Formation – Mesurer le débit d’un écoulement à surface libre

« La sonde ? Je la calibre tous les 2 ans… La relation hauteur – débit ? La formule de Manning-Strickler… La précision ? 0.1% sur le débit… »

(ingénieur qui n’avait pas suivi cette formation)

Problématique

Que ce soit pour des questions de diagnostic, de planification, de réglementation ou encore de facturation, la mesure du débit est souvent un élément primordial de la gestion d’un système hydrographique ou d’un réseau d’eau à surface libre. Les nombreux capteurs disponibles sur le marché pourraient laisser penser qu’il s’agit d’une question matérielle et qu’il existe toujours une solution adaptée à notre besoin. Mais en réalité, c’est le site où nous voulons implanter une mesure du débit, et son fonctionnement hydraulique parfois très « original », qui conditionnent ce qu’on peut faire et ce qu’on ne doit surtout pas faire pour éviter une démarche essais/erreurs chronophage, coûteuse et démoralisante.

La question de l’utilisation des données mesurées pose aussi la question des incertitudes sur des données utilisées pour évaluer des indicateurs réglementaires, gérer une ressource ou encore facturer un client.

Objectifs

  • Connaître les principes d’hydraulique à surface libre nécessaires à la mesure du débit,
  • Connaître les différentes solutions de mesure du débit d’un écoulement à surface libre,
  • Savoir analyser un site destiné à être équipé d’une mesure du débit,
  • Savoir proposer une ou plusieurs solutions techniques,
  • Savoir évaluer leurs avantages et leurs inconvénients (incertitudes, maintenance, accès, vérification…),
  • Savoir mettre en parallèle les solutions proposées avec les contraintes réglementaires et ses propres objectifs,
  • Savoir réaliser un calcul d’incertitudes : identifier et évaluer les différentes sources d’erreur, calculer l’incertitude sur la grandeur objectif.

Programme et méthodes pédagogiques

Journée 1

  • Principes d’hydraulique à surface libre nécessaires à la mesure du débit (vidéos pédagogiques)
    • Débit : une grandeur mesurable ?
    • Notions d’écoulement fluvial et torrentiel
    • Écoulement critique et intérêt pour la mesure du débit
  • Solutions de mesure du débit d’un écoulement à surface libre
    • Mesure de hauteur et relation hauteur – débit : courbe de tarage, organe de mesure (canal jaugeur, seuil…)
    • Mesure hauteur – vitesse : mesure immergée, mesure aérienne, mesure par caméra…
    • Autres solutions
    • Panorama des sondes disponibles sur le marché
    • Avantages et inconvénients des différentes solutions
  • Etat de l’art :
    • Normes : ISO 1438, 4359, 4360, 6416, 15769…
    • Cas où aucune norme n’est applicable

Journée 2

  • Méthodologie d’analyse d’un site de mesure
    • Cahier des charges de la mesure
    • Méthode d’analyse d’un site destiné à une mesure du débit
    • Documentations techniques disponibles en ligne
  • Mise en application sur des exemples pédagogiques (complexité croissante) – Les exemples pourront être adaptés en fonction des problématiques des personnes présentes.
    • Mesure du débit en sortie d’une usine
    • Mesure du débit au niveau d’un trop-plein de station de pompage
    • Mesure du débit au niveau d’un transect de cours d’eau
    • Mesure du débit au niveau d’un évacuateur de crue
    • Mesure du débit dans un collecteur d’assainissement

Journée 3 (optionnelle)

  • Introduction aux incertitudes
    • Passage en revue de quelques situations où l’absence d’évaluation des incertitudes a posé problème
    • Qu’est-ce qu’une incertitude : définitions et vocabulaire
    • Erreur aléatoire et erreur systématique
    • Passage en revue des différentes méthodes d’évaluation
    • Exemples d’évaluation : approche statistique, approche analytique (Monte-Carlo et approche classique)
  • Etude des incertitudes sur le débit déversé par un déversoir d’orage et mesuré par une sonde de niveau et une relation hauteur – débit
    • Identification des sources d’erreur
    • Evaluation approximative des différentes sources d’erreur
    • Evaluation précise des sources d’erreur principales
    • Construction d’un outil de calcul de l’incertitude sur le débit
    • Utilisation de l’outil dans différents cas de figure (type de sonde de niveau utilisée, soin apportée au zéro de la sonde, qualité de la relation hauteur – débit, plage de hauteur de lame déversante…)
  • Etude des incertitudes sur le débit transitant dans un canal et mesuré par une sonde hauteur – vitesse (radar de vitesse, débitmètre Doppler, cordes à temps de transit…) : démarche similaire au cas précédent
  • Etude de l’incertitude sur le volume annuel en fonction de l’incertitude sur le débit mesuré
  • Etude de l’incertitude sur les critères de performance (exemple : critère de conformité temps de pluie d’un système d’assainissement)
  • Synthèse de la formation

Formateur

Ancien maître de conférences en hydraulique à l’ENGEES (pendant 9 ans), cofondateur et ancien directeur scientifique et technique de l’entreprise 3D EAU (pendant 9 ans également), Matthieu Dufresne est aujourd’hui consultant et formateur indépendant en hydraulique. Son CV est accessible sur la page « Qui suis-je ? » et sur son profil Linkedin.

Durée

Deux journées consécutives + une journée optionnelle.

Public concerné

Ingénieurs, techniciens, technico-commerciaux de gestionnaires de réseaux (assainissement, irrigation…), syndicats de rivières, bureaux d’études, organismes de contrôle (auditeurs), services de l’Etat, maîtres d’ouvrage, etc.

Jusqu’à 10 personnes.

Lieu

Dans vos locaux.

Possible aussi en visioconférence.

Dates

A convenir ensemble.

Logistique

C’est votre service qui organise la logistique : salle de formation, écran et vidéoprojecteur, restauration le midi. Chaque participant dispose d’un laptop avec une connexion internet et un tableur type Excel.

Tarif

Prix global et forfaitaire pour les deux (ou trois) jours quel que soit le nombre de personnes (jusqu’à 10).

A partir de 4 800 € HT (version 2 jours), à partir de 6 800 € HT (version 3 jours).

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