L'analyse de bassin versant expliquée

Un MNE brut est plein de petites dépressions fermées : des cellules sans voisin plus bas. Quelques-unes sont réelles (carrières, karst, mares), mais la plupart sont des artefacts d'interpolation, de bruit ou de suppression de la végétation.

Si vous acheminez l'eau sur la surface brute, elle est piégée dans ces cuvettes et le réseau de drainage se disloque en fragments déconnectés. La première étape les comble donc, ou les entaille, jusqu'à ce que chaque cellule ait un chemin descendant vers le bord de la grille.

Cela compte plus qu'il n'y paraît : le remplissage des cuvettes est l'étape qui décide si vos chenaux se connectent. Cela signifie aussi que la surface utilisée pour l'hydrologie n'est pas tout à fait celle que vous avez levée — volontairement.

Ensuite, on attribue à chaque cellule la direction par laquelle l'eau la quitte. La méthode classique est D8 : l'eau part vers le plus pentu des huit voisins — toute l'eau, dans une seule direction.

D8 est simple et donne des chenaux nets, mais sur un terrain plat ou légèrement convexe elle force l'eau dans des lignes droites artificielles, car il faut choisir une direction unique même lorsque l'écoulement réel se disperse.

Les méthodes à flux multiples répartissent la sortie entre tous les voisins descendants proportionnellement à la pente. Le résultat est plus réaliste sur les versants et les cônes alluviaux, et produit des motifs d'accumulation plus lisses et plus crédibles.

STREAM comble les cuvettes, calcule l'écoulement avec une méthode distributive à flux multiples, et en déduit l'ordre des cours d'eau.

L'accumulation compte, pour chaque cellule, la surface amont qui se drainé à travers elle. Les cellules de crête n'en ont presque pas ; celles de talweg en ont beaucoup.

C'est de cette seule grille que naissent les chenaux. Choisissez un seuil — disons toute cellule drainant plus de N cellules amont — et vous obtenez un réseau de drainage. Abaissez le seuil et le réseau s'affine et remonte plus haut sur les versants.

Il n'existe pas de seuil universellement correct. C'est un choix de modélisation sur ce qui compte comme chenal dans votre paysage, et il doit être indiqué à côté de toute carte que vous livrez.

Une fois le réseau obtenu, l'ordination de Strahler le classe. Les tronçons de tête sans affluent sont d'ordre 1. Là où deux tronçons de même ordre se rejoignent, l'ordre augmente d'un ; là où des ordres différents se rejoignent, le plus grand est conservé.

C'est une façon compacte de dire à quelle profondeur de la hiérarchie de drainage se situe un chenal, d'où son usage pour filtrer (« montre-moi l'ordre 3 et plus ») et pour comparer des bassins.

Enfin, choisissez un exutoire — un ouvrage de traversée, une station de mesure, un puisard de mine — et tracez toutes les cellules dont l'eau finit par y passer. Cet ensemble est le bassin versant, et son contour est la ligne de partage.

Déplacez l'exutoire de quelques cellules et la limite peut changer sensiblement, surtout en terrain plat. Accrochez l'exutoire sur le chenal accumulé avant de délimiter ; un exutoire à une cellule du chenal ne drainé qu'un mince liseré au lieu de tout le bassin.

La résolution : une grille grossière lisse les petites lignes de partage et peut fusionner des bassins voisins ; une grille très fine capte chaque bordure et chaque andain, y compris ceux qui auront disparu la semaine prochaine.

Le type de surface : l'hydrologie sur un MNS fait couler l'eau sur les toits et les houppiers. Pour le drainage, il faut presque toujours un terrain nu.

Les travaux en cours : sur un chantier actif, merlons provisoires, pistes et stocks redirigent réellement l'eau. Ce n'est pas une erreur — c'est pourquoi l'analyse doit être relancée à mesure que le chantier évolue.

Dimensionner le drainage : connaître la surface contributive en amont d'un ouvrage ou d'un fossé est l'entrée de presque tout calcul de ruissellement.

Gestion de l'eau sur le chantier : trouver où l'eau stagnera sur une plateforme nivelée, et par où irait un déversement.

Mines et carrières : éloigner l'eau des fronts de taille, planifier les puisards et comprendre ce que la fosse intercepte.

Érosion et sédiments : les trajectoires à forte accumulation sur les fortes pentes sont là où vous perdrez du matériau en premier.