• Le cycle de l'eau

La Circulation de l'eau à la surface de la terre (figure 1) assure les échanges entre les quantités d'eau stockées sous 3 états, vapeur, liquide et solide au sein des grands réservoirs que constituent l'hydrosphère (océans, eaux continentales, glaces), l'atmosphère (vapeur d'eau) et la biosphère (eau présente chez les êtres vivants). Ce cycle, mis en mouvement par l'énergie solaire et la force de gravité, s'avère relativement stable dans le temps c'est à dire que toute perte dans l'un des compartiments terrestres est compensée par un gain dans l'un ou l'autre des compartiments.
A l'échelle mondiale, les experts estiment que 65 % des précipitations qui arrivent sur la terre s'évaporent, 24 % ruissellent et 11% s'infiltrent, chiffres qui vont subir bien évidemment des variations significatives selon les latitudes

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  • Les systèmes hydrologiques

Ce cycle de l'eau s'il est planétaire peut et doit s'analyser à l'échelle des systèmes hydrologiques, identifiés par des caractéristiques spatiales et temporelles. Ainsi, à l'échelle locale, on distingue 3 systèmes hydrologiques interdépendants, le bassin hydrologique, le bassin hydrogéologique et l'aquifère (figure 2).

            - Le bassin hydrologique ou bassin versant (figure 3) est l'ensemble de la zone géographique continentale qui correspond à la totalité de l'aire de capture et de drainage des précipitations (RAMADE 1993). Les eaux souterraines qui alimentent le cours d'eau durant les périodes d'étiage font partie intégrante du bassin hydrologique dont les limites, appelées lignes de partage des eaux, sont circonscrites par les lignes de crêtes topographiques.
            - Le bassin hydrogéologique est la partie souterraine du bassin hydrologique.
            - L'aquifère est le domaine d'étude des eaux souterraines et le bassin hydrogéologique est composé d'un ou plusieurs aquifères.

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Pour obtenir des données comparables, base de l'évaluation et des prévisions, il est nécessaire de disposer de références communes, moyennes annuelles et moyennes mensuelles étant le plus communément retenues. Cet aspect temporel fait également intervenir la notion d'année hydrologique qui correspond à une période de 12 mois, choisie en fonction des conditions climatiques régionales. Cette année qui ne se juxtapose pas à l'année calendaire est fixée pour nos régions d'octobre à septembre.

 

  • Caractéristiques du  bassin versant


Les caractéristiques d'un bassin versant influencent fortement sa réponse hydrologique et notamment le régime des écoulements en période de crue et d'étiage. Le temps de concentration, qui se définit comme le maximum de durée nécessaire à une goutte d'eau pour parcourir le chemin hydrologique entre un point du bassin et son exutoire, est influencé par diverses caractéristiques. Celles-ci concernent prioritairement la surface et la forme du bassin versant, son élévation et sa pente auxquelles viennent s'ajouter le réseau hydrographique, le type de sol et le couvert végétal.

  •   La forme du bassin versant

La forme du bassin versant va ainsi influencer l'allure de l'hydrogramme à l'exutoire. Sa forme allongée va induire de faibles débits de pointe de crue (figure 4). A l'opposé, une forme en éventail entraînera un fort débit de pointe en période de hautes eaux (figure 5 ).

 

Figure 4 : Bassin versant allongé et hydrogramme de crue


Figure 5 : Bassin versant en éventail et hydrogramme de crue

  •   Le relief

Le rôle du relief sur l'écoulement est naturellement perceptible car les paramètres hydrométéorologiques (précipitations, températures,…) fluctuent avec l'altitude. Des valeurs caractéristiques permettent donc de comparer les territoires. Il s'agit des altitudes maximales et minimales, de l'altitude moyenne ou de la pente moyenne.

Si les altitudes maximales et minimales peuvent être obtenues directement par lecture des cartes topographiques, les autres valeurs impliquent quant à elles quelques calculs.

Altitude moyenne (m) = Hmoy = S(Ai * hi)/A

Ai : aire comprise entre deux courbes de niveau (km2)
Hi : altitude moyenne entre deux courbes de niveau (m)
A : superficie totale du bassin versant (km2)

Pente moyenne (m/km) = Pmoy = (D * L)/A

D : Equidistance entre 2 courbes de niveau (m)
L : Longueur totale des courbes de niveaux (km)
A : Superficie totale du bassin versant (km2)

  • Le réseau hydrographique

Le réseau hydrographique se définit comme l'ensemble des cours d'eau naturels et artificiels, permanents ou temporaires qui participent à l'écoulement. La différenciation du réseau hydrographique d'un bassin est due à 4 facteurs principaux, la géologie (nature des roches, sensibilité plus ou moins forte à l'érosion), le climat, (densité du réseau plus ou moins importante), la pente du terrain et l'action de l'homme (drainage, construction de barrages, endiguement).

Le profil longitudinal d'un cours d'eau permet de définir sa pente moyenne, caractéristique qui détermine la vitesse avec laquelle l'eau aboutit à l'exutoire du bassin versant et donc le temps de concentration, variable qui influence le débit maximal observé. Ainsi, une pente abrupte favorise et accélère l'écoulement superficiel, tandis qu'une pente douce permet à l'eau de s'infiltrer dans le sol.

  • Le bassin versant du Bélon

Le bassin versant du Bélon, d'une superficie de 95 km2, s'étire du nord au sud sur 13 kilomètres environ et d'ouest en est sur 9.5 kilomètres et son altitude maximale de 105 m est relevée dans sa partie septentrionale sur la commune de Bannalec (carte 1). Son emprise concerne 6 communes dont une seule y est totalement incluse (figure 6).

Communes

Superficie totale

Superficie bv

% commune/bv

Baye

7.29

6.24

85.6

Bannalec

78.24

9.24

11.8

Le trévoux

20.88

20.88

100

Mellac

26.53

3.76

14.2

Moëlan sur mer

47.43

16.43

34.6

Riec sur bélon

54.48

38.83

71.3

Figure 7 : Proportion du territoire communal insérée dans le bassin versant

Le réseau hydrographique du bassin versant, d'une longueur totale de 83 kilomètres, carte 1) a été fortement influencé par les accidents tectoniques qui sont intervenus à l'échelle géologique. Ainsi, le Bélon sur son cours supérieur suit une direction N110, puis sur son cours moyen et inférieur il prend des directions NW/SE et NE/SW, résultat de des mouvements terrestres post-helvétiens. Les profils longitudinaux des 2 principales rivières du bassin versant montrent respectivement une pente moyenne de 4.65 et 9.76 m/km (figures 7 et 8).
L'estuaire ou ria, d'une longueur de 8 kilomètres environ, résulte de la transgression marine intervenue au tertiaire (Pliocene). Les régressions et transgressions qui se sont succédées par la suite ont contribué à forger l'estuaire dans sa configuration actuelle.

  • Bibliographie

Musy A. et Higy C. 2003.
Hydrologie, une science de la nature.
Presses polytechniques et universitaires romandes, 314 p.

G. Castany 1995.
Principes et méthodes de l'hydrogéologie.
Editions Dunod - 236 p.

 

  • Sites web

http://hydram.epfl.ch

http://www.eau-loire-bretagne.fr

http://www.bretagne.ecologie.gouv.fr

http://www.cemagref.fr

http://www.inra.fr