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Modification du régime hydroclimatique dans le bassin de l’Oued Mina (nord-ouest d’Algérie)

  • Faiza Hallouz,
  • Mohamed Meddi et
  • Gil Mahe

…plus d’informations

  • Faiza Hallouz
    LGEE, École Nationale Supérieure d’Hydraulique, BP 31, 09000 Blida, Algérie
    fouzette71@yahoo.fr

  • Mohamed Meddi
    LGEE, École Nationale Supérieure d’Hydraulique, BP 31, 09000 Blida, Algérie

  • Gil Mahe
    IRD - HSM - UMV-A, 15, rue Abou Derr, BP 8967, 10 000 Rabat-Agdal, Maroc, Université Mohamed V, Rabat, Maroc

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Corps de l’article

1. Introduction

En Afrique du Nord, les changements climatiques ont été mis en évidence par la dernière période de sécheresse depuis le début des années 1970 (ANRH, 2010).

L’Algérie, pays méditerranéen majoritairement situé en zones semi-aride et aride, a toujours été confrontée à des sécheresses et des crues extrêmes (BEKOUSSA et al., 2008; MEDDI et HUBERT, 2003; MEDDI et al., 2009), qui constituent un frein au développement économique et social.

Dans ce contexte, l’objectif de cette étude est d’analyser les régimes hydroclimatiques dans le bassin de l’oued Mina, dont le sud semi-aride alimente une plaine irriguée. On utilise la méthode du vecteur régional (HIEZ, 1977) sur les données pluviométriques, avec deux objectifs : constituer des unités climatiques homogènes avec des critères automatiques, et reconstituer les données manquantes au pas de temps annuel, puis on analyse les pluies et débits annuels des sous-bassins de l’oued Mina à l’aide de tests statistiques de détection de ruptures avec Khronostat (LUBES-NIEL et al., 1998).

2. Matériels et méthodes

2.1 Présentation de la zone d’étude

Le bassin versant de l’oued Mina est un des principaux affluents du plus grand bassin versant de l’Algérie du Nord, l’oued Cheliff (Figure 1). Il se trouve à environ 300 km à l’ouest d’Alger et draine une superficie de 6 000 km2 jusqu’au barrage Sidi M’Hamed Ben Aouda. Le climat de la région est de type semi-aride méditerranéen (pluies en hiver, sécheresse en été), avec une précipitation moyenne annuelle estimée à 305 mm. La majorité des précipitations se concentre entre novembre et mars.

Figure 1

Localisation des stations pluviométriques et hydrométriques du bassin de l’oued Mina (Source: www.cgiar.org/), et les deux régions climatiques utilisées.

Location of rainfall and hydrometric stations of Wadi Mina basin (Source: www.cgiar.org/), and the two climatic units used in the study.

Localisation des stations pluviométriques et hydrométriques du bassin de l’oued Mina (Source: www.cgiar.org/), et les deux régions climatiques utilisées.

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2.2 Origine des données

Les données pluviométriques et hydrométriques proviennent de l’Agence Nationale des Ressources Hydrauliques (ANRH). On compte 26 postes pluviométriques et cinq postes hydrométriques (Figure 1).

2.3 Vecteur régional

La méthode du vecteur régional a été développée à l’ORSTOM/IRD (Institut de Recherche pour le Développement) dans les années 1970 dans le but de réaliser des études d’homogénéité des précipitations et de valider les régions climatiques ainsi créées. Le bassin a été partagé en deux régions climatiques (Figure 1) sur lesquelles la méthode du vecteur régional a été appliquée au pas de temps annuel, grâce au logiciel Hydraccess de l’IRD (VAUCHEL, 2005).

2.4 Tests statistiques de détection de ruptures sur les séries chronologiques

KHRONOSTAT (1998) est un logiciel d’analyses statistiques de séries chronologiques développé par l’IRD (LUBES-NIEL et al., 1998) qui propose plusieurs tests de détection de ruptures, parmi lesquels nous avons choisi ceux permettant de déterminer les dates de ruptures : méthode non paramétrique de Pettit, méthode Bayésienne de Lee et Heghinian et la segmentation de Hubert. Ces tests ont été appliqués sur les séries observées et reconstituées des précipitations et des débits. Pour la suite de l’étude, nous qualifions une rupture de faible lorsqu’un seul test sur les trois détecte une rupture, de probable avec deux tests, et de majeure avec trois. Ces tests ont été appliqués sur de nombreuses séries en Afrique (MEDDI et HUBERT, 2003; ROUDIER et MAHE, 2010).

3. Résultats et discussion

3.1 Analyse des précipitations

Les tests de rupture sont appliqués aux séries chronologiques de toutes les stations du bassin versant de l’oued Mina (Tableau 1). La reconstitution signifie que les valeurs manquantes sont comblées en fonction de la valeur du vecteur de chaque région. Il est indispensable pour le test de rupture que les lacunes dans les séries soient comblées. Les résultats sont présentés dans le tableau 2 (données observées et comblées). Beaucoup de séries chronologiques présentent une rupture au milieu des années 1970. Cette approche statistique permet de constater que la reconstitution de données indique une date de rupture identique pour toutes les séries en 1976 (Tableau 2), déjà évoqué par SINGLA et al. (2010) pour le Maroc. La date de rupture de 1976 a été également avancée par TOUAZI et LABORDE (2000), tandis qu’au Maroc, la rupture se situe entre 1976 et 1980, avec un maximum vers 1979.

Tableau 1

Inventaire des stations hydrométriques utilisées dans l’étude.

Inventory of runoff stations used in the study.

Inventaire des stations hydrométriques utilisées dans l’étude.

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Tableau 2

Détection des ruptures dans les séries de pluies annuelles observées et complétées des deux régions.

Detection of breaks in the observed and completed annual rainfall time series in the two regions.

Détection des ruptures dans les séries de pluies annuelles observées et complétées des deux régions.
*

Test de Pettit,

**

Procédure Bayésienne de Lee et Heghinian,

***

Segmentation de Hubert.

1

Nombre d'années qui a été comblé avec la méthode MVR (c'est à dire nombre d'années manquantes).

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3.2 Analyse des données hydrologiques

Les débits annuels connaissent une diminution globale depuis les années 1970. Pour les débits, des ruptures probables sont observées aussi bien en saison de pluie qu’en saison sèche (Tableau 3). Au pas de temps annuel, les dates de ruptures probables sont 1974, 1975 et 1980/1987 et correspondent généralement aux ruptures détectées au pas de temps mensuel. Il y a donc une bonne concordance avec les dates de rupture dans les séries de pluies annuelles, ce qui laisse supposer une cause climatique, en premier lieu, à la baisse observée des débits sur le bassin de l’oued Mina.

Tableau 3

Détection des ruptures annuelles et mensuelles dans les séries des débits (1968/69 - 2006/07). Dates de ruptures détectées par trois tests (fond gris foncé), deux (fond gris clair), un (fond blanc), sur les cinq bassins versants.

Detection of breaks in the annual and monthly runoff time series (1968/69-2006/07). Break dates detected by three tests (dark grey background), two (light grey), one (white), for the five basins.

Détection des ruptures annuelles et mensuelles dans les séries des débits (1968/69 - 2006/07). Dates de ruptures détectées par trois tests (fond gris foncé), deux (fond gris clair), un (fond blanc), sur les cinq bassins versants.

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4. Conclusion

Durant les dernières décennies, un déficit important en eau s’est fait sentir dans l’ouest algérien. Cette étude s’est basée sur l’analyse de données pluviométriques et hydrologiques annuelles et mensuelles, dans le but de déterminer les périodes critiques de changement de régime hydrologique et le lien entre la baisse des pluies et la baisse des débits dans un milieu fortement anthropisé. Les tests statistiques de détection des ruptures ont validé la significativité de la diminution des pluies et des écoulements sur le bassin de l’oued Mina, depuis 1976 pour les pluies, et la fin des années 1970 pour les débits. La baisse des débits est bien concomitante à celle des pluies, malgré la construction de nombreux ouvrages hydrauliques, qui auraient pu perturber le régime de l’oued Mina.

Parties annexes