Télédétection du manteau neigeux et modélisation de la contribution des eaux de fonte des neiges aux débits des oueds du haut atlas de Marrakech

V.4 Spatialisation de la fonte à l'échelle du bassin versant de Rheraya

L'estimation de la fonte à l'échelle du bassin versant constitue une étape déterminante pour la simulation des débits. En 1986, l'Organisation météorologique Mondiale « OMM » a comparée 11 modèles de fonte différents appliqués sur plusieurs pays (Martinec et Rango, 1989 ; Tarboton et Luce 1996). Les résultats de cette comparaison sont :

- La majorité des modèles utilisent l'approche dégrée jour ;

- La subdivision du bassin versant en tranches d'altitudes est importante ;

- La détermination du gradient de température doit être analysée avec précisons ;

- L'interception des neiges par les forêts est aussi importante à estimer.

Dans notre cas, on ne dispose que d'une seule station météorologique nivale mesurant les différents paramètres nécessaires pour appliquer un modèle de bilan d'énergie. Pour cela, on a retenu la méthode degré jour pour évaluer la fonte à l'échelle du bassin versant. Les données de température et les précipitations sont habituellement disponibles et on peut les spatialiser.

La vérification du modèle de fonte des neiges est effectuée en comparant les surfaces de neige issues de la télédétection avec celles simulées.

V.4.1 Spatialisation des données d'entrées et de la fonte

Dans un modèle de fonte de type degré jour, il faut spatialiser les températures et les précipitations. A cette fin, nous avons utilisé un modèle numérique de terrain (MNT) de 90 m de résolution (voir section Le Modèle Numérique de Terrain). Tous les calculs menés dans cette étape ont été effectués sur des cartes de même résolution que le MNT.

Les températures de l'air sont spatialisées par deux méthodes, en appliquant le modèle du gradient altitudinal (GRAD), généralement appliqué pour les zones montagneuses,  et notre modèle de spatialisation de la température (MSPAT) qui prend en compte les effets topographiques (expositions et pentes des versants) et l'effet de l'angle solaire ( Spatialisation de la température de l'air dans les montagnes atlasique à l'aide des données de l'infrarouge thermique).

Pour calculer le gradient moyen des précipitations, les données enregistrées au niveau des deux stations d'Oukaimden (2600 m d'altitudes) et de Tahanaout (1040 m) sur la période (1998-2005) ont été utilisées. La valeur moyenne obtenue est égale à 0,03 mm/100 m. Afin d'obtenir les précipitations séparées par phase solide ou liquide, nous avons appliqué sur chaque pixel les seuils des températures illustrés dans la Figure ýV .

Après la spatialisation des précipitations et des températures de l'air sur tout le bassin versant, les densités et les équivalents en eau sont ensuite calculés pour chaque pixel en appliquant l'algorithme de la Figure ýV .

Les deux modèles de fonte avec deux différentes formules déterminant le facteur degré jour appliqués à l'échelle locale sont ensuite généralisés sur le bassin versant de Rheraya. Il s'agit ici de la formule utilisée sans calibration de Martinec, 1975 et le modèle calibré de Kuustisto, 1980) ( Équation ýV et Équation ýV ).