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Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
1
REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR
ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE Dr MOULAY TAHAR – SAIDA
FACULTE DES TECHNOLOGIES
DEPARTEMENT DE L’HYDRAULIQUE
THESE :
Présenter pour l’obtention du diplôme de Master Académique
en Hydraulique Urbaine
Etude Hydrologique Du Bassin Versant De L’Oued Seggueur
Wilaya D’El Bayadh
PAR :
CHANBI REDOUANE
ENCADRER PAR :
Mr YLES F
Devant le jury :
Mr. ...........................………….....................….............. Président
Mr ........………………………….……..................... Examinateur
Mr ………....…………….......................….………....Examinateur
Année 2016
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
2
REMERCIEMENT
Je remercie notre Bon Dieu le Tout Puissant de m’avoir guidé, aidé et donné la foi et
le courage pour accomplir ce travail.
J’exprime mes vifs remerciements à mon encadreur Monsieur F. YLES, pour sa
disponibilité et ses conseils précieux tout au long de l’élaboration de ce travail.
Mes remerciements s’adressent aussi à Monsieur D. BEKHAITIA le directeur de la
station du barrage de Kheneg larouia « Brézina » pour son aide et ses conseils
Je tiens à remercier toutes les personnes qui ont participé de près ou de loin à me
faciliter la réalisation de ce travail, en particulier mes deux collègues D. Hachemaoui
& H. Saddek
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
3
DEDICACE
Je dédie ce travail à :
La mémoire de ma mère
Mon très cher père pour ses sacrifices et son encouragement durant toutes mes
études.
Mes frères Mohamed & Noufel.
A toute ma grande famille, ainsi qu’à tous les étudiants de ma promotion.
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
4
REMERCIMENTS………………………………………….………2
INTRODUCTION…………………………………………………...6
Chap.1 : PRESENTATION DU BASSIN VERSANT………….…7
I.1.caractéristique physique du bassin versant……………………………………..…8
I.1.1. Situation géographique…………………………………………………………………8
I.1.2. Cadre géologique……………………………………………………………………….9
I.1.3. Type des sols…………………………………………………………………………..10
I.2.Etude morphométrie du bassin versant…………………………………………...10
I.2.1. Caractéristique de forme……………………………………………………………...10
I.2.2. Etude de relief………………………………………………………………………….11
I.3.Conclusion…………………………………………………………………………...18
Chap.2 : ETUDE HYDROGHRAPHIQUE………………………19
II. Etude du réseau hydrographique…………………………………………………..20
II.1. Densité de drainage……………………………………………………………….20
II.2. Rapport de confluence ……………………………………………………………21
II.3. Rapport de longueur……………………………………………………………….22
II.4. Fréquence des cours d’eau……………………………………………………….23
II.5. Coefficient de torrentialité…………………………………………………………24
II.6. Temps de concentration…………………………………………………………..24
II.7. Conclusion…………………………………………………………………………..26
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
5
Chap.3 : ETUDE HYDROLOGIQUE…………………………….27
III.1.la pluviométrie………………………………………………………………………28
III.1.1. Introduction……………………………………………………………………………28
III.1.2. Etude des précipitations …………………………………………………………….28
III.1.3. Analyse statique des séries pluviométriques……………………………………..33
III.2. Etude des températures………………………………………………………….38
III.3. Evapotranspiration………………………………………………………………..40
III.4. Débits annuels…………………………………………………………………….43
III.4.1. Analyse des débit annuels………………………………………………………….43
III.5. Etude des débits mensuels………………………………………………………50
III.6. Hydraulicité………………………………………………………………………...51
III.7. Analyse des crues………………………………………………………………...55
Conclusion générale...........................................................................56
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
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INTRODUCTION
L’eau est un élément vital et indispensable pour la vie humaine. Elle est considérée
comme richesse permanente pour l’être humaine et pour son développement économique.
Sa rareté a créé beaucoup de conflits entre les différents pays.
De ce fait, l’eau en Algérie n’a jamais autant retenu l’attention des pouvoirs publics
secoués par les organismes spécialisés qui prévoient de graves pénuries à des échéances
très proches. Il est admis que des mesures sont nécessaires pour améliorer la capacité à
s’adapter à la variabilité hydrologique et aux phénomènes extremes (inondations et
sécheresses) observés aujourd’hui dans des circonstances dynamiques (notamment les
pressions actuelles dues à la démographie, à l’économie, à l’utilisation des terres et au
développement régional).
La wilaya d’El Bayadh connue comme une zone pastorale avec des terrains agricoles
en majeure partie. Elle participe par un taux important à l’économie local en matière
d’agriculture. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à l’étude hydrologique du
bassin versant de l’oued SEGGUEUR. Le barrage de Kheneg- Larouia, implanté sur
l’exutoire du bassin est destiné à assurer l’irrigation des terres (la palmeraie de Brézina, la
zone d’épandage de Daïet El Bagra et Daïet El Anz...) se trouvant à l’aval du barrage.
Les travaux entrepris dans le cadre de cette thèse s’organisent autour de trois
chapitres qui sont développés comme suit :
- Le diagnostic physico-géographique, qui permettra de caractériser les principaux
facteurs naturels intervenant dans l’alimentation en eau et dans l’écoulement
(situation, relief, formation géologique, réseau hydrographique).
- Détermination des processus hydrologiques, leurs fonctionnement et leur impact sur
la variabilité spatio-temporelle.
- L’etude hydrologique portera aussi, sur le traitement statistiques des données
hydromètriques ainsi que l’évaluation des apports liquides annuels, mensuels et
saisonniers.
Enfin nous finirons ce travail par une conclusion générale
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
8
I.1. Caractéristiques physiques du bassin versant
I.1.1. Situation géographique
Le bassin versant s’étend dans la partie sud de l’atlas saharien, il est entouré par le
massif de Djebel Amour et les montagnes de l’atlas saharien dont la direction SO-NE.
Délimitent ainsi la région du bassin des plaines sahariennes. Le bassin versant de l’Oued
SEGGUEUR se trouve au sud de la ville d’El Bayadh, il draine une surface de 3680 km2,
pour un périmètre de 303 km. Durant son parcourt l’oued SEGGUEUR, reçoit plusieurs
affluents, les plus importants sont l’oued Mellah et El Rhoul.
FIG 1 : Plan de situation de bassin versant l’Oued SEGGUEUR
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
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I.1.2. Cadre géologique
L’analyse de type de sol du bassin versant de Brézina est établie sur la base des
affleurements lithologiques observés en corrélation avec l’image satellitaire mise à notre
disposition. D’après la carte de type de sol (fig.2), on distingue cinq classes :
➢ Les calcaires durs qui affleurent en forme de sillons orientés d’Ouest en Est (au Sud
du barrage) ;
➢ Les formations marneuses gypseuses noyées dans le massif calcaire ;
➢ Le remplissage sédimentaire couvrant les autres formations superficielles, de nature
argilo-gypseuse (au centre du bassin)
➢ Les sols marno-calcaires aux environs de la région d’El Ghassoul.
➢ Il s’agit, d’un sol à dominance calcaire, avec des intercalations de marne, d’argile et
de gypse. Sur le reste de la superficie du terrain de parcours, les sables couvrent les
autres formations où elles possèdent un coefficient de ruissellement plus ou moins
faible.
Fig. 2. Les différentes classes du sol du bassin
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
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I.1.3. Types de sol
Les sols de la région de Brézina se composent de trois zones :
➢ Les terres agricoles représentent 0,08% de la superficie du bassin est constituées
essentiellement par la palmeraie de Brézina (divers vergers) et la zone d’épandage
de Daïet El Bagra et Daïet El Anz (essentiellement céréales et fourrages)
➢ Les parcours présahariens (Hamada) ;
➢ La zone dunaire (erg) à l’extrême sud.
I.2. ETUDE MORPHOMETRIQUE DE BASSIN VERSANT D’OUED SEGGUEUR :
I.2.1. Caractéristique de forme
La nature de la forme d’un bassin, influence énormément l’écoulement et détermine l’allure
de son hydrogramme. Un bassin très allongé ne réagit pas de la même manière qu’un autre
bassin de forme très ramassés ayant évidemment les mêmes caractéristiques Roche (1963).
Généralement, la forme d’un bassin versant est relative à l’indice de compacité de Gravelius.
Ce dernier est déterminé en comparant le périmètre (P) du bassin à celui d’un cercle
possédant la même superficie (A).
Sur le plan morphologique, l’indice de compacité GK est proche de 1 pour un bassin
versant de forme quasiment circulaire, est supérieur à 1 lorsque le bassin est de forme
allongée. Cet indice se détermine à partir d'une carte topographique en mesurant le
périmètre du bassin versant et sa surface.
KG : est l'indice de compacité de Gravélius,
A : surface du bassin versant [Km²] = 3680 Km²,
P : périmètre du bassin [Km]=303 km.
Pour le cas du bassin versant de l’oued Seggueur, la valeur du coefficient de compacité GK
= 1,4 indique que le bassin est de forme plutôt allongée. Caractère que nous pensons lier
aux conditions structurales du bassin.
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
11
I.2.1.1. Rectangle équivalent
Le rectangle équivalent est un modèle mis au point par M. Roche pour comparer les bassins
entre eux du point de vue de l’influence de leurs caractéristiques sur l’écoulement.
On suppose que sur un bassin donné, l'écoulement est approximativement le même que
sur un rectangle de même superficie, ayant un même coefficient de Gravélius, une même
répartition hypsométrique à conditions climatiques similaires, une même distribution des
sols, de la végétation et même densité de drainage. C'est une transformation purement
géométrique dans laquelle les droites parallèles aux largeurs du rectangle et l'exutoire sont
le petit côté ou largeur du rectangle
Soit L et I la longueur et la largeur du rectangle, et P et A le périmètre et l'aire du bassin
versant.
On a: L = 𝐾𝑐
1,12 (1 + √1 − (
1,12
𝐾𝑐) ²) √𝑆
Longueur de rectangle équivalent L = 123,3 m
𝐼 =𝑃
2− 𝐿
𝐼 =303
2− 26.15
La largeur de rectangle équivalent l = 28,2 m
I.2.2. Etude du relief
Les altitudes ainsi que la forme du relief influent considérablement sur les différents
paramètres hydroclimatiques d’une région donnée. Elles déterminent en grande partie
l’aptitude au ruissellement des terrains, l'infiltration et l'évaporation. Partant de la répartition
par tranches d'altitudes du bassin, nous avons établi la courbe hypsométrique figure 3.
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
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Fig. 3 : Courbe hypsométrique du bassin versant
D’après l’analyse de cette courbe on constate dans un premier temps la présence d’une
pente forte au niveau des altitudes qui dépassent 1675 m, une pente moyenne entre les
altitudes de 1650 m jusqu’à 1375 m, et une pente assez faible de 1350 m en arrivant autour
du point d’exutoire au niveau de 900 m. La concavité vers le bas, indique que L’oued
Seggueur, présente bien l’état d’équilibre du bassin, offrant un potentiel érosif moyen à
faible.
A partir de cette courbe, les altitudes suivantes ont été déterminées :
➢ L'altitude maximum de 1926 m correspondant au sommet du bassin versant.
➢ L'altitude minimale (exutoire) de 874 m
➢ L'altitude médiane correspond à une surface cumulée de 50% est égale 1275 m.
➢ H5=1750 m
➢ H95=975 m
➢ L'altitude moyenne est donnée par l’équation suivante :
850900950
1,0001,0501,1001,1501,2001,2501,3001,3501,4001,4501,5001,5501,6001,6501,7001,7501,8001,8501,9001,9502,000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
ALT
ITU
DE
M
% CUMULÉE
COURBE HYPSOMÉTRIQUE DU BASSIN D'OUED SEGGUEUR
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
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Hmoy = 1245 m.
Ai : aire comprise entre deux courbes de niveau (Km²)
Hi : altitude moyenne entre deux courbes de niveau (m)
A : superficie totale du bassin versant (Km²)
A partir de cette courbe on constat que c’est un relief accidenté.
Tableau 1 : répartition altimétrique du bassin versant du l’Oued SEGGUEUR.
Tranche d'altitude en mètre Superficie % De la superficie %cumulée
874-900 13,88 0,38 99,93
900-950 195,24 5,31 94,62
950-1000 209,08 5,68 88,94
1000-1050 163,39 4,44 84,50
1050-1100 139,71 3,80 80,71
1100-1150 159,72 4,34 76,37
1150-1200 206,33 5,61 70,76
1200-1250 346,65 9,42 61,34
1250-1300 243,42 6,61 54,73
1300-1350 298,79 8,12 46,61
1350-1400 156,16 4,24 42,36
1400-1450 153,53 4,17 38,19
1450-1500 381,90 10,38 27,81
1500-1550 359,27 9,76 18,05
1550-1600 200,64 5,45 12,60
1600-1650 130,20 3,54 9,06
1650-1700 111,36 3,03 6,03
1700-1750 77,75 2,11 3,92
1750-1800 60,12 1,63 2,29
1800-1850 43,49 1,18 1,11
1850-1900 26,64 0,72 0,38
1900-1926 2,74 0,07 0,31
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
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Fig. 4 : Histogramme des fréquences altimétriques.
I.2.2.1. Pente moyenne Im :
Paramètre important pour la détermination du temps de parcours de ruissellement, c'est à
dire le temps de concentration, la pente moyenne du bassin versant a été déterminée par la
relation suivante :
Avec :
L : longueur totale de courbes de niveau (m)
D : équidistance entre deux courbes de niveau (m)
A : surface du bassin versant (m2)
Ainsi : im = 5%.
0
2
4
6
8
10
12
87
4-9
00
90
0-9
50
95
0-1
00
0
10
00
-10
50
10
50
-11
00
11
00
-11
50
11
50
-12
00
12
00
-12
50
12
50
-13
00
13
00
-13
50
13
50
-14
00
14
00
-14
50
14
50
-15
00
15
00
-15
50
15
50
-16
00
16
00
-16
50
16
50
-17
00
17
00
-17
50
17
50
-18
00
18
00
-18
50
18
50
-19
00
19
00
-19
26
0.38
5.315.68
4.443.8
4.34
5.61
9.42
6.61
8.12
4.244.17
10.389.76
5.45
3.543.03
2.111.63
1.180.72
0.07
SUP
ERFI
CIE
S EN
%
ALTITUDES EN m
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
15
I.2.2.2. Indice de pente ip :
Il a été déterminé par la formule suivante :
Avec :
Ip : indice de pente (%)
L : longueur du rectangle (m)
Xi : distance qui sépare deux courbes sur la rectangle (m) (la largeur du rectangle étant
constante, cette distance est égale au facteur de pondération)
d : distance entre 2 courbes de niveau successives (peut être variable) (m)
d/xi : pente moyenne d'un élément (%).
Ainsi, ip = 8%
I.2.2.3. Indice de pente Roche
L’indice de pente est les sommes de racines carrées des pentes moyennes de chacun
des éléments pondérés par surface intéressées.
Si ßi représente la fraction de la surface du bassin comprise entre Ai et Ai-1, Ai étant la
distance qui sépare 2 courbes de niveau, on aura :
𝐼 =1
√𝐿 ∑ √𝐵𝑖 ∗ [𝐴𝑖 − 𝐴𝑖−1]
12
𝑖=1
I=6,36%
I.2.2.4. Indice de pente global
Le relief joue un rôle important, car il commande en grande partie l'aptitude au ruissellement
des terrains. Son appréhension peut être faite à l'aide de l'indice de pente global Ig donné
par la relation :
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
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𝐼𝑔 =𝐷
𝐿
Avec Ig indice global
L : longueur de rectangle équivalent
Sur la courbe hypsométrique déjà tracée, on prend les points tels que la surface
supérieure ou inférieure soit égale à 5% de la surface totale.
H5 et H95 sont les altitudes entre lesquelles s'inscrivent 90% de la surface du bassin. La
dénivelée D est donc égale à H5 - H95.
Par la projection sur la courbe on obtient H95=975 m et H5=1750 m
D=1750 - 975= 775 m
Ig= 775/123300 Ig=0,63% Ig= 0,63m/km
Tableau 2 : Classification d’ORSTOM
Type de relief Indice de pente globale
Relief très faible
Relief faible
Relief assez faible
Relief modéré
Relief assez fort
Relief fort
Relief très fort
Ig < 0.002 m/km
0.002 < Ig <0.005
0.005 < Ig < 0.01
0.01 < Ig < 0.02
0.02 < Ig < 0.05
0.05 < Ig < 0.5
0.5 m/km < Ig
D’après la classification d’ORSTOM, on peut dire que le bassin versant de l’Oued
Seggueur présente un relief très fort.
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
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I.2.2.5. Dénivelée spécifique :
Ig est corrigé de l’effet de surface par utilisation de la dénivelée spécifique :
Ds = Ig . A1/2
Ig : Indice de pente global (m/Km).
A : aire du bassin (km2).
Ds = 38 ,22 m
La dénivelée spécifique apparaît donc comme une correction de la dénivelée simple par
application d’un coefficient qui dépend de la forme du bassin
Tableau 3 : Classification du relief selon Ds.
Type de relief Dénivelée spécifique
Relief très faible
Relief faible
Relief assez faible
m Relief modéré
Relief assez fort
Relief fort
Relief très fort
Ds < 10 m
10 m < Ds < 25 m
25 m < Ds < 50 m
50 m < Ds < 100 m
100 m< Ds < 250 m
250 m < Ds < 500 m
Ds > 500 m
La valeur de la Ds de bassin SEGGUEUR nous permet de le ranger dans la classe d’assez
faible.
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
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Tableau 4 : Récapitulation des paramètres morphométries du bassin de l’oued
SEGGUEUR.
Caractéristiques
Paramètres
Symbole
Unités
Valeurs
Morphologie du Bassin versant
Surface
Périmètre
Coefficient de Gravelius
Longueur du rectangle équivalent
Largeur du rectangle équivalent
A
P
KG
L
l
Km2
Km
-
Km
km
3680
303
1,4 123,3
28,2
Relief
Altitude maximale
Altitude moyenne
Altitude minimale
Pente globale
Pente de M.Roche
Dénivelée spécifique
Hmax
Hmoy
Hmin
Ip
Ig
Ds
m
m
m
m/km
%
m
1926
1245
874
0,62 6,36
38,22
I.3. CONCLUSION :
Le bassin versant de l’oued Seggueur se caractérise par une grande superficie de l’ordre
de 3680 Km², avec un périmètre de 303 Km. Après l’analyse de la valeur d’indice de
compacité ou Gravillus on constate que la forme générale de notre bassin est plutôt allongée.
La nature montagneuse de la région permet la présence d’intervalle vaste des altitudes dont la
cote maximale est 1926 m par contre la côte minimale est 847 m avec une côte moyenne de
1245 m. Le relief du bassin est classé comme un relief de type assez faible avec une dénivelé
spécifique de 38,22 m
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
20
II. ETUDE DU RESEAU HYDRORAPHIQUE
Divers paramètres sont utilisés pour définir le réseau hydrographique parmi, les plus
important nous citons, la densité de drainage (Dd), le rapport de confluence (Rc), le rapport
des longueurs (Rl), la fréquence des cours d’eau (Fs) et le temps de concentration (Tc).
II.1. Densité de drainage :
La densité du drainage est définie comme le rapport entre le linéaire total du cours d'eau
dans le bassin et la superficie de ce dernier. La densité de drainage s'exprime en km/km².
La densité de drainage dépend de la géologie (structure et lithologie) des
caractéristiques topographiques du bassin versant et, dans une certaine mesure, des
conditions climatologiques et anthropiques. En pratique, les valeurs de densité de drainage
varient de 3 à 4 pour des régions où l’écoulement n’a atteint qu'un développement très limité
et se trouve centralisé. Elles dépassent 1000 pour certaines zones où l'écoulement est très
ramifié avec peu d'infiltration.
Fig 5 : Réseau hydrographique du bassin d’oued SEGGUEUR
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
21
Elle est donnée par la relation suivante :
Dd : densité de drainage [km/km²] ;
Li : longueur de cours d'eau [km] ;
A : surface du bassin versant [km²].
Pour notre bassin Dd=2319 km/km²
La densité de drainage dépend de la géologie (structure et lithologie) des
caractéristiques topographiques du bassin versant et, dans une certaine mesure, des
conditions climatigiques et anthropiques.
En pratique, les valeurs de densité de drainage varient entre 1000 pour certaines zones
où l'écoulement est très ramifié avec peu d'infiltration. Selon SCHUNM, la valeur inverse de
la densité de drainage, C=1/Dd, s'appelle « constante de stabilité du cours d'eau ».
Physiquement, elle représente la surface du bassin nécessaire pour maintenir des
conditions hydrologiques stables dans un vecteur hydrographique unitaire.
II.2. Rapport du confluence :
Le rapport de confluence est un nombre sans dimension exprimant le développement du
réseau de drainage. Il varie suivant l'ordre considéré.
Le rapport de confluence est égal au quotient du nombre de talwegs d'ordre x par celui
des talwegs d'ordre supérieur (x + 1).
Les réseaux hydrographiques sont toujours dendritiques, c'est-à-dire ramifiés comme les
branches d'un arbre. Certains auteurs distinguent 3 principaux types de réseaux :
➢ Chêne : la ramification est bien développée avec un espacement régulier des
confluences. Le rapport est inférieur à 5 (exemple Amazone) ;
➢ Peuplier : le bassin versant nettement plus long que large, présente de nombreux
affluents parallèles et un rapport de confluence élevé, supérieur à 10 ;
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
22
➢ Pin : le bassin se caractérise par une concentration des confluences dans le secteur
amont d'où sort un tronc qui ne reçoit plus d'affluents importants. Le rapport est faible
Lorsque le réseau est bien organisé. Les nombres des cours d’eau d’ordre successifs
forment une série géométrique inverse.
Sur la base de la classification des cours d'eau, Horton (1932) et Schumm (1956) ont
établi la loi :
RC=NU / NU+1
Avec :
RC : rapport de confluence des cours d'eau ;
u : ordre d'un cours d'eau u varie entre 1 et w (w est l'ordre du cours d'eau principal,
classification selon Strehler) ;
Nu : nombre des cours d'eau d'ordre u ;
Nu+1 : nombre des cours d'eau d'ordre suivant ;
Tableau 5 : Variation du rapport de confluence
Nom du BV Ordre Nombre RC
O. SEGGUEUR
1 10782
2 1869 5,77
3 341 5,48
4 43 7,93
5 7 6,14
6 1 7
𝑹𝑪𝒎 =∑ 𝑹𝑪
𝒏
RCm=𝟑𝟐,𝟑𝟐
𝟓 RCm=6,46
II.3. Rapport de longueur :
Il représente le quotient de la longueur moyenne des talwegs d’ordre X+1 à celle des
talwegs d’ordre X. Dans un bassin bien organisé. Les longueurs moyennes des talwegs
d’ordre successifs croissants forment une série géométrique directe. Sur la base de la
classification des cours d'eau, Horton (1932) et Schumm (1956) ont établi la loi :
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
23
RL=LU/LU-1
RL : rapport des longueurs des cours d'eau ;
Lu : longueur moyenne des cours d'eau d'ordre u ;
u : ordre d'un cours d'eau u varie entre 1 et w « w est l'ordre du cours d'eau principal,
classification selon Strehler » ;
Tableau 6 : Variation du rapport de longueur RL
Nom du BV Ordre Nombre Longueur
(km) Longueur
moy RL
O. SEGGUEUR
1 10782 5151686 477,8 2,3
2 1869 2057528 1100,87 2,19
3 341 823524 2415,03 3,16
4 43 328556 7640,84 2,43
5 7 129716 18530,86 2,32
6 1 42910 42910 2,48
II.4. Fréquence des cours d’eau :
Elle représente le rapport du nombre du cours d’eau d’ordre 1 à la surface du bassin
versant d’étude
F=N1/A
F : fréquence des cours d’eau ;
N1 :nombre des cours d’eau de l’ordre 1 ;
A :surface du bassin ;
Alors : F=10782/3680 F=2,92
Il existe une relation assez stable entre la densité de drainage Dd et la densité
hydrographique F, de la forme :
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
24
Où a est un coefficient d'ajustement.
En somme, les régions à haute densité de drainage et à haute densité hydrographique
(deux facteurs allant souvent de pair) présentent en général une roche mère imperméable,
un couvert végétal restreint et un relief montagneux.
L'opposé, c'est-à-dire faible densité de drainage et faible densité hydrographique, se
rencontre en région à substratum très perméable, à couvert végétal important et à relief peu
accentué.
II.5. Coefficient de torrentialité :
C’est le rapport entre la fréquence des cours d’eau d’ordre 1 avec la densité de
drainage
Ct= Dd * F
Ct : Coefficient de torrentialité
Dd : Densité de drainage
F : Fréquence des cours d’eau d’ordre 1
pour le bassin d’oued SEGGUEUR est égale à 6805.
II.6. Temps de concentration :
Le temps de concentration est défini comme le temps nécessaire à une particule d’eau
pour parcourir le plus long chemin hydraulique depuis la limite du bassin jusqu’à l’exutoire.
De nombreuses formules permettent de calculer le temps de concentration sur un bassin
versant.
A chacune de ces formules sont applicables un domaine de validité, que ce soit pour la taille
des bassins versants étudiés ou pour les résultats obtenus. Nous avons utilisé trois formules
différentes de temps de concentration qui sont les suivantes :
• Kirpich (1940)
TC en minute, L en m, I en m/m
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
25
• Passini
TC en minute, A en km², L en km, I en m/m
• Turraza :
TC en minute, A en hectares, L en m, I en m/m
Tc= temps de concentration en minutes
S = surface du bassin versant
L = cheminement hydraulique le plus long
p = pente en m/m
Tableau 7 : Valeurs du temps de concentration d’après Kiprich, Passini et Turraza
Formule Kirpich Passini Turraza
TC en min 7,68 35,40 1114,9
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
26
Tableau 8 : Récapitulation des paramètres hydrographiques du bassin de l’oued
SEGGUEUR.
Caractéristiques Paramètres
Symbole
Unités
Valeurs
Réseau hydrographique
Densité de drainage
Temps de concentration
Coefficient de torrentialité
Fréquence des cours d'eau
Rapport des confluences
Rapport des longueurs
Dd
Tc
Ct
Fs
Rc
Rl
Km/km2
Heure
-
-
-
-
2319 7
6805 2,92
6,46 2,48
II.7. Conclusion :
L’exploration du tableau 8, montre que la valeur du coefficient de torrentialité Ct est
relativement forte (6805). Ceci est dû essentiellement à la faible perméabilité des structures
lithologiques malgré la faiblesse des précipitations. D’autre part, le temps de concentration
s’avère assez important (7h), en raison de la forme et du relief qui caractérise le bassin. La
valeur de densité de drainage (2319 Km/Km2) et la fréquence des cours d’eau (2,92)
indiquent que le bassin versant est assez mal drainé. L’importance du drainage est due
principalement à la nature des formations qui forment le bassin (présence de faille qui
favorisent la genèse des cours d’eau), ainsi qu’aux pentes assez fortes des versants d’une
part et d’autre part au régime climatique, caractérisé par des pluies irrégulières et violentes.
Le rapport de confluence de (6,46), indique que le réseau hydrographique est mal organisé.
On considère alors, que le réseau hydrographique, de notre bassin témoignent d’un chevelu
hydrographique bien hiérarchisé fortement dense, mais assez ramifié.
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
28
III. Etude Hydrologique du bassin d’oued SEGGUEUR
III.1. La pluviométrie
III.1.1. Introduction
Les conditions climatiques du bassin versant jouent un rôle important dans le
comportement hydrologique des cours d’eau Roche (1963). Les relevés pluviométriques
constituent l’une des données indispensables dans l’étude du climat d’une région. Les
précipitations, représentent essentiellement le facteur influençant le régime d’écoulement et
le volume d’eau infiltré.
Le climat de l’Algérie notamment dans sa partie Nord, est de type méditerranéen
caractérisé par une période pluvieuse, allant globalement de Septembre à Mai, suivie d’un
été sec et ensoleillé Seltzer (1946).
III.1.2. Etude des précipitations.
La pluviométrie en Algérie a été étudiée par plusieurs auteurs, Seltzer (1946), Medinger
(1956), Chaumont et Paquin (1971). En Algérie, la moyenne des précipitations annuelles
varie de (200mm à 400mm) de pluie par an et les ressources en eau renouvelables sont
faibles, irrégulières et localisées dans la bande côtière. Touaz (2001), indique que les
précipitations en Algérie, se caractérisent par un aspect d’irrégularité dans le temps et dans
l’espace. La répartition spatiale des précipitations est caractérisée par un gradient Nord-
Sud bien marqué et un gradient Est-Ouest plus faible.
La région d’El Bayadh fait partie des régions de l’Algérie où la moyenne des précipitations
annuelles est au dessous de la moyenne des précipitations au niveau national, un déficit en
précipitation semble donc bien marquer la région notamment durant la période post 1980.
La station pluviométrique retenue comme représentatives de la zone d’étude est la station
de Brézina
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
29
a) PRECIPITATIONS ANNUELLES
Les observations des précipitations moyennes annuelles enregistrées à la station de
Brézina sont présentées dans la figure 6 et montrent par ailleurs que la moyenne
interannuelle relative à la période (1973/1990) est de 72,48mm.
Tableau 9 : variation de précipitations mensuelles et annuelles
ANNEE JAN FEV MA AVR MAI JUI JUL AOUT SEP OCT NOV DEC ANNUEL
1973 4,3 1 0 0,2 0 0 0,6 5,7 13 1 9,2 3,1 38,1
1974 1 0,6 0,5 1 0 0,2 3 0,9 15,5 0 9,6 23,9 56,2
1975 9,2 8,1 1 2,7 2 0,3 2 8,3 12,3 11,7 7 24,4 89
1976 5 1,3 0 0 0,5 3 1 4,5 6 15 6,3 12 54,6
1977 7,3 5 2,7 2 0 2,3 0 1 4,8 3,6 7,6 7,8 44,1
1978 0,2 0,7 0,2 0 1 2,2 0 0,4 3,4 9,3 3,9 5,7 27
1979 10,1 1,5 1 1,7 2 0,9 0,2 0,5 0 2,1 6,7 24,1 50,8
1980 4 1 0 3,3 1,5 0 0 0,8 2,7 7,6 1 0 21,9
1981 1,2 0,9 0 0 0 0 1,5 0,6 0,5 5 3 6,5 19,2
1982 0 0 0 0 1 0 0 15 15 84,1 10 0 125,1
1983 0 23,2 1,8 0 5 0 1 0,6 0,5 47,9 33,9 3,5 117,4
1984 0 1,7 49,2 31 19,2 0 7 5,3 1 9,2 7 26,4 157
1985 0,5 5 0,4 0 0 4,8 3,6 7,6 34,2 52,2 13,1 6,3 127,7
1986 34 1 0 0,2 43 0 0 0 15,5 0 9,6 21,9 125,2
1987 5 2,7 2 33 2 0 6 34 6,2 4 1 0 95,9
1988 3,4 9,3 0,6 0,2 0,7 0,2 3,3 8,1 10,6 2,8 4,7 7 50,9
1989 6,8 4,1 0 7,3 1,9 0 1,1 0 4,6 18,5 5,3 0 49,6
1990 4,7 5,6 2,1 0 0 0,9 0 3,6 3,3 17,7 9,4 7,6 54,9
L’analyse de ce tableau, montre une irrégularité temporelle des précipitations. Elles sont
importantes durant la période de Novembre, Décembre et Janvier. Par contre elles
deviennent faibles durant les mois de Juin, Juillet et Août. Le reste de l’année elles varient
entre 1mm à 15mm par mois.
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
30
Fig. 6 : Variations interannuelles des précipitations.
La variation temporelle de ces précipitations annuelles (figure 6), montre que le régime
annuel est très irrégulier d’une année à l’autre
Fig. 7: Variation spatio-temporelle des précipitations
72.48
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990
Pluies Moyenne
0
20
40
60
80
100
120
140
160
PR
éCIP
ITA
TIO
N
ANNéE DE RéFERENCE
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
31
b) PRECIPITATIONS MENSUELS
Les valeurs moyennes mensuelles relatives à la période (1973/1990), traduisent
bien les variations mensuelles et saisonnières de la distribution des précipitations à l’échelle
annuelle, la figure 8 fait apparaitre deux périodes bien distinctes :
- Une période sèche qui correspond à la saison d’été, caractérisée par un déficit
pluviométrique bien marqué.
- Une période pluvieuse qui correspond au reste de l’année.
Les précipitations moyennes mensuelles de la période d’observation (1973/1990), sont
présentées dans le tableau 9 et montrent que pour la station de Brézina, la valeur maximale
est observée en mois d’octobre avec 16,21mm.
Tableau 10 : Valeurs mensuelles des précipitations
MOIS MOY
JANVIER 5,37
FEVRIER 4,04
MARS 3,42
AVRIL 4,59
MAI 4,43
JUIN 0,82
JUILLET 1,68
AOUT 5,38
SEPREMBRE 8,28
OCTOBRE 16,21
NOVEMBRE 8,24
DECEMBRE 10,01
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
32
Fig. 8 : variation des precipitations mensuels
c) PRECIPITATIONS SAISONIERES :
La distribution saisonnière des précipitations (Figure 9), montre que l’Automne est la
saison la plus humide avec un pourcentage qui représente 45% par rapport au total annuel.
La saison d’hiver et de printemps représentent respectivement 26% et 17%. Par contre l’été,
représente la saison sèche, pendant laquelle les précipitations sont assez rares et ne
représentent que 10% du total annuelle figure 9.
Tableau 11: Distribution saisonnière des précipitations moyennes
SAISON AUTOMNE HIVER PRINTEMPS ÉTÉ ANNUEL
MOY 32,73 19,42 12,44 7,88 72,47
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
5.37
4.043.42
4.59 4.43
0.821.68
5.38
8.28
16.21
8.24
10.01
PR
ECIP
ITA
TIO
NS
MOIS
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
33
Fig. 9: Variation saisonnière des précipitations moyennes
III.1.3. Analyse statistique des séries pluviomètriques.
III.1.3.1. Ajustement des précipitations annuelles.
Les séries pluviomètriques utilisées dans cette analyse, sont ceux de la station de
Brézina. L’analyse porte sur les précipitations allant de 1973 à 1990, soit 17 années
d’observations. Le but recherché dans cette étude est de trouver une loi d’ajustement de la
distribution des pluies annuelles afin d’estimer les paramètres d’ajustement figure 10. Les
résultats de calcul de ces paramètres sont donnés dans le tableau 13.
a. Précipitation moyenne annuelles :
La valeur de précipitation moyenne annuelle se calcule suivant la formule ci-dessous en
utilisant les données présentes dans le tableau :
𝑃𝑚𝑜𝑦 =1
𝑛∑ 𝑃𝑖
Pour notre cas Pmoy=72,48 mm
0
5
10
15
20
25
30
35
AUTOMNE HIVER PRINTEMPS ÉTÉ
32.73
19.42
12.44
7.88
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
34
b. La variance :
La variance se calcule par la formule suivante en se basant sur la valeur de précipitation
moyenne annuelle déjà calculé :
𝑣2 = ∑1
𝑛(𝑥𝑖 − 𝑃𝑚𝑜𝑦)
2
Pour notre cas v²=1787,43 mm
c. L’écart type :
Pour calculer l’écart-type on utilise la relation suivante basée sur la
variance déjà calculée avant
𝝈 = √𝒗𝟐
Pour notre cas 𝛔=42,28 mm
d. Coefficient de variation :
Le coefficient de variation Cv est le rapport entre l’écart-type 𝛔 et la valeur de
précipitation moyenne annuelle :
𝐶𝑣 =𝜎
𝑃𝑚𝑜𝑦
Cv=0,58
e. Loi d’ajustement :
À la base d'un test statistique, il y a la formulation d'une hypothèse appelée hypothèse
zéro (H0). Dans le cas présent, elle suppose que toutes les données considérées dérivent
de la même loi de probabilité (ou, dit différemment, la distribution observée n'est pas
différente de la distribution supposée d'après la loi que l'on souhaite tester).
Ces données ayant été réparties en classes, il faut :
➢ Déterminer le nombre de degrés de liberté du problème à partir du nombre de
classes ;
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
35
➢ Se donner a priori un risque de se tromper (la valeur 5 % est souvent choisie par
défaut, mais il s'agit plus souvent d'une coutume que du résultat d'une réflexion) ;
➢ À l'aide d'une table de χ², déduire en tenant compte du nombre de degrés de
liberté
On doit d’abord classer la série des précipitations étudiée par ordre en partant de la plus
petite valeur jusqu’à la plus grande (tableau 12).
Tableau 12 : Classement des précipitations annuelles par ordre croissante
Deuxièmes il faut diviser cette série de précipitation en classe, le nombre de ces classes
est déterminé par :
𝑘 = √𝑛 →k = 4,24 ≈ 4 classes
➢ Le test de X² (chi-carrée) :
Rang Précipitation
annuelle
1 19,2
2 21,9
3 27
4 38,1
5 44,1
6 49,6
7 50,8
8 50,9
9 54,6
10 54,9
11 56,2
12 89
13 95,9
14 117,4
15 125,1
16 125,2
17 127,7
18 157
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
36
Tableau 13 : Calcul du X2Calculée
Classe
Intervalle des précipitations
Effective observé ni
Effectifs théoriques
(𝒏𝒊 − 𝒏. 𝒑𝒊)²
𝒏. 𝒑𝒊
1
19,2≤X1≤53,65 8 4,5 2,72
2
53,65≤X2≤88,1 3 4,5 0,50
3
88,1≤X3≤122,55 3 4,5 0,50
4
122,55≤X4≤157 4 4,5 0,06
X²=Σ (𝒏𝒊−𝒏𝒑𝒊)²
𝒏𝒑𝒊 avec npi =
𝒏
𝒌
n : nombre d’années. K : nombre de classe
X² calculé = 3,78
Calcul du degré de liberté :
Le degré de liberté V est calculé comme suit :
V=K – r – 1.
V=4-2-1=1
Donc d’après le tableau de Gauss nous lisons V à 95% en considérant 5% d’erreur
(100% - 5% = 95%)
On a X²Tabulée = 3,84
Nous avons les deux valeurs de X²Tabulée et X²Calculée, par comparaison on trouve que la
valeur du X²Calculée est inférieur à celle du X²Tabulée (X2Calculée<X2
Tabulée), donc l’ajustement se
fait selon la loi normale.
III.1.3.2. Calcul des précipitations pour les périodes de récurrence données :
D’après l’ajustement des précipitations qu’on a déjà fait nous avons confirmé l’utilisation
de la loi normale dans le calcul des valeurs des précipitations pour les périodes de
récurrence données.
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
37
L’équation de la loi normale est :
𝑃 = 𝑃𝑚𝑜𝑦 + (𝝈. µ)
Avec µ varie selon la période de récurrence :
➢ 10 Ans → µ=1,28
➢ 50 Ans → µ=2,05
➢ 100 Ans → µ=2,32
Tableau 14 : Variation des précipitations pour les périodes de récurrence
Précipitations
P10 126,59
P50 159,15
P100 170,56
III.1.3.3. Ajustement graphique des précipitations :
Fig. 10: Ajustement à la loi normale des précipitations annuelles.
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
38
D’après ce résultat et après l’utilisation du logiciel STATISTICA, on obtient une série de
points alignés au tour de la droite d’HENRY.
III.2. Etude des températures :
Les températures représentent un facteur important dans la détermination du type de
climat d’une région. Ces températures sont caractérisées par des observations maximales,
minimales et moyennes, reflétant ainsi les fluctuations annuelles et saisonnières des
pressions atmosphériques.
D’après les valeurs des températures journalières constatées au niveau de la station
météorologique de la ville de Brézina, nous avons pu remplir le tableau si dessous contenant
les valeurs mensuelles de la température au niveau du bassin versant d’Oued Seggueur
durant la période d’étude.
Tableau 15 : Variation des températures moyennes
ANNEE JANV FEV MARS AVRIL MAI JUIN JUIL AOUT SEPT OCT NOV DEC
1973 13,1 15,0 15,0 17,3 22,0 25,7 30,0 31,5 28,0 23,0 15,0 11,5
1974 12,0 10,0 16,3 18,0 21,8 24,2 27,8 26,4 25,2 19,8 18,5 12,0
1975 14,3 15,3 17,1 20,0 20,9 23,3 25,8 28,3 26,1 21,0 17,0 10,5
1976 13,2 13,5 16,9 19,0 19,6 23,5 29,0 28,8 27,7 20,0 16,0 11,9
1977 12,5 14,5 15,3 18,5 22,7 27,8 28,6 31,1 25,1 23,7 16,1 9,5
1978 12,7 14,6 16,5 17,6 23,3 26,5 28,1 30,0 23,5 19,1 16,8 15,9
1979 10,5 13,5 17,0 15,0 21,0 24,6 28,5 29,8 26,4 24,5 13,8 13,0
1980 13,3 15,1 16,8 18,9 22,0 28,8 27,9 27,5 26,5 19,4 16,7 13,1
1981 10,3 11,0 14,3 17,3 20,8 27,3 30,3 30,5 24,0 21,5 16,5 12,7
1982 12,2 13,4 12,0 17,6 20,2 24,6 28,5 32,2 26,5 24,0 14,5 10,8
1983 10,3 10,3 15,5 15,8 23,7 26,2 27,0 29,6 25,8 23,7 16,4 12,2
1984 10,5 11,0 18,0 17,5 21,5 26,5 31,5 31,0 28,0 23,0 14,0 10,0
1985 9,0 13,0 15,0 19,5 21,5 27,5 32,0 30,0 25,5 19,0 11,0 10,5
1986 10,0 8,5 15,0 19,0 23,5 28,0 31,5 29,5 25,5 21,5 14,5 9,0
1987 12,0 13,5 14,0 17,5 23,5 28,5 29,5 32,5 23,5 20,5 13,5 9,5
1988 8,5 7,0 14,5 20,0 25,0 28,5 33,0 31,5 26,5 23,5 14,0 10,5
1989 6,0 11,0 14,5 20,0 25,0 27,0 32,0 31,5 25,5 22,5 16,0 10,0
1990 11,0 11,5 14,5 17,0 21,5 28,5 31,5 27,5 29,0 23,0 12,0 9,5
Tableau 16: Variation moyenne mensuelle des températures
MOIS SEPT OCT NOV DEC JANV FEV MARS AVRIL MAI JUIN JUIL AOUT
Température moyenne
26 21,81 15,12 11,22 11,17 12,31 15,44 18,06 22,18 26,48 29,58 29,94
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
39
La température moyenne annuelle est de 19°C, les températures varient entre 11,17°C
enregistrées au mois du Janvier et 29,9°C au mois d’Août
Fig. 11: Courbe de répartitions des températures moyennes mensuelles
Nous pouvons considérer que l’année se répartit en deux saisons :
L’examen du tableau 15, montre que le bassin de l’oued Seggueur subit durant l’année
deux grandes saisons, qui semblent partager le cycle climatique en deux grandes périodes
nettement égales mais irrégulières figure 11. Un semestre continental très froid, s’étend de
Novembre à Avril, dont la température minimale avoisine les 6°C, et un semestre sec et
chaud avec une moyenne des maximas de 29,5°C. On note l’occurrence du sirocco, un vent
chaud et chargé de sable pendant la saison estivale qui sévit à raison de 3 à 4 jours par
mois. Durant la période hivernale et sous l’influence continentale, les températures
saisonnières, s’abaissent parfois en dessous de 0°C, d’où l’apparition de phénomène de
gelée et de verglas. A la lumière de ces résultats, on peut dire que la zone d’étude connait
des hivers assez froids (rigoureux) et des étés assez chauds.
26
21.81
15.12
11.22 11.1712.31
15.44
18.06
22.18
26.48
29.58 29.94
0
5
10
15
20
25
30
35
SEPT OCT NOV DEC JANV FEV MARS AVRIL MAI JUIN JUIL AOUT
Température
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
40
Fig.12 : Courbe pluviothérmique
Le mois le plus sec est celui où le total moyen des précipitations (mm) est égal ou
inférieur au double de la température ; la courbe pluviothermique (figure 12) permet de
visualiser :
➢ Une période sèche qui s’étend du mois de Mars au mois de Septembre.
➢ Une période humide qui s’étale d’Octobre à Février.
III.3. Evapotranspiration :
L’évapotranspiration est un phénomène extrêmement complexe, faisant intervenir des
paramètres aérodynamiques, énergétiques et biologiques. Ainsi, parmi les termes du cycle
de l’eau, c’est sans doute le plus difficile à quantifier. A l’échelle qui nous intéresse, celle du
bassin versant, ce phénomène n’est pas directement mesurable et il est donc souvent
représenté de manière simplifiée dans les modèles hydrologiques, notamment dans les
modèles pluie-débit. Une variable intermédiaire y est utilisée, l’évapotranspiration potentielle
(Oudin, 2004).
0
5
10
15
20
25
30
35
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Courbe pluviothermique de Bagnouls et Gaussen
Précipitation Température
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
41
III.3.1. Formule de THORNTHWAITE (1948)
THORNTHWAITE, en 1948 est le premier à introduire le concept d’évapotranspiration
potentielle, il a proposé également une formule basée essentiellement sur les températures
de l’air :
E= ETP = 1,6 (10𝑡
𝐼)a *K et
Avec : I=∑ 𝑖121 , i = (
𝑡
5)1,514
Et a= (1,6/100) *100 I - 0,5
K = 0.49 + 1.8(I/100) – 0.77(I/100) ² + 0.67(I/100)3,
t : Température moyenne mensuelle du mois considéré ;
ETP : évapotranspiration potentielle du mois considéré (en mm d’eau) ;
K : est un coefficient d’ajustement mensuel en fonction de la latitude et la durée du jour.
III.3.2. Formule de TURC (1945):
ETP = 0,4 (Ig +50) k t/(t+15).
Avec :
ETP : évapotranspiration potentielle mensuelle (en mm d’eau) ;
T : Température moyenne mensuelle de l’air (en °C) ;
Ig : radiation globale moyenne mensuelle reçue au sol (en calorie/cm²/jour).
Ig = IgA (0,18+ 0,62 h/H)
IgA : radiation globale théorique
H : durées théoriques des jours du mois.
K : un coefficient égal à 1 si l’humidité relative hr est supérieur à 50%.
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
42
Tableau 17: Calcul de l’ETP d’après la Méthode de Turc et THORNTHWAITE
T(C°) ETP
(TURC) ETP(THORNTHWAITE)
19 1029,69 1017,3
Tableau 17: Evapotranspiration annuelle d’après Turc & THORNTHAITE
Année Turc THORNTHWAITE
1973 1044,09 1027,28
1974 1017,3 1007,46
1975 1032,57 1023,3
1976 1030,84 1021,07
1977 1041,75 1025,67
1978 1042,63 1028,8
1979 1025,23 1011,15
1980 1045,39 1026,36
1981 1023,87 1009,77
1982 1022,25 1012,13
1983 1023,36 1013,6
1984 1034,15 1023,58
1985 1020,04 1006,32
1986 1021,37 1013,7
1987 1028,97 1017,6
1988 1029,28 1019,12
1989 1028,62 1009,54
1990 1022,73 1011,09
MOYENNE 1029,69 1017,09
Fig. 13: Variation des ETP de Turc et THORNTHWAITE.
980
990
1000
1010
1020
1030
1040
1050
1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990
Turc THORNTHWAITE
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
43
III.4. Débits annuels :
Le débit moyen annuel ou écoulement moyen annuel est une notion fondamentale en
hydrologie. Il dépend essentiellement de la distribution des précipitations et de leur intensité,
mais il est fonction également du relief du bassin et de ses caractéristiques physico-
géologiques. Le débit moyen annuel est mesuré à l’exutoire du bassin versant, il est exprimé
en m3/s.
Nous disposons actuellement de séries de données hydrométriques représentant 17
années d’observations. Les données sont fournies par les services de l’A.N.R.H (Agence
Nationale des Ressources Hydriques.
La station retenue pour cette étude est la station hydromètrique de l’oued Seggueur.
Cette station est située à l’exutoire du bassin versant, car elle intègre 95% de sa superficie,
ce qui justifie le choix porté sur cette station pour la quantification des débits liquides
déversés par l’oued Seggueur Les coordonnées de cette station sont consignées dans le
tableau II.11
Tableau II.11 Coordonnées de la station hydrométrique (oued Seggueur).
Station
Code
X
Y
Z
Période d’observation
Kheneg
Larouia
Brézina
00°32’ 32°52’ 903m
1973/1990
En Algérie, l’année hydrologique adoptée par les services de l’ANRH, correspond à l’année
climatique allant de septembre à août. Afin d’utiliser convenablement la documentation
hydrologique fournie par ses services, nous retienderons cette année de référence.
III.4.1. Analyse des débits annuels
La variation annuelle des débits tableau 18, montre une fluctuation importante des
débits d’une année à l’autre. Sur les dix septs dernières années, onze année ont affichées
des débits inférieur à la moyenne interannuelle. L’année la plus sèche était celle de 1983,
avec un débit observé de 0,05m3/s..
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
44
Nous remarquons aussi, d’après la figure II.10, une importante lame d’eau écoulée 1,89
m3/s soit une lame écoulée de (42,65mm), enregistrée au niveau de la station
hydrométrique. Cela est dû essentiellement aux précipitations relativement fortes qu’a connu
la région (117,4mm) durant l’année 1983/1984. Le module interannuel de la série est de 0,84
m3/s, débit relativement faible qui s’explique par la faiblesse des précipitations enregistrées
durant ces derniers années. Les valeurs des apports annuels durant la période d’étude
(1973/1990) varient de 1,62 .106 m3 à 59,70 .106 m3
Tableau 18 : les apports et les débits moyens annuels
ANNEE APPORT
TOT (106 m3)
DEBIT
1973 4,43 0,14
1974 4,95 0,16
1975 39,26 1,24
1976 54,11 1,72
1977 7,18 0,23
1978 9,59 0,30
1979 22,53 0,71
1980 31,66 1,00
1981 36,07 1,14
1982 40,4 1,28
1983 1,62 0,05
1984 33,45 1,06
1985 59,7 1,89
1986 6,3 0,20
1987 36,1 1,14
1988 29,6 0,94
1989 7,55 0,24
1990 53,3 1,69
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
45
Fig. 14: Variation interannuelle des modules annuels
III.4.2. Ajustement des débits annuels :
L’analyse fréquentielle des débits annuels, présente un grand intérêt dans l’élaboration
des projets d’aménagements hydrauliques. Dans ce travail, nous essayons de trouver une loi
d’ajustement de la distribution des débits annuels. La variabilité des débits sur la période
considérée, mise en evidence par les coefficients de variation, nous laise penser à un
ajustement de type Log-normal. Pour vérifier cette adéquation, nous passons à l’ajustement
graphique puis au test du χ2.
a. Débit moyen annuel :
La valeur de débit moyen annuel se calcule suivant la formule ci-dessous en utilisant les
données présentes dans le tableau :
𝑄𝑚𝑜𝑦 =1
𝑛∑ 𝑄𝑖
Pour notre cas Qmoy=0,84 m3/s
b. La variance :
La variance se calcule par la formule suivante en se basant sur la valeur du débit moyen
annuel déjà calculé :
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990
Dé
BIT
EN
M3
/S
ANNéE
DEBIT MOYENNE
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
46
𝑣2 = ∑1
𝑛(𝑥𝑖 − 𝑄𝑚𝑜𝑦)
2
Pour notre cas v²=0,37 m3/s
c. L’écart type :
Pour calculer l’écart-type on utilise la relation suivante basée sur la
variance déjà calculée avant
𝝈 = √𝒗𝟐
Pour notre cas 𝛔=0,61 m3/s
d. Coefficient de variation :
Le coefficient de variation Cv est le rapport entre l’écart-type 𝛔 et la valeur du débit
moyen annuel :
𝐶𝑣 =𝜎
𝑄𝑚𝑜𝑦
Cv=0,72
On remarque que notre coefficient de variation est supérieur à 0,3 (0,72>0,3) donc nous
supposons que l’ajustement sera selon la loi Log-Normal, ce que nous allons le confirmer
par suite.
e. Loi d’ajustement :
À la base d'un test statistique, il y a la formulation d'une hypothèse appelée hypothèse
zéro (H0). Dans le cas présent, elle suppose que toutes les données considérées dérivent
de la même loi de probabilité (ou, dit différemment, la distribution observée n'est pas
différente de la distribution supposée d'après la loi que l'on souhaite tester).
Ces données ayant été réparties en classes, il faut :
➢ Déterminer le nombre de degrés de liberté du problème à partir du nombre de
classes ;
➢ Se donner a priori un risque de se tromper (la valeur 5 % est souvent choisie par
défaut, mais il s'agit plus souvent d'une coutume que du résultat d'une réflexion) ;
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
47
➢ À l'aide d'une table de χ², déduire en tenant compte du nombre de degrés de liberté
la distance critique qui a une probabilité de dépassement égale à ce risque ;
On doit d’abord classer les débits annuels par ordre en partant du plus petit jusqu’au
grand comme suit :
Tableau 19 : classement des débits annuels par ordre croissant
Rang Débit
annuel
1 0,05
2 0,14
3 0,16
4 0,20
5 0,23
6 0,24
7 0,30
8 0,71
9 0,94
10 1,00
11 1,06
12 1,14
13 1,14
14 1,24
15 1,28
16 1,69
17 1,72
18 1,89
Deuxièmes il faut diviser cette série des débits en classes, le nombre de ces classes est
déterminé par :
𝑘 = √𝑛 →k=4,24 ≈ 4 classes
➢ Le test de X² (chi-carrée) :
Tableau 20 : Calcul du X2Tabulée
Classe
Intervalle des précipitations
Effective observé ni
Effectifs théoriques
(𝒏𝒊 − 𝒏. 𝒑𝒊)²
𝒏. 𝒑𝒊
1
0,05<X1<0,51
7 4,5 1,39
2
0,51<X2<0,97 2 4,5 1,39
3
0,97<X3<1,43 6 4,5 0,50
4
1,43<X4<1,89 3 4,5 0,50
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
48
X²=Σ (𝒏𝒊−𝒏𝒑𝒊)²
𝒏𝒑𝒊 avec npi =
𝒏
𝒌
n : nombre d’années. K : nombre de classe
X² calculé = 3,78
f. Calcul du degré de liberté :
Le degré de liberté V est calculé comme suit :
V=K – r – 1.
V=4-2-1 = 1
Donc d’après le tableau de Gauss nous lisons V à 95% en considérant 5% d’erreur
(100%-5%=95%)
On a X²Tabulée = 3,84
Nous avons les deux valeurs de X²Tabulée et X²Calculée, par comparaison on trouve que la
valeur du X²Calculée est inférieur à celle du X²Tabulée (X2Calculée<X2
Tabulée), donc l’ajustement se
fait selon la loi Log - normale.
III.4.3. Calcul des débits pour les périodes de récurrence données :
D’après l’ajustement qu’on a déjà fait nous avons confirmé l’utilisation de la loi Log-
normale dans le calcul des valeurs des débits pour les périodes de récurrence données.
L’équation de la loi normale est :
log 𝑄 = (−2,4 × 𝜎) + (0,41 × µ)
Avec µ varie selon la période de récurrence :
➢ 10 Ans → µ = 1,28
➢ 50 Ans → µ = 2,05
➢ 100 Ans → µ = 2,32
Donc :
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
49
Tableau 21 Calcul des débits pour les périodes de récurrence
Débits
Q10 0,12
Q50 0,24
Q100 0,31
III.4.4. Ajustement graphique des débits annuels :
Fig. 15: Ajustement à la loi normale des débits annuelles.
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
50
III.5. Etude des débits mensuels :
Les relevés des débits d’un cours d’eau pendant une longue série d’années montrent
des variations saisonnières systématiques (position des hautes et basses eaux) en fonction
des principaux facteurs influençant l’écoulement. La répartition mensuelle des débits est
alors utilisée pour classifier le régime d’écoulement d’une rivière tableau 22. . Ces régimes
peuvent êrtre traduits par divers critères numériques et graphiques. Dans ce travail, on
retiendra, principalement le coefficient mensuel des débits (C.M.D)
Tableau 22. Variation des débits moyens mensuels
MOIS JANV FEV MARS AVRIL MAI JUIN JUIL AOUT SEP OCT NOV DEC
Débits moy(m3/s)
2,73 1,04 1,79 0,62 0,44 0,11 0,84 0,8 1,09 0,33 0,29 0,16
Fig. 16: Variations mensuelles des lames d’eau écoulées
III.5.1. Coefficient mensuel de débits.
On définit le coefficient mensuel de débit, comme le rapport du débit moyen mensuel
au module inter-annuel de la période considérée (calculé sur un certain nombre d’années).
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
SEP OCT NOV DEC JANV FEV MARS AVRIL MAI JUIN JUIL AOUT
Débits moyens
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
51
Le module interannuel se calcul (moyenne arithmétique) sur une série d’observations de
plusieurs années. Le coefficient mensuel de débits (CMD), permet la comparaison des
variations saisonnières du régime d’un cours d’eau. Les CMD inférieurs à l’unité
correspondent aux mois des basses eaux et les CMD supérieurs à l’unité représentent les
mois des hautes eaux.
L’analyse de la figure 16, et le tableau 22, montrent que le débit maximal est observé
au mois de Janvier, alors que le débit minimal est enregistrés en Juin. Dans le cas de l’oued
Seggueur, la période des hautes eaux est nettement précoce puisqu’elle apparait au début
de septembre. A l’instar des régions semi-arides, la région d’El Bayadh est caractérisée par
des orages violents qui surviennent en septembre, Octobre, et éventuellement Novembre. La
moyenne mensuelle maximale de 2,73 m3/s est observée en janvier.
La période des basses eaux est plus précoce encore, puisqu’elle commence à partir de
Décembre. Ceci peut s’expliquer a priori par les variations saisonnières de précipitations, et
aux effets importants de la température de la région, qui accentue l’evapotranspiration
(ETP). Aujourd’hui, il apparait clairement que les régimes hydrologiques dépendent en
grande partie des précipitations, et des températures (évaporation).
III.6. Hydraulicité.
Les mesures hydromètriques permettent de montrer les variations des débits d’une
année à une autre. Dans le tableau 21, nous avons présenté les valeurs de l’hydraulicité
calculée durant les 17 dernières années. L’analyse de ce tableau, montre que les années de
faible hydraulicité (K=Qi/Qmoy) sont les plus prépondérantes.
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
52
Tableau 23 : Variation de l’hydraulicité en fonction du débit
ANEE DEBIT K
1973 0,14 0,17
1974 0,16 0,19
1975 1,24 1,48
1976 1,72 2,04
1977 0,23 0,27
1978 0,30 0,36
1979 0,71 0,85
1980 1,00 1,2
1981 1,14 1,36
1982 1,28 1,53
1983 0,05 0,06
1984 1,06 1,26
1985 1,89 2,25
1986 0,20 0,24
1987 1,14 1,36
1988 0,94 1,12
1989 0,24 0,29
1990 1,69 2,01
On remarque que l’hydraulicité K est supérieur à 1 pour les années (1975, 1976, 1980,
1981, 1982, 1984, 1985, 1987, 1988 et 1990) ce qui signifie que ces années présentent une
forte hydraulicité, par contre le reste de la période d’observation présentent une faible
hydraulicité.
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
53
Fig. 17: Coefficient mensuel des débits.
a) Variations saisonnières des débits :
La distribution saisonnière des lames d’eau écoulées montre que c’est à l’automne que
s’effectue l’essentiel des écoulements avec un pourcentage de 54,3 %, suivit du printemps
avec 26,6%.
Tableau 22: Distribution saisonnières des débits moyens.
MOIS Automne Hiver Printemps Eté
Débits moy 5,56 1,17 2,73 0,78
Pourcentage 54,30 11,43 26,66 7,62
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5co
ef
me
nsu
el d
u d
éb
it
mois
COEFFICIENT MENSUEL module
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
54
Fig. 18: Variations saisonnières des lames d’eau écoulées.
Fig. 19: Variations saisonnières des pourcentages des lames d’eau écoulées.
0
1
2
3
4
5
6
Automne Hiver Printemps Eté
5.56
1.17
2.73
0.78
Déb
itsm
oye
n m
ensu
el
Saison
54%
11%
27%
8%
Pourcentage du débit moyen
Automne Hiver Printemps Eté
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
55
III.7. Analyse des crues :
La crue dépend essentiellement de l’abondance et de l’intensité de la pluie : son
évolution obéit principalement à la puissance et l’intensité de l’averse. Sa vitesse est
largement influencée par le couvert végétal, la lithologie, par des paramètres morpho-
métriques du bassin (indice de compacité, densité de drainage, rapport des confluences et
des longueurs, la pente des talwegs et la forme du lit) Cosendey et Robinson (2000). Plus
une crue est importante et plus elle aura de capacité à transporter les sédiments du lit du
cours d’eau. En effet, plus la pente sera importante et le lit étroit, plus la capacité de
charriage du cours d’eau sera importante et plus la rivière aura tendance à dissiper sa
capacité de charriage en érodant son fond et ses berges. A l’inverse, plus la pente sera
faible et le lit large, plus la rivière perdra sa capacité de charriage et aura tendance à
déposer les matériaux qu’elle transporte, créant soit des zones d’atterrissements soit un
exhaussement plus global du lit. Les volumes totaux écoulés pendant les crues, ainsi que les
débits max et spécifiques pour différents temps de retour sont reportés dans le tableau 23.
Tableau 23: Paramètre caractéristique des crues.
Temps de retour
Qmax (m3/s) qmax
(l/s/Km²) V (hm3)
2 224 61 5,29
5 489 133 14,06
10 706 192 23,26
20 935 254 31,65
50 1260 342 45,98
100 1501 408 57,24
1000 2345 637 100,07
10000 3203 870 147,86
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
56
CONCLUSION GENERALE :
Le bassin versant de l’oued Seggueur se caractérise par sa grande superficie
avec une forme plutôt allongé. Le relief du bassin est classé comme un relief de type
assez faible de nature montagneuse avec des côtes varient entre 1926 m et 874 m
soit une cote moyenne de 1245 m.
La structure lithologique a une faible perméabilité qui permet au bassin d’avoir un
temps de concentration assez important (7h), le bassin versant d’oued Seggueur est
assez mal drainé avec une densité de drainage de (2319 Km/Km²) et une fréquence
des cours d’eau de l’ordre (2,92). Avec un rapport de confluence de (6,46) on
considère que le réseau hydrographique, de notre bassin témoignent d’un chevelu
hydrographique bien hiérarchisé fortement dense, mais assez ramifié.
L’analyse des précipitations observés au niveau de la station Kheneg Larouia de
la ville du Brézina nous montre une irrégularité temporelle, les précipitations sont
importantes durant la période de Novembre, Décembre et Janvier. Par contre elles
s’annulent durant les mois de Juin, Juillet et Août. Le reste de l’année elles varient
entre 1mm à 15mm par mois.
L’analyse des données pluviométriques sur les 17 années considérées, montre
clairement un déficit pluviométrique. La station retenue dans cette étude affiche des
précipitations inférieures par rapport à la moyenne.
Le bilan thermique est caractérisé par des fluctuations importantes de
températures puisque nous assistons à des hausses de températures qui peuvent
atteindre parfois les 44°C. Ceci accentue le phénomène de l’évapotranspiration.
La diminution de la pluviométrie associée à l’accroissement considérable de la
température durant les deux dernières décennies a beaucoup influencé le régime
des écoulements dans l’oued Seggueur. Le module interannuel de la série est de
0,83 m3/s, valeur relativement faible par rapport à d’autres bassins versant voisins.
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
57
L’analyse statistique du test graphique des débits moyens annuels montre qu’ils
s’ajustent bien à la loi log-normal.
L’étude statistique des conditions climatiques, met en évidence une variation des
précipitations. L’ajustement de ces valeurs suit la Loi Normal.
L’analyse statistique du test graphique des débits moyens annuels montre qu’ils
s’ajustent bien de la loi Log-Normale.
Etude hydrologique du bassin versant de l’oued Seggueur wilaya d’el Bayadh
58
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