SECRETARIAT D'ETAT A L'HYDRAULIQUE

DŒECTICN DES ETUDES DE MILIEU

ET DE LA RECHERCHE HYDRAULIQUE

Sous - Direction des Ressources en Eau

Service Hydrologie

FORl\ŒATION PERMANENTE

DES TECHNICIENS HYDROLOGUES

LE LIMNIGRAPHE PNEUMATIQUE

A }'J'SBlT D'AIR

1 ère Partie :

Principe généralEtudes de détails

Pannes et anomalies

G. JACCONM. TOURNEHydrologues de l 'ORSTOM

Note technique 59/SHYL

Date Mars 1975

INTRODUCTION

Dans le stage de formation qui s'est déroulé en Novembre

et Décembre 1974 à la DEMRH, la limnigraphie a pris une place impor­

tante, sous la forme de l'exploitation des bandes des Telimnip NEYRPIC,

Une logique nouvelre de dépouillement s'est dégagée à l'issue de ce stage

l'objet de cette note est de la présenter, en l'illustrant d'exemples

concrets. La deuxième partie sera consacrée à cette tâche.

Mais avant de dépouiller des bandes de limnigraphes, il

faut d'abord les OBTENffi, ensuite les INTERPRETER.

L'analyse des données Lirnnîgr-aphfques qui parviennent

au Service Central, montre que la plupart des Chefs de Secteurs et de

leurs adjoints ONT UNE TRES BONNE PRATIQUE DU TELIMNIP

NE YRPIC. En général, quelques mois de tête à tête avec cet appareil

d'aspect compliqué, amènent une virtuosité remarquable dans sa mani­

pulation: remise à zéro, purge, calage, avance ou retard. La dextéri­

té d'un Chef de Secteur est pour le visiteur, tout à fait impressionnante.

L'interprétation et le dépouillement du diagramme sont

très loin d'atteindre la même qualité.

Nous avons constaté en Décembre 1974 que très souvent,

les principes de fonctionnement de l'appareil n'étaient pas bien compris:

il en résulte soit une INCAPACITE, soit une FAÇON ERRONEE

D'INTERPRETER L'ENREGISTREMENT.

- 2 -

'Cette 1 ère partie reprend donc un certain nombre de pomta

parfois évidents, qu'il est nécessaire de connal'tre et d'avoir bien compris.

Une note technique sur le dépouillement des LIMNIGRAMMES

NEYRPIC TELIlVINIP avait été publiée en Mai 1970 sous le NO 279/HC.

Les principes généraux décrits dans cette note ancienne ne sont pas

MODIFIES par les orientations nouvelles données dans celle-ci. L'expé­

rience de cinq années nous a conduit à apporter les simplifications et les

améliorations indispensables.

Cette note n'est pas un cours. La question des limnigraphes

est traitée dans le manuel de TECHNOLOGIE du COURS de FORMATION

Notre propos ici est essentiellement pratique et orienté vers une amélio­

ration effective de la connaissance du Telimnip NEYRPIC dont plus de

200 exemplaires fonctionnent actuellement en Algérie, en vue d'obtenir

d'eux un rendement OPTIMAL.

- 3 -

1. PRINCIPE DU TELIMNIP NEYRPIC

n s'agit d'un limnigraphe pneumatique (c'est à dire qu'il

fonctionne avec de l'air comprimé) et à débit d'air (c'est à dire que l'air

comprimé est constamment renouvelé).

1.1 Une expérience simple illustre bien cette double définition. Elle

est représentée sur le graphique 1 a ci-après.

Schéma 1 :

Un tube en verre a son extrémité libre immergée dans

l'eau contenue au fond d'un récipient. Un manomètre sensi­

ble lVI mesure la pression. Dans cette position, le manomè­

tre indique 0 (ou la pression atmosphérique suivant le

type de manomètre utilisé).

Schéma 2 :

On verse progressivement de l'eau dans le récipient. On

constate alors :

que l'eau monte beaucoup plus vite à l'extérieur qu'à

l'intérieur du tube.

que la pression augmente dans le tube

l'air se comprime. Inversement, si l'on siphonne

l'eau, la pression diminuera.

ON A DONC CREE UN APPAREIL PNEUMATIQUE

(compression d'air) et LIMNIMETRIQUE puisqu'il existe une rela­

tion entre les variations de hauteur d'eau et de pression.

Schéma

- 4 -

~ ..., .Si on fait pénétrer trè s lentement par le robinet R de

l'air comprimé (à une pression P suffisante), l'eau est

chassée du tube et des bulles d'air s'échappent à la base.

Les variations de hauteurs d'eau continuent d'entrafner des

variations de pression : notre appareil est un limnimètre

pneumatique à débit d'air.

Si on l'étalonne et si on Iernunit d'un système d'enregistre­

ment graphique, il deviendra un limnigraphe pneumatique

à débit d'air.

Remarque très importante

Si l'on verse rapidement une forte quantité d'eau dans le

récipient, on pourra observer :

1 . que l'eau monte dans le tube jusqu'à une certaine hauteur

puis baisse lentement.

2. que les bulles d'air cessent de s'échapper jusqu'à ce que

1i eau soit à nouveau chassée du tube.

3. que la pression au manomètre n'atteindra sa valeur défini­

tive (correspondant à ce nouveau niveau d'eau) qu'au mo­

ment de la réapparition des btùles d'air.

Nous reviendrons sur cette question plus loin avec la

"Vitesse de poursuite".

EXPLICATIONS COMPLEMENTAffiES A L'ATTENTION DES

TECHNICIENS INTERESSES.

Schéma 1 :

La pression mesurée par M est la pression atmosphéri­

que PA.

_wn.,...._....., ..--------~ _ ..".~...'"_~...__~JI,........~_~..,.;r'_...w~.................~•••QIl~.........·~..~,.._._...iIil_._. _

Air comprim~

( p >p'

)op,~---,1 ~ .

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· f.L~~

1b Pf!jt!C[Pt:.'

Air conlprim!a

n

1 il)[

r- ~: Hw ~t,J = hu; IiqUi~

/J.J = poids spédfiqu~

----..--1- 0- __• __ •• • •••,}.

1'1

- .__._. "r--- _.--,... -.. ·-l-·! --

SERVICEDEfv1RHKHOUAS w~

HYOR,(.,L0 ou: ------ NT. /V"S9 SHYL 7S ,I!î".u-_..J) GRAPHIQUE 1ar- œ -71; Vir...---- ...~_ ....,,~"~~~~"~ ._Ir..:......;;..._..... ·I

- 5 -

Schéma 2 :

L1eau monte et exerce sur l'air .une pression

p = PA + hw

11

VI

=

=

charge hydro statique (voir schéma)

poids spécüique = 1 kgfdm3 pour l'eau pure à 4g •

donc quand h augmente, p augmente.

L'air suit - approximativement - dans sa compression la

loi PV = Constante (pour une masse d'air déterminée).

donc si p croit, le volume diminue : l'eau monte dans le

tube.

Schéma 3 :

Liinjection progressive d'air compense la dirninution de

volume (par une augmentation de la masse d'air dans le tube)

h croit, donc p croit aussi.

1.2 Le Telim.nip NEYRPIC

Pour mettre en pratique notre expérience ci-dessus, la

Société NEYRPIC a utilisé un manomètre à mercure. pour mesurer

les pressions et un limnigraphe à flotteur pour en enregistrer les

variations.

Le graphique 1 . 6 montre ces modüications. Le principe

du TELU!IT'TIP NEYRPIC est parfaitement illustré par ce schéma

très simple.

Le mercure a été choisi en raison de son poids spécifique

très élevé: 13.6 fois celui de l'eau pure. Une dénivelée d'eau H

est donc représentée par une hauteur de mercure 13,6 fois plus pe­

tite.

- 0 -

EN RESUME

UN LIlVINIGRAPHE PNEUMATIQUE A DEBIT D'Am ENREGISTRE LES

VARIATIONS DE PRESSION D'UN GAZ (AIR ou AZOTE), PLUS OU

MOINS COl\œRIME PAR LES VARIATIONS DU NIVEAU DE L'EAU.

LE DEBIT D'Am EST ASSURE PAR UNE INJECTION PERMANENTE

(BOUTEILLES) .

CHEZ NEYRPIC, L'ENREGISTREIVœNT DES VARIATIONS DE PRES ­

SION, EST FAIT PAR UNE COLONNE DE MERCURE ET UN PETIT

LIl'v!NIGRAPHE A FLOTTEUR.

CHEZ OTT, ON UTILISE UNE CAPSULE MANOMETRIQUE ET UNE

BALANCE DE PRESSION (1)

(1) Un appareil de ce type est actuellement à l'essai à la Station de

LAKHDARIA.

- 7 -

2. DESCRIPTIONS DETAILLEES

L'objet de ce paragraphe est d'étudier un certain nombre

de points qui sont, à notre avis. insuffisamment décrits dans les notices

du fabricant et dans le cours de technologie.

Nous supposons néanmoins que le lecteur connait bien la

description générale et l'utilisation des deux modèles actuellement en

service dans le Réseau.

Nous appellerons

Ancien modèle (Ref. 3226). l'appareil à coffret métallique.

Nouveau modèle (Ref. 3227). l'appareil à coffret plastique.

Le graphique 2 ci-après montre la différence fondamenta­

le entre ces deux modèles.

Nous ne parlerons pas dans cette partie des tables d'enre­

gistrement. Nous ne distinguerons donc pas les anciens modèles à table

mécanique et à table électrique et il ne sera pas question d'écriture et de

diagrammes.

Afin de bien préciser le sens des termes techniques nous

avons donné en ANNEXE (au verso de la couverture). une reproduction

des schémas du fabricant avec la liste des pièces.

2.1 Introduction de l'air comprimé dans le circuit

Les questions généralement posées sont les suivantes

NANIPULATi(,;N POLIR LA MISE A ZERO

,

l! vers p,..lsp. d« pN.'$!ÛOn

."2

- 8 -

1) Pourquoi utilise-t-on une pression de 3 bars (à peu près

3 kgf crnz) ?

2) Quelle est la pression dans le "circuit'''? Autrement dit comment

passe-t-on de cette pression de 3 kg/cm 2 à la pression de tra­

vail ?

3) A quoi sert le visua1isateur ?

REPONSES

1) La pression de 3 bars correspond à une hauteur d1eau

d1environ 30 mètres (un peu moins si l'eau est très chargée).

L'amplitude maximale du Telimnip étant de 18 mètres et compte­

tenu d1inévitables chutes de pression, la valeur de 3 bars s'explique

facilement. MAIS ELLE N'EST ABSOLUMENT PAS INDISPENSA­

BLE POUR LE BON FONCTIONNEMENT DE LIAPPAREIL : IL

SUFFIT QUiELLE SOIT SUPERIEURE A LA PRESSION MAXIMALE

POSSIBLE DE L'EAU A LA STATION CONSIDEREE POUR PERMET­

TRE D'ENREGISTRER LES PLUS HAUTES EAUX.

Par ailleurs, le fabricant a sans doute pensé aux purges

il faut que la pression de purge soit suffisante pour être efficace.

~~PE~ : La poignée du détendeur de la bouteille doit être

entièrement desserrée pour changer une bouteille. Les nombreux

mano-détendeurs hors aer-vice, qui encombrent l'atelier de répara­

tion, montrent que cette consigne est loin d'être toujours respectée.

2) La pression dans le "circuit" est facile à calculer à partir

de la hauteur d'eau au-dessus de la prise de pression (orifice de

sortie des bulles d'air). Par exemple si l'eau est peu chargée et si

le niveau d'eau est à 1,50 m au-dessus de la prise de pression,

- 9 -

la pression dans le circuit d'air est de 0,1 50 kg/cm 2.

(1 kgfCE'l 2 pour h = 10 mètres - calcul faclle à faire sachant que

le poids spécüique de l'eau est de 1 kg/dm 3).

Comment passe-t-on de 3 kg/cm 2 à 0,150 kg/cm 2 ?

Par l'intermédiaire du robinet (R) de réglage du débit d'air, situé

au-dessus du visualisateur. Ce robinet amène une chute de pression

énorme équivalente par exemple à celle d'un robinet d'évier qui fuit

" goutte à goutte".

3) Les bulles d'air sont comptées dans le visualisateur. C'est

lui qui permet de régler le débit d'air qui dounern . à la fois un

parfait fonctionnement et une faible consommation d'air.

La pression de l'air dans le visualisateur est celle que l'on

a dans tout le circuit principal, depuis la prise de pression jusqu'à

la cuve du manomètre à mercure.

2.2 Le manomètre à mercure

C'est une partie de l'appareil un peu mystérieuse et in­

quiétante. ~~ui, en effet, n'a pas fait une erreur de manipulation et

vu le flotteur sortir de son tube comme un "boulet de canon" ?

Le fabricant ne donne pas dans sa notice un schéma de la

coupe verticale du manomètre à mercure. Nous en avons fait sur

le grap.hique N' J ci-après, une interprétation vraisemblable.

Le fonctionnement de ce manomètre est très facile à

comprendre: l'augmentation de la pression dans le circuit d'air,

reA'oule progressivement le mercure et par suite le flotteur.

c--J,~;,·rj)Tf i,~E t'Ff::'·,;9C·(J.r~f:.·- ..,....... _ •...• .~ .. _ ."_4-' .. ~~ ...._ ....._.~ _"", ~ __ o ....-_

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1

11

1

1

1

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! 1

Lorsque le niveau du mercure affleure la partie supérieure de l'ori­

fice C. l'air peut s'échapper à travers la colonne de mercure .

On se trouve alors en position maximale: TOUTE AUGIVŒNTATION

OE PRESSION DUE A LA MONTEE DES EAUX OU A L'ENVASEMENT

DE LA PRISE DE PRESSION NE CHANGERA PLUS RIEN (elle aug­

mentera seulement le débit d'air à travers le mercure).

Le poids de mercure à mettre dans la cuve du manomètre

est donc fixé par l'amplitude maximale choisie pour l'appareil. na été calculé une fois pour toutes par le fabricant et est donné sur

toutes les notices.

CONTROLE DE LA QUANTITE DE MERCURE

n suffit de faire monter progressivement la pression dans

le circuit en éliminant son exutoire habituel : la prise de pression.

n faut pour cela :

1) enlever la plume en verre (pour éviter de la casser).

2) retirer l'embout "prise de pression" (ref. 20 du schéma général).

3) Ancien modèle

Obstruer avec le pouce l'orifice marqué "Prise de pr-easron",

d'où l 'on vient de retirer l'embout.

Nouveau modèle

Ne rien faire d'autre (une soupape ferme automatiquement la

sortie d'air).

4) On peut augmenter le débit d'air (nombre de bulles) pour accélé­

rer l'opération mais il ne faut surtout pas ouvrir complètement

le robinet: l'essai doit être fait dans les conditions de travail

normales (pression de 0.6 kg pour 0.6 m par exemple) et non

avec une pression trop élevée.

- 11 -

Le support de la plume se déplace rapidement vers l'extré­

mité droite du diagramme, oü elle oscille autour de sa position

maximale.

ATTENTION: Sous prétexte de préserver les plumes, de nombreux

limnigraphes contiennent des quantités de mercure insuffisantes.

n en résulte que leur amplitude d'enregistrement REEL est réduite

de plusieurs mètres quelquefois.

POURQUOI ARRIVE -T-IL QUE LE FLOTTEUR SOIT VIOLEMMENT

EXPULSE ?

Cet accident ne peut provenir que d'une mauvaise manipu­

lation : une forte pression (3 kg/cm 2 en général) est brutalement

établie dans le circuit, le plus souvent parce que la prise de pression

est bouchée et que la purge a été inefficace. Nous verrons plus loin

que le résultat est catastrophique, surtout avec les anciens modèles

(voir paragraphe 2. 4) .

IL FAUT EVITER ABSOLUMENT UNE MONTEE RAPIDE DU

MERCURE (qui se traduit par un déplacement très rapide de la

plume de gauche à droite) : en raison de sa grande densité, le mer­

cure mis en mouvement rapide se comporte comme un corps solide

(énergie cinéttque très élevée),

2.3 La Vitesse de poursuite: Utilité de la Chambre de Prise de Pression

Le fabricant vend avec son appareil une boite rectangulaire

(ancien modèle) ou semi-circulaire (nouveau modèle), munie d'un

tamis ou d'une plaque perforée à sa base et percée latéralement d'un

petit orüice, appelé TROU DE BULLAGE.

- 12 -

NE YRPIC précise que ce trou doit être placé perpendiculairement

au courant. Cette boite est la Chambre de prise de Pression.

Le trou de bullage sera le ZERO du limnigraphe.

Quelle est l'utilité de la chambre de prise de pression ?

Là encore, le fabricant est assez discret à 'ce sujet. Son

rÔle essentiel est de constituer une réserve d'air qui sert d'amor­

tisseur aux variations brutales de pression . Ces variations bru­

tales sont dues :

- en général à des montées très rapides du plan d'eau (augmenta­

tion rapide de pression),

- quelquefois à des dépressions liées à une accelération des vitesses

d'écoulement au niveau du trou de bullage (dépression provisoire).

LA CHAMBRE DE PRISE DE PRESSION AMELIORE CONSIDERABLE­

MENT LA VITESSE DE POURSUITE POUR UN DEBIT D'AIR DONNE,

OU REDUIT BEAUCOUP LA CONSOMMATION D'Am POUR UNE

VITESSE :CE POURSUITE DONNEE.

On appelle VITESSE DE POURSUITE, la vitesse maximale

de montée du plan d'eau, que le limnigraphe peut enregistrer en res­

tant dans les limites de précision de l'appareil (! 1 cm pour des+amplitudes de 2, 5 à 6 m, - 2 cm pour des amplitudes de 7, 5 et

12,5 m) ,

Cette vitesse est fonction du débit d'air (ou "débit des

bulles", en langage usuel). COMME NOUS L'AVONS EXPLIQUE

DANS LE PREMIER PARAGRAPHE (page 4 - graphique 1. a) et

du volume total du circuit : visualisateur, cuve du manomètre à

mercure, tuyauteries, chambre de prise de pression.

- 13 -

Le fabricant a calculé une fois pour toute les débits d'air

pour un modèle donné (amplitude - longueur des tuyaux) et une

vitesse de poursuite donnée (ou vitesse de montée du plan d'eau).

Nous donnons le tableau des valeurs et le graphique 4 que

nou:~vons extrait à la page suivante. Ces chiffres concernent l'an­

cien modèle. NE YRPIC ne donne pas de tableau similaire pour le

nouveau modèle, mais les valeurs du débit d'air doivent être un peu

plus faibles (visualisateur, manomètre et chambre sont de dimen­

sions plus réduites).

COMMENT LA CHAMBRE DE PRISE DE PRESSION PER1VŒT -ELLE

DE REDumE LE DEBIT D'AIR?

L'expérience illustrée par le graphique 5 ci-après permet

d'en comprendre la manière. n s'agit de l'expérience présentée au

début (graphique 1.a) avec une variante : le tube a été équipé d'une

chambre de prise de pression.

- en 5 a le dispositif est préparé. Nous supposerons que le débit

d'air comprimé est très faible, et que le tube vertical est très

long (plus de 10 mètres).

- en 5 b le niveau d'eau dans le vase est presque instantanément

porté à la cote H . Que se passe-t-il ?

Chaque dispositü a une certaine masse d'air occupant des volumes

V et V' peu différents. En effet le volume de la chambre est fai­

ble par rapport au volume total si le tuyau est long (le calcul peut

être fait facilement sachant que le diamètre intérieur du tuyau est

de3 mm. et que le volume des circuits dans le limnigraphe est

d'au moins 500 cm 3). Soumis à une pression H, ces deux volu­

mes diminuent par compression d'une valeur dV à pau près

égale.

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1 a"

- 14 -

Mais ce volume dV va être occupé par l'eau sur des hauteurs

très différentes dans les 2 cas (ces hauteurs sont inversement

proportionnelles aux sections, à savoir moins de 0,2 cm 2 pour

le tube et 40 cm 2 pour la prise de pression .) : leur rapport

est de l'ordre de 1 à 200.

n en résulte, toujours à l'instant t = 0 que la pression

dans le tube sans prise, est égale à hw, très inférieure à la

pression Hw qui devrait être enregistrée, alors que dans le

tube avec chambre, la pression est h'vv très voisine de la pree­

sion Hw.

- en 5 c le débit d'air en augmentant la masse volumique a re­

foulé l'eau et dans les deux cas le pression dans le tube est Hw.

REMARQUES:

1) Le temps mis pour "rattraper" cette pression H\"V

dans les deux cas est à peu près la même. (Même volume dV à

compenser) .

2) Mais le résultat sur le diagramme (graphique 6) est

très différent : au temps t = 0 le limnigraphe indiquera :

- une cote très inférieure à la cote H réelle dans le tube seul

. (plusieurs dizaines de centimètres).

- une cote à peine inférieure à la cote H dans le tube avec chambre

de prise de pression.

3) Le temps T que met le limnigraphe pour rattraper la

cote (autrement dit pour compenser dV) est directement propor­

tionnel au débit d'air.

ON VOIT DONC PARFAITEMENT APPARAITRE LE ROLE DE LA

CHAMBRE DE PRISE DE PRESSION : ELLE PERMET DE SUIVRE

'1

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cote

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- 15 -

LES CRUES AVEC LA PRECISION DESIREE TOUT EN IVUùNTENANT

UN DEBIT D'AIR FAIBLE (compatible avec un temps de fonctionne­

ment raisonnable d'une bouteille).

NOTA : De très nombreuses stations ont été équipées de limnigra­

phes sans chambre de prise. de pression, pour des raisons de com­

modité d'installation. C'était une erreur pour les oueds à variation

de niveau rapide (bassins versants inférieurs à 500 km 2 surtout).

Le retard dans la poursuite est facile à. observer durant les crues.

Dans ce cas, il faut:

1) faire augmenter le débit d'air par l'observateur,

2) installer dès que possible une chambre de prise de pression.

IL FAU'r AUSSI RESPECTER LA POSITION DE LA CHAMBRE DE

PRISE PA.R RAPPORT AU COURANT pour éviter les dépressions

passagères, qui s'inscrivent sur le diagramme par des baisses anor­

males de niveau, en général au début des crues.

2.4 La mise au Zéro et la Purge

Ce sont deux opérations différentes bien que très souvent

confondues.

La Mise au Zéro consiste à mettre le limnigraphe en posi­

tion de repos c'est à dire à introduire la pression atmosphérique dans

le circuit: le manomètre à mercure s'équilibre, la plume se stabi­

lise vers la gauche (en "bas") du diagramme sur le "ZERO" de

l'appareil.

- 16 -

C'est ce qui se passe naturellement lorsque le trou de

builage est hors d'eau (étiage).

Cette opération est destinée

- à contrôler le calage du zéro de 11 appareil

- à connaîtr-e la cote échelle du trou de bullage si l'appareil est

bien calé.

Elle doit être pratiquée à chaque visite d'un technicien du Secteur .

Mais il ne faut jamais laisser longtemps un limnigraphe en

position "ZERO" durant une crue (envasement immédiat de la

chambr-e, colmatage du tube d'amenée d'air). n est déconseillé de

faire une Mise à Zéro durant les crues ; la remise en pression du

circuit (temps de rattrapage) après cette opération peut durer plu­

sieurs heures (suivant le débit d'air).

La Purge consiste à envoyer vers la prise de pression,

de l'air à une pression de 3 kg/cm 2. Ceci afin de déboucher une

prise colmatée.

Cette opération n'est à faire que dans le cas où l'on consta­

te une anomalie dans le fonctionnement de l'appareil. En effet elle

consomme beaucoup d'air et est parfaitement INUTILE si l'appa­

reil marche bien.

En pratique, nous rappelons les manipulations à faire

ANCIEN l\/IODELE

- Mise à zéro : débrancher l'embout N° 20. L'absence de soupape

met le circuit d'air intérieur à la pression atmosphérique

(voir graphique 2).

- 17 -

- Purge: brancher l'embout W 20 sur la prise marquée IlPURGE Il

après l'avoir retiré de sa position normale. Ouvrir le robinet

N°2 1!:. Durant la purge, l'appareil est en position de repos (ZERO).

ATTENTION : Si la prise de pression est bouchée, une pression de

3 kg/cm 2 s'établit dans le circuit extérieur et est directement ap­

pliquée au manomètre à mercure lorsque l'embout N° 20 est remis

dans sa position initiale . La détente qui en résulte chasse 2 fois

sur 3 , le mercure hors de son logement.

IL FAUT DONC OBLIGATOIRE:t.ffiNT ENFONCER LA SOUPAPE DE

L'EMBOUT N° 20 AVEC UNE LAMB LE TOURNEVIS, AVANT DE

LE REPLACER SUR LA POSITION "ARRIVEE D'AIR".

NOUVEAU MODELE

- Mise à Zéro : débrancher l'embout W 20.

Enfoncer la pièce prévue pour cela, et dont le rôle est de repous­

ser la soupape.

- Purge: Retirer l'embout W 20 et le brancher sur "PURGE"

IL N'Y A PAS DE ROBINET A OUVRIR.

Durant cette opération, le débit d'air se poursuivant par le visua­

lisateur, la pression augmente et la plume se déplace vers la

droite. Elle se stabilisera en position maximale si l'on maintient

cette situation suffisamment longtemps.

Si, comme précédemment, la prise de pression étant bou­

chée, une pression de 3 kg/cm 2 est appliquée au circuit sans pré­

caution, ON RISQUE BEAUCOUP MOINS DE VOIR LE MERCURE

SORTm DE LA COLONNE : en effet cette forte pression sera appli­

quée au manomètre en position maximale (ou presque) : l'effet de

choc sera donc beaucoup moins violent. IL FAUT TOUTEFOIS

EVITER, LA AUSSI, CE GENRE DE fv1ANIPULATION DANGEREUSE

ET PURGER LE CIRCUIT AVANT REMISE EN PLACE DE L'EMBOUT.

- 18 ..

3. PRINCIPJ:..LES PANNES

Nous ne parlerons pas ici de tous les problèm.es liés à la

table déroulante : vitesse de déroulement" avance ou retard" pannes

d 'horlogerie" problèmes des pUes électriques. Ces questions seront

traitées dans la deuxième partie de la note, non pas sous l'aspect sup­

pression de ces inconvénients, mais correction au niveau du diagramme.

3.1 Les pannes du système pneumatique lui-même ont en général une

seule et unique cause LA FUITE D'AIR .

~lle est soit permanente soit accidentelle.

Dans le premier cas, la fuite existe au moment de l'instal­

lation (mauvais raccord en général). Dans le second (le plus fréquent)

elle se crée au moment de crues ou de travaux dans la section. Une

fuite d'air se traduit par des anomalies très variables sur le dia.

gramme" suivant son importance et sa position: elle est toujours

gênante et doit être réparée.

On peut assimiler à cette panne" les ruptures de tuyauterie

au moment des crues : ceci revient à une baisse brutale de niveau

si la rupture est noyée ou à une mise à zéro si la rupture est hors

d'eau.

3.2 n arrive qu'une prise de pression soit arrachée mais reste attachée

au tuyau d'amenée d'air. Dans ce cas la prise peut varier de cote

suivant le niveau d'eau et les vitesses : il en résultera des variations

de calage de l'enregistrement sur le diagramme (Zéro variable) 1

- 19 -

d'un diagnostic très délicat et souvent inexploitables.

3.3 Une autre anomalie fréquente est l'envasement progressif de la

chambre de prise de pression : ceci se traduit par un diagramme

en dents de scie. En effet. l'air trouve un obstacle à sa sortie et la

pression augmente jusqu'à ce qu'elle puisse chasser cet obstacle

le tracé reprend alors instantanément la bonne cote puis remonte

progressivement avec la pression. Nous avons vu un limnigraphe

fonctionner avec un mètre de boue non tassée. sur la prise de

pression.

n ne faut pas confondre ces variations anormales de hauteur

sur le diagramme avec des fiuctuations normales dOes à une mau­

vaise implantation de la prise de pression : il arrive en crue que

le niveau de l'eau oscille de plus ou moins 50 centimètres par rap­

port à la cote moyenne sur des piles de ponts ou autres obstacles.

Le Itmnrgrephe enregistre ces variations rap id es (période de quel­

ques dizaines de secondes) mais en général la consommation d'encre

est mUe que le papier est imbibé et se déchire.

3.4 n arrive (rarement) qu'un limnigraphe dans certaines conditions

fonctionne en thermograph e, c'est à dire enregistre les variations

de température entre le jour et la nuit. Ceci se produit quand la

quantité d'air dans le circuit reste constante pour une raison ou

pour une autre (bouteille vide en général et prise bouchée).

La dili~on de l'air sous l'action de la température entra1'ne des va­

riationo de pressions qui apparaissent sur le diagramme par des

montées. quelquefois importantes entre 6 h et 8 h 00 du matin et

une baisse vers 16 hOO. Ces variations doivent être différenciées

des baisses artüicieUes du débit de l'oued. dOes à une dérivation

ou à un pompage temporaire.

- 20 -

On pourra trouver dans les Archives du Service Central :

- un exemple de thermogramme sur les diagrammes de la Station

de TIJ,"RSDIT1 (Code 15.01.06) durant l'année 1969 - 70.

- un exemple de l'influence des pompages à la station de BORDJ

GHOBRINI (Oued HACHEM).

3. 5 Les incidents de fonctionnement au niveau du manomètre à mercure

et du Hmnigraphe à flotteur sont assez rares. il arrive néanmoins :

- que le contrepoids soit gêné dans son mouvement par suite de la

non verticalité de son tube -guide.

- que les cablettes glissent sur les poulies, en cas de mou vements

brusques (position maximale du manomètre et débit d'air à tra­

vers le mercure).

3. 6 En général toute panne peut être décelée et par suite corrigée à la

suite d'un raisonnement simple sur le comportement anormal de l'ap­

pareil. Les düférents éléments théoriques exposés au paragraphe

2 doivent permettre de faire ce raisonnement.

L1analyse des diagrammes" objet du chapitre suivant

(2 ème :?artie) sera basée sur la même logique.

SECRETARIAT D'ETAT A L'HYDRAULIQUE

DmECTION DES ETUDES DE MILIEU

ET DE LA RECHERCHE HYDRAULIQUE

Sous .. Direction des Ressources en Eau

Service - Hydrologie

FORMATION PERMANENTE

DES TECHNICIENS HYDROLOGUES

LE LIMNIGRAPHE PNEU1Vf.ATIQUE

A DEBIT D'Am

2 ème Partie :

Exploitation des diagrammesInterprétation et Dépoulllement

Note Technique 59/SHYL.G. JACCON

M.TOURNEDate Mars 1975

- 1 -

INTRODUCTION

Le véritable objectif de -cette Note sur les aspects de

la limnigraphie, basée sur le TELIMNIP NEYRPIC, est de DEFINIR

AVEC PRECISION UNE METHODE, HOMOGENE DANS L'ENSEMBLE

DES SECTEURS, D'EXPLOITATION OPTIMALE DES ENREGISTRE­

:MENTS.

La première partie s'est attachée à étudier un certain

nombre de points sur la technologie particulière du TELIMNIP, dans

le but de faciliter l'interprétation du diagramme (chapitres 1 et 2) et

à donner l'inventaire des principales difficultés rencontrées dans sa

mise en oeuvre (chapitre 3).

Dans cette seconde partie, nous étudierons en détail

la phase de dépouillement, à savoir :

- le calage dans le temps du diagramme (chapitre 4)

- l'INTERPRETATION du diagramme

- le dépouillement proprement dit

(chapitre 5)

(chapitre 6) .

Les exerciées présentés au stage de formation du

mois de Décembre 1974, sont donnés en annexe avec leur solution.

- 2 -

4. CALAGE DANS LE TEMPS DU DIAGRAMME

4.1 RAPPEL

Nous considèrerons tout au long de cette note que la

gestion du limnigraphe est normale, c'est-à-dire :

- que les diagrammes sont mis en place en début de mois et retirés

en fin du mois par un technicien du secteur : les pointages dans le

temps et en hauteur sont donc bons aux deux extrémités du diagramme.

- que les diagrammes sont pointés au moins une fois en cours de

mois par un technicien du secteur.

- que l'observateur effectue correctement son travail avec les moyens

dont il dispose : un crayon à bille pour le pointage journalier et un

réveil plus ou moins bien régié (sur le soleU'?)

Ceci ne signifie pas que l'observateur soit compétent et ne fasse

aucune erreur de lecture d'échelles.

Les lectures d'échelles - 3 fois par jour en temps normal et

très souvent en crue - sont portées sur le cahier.

Si ces règles de gestion ne sont pas respectées, il

peut être impossible de suivre les consignes que nous donnons plus

loin. Comment, en effet. peut-on caler un diagramme si 1'011 n'a

aucun repère sÜr ? Considérant que 'Il'erreur est humaine li, nous

admettrons qu'une erreur de calage ou de pointage par un technicien

d'O" secteur hydrologique responsable EST EXCEPTIONNELLE et qu'

elle ne peut se reproduire plus d'une fois sur un diagramme mensuel.

.../...

- 3 -

4. 2 PLIAGE du diagramme

Les consignes données dans la Note Technique n° 279/

HC de Mai 1970 sont inappliquées, parce que difficilement applicables.

Cette note demandait de prendre comme axe de pliage un changement

réel de journée APRES CALAGE DU DIAGRAMME. Ceci imposait de

reporter chaque jour le repère "0 heure" (ou 24 heures).

il est donc préférable que les rares techniciens cons­

ciencieux qui appliquaient cette consigne l'abandonne, et fasse le

pliage du diagramme sur les 11 0 heures" (ou 24 heures) du papier.

C'est la première chose à faire: un diagramme en

rouleau est inexploitable si l'on ne dispose pas d'une table de 15 mè­

tres de longueur~

En Résumé PLIAGE DU DIAGRAMME SUIVANT LES TRAITS 24

r heures. Entre deux plis externes, on aura:"1

\i- 1 journée pour une vitesse de déroulement de 20 mm/h

- 2 journées " " " Il " " 10 mm/h

[ 1 - 4 journées Il " " " " Il 5 mm/h

4.3 Vérification du calage de l'enregistrement par rapport aux divi­

sions verticales du papier

il faut vérliier :

1. le calage au départ (pose du diagramme)

2. le calage à la fin (dépose du diagramme)

3. le calage au cours du mois lors des pointages du secteur

- 4 -

LES INDICATIONS DE L'OBSERVATEUR NE SONT PAS PRISES

EN CONSIDERATION DANS CE CONTROLE.

En principe~ il doit y avoir CONCORDANCE entre les

heures indiquées par le secteur et les heures du papier.

Si il Y a eu erreur de calage au départ, le décalage

doit se retrouver jusqu'au pointage suivant.

L'expérience de 5 années montre que les tables d'enre­

gistrement du TELIMNIP ont une vitesse de déroulement parfaite SI

TOUTES LES CONDITIONS SUIVANTES SONT REUNIES

diagramme bien placé

piles électriques en bon état

humidité inférieure à 100 %!nettoyages périodiques (12 à 18 mois)

Donc si une table déroule trop vite ou trop lentement~ il faut :

1. faire un essai de réglage à l'aide du levier "AVANCE-RETARD"

2. faire nettoyer la table en cas d'insuccès.

n arrive néanmoins~ assez souvent~ que l'on se trouve

devant un diagramme où il y a DISCORDANCE entre certaines heures

de pointage et les heures du papier : il faut alors savoir calculer

l'heure exacte d'une crue.

4.4 Calage horaire d'une crue sur un diagramme à vitesse de dérou­

lement non conforme

La méthode de calcul a été donnée dans la Note Tech­

nique n· 279/RC. Nous la reprenons ci-dessous sous une forme ...

.../ ...

- 5 -

. .• légèrement différente qui conduit au même résultat mais par des

calculs plus simples.

4.4.1. Raisonnement Théorique - voir le graphique 1 ci-après.

La crue se situe entre deux pointages horaires du

secteur, considérés comme sOrs.· Soient Hl et H2 les heures corres­

pondantes. Nous cherchons à trouver Hc, l'heure, par exemple, du

maximum de la crue.

Aux heures réelles Hl, H2 et Hc correspondent des

"heures-papier" H'l' H'2 et H'c qu'fi est facile de lire sur le dia­

gramme.

Nous connaissons aussi la vitesse théorique V' de

déroulement de la table: 5, 10 ou 20 mm. en une heure.

n est donc favile de calculer :

1) la longueur de papier déroulée entre les deux pointages et par

suite la vitesse réelle de déroulement V.

En effet, la longueur de pa.pier L est égale à

V' X TI avec T' = Hl2 - Hl1

donc la vitesse réelle de déroulement est

avec T = H2 - Hl .

Ceci est évident puisque le papier a été imprimé ainsi.

LV = -

T

2) L'heure exacte du maximum de la crue est elle aussi déduite

de la longueur de papier l à partir de l'un des pointages (on

prendra plutôt Hl pour éviter une soustraction).

1 = V' x t' avec t l = Hic - H'l

, .. /...

lt =

Vavec t = Hc - Hl

et Hc = Hl + t

4.4.2. Exemple.

n est illustré par le graphique 1 ci-après.

NOTA. Les symboles Hl' H2 etc•.• désignent des dates en jours,

heures et minutes.

IL EST INDISPENSABLE DE PRENDRE L'HABITUDE

DE FAmE LES CALCULS SOUS LA FORME UTILISEE CI-DESSOUS

QUI EST SIMPLE ET EVITE DES ERREURS,

L'exemple ci- après, est traité en suivant exactement

l'ordre du raisonnement théorique précédent.

1Q) a. LONGUEUR DE pAPIER entre les deux pointages

Ht2 = 21 14 20

H' = 12 9 401

T' = 9 4 40 = 9 jours 4 heures 40 mn =220 h 40 mn,

sachant que 1 minute = 1,66 centième d'heure

40 minutes = 66,4 centièmes d'heure

donc T' = 220,66 heures en valeur . décimale

VITESSE THEORIQUE V' = 10 mm/h

donc L = 220,66 x 10 = 2206,6 mm,

... /...

o•fit1

3:,:li1X1

\Il

".,<n

"

VITESSE DE DEROULEMENT THEORiQUE =10 mm{beurc

2'

. t··". -\ .,~,~.

'. , ~---~- ~~ '..:~. -: :::: _:~ ..~: "...Jo"?_"'.'""·

1 13

"." ......

~ ..' .~ .• '.......... ",

...

1111

Z'- 2' 2' 2« 1 2'

111111

19 18 17 116 -15

IH'c: 22h.OO1

.... 41:. li: .

20.Jours ct •21•he'I~LoItft:: ....h.20papier ··1

%~Q..,oo

\Q

"

.. :x:.. a"3"(L~o:» c.a n.. :r-

"

..

- , -

b. VITESSE REELLE '~e DEROULElVIENT V.

H2 .0 20 8 10 ---;::. 19 31 70

Hl = 11 17 40 11 17 40

T = 8 14 30

soit T = 8 jours 14 heures 30 minutes = 2061 5 heures

donc V =22061 6 = 101 686 nun/heure.20615

LA VITESSE REELLE DE DEROULEMENT est de 101 686 mmLh

2°) He.ure du maximum de la CRUE.

H'c = 16 22 00

H'l = 12 9 40

t' = 4 12 20 = 108 heures 20 mn = 108 1 33 heures

l = 108,33 x 10 = 10831 3 r.am

t = 1083 1 3 = 101 136 heures101686

soit t = 4 jours 5 heures et 22 minutes

et Hl = 11 17 40

+ t = 4 5 22

He = 15 23 02

~e ~um de la crue a el;1lieu le 15/5 à 23 H 02'.

4. 4. 3. Commentaires.

1. On voit l'importance du décalage, même pour une vitesse

de déroulement réelle l peu différente en apparence l de

la vitesse théorique (+ 0 1 7 mm/hl.

... / ...

- 8 -

2. Dans cet exemple Hl et H'l sont différents. En gênéral,

le pointage de départ se trouvant au dêbut du diagramme

Hl = H'l, ce qui ne change rien au calcul.

3. Les calculs sont très simples s'ils sont faits methodique­

~ent.

IL EST ESSENTIEL QUE TOUT CHEF DE SECTEUR SA­

CHE FAIRE UN CALCUL SIlY.ULAIRE SANS ERREUR.

Nous conseillons de toujours présenter le "problème"

sous une forme graphique comme nous l'avons fait.

4. IMPORTANT. Pour dépouiller correctement la crue donnée

dans l'exemple ci-dessus, il faut impérativement tenir

compte de la vitesse réelle de déroulement. Pour cela,

on fabrique une réglette d'une longueur réelle de 24 ou

48 heures sachant q~e sa longueur sera égale à :

V x 24 (ou 48),

Exemple : 10,686 x 24 = 25,646 cm

ou 10,686 x 48 = 51,293 cm.

Cette longueur sera divisée en 48 ou 96 parties égales,

ch..acune d'elles correspondant à 1/2 heure.

Si la vitesse réelle de déroulement ne diffère de la vitesse

théorique que de 0,2 mm/h en plus ou en moins, ON NE TIENDRA

PAS COMPTE DE CETTE DIFFltRENCE APRES AVOIR CALCULE

L'HEURE EXACTE DU MAXIMUM SI LA CRUE DURE MOINS DE

24 HEURES et dans ce cas seulement.

~ .. / ...

- 9 -

4. 5 Conclusion du chapitre 4

La lecture de ce chapitre montre combien il est im­

portant de surveiller et si nécessaire de régler correctement l la

VITESSE REELLE DE DEROULEMENT DU PAPIER. Cela évite beau­

coup de problèmes.

La phase préparatoire du dépouillement d'un limni­

gramme comprend les étapes suivantes:

1. PLIAGE SUR LES TRAITS VERTICAUX 24 heures

2. CONTROLE DE LA VITESSE REELLE DE DEPOUILLEMENT

3. CALCUL EVENTUEL DE CETTE VITESSE REELLE ET DES

HEURES DE MAXIMA DE CRUE.

CONSTRUCTION EVENTUELLE D'UNE REGLETTE.

.. 10 -

5. INTERPRETATION DE L'ENREGISTREMENT

C'est la phase fondamentale du dépouillement.

C'est l'étape la plus difficile car elle demande la prise en compte

de plusieurs hypothèses qU'il faut analyser et dans lesquelles il faut

faire un choix logique : NUL N'EST PLUS QUALIFIE QUE LE CHEF

DE SECTEUR RESPONSABLE de la station concernée, pour faire ce

TRAVAIL.

Nous donnons en annexe deux exemples de diagrammes

à interpréter, choisis parmi ceux présentés lors du stage de FOR­

MATION DE Décembre 1974. Ces exercices ont été discutés et exé­

cutés par les 25 hydrologues (stagiaires et professeurs) qui ont par­

ticipé à ce stage: l'interprétation présentée ici, n'est donc pas seu­

lement celle des auteura de cette note.

Les deux exemples ont reçu les numéros A et B :

nous y ferons souvent référence dans les explications qui suivent

et nous conseillons au lecteur d'avoir ces deux amiexes sous les

yeux pour faciliter sa lecture.

5.1 Préparation du diagramme (suite)

Après pliage et calage l il faut immédiatement reporter

tou~es les lectures d'échelle de l'observateur sur le diagramme (en

tenant compte de la '1tesse réelle de déroulement s'il jO a décalage),

Ceci est absolument nécessaire pour faire l'interprétation.

.../ ...

.. 11 -

REMARQUE IMPORTANTE

Les lectures d'échelle des observatetU-s sont :

- souvent erronées, même si l'observateur est compétent.

Ceci dépend des conditions de lectures : distance de l'échelle,

obscurité, vagues, bl"anchages, etc... et de l'assiduité de

l'observateur (il est bien rare qu'un observateur n'ait pas

un remplaçant certains jours de marché... ).

raren1.ent faites à l'heure indiquée. fi est dilficile de croire

qu'un observateur puisse faire à longueur d'année des lectures

à 8 H 00, 12 H 00 et 17 H 00 et pourtant, il y en a beaucoup

si l'on en croit les relevés!

Ceci est extrêmement important. En pratique, nous nous

baserons TRES RAREMENT sur une lecture isolée: 'lOUS utiliserons

presque toujours la tendance moyenne de plusieurs lectures.

5. 2 Interprétation

Trois cas se présentent suivant l'allure générale du liron!-

gramme:

CAS 1.

CAS 2.

CAS 3.

diagramme complet, d'allure régulière

di1lgramme incomplet, d'allure régulière

diagramme complet ou incomplet, présentant des anoma­

lies de fonctionnement : paliers horizontaw:: rectilignes

ou en "dents de scie'l, brusques variations verticales,

etc•..

... / ...

- 12 -

Dans le premier cas l nous distinguerons trois types de concor­

dance tracé-lectures d'échelles

a. bonne concordance

b. discordance systématique l constante ou nonI mais toujours

dans le même sens : les lectures d'échelle sont soit au­

dessus l soit au-dessous du tracé

c. discordance non systématique : les lectures d'échelle sont

plus ou moins dispersées autour du tracé.

Dans les deux autres cas (arrêts ou anomalies), on cherchera tou­

jours à revenir au Cas 1, en général par Reconstitution du dia­

gramme.

Cas 1: diagramme complet d'allure régulière.

1 a: bonne concordance entre le tracé et les lectures d'échelle.

CE DEVRAIT ETRE LE CAS GENERAL.

L'interprétation est immédiate, on peut passer au dépouille­

ment.

REM.A.RQUE Le terme "bonne concordance" ne signifie

pas que toutes les lectures d'échelle sont exactement sur le

tracé. Ceci est normal l étant donné les réserves faites sur

la qualité des lectures de l'observateur.

Mais les écarts restent faibles l de part et

d'autre du tracé. Une ou deux lectures peuvent même être

assez différentes, surtout dans les parties du limnigramme

à forte pente (heure de lecture approximative).

Voir ANNEXES A (secteur Al A2) et B (BI B2)•

.../...

- 13 -

RAPPEL. Nous supposons que le limnigraphe est muni d'une cham­

bre de prise de pression et que le débit d'air est suffisant pour as­

surer une bonne poursuite (voir la 1ère partie de cette note). S'il

n'en est pas ainsi, il faut s'inquiéter de toute discordance - même

faible - dans les parties à forte pente ascendante.

1 b discordance systématique.

Plusieurs cas sont à envisager, suivant la position des

éc.belles et de la chambre de prise de pression (P. P).

1 b 1 - Echelles limnimétrigues et p. P ~~~ns :une même section

transversale de l'oued et sur la même rive.~-.I

En pratique le t~au d'air de P.P. est fixé sur le fer U

des échelles.

En théorie la concordance devrait être parfaite, mais on

observe en fait un ECART CONSTANT.

Hypothèses d'interprétation de l'anomalie

- mauvaise manipulation de l'observateur (purge ou essai

de réglage) - CAS TRES FREQUENT.

- r.ilauvais calage, tt'ès souvent lié au fait que le trou de

b tiliage de P. p. n'est pas au zéro de l'échelle et que

la p. p. est hors d'eau au moment du réglage.

Par exemple, si la P. P est à la cote 50 et que la

plume ait été réglée en bas du diagramme, il y aura

une discordance systér.aatique de 50 cms. Pour une hau­

teur de 0,60 m, le limnigraphe indiquera 0,10 m •

.... / .. ,

- 14 -

Ce cas peut être accidentel: fuite d'air w.J.portante à

une hauteur plus ou moins grande au-dessus de P. p. Si

cette fuite se produit quand P. P est hors d'eau, il sera

ir.npossible de s'en apercevoir avant la crue suivante.

Cas des échelles inclinées (voir paragraphe 1 b 3).

1 b 2 - Echelles li~nimétriques et P. p. dans une même section---- ~..~- -traE!sversàle z,nais face à face, sur les deux rives.

La discordance n'est pas obligatoire dans ce cas -là,

mais elle est fréquente. Elle provient :

soit du fait que la section se trouve dans une courbe la

pente transversale de la surface de l'eau croit avec la

hauteur,

Cas de la station de ROCI-IER des PIGEONS (oued el

Harrach) - anciennes échelles (1968 - 1971)

- soit, à cause de l'existence d'un obstacle (rocher, arbre)

sur une seule des deux rives.

Cas de la section de LP.:..K-l-IDARIA (oued Isser) - an­

cienne prise de pression (1968 - 1974),

La discordance apparait en général pour des cotes im­

portantes et croit avec la hauteur à l'échelle.

1 b 3 - Echelles limnimétriques et p. p. dans des sections trans-I- U, 1 • (Ii

versales différentes, sur une même rive ou non.~ ,.

La discordance se produit presque toujours, sauf si

l'oued est à . pente régulière et section transversale cons­

tante. Mais dans ce cas, échelles et P. p. sont installées

dans la même section, ..

... /...

- 15 -

C'est la cas de nombreuses stations équipées de seuils

naturels ou artificiels (seuils en col de cygne en particulie~

pour lesquels la prise de pression est nécessairement ins­

tallée sur le seuil pour des raisons de stabilité et d'ensa­

blement (en général avec un élément d'échelle) et les échel­

les de crue sont implantées à l'amont.

La discordance apparait dès que les lectures sont faites

sur la batterie d'échelles "amont".

Dans ce cas. on établit un graphique de correspondance

entre les lectures d'échelle et les cotes enregistrées par

le limnigraphe. lues sur le limnigramme.

Le graphique 2 ci-après donne un exemple extrait de

l'annexe A (partie A2 AS)' A cette station. la batterie

d'échelle est double: de 0 à 2.50 m elle est fixée sur une

ancienne culée de pont et elle porte le tuyau de la chambre

de prise de pression. Au dessus de 2.50 m. les éléments

sont implantés dans la rive à 6 mètres à l'amont. On lit

si...ïlultanément 250 sur l'échelle aval et 261 sur l'élément

amont. La courbe de correspondance ab (qui est presque

une droite) est établie à partir des enregistrements des

hauteurs supérieures à 2.50 m.

Cas des échelles inclinées.

En général la P. P est fixée sur le support de l'échelle.

Le limnigraphe enregistre des hauteurs verticales alors que

l'observateur lit sur l'échelle des hauteurs obliques : si les.

graduations de l'échelle sont centimétriques (il existe des

échelles à graduations corrigées suivant l'angle d'inclinai­

son)• il Y aura discordance systématique pour toutes '.••

.../ ...

~ÇE COTES EC~gLbE5-ÇOTES UMN~RAPHE

( Ex~mpleo de- ,10 ~btjm deo l'om~xeo A )

6Z cfS6J

'IlU

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.'d apres d tlutres cru,,",

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L- B 11: 250- 600 cl /'tun(""I.

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V )( d~pr.~ AnnMe A• , , •1

2

.0 E M R H Service Hydrologie

1 c :

- 16 -

• .• les hauteurs sauf une : celle du trou de b uUage de la

p. P (en principe zero de l'échelle) .

La courbe de concordance est une droite" facile à tra­

cer si l'on connait l'angle d'inclinaison 0( ou quelques va­

leurs simultanées cote échelle - cote limnigram.me.

On a ; cote limn!. = cote échelle x cos Of

C'est le cas des stations de LAKHDARIA (nouveau lim­HiNtnigraphe) et d'OUED el ABTAL (oued ~).

En résumé, dans les cas 1 b 2 et 1 b 3, la discordance

nlest qu'apparente.

LE LIlVINIGRAMME EST EXACT.

1 c 1 - Si les 3 ou 4 pointages du secteur montrent que le diagram­

me est bien calé en hauteur,

si les reports des lectures de l'observateur sont correcte­

ment faits,

on peut affirmer que l'observateur est d'une compétence

douteuse ou d'une assidUité périodique.

Dans ce cas, le limnigramme est correct et les lec­

tures d'échelles de l'observateur ne sont pas prises en

compte. TI faut par contre s'occuper de l'observateur lui-

même•..

... /...

! - 17 -'

1 c 2 - Si les pointages ne sont pas en accord avec le limnigramme

(à part le pointage du début),

si la situation de l'équipement dans le lit ne permet pas de

se ramener à un cas précédent,

il faut envisager les hypothèses suivantes

vitesse de poursuite insuffisante

fuite d'air

pression d'air insuffisante

prise de pression "flottante" (voir 1ère partie

paragraphe 3.2)

point-bas et condensation dans le tuyau de la prise

de pression,

etc••.

Quoi qu'il en soit, si la dispersion est forte, l'ob­

servateur est mauvais car les différentes causes d'anomalies

indiquées ci-dessus conduisent à des variations progressives.,

plutOt que brutales, assimilables à des changements de la

cote de la chambre de prise de pression.

Ce cas est, le plus souvent, très délicat à interpré­

ter et ·le limnigramme est difficilement exploitable. Par

contre, il doit entrainer une intervention immédiate du chef

de secteur, sur le terrain.

Cette situation est, en pratique, très rare : en gé­

néral, les anomalies se traduisent sur le diagramme par

des arrêts ou des paliers que nous étudions ci-dessous dans

les cas généraux 2 et 3.

... / ...

- ... 0 -

5.2.2. CAS 2. diagramme incomplet, d'allure régulière.

Ce cas était fréquent lorsque les observat~urlt n'avaient

pas reçu la consigne IMPERATIVE de ne jamais arrêter le limnigra­

phe (mise à zéro - arrêt du débit d'air "pour éviter le débordement

du mercure").

Mais il peut se produire par suite d'une panne d'écri­

ture par exemple, ou pour toute autre raison (rupture accidentelle

du circuit d'air).

Dans ce cas

- la partie existante du diagramme est analysée comme dans le

CAS 1 ci-dessus.

- la partie manquante est RECONSTITUEE à partir des lectures

d'échelle de l'observateur. Suivant le nombre et la qualité de

ces lectures, I.e tracé de la partie reconstituée sera plus ou

moins précis. On en tiendra compte lors du dépouillement

(code qualité).

5. 2. 3. CAS 3. diagramme complet, ou incomplet, présentant

des anomalies.

Ce cas est parfmtement illustré par les deux annexes

A et B.

Nous distinguerons les paliers horizontaux (Annexe B ­

partie B2 B3 par exemple) et les traits verticaux (annexe B - en

B5 par exemple).

5.2.3.1 - Paliers horizontaux.

Le cas le plus fréquent est celui représenté sur l'an­

nexe B parties B2 B3 et B4 B5•

... /...

- 19 -

n ne s'agit pas d'une anomalie: le limnigraphe se

trouve en position d'enregistrement maximal (voir 1ère partie ­

paragraphe 2. 2).

En principe ce palier "en dents de scie" se trouve tout

en haut du limnigramnle, si la quantité de mercure est correcte.

Dans l'exemple de l'annexe B, l'insuffisance de mercure

fait que le limnigraphe a une amplitude réelle de 4, 80 m seule­

ment~

A noter que ce palier CODlmence en général à une hau­

teur supérieure: tout se passe corn.me si la 1ère bulle d'air

8ttalt une certaine difficulté pour traverser la colonne de mercure.

Puis, celle-ci, étant mise en œouvement par ce 1er passage,

l'air circule plus facilement. Les fluctuations de la colonne de

mercure entrainent des variations de pression d'où les "dents

de scie'l.

On observe beaucoup plus rarement des paliers rigou­

reusement horizontaux sauf évidemment quand le limnigraphe est

au repos (prise de pression réelle ou artificielle par rupture du

tuyau, hors d'eau). La seule cause de palier horizontal rectiligne

que nous connaissons, provient d'un mauvais fonctionnement du

systèn1.e d1enregistrement : contrepoids du flotteur coincé à

l'entrée de son guide ou crinelle bloquée et patinant sur les

poulies.

Ce cas est très rare.

Du point de vue interprétation, tous les paliers hori­

zontaux sont identiques à des arrêts de l'appareU et impliquent

une RECONSTITUTION.

... 20 -

5. 2. 3. 2 ... Traits verticaux.

Nous ne tiendrons pas compte ici des purges ou mise S

au zero volontaires, indiquées sur le diagramme. Nous rappe­

lons que ces contrôles sont très déconseillés durant les crues,

sauf nécessité absolue.

Les traits verticaux sont presque toujours dus à des

changements accidentels de la cote du trou de b uUage de la

prise de pression, par rupture du tuyau d'amenée d'air.

Les autres origines beaucoup plus rares sont :

- décalage volontaire mais incorrect de l'obsertateur

- panne brutale d'arrivée d'air (bouteille fermée) concordant

avec une montée du niveau de l'eau toute aussi brutale.- '2J--:. .... -Il

On pourrait imaginer d'autres raisons rarissimes

mais qui n'apporteraient rien à notre analyse.

Les annexes A et B montrent en A3, BS des traits

verticaux imputables à des fuites d'air et en A4 Ut"'l déréglage

consécutif à une purge faite par l'observateur.

Du point de vue interprétation, fi est important de

connaitre les effets consécutifs à ces traits verticaux. On voit

en A3 que le tracé reprend une allure régulière avec un déca-cn./

lage et /BS que le tracé est horizontal: le limnigraphe n'enre-

gistre plus rien. n en résulte une lacune qu'il faut cor.apenser

par RECONSTITUTION.

... /...

~ 21 -

5.3 Conclusion du chapitre 5

La très longue analyse qui précède est absolument

nécessaire si l'on veut comprendre un enregistrement et le dépouil­

ler correctement. La plupart des diagrammes sont exploitables dans

la mesure évidemment où ils portent un minimum d'indications exac­

tes (voir paragraphe 4.1 du chapitre précédent).

Si la phase d'interprétation est correctement faite, le

dépouillement ne présente aucune difficulté. Nous en rappelons les

règles dans le chapitre suivant.

- 22 -

6. DEPOUILLEMENT DU LIMNIGRAMME

6.1 Nous ne reprendrons pas ici la présentation des bordereaux

de dépouille:t.nent :

fiches mensuelles -,) code 461

fiches journalières --t code 471

.. 481

il 491

(1/2 heure)

(1 heure)

(2 heures)

La rédaction de ces bordereaux est bien assimilée actuellement.

Nous rappelons seulement :

- que le choix du pas de temps dem.ande un peu d'attention ­

MIEUX VAUT PRENDRE UN PAS TROP PETIT QUE L'INVERSE.

- que lion peut changer de pas de temps au coure d'une crue

- qu'il faut écrire lisiblement

- qu'un contrôle sérieux doit être fait par le Chef du secteur

avant expédition au Service Central.

6.2 La méthode de dépouillement doit par contre être modifiée dans

l'ensemble des secteurs, conformément aux instructions données au

stage de formation de Décembre 1974.

Nous avons mis en évidence dans le chapitre précédent qu'un

limnigramme peut présenter trois aspects différents

1 . allure normale et bon calage en hauteur

2. allure normale mais décalage en hauteur systématique

3. arrêt ou palier horizontal d'où RECONSTITUTION.

... /...

- 23 -

-REGLE IMPEliATIVE

DANS LES CAS 1 et 2 CI-DESSUS ON NE DOIT JAMAIS RE­

THACER UN NOUVEAU LIMNIGRAMME AU CRAYON SUR LE

DIAGRAlVIl\IIE .

LA RECONSTITUTION NE DOIT ETRE FAITE QUE DANS LE

CAS D'UNE ABSENCE DE LIIVl:N"IGRAMl\IIE

(les oal.iers horizontaux étant assimilés à une absence) •..

PRATIQUE DU DEPOUILLEl\IIENT.

CAS 1 : les hauteurs sont lues sur le limnigramme et reportées

directement sur les bordereaux, suivant le pas de temps

adopté.

CAS 2 nous considerons ici le cas d'un décalage systématique

puisque dans les autres cas le limnigramme est correct

(accord limnigramme - lectures d'échelles"par la courbe

de correspondance - voir paragraphes 1 b 2 et 1 b 3).

il faut dl abord calculer· le décalage.----- " .... ...... ...

Pour cela. on utilise une réglette en papier sur la­

quelle on porte à partir d'une origine 0 quelconque tous les écarts

entre le tracé et les lectures d'échelles qui ont été reportées sur le

diagramme.

L'origine de la réglette est posée exactement sur le

point représentant la lecture d'échelle et le bord de la réglette est

placé parallèlement aux traits verticaux du diagramme : il swfit de

pointer l'intersection du bord de la réglette avec le tracé de la plu­

me du limnigraphe. Le grap~que J ci-après illustre cette technique.

.../...

EST/HAT/Off DU DECAL.AGE HOYER AVEC

'-'A/DE D'UNE REGLE"€' ElY PAPIER

J--- -----0

.ti'b

~ ~~ e~ ~"a ~\!) .....

~ ~... ~

~ ~~ 6

.... ---- -------'1==~~~ =:_~~-:~__ ._2

---''-''-POJ.NJ:If.~'E;...D_I..;.;~_.=Pi;~;_7!-_::~_~i!f..;.:;.;:-~_:_~?:_•..----- ------10-.---- -------- 9------ -- 5

I,N

~/I'fNIORAH/"1E

I.CCrVRE05 d'ECHELl.E'

- ._---- ._- .... ----- ------ ---- ,-

- ·---+--1--- o ••_----

---1---- .--...- .. ----- '---" .------

Dtms ce' .xemp/6, daceI/t75_ positif, ~!p/ d+ 54 cm pt'Jur une dmp/ltude D - 6 m

-- ----- ._•. - ---- _._-- --- r- - - ~~i ~~ \

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r---,--t----

I~~ ~r-O 1 :: 1 \t -·t 1: -1 I-'~ r-I -1 \Il' I,I.J1

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-+--+---+----l!-----l~-+_: -: I-r-: r-i~ - I-+---+--i--r-\t---

l''~ -4~ l ! .- ... 1 ~I' l.N ..~- r- --: 1- r- c---l - 1 - 1 .....~ - 3 '-- I....+-t--t----t--~-

.J _. 1 l, 1..11-.41-0 : -''''' 'r

1 1 1 ~ ~~.. 111 !'l--, 1- l 1- -1 1-__ : ~I- 5 _ J,

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., 1 1 1 t1'----l "t 1- l 1-'-1 f-.-- 1-(01-+---+---+----- --..-f---- .,--t---i---t--

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I~I-~--+-_I-~~-1- ..... - •.---- -

-0- E-/'f- R-H- SlIrv/c/! Hydra/ogIe rOURNE.11 HTI59ISHY~/'5- VISA14/8/1915 GRAPHII/lI4 :$

- 24 -

On obtient en général de nombreux traits-repères très

rapprochés et quelques traits isolés correspondant à des lectures

d'échelles fausses ou mal calées dans le temps.

LE DECALAGE MOYEN EST LA DISTANCE, COMPTEE EN

CENTIlV.iETRES DE HAUTEURS D'EAU (suivant l'échelle du dia­

gramme) ENTRE L'ORIGINE DE LA REGLETTE ET LE TRAIT

MEDIAN - c'est-à-dire le trait tel qu'il y en a autant de part

et d'autre.

On aura ainsi parfaitement tenu compte de la tendance

"moyenne" des lectures d'échelle et non plus d'une seule lecture.

L'exercice peut être fait sur l'ANNEXE A (parties

A 3 A4 et A!J, A 5).

Le décalage sera positü si les lectures d'échelles

sont au-dessus du limnigramme, négatü dans le cas inverse.

Pour le dépouillement, on procedera alors ainsi :

1) lire des hauteurs sur le lirnnigramme et les reporter dans

la colonne "observations" de la fiche de dépouillement

2) ajouter le décalage et porter les hauteurs calculées dans la

colonne "hauteur" de la même fiche.

CAS 3: les hauteurs sont lues sur la partie reconstituée et re­

portées sur la fiche de dépouillement.

... /...

- 25 -

CODES QUALITE. fis doivent être portés par les Chefs de secteur"

beaucoup plus qualifiés pour le faire que les techniciens du

Service Central" qui souvent ne connaissent pas les stations.

Les cas 1 et 2 ci-dessus conduisent nécessaire­

ment à un code QUALITE 7 •

D ans le cas d'une reconstitution" seule la pré­

cision des données utilisées pour l'effectuer permet de faire un choix.

En général" si la pointe de crue est m.al déterminée (hauteur ou heure)

le code qualité sera obligatoirement 8. Dans les décrues régulières"

il ne faut pas hésiter à accorder le code qualité 7 .

En cas de doute" il faut le signaler sur la fiche

de présentation du limnigramme et prendre l'avis du Chef du bureau

Hydrométrie.

FICHE DE PRESENTATION.

Cette fiche" collée sur le premier feuillet du

limnigramme" pour en constituer l'entête doit conteIÙr les

résultats de l'interprétation du lirnnigramme faite avant le

dépouillement.

diagramme correct - bon calage

décalage horaire

décalage en hauteur

arrêts - reconstitution

pannes ou détérioration de l'équipement (échelles" pri­

se de pression).

Cette fiche est indispensable.

- 26 -

CONCLUSION GENERALE

Le limnigraphe pneumatique "TELIMNIP NEYRPIC"

constitue actuellement la base essentielle du réseau hydrométrique

algérien. C'est un appareil assez compliqué dans son principe comme

dans son utilisation mais il donne d'excellents résultats si 11 est bien

exploité.

Les mises au point contenues dans cette note, séparées

en deux parties en raison de l'abondance du sujet, étaient nécessaires.\ !;.·.H··/'

Malgré 1 complexité à certains passages, il nous parait essentiel

qu'elles soient lues et comprises par tous les techniciens responsables

de secteurs ou chargés de la limnigraphie.

La valeur des séries de données hydrologiques dépend

directement de la qualité de la gestion et de l'exploitation des 200

limnigraphes actuellement en service. L'effort de chacun est large­

ment justifié par l'énorme investissement financier et la quantité des

efforts apportés à leur installation.

TELIMNIP" NEYRPIC.: PLAN REPERTOIRE, DU NOUVEAU MODELE(MOD.3227)!

21

15 .

DETAIL BRANCHEMENT

27

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Hamdouche NT/591SHYL175I," 4"'~A-IGRAPHIQUE,12/3/1975. '\ ... _. '

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TELIMNIP' NEYRPIC : PLAN REPERTOIRE. DE L'ANCIEN MODELE· (E.3226 ) ,

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.6-E- M -R-H ~ Service.~'Hydrolo giel ' . '-' . . '.' ,

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Mbd~le3226(ancièn )

NOMENCLATURE

-{ Mate Mod· 32 26// \'

,Connecteur Pûrge,Femelle Couto-obturateûrlMod. 3227

, ,Arr:-ivée d 'otr- cornp r-rrné Ct"O l';ntêrieur du coFFret 1 Mod.3227Départ d'air_. v«;rs,~anomctre am~rcure(24lManomètre à, rnér-cure ' , 'Tube .pou'r,contre -poidsTube de" prise de présslonlZl 4/6CI/Indre ou' pJst~h .cor-r-ecteur- . "Ç.hambre de .prise' de présslon.

VI'?> .de regbge du' tube du, rnanomèird"17 1VIS de blocage ~u,·manomètre. .'.Boulons de' r: eglage ,çje la vechcohté .Bouteille d '.OIr comprimé et son robinet

..Modele 3227{nouve'aul

"

.", . ..De srqno non '

{

3226 Métallique,CoFfret de l'appareil' ,,' ", , ". " ..

'. 3227 Pla shqu e. .

Poulie d'enregistrerDent ' ., Poulie dU Flotteur:' et du contre -poids

'~Crinelle d'enr-eqrstr-e rnent ..cr-ineüe du Flotteur et contr-e-p oid

Ressort de tension de la cr;nelle(4l'Contre poidsFlotteurSùpport de 'plume enr-eqrstr-euse

Plume 'engistreuse '

, Tabfeenr:'egistreuse (Platine d 'enr-eçistr-ernenr 1Bloc vrsuohsoteur- de débit. d'air ( bullel

Ro btne} de règlage du 'déb;t d'air ( bul.' e )Robm e r ,de purge (sur Modele 3226 uruquern ent l

, ',..', {" Mâle Modére 3226-Conreeteur "Serv;ce·."',Pr;se-de '~réssion·:' " . ' .

, ." , Femelle (auto. obturateur lMod. 3227Tubed'alimentati6n de l'appareil'" 4/6

Tube du manomètre à mercure" 4/6

'Manomètre' détendeur de préss;on

-Robm e t du mono. détendeur

{

Fe m e lle , Modèle 3226n " .. ~.' .

Connecteur' 'Prise de pression" .

Male(qutoobturateurl Mod 322.7

2223242526272829303132

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1617

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N°

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D· E -M Co R- H -". Service Hydrologiez: u.....: .~

Jaccon Gilbert, Tourné Maurice.

Le limnigraphe pneumatique à débit d'air. 1ère partie :

principe général, études de détails, pannes et anomalies.

2ème partie : exploitation des diagrammes, interprétation et

dépouillement.

Alger : Secrétariat d'Etat à l'Hydraulique, 1975, 20 + 26 p.

multigr. (Note n°59/SHYL).