La gestion dynamique des relations hauteur-débit des stations d’hydrométrie et le calcul des incertitudes associées : un indicateur de qualité et de suivi (Méthode GesDyn)

Résumé En Fr

Dynamic rating curve assessment in hydrometric stations and calculation of the associated uncertainties: quality and monitoring indicators. Whether we talk about safety reasons, energy production or regulation, water resources management is one of EDF’s main concerns. To meet these needs, since the fifties EDF-DTG operates a hydrometric network that includes more than 350 gauging stations. The data collected allows real time monitoring of rivers, as well as hydrological studies and the sizing of structures. Ensuring the quality of the stream flow data is a priority. A rating curve is an indirect method of estimating the discharge in rivers based on water level measurements. The value of discharge obtained thanks to the rating curve is not entirely accurate due to constant changes of the river bed morphology, to the precision of the gaugings (direct and punctual discharge measurements) and to the quality of the tracing. And as time goes on, the uncertainty of the estimated discharge from the rating curve «gets older » and increases : therefore the final level of uncertainty remains particularly difficult to assess. In order to get the most accurate stream flow data and to improve their reliability, EDF is exploring an original «dynamic » method to compute rating curves based on historical gaugings from a hydrometric station. A curve is computed for each new gauging and a model of uncertainty is adjusted for each of them. By taking into account the variability of the flow conditions and the life of the hydrometric station, this original dynamic method can answer important questions in the field of hydrometry such as «How many gauging a year have to be made so as to produce stream flow data with an average uncertainty of X ? » and «When and in which range of water flow do we have to realize those gaugings ? ».

Que ce soit pour des raisons de sûreté, de production d’énergie ou bien de règlementation, la gestion de l’eau est au centre des préoccupations d’EDF. Pour répondre à ces besoins, EDF-DTG exploite un réseau hydrométrique comportant plus de 350 stations. Les données de débits collectées permettent la surveillance en «temps réel » des cours d’eau ainsi que la réalisation d’études hydrologiques quantitatives ou de dimensionnement d’ouvrages. Assurer la qualité des données de débits est donc un enjeu de première importance. Une courbe de tarage est une méthode d’estimation indirecte du débit des rivières basée sur la mesure de la hauteur d’eau. La valeur de débit produite est entachée d’une incertitude globale qui elle-même liée incertitudes des étapes élémentaires du processus d’élaboration. Parmi elles, la signification des mesures de débit effectuées pour établir puis contrôler la relation hauteur débit évolue puisque les conditions d’écoulement ne sont pas stationnaires. On peut donc supposer que l’incertitude calculée sur les données produites «vieillit » et augmente en fonction du temps. Aussi, pour améliorer la qualité et la fiabilité des données de débits, EDF explore une méthode originale de tracé «dynamique » des courbes de tarage. Chaque jaugeage donne lieu au tracé d’une nouvelle courbe de tarage et à un modèle d’incertitudes associées. En prenant mieux en compte la variabilité des conditions d’écoulement et la vie de la station, cette méthode répond à des questions récurrentes en hydrométrie comme : «Combien de jaugeages faut-il réaliser en une année pour produire des données de débit avec une incertitude moyenne de X% ? » et «Quand et dans quelle gamme de débit réaliser ces jaugeages ? » .