Hydrologie

Le cycle de l'eau

L'hydrologie est la science de la terre qui s'intéresse au cycle de l'eau, c'est-à-dire aux échanges entre l'atmosphère, la surface terrestre et son sous-sol. On parle d'hydrosphère pour désigner la partie de la planète dans laquelle l'eau se trouve. Les cycles hydrologiques sont donc présents dans l'hydrosphère.

Au titre des échanges entre l'atmosphère, et la surface terrestre, l'hydrologie s'intéresse aux précipitations (pluie et neige), à la transpiration des végétaux et à l'évaporation directe de la couche terrestre superficielle.

L'hydrologie de surface étudie le ruissellement, les phénomènes d'érosion, les écoulements des cours d'eau et les inondations.

L'hydrologie de subsurface ou hydrologie de la zone non-saturée étudie les processus d'infiltration, de flux d'eau et de transport de polluants au travers de la zone non saturée (encore appelée zone vadose). Cette zone a une importance fondamentale car elle constitue l'interface entre les eaux de surfaces et de profondeur.

L'hydrologie souterraine ou hydrogéologie porte sur les ressources du sous-sol, leur captage, leur protection et leur renouvellement.

L'hydrologie urbaine constitue un « sous-cycle » de l'eau lié à l'activité humaine : production et distribution de l'eau potable, collecte et épuration des eaux usées et pluviales.

Bien que ces domaines soient intrinsèquement liés les uns aux autres, il est utile de distinguer ces différents aspects de l'hydrologie car les phénomènes physiques en jeu diffèrent grandement entre eux, ce qui implique des échelles de temps distinctes de plusieurs ordres de grandeur.

Histoire

Les pionniers de l’hydrologie moderne sont Pierre Perrault, Edme Mariotte et Edmond Halley.

Le cycle de l'eau

L'eau est présente dans trois grands réservoirs distincts : l'atmosphère, le stock continental et le stock océanique. Des flux perpétuels permettent des échanges entre ces trois réservoirs.

Le réservoir océanique est le plus volumineux avec 1 338 millions de kilomètres cubes. L'évaporation océanique est le seul flux sortant de ce réservoir avec 0,505 million de kilomètres cubes par an. En termes d'apport, les océans reçoivent 0,458 million de kilomètres cubes par an de précipitations et 0,047 million de kilomètres cubes d'écoulement depuis les continents.

Les stocks continentaux sont composés de 47,961 millions de kilomètres cubes, ce réservoir s'évapore dans l'atmosphère à raison de 0,072 million de kilomètres cubes par an, et perd 0,047 million de kilomètres cubes d'eau par an d'écoulement dans les océans. Les précipitations continentales apportent 0,119 million de kilomètres cubes d'eau par an.

L'atmosphère est le moins volumineux de ces trois réservoirs avec 0,017 million de kilomètres cubes, néanmoins les quantités d'eau échangées y sont très importantes. L'évaporation apporte 0,505 million de kilomètres cubes d'eau par an depuis les océans et 0,072 million de kilomètres cubes depuis les continents. Les précipitations continentales se montent à 0,119 million de kilomètres cubes d'eau par an, les précipitations océaniques à 0,458 million de kilomètres cubes.

Représentations cartographiques

Les cartes et atlas hydrologiques^[1]. Les données hydrologiques varient dans l'espace et dans le temps en fonction de nombreux facteurs. Des moyennes sont établies et utilisées pour produire des cartes, mais les minima et maxima sont également utiles pour cartographier l'aléa (sécheresse, inondation décennales, centennales, etc.). Ce sont souvent des cartes à grande échelle (1/100 000, 1/150 000). Les cartes concernent les eaux de surfaces et/ou de nappes.
Les données cartographiables sont de type scientifique ou d'inventaire, et d'application ou de vulgarisation. Les données qu'elles décrivent sont de 3 types :

• les données de terrain
• les données hydrologiques quantitatives
• les données hydrographiques

Ce sont par exemple^[1]:

• des cartes pluviométriques et hydrométéorologiques
• des cartes hydrographiques
• des cartes hydrogéographiques
• des cartes géohydrographiques
• des cartes hydrologiques de surface ou hydrométriques
• des cartes hydrogéologiques
• des cartes hydrochimiques

En dérivent le cas échéant des cartes d'aléas ou de vulnérabilité des nappes, des cartes de zones inondables...

Bibliographie

• Alain Giret, Hydrologie fluviale, Paris, Éditions Ellipses, 2007 (ISBN 978-2-7298-3226-1)

Voir aussi

Liens externes

• Site sur l'hydrogéologie
• Cours d'hydrologie générale
• Site francophone sur l'hydrologie
• Site sur les modèles hydrologiques pluie-débit
• The Experimental Hydrology Wiki

Notes et références

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