IMPACT DE LA VARIABILIE CLIMATIQUE SUR LA RESSOURCE EN EAUX SUPERFICIELLES

IMPACT DE LA VARIABILIE CLIMATIQUE SUR LA RESSOURCE EN EAUX SUPERFICIELLES

Courants marins:

Les mers et les océans jouent un rôle très important sur le climat des régions. La surface de la planète est constituée de 71% d’eau, les 29% restants constituent les terres fermes. La masse d’eau qui recouvre la Terre joue un rôle capital dans le climat. Le chauffage inégal dans le temps et l’espace ainsi que la rotation de la Terre sont à l’origine des mouvements complexes de l’eau que l’on peut observer dans les océans. Ces mouvements vont avoir des répercussions sur le climat des régions côtières.

 Altitude :

L’altitude est la hauteur d’un lieu par rapport au niveau de la mer. Plus on monte, plus la température et la pression atmosphérique baissent et influencent directement les précipitations. En moyenne, à la montagne la température baisse de 0,6 °C tous les 100 mètres. (Timbert, 2018)
Continentalité et proximité à l’océan :
La continentalité détermine notamment l’amplitude annuelle de température de l’air entre le mois le plus froid et le mois le plus chaud : elle est d’autant plus grande que le lieu considéré est éloigné de toute zone océanique. Au-dessus des océans, les interactions de ceuxci avec l’atmosphère s’exercent de la façon suivante : les mouvements atmosphériques sont à l’origine de la houle en haute mer et contribuent aussi à l’évaporation, en contrepartie, les masses océaniques jouent un rôle de régulateur thermique vis-à-vis de l’atmosphère et contrôlent les échanges de chaleur avec cette dernière. Ainsi, l’hiver, les franges côtières des continents connaissent une température plus douce que les zones de l’intérieur, où le déficit radiatif hivernal entraine un refroidissement des masses d’air d’autant plus prononcé que leur trajet est continental. L’effet de régulation de l’océan joue en sens inverse sur les températures en été : sa proximité limite la hausse des températures.

 Variabilité climatique:

La variabilité climatique désigne des variations de l’état moyen et d’autres statistiques (écarts standards, phénomènes extrêmes, etc.) du climat à toutes les échelles temporelles et spatiales au-delà des phénomènes climatiques individuels. La variabilité peut être due à des processus internes naturels au sein du système climatique (variabilité interne), ou à des variations des forçages externes anthropiques ou naturels (variabilité externe). (Abdelhafid, 2014)

Changement et Réchauffement climatique:

Changement climatique:

Changement climatique ou dérèglement climatique, correspond à une modification durable (de la décennie au million d’années) des paramètres statistiques (paramètres moyens, variabilité) du climat global de la Terre ou de ses divers climats régionaux. Ces changements peuvent être dus à des processus intrinsèques à la Terre, à des influences extérieures ou, plus récemment, aux activités humaines. Dans les travaux du GIEC3, le terme « changement climatique » fait référence à tout changement dans le temps, qu’il soit dû à la variabilité naturelle ou aux activités humaines. Le changement climatique anthropique est le fait des émissions de gaz à effet de serre engendrées par les activités humaines, modifiant la composition de l’atmosphère de la planète. À cette évolution viennent s’ajouter les variations naturelles du climat.
Au contraire, dans la Convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques, le terme désigne les changements dus aux activités humaines. La Convention-cadre utilise le terme « variabilité climatique » pour désigner les changements climatiques d’origine naturelle.

 Causes du changement climatique:

Ces modifications ne sont toutefois pas toutes causées par les êtres humains. Des phénomènes naturels comme les éruptions volcaniques peuvent provoquer des changements soudains dans les systèmes planétaires. Par contre, les bouleversements engendrés par l’espèce humaine peuvent être catastrophiques et avoir des impacts à l’échelle du globe (inondation, sécheresse).

 Causes naturelles susceptibles d’affecter le climat:

Les variations de l’activité solaire, une cause directe de variation climatique, pourrait être expliquée par la variabilité de l’émission solaire. On a montré, il y’a quatre milliards et demi d’années, au moment où naissait le système planétaire, que l’énergie émise par le soleil était environ les 3/4 de sa valeur actuelle. On peut aussi citer le rôle important que joue la masse océanique dans les interactions océan-atmosphère et qui explique certains phénomènes tel qu’ENSO, et ONA. Les éruptions volcaniques importantes sont capables d’injecter dans la basse stratosphère d’énorme quantité de poussière, de cendre, de pierres et de vapeur d’eau qui peuvent séjourner pendant plusieurs années, le voile de poussière ainsi formé peut provoquer une décroissance de la température moyenne au sol et une augmentation en altitude. En effet, selon plusieurs spécialistes, le climat du Quaternaire, ère des glaciers serait expliqué par une épaisse couche d’aérosols et de poussière qui a enveloppé le globe. (Askar & Tifrane, 2018).

Caractéristiques géométriques:

Superficie:

La surface est la portion du plan délimitée par la ligne de crête, ou contour du bassin, qui peut être déterminée par planimétrage sur des cartes d’échelle convenable ou en utilisant les techniques de digitalisation actuelles.
La surface du bassin versant est de 117.3 Km2. (Berrezoug, 2016)

 Périmètre :

Le périmètre est la longueur de la ligne de contour du bassin, sa mesure est faite à l’aide d’un curvimètre ou par des logiciels.
Le B.V de Boukiou possède un périmètre de 58 km.

Caractéristiques de forme:

Ce sont les caractères purement géométriques des bassins que l’on peut atteindre par le seul concours des relevés topographiques. Leurs utilisations ont pour but, la quantification des facteurs caractéristiques du milieu physique d’un bassin versant.

 Indice de compacité de Graveleuse (1914):

L’indice de compacité (KC) renseigne sur la forme du bassin versant qui a une grande influence sur l’écoulement global du cours d’eau et surtout sur l’allure de l’hydrogramme à l’exutoire du bassin résultant d’une pluie donnée. Il est établi en comparant le périmètre du bassin à celui d’un cercle qui aurait la même surface. Il est exprimé par la formule suivante :

KC = 0,28 P⁄ √A

Avec :

KC: Indice de compacité de Gravelius,

P : Périmètre du bassin versant (km) =58 km

A : Superficie du bassin versant (km) =117,3 km2

Etude lithostratigraphique:

L’évolution verticale des terrains rencontrés s’étend du Primaire au Quaternaire et présente Trois grandes séries lithostratigraphiques distinctes qui sont de bas en haut: (fig. II.19):

Substratum primaire (Infra-Silurien à Dévonien):

Très développé dans la partie nord occidentale, représenté par:  la formation Schisto-quartzitique d’âge Infra-Silurien à Dévonien (Guardia, 1975)  le massif granitique situé immédiatement au Nord-Est de la ville de Nedroma de forme elliptique,  l’intrusion granitique développant une auréole de métamorphisme dans la formation schisto-quartzique.

Couverture secondaire (Permo -Trias à Crétacé basal):

Très épaisse, affectée par une tectonique souple et cassante très complexe, la base de la série secondaire est représentée par une sédimentation détritique (Complexe volcanosédimentaire) et une formation carbonatée du Lias moyen.

 Dépression miocène :

A l’Est, où l’on voit la mise en place de puissantes séries mioplio-quaternaires. Au niveau de la dépression miocène, on y reconnait de bas en haut :

Conglomérats de base (Miocène inferieur) : représentés par des galets hétérogéniques de schistes, granite, calcaire, grès …, cimentés par une matrice argilo-sableuse de couleur rouge terreux.

Marnes verdâtres (Miocène inferieur) : ce sont des marnes légèrement sableuses de couleur verte.

Basaltes de l’oued Boukiou (Miocène inferieur): Ils forment des lambeaux de coulées recoupant en travers le cours de l’Oued Boukiou. Ils sont de couleur gris foncé (Sadran, 1958 in Miri & Kebir, 1992).

Marnes gréseuses (Miocène moyen : Serravalien): Cette formation est constituée par des marnes grises à verdâtres et des grès jaunes à roux. Des bancs gréseux ont une épaisseur décimétrique à métrique, constitués par des grains généralement fins mais contenant quelques passages de grès grossiers et de poudingues (Guardia, 1975).

Travertins quaternaires : ils se sont déposés en masses et s’avancent en petites falaises.

Alluvions quaternaires : Occupant la vallée de l’Oued Boukiou, elles se traduisent par des alluvions grossières sur le support miocène nettement entamé. Il s’agit de graviers et de blocs de taille variable Entre 1cm et 40cm. Les éléments sont des fragments de schistes, de quartzites de granites et de calcaires pris aux formations en relief. Plusieurs mètres de limons de teinte claire surmontent directement les graviers provenant probablement de l’action du ruissellement sur les flancs marneux du Miocène de la Vallée. Les limons présentent parfois des passés grossiers.

Table des matières
REMERCIEMENTS 
Dédicaces 
RESUME 
LISTE DES ABREVIATIONS 
LISTE DES FIGURES 
LISTE DES TABLEAUX 
TABLE DES MATIERES 
Introduction générale 
Chapitre I : SYNTHESE SUR LA VARIABILITE CLIMATIQUE
I.1 Introduction 
I.2 Le climat 
I.3 Classification climatique 
I.4 Climatologie 
I.5 Système climatique 
I.6 Facteurs climatiques 
 I.6.1 Latitude 
 I.6.2 Masses d’airs et les vents 
 I.6.3 Courants marins 
 I.6.4 Altitude 
 I.6.5 Continentalité et proximité à l’océan 
I.7 Variabilité climatique 
 I.7.1 Variabilité à l’échelle mondiale 
 I.7.1.a Température 
 I.7.1.b Précipitations et humidité atmosphérique
 I.7.2 variabilité climatique en Algérie 
 I.7.2.1 État du climat Algérien en 2017 
I.8 Changement et Réchauffement climatique 
 I.8.1 Changement climatique 
 I.8.1.a Causes du changement climatique 
 I.8.1.a.1 Causes naturelles susceptibles d’affecter le climat 
 I.8.1.a.2 Causes artificielles 
 I.8.1.b Conséquences des changements climatiques 
 I.8.1.c Risques environnementaux de changements climatiques 
 I.8.1.d Changement climatique en Algérie 
 I.8.2 Réchauffement climatique 
 I.8.2.1 Conséquences du réchauffement climatique 
I.9 Impacts de la variabilité climatique sur les ressources en eau 
I.10 Conclusion 
Chapitre II : Présentation de la zone d’étude 
II.1 Introduction 
II.2 Généralités sur le bassin versant de la Tafna 
 II.2.1 Situation géographique 
 II.2.2 Réseau hydrographique 
II.3 Description du bassin versant de l’oued Boukiou 
 II.3.1 Situation géographique 
 II.3.2 Etude des caractéristiques morphométriques
 II.3.2.1 Caractéristiques géométriques 
 II.3.2.1.a Superficie 
 II.3.2.1.b Périmètre 
 II.3.2.2 Caractéristiques de forme
 II.3.2.2.1 Indice de compacité de Graveleuse (1914) 
 II.3.2.2.2 Rectangle équivalent 
 II.3.2.2.3 Facteur de forme 
 II.3.2.2.4 Coefficient de circularité 
 II.3.2.3 Caractéristiques du relief
 II.3.2.3.1 Courbe hypsométrique 
 II.3.2.3.2 Altitudes caractéristiques 
 II.3.2.3.3 Indices de pente 
 II.3.2.3.4 Caractéristiques du réseau hydrographique
 II.3.2.3.4.1 Classification par ordre et étude du chevelu hydrographique 
 II.3.2.3.4.2 Profil en long et profil en travers 
II.4 Etude géologique du bassin versant de l’oued Boukiou 
 II.4.1 Cadre géologique et aperçue paléogéographique 
 II.4.2 Etude lithostratigraphique 
 II.4.2.1 Substratum primaire (Infra-Silurien à Dévonien) 
 II.4.2.2 Couverture secondaire (Permo -Trias à Crétacé basal) 
 II.4.2.3 Dépression miocène 
II.5 Couvert végétal 
II.6 Conclusion 
Chapitre III : HYDROCLIMATOLOGIE 
III.1 Introduction 
III.2 Présentation de la station de mesure 
II.3 Etude des précipitations 
 III.3.1 Variation annuelle des précipitations
 III.3.2 Coefficient d’irrégularité 
 III.3.3 Variation mensuelle des précipitations 
 III.3.4 Variation saisonnière des précipitations 
 III.3.5 Variation journalière des précipitations 
III.4 Etude statistique des précipitations 
 III.4.1 Adéquation des données de précipitations à une loi statistique 
 III.4.1.1 Ajustement par la loi normale 
 III.4.1.2 Ajustement par la loi log normale
 III.4.2 Résultats de l’ajustement 
 III.4.3 Calcul des précipitations pour une période de récurrence donnée 
III.5 Etude des températures 
 III.5.1 Variation annuelle des températures 
 III.5.2 Variation des températures moyennes mensuelles 
 III.5.3 Variation des températures saisonnières 
III.6 Étude du climat 
 III.6.1 Diagramme pluviothermique (méthode de Gaussen et Bagnouls) 
 III.6.2 Diagramme ombrothermique (méthode d’Euverte) 
 III.6.3 Indices climatiques 
 III.6.3.1 Indice d’aridité de De. Martonne 
 III.6.3.2 Indice de continentalité de Kerner 
 III.6.3.3 Indice de Moral 
III.7 Climagrammes 
 III.7.1 Climagramme d’Emberger 
III.8 Evapotranspiration potentielle et déficit d’écoulement (ETR) 
 III.8.1 Estimation de l'évapotranspiration potentielle (ETP) 
 III.8.1.1 Méthode de Thornthwaite 1957 
 III.8.2 Evapotranspiration réelle (ETR) 
 III.8.2. 1 Formule de L. Turc 
 III.8.2.2 Formule de M. Coutagne 
 III.8.2.3 Méthode de Wundt 
 III.8.2.4 Méthode de P. Verdeil 
 III.8.3 Calcul de la réserve facilement utilisable (R.F.U) 
 III.8.4 Estimation du ruissellement 
 III.8.5 Estimation de l'infiltration 
III.9 Etudes des débits et des lames d’eau écoulées 
 III.9.1 Etudes des débits 
 III.9.1.1 Variation annuelle des débits 
 III.9.1.2 Variation mensuelle des débits 
 III.9.1.3 Variations saisonnière des débits 
 III.9.1.4 Variation journalière des débits 
 III.9.2 Etude statistique des débits 
 III.9.2.1 Adéquation des données de débits à une loi statistique 
 III.9.2.2 Ajustement par la loi normale 
 III.9.2.3 Ajustement par la loi log normale 
 III.9.2.4 Résultats de l’ajustement 
 III.9.2.5 Calcul des débits pour une période de récurrence donnée 
 III.9.3 Etude des lames d’eau écoulées 
 III.9.3.1 Variation annuelle des lames d’eau 
 III.9.3.2 Variation des lames d’eau moyennes mensuelles 
 III.9.3.3 variation des lames d’eau saisonnières 
 III.9.3.4 Variation des lames d’eau écoulées journalières 
III.10 Conclusion 
Chapitre IV : ETUDE DE LA VARIABILITE CLIMATIQUE 
IV.1 Introduction 
IV.2 Caractérisation de la sècheresse 
 IV.2.1 Définitions de la sécheresse 
 IV.2.2 Type de sécheresse 
 IV.2.2.1 Sécheresse météorologique 
 IV.2.2.2 Sécheresse hydrologique 
 IV.2.2.3 Sécheresse agricole 
 IV.2.2.4 Sécheresse socio-économique 
 IV.2.2 Méthode de caractérisation de la sécheresse 
 IV.2.2.1 Indice standardisé de précipitation « SPI » 
 IV.2.2.2 Indice SSFI 
 IV.2.2.3 Effective Drought Index « EDI »  
 IV.2.2.4 Déciles des précipitations 
 IV.2.2.5 Indice de Reconnaissance de sécheresse (RDI) 
 IV.2.2.6 Rapport à la normale des précipitations (RN) 
 IV.2.2.7 Indice de déficit pluviométrique (Indice de l’écart à la normale (En) 
 IV.2.2.8 Indice de sécheresse des débits (ISD) 
 IV.2.2.9 Indice logarithme décimal des déviations hydrologiques (ILDH) 
 IV.2.2.10 Indice d’humidité disponible pour les cultures (CMI - Crop Moisture Index) 
 IV.2.2.11 Indice de continentalité pluviométrique d'Angot (1906) 
 IV.2.2.12 Indice de continentalité thermique de Gorczinski (1920) (modifié Daget 1968) 
IV.3 Comparaison de certains indicateurs météorologiques et hydrologiques 
 IV.3.1 SPI et SSFI 
 IV.3.2 RDI et ISD 
IV.4 Corrélation entre indices 
IV.5 Conclusion 
Chapitre V : IMPACT DE LA VARIABILIE CLIMATIQUE SUR LA RESSOURCE EN EAUX SUPERFICIELLES
IV.1 Introduction 
IV.2 Présentation de khronostat 
IV.3 Manipulation du Khronostat 
IV.4 Tests statistiques appliquées dans cette étude 
 IV.4.1 Test d’A.N. PETTITT 
 IV.4.2 Test de segmentation de P.HUBERT 
 IV.4.3 Méthode bayésienne d’A.F.S LEE et S.M. HEGHINIAN 
 IV.4.4 Statistique U de Buishand 
IV.5 Résultats et discussions 
 IV.5.1 Analyse des précipitations 
 IV.5.1.1 A l’échelle annuelle 
 IV.5.1.2 A l’échelle périodique 
 IV.5.1.3 A l’échelle saisonnière 
 IV.5.1.4 A l’échelle mensuelle 
 IV.5.2 Analyse des lames d’eau écoulées 
 IV.5.2.1 A l’échelle annuelle 
 IV.5.2.2 A l’échelle périodique 
 IV.5.2.3 A l’échelle saisonnière 
 IV.5.2.4 A l’échelle mensuelle 
 IV.5.3 Analyse des températures 
 IV.5.3.1 A l’échelle annuelle 
 IV.5.3.2 A l’échelle périodique 
 IV.5.3.3 A l’échelle saisonnière 
 IV.5.3.4 A l’échelle mensuelle 
IV.6 Conclusion 
Conclusion Générale 
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 
ANNEXES

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