Estimation du coefficient d’abattement spatial des pluies du bassin versant

L’analyse spatiale des précipitations consiste à tenir compte de leur variabilité dans l’espace. Cette étude est très importante car la pluie est un des processus hydrologiques les plus variables non seulement dans le temps mais aussi dans l’espace en fonction de paramètres régionaux et/ou locaux. On soulignera que la problématique de la représentativité d’une mesure ponctuelle des précipitations n’est pas chose simple et qu’il convient d’être extrêmement prudent face à l’intégration spatiale de mesures effectuées localement. Les précipitations sont rarement identique en tous les points d’un bassin versant donné. Dès que la surface du bassin versant dépasse quelques centaines d’hectares, il devient nécessaire de tenir compte de leur variabilité. Les mesures relatives à la pluie sont toujours ponctuelles en ce sens que la surface réceptrice de l’appareil est toujours très petite par rapport à n’importe qu’elle surface sur la quelle on désire connaître la hauteur de précipitation. A l’échelle du bassin versant nous pouvons donc être amené à penser que le passage de la pluie ponctuelle à la pluie moyenne est un travail très délicat. Un des moyens d’interpolation des pluies moyennes dans un bassin versant est effectués par la notion d’abattement. Dans tout le contexte de cette étude on est arrivé alors à un stade ou l’hydrologue n’est pas besoin de calculer la pluie moyenne sur une surface donnée pour chaque période de retours et pas de temps variables par des formules usuelles, pour les utilisées dont l’estimation des débits de crues et pour les calculs des ruissellements, un seul moyen de résoudre ce problème est de Connaître les pluies ponctuelles de n’importe quelle station avec un coefficient d’abattement qui est connu précédemment.

Genèse de la notion d’abattement 

Le problème de l’abattement à été abordé très tôt puisque celui –ci intervient dans le calcul des crues. ROCHE en a développé les aspects théoriques au début des années 60, le même auteur et BRUNETMORET ont plus tard établi une méthode utilisant les donnés pluviométriques recueillies sur bassin versant et une station de longue durée située à proximité de celui- ci ; puis VUILLAUNE en 1974. Les aspects de l’abattement ont ensuite été repris par le BARBE lors des études de ruissellement urbain. Pour répondre à la question d’abattement de la Seybouse l’étude ci-après s’articule autour de trois points essentiels:

1- Analyse statistique des séries pluviométries de touts les stations de la zone d’étude.
2- exploitant les données de réseau pluviométrique pour l’estimation des coefficients d’abattement.
3- faire un ajustement des résultats de t’étude théorique.

Présentation générale du bassin versant 

Situation géographique et administratif d la zone d’étude 

Le bassin versant de la Seybouse est situé au Nord –Est de l’Algérie qui couvrent au total une superficie de 6862,39 Km2 environ de 0 ,288 % de la superficie de l’Algérie. Elle s’étend entre les longitudes 6°48’W et 7°59’E, et de latitude 35°53’ Sud et 36°57’ Nord (figI-1) [2-16]. Le bassin versant du Seybouse englobe sept wilayas de l’Est algérien, la wilaya de Guelma en totalité et partiellement les wilayas de : Annaba, El –Taref, Oum El Baouaghi, Skikda, Souk Ahras et Constantine, il englobent 68 commune dont 30 sont entièrement incluent, la population est estimée à plus de 1258710 habitants de découpage administratif a l’échelle 1:1000000 ème en annexe).

Il s’étend vers le sud sur une distance de 160 Km, jusqu’à les confins de l’atlas saharien, il atteint une largeur maximale de 120 Km du djebel Ouahch.(source de l’oued Semendou à l’Ouest) Jusqu’à l’oued El Kebir de l’Est [2-16]. Le bassin versant prend sa source dans les hautes plaines des Sellaoua et haracta, et finit dans la plaine littorale d’Annaba trouvant dans la direction Nord pour se jeter à 0,00m NGA d’altitude [2-16]. Le bassin versant de la Seybouse se composé de six sous bassins principaux , dont les trois premiers sous bassins sont appelés la haute Seybouse, et les deux sous bassins qu’il succèdent dite la moyenne Seybouse, et le dernier est appelé la basse Seybouse .

* Le sous bassin Charef amont (14-01) ;
* Le sous bassin Charef aval (14-02) ;
* Le sous bassin oued Bouhamdane (14-03) ;
* Le sous bassin Seybouse moyenne dite aussi Guelma (14-04) ;
* Le sous bassin Mellah (14-05) ;
* Le sous bassin Maritime (14-06).

Le sous bassin de Charef amont se compose essentiellement de la plaine de Sedrata et de la plaine de Tamlouka, ce dernier est drainée par l’Oued Melah qui prend ses sources dans le Djebel Amar. La plaine de Sedrata représente la plus grande partie de ce sous bassin. Le sous bassin de Charef aval de type « gouttière »ou de nombreux petits Oueds orientés Est –Ouest, dans son ensemble est orionté à l’Oued de Charef, une séries des Oueds dans les deux rives droite et gauche, sur la rive droite, ce sont l’Oued Nil, l’Oued Sept, l’Oued Chenieur, sur la rive gauche, ce sont l’Oued Medjez Bgar, l’Oued Anouna, l’Oued Mgaisba . Le sous bassin oued Bouhamdane : l’Oued Zenati et l’Oued Sabath forment par leur jonction l’Oued Bouhamdane, qui se jette dans la Seybouse à Médjez Amar, il est l’affluent le plus important après le Charef, entre Medjez Amar et Bordj Sabath la chaîne numidique a obligé le Bouhamdane à prendre la même direction.

Caractéristiques morpho métriques de la zone d’étude 

Paramètre géométrique du bassin versant 

Les grandeurs spécifiques du bassin versant ont été obtenues grâce au planimétrage et au curvimétrage du bassin versant, ici le calcul de la surface et de périmètre ce fait grâce au logiciel AUTOCAD sur la base d’une carte des sous bassins à l’échelle1:1000000 ème   de bassin versant a l’échelle 1:1000000 ème en annexe).

hiérarchisation du réseau 

Pour compter la ramification du réseau, chaque cours d’eau reçoit un numéro fonction de son importance. Cette numérotation, appelée ordre de cours d’eau, diffère selon les auteurs [16]. Parmi toutes ces classifications, nous adopterons celle de STRAHLER:
– tout cours d’eau n’ayant pas d’affluent est dit ‘ordre 1.
– Au confluent de deux cours d’eau de même ordre n,le cours d’eau résultant est de l’ordre n+1.
– Un cours d’eau recevant un affluent d’ordre inférieur garde son ordre, ce qui se résume par: n + n = n + 1 et n + m = max (n,m). Cette classification est représentée sur la .

profil en long

Les profils en long permettent d’estimer la pente moyenne du cours d’eau. Cette pente moyenne sert surtout dans l’évaluation des temps de concentrations d’un bassin versant [8]. Le profil en long relatif au cours d’eau principal de la Seybouse et ses principaux affluents permet d’apporter des éléments complémentaires à la densité de drainage, au vu du rôle déterminant des pentes des thalwegs sur le ruissellement superficiel et surtout sur les vitesses d’écoulements des crues [8-14]. La moyenne et la basse Seybouse se caractérisent par un tracé régulier qui montre que la moyenne Seybouse et ses affluents descendant de l’Atlas tellien donnent des gorges profondes qui renforcent la vitesse des eaux. Ces dernières sont à l’origine des crues parfois catastrophiques dans le bassin de Guelma et la plaine de Annaba, par contre la basse Seybouse se caractérise de très faibles pentes surtout au niveau de l’embouchure.

Lithologie et leurs caractéristiques hydrogéologiques du Bassin 

La zone d’étude présente une grande diversité lithologique, qui est obligatoirement entraîne des conséquences sur la stabilité du régime des eaux souterraines [2].
*/sous bassin Charef amont:
Est formé essentiellement d’une suite d’anticlinaux et de synclinaux, ces derniers sont remplis d’argiles, de sables, et des cailloutis. Les marno- calcaires du crétacé moyen alternent avec des marnes, formant un terrain très peu perméable. Ce bassin est encadré donc au Sud et Sud –Ouest par les calcaires qui ne sont perméables, le Sud –Ouest et une partie du centre est occupé par les calcaires et marno- calcaire qui sont pauvres en eaux souterraines. Au centre ce sont les formations de quaternaires constituées de sable, gravier et de limon, elle sont moyennement perméable.
*/sous bassin Charef aval:
Les prospections géophisiques faites en 1979, les couches aquifères dans cette cuvette sont constituées de calcaires, de conglomérats et de séries de l’extension en profondeur des calcaires jurassiques, des calcaires sénoniens et éocène au Nord de Tamalouka. Le sous bassin de Charef aval présente des terrains semi-perméables et renferment peu des nappes aquifères.
*/sous bassin oued Bouhamdane:
Les couches lithologiques dominantes sont des grès numidien, d’argiles, et des marnes, ne permettant pas de l’infiltration d’une grande quantité d’eau. Les alluvions de l’Oued Zenati sont extrêmement argileuses et sont pauvre en eaux souterraines. Au Nord –Ouest de Bordj Sabath .les marnes noires constituent l’imperméable des nappes contenues dans les calcaires qu’elle supportent.
*/sous bassin de moyenne:
Le bassin est constitué de terrains sédimentaires d’age crétacé oligocène, mio- pliocène et quaternaire. Le fond de bassin occupé par une plaine alluviale correspond à un synclinal comblé par des argiles, des conglomérats marno- calcaire, des grès numédiens et des calcaires. Le Sud de Guelma est occupé par des calcaires, l’Est est occupé par des grès qui représente une zone de grande perméabilité.
*/Le sous bassin Mellah:
il est dominé par trois grands ensembles lithologiques. Au Sud le bassin est constitué de calcaires présiens et de marnes et marno- calcaires. au contacte des calcaires et des assises marneuse, une réserve aquifère s’est constituée. Ces formations se poursuivent vers l’Est. Au centre, le trias domine .il est constitué d’argiles et de gyses broyés. Le secteur amont du Mellah peut être considéré comme un château d’eau de la région.
*/Le sous bassin maritime :
Sa partie Sud est constituée en majeur partie par des argiles rouges, sur lesquelles reposent des grès peu perméables, au Sud- Ouest , ce sont les marno- calcaires et les flyshs de Ain Barda qui dominent. Les plaines Ouest de Annaba sont caractérisées par des alluvions quaternaires qui sont perméables. La zone Nord  Ouest est occupée par le flanc Est de massif de L’Edough, qui correspond à des roches cristallines (gneiss, schistes, micaschiste).

Table des matières

Introduction
Chapitre I Présentation générale du bassin versant
I-1 Situation géographique et administratif d la zone d’étude
I-2 Caractéristiques morpho métriques de la zone d’étude
I-2-1 Paramètre géométrique du bassin versant
A- Indice de compacité de Gravelius
B- Rectangle équivalent
B-1 longueur du rectangle
B-2 largeur du rectangle
I-2-2paramètres de relief
I-2-2-A Répartition des altitudes
I-2-2-B Altitude moyenne du bassin versant
I-2-2-C Dénivelée D
I-2-2-D Indice de pente globale
I-2-2-E Indice de pente moyenne
I-2-2-F Indice de pente de roche
I-2-2-G La dénivelée Spécifique
I-3 caractéristiques hydrographiques du bassin versant
I-3-A hiérarchisation du réseau
I-3-B – profil en long
I-3-C Autre caractéristiques du chevelu
I-3-C–1 densité de drainage
I-3-C–2 temps de concentration
I-3-C–3 Vitesse de ruissellement
I-4 Lithologie et leurs caractéristiques hydrogéologiques du Bassin
Chapitre II Bref aperçu sur la climatologie de bassin versant de la Seybouse
II-1 Climat
II-2 Caractéristique des stations climatologiques
II-2 Analyse de climat
II-2-1 Température
II-2-2Humidité relative
II-2-3 Vent
II-2-4 Evaporation
Chapitre III Etude des précipitations
III-1 Présenentation de réseau pluviométrique de la Seybouse
III-2 Analyse des données pluviométriques
III-2-1 Homogénéisation des donnés
III-2-1-1 le test de Wilcoxon
A- Principe de test
B- Cas des pluies maximales journalières de la station Ain Barda
C- Cas des pluies maximales journalières de la station Héliopolise
III-2-1-2 Comblement des lacunes par la méthode de régression linaire
A- Principe de basse
B- Cas des pluies maximales journalières de la station Karma
C – Cas des pluies maximales journalières de la station de Guelma
D – Cas des pluies maximales journalières de la station de Bouchagouf
E – Cas des pluies maximales journalières de la station Ain Makhlouf
f – Cas des pluies maximales journalières de la station de Medjaz Amar
G – Cas des pluies maximales journalières de la station de Mechroha
H – Cas des pluies maximales journalières de la station de Pont Bouchet
I – Cas des pluies maximales journalières de la station de Bordj Sabath
J – Cas des pluies maximales journalières de la station de Cheikh Rabah
L – Cas des pluies maximales journalières de la station de Ain Babouche
III-2-2 Estimations de pluie moyenne tombée sur le bassin
III-2-2-1 Principe de la méthode de Thiessen
III-2-2-2 Application de la méthode de Thiessen pour le bassin de la Seybouse
Chapitre IV Estimation du coefficient d’abattement spatial des pluies
IV-1 Introduction
IV-2 Notion et la base théorique d’abattement des pluies
IV-3 Importance technique et pratique d’estimation le coefficient d’abattement
IV-4 Pluies maximales journalières
IV-4-1 Tests d’adéquation d’une loi théorique
IV-4-1 1 Principe de test de Kolmogorov- Smirnov
IV-4-1-2-1 Application aux pluies maximales journalière de la station Bouchagouf
IV-4-1-2-2 Application aux pluies maximales journalière de la station karma
IV-4-1-2-3 Application aux pluies maximales journalière de la station Héliopolise
IV-4-1-2-4 Application aux pluies maximales journalière de la station Ain Barda
IV-4-1-2-5 Application aux pluies maximales journalière de la station Guelma
IV-4-1-2-6 Application aux pluies maximales journalière de la station Ain Makhlouf
IV-4-1-2-7Application aux pluies maximales journalière de la station Medjaz Amar
IV-4-1-2-8 Application aux pluies maximales journalière de la station Pont Bouchet
IV-4-1-2-9 Application aux pluies maximales journalière de la station Bordj Sabath
IV-4-1-2-10 Application aux pluies maximales journalière de la station Ain Babouche
IV-4-1-2-11 Application aux pluies maximales journalière de la station Machroha
IV-4-1-2-12 Application aux pluies maximales journalière de la station Cheikh Rabah
IV-4-2 Ajustement des pluies maximales journalières à la loi de Gumbel
IV-4-2-1 Ajustement de la série des P max j de la station Ain Barda
IV-4-2-2 Ajustement de la série des P max j de la station Héliopolise
IV-4-2-3 Ajustement des P max j de la station Karma
IV-4-2-4 Ajustement des P max j de la station Ain Makhlouf
IV-4-2-5 Ajustement des P max j de la station de Guelma
IV-4-2-6 Ajustement des P max j de la station de Medjaz Amar
IV-4-2-7 Ajustement des P max j de la station de Bouchagouf
IV-4-2-8 Ajustement des P max j de la station de Mechroha
IV-4-2-9 Ajustement des P max j de la station de Pont Bouchet
IV-4-2-10 Ajustement des P max j de la station de Bordj Sabath
IV-4-2-11 Ajustement des P max j de la station de Chaikh Rabah
IV-4-2-12 Ajustement des P max j de la station de Ain Babouche
IV-5 Pluie de courte durée
IV-5-1 Cas de la station de Ain Barda
IV-5-2 Cas de la station de Héliopolis
IV-5-3 Cas de la station de karma
IV-5-4 Cas de la station de Ain Makhlouf
IV-5-5 Cas de la station de Guelma
IV-5-6 Cas de la station de Medjaz Amar
IV-5-7 Cas de la station de Bouchagouf
IV-5-8 Cas de la station de Machroha
IV-5-9 Cas de la station de Pont Bouchet
IV-5-10 Cas de la station de Bordj Sabath
IV-5-11 Cas de la station de Cheikh Rabah
IV-5-12 Cas de la station de Ain Babouche
IV-6 Principe de calcul des lames d’eau moyennes
IV-6-1 Cas du période de retour T = 100 ans
IV-6-2 Cas du période de retour T = 50 ans
IV-6-3 Cas du période de retour T = 20 ans
Conclusion

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