Acquisition et présentation des données climatiques

L’étude hydrogéologique d’une nappe phréatique superficielle nécessite un traitement des observations et des données climatiques. En raison de l’importance des précipitations dans les études hydroclimatologiques, la Plaine de Saïss a été dotée d’un nombre de stations pluviométriques réparties selon des altitudes qui varient entre 415m à 760 m.

les séries d’observation. Une vérification systématique sur les fichiers de valeurs a été effectuée. Le travail consiste à combler les lacunes contenues dans les séries de mesures. En effet, des lacunes et discontinuités dans les séries chronologiques des pluies et des températures ont été remarquées pendant certaines années ou mois. La méthode des doubles masses (doubles cumuls) a été utilisée afin d’évaluer l’homogénéité des séries de mesures des stations météorologiques.

1. Présentation des données

L’ensemble des données climatiques a été mis à notre disposition par l’Agence de Bassin Hydraulique de Sebou et la station météorologique de Fès-Saïss (Aéroport-Fès). Dans ces séries de données climatiques, il a été tenté d’identifier un maximum de postes de mesures répondant aux conditions suivantes :

− la taille de l'échantillon (information couvrant les quatre dernières décennies); − la position géographique ;

− la qualité des données (pas de lacunes de plus de trois années consécutives).

Les séries de mesures climatiques (température et pluie) les plus longues (entre 30 et 36 ans) et disponibles au niveau de la Plaine de Saïss sont utilisées. Les années présentant des mois lacunaires ont été comblées si le déficit n’a pas été trop important, c’est-à-dire si le nombre de mois manquants ne dépasse pas 3 mois, et si ceux-ci ne sont pas habituellement les plus pluvieux. La série des températures de l’air est disponible au niveau de la station Fès-Saïss, elle couvre la période (1961-2014). Ces données semblent assez homogènes, de bonne qualité et représentatives de la Plaine de Saïss.

2. Etude d’homogénéité des données

Les séries climatiques sont composées de données climatiques réelles et de ruptures artificielles dues à des modifications des conditions de mesure. Ces ruptures peuvent être du même ordre de grandeur que le signal climatique réel. La correction de ces ruptures artificielles est nécessaire avant d’entreprendre toute étude.

La question de l’homogénéité ou de la non homogénéité des observations est un problème important, compte tenu des conséquences que peut entraîner l’utilisation de séries non homogènes, considérées en fait comme homogènes. Une série est dite homogène, si les observations qui la composent ont été effectuées de la même façon et sont issues de la même population. Pour les statisticiens, la série de données est dite homogène, si les propriétés statistiques de l’erreur de mesure affectant ces données sont restées invariables au cours de la période d’observation.

D’une façon générale, les éléments climatiques dans le temps ne se produisent pas de la même façon et la sérié correspondante n’est pas purement stationnaire. Les causes perturbatrices les plus courantes de l’homogénéité des observations sont :

- le mauvais état ou la défectuosité d’appareils de mesures ; - un changement d’observateur ;

- le déplacement de la station (différences topographiques) ;

- le changement de type d’appareils, de leurs conditions d’installations (hauteur au-dessus du sol) ; - la lecture non adéquate du pluviomètre qui entraîne une forte hétérogénéité des séries

pluviométriques.

L’utilisateur des données doit connaître l’historique des stations d’observations, ce qui permettra d’expliquer les causes de l’hétérogénéité lorsqu’elle existe. Cet historique comprend le nom de la station, les coordonnées, les périodes et le personnel d’exploitation et les détails sur son équipement. L'examen visuel des totaux annuels de toutes les stations pour la période d’étude 1978-2014 de la Plaine de Saïss, montre que quelques séries sont affectées par un manque de donnés ou par

des lacunes. Les méthodes citées ci-dessous ont été utilisées pour le comblement de lacunes et l’étude de l’homogénéité.

2.1. Estimation des données manquantes

On peut estimer les données manquantes ou erronées à une station à partir des valeurs provenant des stations voisines soumises aux mêmes conditions climatiques et situées dans la même zone géographique. Des méthodes sont proposées pour la restitution des données pluviométriques (remplacer la valeur manquante par celle de la station la plus proche, remplacer la valeur manquante par la moyenne des stations voisines…)

Cette méthode est utilisée lorsque les précipitations moyennes annuelles de la station à compléter ne diffèrent pas de plus de 10% des précipitations moyennes annuelles aux stations de référence. Pour notre étude la qualité des données pluviométriques utilisées (pas de lacunes de plus de trois années consécutives). Les années présentant des mois lacunaires ont été comblées si le déficit n’a pas été trop important, c’est-à-dire si le nombre de mois manquants ne dépasse pas 3mois et si ceux-ci ne sont pas habituellement les plus pluvieux.

2.2. Méthode du double cumul

Le principe consiste à cumuler les valeurs annuelles observées de chaque paramètre à traiter, une fois que les valeurs sont cumulées, la droite des cumuls est obtenue en fonction de la station à tester et d’une deuxième station de la même région, qu’on appellera station référence. La similitude de comportement des deux stations se traduit par un quasi alignement des points représentatifs. Une déviation de comportement d’une des deux séries (stations) va se traduire par un nouvel alignement le long d’une droite différente de la première. Cette méthode est particulièrement utilisée pour tester l’homogénéité et détecter la tendance des stations.

Les figures 15,16 et 17 montrent qu'il n'y a aucun changement de l'exploitation des stations de la Plaine de Saïss. En termes de fiabilité de données, la plupart des stations pluviométriques ont présenté une bonne homogénéité. Les coefficients de détermination montrent une bonne corrélation entre les séries pluviométriques. Les résultats obtenus (tendance linéaire) montrent que les précipitations mesurées au niveau des stations choisies sont homogènes.

Figure 15 : Homogénéité de la série de mesures de la station Fès-DRH

Figure 16 : Homogénéité de la série de mesures de la station d‘Ain Bittit