| Titre : | CONTRIBUTION A L’ETUDE DE L’INFLUENCE DE LA STRUCTURE DU RESEAU HYDROGRAPHIQUE SUR LE RISQUE HYDROLOGIQUE « Cas des bassins de l’Est de l’Algérie » |
| Auteurs : | Hakima ABDEDDAIM, Auteur ; Abd elkader Benkhaled, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Khider, 2018 |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Bassin versant,Typologie du réseau hydrographique,Réponse hydrologique,Analyse en composantes principales,Nord-Est de l’Algérie. |
| Résumé : |
RESUME :
La fréquence des catastrophes naturelles n’a pas cessé de s’accroître au cours de ces dernières décennies. Ces catastrophes influent de manière négative sur l’infrastructure sociale et économique des pays, particulièrement pour ceux en voie de développement. Au-delà des chiffres, une catastrophe peut compromettre le processus d’évolution et effacer des années d’efforts, faisant parfois régresser les peuples à des niveaux de pauvreté inférieurs. Les populations vulnérables sont, par définition, à la fois les plus exposées aux aléas et les plus dépourvues de moyens de récupération déjà démunies, d'où l’importance à accorder aux différentes questions en matière d’hydrologie. Il n'existait cependant aucune méthode permettant de mesurer, de manière synthétique et continue, le rôle de la composante géomorphologique climatique et hydrographique sur la dynamique hydrologique d’un bassin versant, où le débit des crues est principalement lié à la combinaison entre les précipitations, le système de pentes, l'organisation des réseaux de talwegs et la forme des bassins versants. Il est important donc, d’entreprendre une véritable réflexion sur la genèse de la dynamique des crues, notamment l’analyse des structures des réseaux hydrographiques des bassins versants et leurs impacts sur la réponse hydrologique. En s'appuyant sur l’approche comparative menée sur 43 sous bassins versants du Nord Est de l’Algérie, il a été possible de connaitre les différentes thématiques, des bassins versants, qui sont nécessaires pour synthétiser toutes les composantes qui définissent leur géomorphologie à savoir : topographie, pentes, lithologie, érosion, occupation du sol, climatologie et précipitation. La détermination des descripteurs morphométriques des bassins versants, qui ont été dissociés en trois catégories principales : descripteurs de forme, de réseau et de volume, et l’association des données hydrométriques a permis de cerner la complexité du problème des crues, et a offert une meilleure compréhension du fonctionnement hydrologique des bassins. L’étude multidimensionnelle des données par l’analyse en composantes principales (ACP) des sous bassins versants étudiés, a été utilisée comme outil de confirmation des résultats obtenus, et qui a permis de conclure que la réponse hydrologique dépend essentiellement des descripteurs de forme avec une corrélation de (73%), une corrélation de 71% aux descripteurs de volume, et une corrélation de (59%), aux descripteurs de réseau. |
| Sommaire : |
SOMMAIRE
AVANT PROPOS..................................................................................................................................................... 2 RESUME................................................................................................................................................................... 3 ABSTRACT .............................................................................................................................................................. 5 INTRODUCTION GENERALE............................................................................................................................ 15 PREMIERE PARTIE : ETAT DES CONNAISSANCES EN MATIERE DE RISQUE HYDROLOGIQUE.. 26 I. Les processus hydrologiques.......................................................................................................................... 27 Introduction ............................................................................................................................................................ 27 I.1 Processus de genèse des crues.................................................................................................................. 27 I.1.1 Les différents types des écoulements.................................................................................................... 27 I.1.2 Réponse hydrologique ......................................................................................................................... 31 I.1.3 Genèse des crues et facteurs d’influence de la réponse hydrologique.................................................... 33 I.2 Séparation des écoulements sur l’hydrogramme de crue ........................................................................... 34 I.2.1 Transformation de la pluie en hydrogramme de crue ............................................................................ 34 I.2.1.1 Fonction de production................................................................................................................ 34 I.2.1.2 Fonction de transfert.................................................................................................................... 35 I.2.2 Différentes méthodes de séparation des écoulements............................................................................ 35 I.2.2.1 Méthodes analytiques ou graphiques ........................................................................................... 35 I.2.2.2 Procédés de détermination isotopiques ou hydrochimiques.......................................................... 36 I.2.2.3 Discrétisation des crues par l’analyse des évènements pluies-débit.............................................. 38 I.3 Prédétermination des débits des crues ...................................................................................................... 40 I.3.1 Méthodes approximatives .................................................................................................................... 40 I.3.1.1 Méthodes analogiques................................................................................................................. 40 I.3.1.2 Méthodes régionales.................................................................................................................... 40 I.3.1.3 Méthodes empiriques .................................................................................................................. 40 I.3.1.4 Méthodes pseudo-empiriques ...................................................................................................... 40 I.3.2 Méthodes déterministes........................................................................................................................ 41 I.3.2.1 Approche événementielle simple ................................................................................................. 41 I.3.2.2 Approches multi-événementielles................................................................................................ 41 I.3.2.3 Simulation continue..................................................................................................................... 41 I.3.2.4 Modèles synthétiques .................................................................................................................. 41 I.3.3 Méthodes statistiques........................................................................................................................... 42 I.3.3.1 Analyse fréquentielle................................................................................................................... 42 I.3.3.2 Méthode de Gradex ..................................................................................................................... 42 Conclusion............................................................................................................................................................... 42 II. Le risque hydrologique................................................................................................................................... 44 Introduction ............................................................................................................................................................ 44 II.1 Typologie du phénomène des crues.......................................................................................................... 44 7 II.2 Evaluation du risque hydrologique ........................................................................................................... 44 II.2.1 Période de retour de l’aléa : TAL (Ans) ........................................................................................... 46 II.2.2 Période de retour de la vulnérabilité : TOP (Ans)............................................................................. 47 II.3 Analyse du risque..................................................................................................................................... 49 Conclusion............................................................................................................................................................... 50 III. Typologie des réseaux hydrographiques ................................................................................................... 51 Introduction ............................................................................................................................................................ 51 III.1 Genèse des réseaux hydrographiques ....................................................................................................... 51 III.2 Méthodes de classification des réseaux hydrographiques.......................................................................... 52 III.3 Influence des caractéristiques morphométriques sur le comportement hydrologique des bassins versants. 56 III.4 Processus d’extraction du réseau hydrographique..................................................................................... 59 III.4.1 Calcul du sens d’écoulement............................................................................................................ 60 III.4.2 Traitement des dépressions et des zones plates................................................................................. 63 III.4.3 Extraction du réseau hydrographique ............................................................................................... 64 Conclusion............................................................................................................................................................... 65 DEUXIEME PARTIE : HYDROMORPHOLOGIE ET CLIMATOLOGIE DE LA REGION D’ETUDE...... 66 IV. Caractéristiques générales des bassins versants ....................................................................................... 67 Introduction ............................................................................................................................................................ 67 IV.1 Présentation de la région d’étude.............................................................................................................. 67 IV.1.1 Bassin de la Medjerda...................................................................................................................... 71 IV.1.2 Bassin des Côtiers Constantinois ..................................................................................................... 73 IV.1.3 Bassin de la Seybouse...................................................................................................................... 76 IV.1.4 Bassin de Kebir Rhumel.................................................................................................................. 77 IV.1.5 Bassin des Hauts Plateaux Constantinois ......................................................................................... 79 Conclusion............................................................................................................................................................... 80 V. Description hydro géomorphologique et climatique des bassins versants.................................................... 81 Introduction ............................................................................................................................................................ 81 V.1 Contexte géomorphologique .................................................................................................................... 81 V.1.1 Régions d’étude............................................................................................................................... 81 V.1.2 Topographie et relief ....................................................................................................................... 82 V.1.3 Pentes.............................................................................................................................................. 84 V.1.4 Aperçu lithologique ......................................................................................................................... 84 V.1.5 Occupation du sol............................................................................................................................ 87 V.1.6 Erosion............................................................................................................................................ 87 V.2 Contexte climatique ................................................................................................................................. 91 V.2.1 Température .................................................................................................................................... 91 V.2.2 Climat ............................................................................................................................................. 91 V.2.3 Précipitation .................................................................................................................................... 94 V.3 Contexte hydrographique ........................................................................................................................ 97 V.3.1 Réseau hydrographique.................................................................................................................... 98 8 Conclusion............................................................................................................................................................. 100 TROISIEME PARTIE : INFLUENCE DE LA STRUCTURE DU RESEAU HYDROGRAPHIQUE SUR LA REPONSE HYDROLOGIQUE ........................................................................................................................... 106 VI. Détermination des descripteurs morphométriques................................................................................. 107 Introduction .......................................................................................................................................................... 107 VI.1 Descripteurs de forme ............................................................................................................................ 108 VI.1.1 Coefficient de compacité « Kc » .................................................................................................... 109 VI.1.2 Facteur de forme « Ff ».................................................................................................................. 109 VI.1.3 Rapport d’élongation « Re » .......................................................................................................... 109 VI.1.4 Rapport de circularité « Rcir » ....................................................................................................... 109 VI.2 Descripteurs de réseau............................................................................................................................ 112 VI.2.1 Ordre du cours d’eau « i ».............................................................................................................. 113 VI.2.2 Rapport de confluence et rapport des longueurs « Rc et Rl ».......................................................... 114 VI.2.3 Longueur de ruissellement « Lr »................................................................................................... 115 VI.2.4 Dimension fractale « Df ».............................................................................................................. 115 VI.2.5 Classification des réseaux hydrographiques .................................................................................. 117 VI.2.5.1 Classification selon l’endoréisme .......................................................................................... 117 VI.2.5.2 Classification selon la longueur des cours d’eau .................................................................... 118 VI.2.5.3 Classification selon la nature des cours d’eau ........................................................................ 119 VI.2.5.4 Classification selon l’ordre des cours d’eau........................................................................... 119 VI.2.5.5 Classification selon le type des réseaux hydrographiques ...................................................... 120 VI.2.6 Pente du cours d’eau principal « Ptce ».......................................................................................... 124 VI.3 Descripteurs de volume :........................................................................................................................ 128 VI.3.1 Hypsométrie .................................................................................................................................. 129 VI.3.2 Temps de concentration « Tc » ...................................................................................................... 133 VI.3.3 Densité de drainage « Dd »............................................................................................................ 133 VI.3.4 Fréquence des cours d’eau « Fi » ................................................................................................... 133 VI.3.5 Longueur du bassin versant « Lbv »............................................................................................... 133 VI.3.6 Coefficient de torrentialité « Ct »................................................................................................... 133 VI.3.7 Exonération (Relief) totale « H » ................................................................................................... 134 VI.3.8 Dénivelée spécifique « Ds »........................................................................................................... 134 VI.3.9 Constante d’entretien du cours d’eau « Cec »................................................................................. 134 VI.3.10 Rapport de relief « Rrf »................................................................................................................ 134 VI.3.11 Rapport de finesse « Rfn »............................................................................................................. 134 VI. Nombre de rugosité « Nr »................................................................................................................. 134 Conclusion............................................................................................................................................................. 138 VII. Débits des crues........................................................................................................................................ 147 Introduction .......................................................................................................................................................... 147 VII.1 Processus de formation des crues ........................................................................................................... 147 VII.2 Transformation de la pluie en hydrogramme de crue .............................................................................. 150 VII.3 Débits des crues de la région d’étude...................................................................................................... 151 VII.4 Hydrogrammes des crues ....................................................................................................................... 163 9 VII.5 Prédétermination des débits des crues : .................................................................................................. 170 VII.5.1 Analyse des précipitations ............................................................................................................. 173 VII.6 Analyse des débits de crues.................................................................................................................... 177 Conclusion............................................................................................................................................................. 180 VIII. Application de la méthode ACP............................................................................................................... 183 Introduction .......................................................................................................................................................... 183 VIII.1 La méthode ACP à l’échelle (1) des 43 sous bassins versants................................................................ 187 VIII.2 Interprétation des résultats de l’échelle (1) des 43 sous bassins versants................................................. 193 VIII.3 La méthode ACP à l’échelle (2) des 3 zones.......................................................................................... 195 VIII.3.1 Zone I :...................................................................................................................................... 195 VIII.3.2 Zone II :.................................................................................................................................... 201 VIII.3.3 Zone III :................................................................................................................................... 207 VIII.4 Interprétation des résultats de l’échelle (2) des 3 zones........................................................................... 213 VIII.4.1 Zone I........................................................................................................................................ 213 VIII.4.2 Zone II ...................................................................................................................................... 217 VIII.4.3 Zone III..................................................................................................................................... 218 VIII.5 La méthode ACP à l’échelle (3) des cinq bassins versants...................................................................... 221 VIII.5.1 Bassin versant de la Medjerda codé 12 ...................................................................................... 221 VIII.5.2 Bassin versant des Côtiers Constantinois codé 03 ...................................................................... 221 VIII.5.3 Bassin versant de la Seybouse codé 14 ...................................................................................... 227 VIII.5.4 Bassin versant de Kebir Rhumel codé 10................................................................................... 233 VIII.5.5 Bassin versant des Hauts Plateaux Constantinois codé 07 .......................................................... 239 VIII.6 Interprétation des résultats de l’échelle (3) des 5 bassins versants........................................................... 245 VIII.6.1Bassin versant 03 ................................................................................................................................... 245 VIII.6.2Bassin versant 14 ................................................................................................................................... 247 VIII.6.3Bassin versant 10 ................................................................................................................................... 252 VIII.6.4Bassin versant 07 ................................................................................................................................... 255 Conclusion............................................................................................................................................................. 257 CONCLUSION GENERALE............................................................................................................................... 261 REFERENCES BIBLIOGAPHIQUES................................................................................................................ 267 |
| Type de document : | Thése doctorat |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0884 | Thèse de doctorat | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Magazin |
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