00 m NGF

140.40 m NGF

0.0129 m/m

11.33 km

0.80 m/s

T = 10 ans T = 100 ans

235.0 mn 191.7 mn


T = 10 ans T = 100 ans

Qr (m3/s) = 14.32 38.97

Qc (m3/s) = 4.51 11.28

0.00 1.00

Q10 (m3/s) = 4.51

Q100 (m3/s) = 11.28

formule rationnelle

formule Crupedix


3/s) = - -

Débits de crue

retenus Q100/Q10 = 2.50




Pente moyenne

Longueur totale



Zones boisées

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Routes / parkings

Zones urbanisées

Zones de culture

Zones de pâturage

Zones boisées

T = 100 ans6 mn < t < 15 mn 15 mn < t < 48h

78 mm


journalières

T = 10 ans6 mn < t < 30 mn 30 mn < t < 48h

56 mm

Bassin


BV 24.52 - Muehlbach / Neubaechel



54/60

4.3.3.4. SYNTHESE DES DEBITS DE CRUE CALCULES

Sur le graphique ci-dessous figure la synthèse des débits de crue pour la totalité du projet au droit de la section courante.

De l’analyse de ce graphique, il ressort que l’application de la formule Crupedix appliquée aux bassins versants de superficie légèrement supérieure à 20 km², respectivement 20,13 km² (Leisbach) et 21,21 km² (Muehlbach/Neubaechel) donne des débits inférieurs à celui obtenu par la formule de transition pour une superficie de 18,49 km² (Musaubach).

Pour supprimer ce hiatus, nous avons retenu un rapport b’ = Q100/Q10 = 2,5 pour les bassins versants légèrement supérieurs à 20 km². En effet, le rapport Q100/Q10 varie entre 3 à 2,5 pour une superficie de bassin versant variant de 0 à 20 km².

Q10 Q100

BV n°4.12 Thalweg 0.732 0.54 1.39 2.58

BV n° 8.7 Neugraben - Thalweg 0.793 0.94 2.63 2.81

BV n° 9.38 Muehlbach / Bruche 13.773 3.20 8.66 2.71

BV n° 11.73 Thalweg 0.360 0.73 2.07 2.84

BV n° 12.25 Thalweg 0.116 0.24 0.69 2.86

BV n° 13.05 Thalweg 0.840 0.61 1.75 2.87

BV n° 13.35 Thalweg 0.270 0.31 0.90 2.88

BV n° 13.92 Musaubach 18.49 4.04 10.40 2.57

BV n° 14.34 Thalweg 0.655 0.64 1.87 2.92

BV n° 15.80 Thalweg 0.151 0.39 1.06 2.72

BV n° 16.10 Thalweg 1.252 0.54 1.56 2.89

BV n° 16.88 La Souffel 37.84 7.17 14.34 2.00

BV n° 18.48 Le Leisbach 20.13 4.33 8.66 2.00

BV n°19.89 Le Kolbsenbach 12.30 2.92 7.73 2.65

BV n° 21.10 Thalweg 0.197 0.28 0.80 2.88

BV n° 21.40 Thalweg 0.457 0.52 1.50 2.88

BV n° 22.65 Le Muhlbaechel 13.95 3.23 8.67 2.69

BV n° 23.25 Thalweg 0.112 0.38 1.15 3.02

BV n° 24.52 Le Muelbach / Neubaechel 21.21 4.51 9.03 2.00

Synthèse des débits de crue calculés au droit de la section courante

Numéro du

bassin

versant


intercepté

Superficie

du bassin

versant

(km²)

Débits de crue (m3/s)Rapport

Q100/Q10

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Dé

bit

s d

e c

rue

(m

3/s

)

Superficie du bassin versant (km²)

Synthèse des débits de crue en fonction de la superficie du bassin versant

Synthèse Q10/S

Synthèse Q100/S

Limite méthode rationelle - Formule transition

Limite formule de transition - Méthode Crupedix


55/60

4.3.4. LES DEBITS DE CRUE RETENUS

Q10 Q100

BV n°4.12 Thalweg 0.732 0.54 1.39

BV n° 8.7 Neugraben - Thalweg 0.793 0.94 2.63

BV n° 9.38 Muehlbach / Bruche 13.773 3.20 8.66

BV n° 11.73 Thalweg 0.360 0.73 2.07

BV n° 12.25 Thalweg 0.116 0.24 0.69

BV n° 13.05 Thalweg 0.840 0.61 1.75

BV n° 13.35 Thalweg 0.270 0.31 0.90

BV n° 13.92 Musaubach 18.49 4.04 10.40

BV n° 14.34 Thalweg 0.655 0.64 1.87

BV n° 15.80 Thalweg 0.151 0.39 1.06

BV n° 16.10 Thalweg 1.252 0.54 1.56

BV n° 16.88 La Souffel 37.84 7.17 14.34

BV n° 18.48 Le Leisbach 20.13 4.33 10.82

BV n°19.89 Le Kolbsenbach 12.30 2.92 7.73

BV n° 21.10 Thalweg 0.197 0.28 0.80

BV n° 21.40 Thalweg 0.457 0.52 1.50

BV n° 22.65 Le Muhlbaechel 13.95 3.23 8.67

BV n° 23.25 Thalweg 0.112 0.38 1.15

BV n° 24.52 Le Muelbach / Neubaechel 21.21 4.51 11.28

Synthèse des débits de crue retenus au droit de la section courante

Numéro du

bassin

versant


intercepté

Superficie

du bassin

versant

(km²)



56/60

5. ESTIMATION DES DEBITS D’ETIAGE ET DES DEBITS MOYENS

INTERANNUELS DES COURS D’EAU INTERCEPTES PAR LE PROJET

5.1. LES DONNEES D’ENTREE

Trois types d’informations sont disponibles pour la définition des modules (débits moyens interannuels) et des débits d’étiage de référence (QMNA5 : débit mensuel minimal annuel de récurrence 5 ans) des cours d’eau interceptés par le projet du COS :

Les données disponibles au droit des stations hydrométriques des cours d’eau jaugés ;

L’étude de l’Agence de l’Eau Rhin Meuse (AERM) en date de 2000 dont le but était de définir les débits d’étiage de référence et les modules des cours d’eau appartenant au bassin hydrographique Rhin-Meuse ;

La cartographie des débits caractéristiques de référence (cartographie de consensus du débit de référence d’étiage et du débit moyen à l’échelle de la France) : travail réalisé en 2012 dans le cadre de la convention ONEMA – CEMAGREF/IRSTEA visant à caractériser les débits d’étiage et les débits moyens sur l’ensemble du réseau hydrographique de l’hexagone.

5.1.1. LES DONNEES DISPONIBLES AUX STATIONS HYDROMETRIQUES

Le tableau ci-après synthétise les modules et les QMNA5 issus de la banque nationale de données pour l’hydrométrie et l’hydrologie (banque HYDRO), ainsi que les débits spécifiques correspondants (rapport entre le débit et la superficie du bassin versant), pour les différentes stations hydrométriques étudiées dans le cadre du projet et afférente au réseau hydrographique intercepté par le projet.

5.1.2. L’ETUDE DE L’AGENCE DE L’EAU RHIN MEUSE

Une étude a été réalisée en 2000 par l’Agence de l’eau Rhin Meuse dans le but de définir les débits d’étiage et les modules des cours d’eau appartenant au bassin hydrographique Rhin-Meuse.

Les données utilisées pour la définition de ces débits proviennent d’une part, des mesures en continu effectuées aux stations hydrométriques et d’autre part, de campagnes de jaugeages réalisées en période de basses eaux. La période d’observation est 1971-1990. Cette période avait été retenue à l’époque car c’était la période la plus longue et la plus récente pendant laquelle un nombre maximum de stations a fonctionné.

Les tableaux ci-après présentent les données disponibles, ainsi que les estimations au droit du projet pour chacun des bassins hydrographiques concernés par le projet.

5.1.2.1. BASSIN HYDROGRAPHIQUE DE L’EHN

Débit à la

station (m³/s)

Débit

spécifique

(l/s/km²)

Débit à la

station (m³/s)

Débit

spécifique

(l/s/km²)

Ehn Niedernai 57.6 45 0.52 9.0 0.15 2.60

Saulxures 39 36 0.95 24.3 0.19 4.87

Wisches 229 55 5.92 25.9 1.30 5.68

Mutzig 432 20 8.69 20.1 2.00 4.63

Holtzheim 680 52 8.14 12.0 0.95 1.40

Mossig Soultz les Bains 163 47 1.35 8.3 0.42 2.58

Souffel Mundolsheim 119 26 0.30 2.52 0.076 0.64

Saverne 185 48 2.22 12.0 0.76 4.11

Waltenheim 688 101 5.42 7.9 1.60 2.33

Nb d'années

d'observation

Modules QMNA5

Zorn

Bruche

Unité

hydrographique

Nom de la

station

Superficie du

bassin versant

(km²)

Débit

(m³/s)

Débit

spécifique

(l/s/km²)

Débit

(m³/s)

Débit

spécifique

(l/s/km²)

EhnL'Ehn à la station hydrométrique de

Niedernai - 57.6 0.564 9.79 0.195 3.39

Le Rosenmeer au droit de l'A35 (VRPV) - - 0.048 - 0.019 -

Le Rosenmeer au confluent de l'Ehn - 21.4 0.048 2.2 0.019 0.89

Légende : Données retenues pour estimer les modules et les QMNA5 au droit du COS

Estimation au droit du COS

Modules et débits d'étiage : données de l'agence de l'Eau Rhin-Meuse 2000

Bassin hydrographique de l'Ehn

Cours d'eau Identification du point PKH

Surface du

bassin

versant

(km²)

Module QMNA5

Rosenmeer


57/60

5.1.2.2. BASSIN HYDROGRAPHIQUE DE LA BRUCHE

5.1.2.3. BASSIN HYDROGRAPHIQUE DE LA SOUFFEL

Débit

(m³/s)

Débit

spécifique

(l/s/km²)

Débit

(m³/s)

Débit

spécifique

(l/s/km²)

Le Bras d'Altorf à son origine en amont de

Molsheim988.50 0 1.70 - 0.210 -

Le Bras d'Altorf au pont de Duttlenheim 994.45 15.1 - - 0.142 -

Le Bras d'Altorf au droit du COS - - 1.70 - 0.142 -

Le Bras d'Altorf au confluent de la Bruche à

Entzheim1000 24.8 1.70 - 0.181 -

Le canal de la Bruche à son origine sur la

Mossig980.50 - - - 1.05 -

Le canal de la Bruche au droit du COS (y

compris la défluence) - - - - 1.05 -

Le canal de la Bruche à son confluent avec

l'Ill1000.00 - - - 1.05 -

La Bruche à l'aval du confluent du

Dachsteinerbach978.88 623.5 6.83 11.0 0.662 1.06

La Bruche au droit du COS - - 6.73 - 0.747 -

La Bruche au pont de Kolbsheim (RD111) 984.55 629.3 - - 0.747 1.19

La Bruche à l'amont du confluent du Bras

d'Altorf987.32 638.1 6.63 10.4 0.719 1.13

La Bruche à l'aval du confluent du Bras

d'Altorf987.32 662.9 8.33 12.6 0.900 1.36

La Bruche à la station hydrométrique de

Holtzheim - 680 8.07 11.87 0.824 1.21

La Bruche à l'ancienne station hydro

d'Oberschaeffolsheim992.10 691.0 7.90 11.4 0.775 1.12

Module

Canal de la

Bruche


Surface du

bassin

versant

(km²)


Légende : Données retenues pour estimer les modules et les QMNA5 au droit du COS


QMNA5

Bassin hydrographique de la BRUCHE

La Bruche

Bras d'Altorf

Débit

(m³/s)

Débit

spécifique

(l/s/km²)

Débit

(m³/s)

Débit

spécifique

(l/s/km²)

La Souffel à l'aval du confluent du Haltbach 975.78 9.2 - - 0.017 1.85

La Souffel à Hurtigheim, aval ancien moulin 980.40 20.3 0.046 2.27 0.018 0.89

La Souffel à l'amont du confluent du

Plaetzerbach981.4 21.6 0.049 2.27 0.019 0.88

La Souffel à l'aval du Plaetzerbach 981.4 31.3 0.069 2.20 0.026 0.83

La Souffel au droit du COS - 37.84 0.086 2.26 0.031 0.82

La Souffel à l'amont du Musaubach 986.37 40.6 0.094 2.32 0.033 0.81

La Souffel à l'aval du confluent du

Musaubach986.37 69.5 0.146 2.10 0.035 0.50

La Souffel à l'amont du confluent du

Liesbach990.13 72.6 0.160 2.20 0.037 0.51

La Souffel à l'aval du confluent du Liesbach 990.13 110.8 0.281 2.54 0.059 0.53

La Souffel à l'entrée du pont ferroviaire de

la ligne Strasbourg-Paris993.15 118.7 0.293 2.47 0.043 0.36

La Souffel à la station hydrométrique de

Mundolsheim993.75 119.5 0.297 2.49 0.049 0.41

La Souffel au rond-point RD63-RD468 999.40 123.5 0.32 2.59 0.091 0.74

La Souffel au confluent de l'Ill 1000.00 132.3 0.343 2.59 0.097 0.73

Musaubach à la confluence avec la Souffel - 28.9 0.052 1.80 0.002 0.07

Le Musaubach au droit du COS - 18.49 0.033 1.80 0.001 0.07

Lesibach à la confluence avec la Souffel - 38.2 0.120 3.14 0.022 0.58

Le Leisbach au droit du COS - 20.13 0.063 3.14 0.012 0.58

Kolbsenbach à l'aval de Reitwiller 992.15 4.6 - - 0.003 0.65

Kolbsenbach au pont de la RD220 à

Pfettisheim995.10 9.2 - - 0.009 0.98

Kolbsenbach au lieu-dit Blankenthal 996.8 12.2 0.038 3.11 0.009 0.74

Le Kolbsenbach au droit du COS - 12.30 0.041 3.34 0.007 0.54

Kolbsenbach au pont de Lampertheim 999.9 14.9 0.053 3.56 0.005 0.34

Kolbsenbach au confluent du Leisbach 1000 15.1 0.053 3.51 0.005 0.33

QMNA5



Bassin hydrographique de la SOUFFEL

ModuleSurface du

bassin

versant

(km²)

La Souffel

Musaubach

Leisbach

Kolbsenbach

Données retenues pour estimer les modules et les QMNA5 au droit du COSLégende :



58/60

5.1.2.4. BASSIN HYDROGRAPHIQUE DE LA ZORN ET DU LANDGRABEN

Pour ce bassin hydrographique, seuls les éléments afférents au Landgraben sont présentés ci-après.

5.1.3. LA CARTOGRAPHIE DES DEBITS CARACTERISTQIUES DE REFERENCE DE

2012

Une combinaison multi-modèle et une cartographie de consensus du débit de référence d’étiage et du débit moyen à l’échelle de la France a été réalisée par l’ONEMA, le Cemagref et Irstea en avril 2012.

Cette étude est basée sur la statistique bayésienne, soit la statistique des probabilités conditionnelles. Pour les principaux cours d’eau concernés par le projet du COS, les valeurs du module et du QMNA5, associés à la superficie du bassin versant, ont pu être récupérés. Ces données sont listées dans le tableau ci-contre.

Il peut être noté que la fiabilité des estimations des débits de référence est apprécié par le niveau de Robustesse (Fragile, prudence ou robuste) établis par rapport à la convergence des trois modèles mis en œuvre (trois estimations de débits). Ainsi, l’estimation du débit est dite « robuste » si les 3 modèles ont convergé vers des valeurs comparables.

Débit

(m³/s)

Débit

spécifique

(l/s/km²)

Débit

(m³/s)

Débit

spécifique

(l/s/km²)

Le Landgraben au pont de la RN83 à

Vendenheim967.37 39.0 - - 0.138 3.54

Le Landgraben à l'aval du confluent du

Riedgraben974.63 76.0 - - 0.446 5.87

Landgraben


Bassin hydrographique du Landgraben


Surface du

bassin

versant

(km²)

Module QMNA5Débit moyen

(m³/s)

Fiabilité de

l'estimation

(Robustesse)

Débit moyen

(m³/s)

Fiabilité de

l'estimation

(Robustesse)

Ehn Rosenmeer au droit de l'A35 (VRPV) 21 0.118 Fragile 0.021 Fragile

Bras d'Altorf au droit du COS 19 0.10 Fragile 0.021 Fragile

Bruche au droit du COS 633 10.354 Prudence 2.388 Prudence

Canal de la

Brucheau droit du COS - 0 Robuste 0 Fragile

Muehlbach /

Brucheau droit du COS 17 0.083 Prudence 0.011 Prudence

Musaubach au droit du COS 22 0.104 Fragile 0.011 Fragile

Souffel au droit du COS 36 0.192 Fragile 0.023 Fragile

Leisbach au droit du COS 17 0.087 Fragile 0.009 Fragile

Kolbsenbach au droit du COS 10 0.055 Fragile 0.007 Fragile

Muhlbaechel au droit du COS 14 0.089 Prudence 0.014 Fragile

en amont du canal de la

Marne au Rhin20 0.129 Prudence 0.026 Fragile

au droit du COS 21 0.139 Prudence 0.028 Fragile

entre le canal de la

Marne au Rhin et un

affluent en rive droite

en aval de l'A4

39 0.251 Prudence 0.049 Fragile

entre l'affluent en rive

droite en aval de l'A4 et

l'amont de la RD37

44 0.283 Prudence 0.060 Fragile

Modules et débits d'étiage issus de la cartographie des débits caractéristiques de

référence en date de 2012

(ONEMA - CEMAGREF/IRSTEA)

Bruche

Souffel

Bassin

hydrographique

Nom du cours

d'eau concerné

par le projet

Superficie

du bassin

versant

(km²)

Tronçon de la BD

Carthage concernée

Landgraben

Neubaechel

Muehlbach /

Neubaechel

Modules QMNA5


59/60

5.2. COMPARAISON DES DIFFERENTES DONNEES D’ENTREE

Les tableaux suivants permettent de comparer les différentes données d’entrée collectées par bassin hydrographique et présentent les valeurs retenues.

5.2.1. LES MODULES

Pour les bassins hydrographiques du Landgraben, ainsi que pour le Muehlbach/Bruche, en l’absence de données de l’Agence de l’Eau Rhin Meuse, nous avons retenu par défaut les débits issus de la cartographie des débits caractéristiques de référence en date de 2012.

Pour les autres cours d’eau, la fiabilité des estimations des débits de référence issus de la cartographie de 2012 étant qualifiée de « Fragile » ou « Prudence » (pas de convergence des estimations des débits des 3 modèles), nous avons privilégié les estimations de débit issus de l’Agence de l’Eau Rhin Meuse en date de 2000 (estimations issus des mesures aux stations hydrométriques et de campagnes de jaugeages) et ce d’autant plus que ces estimations sont cohérentes avec les modules aux stations hydrométriques comme le montre le tableau ci-dessous.

5.2.2. LES QMNA5

Superficie

du BV (km²)

Débit

(m³/s)

Débit

spécifique

(l/s/km²)

Superficie

du BV (km²)

Débit

(m³/s)

Débit

spécifique

(l/s/km²)

Débit

(m³/s)

Fiabilité de

l'estimation

(Robustesse)

Ehn Rosenmeer 57.60 0.52 8.99 - 0.048 - 0.118 Fragile

Bras d'Altorf - - - - 1.70 - 0.10 Fragile

Bruche 680 8.14 11.97 - 6.73 - 10.35 Prudence

Canal de la Bruche +

défluence - - - - - - 0 Robuste

Muehlbach / Bruche - - - - - - 0.083 Prudence

Musaubach - - - 18.49 0.033 1.80 0.104 Fragile

Souffel 119 0.30 2.52 37.84 0.086 2.26 0.192 Fragile

Leisbach - - - 20.13 0.063 3.14 0.087 Fragile

Kolbsenbach - - - 12.30 0.041 3.34 0.055 Fragile

Muhlbaechel - - - - - - 0.089 Prudence

Muehlbach /

Neubaechel - - - - - - 0.139 Prudence

Neubaechel amont

A4 - - - - - - 0.251 Prudence

Neubaechel aval A4 - - - - - - 0.283 Prudence

Comparatif des différentes données d'entrée pour les modules

Ba

ss

in

hyd

rog

rap

hiq

ue

Cours d'eau

concerné par le

projet

valeurs retenues

Bruche

Lan

dg

rab

en

Agence de l'Eau Rhin Meuse -

2000

Débits au droit du COS

Cartographie des débits

caractéristiques de

référence - 2012

Stations hydrométriques

Souffel

Période

d'observations

Débit

(m³/s)

Période

d'observations

Débit

(m³/s)

Période

d'observations

Débit

(m³/s)

Ehn Niedernai 57.6 1972-2016 0.518 1971-1990 0.564 8.88% - 0.675 30.31%

Bruche Holtzheim 680 1965-2016 8.14 1971-1990 8.07 -0.88% - 10.59 30.12%

Souffel Mundolsheim 119 1975-2000 0.300 1971-1990 0.297 -1.00% - 0.583 94.33%

Source Banque HydroEtude Agence de l'Eau

Rhin Meuse Comparatif

Etude AERM /

Banque Hydro

Comparatif des modules aux stations hydrométriques

Unité

hydrographique

Nom de la

station

Superficie

du bassin

versant

(km²)

Cartographie des

débits caractéristiques

de référence 2012

Comparatif

Cartographie

2012 /

Banque Hydro

Superficie

du BV (km²)

Débit

(m³/s)

Débit

spécifique

(l/s/km²)

Superficie

du BV (km²)

Débit

(m³/s)

Débit

spécifique

(l/s/km²)

Débit

(m³/s)

Fiabilité de

l'estimation

(Robustesse)

Ehn Rosenmeer 57.60 0.15 2.60 - 0.019 - 0.021 Fragile

Bras d'Altorf - - - - 0.142 - 0.021 Fragile

Bruche 680 0.95 1.40 - 0.747 - 2.39 Prudence

Canal de la Bruche +

défluence - - - - 1.05 - 0 Fragile

Muehlbach / Bruche - - - - - - 0.011 Prudence

Musaubach - - - 18.49 0.001 0.07 0.011 Fragile

Souffel 119 0.076 0.64 37.84 0.031 0.82 0.023 Fragile

Leisbach - - - 20.13 0.012 0.58 0.009 Fragile

Kolbsenbach - - - 12.30 0.007 0.54 0.007 Fragile

Muhlbaechel - - - - - - 0.014 Fragile

Muehlbach /

Neubaechel - - - - - - 0.028 Fragile

Neubaechel amont

A439.0 0.138 3.54 0.049 Fragile

Neubaechel aval A4 - - - - - - 0.060 Fragile

Bruche

Souffel

Lan

dg

rab

en

valeurs retenues

Comparatif des différentes données d'entrée pour les QMNA5

Bassin

hyd

rog

rap

hiq

ue

Cours d'eau

concerné par le

projet

Stations hydrométriques

Agence de l'Eau Rhin Meuse -

2000

Débits au droit du COS

Cartographie des débits

caractéristiques de

référence - 2012


60/60

Pour le Muehlbach/Bruche, en l’absence de données de l’Agence de l’Eau Rhin Meuse, nous avons retenu par défaut les débits issus de la cartographie des débits caractéristiques de référence en date de 2012.

Pour les autres cours d’eau, la fiabilité des estimations des débits de référence issus de la cartographie de 2012 étant qualifiée de « Fragile » ou « Prudence » (pas de convergence des estimations des débits des 3 modèles), nous avons privilégié les estimations de débit issues de l’Agence de l’Eau Rhin Meuse en date de 2000 (estimations issus des mesures aux stations hydrométriques et de campagnes de jaugeages). Afin de corréler les estimations des débits de l’AERM aux estimations des stations hydrométriques (mesures sur une période d’observation plus importante), nous avons effectué une correction sur les QMNA5 correspondant à l’écart constaté entre les estimations aux stations hydrométriques et les estimations de l’étude AERM à ces mêmes stations.

5.3. LES MODULES ET LES QMNA5 RETENUS POUR LES COURS D’EAU

CONCERNES PAR LE PROJET

Le tableau suivant récapitule les débits de référence retenus pour les modules et QMNA5 des cours d’eau concernés par le projet.

Il peut être noté que pour le fossé de la Hardt, en l’absence de données, aucune estimation n’a été effectuée. En effet, ce cours d’eau, qui prend naissance au droit de la zone industrielle de la Hardt à Molsheim, étant alimenté par une défluence du Bras d’Altorf, l’application d’un débit spécifique n’est pas pertinente.

.

Période

d'observations

Débit

(m³/s)

Période

d'observations

Débit

(m³/s)

Période

d'observations

Débit

(m³/s)

Ehn Niedernai 119 1972-2016 0.150 1971-1990 0.195 30.00% - 0.133 -11.33%

Bruche Holtzheim 680 1965-2016 0.950 1971-1990 0.824 -13.27% - 2.465 159.47%

Souffel Mundolsheim 119 1975-2000 0.076 1971-1990 0.049 -35.53% - 0.086 13.16%

Cartographie des

débits caractéristiques

de référence 2012

Comparatif

Cartographie

2012 /

Banque Hydro

Unité

hydrographique

Nom de la

station

Superficie

du bassin

versant

(km²)

Source Banque HydroEtude Agence de l'Eau

Rhin Meuse Comparatif

Etude AERM /

Banque Hydro

Comparatif des QMNA5 aux stations hydrométriques

Débit non

corrigé

(m³/s)

Débits

retenus

(m³/s)

Débit non

corrigé

(m³/s)

Débits

retenus (m3/s)

Ehn Rosenmeerau droit de l'A35

(VRPV) - 0.048 0.044 0.019 0.015

Bras d'Altorf au droit du COS - - 1.70 0.142 0.164

Fossé de la Hardt au droit du COS - - non connu non connu non connu

Bruche au droit du COS - - 6.73 0.75 0.86

Canal de la

Bruche +

Défluence

au droit du COS - - non connu - 1.05

Muehlbach /

Brucheau droit du COS 13.77 - 0.083 - 0.011

Musaubach au droit du COS 18.49 0.033 0.034 0.001 0.002

Souffel au droit du COS 37.84 0.086 0.086 0.031 0.048

Leisbach au droit du COS 20.13 0.063 0.064 0.012 0.018

Kolbsenbach au droit du COS 12.30 0.041 0.041 0.007 0.010

Muhlbaechel au droit du COS 13.95 - 0.089 - 0.049

Muehlbach /

Neubaechelau droit du COS 21.24 - 0.139 - 0.075

Amont A4 39.0 - 0.251 - 0.138

Aval A4 - - 0.283 - 0.169

Débits estimés à partir du débit spécifique du Neubaechel

Modules et QMNA5 retenus pour les cours d'eau concernés au droit

du COS

Ba

ss

in

hyd

rog

rap

hiq

ue

Cours d'eau

concerné par le

projet

QMNA5

Localisation

Modules

Débits corrigés via un recalage avec la station hydrométrique

Bruche

Souffel

Lan

dg

rab

en

Superficie

du bassin

versant

(km²)

Neubaechel