Approche conceptuelle du ruissellement > Calcul d'une valeur de débit maximum > Méthode rationnelle

Elle est fondée sur la proportionnalité et la linéarité de la transformation pluie-débit, exprimées par la relation suivante :



Les deux points délicats sont la détermination des valeurs de I_m et de C_r.

Pour I_m , la difficulté consiste à trouver une valeur suffisamment significative. Le débit maximum n'est atteint que si d_p = t_c (avec t_c le temps de concentration et d_p la durée de la pluie). Une solution consiste alors à choisir, sur une courbe IDF, la valeur de I_m(d_p , T) telle que d_p = t_c avec T la période de retour choisie.

On décompose souvent tc en deux parties : Parmi les nombreuses relations empiriques donnant ts, une des plus courantes est celle de Terstriep (cité par Fouquet et al., 1978) : La valeur de t_r est définie séparément, en fonction des caractéristiques du réseau et de la valeur du débit à calculer, par itérations successives.

Quant au coefficient C_r , il a fait l'objet de nombreuses recherches. On en trouve soit des valeurs empiriques en fonction du type d'urbanisation, soit des formulations faisant intervenir divers paramètres du bassin versant.

Parmi les relations d'origine statistique proposées (citées par Chocat et al., 1982), on peut mentionner :

• Relation de Schaake, Geyer et Knapp (1967) :
  C_r = 0.14 + 0.65 × IMP + 0.05 × I
  avec IMP la fraction de surface imperméabilisée et I la pente en %. Cette relation a été établie pour IMP > 0.08, I compris entre 0.5 et 6 % et Lc comprise entre 50 et 2000 m.


• Relation Sogreah (Normand, 1976) :
  C_r = 0.10 + 0.65 × IMP + 0.015 × I
  avec le même domaine de validité que précédemment.

La notion de coefficient de ruissellement reste néanmoins assez délicate d'emploi car Cr est loin d'être constant et varie, pour un même site, avec la nature, le volume et l'intensité de la pluie, ainsi qu'avec les divers types de surfaces (Pratt et al., 1984). Les formules précédentes sont donc très approximatives et peuvent conduire à des écarts importants par rapport aux valeurs observées. La détermination précise de la valeur de Cr et de ses variations reste donc difficile (Copertino et Molino, 1990) et passe par des mesures sur site. Les valeurs empiriques sont donc réservées au dimensionnement des ouvrages, et non à la simulation de leur fonctionnement. On trouvera plus de détails sur la méthode rationnelle dans Chocat et al. (1982) et surtout dans Fouquet et al. (1978).