ENAC/ISTE/HYDRAM HYDROTHEQUE : base de données d’exercices en Hydrologie Cours

ENAC/ISTE/HYDRAM HYDROTHEQUE : base de données d’exercices en Hydrologie Cours : Hydrologie Générale / Thématique : Évaporation - Évapotranspiration ÉCOLE POLYTECHNIQUE FÉDÉRALE DE LAUSANNE Logo optimisé par J.-D.Bonjour, SI-DGR 13.4.93 Exercice n° HG 0402 - Corrigé Calcul de l’évapotranspiration de référence ET0 d’après différentes formulations empiriques – Application au bassin de la Haute-Mentue (VD, Suisse) Données de l’exercice : L’exercice porte sur les données météorologiques mensuelles (valeurs moyennes) mesurées à la station ANETZ de Pully pour l’année 1999 qui sont regroupées dans le tableau 1-énoncé. Les données météorologiques de l’exercice sont aussi regroupées dans le fichier « HG0402_enonce.xls ». Le corrigé de l’exercice est aussi disponible en document Excel « HG0402_corrige.xls ». Question 1. Estimation de ET0 selon la formule de Blaney et Criddle  Méthode à appliquer : formule de Blaney et Criddle. La formule de Blaney et Criddle s’exprime comme suit : ET0 = (8 + 0,46 tm) . p (1) ET0 : évapotranspiration de référence moyenne mensuelle [mm/jour], tm : température moyenne sur le mois [°C], p : pourcentage d’heures diurnes pendant le mois considéré par rapport au nombre d’heures diurnes annuelles.  Résultats. L’évapotranspiration de référence ET0 est obtenue en appliquant l’équation (1). On obtient ainsi une valeur annuelle : ET0 = 1376 mm Question 2. Estimation de ET0 selon la formule de de Turc  Méthode à appliquer : formule de Turc. Suivant la valeur de l’humidité relative Hr, la formule de Turc (1961) s'écrit dans son expression mensuelle : ⎞ ⎟ ⎠ (4) ET0 : Evapotranspiration de référence [mm] t : Température [oC] RG : Rayonnement global [cal/cm2/jour] Si Hr > 50% : ( ) 0 0.4 50 15 G t ET R t = ⋅ + ⋅+ (3) Si Hr ≤ 50% : ( ) 0 50 0.4 50 1 15 70 r G H t ET R t − ⎛ = ⋅ + ⋅ ⋅ + ⎜ + ⎝ Dans le cas où le rayonnement global RG (i.e. solaire incident donc tout ce qui arrive au sol) est exprimé en W/m2, les relations ci-dessus s’expriment en multipliant la valeur de RG par 2.065.  Démarche et résultats. L’évapotranspiration de référence ET0 est obtenue en appliquant l’équation (3) ou (4) de la formule de Turc suivant la valeur de l’humidité relative. On obtient ainsi une valeur annuelle : ET0 = 726 mm Mise à jour le 19.06.2003 HG 0402 - Page 1 Question 3. Estimation de ET0 selon la formule de Thornthwaite La formule de Thornthwaite, établie aux Etats-Unis, permet de calculer l’évapotranspiration de référence mensuelle (en cm) pour une durée théorique d’éclairement de 12 heures par 24 heures. Elle s’exprime comme suit : 0 10 1,6 a a T t f I ⎛ ⎞ = ⋅ ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ (2) ET0 : évapotranspiration potentielle mensuelle [cm], t : température moyenne mensuelle [°C], I : indice thermique annuel, défini comme la somme des indices thermiques mensuels i avec 1,514 5 t i ⎛ ⎞ = ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ a : a = I + 0.5 (simplification apportée par Serra) f : facteur de correction f = N . ρ N: durée astronomique du jour pendant le mois considéré [h/j]; ρ: paramètre dépendant du nombre de jours par mois ρ = 0.0778 pour un mois de 28 jours ρ = 0.0806 pour un mois de 29 jours ρ = 0.0833 pour un mois de 30 jours ρ = 0.0861 pour un mois de 31 jours. E  Résultats. L’évapotranspiration de référence ET0 est obtenue en appliquant l’équation (2). On obtient ainsi une valeur annuelle : ET0 = 744 mm Question 4. Comparaison des résultats La figure ci-dessous reprend l’ensemble des résultats obtenus pour les trois formulations précédentes. La valeur de l’évapotranspiration de référence ET0 obtenue par la formule de Blaney et Criddle est le double par rapport aux deux autres méthodes dont les résultats sont très similaires. 0 50 100 150 200 0 5 10 15 Temps [Mois] Evapotranspiration de référence ET0 [mm] Blaney & Criddle Thornthwaite Turc Ces résultats ne sont pas étonnant puisque la formule de Blaney et Criddle est généralement utilisée en zones arides et semi-arides. Dans nos régions tempérées humides, elle surestime la valeur de l’évapotranspiration de référence . La formule sera essentiellement appliquée lorsque les températures sont les seules données météorologiques précises à disposition. En revanche, la formule de Thornthwaite, est mieux adaptée aux zones tempérées humides. En climats secs, elle a tendance à sous-estimer l’évapotranspiration. La formule de Turc (1961) s’applique aussi dans les régions tempérées. Mise à jour le 19.06.2003 HG 0402 - Page 2 uploads/Geographie/ hg0402-corrige.pdf

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