Traitement et analyse de séries chronologiques continues de ...

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Partie 4 – Chapitre 11 : Estimation de la contribution de temps sec Vr Vr Vr Eq. 11.3 TS TP M M M Eq. 11.4 X X _ TS X _ TP avec M X_TS et M X_TP les contributions de temps sec et de temps de pluie à la masse totale M X , Vr TS et Vr TP les contributions de temps sec et de temps de pluie au volume total Vr. Le volume et la masse de temps sec, Vr TS et M X_TS , sont estimés à partir des signaux de référence à chaque pas de temps sur la période de l’événement pluvieux : TS t f _ TS Vr t Q Eq. 11.5 it d _ TS TS _ i t f _ TS Eq. 11.6 M t C Q X _ TS X _ TS _ i TS _ i it d _ TS avec Q TS_i le débit de référence [m 3 .s -1 ], C X _ TS_i [kg.m -3 ] la concentration en polluant X du signal de référence estimée à partir du signal de référence de turbidité Turb TS_i (NFU), et t d_TS et t f_TS les dates de début et de fin du signal de référence correspondant aux heures de début et de fin t d et t f de l’événement pluvieux. Comme pour le volume total et la masse totale (cf. paragraphe 8.3.1), les incertitudes types sur les contributions de temps sec sont calculées en appliquant la loi de propagation des incertitudes. Les incertitudes types de Q TS_i et C X _ TS_i sont évaluées à partir des équations 11.1 et 11.2, en utilisant les valeurs des incertitudes types de substitution de 3.33 L.s -1 et 47.0 FNU pour le débit et la turbidité. Vr TP Les contributions de temps de pluie sont calculées de la manière suivante : Vr Vr Eq. 11.7 TS M M M Eq. 11.8 X _ TP X X _ TS Leurs incertitudes types sont estimées par application de la loi de propagation des incertitudes. 11.2.2.2 Calcul des concentrations moyennes événementielles Les concentrations moyennes événementielles de temps sec et de temps de pluie sont calculées de manière analogue au calcul des concentrations moyennes événementielles totales (cf. paragraphe 8.3.2) : M X _ TS CME X _ TS Eq. 11.9 VrTS M X _ TP CME X _ TP Eq. 11.10 Vr TP L’incertitude type de la concentration moyenne événementielle de temps sec est calculée par application de la loi de propagation des incertitudes de manière analogue au calcul de l’incertitude sur les concentrations moyennes événementielles totales. 170

Partie 4 – Chapitre 11 : Estimation de la contribution de temps sec 11.2.2.3 Résultats Les contributions de temps sec et de temps de pluie aux volumes ruisselés, aux masses et aux concentrations moyennes événementielles en MES et DCO ainsi que les incertitudes types associées ont été estimées pour les 239 événements de la base de données finale pour Ecully. Le Tableau 11.2 présente les valeurs moyennes, minimum, maximum et l’écart type des différentes grandeurs. Pour chacune des grandeurs, les estimations des contributions de temps sec et de temps de pluie sont indiquées. Comme pour la description des grandeurs totales (cf. paragraphe 9.1.3), les incertitudes types sont exprimées sous forme d’incertitude relative élargie (IR). Les résultats montrent qu’en moyenne la contribution de temps sec en termes de volume ruisselé et de masse de polluant est de l’ordre de 25 %. Pour les concentrations événementielles, les valeurs de la composante de temps sec sont nettement inférieures à celles de temps de pluie. Les incertitudes élargies relatives des contributions de temps sec et de temps de pluie sont en moyenne de l’ordre de 5 % pour les volumes et 15 % pour les masses et les concentrations moyennes événementielles. Des valeurs maximum très élevées sont observées pour ces deux grandeurs, jusqu’à 600-700 % pour la masse et la concentration moyenne en DCO. Ces valeurs extrêmes correspondent à un nombre réduit de petits événements pour lesquels les incertitudes de la contribution de temps sec sont prépondérantes. Les Figures 11.5 et 11.6 reprennent l’exemple des événements du 1 er et du 2 février 2008, (cf. paragraphe 9.3.1, Figure 9.8). L’écoulement du 1 er février illustre le cas des petites pluies, où la contribution du temps sec représente une part significative des volumes et masses totaux. L’écoulement du 2 février est représentative des pluies moyennes pour lesquelles les contributions de temps sec sont moindres. Dans les deux cas, la contribution du temps sec dans la masse totale est faible. Les volumes ruisselés, les masses et les concentrations moyennes événementiels, calculés pour les grandeurs totales, de temps sec et de temps de pluie pour les deux exemples sont récapitulés dans le Tableau 11.3. 171

Partie 4 – Chapitre 11 : Estimation <strong>de</strong> la contribution <strong>de</strong> temps sec<br />

Vr Vr Vr<br />

Eq. 11.3<br />

TS<br />

TP<br />

M M M<br />

Eq. 11.4<br />

X X _ TS X _ TP<br />

avec M X_TS <strong>et</strong> M X_TP les contributions <strong>de</strong> temps sec <strong>et</strong> <strong>de</strong> temps <strong>de</strong> pluie à la masse totale M X ,<br />

Vr TS <strong>et</strong> Vr TP les contributions <strong>de</strong> temps sec <strong>et</strong> <strong>de</strong> temps <strong>de</strong> pluie au volume total Vr.<br />

Le volume <strong>et</strong> la masse <strong>de</strong> temps sec, Vr TS <strong>et</strong> M X_TS , sont estimés à partir <strong>de</strong>s signaux <strong>de</strong><br />

référence à chaque pas <strong>de</strong> temps sur la pério<strong>de</strong> <strong>de</strong> l’événement pluvieux :<br />

TS<br />

t<br />

f _ TS<br />

Vr t Q<br />

Eq. 11.5<br />

it<br />

d _ TS<br />

TS _ i<br />

t<br />

f _ TS<br />

Eq. 11.6<br />

M t C Q<br />

X _ TS X _ TS _ i TS _ i<br />

it<br />

d _ TS<br />

avec Q TS_i le débit <strong>de</strong> référence [m 3 .s -1 ], C X _ TS_i [kg.m -3 ] la concentration en polluant X du signal<br />

<strong>de</strong> référence estimée à partir du signal <strong>de</strong> référence <strong>de</strong> turbidité Turb TS_i (NFU), <strong>et</strong> t d_TS <strong>et</strong> t f_TS les<br />

dates <strong>de</strong> début <strong>et</strong> <strong>de</strong> fin du signal <strong>de</strong> référence correspondant aux heures <strong>de</strong> début <strong>et</strong> <strong>de</strong> fin t d <strong>et</strong> t f<br />

<strong>de</strong> l’événement pluvieux.<br />

Comme pour le volume total <strong>et</strong> la masse totale (cf. paragraphe 8.3.1), les incertitu<strong>de</strong>s types<br />

sur les contributions <strong>de</strong> temps sec sont calculées en appliquant la loi <strong>de</strong> propagation <strong>de</strong>s<br />

incertitu<strong>de</strong>s. Les incertitu<strong>de</strong>s types <strong>de</strong> Q TS_i <strong>et</strong> C X _ TS_i sont évaluées à partir <strong>de</strong>s équations 11.1 <strong>et</strong><br />

11.2, en utilisant les valeurs <strong>de</strong>s incertitu<strong>de</strong>s types <strong>de</strong> substitution <strong>de</strong> 3.33 L.s -1 <strong>et</strong> 47.0 FNU<br />

pour le débit <strong>et</strong> la turbidité.<br />

Vr<br />

TP<br />

Les contributions <strong>de</strong> temps <strong>de</strong> pluie sont calculées <strong>de</strong> la manière suivante :<br />

Vr Vr<br />

Eq. 11.7<br />

TS<br />

M M M<br />

Eq. 11.8<br />

X _ TP X X _ TS<br />

Leurs incertitu<strong>de</strong>s types sont estimées par application <strong>de</strong> la loi <strong>de</strong> propagation <strong>de</strong>s<br />

incertitu<strong>de</strong>s.<br />

11.2.2.2 Calcul <strong>de</strong>s concentrations moyennes événementielles<br />

Les concentrations moyennes événementielles <strong>de</strong> temps sec <strong>et</strong> <strong>de</strong> temps <strong>de</strong> pluie sont<br />

calculées <strong>de</strong> manière analogue au calcul <strong>de</strong>s concentrations moyennes événementielles totales<br />

(cf. paragraphe 8.3.2) :<br />

M<br />

X _ TS<br />

CME<br />

X _ TS<br />

Eq. 11.9<br />

VrTS<br />

M<br />

X _ TP<br />

CME<br />

X _ TP<br />

Eq. 11.10<br />

Vr<br />

TP<br />

L’incertitu<strong>de</strong> type <strong>de</strong> la concentration moyenne événementielle <strong>de</strong> temps sec est calculée par<br />

application <strong>de</strong> la loi <strong>de</strong> propagation <strong>de</strong>s incertitu<strong>de</strong>s <strong>de</strong> manière analogue au calcul <strong>de</strong><br />

l’incertitu<strong>de</strong> sur les concentrations moyennes événementielles totales.<br />

170

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