Classification suivant les régimes de crue

A la classification climatique faite au paragraphe précédent, correspond une classification par régime hydrologique proposée par Rodier (1964) et présentée au tableau II-3.

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Tableau II-3: Critères de classification météorologique et hydrologique des bassins versants d’Afrique de l’Ouest.

Hauteur de précipitation annuelle

Classification météorologique

Classification des régimes hydrologique

150mm < H < 300mm Domaine Sahélien Nord Subdésertique

300mm < H < 750mm Domaine Sahélien Sud Sahélien

750mm < H < 1200mm Domaine Soudanien Tropical pur

H > 1200mm Soudanien II et Soudanien III Tropical de transition

Les bassins versants qui font l’objet de cette étude se retrouvent entre les domaines hydrologiques sahélien et tropical pur. Afin de simplifier la lecture du manuscrit, nous utiliserons la classification suivant les pluies moyennes annuelles et nous distinguerons donc deux classes correspondant aux zones sahélienne et Soudanienne.

Chacun des régimes dont les délimitations sont présentées au tableau II-3 intègre certaines particularités. La figure II-9 présente les hydrogrammes mensuels moyens calculés sur la période 1960-1999 de deux stations représentatives des zones climatiques sahélienne et Soudanienne. Dans les deux cas, la saison des hautes-eaux correspond à la saison pluvieuse et s’étend de Mai à Octobre, le mois le plus pluvieux étant le mois d’Août.

- En régime sahélien (Cas de Kakassi figure II-9.a), les écoulements de saison de

hautes-eaux sont généralisés et une série de crues est observée en début de saison chaque année, avec un faible débit de base entre les crues. Cette saison s'étend sur deux à quatre mois, suivant la latitude. En septembre, le sol est saturé mais la couverture végétale freine efficacement le ruissellement de sorte que malgré un coefficient de ruissellement plus fort qu’en Juillet, les pointes de crues sont plus faibles. Dans cette zone, la lame d’eau mensuelle écoulée à l’exutoire est généralement maximale au mois d’Août.

- En régime Soudanien (cas de Fadougou figure II-9.b), une saison de

hautes-eaux, d'une durée de quatre à cinq mois (entre juillet et novembre), fait suite à une saison sèche de six mois au moins (entre début décembre et juin), avec un

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arrêt de l'écoulement sur les petits cours d'eau. Dans cette zone, les averses observées au mois de Juillet et la mi-quinzaine d’Août ont essentiellement pour effet de saturer le sol (Descroix et al., 2009). Les crues se produisent alors à la fin du mois d’Août et au mois de Septembre, et la dernière crue est suivie par un tarissement qui se poursuit jusqu’en Octobre ou Novembre.

9.a)

9.b)

Figure II-9 : Hydrogrammes mensuels de deux stations représentatives des zones climatiques recensées. Kakassi en zone sahélienne, et Fadougou en zone Soudanienne.

- La dynamique des crues

Une méthode d’analyse de la dynamique de crue de chaque bassin versant a été menée. La méthode, tirée de Lang et Lavabre (2007) est basée sur la construction d’un

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hydrogramme moyen de crue pour chaque bassin versant à partir d’une sélection d’hydrogrammes sur une fenêtre autour des pics de crues majeures.

Pour chaque série, nous avons extrait l’évènement majeur de chaque année, l’année hydrologique étant dans notre cas équivalente à l’année calendaire. Puis nous avons rendu adimensionnels les hydrogrammes en divisant chacun d’eux par le débit de pointe Tous les hydrogrammes normés ont donc un débit maximal égal à 1. A partir de cet échantillon de crues normées, nous construisons un hydrogramme supposé représentatif du régime de crue en déduisant la médiane des hydrogrammes adimensionnels. De ces hydrogrammes, nous pouvons déterminer une durée moyenne de dépassement de la moitié du débit maximal de l’hydrogramme moyen normé (Ө).

Figure II-10 : Procédure de calcul de la durée caractéristique de crue sur un bassin versant.

Les résultats sur la dynamique des crues des bassins versants utilisés montrent que les durées moyennes de crues sont très variables en fonction des bassins versants. En zone sahélienne, ces durées semblent augmenter avec la surface du bassin versant.

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Figure II-11 : Calcul des durées caractéristiques de crue pour les bassins versants de la zone sahélienne. Les jours marqués sur l’axe des abscisses sont centrés sur la valeur maximale des débits adimensionnels.

Les bassins de Goudebo à Falagontou et du Gourouol à Koriziena montrent tous les deux une durée moyenne de crue de quatre jours, alors que pour le Dargol à Kakassi, cette durée est de douze jours. Les valeurs relativement courtes des durées de crues estimées pour les bassins versants de cette zone se justifient par le fait que le régime hydrologique dans cette zone est caractérisé par la succession de plusieurs crues indépendantes. Cependant l’augmentation des durées de crue en fonction des surfaces des bassins versants ne peut être considérée comme un fait général en raison du petit échantillon analysé ici.

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Figure II-12 : Calcul des durées caractéristiques de crue pour six bassins versants de la zone Soudanienne. Les jours marqués sur l’axe des abscisses sont centrés sur la valeur maximale des débits

adimensionnels.

En zone Soudanienne, aucun lien ne semble exister entre les durées moyennes de crue estimées et les surfaces des bassins versants. Mais dans cette zone, la durée de crue prend des valeurs assez fortes, allant au-delà de 50 jours pour certains bassins versants tel que le Bafing à Sokoroto. Ces longues périodes de crues peuvent se justifier par le fait que pour les bassins versants de la zone Soudanienne à sol perméables, l’infiltration est prépondérante et l’écoulement augmente progressivement en fonction du degré de saturation du sol. Malheureusement, cette hypothèse ne peut être confirmée car nous avons pas connaissance de travaux de recherche connue sur le sujet dans cette zone d’étude.

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Tableau II-4: Tableau récapitulatif des caractéristiques de classification des bassins versants Rtot = Pluie moyenne annuelle ; D = Durée caractéristique moyenne de la crue ; Qs = débits spécifique des bassins

versants (moyenne annuelle).

Stations ^Surfaces (km²) Rtot (mm/an) Classification météorologique ^{D (jours) Qs (l/s/km} 2 ) Falagontou 3750 410 Zone S ahé li ene ^{4 11.5} Koriziena 2500 371 3 12.1 Kakassi 6950 408 12 7.87 Samendeni 4580 996 Zone S ouda n ienne 36 12.5 Bittou 4050 804 2 17.8 Batie 5485 1006 19 14.5 Diebougou 12200 956 37 8.20 Fadougou 9350 1073 8 31.4 Sokoroto 1750 1280 55 64.5 Bebele 3470 1318 46 69 Missira 6200 1375 39 23.8 Diaguiri 1010 1059 3 72.3 Niokolokoba 3233 885 9 9.74 Kedougou 8130 1262 10 46.8

V. C

Une analyse critique des données a permis d’obtenir un échantillon de bassins versants sur lequel repose l’étude des débits de pointe présentée dans ce manuscrit. Nous avons sélectionné les données de quatorze bassins versants qui couvrent les principaux domaines climatiques d’Afrique de l’Ouest. Même si cet échantillon est de petite taille pour une étude à l’échelle régionale, on ne peut non plus le considérer comme négligeable, compte tenu de la difficulté à trouver des bassins suivis sur de longues périodes et possédant des données de qualité dans la région étudiée. De même, les tailles des séries ne permettent pas de couvrir systématiquement la même période d’étude. Tous ces aspects devront donc être pris en compte dans l’analyse des données et l’interprétation des résultats.

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Chapitre III. ANALYSEDELA STATIONNARITE

DESCRUESET DESINDICES

PLUVIOMETRIQUES

Ce chapitre s’articule en quatre points: i) Nous présenterons tout d’abord le cadre statistique dans lequel s’est réalisée l’étude de stationnarité des variables hydrologiques et climatiques mises en commun dans la première partie, ii) ensuite nous présenterons les méthodes d’échantillonnage de ces indices, iii) les resultats des tests de tendances sur les séries brutes seront présentés en toisième partie, iv) une dernière partie viendra présenter des analyses complémentaires.

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