Riad

Thse en cotutelle

UNIVERSITE DES SCIENCES ET TECHNOLOGIES DE LILLE &

UNIVERSITE IBNOU ZOHR DAGADIR

Prpare au Laboratoire de Mcanique de Lille Pour obtenir le grade de

DOCTEUR DE LUNIVERSITE EN GENIE CIVIL Spcialit :

HYDROLOGIE DE SURFACE

TTYYPPOOLLOOGGIIEE EETT AANNAALLYYSSEE HHYYDDRROOLLOOGGIIQQUUEE DDEESS EEAAUUXX SSUUPPEERRFFIICCIIEELLLLEESS AA PPAARRTTIIRR DDEE

QQUUEELLQQUUEESS BBAASSSSIINNSS VVEERRSSAANNTTSS RREEPPRREESSEENNTTAATTIIFFSS DDUU MMAARROOCC

Par Mlle Souad RIAD

Directeurs de thse :

Mr Jacky MANIA, Professeur lEcole Polytechnique Universitaire de Lille Mr Lhoussaine BOUCHAOU, Professeur la facult des sciences dAgadir

Soutenue le 12/12 /2003 14h devant la commission dexamen :

Mr Y. NAJJAR, Professeur, Universit de lEtat de Kansas (USA) Mr M. RAZACK, Professeur, Universit de Poitiers Mr A. MANGIN, Directeur de CNRS, Laboratoire Souterrain de Moulis Mr Y. HSISSOU, Professeur la facult des sciences dAgadir

Mr E. CARLIER, Professeur, Universit dArtois Mr I. SHAHROUR, Professeur, Ecole Polytechnique Universitaire de Lille

Rapporteurs :

Examinateurs :

DEDICACES

S. RIAD/ 2003S. RIAD/ 2003S. RIAD/ 2003S. RIAD/ 2003 2

A la mmoire de monpre

A ma trs chre mre : Sans elle rien naurais pu tre fait

A mes frres : Mustapha, Hamid, Laalami et Khalid

A mes surs : Rabiaa et Hakima

A mon beau frre Mohammed RIAD

A ma belle sur Fatima BENHNINI

A toute la famille RIAD

A toute la famille CHAKIRY

A tous mes amis.

A mes neveux et mes nices : Meryam, Yassir, Raja, Najoua, Mourad, Kawtar et MBarek

Et cest ma mre que je ddie ce travail

AVANT-PROPOS


AVANT-PROPOS

Ce travail de recherche a t ralis au Laboratoire de Mcanique de Lille (LML),

dpartement de Gotechnique & Gnie Civil (GTGC) lEcole Polytechnique

Universitaire de Lille (EPUL), Universit des Sciences et Technologies de Lille (USTL),

dans le cadre dune thse en cotutelle avec lUniversit Ibnou Zohr dAgadir au Maroc.

Au terme de cette recherche, il m'est trs agrable d'exprimer toute ma gratitude,

ma reconnaissance et mes trs vifs remerciements tous ceux qui ont contribu de

prs ou de loin l'laboration de ce sujet de thse.

En premier lieu, j'exprime ma profonde reconnaissance et mes sincres

remerciements mes deux directeurs de thse, Jacky MANIA, Professeur l'Ecole

Polytechnique Universitaire de Lille, Universit des Sciences et Technologies de Lille,

et Lhoussaine BOUCHAOU, Professeur la Facult des Sciences, Universit Ibnou

Zohr Agadir.

Mr le Professeur J. MANIA m'a accueilli dans son laboratoire, ma rserv des

moments prcieux de discussion et ma facilit toutes les conditions pour mener ce

travail bien. Je le remercie infiniment pour son apport la grande cohrence de ce

manuscrit, sa disponibilit et sa sympathie.

Mr le Professeur L. BOUCHAOU, pour tous ces conseils et ses encouragements

qu'il m'a prodigus et qui ma aid le plus possible que ce soit durant son sjour Lille

ou soit durant mes sjours Agadir. Je le remercie trs sincrement pour sa

sympathie, ses remarques et ses discussions les plus intressantes.

Mr I. SHAHROUR, Professeur l'Ecole Polytechnique Universitaire de Lille a bien

voulu accepter de prsider le jury de cette thse et dxaminer ce travail de recherche.

Je lui exprime mes trs vifs remerciements et mon profond respect.

Mr le Professeur Y. NAJJAR de lUniversit de Kansas, a bien voulu tre

rapporteur de ma thse. Je le remercie vivement pour tous les discussions,

suggestions et ces prcieux conseils durant tous ses sjours Lille. Je lui exprime ma

profonde reconnaissance.

Mr M. RAZACK, Professeur lUniversit de Poitiers qui a accept d'tre un

rapporteur de mon travail. Je le remercie vivement.

Mr E. CARLIER, Professeur lUniversit dArtois pour avoir bien voulu participer

mon jury et juger ce travail. Je lui exprime ma profonde reconnaissance.

AVANT-PROPOS


Je remercie galement Mr A. MANGIN, Directeur de recherche au CNRS et toute

son quipe pour son accueil chaleureux durant mon sjour de stage au laboratoire

souterrain de Moulis et pour avoir accept dtre rapporteur de ma thse.

Je remercie galement Mr Y. HSISSOU, Professeur la facult des sciences

dAgadir pour avoir accept de rapporter ce travail de recherche. Je le remercie

vivement pour ces nombreux conseils et discussions durant mes sjours Agadir.

J'adresse mes trs chaleureux remerciements en particulier mon frre Hamid

pour son soutien moral et matriel durant toutes ces annes de thse. Il ma permis

d'envisager tous les obstacles, de me soutenir dans les moments de dcouragement et

de faire avancer mon travail en toute srnit.

Mes remerciements sadressent galement aux professeurs L. BENABIDATE, N.

KHALIL, A. EL ACHHEB, A. EL YOUNSSI, A. HANI et L. DJABRI, pour leur conseils et

discussions durant leurs sjours au laboratoire, Dpartement de Gotechnique et

Gnie Civil LEcole Polytechnique Universitaire de Lille.

Je noublierai pas de remercier Mr Said JALALA, Mr Khamis ALMAHALLAWI, Mr

Mohammed EILA et Mr Issa MUSA du ministre de lenvironnement Palestine pour

leur sincre amiti et leur sympathie durant leur sjour Lille. Je leur souhaite bonne

continuation et bon courage pour leurs thses de Doctorat.

Je remercie galement tout le personnel de la Direction Gnrale dHydraulique

(DRH) de Rabat qui nous a fourni les donnes des diffrents bassins qui ont fait objet

de cette recherche et Mr MM. SAIDI, professeur la facult des sciences et techniques

de Marrakech qui ma fourni les donnes de la rgion du Haut Atlas de Marrakech.

Je n'oublie pas dans ces remerciements tous mes amis de l'Ecole Polytechnique

Universitaire de Lille, pour leur ambiance agrable dans laquelle s'est droul ce

travail, leur sympathie et leur soutien durant toutes ces annes de recherche. Je cite

Naima, Amina, Rabiaa, Latifa, Samira, Said, Khalid, Lina, Nourreddine, Adil, Rochdi,

Karim, Jalal, Hassan, Rachid, Driss, Hicham, Redouane, Abdelilah, Azzedine,

Abdrezzak, Sami, Lahcen, Jamal, Ahmed, Hafid, Frderic, Zoubeir, Wadie, Mohamed,

Raed, Ihssane, Hani, Eddy, Rami, Ali, Brahim et Bassem. Qu'ils, je leur remercie trs

sincrement.

AVANT-PROPOS


Un grand merci aux personnels de latelier de reprographie et du service

informatique de lEcole Polytechnique Universitaire de Lille, plus particulirement :

Serge DUPONT, Bernard DERACHE, Alain LORGUEZ, Dominique GOLPART,

Dominique FRANOIS, Patrick MENAGER et Juliette LOISELEUX.

Ce que je dois ma chre mre va bien au del des remerciements ou mme de

la gratitude. Mon vocabulaire est trop limit pour exprimer son importance dans ce

travail et dans ma vie. Elle le sait.

Je ddie enfin ce manuscrit tous les membres de ma famille qui mont toujours

aid, encourag et soutenu durant toutes ces longues annes de recherche jusqu'au

l'achvement de ce travail, et plus prcisment je cite : Aicha, Fatiha, Mbarka, Saadia,

Sabah, Meryem, Said, Zohra, Abdel Alwahed, Samira, Farida, Fatima, Najib, Khadija,

Tibari, Amina, Naima, Aicha, Brahim, Bahija, Tarik, Jilali et Abdelatif.

Je remercie profondment toute ma famille. Ces tudes auxquelles je mets un

terme, cest avant tout eux que je les dois, eux qui, depuis toujours et en

particulier tout au long de ces dernires annes ont su partager avec patience et

amour mes instants de joies.

Je remercie enfin toutes les personnes intresses par mon travail, en esprant

quelles puissent trouver dans mon rapport de thse des explications utiles.

Merci encore tous.

Table de matires


TABLE DE MATIERES

AVANT-PROPOS...3 TABLE DE MATIERES6

INTRODUCTION GENERALE.....11 1) Problmatique de ce travail....13 2) Contexte climatique.....14 3) Ressources en eau....16 4) Problmatique des ressources en eau au Maroc...18 5) Objectifs de la recherche.....19 6) Prsentation du Manuscrit.20

11rree PPAARRTTIIEE :: CCAARRAACCTTEERRIISSTTIIQQUUEESS GGEEOOGGRRAAPPHHIIQQUUEESS PPHHYYSSIIOOGGRRAAPPHHIIQQUUEESS && GGEEOOLLOOGGIIQQUUEESS DDEESS BBAASSSSIINNSS EETTUUDDIIEESS

I. SITUATION GEOGRAPHIQUE24 I.1. Bassin versant de la Moulouya....25

I.2. Bassins Ctiers Mditerranens..26 I.3. Bassin versant de Tensift..26 I.4. Bassins versants de Ziz-Rhris et Guir...27

II. CARACTERISTIQUES PHYSIOGRAPHIQUES...29 II.1. Superficie..29

II.2. Primtre .30 II.3. Indice de compacit de Gravelius..30 II.4. Rectangle quivalent...30 II.5. Longueur du cours deau principal...31 II.6. Pente moyenne 31 II.7. Densit de drainage.32 II.8. Altitude de la station hydromtrique33 II.9. Impact sur les pluies et le ruissellement....34

III. CARACTERISTIQUES GEOLOGIQUES.34 III.1. Bassin versant de la Moulouya...35

III.1.1. Le Palozoque...35 III.1.2. Le Trias..35 III.1.3. Le Jurassique..35 III.1.4. Le Crtac..35 III.1.5. Le Tertiaire.35 III.1.6. Le Quaternaire....36

III.2. Bassins Ctiers Mditerranens.37 III.3. Bassin versant de Tensift.38

III.3.1. Le Haut Atlas.38 III.3.2. Les Jbilets et Mouissates38 III.3.3. Le plateau des Mouissates..38 III.3.4. Le bassin dEssaouira-Chichaoua..38 III.3.5. La plaine de Haouz38

III.4. Bassins versants de Ziz-Rhris et Guir..39 III.4.1. Le Palozoque...39 III.4.2. Le Trias..39

Table de matires


III.4.3. Le Jurassique..39 III.4.4. Le Crtac..39 III.4.5. Le Tertiaire39 III.4.6. Le Quaternaire...39

III.5. Impact de la gologie sur lhydrologie...41

IV. CLIMATOLOGIE GENERALE..42 IV.1. Bassin versant de la Moulouya...42 IV.2. Bassins Ctiers Mditerranens.....42 IV.3. Bassin versant de Tensift.42 IV.4. Bassins versants de Ziz-Rhris et Guir..43 IV.5. Impact de la climatologie sur lhydrologie...44

V. CONCLUSION.44

22mmee PPAARRTTIIEE :: TTRRAAIITTEEMMEENNTT DDEESS DDOONNNNEEEESS PPHHYYSSIIOOGGRRAAPPHHIIQQUUEESS && HHYYDDRROOPPLLUUVVIIOOMMEETTRRIIQQUUEESS

I. AQUISITION DES DONNEES ...46 I.1. Donnes physiographiques.46 I.2. Donnes pluviomtriques...46

I.2.1. Situation des postes pluviomtriques.46 I.2.2. Caractristiques des postes pluviomtriques..46

I.3. Donnes hydromtriques47 I.3.1. Situation des stations hydromtriques47 I.3.2. Caractristiques des stations hydromtriques47

II. CRITIQUE DES DONNEES .48

III. TRAITEMENT DES DONNEES..49 III.1. Analyse statistique des donnes physiographiques...49

III.1.1. Analyse en Composantes Principales (ACP)...49 III.1.1.1. Introduction...49 III.1.1.2. Application de lACP ...50

III.1.2. Analyse Factorielle Discriminante (AFD)...53 III.1.2.1. Rappel...53 III.1.2.2. Application de la mthode53

III.1.3. Modle de Rgression Linaire Multiple (RLM)55 III.2. Analyse statistique des donnes pluviomtriques.57

III.2.1. Pluies moyennes mensuelles...57 III.2.1.1. Bassin versant de la Moulouya.57

Oued Ansegmir la station dAnsegmir57 III.2.1.2. Bassin versant de Tensift..57

Oued Ourika la station dAghbalou57 III.2.1.3. Bassins versants de Ziz-Rhris.57

Oued Sidi Hamza la station de Foum Tillicht.57 Oued Todrha la station dAit Bouijjane..57

III.2.2. Pluies moyennes annuelles et interannuelles..58 III.2.2.1. Bassin versant de la Moulouya.58

Oued Ansegmir la station dAnsegmir58

Table de matires


III.2.2.2. Bassin versant de Tensift..58 Oued Ourika la station dAghbalou58

III.2.2.3. Bassins versants de Ziz-Rhris.59 Oued Sidi Hamza la station de Foum Tillicht.59 Oued Todrha la station dAit Bouijjane..59

III.3. Analyse statistique des donnes hydromtriques.60 III.3.1. Evolution des dbits moyens mensuels...60

III.3.1.1. Bassin versant de la Moulouya.60 Oued Ansegmir la station dAnsegmir60

III.3.1.2. Bassin versant de Tensift..61 Oued Ourika la station dAghbalou61

III.3.1.3. Bassins versants de Ziz-Rhris.61 Oued Sidi Hamza la station de Foum Tillicht.61 Oued Todrha la station dAit Bouijjane...61

III.3.2. Variation des dbits moyens annuels et interannuels .62 III.3.2.1. Bassin versant de la Moulouya.62

Oued Ansegmir la station dAnsegmir62 III.3.2.2. Bassin versant de Tensift..62

Oued Ourika la station dAghbalou.62 III.3.2.3. Bassins versants de Ziz-Rhris.63

Oued Sidi Hamza la station de Foum Tillicht.63 Oued Todrha la station dAit Bouijjane...63

III.3.3. Analyse statistique des dbits extrmes ..64 III.3.3.1. Introduction...64 III.3.3.2. Rsultats des ajustements statistiques...65

III.3.3.2.1. Bassin versant de la Moulouya..65 Oued Ansegmir la station dAnsegmir....65 III.3.3.2.2. Bassin versant de Tensift...65 Oued Ourika la station dAghbalou.65 III.3.3.2.3. Bassin versant de Ziz-Rhris..66 Oued Sidi Hamza la station de Foum Tillicht.66 Oued Todrha la station dAit Bouijjane..66

III.4. Analyse corrlatoire et spectrale (ACS)....67 III.4.1. Introduction.67 III.4.2. Principe de la mthode68

III.4.2.1. Analyse simple.68 a) Corrlogramme simple..68 b) Spectre simple70

III.4.2.2. Analyse croise.72 a) Corrlogramme crois...72 b) Spectre crois.73 c) Fonction de cohrence...75 d) Fonction de gain....75

III.4.3. Application des bassins versants pilotes reprsentatifs ...76 III.4.3.1. Bassin versant de la Moulouya 76

Oued Ansegmir la station dAnsegmir..76 a) Analyse du signal dentre (Pluies)...76 b) Analyse du signal de sortie (Dbits). 77 c) Analyse croise..78

Fonctions damplitude et de gain.79

Table de matires


III.4.3.2. Bassin versant de Tensift..79 Oued Ourika la station dAghbalou .79

a) Analyse du signal dentre (Pluies)...79 b) Analyse du signal de sortie (Dbits). 80 c) Analyse croise..81

Fonctions damplitude et de gain.82 III.4.3.3. Bassin versant de Ziz-Rhris82

Oued Sidi Hamza la station de Foum Tillicht..82 a) Analyse du signal dentre (Pluies)...82 b) Analyse du signal de sortie (Dbits). 83 c) Analyse croise .84

Fonctions damplitude et de gain.85 Oued Todhra la station dAit Bouijjane85

a) Analyse du signal dentre (Pluies)...85 b) Analyse du signal de sortie (Dbits). 86 c) Analyse croise..87

Fonctions damplitude et de gain.88 III.4.4. Conclusion...89

IV. CONCLUSION...90

33mmee PPAARRTTIIEE :: MMOODDEELLIISSAATTIIOONN DDEESS FFOONNCCTTIIOONNSS PPLLUUIIEE--DDEEBBIITT

I. RAPPEL DES MODELES HYDROLOGIQUES.92 I.1. Introduction...92 I.2. Modles conceptuels (ou dterministes)..92 I.3. Modles globaux (ou stochastiques).93

II. MODELE MERO MMO8..93 II.1. Introduction.93 II.2. Principe du modle Mero MMO8..94 II.3. Fonctionnement du modle.95 II.4. Rsultats de la simulation...97

III. RESEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS (RNA)..99 III.1. Prsentation de la mthode neuronale.99 III.2. Connections entre les neurones.99 III.3. Perceptron Multicouche (PMC)..100

IV. APPLICATION DU MODELE DE RNA...101 IV.1. Architecture du rseau.102 IV.2. Collecte des donnes.104 IV.3. Critres de performance du modle...104 IV.4. Rsultats et discussions....105

IV.4.1. Slection des entres du rseau..105 IV.4.2. Prvision des dbits....109 IV.4.3. Comparaison avec le modle de Rgression Linaire Multiple (RLM)113 IV.4.3. Comparaison avec le bassin versant de loued Ansegmir..118

IV.5. Conclusion.120

Table de matires


V. CONCLUSION...120

CONCLUSION GENERALE123

BIBLIOGRAPHIE..128 LISTE DES FIGURES....141 LISTE DES TABLEAUX...145 ANNEXES147

INTRODUCTION GENERALE


L'eau tant une ressource naturelle essentielle la vie, les utilisateurs doivent tre redevables quant son utilisation ou sa dtrioration.

L'eau prend une importance croissante dans notre vie. Apprendre la grer, c'est apprendre matriser sa raret mais aussi ses excs, assurer l'alimentation en eau potable, agricole et industrielle, l'utiliser pour crer de l'nergie et maintenir la qualit de notre environnement. Cette gestion exige l'laboration de mthodes adquates et l'usage d'outils afin de minimiser les risques dinondation ou dtiage. L'accs la ressource en eau est vital tant dans les pays dvelopps que dans les pays en voie de dveloppement et tout indique que son mode de partage constitue un des grands dfis du dbut du troisime millnaire. Les ressources en eau souterraine et de surface ainsi que le potentiel hydraulique d'un pays, bien que renouvelables, sont en effet limits et menacs tant par les activits industrielles, urbaines qu'agricoles.



IINNTTRROODDUUCCTTIIOONN GGEENNEERRAALLEE



1) Problmatique de ce travail

Leau, une des plus importantes ressources naturelles, doit tre protge de manire garantir de faon durable son quilibre entre les besoins et les utilisations.

Le dveloppement durable des activits humaines sappuie, en particulier, sur une gestion intgre des eaux. Une gestion efficace et durable des eaux ne se limite pas garantir, en moyenne, une quantit et une qualit suffisantes pour les demandes humaines (eau potable, industrielle, dirrigation,...) et pour les besoins des milieux naturels ; elle doit aussi prendre en compte la manifestation des vnements extrmes, tels que les tiages et les crues.

La quantit et la qualit des ressources en eau disponibles posent des problmes de plus en plus complexes et difficiles rsoudre. La consommation deau augmente considrablement et la pnurie se fait sentir dans de nombreux pays en voie de dveloppement. Une gestion intgre des ressources en eau simpose donc pour accompagner un dveloppement durable qui puisse concilier le dveloppement socio-conomique et la prservation de lenvironnement.

A l'instar des pays de la rive Sud du bassin mditerranen, le Maroc, pays climat essentiellement semi-aride aride dans la majeure partie de son territoire, est confront au problme du dveloppement et de la gestion durable de ses ressources en eau. En effet, bien que disposant d'importantes chanes de montagnes, d'une large ouverture maritime et par une grande disparit gographique, ces ressources en eau sont limites vis vis dune forte demande qui rsulte de la croissance dmographique, de l'amlioration des conditions de vie, du dveloppement des diffrentes industries et de lextension de lirrigation.

Devant ces contraintes, le Maroc a fourni, depuis les annes soixante, dimportants efforts de mobilisation de son potentiel hydraulique pour faire face laccroissement dmographique et assurer son dveloppement socio-conomique. Cependant, le potentiel hydraulique limit ncessite, paralllement la poursuite de leffort de mobilisation, une matrise des phnomnes hydrologiques extrmes (crues et scheresses) par ltablissement des plans directeurs de dveloppement des ressources en eau lchelle des bassins versants, dadopter une stratgie de gestion de la demande en eau afin de satisfaire les besoins en eau et dassurer les conditions dune utilisation bnfique de ces ressources hydriques, damliorer les performances des infrastructures (barrages, ouvrages de transfert deau, forages).

Dans le cadre de ce travail, on sest intress lanalyse hydrologique des eaux superficielles de quelques bassins versants situs sous climat semi-aride du Maroc, en conditions normales ainsi quen priode de crise lie aux vnements extrmes suite la fameuse crue de l'oued Ourika, survenue le 17 Aot 1995 dans la rgion du Haut Atlas de Marrakech. Ces crues exceptionnelles ont provoqu en un



temps record des pertes humaines et des dgts matriels. Do la ncessit dtablir des systmes performants de prvention et d'vacuation rapide de la population par installation dinfrastructures appropries et de systme dalerte en cas de prvision de phnomnes catastrophiques naturels. Il en rsulte une amlioration significative sur le plan socio-conomique des zones risque.

2) Contexte climatique Soumis aux influences mditerranennes au Nord, ocaniques l'Ouest, continentales, puis

sahariennes de plus en plus vers l'Est et le Sud, le climat du Maroc est principalement caractris par un t chaud et sec o les prcipitations sont quasiment absentes et l'vaporation particulirement forte et un hiver frais, parfois froid. Ces influences marquent svrement le climat ; pluviomtrie alatoire, scheresses frquentes et imprvisibles, rgime hydrique instable...autant d'lments qui se rpercutent sur la vie conomique et sociale du pays.

La prsence d'une chane de montagnes traversant la quasi totalit de la rgion d'Ouest en Est, conjugue des caractristiques gologiques et gomorphologiques trs diversifies font que les ressources en eau superficielles et souterraines sont rparties entre de nombreux systmes hydrologiques individualiss et d'aire gographique limite qui drainent l'essentiel des potentialits hydriques du pays.

Les prcipitations sont concentres pendant la saison humide qui totalise un maximum d'une centaine de jours de pluie par an. Des pluies diluviennes localises peuvent dpasser 100 mm en moins d'une journe ; de mme qu'une bonne partie des prcipitations moyennes peut tre concentre en quelques jours de l'anne.

Le climat varie du sub-humide au Nord, semi-aride aride au centre, saharien au Sud, accompagn par des priodes de scheresse de plus en plus rptitives causant de srieux problmes socio-conomiques. Les rgimes de prcipitation restent domins par une forte irrgularit dans lespace et dans le temps. Les hauteurs moyennes annuelles des prcipitations se chiffrent parfois plus de 1000 mm dans les zones montagneuses du Nord en bordure de la Mditerrane (Bassin du Rif, Tangrois et ctes mditerranennes Ouest). Elles dcroissent progressivement en allant vers lEst et le Sud moins de 300 mm dans les bassins de la Moulouya, du Tensift, du Souss-Massa, des zones Sud-atlasiques, et de la zone Saharienne. Des prcipitations neigeuses sont galement observes sur les hauts sommets des montagnes de lAtlas et du Rif. En effet, la pluviomtrie se rpartit comme suit lchelle du Maroc (Fig. 1) :

suprieure 800 mm dans la zone arrose du nord-ouest (zone 1), de 600 800 mm dans la zone nord et la zone atlasique (zone 2), de 400 600 mm dans la zone Sebou, Bouregreg et Oum Er-Rebia (zone 3), de 200 400 mm dans le Tensift, Souss Massa et lOriental (zone 4), infrieure 200 mm dans les zones sud atlasiques et le Sahara (zone 5).



Fig. 1: Rpartition de la pluviomtrie moyenne annuelle au Maroc

Les prcipitations totales sur l'ensemble du territoire sont values en anne moyenne prs de 150 milliards de m3 sur lesquels prs de 29 30 milliards de m3 (environ 20%) sont considres comme pluies efficaces rparties en eaux de ruissellement (20 milliards de m3) et en eaux infiltres alimentant les nappes (9 milliards de m3) (Annexe I). Suite laccroissement dmographique, le volume mobilisable par habitant qui tait de 833 m3 par an en 1994 se rduirait moins de 500 m3 en lan 2020, ce qui place le Maroc dans la catgorie des pays pauvres en eau (fort stress hydrique).

Les prcipitations annuelles des annes sches peuvent atteindre des niveaux trs faibles qui peuvent diminuer moins de 60 75% de la normale. Les apports pluviomtriques sont ainsi ingalement rpartis sur le territoire national. Les rgions du nord et le bassin de Sebou bien que noccupant que 8.5% de la superficie totale du pays, ils reoivent plus de 59.5% des prcipitations globales, alors que le bassin de la Moulouya qui occupe 8.2% de cette superficie ne reoit que 4.8% de la pluviomtrie globale. L'valuation rgionale des ressources annuelles moyennes en eau superficielle est rsume dans le tableau1.

Mer Mditerrane

Oujda

Tanger

MarrakechErrachidia Figuig

RabatCasablanca

El Jadida

Safi

AgadirTaroudant

LaayouneSmara

Ad Dakhla

Laguira0 100 200 Km

Oca

n

atlan

tique

Fs

Tensift

MoulouyaSebou

Souss-Massa

Oum Er Rebia

Sud

Atlasiqu

e

Saha

ra

Cotiers

CotiersAtlantiques

Suprieure 800 mmde 600 800 mmde 400 600 mmde 200 400 mmInfrieure 200 mm

12345

Mditrranens

1

23

45

Pluviomtrie moyenne annuelle :



Prcipitation moyenne

inter annuelle

Prcipitation quinquennale

sche

Prcipitation Dcennale

sche

Prcipitation centennale

sche

Bassin versant

Nombre de jours de pluie mm % du

global mm % du

global mm % du

global mm % du

global Loukkos, Tangrois et Ctiers Moulouya Sebou Bou Regreg Oum Er Rbia Tensift Souss-Massa Sud Atlasique Sahara

73 31 59 56 57 36 54 30 21

680 245 750 500 515 330 240 170 50

9 9

20 7

12 8 6

19 10

510 135 540 370 380 240 170 100 30

10.5 7.8

21.5 7

13 9 6

16 9

450 120 475 335 330 200 140 75 22

10 8

22 8

14 9 6

15 8

320 90

340 255 245 110 80 30 9

12 9.5

25.5 9.5 16 7.5 5.5 9.5 5

Source : Direction Gnrale de lHydraulique (1999) (en gras les bassins versants analyss) Tab. 1: Rpartition des prcipitations moyennes par bassin

Aussi, les scheresses qui ont svi, au Maroc, au dbut des annes 1980 et annes 1990 ont montr quel point lconomie marocaine est tributaire des hauteurs des pluies et de leur rpartition dans lanne.

3) Ressources en eau Les ressources en eau du Maroc sont caractrises par une trs forte sensibilit aux alas

climatiques (80% des ressources en eau mobilisables sont constitues par des eaux superficielles, directement lies limportance des prcipitations), par une irrgularit temporelle et une mauvaise rpartition spatiale et par une vulnrabilit la scheresse et la pollution, notamment les eaux superficielles, en raison de la faiblesse des dbits de base des cours deau (Fig. 2).

Fig. 2: Rpartition des ressources en eau de surface du Maroc

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

(en millions de m3)

Sud-Atlas

Draa

Souss-Massa

Bouregreg

Tensift

Loukkous

Tang et Cotiers

Moulouya

Oum Er Rbia

Sebou

Total : 16 000 Mm3



Depuis son indpendance (1956), le Maroc n'a cess de mener des efforts considrables visant satisfaire les divers besoins (toujours grandissants) du dveloppement socio-conomique de la population et parer aux fluctuations climatiques qu'il subit. Cette politique a permis notamment la ralisation de 97 grands barrages (totalisant une capacit de stockage d'environ 15 milliards de m3) et 8 autres sont en cours de ralisation, 13 ouvrages de transfert d'eau superficielle (des bassins excdentaires vers ceux qui sont dficitaires) et la ralisation de plusieurs dizaines de milliers de forages et puits.

Cette importante infrastructure hydraulique permet la mobilisation d'un volume moyen annuel d'environ 14 milliards de m3, permettant la satisfaction des besoins en eau de l'irrigation (83% du volume) et de l'alimentation en eau potable et industrielle du pays.

Le potentiel hydraulique rellement considr mobilisable au Maroc, dans des conditions techniques et conomiques actuelles, est valu 20 milliards de m3 par an (soit 13% environ des prcipitations totales du pays) dont 16 milliards de m3 en eau superficielle et 4 milliards de m3 en eau souterraine (Fig. 3).

Fig. 3: Rpartition des ressources en eau mobilises

Cependant, ayant un effet sur le rgime hydrologique, le rgime climatique a eu une consquence directe sur la rpartition ingale entre bassins des eaux de surface. Les ressources en eau de surface sont marques par une forte disparit de leur rpartition gographique et des rgimes hydrologiques trs irrguliers l'chelle saisonnire, annuelle ou interannuelle. En effet, les bassins du nord (Loukkos, Tangrois et Ctiers Mditerranens et Sebou) disposent eux seuls de plus de la moiti du potentiel hydraulique du royaume alors quils occupent moins de 1/10 de la superficie du pays et abritent moins de 1/3 de la population (Fig. 4).

26%

54%6.5%13.5%

Eaux de surface mobilises

Eaux de surface mobiliser

Eaux souterraines mobilises

Eaux souterraines mobiliser

10 800

52002700

1300

Total des ressources en eau mobilisables 20 000en millio ns de m 3



0

5

10

15

20

25

30

35

40

45 %

Loukkos Moulouya Sebou BouRegreg

Oum Er-Rbia

Tensift Souss-Massa

SudAtlasique

Sahara

BassinRessources Superficie Population

Fig. 4: Rpartition gographique des ressources en eau de surface

Ces rgimes hydrologiques sont marqus par des tiages prononcs avec souvent des dbits nuls l't et des crues fortes et rapides en saison humide. Ces crues favorisent l'rosion des sols l'amont des bassins versants et provoquent des inondations l'aval. Par ailleurs, l'occurrence d'pisodes secs de dure plus ou moins longue est galement une donne structurelle essentielle des rgimes hydrologiques de la production agricole en mesure de contribuer la satisfaction des besoins nutritionnels d'une population en croissance rapide.

4) Problmatique des ressources en eau au Maroc Au Maroc, le volume deau disponible par habitant et par an, indicateur de la richesse ou de la

raret de leau dun pays, avoisine le seuil de 1000 m3/hab/an, communment admis comme seuil critique avant le saut vers la pnurie. Ce taux varie actuellement de 180 m3/hab/an pour les zones rputes trs pauvres en ressources en eau (Souss-Massa, Sud Atlasique, Sahara) prs de 1850 m3/hab/an pour les zones du bassin du Loukkos, du Tangrois et Ctiers Mditerranens relativement riches.

Les ressources en eau par habitant se situeraient autour de 720 m3/hab/an vers lhorizon 2020. A cette date, prs de 14 millions dhabitants, soit prs de 35% de la population totale du royaume disposeraient de moins de 500 m3/hab/an (Tab. 2).

La pnurie chronique deau devient donc une donne structurelle quon ne peut plus ignorer pour tracer les politiques et les stratgies de gestion des ressources en eau au Maroc.



Disponibilit des ressources en eau (m3/habitant/an)

Bassin versant

Population (Millions

dhabitant) Anne

moyenne 4 annes

sur 5 1 anne sche

Anne dcennale

sche

Anne centennale

sche Loukkos, Tangrois et Ctiers Moulouya Sebou Bou Regreg Oum Er-Rbia Tensift Souss-Massa Sud Atlasique Sahara

3.645 2.448 7.918 9.076 6.171 3.131 3.250 2.606 0.625

1353 1065 0996 0109 1232 0546 0362 0735 0168

745 795 605 049 973 324 207 414

-

563 696 509 039 910 280 180 347

-

418 541 395 029 835 240 156 279

-

Source : Administration de Gnie Rural / Direction du Dveloppement et de la Gestion dIrrigation (1999) Tab. 2: Disponibilit des ressources en eau, projection sur 2020

Ces ressources sont limites pour assurer sans contrainte un dveloppement conomique et social durable. En termes de ressources mobilisables, le Maroc ds le dbut des annes 80, franchi le seuil des 1000 m3/hab/an commun admis comme seuil critique indiquant lapparition de stress hydraulique de 1.271 m3 par habitant et par an en 1971 le seuil atteindra 688 m3/hab/an en lan 2000 et 508 m3/hab/an. A lhorizon 2020, exception de lOum Er-Rebia, lensemble des bassins versants seront en dessous de ce seuil.

La gestion des ressources en eau rejoint des proccupations diverses : lamnagement des cours deau, la construction des barrages et leur protection contre lenvasement, la lutte contre la scheresse et les risques dinondation. Les dgts considrables affectant les infrastructures hydrauliques destines la mobilisation des ressources en eau de surface et souterraine et la production agricole perturbent les activits conomiques du pays. Il est primordial de mettre en place des infrastructures ncessaires la protection des valles contre les inondations et de procder la construction de digues pour se protger contre les dbordements de loued.

5) Objectifs de ce travail Face cette variabilit qui dtermine la disponibilit en eau, il est ncessaire de matriser et

stocker l'eau de surface pendant les priodes humides pour pouvoir l'utiliser l'ensemble des besoins en eau du pays pendant les priodes sches.

Ces difficults expriment donc clairement le besoin avr dapprofondir la connaissance des rgimes hydrologiques en rgions semi-arides arides, leur variabilit spatiale et temporelle, sur des bassins versants pilotes et reprsentatifs du Maroc et la matrise des phnomnes hydrologiques extrmes tels que les crues et la scheresse pour aboutir une vision gnrale sur leur mode de fonctionnement hydrologique.



Au Maroc, on s'est intress, depuis plusieurs annes, ltude des phnomnes dcoulement extrme ; suite au fameux vnement de la crue de l'oued Ourika, survenue dune manire brutale et inattendue le 17 Aot 1995, lorigine des pertes humaines et des dgts matriels dune porte trs considrable causs par ces inondations. Le bassin de lOurika est caractris par des pentes fortes et des terrains relativement impermables, de nature lithologique varie. Ceci confre aux coulements un caractre torrentiel et boueux, et offre un environnement propice aux pulsations brutales des cours deau.

Deux autres crues dintensits plus faibles ont affect cette rgion pendant la mme anne. Les prcipitations torrentielles et les boulements qui se sont poursuivis ont balay sur leur passage des infrastructures routires, des terres agricoles, des btiments ainsi quune grande partie des infrastructures dirrigation. Au total, les dgts matriels (production vgtale et animale, rseau hydro-agricole et dgts fonciers) sont estims 155 millions de dirhams (environ 15 millions de dollars US). Ceci na pas manqu de provoquer un grand dsquilibre au niveau des systmes de production et de lenvironnement cologique.

Si ces phnomnes exceptionnels sont suffisamment tudis sous certains climats temprs (Ambroise, 1998), il nen nest pas de mme pour les climats dficit hydrique et notamment dans les pays en voie de dveloppement o lquipement des stations de mesure reste trs limit.

La prsente recherche a t faite essentiellement sur quatre grands bassins versants reprsentatifs du Maroc situs en climat semi-aride qui sont le bassin versant de la Moulouya (Rgion de la Moulouya, Moyen Atlas), les Bassins Ctiers Mditerranens (Rgion Nord du Maroc, Rif), le bassin versant de Tensift (Rgion de Marrakech, versant nord du Haut Atlas de Marrakech) et les bassins versants de Ziz-Rhris et Guir (Rgion dErrachidia, versant sud du Haut Atlas de Marrakech).

Cette rgion dtude a t choisie car elle est soumise aux influences contrastes de la Mditerrane au Nord (la Moulouya et les bassins Ctiers Mditerranens), de lOcan atlantique l'Ouest (Tensift) et du Sahara au Sud (Ziz- Rhris et Guir). Le choix sest port aussi du fait de la qualit et de la disponibilit des donnes, et en fonction des risques, manque deau et transfert massif deau intra ou inter-bassins pour quilibrer la rpartition des eaux entre les bassins disposant de ressources en eaux excdentaires et ceux qui en sont dficitaires.

6) Prsentation du manuscrit Le manuscrit comporte trois parties :

* La premire partie est consacre la description gnrale des secteurs dtude qui comprend

la localisation gographique des diffrents bassins versants tudis lchelle du Maroc, la dtermination des diffrents paramtres physiques qui influencent les coulements superficiels et des



caractristiques gologiques (diverses affleurements permables et impermables) et climatologiques (aperu sur le climat) de chaque bassin versant tudi.

* La deuxime partie dtermine les divers outils du traitement statistique des donnes

physiographiques, pour dterminer diverses affinits entre les sous bassins versants tudis et les paramtres qui les caractrisent ainsi que linfluence de ces paramtres sur lcoulement superficiel, et des donnes hydro-pluviomtriques pour la caractrisation de la variabilit spatio-temporelle du rgime hydrologique au sein de chaque bassin versant tudi.

Ceci repose sur lapplication des mthodes statistiques (Analyse en Composantes Principales, Analyse Factorielle Discriminante et le modle de la Rgression Multiple) pour tablir la relation entre les paramtres physiques du bassin versant et les dbits son exutoire et analyser les sries chronologiques des dbits et des pluies. Une analyse frquentielle des dbits extrmes (par HYFRAN : Hydrological Frequency Analysis) permet lajustement des lois statistiques les plus adquates et conduit dterminer les probabilits doccurrence ainsi que les priodes de retour et donc une estimation des quantiles de crue au sein de chaque bassin versant.

* La troisime partie concerne la modlisation des fonctions pluie-dbit en zone semi-aride afin

de simuler et prdire les dbits en fonction des prcipitations qui tomberont, sur le bassin versant par application du modle mtorologique Mero (MMO8) et des rseaux de neurones artificiels (RNA ou ANN).

Le modle Mero (MMO8) a permis de caractriser lhydrodynamisme des eaux superficielles des zones semi-arides en utilisant plusieurs rservoirs hydrodynamiques. Le modle de RNA ou rseaux connexionnistes qui sont des modles mathmatiques non linaires de type "bote noire ou black-box" capables d'tablir des relations entre les entres et les sorties d'un systme hydrologique par connections entre neurones comparables celles du cerveau humain. Cette mthode neuronale a permis de faire des prvisions des dbits aux exutoires.

L'approche connexionniste a t compare avec dautres mthodes plus classiques (Rgression linaire multiple ou RLM) dans le contexte de la problmatique de prvisions hydrologiques. Les rsultats obtenus montrent lintrt de cette nouvelle mthodologie de rseaux de neurones dans lamnagement des cours deau et des bassins versants correspondants pour faire face aux phnomnes catastrophiques lis aux inondations. Puisque les bassins possdent des caractristiques physiques varies, le modle de RNA a t donc test sous plusieurs conditions d'coulement.

* Enfin, le manuscrit se termine par une conclusion gnrale et des recommandations.

La mthodologie utilise dans cette recherche est rsume dans le diagramme de prsentation suivant :



1re PARTIE : ORGANISATION DES ELEMENTS DE BASE

2me PARTIE : ANALYSE DES DEBITS & DES PLUIES EVOLUTION ET STATISTIQUES

Traitement de linformation

3me PARTIE : LA MODELISATION HYDROLOGIQUE

Global rservoirs

Digitalis spatialement

en 3D

MMO8 MERO

Code "SHE" Europen

Globale Conceptuelle

Fonction de transfert Entre Pluie

Sortie Dbit

RNA ANN

Stochastique Rgression

Temps Cycles climatiques

Gologie

Gographie

Physiographie

Gomtrie BV

Pente

Compacit Drainage

Lithologie

Argiles Schistes Marnes

Calcaires

Alluvions Sables

Mditerranen

Atlantique Aride

Position XYZ

Analyse en Composantes Principales

(ACP)

Analyse Factorielle

Discriminante (AFD)

Rgression Linaire Multiple (RLM)

Analyse des Frquences

Hydrologiques (HFA)

Analyse Corrlatoire et

Spectrale (ACS)

- Matrice Variances - Valeurs et vecteurs propres

Variables qualitatives

Corrlogramme et spectre

simples et croiss

- Dbits extrmes - Fonctions log, , Moments

YQ = F(xi)

1re PARTIE : CARACTERISTIQUES GEOGRAPHIQUES, PHYSIOGRAPHIQUES & GEOLOGIQUES


1re PARTIE :

CARACTERISTIQUES GEOGRAPHIQUES PHYSIOGRAPHIQUES & GEOLOGIQUES

DES BASSINS ETUDIES



Cette premire partie est consacre une description gnrale des diffrents bassins versants analyss afin de donner les indications gographiques, physiographiques et gologiques, bases indispensables la comprhension future des mcanismes hydrologiques. En effet laltitude, la pente et la forme dun bassin versant relies la lithologie renseignent sur le type de rponse hydrologique du bassin.

I. SITUATION GEOGRAPHIQUE Les bassins versants tudis appartiennent trois diffrentes rgions du Maroc. Il sagit du :

Bassin versant de la Moulouya (Rgion de la Moulouya) drain par loued Moulouya et qui se jette dans la Mditerrane,

Bassins Ctiers Mditerranens (Rgion Nord du Maroc) drains par loued Rhis, Nekor et Kerte et qui se dversent dans la Mditerrane,

Bassins versants de Ziz-Rhris et Guir (Rgion dErrachidia) drains respectivement par loued Ziz Rhris et Guir, descendus de l'Atlas, et se perdent dans les sables du dsert,

Bassin versant de Tensift (Rgion de Marrakech) drain par loued Tensift qui se dverse dans lOcan atlantique (Fig. 5).

Fig. 5: Situation gographique des diffrents bassins versants tudis lchelle du Maroc

Mer Mditerrane

Oujda

Tanger

MarrakechErrachidia Figuig

RabatCasablanca

El Jadida

Safi

AgadirTaroudant

LaayouneSmara

Ad Dakhla

Laguira

0 100 200 Km

Oca

n

atlan

tique

1

2

34

5

123

5

Bassin versant de l'Oued Moulouya

Bassin versant de l'Oued Tensift

Bassin versant de l'Oued Guir

Bassins Cotiers Mditerranens

Fs

Afrique

4Bassins versants de Ziz-Ghris



I.1. Bassin versant de la Moulouya Prenant naissance au pied du Haut Atlas, le bassin versant de la Moulouya sallonge de la zone

de partage des eaux du Ziz et de lOum Er-Rebia, jusqu la Mditerrane (Fig. 6). Il couvre la presque totalit du Maroc oriental. Il stend sur une superficie de 55 860 km2. Gographiquement, il sinscrit entre les latitudes 32 18 et 35 8 Nord et entre les longitudes 1 11 et 5 37 Ouest.

Il est limit au Nord Ouest par les bassins Ctiers Mditerranens, lOuest par le bassin versant de loued Sebou, au Sud Ouest par le bassin versant de loued Oum Er-Rebia, au Sud par le bassin versant de loued Ziz, au Sud Est par le bassin versant de loued Guir et lEst par le territoire algrien.

Fig. 6: Situation gographique du bassin versant de la Moulouya

EL RHORRESMOULOU YAO.

Ansegm

ir

O.

OUTAT EL HADJ

AN SEGMIR

MISSOU R

TENDIT

DAR EL CAID

TAOURIRTMELK EL OUIDANE

MECHRA SAF-SA F

BEL FARAH

LAA RIC HA T

EL AOUIA

KSIBATE

BERKAN EMsoun

O.

MelloulouO.

Mell

oulou

O.

Cheg El

Ard

O.

ZaO

.

Bge MOHAMED V Bge MECHRA HOMADI

MER

MEDITERRANEE

Chouf

ech Cherg

O.

AIN BENI MATHAR

O. EL AFKIR

O.

El

Hai

Stations tudies

0 10 20 50 Km30 40

O. Z

egzel

ZEID A


BERKANE

Algrie

Bassin versant de Guir

Bassin versant de Ziz

Bassins c tiersmditerranens

Bassin versant de Sebou

Bass

in ve

rsan

td'

Ou

m E

r-R

ebia

TABOUAZANT

GUERCIF

PON T DE SAKKA

Station hydromtrique "Simplifie" quipe d'chelles Station hydromtrique "Simplifie" quipe d'chelleset d'un limnigrapheStation hydromtrique "Principale" quiped'chelles et d'un tlphrique ou cyclopotenceStation hydromtrique "Principale" quipe d'chelles,d'un limnigraphe et d'un tlphrique ou cyclopotenceStation hydromtrique quipe de Radio Barrage en eau



I.2. Bassins Ctiers Mditerranens Ils constituent la partie Nord du Maroc. Locan Atlantique constitue leur faade occidentale,

tandis que la mer Mditerrane les bordent au Nord (Fig. 7). A lEst, ils sont limits par le bassin versant de la Moulouya et au Sud par lAtlas.

Fig. 7: Situation gographique des bassins ctiers mditerranens

I.3. Bassin versant de Tensift Depuis sa source Ras El Ain jusqu son embouchure Azemmour, loued Tensift draine un

bassin versant dune superficie de 18 500 km2. Ce large domaine continental est situ entre les latitudes 32 10' et 30 50' Nord et les longitudes 9 25' et 7 25' Ouest.

Loued Tensift ctoie au Nord-Est la province d'El Kelat Sraghna, l'Est celle d'Azilal, au Sud-Est celle dOuarzazate, au Sud-Ouest les provinces d'Essaouira et au Nord-Ouest celle de Safi. Il se dverse dans locan atlantique (Fig. 8).

Kerte

O.

Nek

or

O.

Rhis

O.

Boufran

O.

Ouringa

O.

Mter

O.

O.

Lao

El H

ad

O.

Mar

til

O.

PONT DE TORETTA

KOUDIA KOU RIRENE

DAR DRIOU CH

TLETA AZLEF

TAKENFFOUSTTAMALLAHTBge ALI THELAT

Bge NA KHLA

Oca

n

at la

ntiq

ue

DETROIT

DE GIBRAL

TAR

MER MEDITERRANEE

AL HOCEIMA

TANGER

Bge NEKOR

TETOUAN

BEN KARRICH

AMSA

SMIR

CHIBICH

Jel TIMEZZOUK

AMZAL

TAMASSIN T

TIRHZA Irha

ne

O.

AJD IR

Stations tudies0 10 20 30 Km

TARGUIST

Bassins C tiers Mditerranens

B

assin

versa

ntd

e la

Mo

ulouy

a



Fig. 8: Situation gographique du bassin versant de Tensift

I.4. Bassins versants de Ziz-Rhris et Guir Ces bassins font partie de la rgion dErrachidia. Cette dernire connue communment sous le

nom de "TAFILALET", est situe aux confins du Sud-Est du Maroc (Fig. 9 et 10). Elle s'tend sur 60.000 km et limite :

l'Ouest et au Nord-Ouest par les provinces de Zagora, Ouarzazate, Bni Mellal et Azilal,

au Nord et Nord-Est par les Provinces de Khnifra et Boulemane,

au Nord-Est par la Province de Figuig,

au Sud-Est par la frontire Algro-Marocaine.

Oca

n

atla

ntiq

ue

OUDAYA

Bge LALLA TAKERKOUST

IMIN EL HAMMAM

TENSIFTO.

RerayaO

.

O. A

ssil

O.

R datO

. Zat

O. O

urika

O. NFis

O.

Chichaou

a

TENSIFT

O.

ILOUDJANE

CHICHAOUA

0 10 20 30 Km


TAHANOUAT

NKOURIS

TAFARIAT

SIDI RAHAL

MARRAKECH AFIAD

ABADLA

TALMEST

AGHBALOU

Stations tudies

Bas

sin

d'Es

saou

ira-

Chich

oua

Haut Atlas

Kelaat Sraghna

Safi

Essaouira

Bassin de Haouz

Reliefs des Jbilets



Fig. 9: Situation gographique des bassins versants de Ziz et Ghris

Bassins versants de Ziz-Rhris

0 10 20 30 Km

FOU M TILLICHT

AIT BOUIJJANE

MEROUTCHA

TADIGHOUST

Bge HASSAN ADDAKHIL

ERRACHIDIA

ZIZ

OUED

FOU M ZABEL

TODRA

O.

RA DIER A RFOUD

AMOUGUER

FERKLA

IFER

TIRGAAMOUGUERTAGHIA

EL HAROUN

RHERIS

OUED

HAMIDA

ZIZ

OUED

TAOUZ

OUED ZIZ

RHER

ISO

UED

OUED

ED DA

OURA

MEGTA SFA

AIT ISSOUMOUR(Ait Khojmane)

AMZOUJ

ZAOUIA SIDI HAMZA

RADIER D'AOUFOUS

Stations tudies

HA

MA

DA

DE

GU

IR

Haut Atlas

Haut Atlas

Anti Atlas

PLA

INE

DE

TAFILA

LE

T



Fig. 10: Situation gographique du bassin versant de Guir

II. CARACTERISTIQUES PHYSIOGRAPHIQUES Les principales caractristiques physiographiques et gomorphologiques dun bassin versant

tudi ont une importance majeure car elles interviennent, et souvent dune faon combine, dans les modalits de lcoulement superficiel. Les caractristiques physiques d'un bassin versant influencent fortement sa rponse hydrologique, et notamment le rgime des coulements en priode de crue ou d'tiage.

Le comportement hydrologique dun bassin versant est influenc par les facteurs physiographiques suivants :

II.1. Surface Le bassin versant tant l'aire de rception des prcipitations et d'alimentation des cours d'eau, les

dbits vont donc tre en partie relis sa surface. Celle-ci correspond laire dlimite par lensemble des points les plus hauts qui constituent la ligne de partage des eaux. La surface (A) du bassin versant, exprime en km2, peut tre dtermine laide dun planimtre ou mieux par les techniques de la digitalisation.

AIT HADDOU

KADOUSSA

TIT N'AISSA

TALSINT

BENI TAJJIT

TAZZOUGUERT

BENI YATTI

PLAINE

DE

TAMLET

OUED

GUIRBOUDENIB

AIN CHOUATTER

BOUANANE

O.

BOUA

NANE

O.

AIT AISSA

OUED

GUIR

Stations tudies

0 10 20 30 Km


GRAND

ERG

OCCIDENTAL

HA

MA

DA

DE

GU

IR

Haut Atlas



II.2. Primtre Le primtre reprsente toutes les irrgularits du contour ou de la limite du bassin versant, il est

exprim en km. Le contour du bassin est constitu par une ligne joignant tous les points les plus levs. Il ninfluence pas ltat dcoulement du cours deau au niveau du bassin versant. Le primtre peut tre mesur laide dun curvimtre ou automatiquement par des logiciels.

II.3. Indice de compacit de Gravelius

Lindice de compacit (KG) renseigne sur la forme du bassin versant qui a une grande influence sur lcoulement global du cours deau et surtout sur lallure de lhydrogramme l'exutoire du bassin, rsultant dune pluie donne. Il est tabli en comparant le primtre du bassin celui dun cercle qui aurait la mme surface. Il sexprime par la formule suivante (ROCHE, 1963) :

Avec :

KG : Indice de compacit de Gravelius

P : Primtre stylis en km du bassin versant, mesur au curvimtre en estompant les irrgularits de la limite relle qui nont aucune influence sur les coulements.

A : Superficie du bassin versant en km2.

Cet indice se dtermine partir d'une carte topographique en mesurant le primtre du bassin versant et sa surface. Il est proche de 1 pour un bassin versant de forme quasiment circulaire et suprieur 1 lorsque le bassin est de forme allonge. Un bassin versant circulaire est mieux drain quun bassin allong.

II.4. Rectangle quivalent Le rectangle quivalent ou rectangle de Gravelius correspond une transformation purement

gomtrique du bassin versant. Il prend alors une forme rectangulaire tout en gardant la mme superficie, le mme primtre, le mme indice de compacit et donc par consquent la mme rpartition hypsomtrique. Dans ce cas, les courbes de niveau deviennent parallles aux cots du rectangle quivalent. La climatologie, la rpartition des sols, la couverture vgtale et la densit de drainage restent inchanges entre les courbes de niveau.

Plus un rectangle quivalent est allong moins il sera drain. Les dimensions du rectangle quivalent sont dtermines par les formules suivantes (ROCHE, 1963) :

La longueur L :

)1(28,02 A

PA

PK G ==pi

)2(12,11112,1

2

+=

G

G

KAKL



La largeur l :

Avec :

KG

: Indice de compacit de Gravelius

A : Superficie du bassin versant en km2 L : Longueur du rectangle quivalent en km l : Largeur du rectangle quivalent en km. Le trac des droites de niveau du rectangle quivalent dcoule directement de la rpartition

hypsomtrique cumule.

II.5. Longueur du cours deau principal La longueur du cours deau principal (LOG) est la distance curviligne depuis l'exutoire jusqu' la

ligne de partage des eaux, en suivant toujours le segment d'ordre le plus lev lorsqu'il y a un embranchement et par extension du dernier jusqu' la limite topographique du bassin versant. Cette distance parcourue est exprime en km. Si les deux segments l'embranchement sont de mme ordre, on suit celui qui draine la plus grande surface.

Autrement dit, cest la distance mesure le long du cours deau principal depuis lexutoire jusqu la ligne des partages des eaux dun bassin versant.

II.6. Pente moyenne Cest une caractristique importante des bassins versants qui renseigne sur la topographie du

bassin. La pente moyenne du cours d'eau dtermine la vitesse avec laquelle l'eau se rend l'exutoire du bassin donc le temps de concentration. Elle influence sur ltat dcoulement du cours deau au niveau du bassin versant. En effet, plus la pente est forte, plus la dure de concentration des eaux de ruissellement dans les affluents et le cours principal est faible, par consquent le bassin ragira d'une faon rapide aux averses. Les pentes fortes trs fortes peuvent produire des coulements de nature torrentielle qui sont lorigine des crues dvastatrices.

La pente moyenne du bassin versant est donne par ROCHE (1963) comme tant la moyenne pondre des pentes de toutes les surfaces lmentaires pour lesquelles on peut considrer que la ligne de plus grande pente est constante. Une valeur approche de la pente moyenne est alors donne par la relation suivante :

)3(12,11112,1

2

LA

KAKl

G

G=

=

)4(= DiAlS



Avec :

S : Pente moyenne du bassin versant en %

l : Largeur du rectangle quivalent en km

iD : Diffrence de niveau entre deux courbes de niveau conscutives

A : Surface lmentaire en km. Pour le calcul de cette pente moyenne, on ne tient pas compte de la forme de la courbe

hypsomtrique. Cette dernire correspond la superficie entre les courbes de niveau en fonction des altitudes correspondantes. Elle donne une ide sur la pente et lallure du relief.

II.7. Densit de drainage (Fig. 11) La densit de drainage est la longueur totale du rseau hydrographique par unit de surface du

bassin versant. Elle correspond pour un bassin versant donn de superficie A comme tant la longueur totale des cours deau dordre quelconque sur la superficie totale A du bassin versant. La densit de drainage est exprime en km/km2 ou en km-1. Elle est donc :

Avec :

Li : Longueur totale des cours deau en km A : Superficie du bassin versant en km.

La densit de drainage dpend de la gologie (structure et lithologie) des caractristiques topographiques du bassin versant et, dans une certaine mesure, des conditions climatologiques et anthropiques. En effet, les secteurs situs en zones de roches permables ont en gnral des densits de drainage faibles, alors que les secteurs de roches impermables ont des densits plus leves.

Les conditions climatiques jouent galement un rle important : les climats ayant des prcipitations rparties galement tout au long de lanne auront des densits de drainage plus faibles que les rgions climat trs contrast comme les zones semi-arides. Les activits humaines ont parfois un rle important sur lvolution hydrologique. Cette influence peut avoir un effet rgulateur mais aussi un effet acclrateur du ravinement.

)5(A

LD id

=



Fig. 11: Rseau hydrographique des bassins versants tudis

II.8. Altitude de la station hydromtrique Elle correspond la situation de la station hydromtrique selon laxe Z (ALT) exprime en m.

Elle est dtermine par lintersection des deux autres axes X et Y partir de la carte topographique. La numrisation des diffrentes variables physiographiques pour chaque bassin versant tudi est

donne dans le tableau suivant (Tab. 3).

0 100 200 Km

Ocan

atlan

tique

Tanger

CasablancaEl Jadida

Safi

Essaouira

Agadir

MER MEDITERRANEE

Oujda

1

2

4

53

123

5




Bassins c tiers mditerranens

4Bassins versants de Ziz-Ghris



RECTANGLE EQUIVALENT

BASSIN VERSANT

STATION HYDROMETRIQUE

NoIRE (Code)

A (km2)

P (km)

KG

L (km)

l (km)

S

LON (km)

Dd

Altitude Z (m)

Foum Tillicht 1508/38 1298 247 1.92 111.74 11.61 3.38 47.32 0.40 1400 Tadiguouste 426/47 2262 337.25 1.98 157.84 14.33 1.72 40.98 0.33 1140 Meroutcha 1548/56 4500 306.66 1.28 113.45 39.66 0.89 171 0.26 936

Ait bouijjane 355/55 651 163.86 1.79 72.57 8.97 6.60 22.31 0.65 1300 Tazouguert 628/48 2344 334.6 1.93 150.99 15.52 1.49 91.45 0.37 1029

Ziz-Rhris et Guir

Tit Naissa 330/39 1200 160 1.29 67.01 17.9 1.08 71.0 1.33 1140 Ansegmir 658/38 991 220.05 1.95 99.77 9.94 4.53 71.89 0.39 1450

Tabouazant 732/38 610 99 1.12 26.2 23.3 1.14 30.0 1.33 1640 Zaida 318/30 1840 210 1.4 82.8 22.2 2.07 70.0 0.29 1450

Laarichate 75/31 5398 310 1.2 102.2 52.8 1.01 100.0 0.25 1060 El Aouia 806/30 1575 160 1.12 44.9 35.1 0.44 75.0 0.57 1790 Ksibate 440/23 960 124 1.12 31.8 30.2 1.04 50.0 0.94 950

Bel Farah 261/16 2086 195 1.19 65.01 32.08 0.64 56.0 0.92 600 Guercif 184/17 2850 260 1.4 102.1 27.9 0.52 90.0 0.7 360

Pont de Zakka 302/17 2333 250 1.4 102.2 22.8 0.34 110.0 0.62 340 El Ghoress 226/17 17688 760 1.6 325.7 54.3 0.01 290.0 0.11 620

Moulouya

Berkane 1433/12 2322 195 1.13 56.1 41.4 0.25 60.0 0.4 18 Aghbalou 2089/53 503 114 1.42 46.32 11.05 5.76 56.0 2.05 1070 Taferiat 1562/53 515 117 1.44 47.53 10.80 5.92 34.0 1.04 760

Tahanaout 1565/53 226 100 1.86 44.92 5.03 14.04 38.0 1.01 925 Iguir NKouris 510/62 848 190 1.82 84.70 10.01 2.47 80.0 1.06 1100

Imin El Hamam 1566/53 1296 210 1.63 90.46 14.32 2.10 110.0 1.08 470

Tensift

Sidi Rahal 44/54 452 130 1.71 57.11 7.91 5.55 45.0 1.03 690

Tighza 385/10 55 34 1.28 11.25 4.14 25.45 13.0 1.69 600 Takenfoust 386/10 292 97 1.59 53.85 7.03 4.45 38.5 1.77 500 Tleta Azlef 114/10 205 60 1.17 35.43 10.31 2.87 21.5 0.39 610

Ajdir 384/10 40 37 1.63 20.24 4.04 20.0 15.0 1.62 1020

Bassins Ctiers Mdi- Terranens

Tamallaht 269/5 685 130.5 1.39 74.05 12.99 2.22 57.0 1.26 275

Tab. 3: Diffrentes variables physiographiques des bassins versants tudis

II.9. Impact sur les pluies et le ruissellement Le bassin versant est un domaine complexe dont l'ensemble des caractristiques (gomtriques,

gologiques, physiographiques, humaines, etc.) joueront un rle non seulement dans la rponse hydrologique du bassin une sollicitation des prcipitations (rgime des coulements) mais aussi, en amont et pour certaines d'entre elles (altitude, exposition...), directement dans le processus de formation de la pluie.

Lensemble des principales caractristiques physiographiques ont donc une forte influence sur la rpartition spatio-temporelle des prcipitations et des dbits au sein de chaque bassin versant tudi.

III. CARACTERISTIQUES GEOLOGIQUES Les paramtres morphologiques indiqus ci-dessus sont troitement lis aux caractristiques lithologiques des roches des diffrents bassins versants tudis. Pour ce faire, il sest avr indispensable de bien identifier les diffrents affleurements gologiques et leur rpartition au niveau de ces bassins ( partir de la carte gologique du Maroc au 1/1 000 000me dchelle).



III.1. Bassin versant de la Moulouya (Fig. 12) Dans le bassin versant de la Moulouya affleurent diffrentes formations dont lge stend du

palozoque au quaternaire. On distingue :

III.1.1. Le Palozoque Il est reprsent par des schistes et des granites. Le Palozoque affleure dans la haute Moulouya

sous forme de granites formant ainsi des massifs primaires de Boumia et dAouli, et sous forme de schistes formant la plupart des sries mtamorphiques de la rgion.

III.1.2. Le Trias Le Trias affleure en discordance sur les massifs anciens de la haute Moulouya. Il est reprsent

par des marnes, des dolrites, des argiles rouges et par des basaltes. Au niveau des chanes des Horsts et des hauts plateaux, le Trias est form par des marnes, des argiles et par des basaltes trs altrs. Alors quil est form par des argiles rouges salifres dans le bassin de Guercif.

III.1.3. Le Jurassique

Il est reprsent par des facis calcaro-dolomitiques et des dpts terrignes rouges formant le paloseuil de la Haute Moulouya. Les formations carbonates affleurent sur les bordures du Haut Atlas et du Moyen Atlas et lOuest des Hauts plateaux. Elles forment presque entirement les chanes de Bni Snassne, des Bni Bouyachi et la chane des Horsts.

III.1.4. Le Crtac Il est constitu par des marnes, grs rouges et calcaires blancs. Ces formations affleurent

essentiellement le long du Haut Atlas entre le massif dAouli et le Haut Atlas et lEst de Midelt. Dans la partie occidentale de Rekkame, il se prsente sous forme de marnes la base et de calcaires au sommet.

III.1.5. Le Tertiaire Les formations tertiaires affleurent au niveau de la Moyenne Moulouya avec des marnes jaunes

trs gypsifres et grseuses. Au niveau du Sud et Sud-Ouest de la plaine de Guercif, elles affleurent sous forme de grs, conglomrats et marnes. Dans les Hauts plateaux, le Tertiaire est reprsent en grande partie par des argilites plus ou moins sableuses, des sables, des grs et des calcaires lacustres. Au niveau du Rif oriental, le Tertiaire est constitu essentiellement par des marnes et des schistes.



III.1.6. Le Quaternaire Les dpts quaternaires sont constitus par des boulis, des conglomrats, des argiles rouges, des limons, des encrotements calcaires et par des coules basaltiques. Ils affleurent sous forme de terrasses alluviales le long de loued Moulouya et ses principaux affluents sous forme de cne de djection au pied du Haut Atlas et du Moyen Atlas et sous forme de vastes tendues au niveau des Hauts plateaux.

Fig. 12: Carte gologique du bassin versant de la Moulouya



III.2. Bassins Ctiers Mditerranens (Fig. 13) Ils affleurent au niveau de la chane rifaine. Le Rif est un systme dont la structure est sous

forme de nappes. Les montagnes du Rif forment une chane de calcaire et de grs assez impntrable. Le premier tronon de la chane de montagne du Rif, le Rif septentrional, est constitu par une

succession de massifs calcaires en direction Nord-sud entre Jbel Moussa (841 m) et Jbel Dersa (541 m) qui slvent au Nord de Ttouan. A lEst les calcaires limitent avec la nappe du Tsirne et lOuest avec les schistes des plaines de Martil-Fnideq.

La valle du fleuve Martil traverse la Dorsale Calcaire ouvrant ainsi un accs la plaine de Martil-Fnideq. La chane montagneuse interrompue par cette valle est beaucoup plus importante au sud et atteint son expression culminante au sud de Chefchaouen, avec limportant massif qui culmine dans le Jbel Tisouka et dans le Jbel Lakraa (2159 m). A lEst du Jbel Cherafate, les formations de la Dorsale calcaire mergent en affleurement de petites extensions vers Sebha dans la rgion du Jbel Imezguene et dans la cte entre Torres Alcala et Al Hoceima.

La zone centrale de la chane du Rif a la forme dun grand croissant orient en direction Ouest-Est, du bassin de MTer jusquau bassin du Nekkor. Sa conformation gologique est trs simple ; les calcaires ont disparu, il reste seulement des formations de flysch. Dans les flyschs barrmo-albiens de la srie de Ketama, on trouve les sommets les plus hauts de la chane, le Jbel Tidiguine (2456 m) et le Jbel Haman (1950 m). La srie de Ketama se distingue par la prdominance des schistes noirs dans les rgions mridionales et par la prdominance des grs au Nord.

A lEst de la valle de Nekkor le Rif oriental stend dans une mosaque de formations gologiques trs varies, dans lesquelles figurent des vastes extensions avec des limons trs vulnrables lrosion. Le Jbel Mazgouf (1837 m) et le Jbel Fezzene (1129 m) sont les derniers massifs de lextrmit orientale de la chane du Rif.

Fig. 13: Carte gologique des bassins ctiers mditerranens



III.3. Bassin versant de Tensift (Fig. 14) Le bassin versant de loued Tensift montre une lithologie trs diversifie :

III.3.1. Le Haut Atlas Les affleurements lithologiques sont domins par les facis suivants : des roches ruptives et mtamorphiques prcambriennes notamment les granites, diorites,

dolrites, andsites et rhyolites, des schistes primaires, des formations secondaires fortement colores en rouge et largement domines par des

calcaires, des grs, des marnes et des argiles. III.3.2. Les Jbilets et Mouissates

Les schistes sont largement rpandus dans les Jbilets avec des facis et de couleurs trs varis. On y distingue des schistes sombres souvent lits, des schistes argileux et des schistes grseux avec des bancs pais de grs ou de quartzites. Par ailleurs, dautres formations moins tendues peuvent tre distingues notamment des conglomrats, des affleurements calcaires et siliceux, des roches ruptives comme les granites et les gabbros du Prcambrien.

III.3.3. Le plateau de Mouissates Il est domin dans une large mesure par des roches carbonates du Jurassique.

III.3.4. Le bassin dEssaouira-Chichaoua Seul le secteur nord de cet ensemble gomorphologique fait partie du bassin versant du Tensift.

Il sagit dun large plateau lgrement relev au Sud et au Nord. Les affleurements rocheux sont domins par des calcaires jurassiques et crtacs, des couches phosphates marneuses et marno-calcaires du Tertiaire et enfin un Quaternaire localement enclav dans les cuvettes synclinales ou bordant le lit actuel de loued Tensift sous forme de terrasses caillouteuses ou sablo-limoneuses.

III.3.5. La plaine de Haouz Elle est caractrise par une topographie plane et monotone stendant sur une largeur de 150 km

dEst en Ouest. Le socle primaire schisteux est recouvert par des formations secondaires et tertiaires varies, notamment des grs rouges du Permo-Trias ainsi que des calcaires, marnes et grs du Crtac et de lEocne. Le remplissage quaternaire est assur par des pandages alluviaux caillouteux, limoneux ou sableux, dont les plus anciens sont surmonts dune carapace calcaire.

Fig. 14: Carte gologique du bassin versant de Tensift



III.4. Bassins versants de Ziz-Rhris et Guir (Fig. 15 et 16) Ils prsentent une lithologie trs varie :

III.4.1. Le Palozoque Les affleurements palozoques sont rares et le meilleur affleurement se trouve au sud du tunnel

de Foum Zaabel. Il est reprsent par des schistes rouges trs durs et diaclass, surmontant des schistes verts lustrs en plaquettes.

III.4.2. Le Trias Il est reprsent par : une srie plitico-argileuse, dbutant par des conglomrats polygniques et drages quartzo-

feldspathiques, puis des grs rouges intercalations argileuses, une srie de basaltes dolritiques, dans lesquels, sont parfois interstratifis des niveaux de

calcaires siliceux,

les basaltes sont recouverts par des argiles rouges, un peu violaces, plus au moins grseuses et parfois gypsifres.

III.4.3. Le Jurassique Les diffrentes formations jurassiques sont constitues par des couches rouges exclusivement de grs calcaires et de marnes de couleur rouge ou verte et par lalternance de niveaux de marnes, marno-calcaires et de bancs de calcaires et calcaires grseux.

III.4.4. Le Crtac La srie crtace comprend de bas en haut : des marnes blanches et argiles rouges niveaux gypseux du Cnomanien, des bancs de calcaires dcimtriques reposant directement et sans discordance apparente sur

les argiles rouges gypse, au sommet de la srie crtace, des dpts dtritiques fins surmontent les calcaires turoniens.

III.4.5. Le Tertiaire Les seuls affleurements tertiaires bordent loued Todrha au Nord de Tinghir. Ils sont forms

essentiellement de calcaires, de grs-calcaires plus au moins consolids et de grs blancs ou violacs tendres et mal consolids.

III.4.6. Le Quaternaire On distingue : le Quaternaire ancien : Ces dpts sont des encrotements conglomratiques lments

anguleux,

le Quaternaire moyen : Il constitue la majorit des encrotements superficiels,



le Quaternaire rcent : Il est form dboulis de pentes et dalluvions qui bordent le parcours des oueds Ziz, Rhris, Todrha et Guir.

Fig. 15: Carte gologique des bassins versants de Ziz-Rhris

Fig. 16: Carte gologique du bassin versant de Guir



Le tableau 4 donne la rpartition des diffrentes formations lithologiques en pourcentage des bassins versants tudis.

Granites et roches

volcaniques

Schistes et gneiss

Marnes et argiles

Calcaires Grs Alluvions

GRV (%) SGN (%) MAR (%) CAL (%) GRS (%) ALL (%) Terrains impermables Terrains permables semi-permables

Moulouya

2.59 1.85 14.4 32.29 7.4 35.5

Ctiers mditerra-

nens

5 5 25 30 30 5

Tensift

15 30 10 6 9 30

Ziz-Rhris

2 15 11 35 22 15

Guir

2 12 15 6 5 65

Tab. 4: Rpartition gographique des diffrentes formations lithologiques en % des bassins versants tudis

III.5. Impact de la gologie sur lhydrologie Le type de formations gologiques qui affleurent dans les bassins versants a une influence sur la

rpartition des coulements superficiels. En effet, un bassin form de matriaux trs permables avec une couverture vgtale continue aura en gnral une densit de drainage faible assurant une meilleure infiltration des eaux superficielles. Par ailleurs, un bassin form de roches impermables mais meubles et rodables, comme des marnes ou des argiles, avec une vgtation moyenne, prsente souvent une densit de drainage leve, ce qui favorise le ruissellement des eaux superficielles aux dpens de linfiltration.

Les bassins versants de la Moulouya, de Ziz-Rhris, Guir et ctiers mditrranens sont forms essentiellement par des terrains permables semi-prmables qui occupent la presque totalit de la superficie du bassin, ce qui favorise linfiltration des eaux de surface. Par contre le bassin versant de Tensift caractris par des pentes fortes, des affleurements gologiques essentiellement constitus par des formations impermables, favorise lcoulement superficiel qui se traduit par des hydrogrammes pointus, observs lexutoire du bassin.

Ceci confre aux coulements un caractre torrentiel, et offre un environnement propice aux pulsations brutales des cours deau et par consquent les risques dinondation (cest cas de la crue dOurika).



IV. CLIMATOLOGIE GENERALE IV.1. Bassin versant de la Moulouya La grande tendue et la diversit des reliefs du bassin versant de la Moulouya font que le climat

est trs variable dune rgion une autre. Nanmoins, on peut distinguer deux zones climatiques bien distinctes : la frange mditerranenne, situe au Nord, est caractrise par un climat semi-aride avec deux

saisons : un hiver doux et peu pluvieux allant doctobre mai et un t sec et chaud stalant de juin septembre.

le reste du bassin versant est caractris, gnralement, par un climat aride o les prcipitations sont trs faibles et o la priode sche stale sur une grande priode de lanne. Les hivers y sont souvent rigoureux, longs et froids, marqus parfois par des tempratures minimales ngatives alors que les ts sont trs chauds. Les hautes barrires montagneuses du Moyen Atlas et du Rif privent cette zone du bassin des influences ocaniques riches en pluies. Vers le Nord, les chanes de Bni Snassne et Bni Bouyachi, empchent les pluies de pntrer lintrieur du bassin.

Les prcipitations moyennes annuelles peuvent dpasser 600 mm/an au niveau des sommets et elles ne dpassent pas 350 mm/an au niveau des plaines. Les prcipitations sous forme de neige se produisent au dessus de 1400 m daltitude. Elles ne persistent quau dessus de 2000 m daltitude dans le Moyen et le Haut Atlas.

Les tempratures moyennes mensuelles maximales sont atteintes en juillet et aot, elles varient entre 18C et 29C. Alors que les tempratures moyennes mensuelles minimales sobservent en dcembre et janvier atteignant parfois 2C. Les tempratures moyennes annuelles varient entre 9.3C (Boulmane : station la plus froide) et 19C (Guercif : station la plus chaude). Contrairement aux prcipitations, les tempratures diminuent des basses aux hautes altitudes du bassin.

IV.2. Bassins Ctiers Mditerranens Dans le Nord, le climat est de type mditerranen, tempr par l'influence de la mer avec des

hivers plus froids en altitude et des hauteurs de prcipitations moyennes annuelles varient de 500 1000 mm (zone la plus arrose du Nord-Ouest) et voisines de 800 mm sur le versant atlantique septentrional. Les prcipitations moyennes interannuelles sont de 680 mm. La temprature est modre de 7 18C en hiver et de 19 30C en t avec une relative humidit.

IV.3. Bassin versant de Tensift Le rgime climatique du bassin versant de loued Tensift est caractris par une grande aridit

dont lintensit est conditionne essentiellement par laltitude et en une moindre mesure par la continentalit.



Par ailleurs, le contraste saisonnier est trs bien marqu, les pluies qui sont souvent concentres durant la priode automnale et hivernale, sont irrgulires, intenses et violentes. Le reste de lanne, la scheresse prend une ampleur considrable surtout dans les zones de plaine o les tempratures et lvaporation sont leves.

La climatologie se caractrise donc par :

un climat semi-aride de type continental. Les amplitudes thermiques sont assez importantes entre l'hiver et l't : 45C comme temprature maximale et 5C comme temprature minimale.

une faible pluviomtrie moyenne allant de 250 350 mm/an avec des variations interannuelles et intersaisonnires importantes.

IV.4. Bassins versants de Ziz-Rhris et Guir La principale caractristique imprgnant le climat est quil est semi-dsertique (saharien) forte

influence continentale. C'est ainsi que le climat semi-aride est "ponctu" au niveau de la montagne et des Oasis. Les principales caractristiques des tempratures sont les grands carts tant saisonniers que journaliers. La temprature moyenne annuelle est de 19C (avec une moyenne des minimale de 12.4C et des maximale de 26.7C), l'cart thermique journalier peut atteindre 22C. Les carts sont cependant importants entre le jour et la nuit, l't et l'hiver, mais aussi entre les zones de montagnes au Nord et les plateaux dsertiques au Sud.

Le rgime annuel des pluies se caractrise par l'existence de deux saisons pluvieuses : l'automne et le printemps. La pluviomtrie prsente une grande irrgularit dans sa rpartition interannuelle et dans sa rpartition spatiale. Elle varie entre 250 mm en montagne (Nord) et 50 mm (Sud), en plaine, avec des fluctuations allant jusqu' 50% avec une concentration sur une quinzaine de jours par an. Ce qui donne la rgion un ensoleillement de 330 jours. Les prcipitations moyennes annuelles sont de l'ordre de 120 mm. Le nombre de jours de pluie par an est trs rduit : 25 jours en moyenne.

Des pluies orageuses provoquent des crues importantes des oueds dont certaines quelque fois dvastatrices causaient dinnombrables dgts humains et matriels. Actuellement la rgion prsente un important dficit en eau suite aux annes de scheresse (les annes 80) qu connu le Maroc et qui a perturb le fonctionnement normal des barrages. Cette pnurie deau a pour consquences directes le dprissement des palmeraies, en particulier celle de Tafilelt, la baisse notable des rendements agricoles et la menace densablement de la rgion.

Les conditions climatiques jouent galement un rle important dans le comportement hydrologique des bassins versants. En effet, les rgions ayant des prcipitations rparties galement tout au long de lanne auront des densits de drainage plus faibles que les rgions climat trs contrast comme les zones semi-arides.



IV.5. Impact de la climatologie sur lhydrologie Les conditions climatiques cits prcdemment pour chaque bassin versant tudi ont une grande

influence sur le rgime des coulements superficiels. Ceci peut tre expliqu par la rpartition irrgulire des dbits dans le temps et dans lespace. Ce sont surtout les prcipitations qui constituent le facteur essentiel de cette rpartition hydrologique des cours deau et de la gense des crues. Ceci sera lobjet de la deuxime partie de ce travail.

V. CONCLUSION Lanalyse de ces diffrents paramtres physiques et gomorphologiques (lithologiques) permettra une meilleure comprhension des causes des variations des rgimes hydrologiques de chaque bassin versant tudi et par consquent leur contribution dans la gense des crues. Leur interaction dtermine la variabilit des phnomnes hydrologiques dans le temps et dans lespace. Pour cet effet, lanalyse des donnes physiques et hydropluviomtriques par diffrents outils statistiques sest avre ncessaire pour analyser linfluence des caractristiques physiques sur la rpartition et lvolution spatio-temporelle des coulements superficiels afin de mieux comprendre le comportement hydrodynamique au sein des bassins versants tudis.

Une analyse frquentielle des dbits de crue a t effectue pour dterminer les probabilits doccurrence et les priodes de retour (prvisions) au niveau des diffrents bassins tudis. Lapproche mthodologique adopte est fonde sur diverses mthodes statistiques qui ont t utilises comme outils et techniques bien adapts cette problmatique.

Ces outils reprsentent une valuation prliminaire pour ltude de tout systme hydrologique avant dtablir un modle de son mode fonctionnement.

2me PARTIE : TRAITEMENT DES DONNEES PHYSIOGRAPHIQUES & HYDROPLUVIOMETRIQUES


2me PARTIE :

TRAITEMENT DES DONNEES PHYSIOGRAPHIQUES

& HYDROPLUVIOMETRIQUES



Aprs avoir dfini le contexte gographique et gologique, nous abordons le domaine de lacquisition des donnes et de leur traitement. Dans les zones arides, les donnes sont souvent discontinues et trs chaotiques. Des contrastes trs importants entre annes dficitaires et annes normales rendent les analyses statistiques dlicates. Des outils intgrateurs des informations sont ici prsents.

I. AQUISITION DES DONNEES I.1. Donnes physiographiques La dtermination des diffrentes variables physiographiques caractristiques de chaque bassin

versant tudi est obtenue partir des cartes topographiques au 1/100 000me dchelle. Ces facteurs, d'ordre purement gomtrique ou physique, s'estiment aisment partir de cartes adquates et en recourant des techniques digitales et des modles numriques qui permettent la numrisation des diffrentes variables physiques tudies.

I.2. Donnes pluviomtriques Lensemble des donnes pluviomtriques de base est mis notre disposition par la Direction

Gnrale de lHydraulique (DGH) Rabat. Les fichiers de ces donnes donnent les valeurs mesures des pluies moyennes journalires des diverses stations pluviomtriques de la rgion dtude sur de longues priodes denregistrement. Ces donnes sont disponibles pour 11 stations pluviomtriques dans le bassin versant de la Moulouya, 5 au niveau des bassins Ctiers Mditerranens, 6 dans le bassin versant de Tensift et 6 dans les bassins versants de Ziz-Rhris et Guir avec un total de 28 postes pluviomtriques.

I.2.1. Situation des postes pluviomtriques La localisation gographique de toutes les stations pluviomtriques est entreprise sur des cartes au

1/100 000 dchelle partir de leurs coordonnes Lambert, avec un total de 28 stations de mesure de niveaux deau et de dbits dont 11 stations sont situes dans le bassin versant de la Moulouya (Fig. 6), 5 au niveau des bassins Ctiers Mditerranens (Fig. 7), 6 dans le bassin versant de Tensift (Fig. 8) et 6 stations pour les bassins versants de Ziz-Rhris et Guir (Fig. 9 et 10).

I.2.2. Caractristiques des postes pluviomtriques La liste des stations pluviomtriques tudies est reprsente au tableau 5. Ce dernier montre les

caractristiques principales des diffrentes stations. Ces stations prsentent une longue priode denregistrement de donnes qui diffre dune station une autre.



Coordonnes Bassin versant

Station pluviomtrique

NIRE D.M.S

X (m) Y (m) Altitude

Z (m) N

(annes)

ZIZ Foum Tillicht 3887 1975 580.000 192.000 1400 22 Tadiguouste 7320 1962 543.700 140.500 1150 34 Meroutcha 5236 184 549.000 107.300 930 11

RHERIS Ait bouijjane 696 1968 485.000 95.000 1350 21 Tazouguert 8100 1971 652.550 161.100 1035 36 GUIR Tit Naissa 8980 1977 676.700 194.000 1150 20

Ansegmir 1088 1959 545.500 238.600 1400 38 Tabouazant 7281 1978 531.150 217.450 1640 32

Zaida 8928 1964 541.100 247.000 1470 38 Laarichate 5028 1975 610.750 225.750 1060 11 El Aouia 3236 1976 567.100 294.700 1800 20 Ksibate 5020 1975 648.300 307.700 950 22

Bel Farah 1628 1967 657.000 391.200 600 35 Guercif 4016 1962 689.000 404.400 332 43

Pont de Zakka 6268 1967 422.500 691.000 340 14 El Ghoress 3520 1978 755.500 403.650 620 26

MOULOUYA

Berkane 1848 1953 780.900 485.000 160 23

Aghbalou 2089 1969 276.150 483.050 1070 31 Taferiat 1562 1962 291.250 107.500 760 30

Tahanaout 1565 1962 255.900 480.400 925 30 Iguir NKouris 510 1974 238.900 453.800 1100 30

Imin El Hamam 1566 1966 241.400 724.400 470 31

TENSIFT

Sidi Rahal 44 1963 303.100 117.800 690 30

Tighza 8434 1978 645.200 475.500 620 18 Takenfoust 7588 1978 636.400 478.250 500 9 Tleta Azlef 8592 1966 659.200 477.400 600 28

Ajdir 0879 1978 630.150 461.250 1030 19

BASSINS COTIERS

MEDITERRA-NEENS Tamallaht 7737 1978 645.300 488.200 275 31

Tab. 5: Liste des diffrentes stations pluviomtriques avec leurs principales caractristiques (NIRE : Numro dInventaire des Ressources en Eau attribu par le gestionnaire des points de mesure et D.M.S : Date de Mise en Service et N : Taille de lchantillon ou priode dobservation ou nombre dannes).

I.3. Donnes hydromtriques La collecte des fichiers de donnes hydromtriques de base pour la rgion dErrachidia, la

Moulouya, Marrakech et les bassins Ctiers Mditerranens, a t ralise par la direction gnrale dhydraulique Rabat. Les fichiers de ces donnes donnent les valeurs mesures des dbits moyens journaliers des diverses stations hydromtriques de la rgion dtude sur des longues priodes dobservations.

I.3.1. Situation des stations hydromtriques La localisation gographique de lensemble des stations hydromtriques choisies des diffrents

bassins versants tudis se fait partir des coordonnes correspondantes (Fig. 6, 7, 8, 9 et 10). I.3.2. Caractristiques des stations hydromtriques

La liste des diffrentes stations hydromtriques est prsente au tableau 6. Une station est dite principale (P) lorsque son quipement permet de mesurer les hauteurs deau et les dbit

Documents

Riad