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Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement (2iE) 2016

Contribution à l’actualisation des normes hydrologiques en relation avec les changements climatiques et environnementaux en Afrique de l’Ouest

NKA NNOMO Bernadette

Titre : Contribution à l’actualisation des normes hydrologiques en relation avec les changements climatiques et environnementaux en Afrique de l’Ouest.

Auteur : NKA NNOMO Bernadette

Etablissement de soutenance : Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement (2iE)

Grade : Doctorat en Sciences et Technologies de l’Eau, de l’Energie et de l’Environnement 2016

Résumé
La mobilisation et la gestion de l’eau de surface constitue la clé de voûte du bien-être social et économique des populations des zones arides d’Afrique de l’Ouest. Cependant l’utilisation des outils de gestion et de prédétermination hydrologique est rendue difficile par les changements climatiques et environnementaux que connaît l’Afrique de l’Ouest depuis les années 1970. Cette thèse se veut une contribution à l’actualisation des normes hydrologiques en Afrique de l’Ouest, et constitue la première pierre à ce projet. Elle vise à caractériser et analyser les régimes de crues dans la région en lien avec les facteurs climatiques et environnementaux. La base de données est constituée de quatorze bassins versants de la région ouest africaine, répartis dans les domaines climatiques sahélien et soudanien.
Dans un premier temps, des tests statistiques ont été utilisés afin de mettre en évidence l’existence de non stationnarités dans les séries hydrologiques. Les résultats de ces tests statistiques ont permis de valider l’hypothèse alternative d’existence de non stationnarités dans certaines séries hydrologiques de notre base de données, avec deux tendances opposées, fortement liées au domaine climatique : les tendances à la hausse pour les bassins versants situés en dans le Domaine Sahélien, et des tendances à la baisse pour les bassins versants situés dans le Domaine Soudanien.
Les liens entre l’évolution des variables de crue, et l’évolution de certains indices pluviométriques ont par la suite été analysés afin de déterminer une influence climatique sur le régime des crues. Les tests d’association effectués ont montré une bonne cohérence entre l’évolution des débits maximaux et l’évolution du plus fort cumul de pluie sur 5 jours, indiquant en cela que l’apparition du débit maximal est plutôt conditionnée par un indice de saturation des bassins versants, que par la pluie journalière maximale annuelle.
La modélisation hydrologique à partir des modèles GR4J et IHAC a été abordée dans ce travail pour mettre en exergue l’impact des changements environnementaux sur les débits extrêmes, et aussi pour analyser l’impact de l’évolution climatique future sur ces débits. De ce fait, une méthode détection des impacts des changements environnementaux sur la relation pluie-débit a été développée. Cette méthode utilise les débits simulés par un modèle hydrologique comme les entrées du test statistique non paramétrique de « resampling ». Cela a permis de mettre en évidence une influence environnementale sur un cas étudié des bassins versants sahéliens.
Les évolutions futures de la crue décennale pour les bassins versants de la base de données ont été étudiées, en utilisant les sorties de deux modèles climatiques régionaux du projet CORDEX. La critique des données climatiques simulées a montré de forts écarts entre les données simulées et observées sur la période de référence 1970-1999. Les projections effectuées sur la crue décennale aux horizons 2020, 2050 et 2080 présentent des résultats très diversifiés. L’évolution de la crue décennale est concordante avec les tendances des observations sur certains bassins versants, mais tout à fait en contradiction avec les tendances des observations sur d’autres. Ces résultats montrent que la prédétermination des crues extrêmes en contexte de changement climatique reste conditionnée par une estimation plus fiable des pluies à des échelles plus fines, et à une meilleure caractérisation de la distribution des pluies dans la saison pluvieuse.

Présentation (2iE)

Version intégrale

Page publiée le 13 décembre 2016, mise à jour le 3 juillet 2017