N° 71

OBSERVATIONS FAITES SUR LA SEINE A PARIS

pendant la crue de Janvier-Février-Mars 1911.

par M. ARANA,

Sous-Ingénieur des Ponts et Chaussées.

Planche 20.

Au mois de janvier 1910, la Seine a éprouvé une crue extraordinaire, et le Service de la Navigation de la traversée de Paris a profité de cette circonstance pour faire une série d'observations sur le cours d'eau; nous donnons les résultats de ces observations qui concernent: 1o le profil en long de la surface libre du cours d'eau ; 2o les vitesses et, corrélativement, les débits.

1o Profil en long de la surface libre du cours d'eau. On relevait tous les jours à la même heure, 2 heures après-midi, les cotes atteintes par l'eau à tous les ponts de Paris munis d'échelles hydrométriques; la période pendant laquelle ces observations ont été faites s'étend du 22 janvier an 10 mars, elle comprend le maximum de la grande crue, qui s'est produit à Paris dans la nuit du 28 au 29 janvier.

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Les tableaux A1, A2 et A, contiennent les renseignements ainsi recueillis, les lacunes qu'ils présentent correspondent aux jours où les observations n'ont pu être faites aux échelles considérées.

2o Mesure des vitesses du courant. Il n'a pas été possible d'opérer d'une manière utile avant le 2 février, mais des observations ont été faites au pont des Arts les 2, 13, 16, 17, 18, 19, 20 et 21 février ainsi que les 4 et 10 mars; de plus, le 2 février, après avoir opéré

au pont des Arts, nous avons, sans perdre de temps, mesuré de la même manière la vitesse du courant dans trois sections de la rivière correspondant aux trois bras alimentant le bras principal, savoir : 1° le bras de la Monnaie; 2o le grand bras des îles ; 3° le bras de l'île Saint-Louis; les sections choisies étaient jalonnées par le pont de l'Archevêché, le pont Saint-Louis et le pont Louis-Philippe. Le temps qui s'est écoulé entre le commencement de la première opération, au pont des Arts, et la fin de la dernière, au pont LouisPhilippe, n'a pas dépassé 3 heures; on peut donc dire que pratiquement, les résultats obtenus sont les mêmes que si les quatre opérations avaient été faites simultanément.

Le pont des Arts a été choisi comme lieu d'observation parce que cet ouvrage était celui de tous les ponts de Paris qui présentait le plus grand débouché linéaire à la surface de l'eau. En de nombreux points, en effet, au pont Solférino, notamment, où des mesures de vitesses avaient été effectuées en 1896, le niveau de l'eau en janvier 1910 a dépassé l'altitude de la clé des arches.

Nous avons employé un hydrotachymètre de Ritter, ancien modèle (voir la description aux Annales, décembre 1886). Cet appareil a été taré le 22 mars 1910 de la manière suivante : le corps de l'appareil portant les ajutages a été suspendu à l'avant d'une embarcation, à l'extrémité d'un mat de beaupré d'une longueur assez grande pour que l'agitation produite par le déplacement du bateau ne se fasse pas sentir sur l'appareil dont le manomètre indicateur des vitesses était installé à bord. Ainsi aménagé, le bateau a alors été déplacé dans une eau tranquille avec une vitesse connue; les lectures faites comparées aux vitesses réelles ont permis de déterminer le coefficient. de correction convenant à l'appareil.

La nappe d'eau tranquille choisie a été le canal de Saint-Maurice, sur la berge duquel des jalons avaient été placés tous les 20 mètres sur une longueur des 200 mètres; le bateau était tiré de la rive avec une vitesse aussi uniforme que possible par deux hommes, pendant qu'un troisième, placé dans le bateau, maintenait au moyen du gouvernail la direction rectiligne de l'embarcation. Un observateur notait les dénivellations du manomètre pendant qu'un deuxième observateur constatait les instants du passage du bachot devant

Ann. des P. et Ch. MÉMOIRES, 1911-VI.

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chacun des jalons distants de 20 mètres, le bateau parcourant la longueur totale jalonnée de 200 mètres.

L'opération a été répétée quatre fois, deux fois dans chaque sens, elle a permis d'établir que les vitesses sont liées aux hauteurs lues au monomètre de l'appareil par la relation

v = 1,22√2gh

Nous avions d'ailleurs pris la précaution, tout en maintenant uniforme la vitesse dans chaque opération, de faire varier cette vitesse d'une opération à l'autre de manière à obtenir dans le manomètre des dénivellations comparables à celles observées pendant la crue.

A la suite du tarage ainsi effectué, nous avons dressé les tableaux B1 et B2 donnant les valeurs de la vitesse du courant en fonction des hauteurs h lues au manomètre, résultats bruts des expériences.

Au moment du maximum de la crue, nous ne disposions pas d'un appareil de mesure en bon état, nous avons cependant fait une mesure de vitesse au moyen de flotteurs en opérant, le 30 janvier, entre le pont des Arts et celui du Carrousel distants de 337 mètres.

Les flotteurs employés étaient des bouteilles lestées qui furent jetées assez loin en amont du pont des Arts pour qu'au passage de la tête amont de cet ouvrage, elles aient pu acquérir la vitesse même du courant, mais on n'a pu jeter de flotteur devant les arches 1, 7 et 8 du pont des Arts à cause de la présence de bateaux en stationnement; les indications fournies par cette expérience ne peuvent donc servir que de termes de comparaison.

Voici néanmoins les résultats obtenus :

Nous avons répété dans les mêmes conditions cette expérience le 21 février quand la cote observée au pont des Arts était (30,16), et voici les résultats obtenus:

Ainsi donc la vitesse moyenne du courant à la surface est restée sensiblement la même aux deux jours d'observations ci-dessus indiqués, bien que le 30 janvier le niveau observé ait été très voisin du maximum (0,78 au-dessous), tandis que le 21 février, le rabais, par rapport au même maximum atteignait 3m,93. Comme, d'autre part, la section d'écoulement était limitée par des lignes sensiblement verticales et restait ainsi proportionnelle aux hauteurs, on peut en conclure que tout au moins au-dessus d'une certaine cote, correspondant à peu près au niveau des berges, le débit de la crue est resté proportionnel à sa hauteur.

Nous avons enfin employé le loch à la mesure des vitesses, mais cet appareil qui n'est pas destiné à d'aussi faibles vitesses que celles observées a donné des résultats ne méritant pas grande confiance.

3° Surfaces d'écoulement. - Afin de passer des vitesses aux déibts, nous avons relevé les profils en rivière aux points où les observations sur les vitesses avaient été effectuées; ces levers de profils ont été faits le 14 février au pont des Arts, le 8 mars au pont de l'Archevêché et au pont Louis-Philippe, enfin le 10 mars au pont Saint-Louis.

D'après les profils levés, les surfaces d'écoulement au pont des Arts, les jours où l'on a mesuré les vitesses, ont été les suivantes :

DATES

COTE

au pont 10 ARCHE 2° ARCHE 30 ARCHE 40 ARCHE 50 ARCHE 6° ARCHE 70 ARCHE 80 ARCHE

des Arts

aval

2 février... 32,80 1732 173 2 169m2 1702 172m2 170m2 160m2 104m2

En ce qui concerne les bras des îles, les surfaces d'écoulement

correspondant à la cote (32,80) lue à l'échelle aval du pont des Arts,

Somme des surfaces d'écoulement dans les bras des îles.

1515-2

1291₪2

Surface d'écoulement correspondante dans le pont des Arts

Debits. Au moyen des éléments indiqués ci-dessus nous avons déterminé les débits, après avoir affecté la vitesse moyenne à la surface d'un coefficient de correction égal à 0,90.

Les résultats obtenus sont les suivants :

1° Débit au pont des Arts, le 2 février 1910: cote (32,80).

2o Débit au pont de l'Archevêché, le 2 février 1910: cote (33,20).

3o Débit au pont St-Louis, le 2 février 1910: cote (33,14).

587 × 1,53 = 898

898 x 0,90 =

808