Caractérisation hydrologique du micro-bassin versant de la ravine Boulmier (6ème section, Cayes, Haà¯ti)

République d'Haïti

UNIVERSITÉ D'ÉTAT D'HAITI
(UEH)
FACULTÉ D'AGRONOMIE ET DE MÉDECINE VÉTÉRINAIRE
(FAMV)
DÉPARTEMENT DU GÉNIE RURAL
(DGNR)

Mémoire de fin d'études

« Caractérisation hydrologique du micro-bassin versant de la ravine Boulmier (6^ème section, commune des Cayes) »

Préparé par : SAINT FLEUR Bob E.

Pour l'obtention du titre d'Ingénieur- Agronome

Option Génie Rural Mars 2015

II

Ce mémoire intitulé :

« Caractérisation hydrologique du micro bassin versant de la ravine de Boulmier »

A été approuvé par le jury composé de :

Signature Date

Nyankona GONOMY

Président du jury, conseiller scientifique

Adermus JOSEPH Membre du jury

Jocelyn LOUISSAINT Membre du jury

III

Titre du mémoire

Caractérisation hydrologique du micro-BV de la ravine de Boulmier (6^ème section, commune des Cayes)

iv

DÉDICACES

Ce mémoire est dédié à :

· Ma mère et mon père respectivement Madame Louise Derrivière DESARMES et le regretté mémoire Mr Emile SAINT FLEUR pour m'avoir mis au monde, et s'être investis corps et âme dans ma formation. La présentation de ce document est en grande partie le fruit de leur travail ;

· Ma fille Myriam Emeline SAINT FLEUR ainsi que sa mère Lumanie N. pour avoir suscité ma motivation dans la vie ;

· Ma soeur Minerve SAINT FLEUR et mes frères Poquelin et Berwick SAINT FLEUR qui, d'une façon ou d'une autre, m'ont tant assisté et soutenu tout au long de cette noble étude ;

· Tous mes camarades de la promotion « JEAN ARSENE CONSTANT » particulièrement ceux du Génie Rural ;

· Tous les compagnons de prière de ma maman pour leur aide de prière à ma réussite, particulièrement frè Tibòs etc... ;

· Mes amis, pour leur support moral.

v

REMERCIEMENTS

Qu'il me soit permis de remercier en premier lieu le Grand Architecte de l'Univers pour son incommensurable générosité et de son grand amour envers moi, et ensuite ceux qui ont pleinement contribué à faire de ce travail une réussite. Il s'agit de:

· Dr. Nyankona GONOMY, mon conseiller scientifique et Directeur du département du GNR, pour avoir grandement contribué à ma formation avec tant de patience.

· Mr Adermus JOSEPH, mon conseiller scientifique et coordonnateur de mon stage de mémoire, pour avoir grandement contribué à ma formation avec tant de patience.

· Christian PRAT, pédologue, expert et chargé de recherche à l'IRD pour sa remarquable contribution technique dans la réalisation de cette étude.

· La FAMV et le PMDN pour leur contribution tant financière que technique dans la réalisation de ce travail scientifique.

· Tous les professeurs de la FAMV, pour leur contribution à ma formation professionnelle.

· L'État haïtien qui a tant investi dans ma formation. J'espère que dans les jours à venir beaucoup plus de jeunes pourront bénéficier de ce support que j'ai eu.

· Toutes celles et tous ceux, qui d'une manière ou d'une autre, m'ont encouragé tout au long de mes études à la FAMV.

vi

LISTE DES SIGLES ET ABRVIATIONS

BV Bassin Versant

BME Bureau des Mines et de l'Energie

CCI Cadre de Coopération Intérimaire

CG Centre de Gravité

Cr. Coefficient de ruissellement

CNIGS Centre Nationale d'Information Géo-Spatiale

FAO Food and Agriculture Organisation

FAMV Faculté d'Agronomie et de Médecine Vétérinaire

FIC Frères de l'Instruction Chrétienne

GIEC Groupe d'Expert International sur l'Évolution Climatique

IDF Intensité-Durée-Fréquence

IRD Institut de Recherche pour le Développement

MARNDR Ministère de l'Agriculture des Ressources Naturelles et du développement Rural

MBV Micro bassin versant

MBVB Micro bassin versant de la ravine Boulmier

MDE Ministère de l'Environnement

PMDN Programme de Mitigation des Désastres Naturelles

PNUE Programme des Nations Unies pour l'Environnement

SMN Service Météorologique Nationale

Src. Source

TB Temps de base

TC Temps de concentration

TM Temps de montée

T. R Période de Retour

TR Temps de réponse

UEH Université d'État d'Haïti

vii

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Localisation du micro bassin versant de la ravine de Boulmier MBVB 22

Figure 2 : Carte d'occupation des sols au niveau du MBVB (Src. : mémoire de B. Grellier) 23

Figure 3 : Classe de pente au niveau du MBVB ( Src. : B. Grellier, 2012) 23

Figure 4 : Variation de la précipitation mensuelle à cavaillon en 2006 27

Figure 5 : Pluviométrie mensuelle à Cavaillon de 1952 à 1968 35

Figure 6 : Pluviométrie mensuelle à Cavaillon de 1979 à 1991 36

Figure 7 : Écarts entre les hauteurs de pluies moyennes en 25 ans 36

Figure 8 : Écarts entre les hauteurs de pluies maximales en 25 ans 37

Figure 9 : Résultat du test de double masse pour la série 1979-1991 37

Figure 10 : Résultat du test de double masse pour la série 1979-1991 38

Figure 11 : Corrélation linéaire entre les données des stations Cayes et Cavaillon 39

Figure 12 : Corrélation linéaire entre les données des stations Cayes et Cavaillon 39

Figure 13 : Corrélation entre les données des stations Cayes et Camp-Périn (P.moy) 39

Figure 14 : Corrélation linéaire entre les stations Cavaillon et Cayes (P. max) 40

Figure 15 : Corrélation linéaire entre les stations Cavaillon et Cayes (P. max) 40

Figure 16 : Pluviométrie du 26 Aout au 31octobre 2014 au niveau du MBVB 44

Figure 17 : Hyétogrammes du 26 Aout au 31 Octobre 2014 au niveau du MBVB 45

Figure 18 : Précipitation du 15 Septembre au niveau du MBVB 45

Figure 19 : Précipitation du 26 Septembre au niveau du MBVB 46

Figure 20 : Précipitation du 9 Octobre au niveau du MBVB 46

Figure 21 : MNT du MBVB, extrait du mémoire de B. Grellier 47

Figure 22 : Courbe hypsométrique du micro bassin de la ravine Boulmier 48

Figure 23 : Carte de couverture du sol au niveau du MBVB 48

Figure 24 : Réseau hydrographique actuelle du MBVB 49

Figure 25 : Profile en long du cours d'eau principal du MBVB 51

Figure 26 : Quelques pistes de la différenciation du réseau hydrographique du MBVB 51

Figure 27 : Représentation des différents sous-micros bassin du MBVB 52

Figure 28 : L'hyétogramme et l' hydrogramme du 15 Septembre 54

Figure 29 : L'hyétogramme et l' hydrogramme du 26 Septembre 54

Figure 30 : L'hyétogramme et l' hydrogramme du 9 Octobre 55

Figure 31 : Intensités des pluies moyennes pour les différents temps de retours 59

Figure 32 : Intensités des pluies maximales pour les différents temps de retours 59

Figure 33 : Courbe de tarage Hauteur-débit au niveau de l'exutoire du MBVB 60

VIII

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Saisons au niveau de la zone de Boulmier 25

Tableau 2 : Répartition mensuelle des événements désastreux dans le Sud 25

Tableau 3: Insolation moyenne mensuelle au niveau de la région de Cavaillon 26

Tableau 4 : Températures moyennes mensuelles au niveau de la région de Cavaillon 26

Tableau 5: Précipitation moyenne mensuelle de la région de Cavaillon 27

Tableau 6 : Symbole et formules des paramètres descriptifs du MBVB 30

Tableau 7: Coefficient de corrélation par rapport aux Cayes des pluies

moyennes(P.moy) 40

Tableau 8: Coefficient de corrélation par rapport à Cayes pour les pluies maximales 41

Tableau 9 : Le pluies moyennes extrapolées 41

Tableau 10 : Extension des pluviométries maximales entre les Stations 42

Tableau 11 : Les pluies théoriques moyennes au niveau de Cavaillon 43

Tableau 12 : Représentation des pluies théoriques maximales 44

Tableau 13 : Caractéristiques descriptifs du micro bassin versant de la ravine Boulmier

47

Tableau 14 : Les paramètres descriptifs du réseau hydrographique du MBVB 50

Tableau 15 : Coefficient de ruissellement et caractéristiques des sous-micros BV 53

Tableau 16 : Récapitulatif des trois évènements pluvieux étudiés 55

Tableau 17 : Les réactions du MBVB face à ces épisodes 56

Tableau 18 : Représentation des débits de pointe théoriques moyens 57

Tableau 19 : Représentation des débits de pointe théoriques maximaux 58

Tableau 20 : Hauteur des débits périodiques au niveau de la section de contrôle 61

ix

LISTE DES ANNEXES

Annexe 1 . Géolocalisation du micro bassin versant de la ravine Boulmier A

Annexe 2 . Historique des cyclones, inondations et ouragans dans le Sud B

Annexe 3 . Traitement des 3 épisodes pluvieux étudiés au niveau du MBVB C

Annexe 4 . Pluviométries mensuelles de la Station Cavaillon D

Annexe 5. Précipitation mensuelle de la station de Cayes (1924-1959) en mm E

Annexe 6. Précipitation mensuelle de la station de Cayes (1960-2003) en mm F

Annexe 7. Précipitation mensuelle de la station de Camp-Périn (1924 -1980) G

Annexe 8. Précipitation mensuelle de la station de Camp-Périn (2000- 2013) H

Annexe 9 . Test de double masse entre les données des stations Cayes et Cavaillon H

Annexe 10 . Corrélation linéaire entre les stations Cavaillon et Camp-Périn I

Annexe 11 . Corrélation linéaire entre les séries de pluies mensuelles maximales des

trois stations I

Annexe 12 . Test d'adéquation Chi 2 de Pearson de la loi de Gauss I

Annexe 13 : Test d'adéquation Chi 2 de Pearson de la loi de Gumbel L

Annexe 14. Coefficient de ruissellement selon les recommandations suisses L

Annexe 15 . Coefficient de ruissellement dans la méthode rationnelle M

Annexe 16 . Récapitulation du nombre de jours pluvieux au niveau des Cayes (2000-

2013) N

Annexe 17 . Tableau donnant la valeur de la variable réduite de Gauss O

Annexe 18 . Tableau donnant la valeur de la variable réduite de Gumbel P

Annexe 19 . Coefficient de rugosité Manning Strickler pour divers types de canaux Q

Annexe 20 . Quelques cliches de la surface du micro bassin versant de Boulmier Q

Annexe 21 : Photos présentant l'état des berges du réseau principal du MBVB R

Annexe 22 : Photos des activités d'évaluation de la pente au voisinage du seuil S

Annexe 23 . Mesure de vitesse avec le courantomètre MF-Pro S

Annexe 24 . Pluviomètre et échelle T

X

RESUMÉ

Le micro bassin versant de la ravine de Boulmier (MBVB), large de 26,356 ha, fait partie du bassin versant (BV) de la rivière Cavaillon. Il se trouve que la réactivité hydrologique de ce dernier tend à accélérer à cause de la dégradation physique provoquée par la culture et l'exploitation du Vétiver sur ses versants le surplombant. Ce qui représente une menace pour les riverains. Cette étude a été réalisée dans le but de caractériser hydrologiquement ce micro bassin versant (MBV), et de comprendre le comportement hydrologique des MBV de ce genre.

La réussite de ce travail passe par un ensemble d'étapes dont, la revue bibliographique, les visites d'exploration de la zone ; la collecte la vérification et le traitement des données cartographiques et pluviométriques ; la détermination d'un coefficient de ruissellement pour lier les pluies théoriques à leurs débits et la hauteur de l'eau au niveau de la section de contrôle du MBVB. L'étude de quelques épisodes pluvieux pour une appréciation expérimentale des paramètres hydrologiques temporels déterminés.

On constate que le MBVB étant d'une forme quasi-circulaire (KG=1.107), avec une pente moyenne de 40%, accuse un coefficient de ruissellement de 0,57. Il est drainé par un réseau hydrographique d'ordre 3, dense de 11.65 km/km². La géologie du substratum impose un réseau de type dendritique. Vu les pentes élevées et le fond érodé des cours d'eau, ce réseau est très jeune et assez instable. Ce bassin réagit rapidement aux sollicitations, car on a pu déterminer expérimentalement des temps de réponse de l'ordre de 11 minutes. La formule de Venturi a indiqué un temps de concentration de 6,20 minutes alors que l'un des épisodes étudiés en a accusé 11 mn. La pluie du 15/09/2014, de 43 mm, intense de 18.7 mm/h a pu générer un écoulement dont la hauteur maximale était de 22.5 cm au niveau de la section de contrôle qui n'est haut que de 155 cm. Selon des courbes Intensité-Durée-Fréquence (IDF) construites à titre indicatif, la zone peut faire face à des pluies dont les intensités peuvent aller jusqu'à 510 mm/h et 960 mm/h pour des pluies maximales quinquennales et centennales respectivement. Toutefois, pour mieux caractériser ce MBV, il serait important que d'autres études plus poussées y soient réalisées car les évènements pluvieux étudiés tombaient dans des situations tout à fait défavorables à une bonne mise en évidence du comportement hydrologique du MBVB.

xi

TABLE DES MATIERES

DÉDICACES iv

REMERCIEMENTS v

LISTE DES SIGLES ET ABRVIATIONS vi

LISTE DES FIGURES vii

LISTE DES ANNEXES ix

RESUMÉ x

I.- INTRODUCTION 1

1.1 Généralités 1

1.2 Problématique 2

1.3 Objectifs 3

1.3.1 Objectif général 3

1.3.2 Objectifs spécifiques 3

1.4 Hypothèse de travail 3

1.5. Intérêt de l'étude 4

1.6. Limites du travail 4

II.- REVUE DE LITTÉRATURE 5

2.1. Prévision pour les changements climatiques sur le plan mondial 5

2.2. Bassin versant 5

2.2.1. Concepts et définition 5

2.2.2. Fonctions d'un bassin versant 6

2.2.3. Caractéristiques physiographiques d'un bassin versant 6

2.2.4. Délimitation d'un bassin versant 8

2.2.5. Comportement hydrologique d'un bassin versant 8

2.2.6. Caractérisation de la réaction hydrologique d'un bassin versant 8

XII

2.2.7. Le régime hydrologique du cours principal d'un bassin versant 9

2.2.8. Variabilité de la pluie au niveau du bassin versant 9

2.2.9. Le temps de concentration d'un bassin versant 9

2.3. Caractéristiques physiques des BV et leurs influences sur l'écoulement 9

2.3.1. Les caractéristiques géométriques 10

2.3.2. Le réseau hydrographique 11

2.3.3. Les caractéristiques agro-pédo-géologiques 15

2.4. Traitement statistique des données hydrologiques 16

2.4.1. Choix d'une loi 17

2.4.2. Quelques familles de lois en hydrologie statistiques 17

2.5. Notion d'averse et d'intensités 18

2.5.1. Concepts et définition 18

2.5.2. Intensité d'une averse 19

2.5.3. Courbe Intensité-Durée-Fréquence (IDF) et construction 19

2.5.4. Temps de retour d'un événement pluvieux 21

III.- PRESENTATION DE LA ZONE D'ETUDE 22

3.1. Localisation et délimitation 22

3.2. Occupation de l'espace 22

3.3. Relief 23

3.4. Géologie 24

3.5. Pédologie 24

3.6. Climat 25

3.6.1. Saisons 25

3.6.2. Historique des cyclones et ouragans au niveau de la zone 25

3.6.3. Insolation 26

XIII

3.6.4. Température 26

3.6.5. Pluviométrie 26

3.6.6. Vent 27

3.7. Végétation 27

IV.- METHODOLOGIE DU TRAVAIL 28

4.1. Méthode de travail 28

4.1.1. Recherche bibliographique 28

4.1.2. Visite d'exploration 28

4.1.3. Collecte de données 28

4.1.4. Vérification des données 29

4.1.5. Cartographie et photo-interprétation 29

4.1.6. Analyse et traitement des données pluviométriques 30

4.1.7. Évaluation des ruissellements 32

4.1.8. Estimation des débits de pointes de pluies périodiques 33

4.1.9. Construction de la courbe de tarage hauteur-débit 33

4.1.10. Analyse de l'expression des débits théoriques à la section de contrôle 34

4.2. Matériels utilisés 34

4.2.1. Les équipements de terrain 34

4.2.2. Les équipements de bureau 34

4.2.3. Des logiciels d'exploitation et de traitements des données 34

V.- RESULTATS ET DISCUSSION 35

5.1. Caractéristiques hydrométéorologiques de la zone 35

5.1.1. Étude de la pluviométrie au niveau de la zone 35

5.2. Traitement des données pluviométriques moyennes et maximales 43

5.2.1. Choix et étude de l'applicabilité des lois statistiques 43

xiv

5.2.2. Détermination des pluies P5, P10, P25, P50, P100 43

5.3. Les épisodes pluvieux observés au niveau du MBVB 44

5.4. Principales caractéristiques physiographiques du MBVB 46

5.4.1. Caractéristiques morphométriques du MBVB 46

5.4.2. MNT et courbe hypsométrique 47

5.4.2. Indice de couverture du sol 48

5.4.3. Le réseau hydrographique 49

5.4.5. Les différents sous micro BV de la ravine de Boulmier 52

5.5. Particularités hydrologiques du MBVB 53
5.5.1. Description des Sous-MBV et appréciation du coefficient de ruissellement53

5.5.2. Comportement hydrologique du MBVB face aux épisodes observés 54

5.5.3. Temps de concentration du MBVB 55

5.5.4. Temps de base (Tb) 55

5.5.5. Temps de montée (TM) 56

5.5.6. Temps de réponse (Tr) 56

5.6. Détermination des débits Q5, Q10, Q25, Q50, Q100 57

5.7. Essai de construction des courbes I.D.F au niveau du MBVB 58

5.8. La courbe de tarage hauteur-débit à l'exutoire du MBVB 60

5.9. Les hauteurs HT suivant la courbe de tarage hauteur-débit 61

VI.- CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS 62

6.1. Conclusion 62

6.2. Recommandations 63

VII.- BIBLIOGRAPHIE 64

ANNEXES 67

xv

1

I.- INTRODUCTION

1.1 Généralités

La dégradation de l'environnement constitue un problème majeur auquel de nombreux pays font face bien que les mécanismes favorisant cette dégradation diffèrent d'un pays à l'autre. Ce phénomène se manifeste dans les pays du Sud par l'érosion des terres qui, chaque année, conduit à l'abandon de sept (7) millions d'hectares et à la disparition de dix (10) millions d'hectares de forêts ombrophiles tropicales (ELISSADE et DOMINGO, 1994 cité par JOSEPH, 2003), ce qui est la conséquence de la surexploitation des ressources naturelles.

En Haïti, la déforestation et la pratique des techniques culturales inadaptées sont souvent considérées comme les activités anthropiques qui perturbent le plus l'environnement ou du moins le bassin versant qui est considéré comme unité de base d'observations des phénomènes de dégradation de l'environnement. Évidemment, ces actions peuvent conduire à une série de conséquences directes sur le milieu physique du bassin versant, telles que l'augmentation de l'érosion vers les cours d'eau, la modification de l'hydrologie du bassin versant ainsi que la perturbation du milieu riverain notamment par les problèmes d'inondations fréquentes (JOSEPH, 2003).

La dégradation des bassins versants correspond à leur perte de valeur en termes de potentiel de production avec le temps. Elle s'accompagne de nets changements du comportement hydrologique du système fluvial qui se traduisent par une diminution de la qualité, de la quantité et de la régularité du volume d'eau à l'exutoire. En plus des facteurs anthropiques, elle résulte de l'interaction de facteurs géographiques et climatiques. Elle conduit à une accélération de la dégénérescence écologique, à une restriction des possibilités économiques et a une intensification des problèmes sociaux.

2

1.2 Problématique

Haïti est un pays en situation d'extrême vulnérabilité face aux aléas naturels, et en proie à de croissantes menaces complexes, fruits de l'interaction entre menaces naturelles aggravées par la dégradation de l'environnement, les taux très élevés de pauvreté et de vulnérabilité sociale de sa population et des problèmes de gouvernance et de manque de maîtrise de l'espace rural et urbain. Le pays se trouve confronté à un large spectre de menaces naturelles d'origine hydrométéorologique (cyclones, sècheresses) et, de par sa topographie escarpée, est sujette à une géodynamique particulièrement accentuée, ce qui provoque de fréquentes inondations, glissements de terrain et éboulements.

Selon des études conjointes menées par le Ministère de l'Environnement (MDE), le Ministère de l'Agriculture des Ressources Naturelles et du Développement Rural et le Bureau des Mines et de l'Énergie et appuyées par le PNUE (Programme des Nations Unies pour l'Environnement), les projections des changements climatiques pour Haïti indiquent des précipitations variant de -5.9% à -20.0% en 2030 alors qu'en 2060 elles varieront de -10.6% à -35.8%. Ces scénarios indiquent donc une réduction drastique des précipitations principalement dans les zones sèches. Toutefois, on pense que pour les zones très humides comme le Massif de la Hotte, les précipitations iront en s'augmentant. C'est pratiquement le jeu des extrêmes provoquant une accentuation des sécheresses dans les endroits secs et une augmentation de la pluviosité dans les endroits très humides.

Le Groupe Thématique Environnement réalisé dans le Cadre de Coopération Intérimaire (CCI) rapporte que de 1900 à 2003, Haïti a été victime de 48 catastrophes (16 cyclones et tempêtes, 26 inondations majeures et 7 sécheresses) provoquées par l'impact de phénomènes d'origine climatique. Il se trouve qu'Haïti est située, comme beaucoup de pays voisins des Caraïbes, dans une zone en proie aux cyclones tropicaux, ces menaces météorologiques pourraient se voir aggravées dans les prochaines décennies sous l'effet du changement climatique.

3

Malgré toutes ces menaces qui planent sur notre pays, les données de base nécessaires à l'analyse des possibilités de réduction des risques sont presque inexistantes. Les informations pertinentes caractérisant les unités hydrologiques du pays sont rares et insuffisantes. C'est dans ce contexte qu'il a été proposé de réaliser une étude de caractérisation hydrologique du bassin versant de la ravine de Boulmier dans le cadre de notre mémoire de fins d'études à la FAMV.

1.3 Objectifs

1.3.1 Objectif général

Contribuer à une meilleure compréhension du comportement hydrologique du micro bassin versant de la ravine de Boulmier et aux efforts de prévention et de réduction des actions des risques et désastres liés aux inondations récurrentes.

1.3.2 Objectifs spécifiques

Pour atteindre cet objectif premier, on a dû:

Ø Délimiter le MBVB et analyser le développement du réseau hydrographique;

Ø Mesurer au moment des précipitations, la hauteur d'eau et la vitesse de l'écoulement à l'exutoire du MBVB ;

Ø Étudier la variation temporelle de la pluie sur le micro bassin versant ;

Ø Évaluer le coefficient du ruissellement au niveau du MBV;

Ø Établir la courbe de tarage mettant en relation la hauteur d'eau et le débit à l'exutoire ;

Ø Établir la relation entre la quantité de pluie enregistrée et débit à l'exutoire du MBVB à travers la courbe de tarage ;

Ø Faire des recommandations utiles.

1.4 Hypothèse de travail

La connaissance des caractéristiques hydrologiques du MBVB peut aider à mieux expliquer la relation pluie-débit au niveau de son exutoire et de mieux justifier les actions et propositions d'aménagement de réduction des risques d'inondations.

4

1.5. Intérêt de l'étude

Comme mentionné précédemment, cette étude se revèle d'une importance capitale dans les domaines de l'hydrologie ainsi que dans les interventions en matière de contrôle des risques et désastres relatifs aux phénomènes hydrométéorologiques. Elle peut aider à prévoir pour une averse donnée, le débit qui va transiter à l'exutoire du bassin au bout d'un certain temps. Cette étude est aussi importante pour des comparaisons à des études ultérieures sur ce même MBV compte tenu de son évolution temporelle ou après certaines interventions

1.6. Limites du travail

En raison de l'inexistence de données pluviométriques spécifiques au MBVB, les données utilisées proviennent de la station de Cavaillon distante d'environ 5 km qui elles-mêmes sont révélées manquantes. Pour l'étude de la pluviométrie, la majeure partie des analyses se base sur des données générées à cause de cette manque de données et pour la cartographie, le MNT utilise a été fait dans le cadre d'une étude récente sur le MBVB (Mémoire de Benjamin Grellier, 2012) car, on n'a pas pu obtenir un MNT d'une précision suffisante auprès du CNIGS compte tenu du fait que c'est un micro bassin. De plus, on n'a pas pu, comme prévu, étudier correctement la pluie au niveau du MBVB pour la période d'Avril-Octobre car les appareils fonctionnaient mal au départ. Donc, cette dernière se fait uniquement sur la période de fin Aout à Octobre. En raison de ces limitations, les résultats obtenus peuvent avoir certains écarts par rapport à la réalité du MBVB étudié. Toutefois, ces quelques limitations ne sauraient altérer l'importance de ces résultats et leur validité pour les domaines de l'hydrologie ainsi que dans les interventions en matière de contrôle des risques et désastres relatifs aux phénomènes météorologiques.

Le bassin versant est l'unité de gestion du territoire pertinente d'un point de vue hydrologique, écologique et géomorphologique (Chorley, 1969). Il est le cadre

5

II.- REVUE DE LITTÉRATURE

2.1. Prévision pour les changements climatiques sur le plan mondial

Au début du XXIe siècle, on prévoit de nombreux impacts sur les systèmes naturels. On s'attend, par exemple, à ce que des changements dans les précipitations ainsi que dans la fonte des glaces et des neiges augmentent les risques d'inondation dans certaines régions et provoquent des sécheresses dans d'autres. En cas de réchauffement important, la capacité des écosystèmes à s'adapter sera dépassée, ce qui entraînera des effets néfastes, comme l'accroissement du risque d'extinction d'espèces. Les populations les plus pauvres sont généralement les plus vulnérables, parce que leur capacité d'adaptation est moindre et que leurs moyens d'existence dépendent souvent de ressources qui sont liées au climat (GIEC, 2007).

Vers le milieu du XXIe siècle, le débit moyen annuel des cours d'eau et la disponibilité en eau devraient augmenter en raison du changement climatique aux latitudes élevées et dans certaines zones tropicales humides, et diminuer dans des régions sèches aux latitudes moyennes et dans les régions tropicales sèches, d'où la variation des caractéristiques hydrologiques. L'augmentation de l'intensité des pluies et de la variabilité des précipitations devrait augmenter les risques de crues et de sécheresses dans plusieurs régions. La fréquence des épisodes de fortes précipitations (ou la partie des précipitations totales imputables à de fortes pluies) augmentera de manière très probable dans la plupart des régions au cours du XXIe siècle, ce qui augmentera le risque de crues d'origine pluviale. (GIEC, 2008).

2.2. Bassin versant

2.2.1. Concepts et définition

Un bassin versant est un espace géographique dont les apports hydriques sont alimentés exclusivement par les précipitations et dont les excès en eau sont drainés vers un point unique appelé exutoire.

6

analytique à considérer pour toute prise de décision en matière d'aménagement. C'est pourquoi les gestionnaires et les décideurs réclament des outils opérationnels adaptés à cette échelle. Mais le bassin versant est une unité complexe : l'ensemble des composantes du cycle hydrologique y est représenté et des facteurs anthropiques perturbateurs s'y ajoutent souvent.

2.2.2. Fonctions d'un bassin versant

Un bassin versant peut être normalement multifonctionnel dans son ensemble, les plus évidentes de ses fonctions peuvent être écologiques, hydrologiques et socio-économiques.

2.2.2.1. Fonction écologique

Écologiquement, un bassin versant représente :

Ø Un réservoir de biodiversité animale et végétale;

Ø Un site d'échange pour les réactions nécessaires aux organismes vivant (GANGBAZO, 2004 cité par DURANDISSE, 2010).

2.2.2.2. Fonctions hydrologiques

Hydrologiquement, un bassin versant remplit les fonctions suivantes :

Ø Recueillir les eaux des précipitations ;

Ø Restituer l'eau de pluie sous forme d'émergences (GANGBAZO, 1995 cité par NELSON, 2008).

2.2.2.3. Fonctions socio-économiques

Chaque individu vit au dépend des ressources du bassin versant dans lequel il évolue. En ce sens, les bassins versants doivent être protégés pour assurer leur fonction économique. Chacun vit dans un bassin versant et chaque action a un impact sur la situation du BV ainsi que celle de ses ressources (GANGBAZO, 2004).

2.2.3. Caractéristiques physiographiques d'un bassin versant

Selon GIL (1986), un bassin versant possède quatre (4) parties fondamentales de terrain qui sont : Les sommets, les flancs, les ravines et les zones de déposition.

7

2.2.3.1. Les sommets

Ce sont en général, les parties aériennes du BV, ils consistent le plus souvent en des surfaces planes et légèrement convexes, le plus souvent allongées, parfois étroites situées de part et d'autres de la ligne de crête. Ils sont dans la plus part des cas de faible pente, ce qui leur rend peu sujets à l'érosion.

2.2.3.2. Les flancs

Ce sont les portions du BV qui sont parfois concaves, parfois convexes et généralement pentues. Leurs pentes entrainent des ruissellements pouvant provoquer de l'érosion du sol en cas de mauvais aménagements des versants. Ce sont les parties du BV où de solides structures de conservation s'avèrent nécessaires (DESORMES, 1998).

2.2.3.3. Les ravines

Ce sont des cours d'eau permanents ou temporaires qui participent au drainage du bassin versant. Leur profondeur varie de quelques décimètres à quelques mètres. Dessinant les creux topographiques, elles forment le réseau de drainage naturel du BV, c'est-à-dire les canaux d'écoulement des eaux pluviales en montagnes (DEVIENNE, 1997 cité par PIERRE, 2002). Selon DESORMES (1998), leur géométrie affecte valablement la vitesse de l'écoulement durant l'averse. Généralement, elles sont le résultat d'un affouillement graduel et continu des versants sous l'influence de plusieurs facteurs comme la pente locale, la nature du sol et celle de la roche mère, le couvert végétal et le régime des pluies. Donc, leur développement est favorisé par l'érosion qu'elles matérialisent elles même.

2.2.3.4. Les zones de déposition

Ces sont les parties du terrain qui reçoivent les matériaux entrainés par les écoulements depuis les sommets et les flancs du BV (DESORMES, 1998). Autrement dit, ce sont des portions du terrain à pentes faibles au niveau desquelles les eaux perdent leur vitesse et du même coup, une partie de leur charriage (PIERRE, 2002). Ces zones comprennent les piedmonts, les plaines et les vallées:

2.2.3.4.1. Les piedmonts

Ce sont les zones de dépositions rencontrées au contact des flancs et des plaines.

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2.2.3.4.2. Les plaines

Celles-ci représentent les lieux d'accumulation des matériaux plus ou moins grossiers et/ou fins qui ont traversé les zones de piedmonts. Elles sont généralement de pentes assez faibles (DURANDISSE, 2010).

2.2.3.4.3. Les vallées

Ce sont les lieux d'accumulation d'alluvions et de colluvions. Elles sont caractérisées par leur profondeur plus ou moins importante et leur richesse en limon et en matière organique (PIERRE, 2002).

2.2.4. Délimitation d'un bassin versant

La délimitation du bassin versant se fait au moyen des lignes de plus grande pente et de la ligne de crête qui correspond souvent à la ligne de partage des eaux. Le bassin versant est entièrement caractérisé par son exutoire, à partir duquel on peut tracer les points de départ et d'arrivée de la ligne de partage des eaux qui le délimite. Elle passe par le sommet des courbes convexes tandis que l'axe principal du cours d'eau passe par le sommet des courbes concaves. C'est en suivant cette logique qu'on délimite un bassin versant.

2.2.5. Comportement hydrologique d'un bassin versant

L'analyse du comportement hydrologique d'un bassin versant en tant que système hydrologique s'effectue le plus souvent par le biais de l'étude de sa réaction hydrologique face à une sollicitation (la précipitation). Cette réaction est mesurée par l'observation de la quantité d'eau qui s'écoule à son exutoire en fonction du temps dont la représentation graphique constitue donc un hydrogramme de crue. La réaction du bassin versant peut également être représentée par un limnigramme qui n'est autre que la représentation de la hauteur d'eau mesurée en fonction du temps.

2.2.6. Caractérisation de la réaction hydrologique d'un bassin versant

La réaction hydrologique d'un bassin versant à une sollicitation (précipitation) particulière est caractérisée par sa vitesse (temps de montée tm, défini comme le temps qui s'écoule entre l'arrivée de la crue et le maximum de l'hydrogramme) et son intensité

9

(débit de pointe Qmax, volume maximum Vmax, etc.). Ces deux caractéristiques sont fonction du type et de l'intensité de la précipitation qui le sollicite mais aussi du temps de concentration des eaux sur le BV qui est une variable caractérisant l'état de ce dernier.

2.2.7. Le régime hydrologique du cours principal d'un bassin versant

Le régime hydrologique d'un cours d'eau résume l'ensemble de ses caractéristiques hydrologiques et de son mode de variation. Il se définit par les variations moyennes de son débit en fonction du temps. Les débits moyens des cours d'eau, aussi appelés modules, sont très dépendants de la pluviométrie. (P. BREIL et A. MALAFOSSE, 1994).

2.2.8. Variabilité de la pluie au niveau du bassin versant

La pluviométrie d'une zone représente un facteur écologique déterminant de la caractéristique d'un BV car elle permet de différencier les climats de cette zone. Le développement des formations végétales dépend non seulement de la hauteur de precipitation, mais aussi de sa répartition temporelle. Cette quantité de pluie observée à une période donnée n'est pas constante pour quel que soit la période considérée, d'où la fluctuation effective des régimes pluviométriques. (M. B. SALEY et al, 2006).

2.2.9. Le temps de concentration d'un bassin versant

Le temps de concentration est le temps écoulé entre le début de la pluie et le temps où le ruissellement effectif arrive à l'exutoire. Il se définit comme le maximum de durée nécessaire à une goutte d'eau pour parcourir le chemin hydrologique entre un point du bassin et l'exutoire de ce dernier (GONOMY, 2011). Il est estimé à partir de plusieurs formules empiriques dont, celle qui suit, formule de Ventura, en est une :

Tc = 76,3*(A/P) ^0.5 avec :

· S : superficie du Bassin versant en km^2 ; · I : pente en % ; · Tc : Temps de concentration en mn.

2.3. Caractéristiques physiques des BV et leurs influences sur l'écoulement Les caractéristiques physiographiques d'un bassin versant influencent fortement sa réponse hydrologique, et notamment le régime des écoulements en période de crue ou d'étiage. Le temps de concentration t_c qui, caractérise en partie la vitesse et l'intensité de la réaction du bassin versant à une sollicitation, est influencé par diverses

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caractéristiques morphologiques : en premier lieu, la taille du bassin, sa forme et sa pente. A ces facteurs s'ajoutent le type de sol, le couvert végétal et les caractéristiques du réseau hydrographique. Ces facteurs, d'ordre purement géométrique ou physique, se sont estimés aisément à partir de cartes adéquates ou en recourant à des techniques digitales et à des modèles numériques (Musy, 2005).

2.3.1. Les caractéristiques géométriques

2.3.1.1. La forme

La forme d'un bassin versant influence l'allure de l'hydrogramme à son exutoire. Par exemple, un BV de forme allongée favorise, pour une même pluie, les faibles débits de pointe de crue, ceci en raison des temps d'acheminement de l'eau à l'exutoire plus importants. Ce phénomène est lié à la notion de temps de concentration. En revanche, les bassins en forme d'éventail, présentant un temps de concentration plus court, donnent lieu à de forts débits de pointe (Musy, 2005). Il existe différents indices morphologiques permettant de caractériser le milieu, mais aussi de comparer les bassins versants entre eux. À titre d'exemple, on a l'indice de compacité de Gravélius (1914) KG, défini comme étant le rapport du périmètre du bassin au périmètre du cercle ayant la même surface.

2.3.1.2. L'aire

Le bassin versant étant l'aire de réception des précipitations et d'alimentation des cours d'eau, les débits vont être en partie reliés à sa surface.

2.3.1.3. Le relief

L'influence du relief sur l'écoulement se conçoit aisément, car de nombreux paramètres hydrométéorologiques (précipitations, températures, etc.) varient avec l'altitude et la morphologie du bassin. En outre, la pente influe sur la vitesse d'écoulement. Le relief se détermine lui aussi au moyen d'indices ou de caractéristiques suivants.

2.3.1.3.1. La courbe hypsométrique

Elle fournit une vue synthétique de la pente du bassin, donc du relief. Elle exprime le pourcentage de superficie, au-delà d'une certaine altitude. Elle demeure un outil pratique pour comparer plusieurs bassins entre eux ou les diverses sections d'un seul bassin.

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2.3.1.3.2. Les altitudes caractéristiques

Ø Les altitudes maximales et minimales

Obtenue directement à partir de cartes topographiques, l'altitude maximale représente le point le plus élevé du bassin tandis que l'altitude minimale est considérée comme le point le plus bas, généralement à l'exutoire. Elles déterminent l'amplitude altimétrique du bassin versant et interviennent également dans le calcul de la pente.

Ø L'altitude moyenne

Déduite directement de la courbe hypsométrique ou de la lecture d'une carte topographique, elle est peu représentative de la réalité. Toutefois, elle est parfois utilisée dans l'évaluation de certains paramètres hydrométéorologiques ou dans la mise en oeuvre de modèles hydrologiques.

Ø Les altitudes médianes

L'altitude médiane correspond à l'altitude lue au point d'abscisse 50% de la surface totale du bassin, sur la courbe hypsométrique. Cette grandeur se rapproche de l'altitude moyenne dans le cas où la courbe hypsométrique du bassin concerné présente une pente régulière.

2.3.1.3.3. La pente moyenne du bassin versant

La pente moyenne (i_m) est une caractéristique importante qui renseigne sur la topographie du bassin. Elle est considérée comme une variable indépendante. Elle donne une bonne indication sur le temps de parcours du ruissellement direct et influence directement le débit de pointe lors d'une averse.

2.3.2. Le réseau hydrographique

2.3.2.1. La différenciation du réseau hydrographique

Étant l'ensemble des cours d'eau naturels ou artificiels, permanents ou temporaires, qui participent à l'écoulement dans un BV, le réseau hydrographique est sans doute l'un des éléments les plus importants d'un bassin versant. Il est sujet à une multitude de formes et, sa différenciation est due à quatre facteurs principaux.

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Ø La géologie

Par sa plus ou moins grande sensibilité à l'érosion, la nature du substratum influence la forme du réseau hydrographique. Le réseau de drainage n'est habituellement pas le même dans une région où prédominent les roches sédimentaires, par comparaison à des roches ignées (proviennent du refroidissement du magma). La structure de la roche, sa forme, les failles, les plissements, forcent le courant à changer de direction.

Ø Le climat

Le réseau hydrographique est dense dans les régions montagneuses très humides et tend à disparaître dans les régions désertiques.

Ø La pente du terrain

La pente du terrain détermine si les cours d'eau sont en phase érosive ou sédimentaire. Dans les zones plus élevées, les cours d'eau participent souvent à l'érosion de la roche sur laquelle ils s'écoulent, ce qui donne lieu à des réseaux jeunes. Au contraire, en plaine, les cours d'eau s'écoulent sur un lit où la sédimentation prédomine, donc des réseaux plus anciens.

2.3.2.2. La topologie (Structure et Ordre du cours d'eau)

La topologie est définie comme étant l'étude des propriétés géométriques se conservant après déformations continues. Appliquée à l'hydrologie, elle s'avère utile dans la description du réseau hydrographique notamment en proposant une classification de ceux-ci. À titre d'exemple, on trouve les types dendritiques, en treillis, en parallèle, rectangulaire, à méandre, anastomosé, centripète, etc.

Cette classification est facilitée par un système de numérotation des branches des cours d'eau (rivière principale et affluents), elle reflète donc la ramification du cours d'eau. Il existe plusieurs types de classifications des tronçons des cours d'eau, dont celle de Strahler (1957) est la plus utilisée. Un bassin versant détient l'ordre de son cours d'eau principal à l'exutoire. Il existe d'autres classifications de ce type comme celle de Horton (1945) qui est parfois utilisée dans le même but (Musy, 2005).

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2.3.2.3. Les longueurs et les pentes caractéristiques du réseau

2.2.2.3.1. Les longueurs caractéristiques

Le bassin versant se caractérise principalement par les deux longueurs suivantes :

Ø Longueur du bassin versant

C'est la distance curviligne mesurée le long du cours d'eau principal depuis l'exutoire jusqu'à un point représentant la projection du centre de gravité du bassin sur un plan (Snyder, 1938).

Ø Longueur du cours d'eau principal

C'est la distance curviligne depuis l'exutoire jusqu'à la ligne de partage des eaux, en suivant toujours le segment d'ordre le plus élevé (Snyder, 1938).

2.3.2.3.2. Le profil en long du cours d»eau

C'est une représentation graphique de la variation altimétrique du fond du cours d'eau en fonction de la distance à l'émissaire. Le profil en long d'un cours d'eau permet de définir sa pente moyenne.

2.3.2.3.3. La pente moyenne du cours d'eau principal

La pente moyenne du cours d'eau détermine la vitesse avec laquelle l'eau se rend à l'exutoire du bassin, donc le temps de concentration. Une pente abrupte favorise et accélère l'écoulement superficiel, tandis qu'une pente douce ou nulle donne à l'eau le temps de s'infiltrer, entièrement ou en partie, dans le sol.

Les pentes moyennes des cours d'eau se calculent à partir du profil longitudinal du cours d'eau principal. La méthode la plus fréquemment utilisée consiste à diviser la différence d'altitude entre les points extrêmes du profil par la longueur totale du cours d'eau. On peut aussi l'assimiler à la pente de la droite tracée entre les points situés à 15% et 90% de distance à partir de l'exutoire, suivant le cours d'eau principal (Benson, 1959).

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2.3.2.4. Le degré de développement du réseau

2.3.2.4.1. La densité de drainage

La densité de drainage, introduite par Horton, est la longueur totale du réseau hydrographique par unité de surface du bassin versant. Elle dépend de la géologie, 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'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.

Selon Schumm, la valeur inverse de la densité de drainage, appelé « constante de stabilité du cours d'eau », elle représente la surface du bassin nécessaire pour maintenir des conditions hydrologiques stables dans un vecteur hydrographique unitaire.

Les bassins ayant une densité de drainage élevée réagissent rapidement aux sollicitations (Campeau, 2005 cité par Vallière, 2010). Tel qu'énoncé précédemment, l'effet principal d'une densité de drainage élevée, autant pour des cours d'eau naturels qu'artificiels, est l'augmentation des vitesses d'écoulement (Cosandey et al, 2003 cité par Vallière, 2010).

2.3.2.4.2. La densité hydrographique

La densité hydrographique représente le nombre de canaux d'écoulement par unité de surface.

2.3.2.4.3. Le rapport de confluence (bifurcation ratio)

Le rapport de confluence est un nombre sans dimension exprimant le développement du réseau de drainage. Il varie suivant l'ordre considéré. C'est un élément important à considérer pour établir des corrélations d'une région à une autre. Selon Strahler (1964), il varie de 3 à 5 pour une région où la géologie n'a aucune influence. La réponse hydrologique d'un bassin est fortement liée à son rapport de confluence.

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2.3.3. Les caractéristiques agro-pédo-géologiques 2.3.3.1. La couverture du sol

2.3.3.1.1. La couverture végétale

L'activité végétative et le type de sol sont intimement liés et leurs actions combinées influencent beaucoup l'écoulement en surface. La forêt, par exemple, exerce une action limitatrice importante sur le ruissellement superficiel. Elle régularise le débit des cours d'eau et amortit les crues de faibles et moyennes amplitudes. À l'inverse, le sol nu, de faible capacité de rétention favorise un ruissellement très rapide.

Suivant l'importance de la couverture en question, sa présence se traduit par un indice (K) qui n'est que le rapport de la surface occupée sur la surface totale du bassin.

Ce type d'indice se calcule aussi avec d'autres couvertures végétales telles que les cultures vivrières, le vétiver, le pâturage etc.

2.3.3.1.2. Le coefficient de ruissellement

Pour caractériser la capacité d'un bassin versant à ruisseler un indice est très souvent utilisé en hydrologie de surface : le coefficient de ruissellement (Cr). Son calcul et son emploi sont simples, mais notons qu'il peut conduire à commettre de grossières erreurs. Ce coefficient est défini comme étant le rapport de la hauteur de la lame ruisselée sur la hauteur d'eau précipitée (Cr = R/P). Il est aussi estimé dans des abaques suivant les caractéristiques de l'impluvium.

2.3.3.2. La géologie du substratum

L'étude géologique d'un bassin versant dans le cadre d'un projet hydrologique a surtout pour objet de déterminer la perméabilité du substratum. Celle-ci intervient sur la vitesse de montée des crues, sur leur volume et sur le soutien apporté aux débits d'étiage par les nappes souterraines. Soumis à une même averse, un bassin à substratum imperméable présente une crue plus rapide et plus violente qu'un bassin à substratum perméable.

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2.3.3.3. La nature du sol

La nature du sol intervient sur la rapidité de montée des crues et sur leur volume. En effet, le taux d'infiltration, le taux d'humidité, la capacité de rétention, les pertes initiales et le coefficient de ruissellement (Cr) sont fonction du type de sol et de son épaisseur¹.

2.4. Traitement statistique des données hydrologiques

L'ensemble des données d'une station de mesures pluviométriques constitue une information considérable qu'il est souhaitable de condenser à l'aide de caractéristiques bien choisies. On applique ainsi des lois et d'autres techniques de la statistique aux relevés pluviométriques pour en tirer des informations utiles aux études et travaux envisagés. On détermine de la sorte :

· Valeurs de tendances centrales ou dominantes (moyenne, médiane,...) ;

· Dispersion ou fluctuation des observations autour de la valeur centrale (écart-type, quantiles,..) ;

· Lois de distribution statistiques (loi normale, log-normale, Pearson...).

L'ensemble de ces valeurs ponctuelles, condensées sous forme statistique, est utilisé pour déterminer la fréquence et les caractéristiques d'un événement pluvieux isolé.

Que ce soit pour anticiper les apports qui viendront remplir un réservoir, ou pour décider de ce que peut être une sècheresse sévère et s'en prémunir, les démarches employées s'appuieront toujours sur les données observées dans le passé.., et en tireront des conclusions pour le futur. Normalement, ces données du passé peuvent être décrites par une ou plusieurs lois de probabilité courantes (dans une certaine gamme de probabilité). Il est alors intéressant de chercher à ajuster sur ces données une, ou des lois pour faciliter l'utilisation numérique et parfois, sous certaines réserves, pour en tirer des informations de type probabiliste (GONOMY, 2012).

¹ SRC: Le bassin versant et son complexe

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2.4.1. Choix d'une loi

Le choix d'une loi est une opération assez méthodologique en ce sens qu'il faut tester quelle loi interprète ou non bien, la tendance de l'échantillon. Il s'agit d'un test de validité. Chaque famille de lois fait appel à un ensemble de méthodes de détermination des paramètres de définition de l'échantillon. La méthode qu'on utilise dans ce document est la méthode graphique. Cette méthode consiste à trouver un diagramme fonctionnel tel que : si l'échantillon suit raisonnablement la loi pour laquelle ce diagramme a été conçu, alors cela se traduira par un alignement, selon une droite, facile à apprécier à l'oeil (GONOMY, 2012).

2.4.2. Quelques familles de lois en hydrologie statistiques 2.4.2.1. Famille des lois normales

Cette famille de lois contient la loi de GAUSS (dite Loi Normale), la loi de Galton (dite loi LogNormale) et leur dérivées. Pour cette famille de loi, on ne tiendra pour ce travail que la loi de Gauss. On sait aussi que ces lois suivent assez bien la tendance des données moyennes (Obled et al, 2007).

Ø Loi de Gauss

C'est une loi à 2 paramètres ; la moyenne f3 et l'écart-type á. La densité de probabilité s'écrit :

sa fonction de répartition notée N(f3, á) s'écrit :

Selon cette loi, si on effectue sur x la transformation linéaire : x ? u = (x - f3)/á, il est démontrable que la nouvelle variable u suit encore une loi de Gauss. (Obled et al., 2007).

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2.4.2.2. Familles des lois exponentielles et des valeurs extrêmes

Cette famille de lois contient les Lois exponentielles, la Loi de Gumbel et d'autres lois de valeurs extrêmes (Weibull et GEV). Dans le cadre de ce travail, on ne se statue que sur celle de Gumbel.

Ø La loi de Gumbel

C'est une loi très importante, qui sert dans l'analyse fréquentielle des valeurs extrêmes, et sera notamment l'ingrédient essentiel, en hydrologie opérationnelle, de la méthode du Gradex pour le calcul des crues de projet (Obled et al., 2007).

C'est une loi à 2 paramètres á et f3, fonctions respectivement de l'écarts-type et la moyenne de l'échantillon, donc de même dimension que x. Elle est définie pour toute valeur de x par sa fonction de répartition F(x, á , f3) et sa densité sont respectivement :

et

On désigne en général par "averse" un ensemble de pluies associé à une perturbation météorologique bien définie. Sa durée peut donc varier de quelques minutes à une

Avec :

Où o?? et ???? sont respectivement l'écart-type et la moyenne de l'échantillon, d'où :

XF = â + á.UF

UF = -Ln [-Ln(F)]

F = 1 - 1 T

T : temps de retour

2.5. Notion d'averse et d'intensités

2.5.1. Concepts et définition

C'est la représentation graphique de l'intensité d'une averse en fonction de sa durée et de sa récurrence.

19

centaine d'heures et intéresser une superficie allant de quelques kilomètres carrés (km²) (orages) à quelques milliers de km² (pluies cycloniques). On définit finalement une averse comme un épisode pluvieux continu, pouvant avoir plusieurs pointes d'intensité. La notion d'averse est très importante au niveau des petits bassins versants car elle s'avère déterminante pour l'estimation des débits de crue (GEORGES, 2008).

Deux types de courbes déduites des enregistrements d'un pluviographe (pluviogramme) permettent d'analyser les averses d'une station :

Ø La courbe des hauteurs de pluie cumulée ;

Ø Le hyétogramme.

2.5.1.1. La courbe des hauteurs de pluie cumulées

Représente en ordonnée, pour chaque instant t, l'intégrale de la hauteur de pluie tombée depuis le début de l'averse.

2.5.1.2. Le hyétogramme

Le hyétogramme est la représentation, sous la forme d'un histogramme, de l'intensité de la pluie en fonction du temps. Les éléments importants d'un hyétogramme sont le pas de temps ?t et sa forme. Sa forme est en général caractéristique du type de l'averse et varie donc d'un événement à un autre.

2.5.2. Intensité d'une averse

L'intensité moyenne d'une averse désigne et s'exprime par le rapport entre la hauteur de pluie observée et la durée t de l'averse :

2.5.3. Courbe Intensité-Durée-Fréquence (IDF) et construction

Courbe donnant la probabilité de diverses intensités de pluie pour diverses durées en un lieu donné. Il s'agit souvent d'une famille de courbes, dont chacune représente une certaine fréquence d'occurrence ou une certaine période de retour exprimée en années.

20

2.5.3.1. Lois de la pluviosité définissant les IDF

L'analyse des pluies a permis de définir deux lois générales de pluviosité qui peuvent s'exprimer de la manière suivante :

· Pour une même fréquence d'apparition (même temps de retour) l'intensité d'une pluie est d'autant plus forte que sa durée est courte.

· Ou encore, en corollaire, à durée de pluie égale, une précipitation sera d'autant plus intense que sa fréquence d'apparition sera petite (donc que son temps de retour sera grand).

Les courbes (IDF) sont en générales définies par ces deux lois précédentes.

2.5.3.2. Utilisation des courbes IDF

Les courbes IDF ne sont pas une fin en soi, mais sont construites dans un but bien précis. Elles permettent d'une part de synthétiser l'information pluviométrique au droit d'une station donnée et, d'autre part de calculer succinctement des débits de projet et d'estimer des débits de crue ainsi que la détermination des pluies de projet.

2.5.3.3. Construction des courbes IDF

Les courbes IDF sont établies sur la base de l'analyse d'averses enregistrées à une station au cours d'une longue période. Les courbes obtenues peuvent donc être construites de manière analytique ou statistique.

2.5.3.3.1. Représentation analytique

Différentes formules sont proposées pour représenter l'intensité d'une pluie en fonction de sa durée.

La forme la plus générale (avec T variable) est la suivante

· Formule de Montana : i = _t?a ?

· Formule de Talbot : i = a
(b+t)

Où a et b sont des paramètres d'ajustement en fonction de la région.

L'intensité de la pluie peut être traduite par une formule dérivée de celle de TALBOT:

21

2.5.3.3.2. Représentation statistique de la courbe IDF

Les courbes IDF sont établies sur la base de l'analyse d'averses journalières enregistrées à une station au cours d'une longue période. L'analyse fréquentielle peut s'appliquer si on ne présuppose pas une loi connue (de type Montana, etc.) et si on s'intéresse à des événements rares, donc extrêmes. Les données recueillies sont alors ajustées, à un pas de temps choisi, à une loi statistique qui doit décrire relativement bien la répartition des extrêmes. La loi de Gumbel est la plus utilisée. Si l'opération est répétée sur plusieurs pas de temps, on obtient la variation de l'intensité avec la durée de la pluie pour différents temps de retour, c'est à dire des courbes IDF de la station considérée sur la période analysée. Au niveau de ce document, on ne retient que celle-là.

2.5.4. Temps de retour d'un événement pluvieux

Les projets d'aménagements hydrauliques ou hydrologiques sont souvent définis par rapport à une averse type associée aux fréquences probables d'apparition. En fait, l'étude des grandeurs comme les précipitations, sert en règle générale, à déterminer par exemple la probabilité qu'une hauteur de pluie h ne soit pas atteinte ou dépassée dans le temps. Cette probabilité est donnée, si h est une variable aléatoire, par F(xi) = P(h~ xi). On nomme cette probabilité fréquence de non-dépassement ou probabilité de non-dépassement. Son complément à l'unité [1- F(xi)] est appelé probabilité de dépassement, fréquence de dépassement ou encore fréquence d'apparition. On définit alors le temps de retour T d'un événement comme étant l'inverse de la fréquence d'apparition de

l'événement. Soit : T = 1

P(x) ou T = 1

1-F(x)

Ainsi, l'intensité d'une pluie de temps de retour T est l'intensité qui sera dépassée en moyenne toutes les T années (GONOMY, 2012).

22

III.- PRESENTATION DE LA ZONE D'ETUDE

3.1. Localisation et délimitation

Le micro BV de la ravine de Boulmier, est un petit bassin versant faisant parti du grand BV de la rivière Cavaillon, il se situe à l'ouest de la partie inférieure de celui-ci (Voir figure 1). Il présente une superficie d'environ 26.356 ha et un périmètre de 2030.38 m. Il est accessible depuis la route nationale N^o 2, juste avant le pont construit sur la ravine de Bourmier entre la commune de cavaillon et celle des Cayes. (Voir figure 1.)

^{0 87.5 175}

⁰

^{Le MBVB}

^{70 140 280 Kilometres}

^{350 Metres}

^Haiti

^{0 4 8 16 Kilometres}

^{Le MBVB}

^{Le BV Cavaillon}

^{BV CAVAILLON}

^Legende

^{Rivieres_Princ_BV_Cavaillon}

^MBVB

^{MNT Cavaillon}

^Value

^High : ¹³⁰⁰

^Low : ⁰

.

Figure 1 : Localisation du micro bassin versant de la ravine de Boulmier MBVB

BV : Bassin versant

^{Universited'Etatd'Haiti(UEH)}

^{lcadre de la redaction de} mon ^{Faculte d'Agronomie et de Medecine Veterinaire}

^{Localisation du MBVB}

^{memoire de license (Octobre} 2014) (FAMV)

^{Realise par} : ^{SAINT FLEUR Bob E.}

^{Cette carte est realisee dans} le

3.2. Occupation de l'espace

L'espace est très morcelée au niveau du MBVB. Les superficies des parcelles varient d'un centième d'hectare pour les petits jardins vivriers, à un demi- hectare (vétiver, pâturages). Les superficies moyennes sont d'environ 0.015 ha pour les parcelles de vétiver et les pâturages, et 0.012 ha pour les jardins vivriers (B. Grellier, 2012). En termes de couverture de sols, le vétiver est la culture prédominante. En effet, sur 30 ha du micro bassin (Aire 3D), le vétiver s'étale sur plus de sa moitié (52 %), alors que les cultures sarclées en occupent 9 % et les pâturages (17 %), les espaces boisées (21 %) et

23

les habitats et les routes le reste (1%). La figure 2 présente une vue de la situation en 2012.

Figure 2 : Carte d'occupation des sols au niveau du MBVB (Grellier, 2012) 3.3. Relief

Le micro BV présente un relief plus ou moins accidenté sur les versants, à certains endroits au niveau des gorges, on peut observer des pentes pouvant donner lieu à des écoulements assez torrentiels. La figure 3 présente les classes de pentes du MBVB.

Figure 3 : Classe de pente au niveau du MBVB (Grellier, 2012)

24

Près de 10% des versants détiennent une pente supérieure à 60%. À partir d'observations faites sur le terrain, on peut théoriquement constater qu'une infime partie des versants accuse une pente se situant en dessous de 10%, et environ 80% de la superficie du micro BV accuse une pente comprise entre 20 % et 60 %. À certains endroits, surtout au niveau des têtes des ravines, on trouve des pentes de plus de 100 %.

Le réseau hydrographique présente un profil en long plus ou moins accidenté. Bien que les pentes moyennes des différents confluents soient faibles, les pentes maximales atteignent des valeurs entre 20% et 60%. On peut constater que les ravines prennent toutes naissance dans des zones de très fortes pentes, pour adopter par la suite des pentes plus adoucies.

3.4. Géologie

La totalité des sols du micro BV se trouve sur une formation calcaire, un substrat calcaire de biomicrites pélagiques² (B. Grellier 2012). Il est constitué par une succession alternée de couches de calcaires et de marnes d'épaisseur variant de l'ordre de centimètre au mètre. Parfois, la roche est fissurée, ce qui permet à l'eau de pluie de s'infiltrer. L'action de cette dernière sur la roche la désagrège et il se forme une altérite du matériau calcaire étant un matériau pulvérulent et friable assimilée à une micrite crayeuse (DUCHAUFOUR, cité par Grellier 2012). Il est dénommé « tuff » dans la zone et les gens l'utilisent dans la construction.

3.5. Pédologie

Les sols au niveau du MBVB sont des sols carbonatés dont la plage de couleur va de bruns plus ou moins foncé aux zones de faibles pentes, à clair aux versants érodés et aux sommets. C'est donc de la rendzine. Il est très peu profonds (sols squelettiques et lithosols) dans les hauts de versant décapés par l'érosion. On y observe fréquemment de nombreux affleurements de la dalle calcaire en surface (zone définitivement perdue pour l'agriculture). Selon la situation topographique et la déclivité de la pente, l'horizon de surface est faiblement humifère ou inversement selon les apports et dépôts. Les bas de pente et les zones peu accidentées ou planes présentent des colluvions parfois très

² Roche de l'ère tertiaire à éocène moyen à supérieur, de type sédimentaire, du calcaire dur. Src : Carte géologique du BV de cavaillon, CNIGS.

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épaisses permettant un développement d'un horizon B intermédiaire profond correspondant au meilleur potentiel pour le développement des racines du vétiver (Grellier, 2012).

3.6. Climat

Étant donné que le sous bassin de la ravine Boulmier fait partie du grand bassin de Cavaillon et faute de données climatiques spécifiques disponibles pour le sous bassin, on y considère celles de Cavaillon. Cavaillon fait partie de la région climatique tropicale Sud, classée comme l'une des régions les plus arrosées du pays (pluviométrie annuelle supérieure à 1500 mm). Cette zone est caractérisée par un climat tropical humide.

3.6.1. Saisons

Les précipitations au niveau de Cavaillon (y compris Boulmier) quoiqu'abondantes, sont très irrégulières. La zone est caractérisée par une saison pluvieuse divisée en deux périodes ; Avril-Juin et Septembre-Novembre, avec respectivement deux pics (Octobre et Mai) et une saison relativement sèche s'étendant de Décembre à Mars. Le tableau 1 présente les précipitations moyennes mensuelles à Cavaillon.

Tableau 1 : Saisons au niveau de la zone de Boulmier

Jan.

Feb.

Mar.

Apr.

Mai

Jun.

Jul.

Aou.

Sept.

Oct.

Nov.

Dec.

Saison sèche (SS)

1^ère Saison des pluies

SS

2^ème Saison des pluies

SS

3.6.2. Historique des cyclones et ouragans au niveau de la zone

En remontant à environ un siècle, on répertorie ci-dessous les différents cyclones et ouragans ayant touché le Sud du pays. Le tableau 2 y présente un résumé.

Tableau 2 : Répartition mensuelle des événements désastreux dans le Sud

Mois

Jan

Fev

Mar

Avr

Mai

Juin

Juil.

Aout

Sept.

Oct.

Nov.

Dec.

2

1

1

5

4

4

Ce tableau représente un résumé de l'histoire des cyclones et ouragans ayant touché le Sud du pays de 1915 à 2008 suivant les mois. On peut également constater que le trimestre Aout-Sept-Octobre représentent à eux seuls la période où les 3/4 de tous ces

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événements arrivent. On peut en dire que c'est la saison cyclonique du Sud. Le mois d'Aout demeure le mois le plus cyclonique.

3.6.3. Insolation

L'insolation varie peu dans la région. Cela indique une bonne répartition de la radiation incidente tout au long de l'année. L'estimation de la durée moyenne journalière d'insolation en heures au niveau de la région a été présentée par la FAO et reportée dans le tableau 3.

Tableau 3: Insolation moyenne mensuelle au niveau de la région de Cavaillon

Mois	J	F	M	A	M	J	J	A	S	O	N	D
Insolation (hrs)	8.06	7.28	8.37	8.4	8.99	8.7	8.99	8.68	8.4	8.37	7.80	7.75

Source : FAO, Mai 2006

3.6.4. Température

La température dans la région sud varie très peu d'une saison à l'autre. La température moyenne annuelle est de 27^o C. les moyennes mensuelles sont comprises entre 25 ^o C (janvier) et 29 ^o C (Juillet). Les valeurs moyennes mensuelles sont présentées dans le tableau 4.

Tableau 4 : Températures moyennes mensuelles au niveau de la région de Cavaillon

Mois	J	F	M	A	M	J	J	A	S	O	N	D
T(^oC)	25.4	25.0	25.2	26.3	27.4	28.5	28.9	28.4	28.3	27.1	27.3	25.4

Source : FAO, Mai 2006

3.6.5. Pluviométrie

Il n'existe pas de données pluviométriques propres à la zone de Boulmier, avant celles récoltées via le projet. Quelques rares données sont disponibles sur les villes de Cavaillon, Les Cayes, Maniche et Camp-Perrin, mais elles ne peuvent pas être considérées pour une représentation fidèle de la réalité. On trouve ainsi que le BV de la rivière Cavaillon reçoit par an une moyenne de 1 300 mm (PMDN, 2010) ou 2 000 mm (MPCE, 1997), Cavaillon 1 800 mm (MARNDR-BID, 2006), et la plaine des Cayes plus de 2 000 mm (MPCE, 1997). Le tableau 5 présente une série pluviométrique au niveau de la zone de Cavaillon et sa représentation graphique au niveau de la figure 4.

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Tableau 5: Précipitation moyenne mensuelle de la région de Cavaillon

Mois	J	F	M	A	M	J	J	A	S	O	N	D
Pluie moy. Mens.	67	60	97	139	179	153	127	142	168	321	80	77

Source : FAO, cité par hydrotech, janvier 2006

Precipitation au cours de l'annee 2006 a Cavaillon

J F M A M J J A S O N D

Mois

Precipitation moyenne mensuelle (mm)

30

25

20

Figure 4 : Variation de la précipitation mensuelle à cavaillon en 2006

3.6.6. Vent

Les vents qui soufflent sur la zone sont généralement de deux (2) types: les Alizés et les Nordés. Le Sud est l'une des régions du pays les plus exposées aux ouragans. Les cyclones Hazel (octobre 1954), Allen (1980), Cléo (Août 1984) et Georges (1998) furent les plus dévastatrices en termes de dommages causés. Les vents de direction et d'intensités variables dans la région soufflent surtout au mois d'Aout et de Septembre.

3.7. Végétation

La végétation au niveau du micro BV peut être présentée suivant deux grandes unités agro écologiques ; les versants et les gorges. Au niveau des versants, on trouve surtout les populations herbacées, constituées surtout de vétiver (Chrysopogon zizanioides), le chiendent et quelques arbustes forestiers comme le bayahonde (Prosopis juliflora), le campêche (Haematoxylum campechianum) etc. Au niveau des gorges, on rencontre surtout de grandes arbres comme l'avocatier (P. americana), le cèdre (Cedrela odorata), le bois blanc, le chêne d'Haiti (Catalpa longissimma), le gommier (Eucalyptus globulus), l'arbre véritable (Artocarpus altilis), le Cachiman (A. reticulata), l'amandier (Terminalia catalpa), le queneppier (Melicoccus bijugatus, le goyavier (Psidium guajava), le citronnier (Citrus limon), le neem (Azadirachta indica) etc....

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IV.- METHODOLOGIE DU TRAVAIL

Ce travail qui contribue à la caractérisation hydrologique du micro bassin versant de la ravine Boulmier sous l'influence de la variabilité pluviométrique et de l'état de son bassin versant a résulté d'un ensemble d'étapes méthodologiques. Il s'agit entre autres de : la recherche bibliographique, les visites d'exploration, la collecte des données, la vérification des données, la cartographie et la photo-interprétation, l'analyse des données pluviométriques, l'évaluation du ruissellement et l'analyse de l'expression des débits théoriques au niveau de la section de contrôle.

4.1. Méthode de travail

4.1.1. Recherche bibliographique

À ce niveau, un ensemble de documents disponibles sur le bassin versant ont été consultés. Il s'agit notamment du mémoire de fin d'études de B. Grellier, document relatif à l'évaluation de l'érosion au niveau du MBVB; des documents d'hydrologie (Complément d'hydrologies par Dr. Gonomy; Introduction et traitement de données en hydrologie par Ch. Obled et al.); le bassin versant et son complexe etc. Aussi, des documents relatifs à ces termes dans d'autres pays ou continents ont été également consultés. Cette étape a permis de rassembler les informations générales relatives à ce travail.

4.1.2. Visite d'exploration

Étant donné qu'il s'agit d'un travail de recherche à but exploratoire, sa réussite dépend en grande partie d'une bonne connaissance du milieu d'étude et de la collaboration active des habitants de la zone. De ce fait, on a parcourue la zone d'étude du micro bassin versant afin d'avoir une vue globale de la zone. On a eu des entretiens informels avec des résidents ainsi que le coordonnateur de terrain, l'Ing.-Agr. Gédéon BERTRAND. Cette étape a permis d'avoir certaines informations sur l'histoire de la zone, et de confronter les données cartographiques aux réalités du terrain.

4.1.3. Collecte de données

Les données climatologiques sont en général recueillies par des organismes publics tels que le SNRE/MANRDR, le FIC. Des données pluviométriques ont été collectées auprès

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du MARNDR, et du DDAS ainsi que des données cartographiques auprès du CNIGS. Les données d'actualisation des cartes ont été collectées sur le terrain. Ces données ont permis de situer le MBVB, le délimiter et de faire des analyses afin d'avoir une meilleure compréhension du comportement hydrologique du MBVB.

4.1.4. Vérification des données

En général, les mesures sont effectuées avec soin. Néanmoins, il convenait normalement de procéder à une vérification de l'homogénéité des données recueillies afin d'éliminer ou de corriger les relevés défectueux.

Ceci se faisait en comparant les relevés de la station aux données connues de la région. Pour les pluies, il a fallu examiner les totaux mensuels et annuels. Par la suite, on vérifie la constance de la relation des relevés de la station étudiée par rapport à une station voisine suffisamment fiable pour être prise comme référence. La méthode utilisée, la plus usitée, fut la méthode des doubles masses qui peut porter sur des données relevées sur des intervalles de temps divers tels que l'année, le mois, la décade, la semaine.

En négligeant ces vérifications, on risquerait de travailler sur une série non homogène, comportant des éléments de plusieurs populations statistiques, et les conclusions seraient erronées.

4.1.5. Cartographie et photo-interprétation

4.1.5.1. Réalisation des cartes et extraction du réseau hydrographique

Une carte topographique et des ortho photos ont été utilisées pour obtenir une vision globale sur la zone d'étude de manière à recueillir les premières informations. La délimitation du micro bassin et la réalisation des cartes (géomorphologie, occupation de sol, etc.) sont effectuées sur le logiciel ArcGIS.

4.1.5.2. Détermination des paramètres physiographiques du MBVB

Certains paramètres descriptifs tels que le périmètre, l'aire, des altitudes (maximale, moyenne et médiane), la longueur de la rivière principale et celle des cours d'eau secondaires sont directement déterminées à partir du logiciel ArcGIS. Les autres paramètres tels que l'indice de compacité de Gravélius, la pente moyenne du micro

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bassin, la pente moyenne de la rivière principale, la densité de drainage et la densité hydrographique sont calculés à partir des formules présentées dans le tableau suivant. Tableau 6 : Symbole et formules des paramètres descriptifs du MBVB

Caractéristiques	Symbole	Formules
Superficie du micro bassin :	A	-
Périmètre du micro bassin :	P	-
Longueur totale des courbes de niveau équidistant de 5 m :	? ?? ??	Lc1 + Lc2 +....+ Lcn
Indice de Compacité de Gravélius :	KG	0.28??
		v??
Longueur du rectangle équivalent :	L	KGvA (1.12 2 [1 v1 ) ] + -
		1.12 KG
Largeur du rectangle équivalent	L	KGvA (1.12 2 [1 v1 ) ] - -
		1.12 KG
Altitude maximale :	Altmax	-
Altitude moyenne :	Hmoy	-
Altitude médiane :	Altmed	-
Pente moyenne du micro bassin :	imoy	??. ????
		??
Pente moyenne du cours d'eau principal :	Pmoy	?????????
		??
Densité de drainage :	Dd	? ????
		??
Densité hydrographique :	F	? ????
		??
Longueur du bassin versant :	Lbv	-
Longueur du cours d'eau principale :	L	-
Autres

Lc : Longueur d'une courbe de niveau ; Li : Longueur d'un cours d'eau ; Ni : Nombre de cours d'eau

4.1.6. Analyse et traitement des données pluviométriques

Cette étape a permis de définir la variabilité de la pluie dans le temps au niveau de ce bassin versant. Il se faisait sur une période plus ou moins longue des dernières pluies mensuelles moyennes et maximales incidentes au niveau du MBVB.

4.1.6.1. Choix du type de données

Le choix du type de données est une étape très importante dans les projets hydrologiques. Ce choix dépend surtout de l'objectif poursuivi. Dans le cadre de cette étude réalisée pour le PMDN, dont l'objectif concerne surtout la protection des versants

L'ajustement est valide pour une probabilité au dépassement de la valeur calculée du ÷2 supérieure à la valeur du seuil classique de rejet recommandé en Hydrologie, qui est de

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et si possible la construction de retenue sur le BV, les échantillons d'intérêt sont ceux des pluies maximales et des pluies moyennes.

4.1.6.2. Choix des lois statistiques et leurs tests d'ajustement

Le traitement des données en hydrologie fait appel à un ensemble de familles de lois. Le choix d'une loi est une opération assez méthodologique en ce sens qu'il faut tester quelle loi interprète idéalement la tendance de l'échantillon. Ça passe par l'appréciation de l'attachement plus ou moins fidèle entre la courbe de la distribution empirique de l'échantillon et celle de la distribution théorique de la loi appliquée à cet échantillon-là. Il s'agit d'un test d'ajustement de cette loi. Ainsi, on a procédé à des tests sur plusieurs lois. Suite au jugement des faits, on a retenu la loi normale de « Gauss » pour les pluies moyennes et celle des extrêmes de « Gumbel » pour les pluies maximales.

4.1.6.3. Test d'adéquation des lois choisies

Le test d'adéquation de la loi est réalisé pour voir si l'échantillon peut raisonnablement être considéré comme tiré d'une population ayant une certaine distribution de probabilité de cette loi. Si c'est le cas, (si l'hypothèse est vérifiée) cette distribution de probabilité pourra être facilement utilisée pour calculer des valeurs x de probabilité donnée ou les probabilités associées à des valeurs de x fixées (Obled, 2010).

Pour réaliser ce test, on a choisi le Test Chi 2 de Pearson. Ce test consiste à comparer l'histogramme empirique de l'échantillon à l'histogramme que donnerait la loi à tester. La définition de l'histogramme se fait en divisant l'échantillon en k classes, en définissant la position et la probabilité au dépassement à leurs bornes.

On calcule Vi = N [F(x) - F(x-1)], l'effectif donné par cette loi pour la classe j. Avec F(x), la fonction de répartition de la loi à tester et N la taille de l'échantillon. On a défini par la

suite une distance D = ÷² = ? (????-íi) 2

?? entre les deux histogrammes. Avec nj, le

??=0 íi

nombre d'éléments de la classe j. il advient que cette distance est d'autant plus grande que l'écart est grand entre les deux distributions (Obled, 2007).

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5% pour X = k-1-p degrés de liberté. Avec k, le nombre de classe, et p le nombre de paramètres de la loi choisie.

4.1.6.4. Traitement statistiques des données

Le traitement statistique des données consistait surtout, par l'application des lois qualifiées à l'échantillon, à la détermination les valeurs des pluies pour des fréquences de 5 ans, 10 ans, 25 ans, 50 et 100 ans et la construction des courbes IDF correspondantes.

Normalement, la construction des courbes IDF se fait en traitant des séries de pluies journalières ainsi que leur durée, enregistrées sur une longue période (Dr. Gonomy, Com. Pers.). Malheureusement ces données y font défaut. Puisqu'on ne dispose pas de données suffisantes sur la pluviométrie journalière et le temps des pluies, notre construction est basée sur une analyse statistique des pluviométries mensuelles et des nombres de jours de pluies par mois disponibles. La pluie journalière est obtenue en divisant la hauteur de la pluie mensuelle par le nombre moyen d'épisodes pluvieux par mois. Les séries de pluies mensuelles moyennes et maximales ont été traitées en utilisant les lois statistiques de Gauss et de Gumbel pour la détermination des valeurs de pluies a des fréquences de 5 ans, 10, 25, 50 et 100 ans habituellement adoptées pour la construction d'ouvrages hydrauliques. L'hypothèse qu'une hauteur de pluie de fréquence donnée pouvait avoir lieu à partir d'intensités de pluies différentes a été considérée. Pour la construction de la courbe IDF, des durées de pluies différentes ont été choisies, soit de 15 min, 30 min, 1 h 3h, 6 h, 12 h, 18 h et 24 h.

4.1.7. Évaluation des ruissellements

L'évaluation du ruissellement a été faite dans le but d'étudier la réaction du MBVB face à une sollicitation. Cette évaluation a été faite par la détermination d'un coefficient de ruissellement pondéré en fonction de l'étendue des sous-micros BV, de la couverture végétale dominante et la pente dominante au niveau de chaque sous-micro BV. Pour se faire, deux approches ont été utilisées; l'une basée sur les données expérimentales et l'autre basée sur les recommandations qui permettent de fixer le coefficient de ruissellement en fonction de l'état de surface et de la pente. La détermination du

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coefficient de ruissellement expérimental a été faite en divisant le volume qui ruisselle réellement par le volume d'eau que reçoit le micro BV au cours de l'épisode.

4.1.8. Estimation des débits de pointes de pluies périodiques

En fonction des formules mettant en relation le débit (Q) et la hauteur de la précipitation (P), on a pu déterminer les débits susceptibles d'être générés par les pluies périodiques

(P5, P10, P25, P50, P100). Le calcul a été fait suivant la formule ????(????

????(??)* ????*??(????)

????

?? ) =

où, PT est la pluie mensuelle de période de retour T et, Cr, A et tp sont respectivement le coefficient de ruissellement pondéré du micro BV, l'aire du micro BV et la durée de la pluie. Du fait qu'on n'a eu à notre disposition que des pluies mensuelles dont la plupart est issue d'extrapolations, on a du considérer un certain nombre de jours pluvieux par mois. Ce choix a été surtout basé sur l'historique d'une série de 14 années de pluies au niveau de la région des Cayes (2000-2013). Entre temps, pour les débits de pointe des pluies moyennes, on a considéré la moyenne des nombres moyens de jours pluvieux par mois entre les années. Alors que pour les débits de pointe des pluies maximales, on a utilisé la moyenne du nombre minimal de jour pluvieux par mois (les plus fortes intensités possibles). Compte tenu du fait qu'il peut exister une multitude de possibilités concernant le temps de la pluie, on se contentait d'y affecter des durées variables supérieures au temps de concentration théorique. On a considéré des temps de 15, 30, 45, 60,120 et 180 minutes.

4.1.9. Construction de la courbe de tarage hauteur-débit

La disposition d'une courbe de tarage hauteur-Débit caractérisant le comportement hydrologique du BV est très importante pour l'analyse des rapports entre les pluies probables et les hauteurs correspondantes au niveau de la section de contrôle. La construction de cette courbe a été réalisée, grâce à l'application des formules de détermination des vitesses de Manning, en faisant varier la hauteur (h) aux centimètres près au niveau de la section de contrôle, ce qui engendre une variation proportionnelle du débit (Q).

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4.1.10. Analyse de l'expression des débits théoriques à la section de contrôle

Grace à la courbe de tarage hauteur-débit et de l'échelle limnimétrique au niveau de la section de contrôle à l'exutoire du micro BV, une relation assez étroite y a été établie entre la hauteur de l'écoulement et le débit transité. Le débit maximal correspondant à la hauteur maximale de la section a été estimé de façon à identifier ceux pour lesquels il y aurait débordement. Donc, même après un épisode pluvieux, il reste possible d'identifier le débit de pointe qui y passait grâce à la lecture de la marque de l'eau sale sur l'échelle limnimétrique, encore mieux grâce à un limnigraphe.

4.2. Matériels utilisés

4.2.1. Les équipements de terrain

Ø Un pluviomètre à auget basculeur ;

Ø Une sonde à pression pour la mesure des hauteurs de l'écoulement ;

Ø Une échelle limnimétrique pour l'appréciation des hauteurs d'eau ;

Ø Un courantomètre électronique³ pour la mesure des vitesses des écoulements ;

Ø Un ruban métrique, ficelle et marqueur, un cahier, crayons et plumes ;

Ø Un théodolite et accessoires pour l'évaluation de la pente moyenne du réseau ;

Ø Un récepteur GPS Garmin et une caméra numérique.

4.2.2. Les équipements de bureau

Ø Un ordinateur.

4.2.3. Des logiciels d'exploitation et de traitements des données

Ø OTT-Orphéus mini pour le paramétrage de la sonde de pression ;

Ø HOBOware pour le paramétrage et l'exploitation du pluviomètre ;

Ø ArcGis pour la cartographie.

³ Un courantomètre électronique de marque OTT-MF Pro

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V.- RESULTATS ET DISCUSSION

5.1. Caractéristiques hydrométéorologiques de la zone

5.1.1. Étude de la pluviométrie au niveau de la zone

Il n'existe pas de données récentes suffisantes, spécifiques au micro BV de la ravine de Boulmier, on lui assigne les données de la station hydrométéorologique de Cavaillon.

5.1.1.1. Série pluviométrique disponible au niveau de la zone

Les données pluviométriques disponibles au niveau de la station de Cavaillon sont celles de 1952-1968 et celle de 1979-1991 (voir annexe). Évidemment, ces données sont manquantes et leur enregistrement présente des interruptions. Pour mieux apprécier la variation temporelle de la pluviométrie en ces lieux, on se contente de comparer les valeurs mensuelles moyennes, maximales et minimales de la pluie entre ces deux séries de données. La distribution de ces données et la variation observée entre les deux séries sont illustrées au niveau des figures 5, 6, 7 et 8.

Pluviometrie à Cavaillon (1952-1968)

	1200 1000 800 600 400 200 0					Hauteur (mm)
		Max (1952-1968) Min (1952-1968) Moy (1952-1968)

Figure 5 : Pluviométrie mensuelle à Cavaillon de 1952 à 1968

Notons qu'il est figuré deux pics dont les hauteurs sont nettement décalées l'une par rapport à l'autre, l'un en juin et l'autre en Octobre.

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Pluviometrie à Cavaillon (1979-1991)

	1200 1000 800 600 400 200 0					Hauteur (mm)
		Max (1979-1991) Min (1979-1991) Moy (1979-1991)

Figure 6 : Pluviométrie mensuelle à Cavaillon de 1979 à 1991

Notons ici que l'ordre des pics se respecte, mais l'écart se réduit carrément. La physiographie des pluies change remarquablement.

Le mois Octobre demeure le mois le plus pluvieux entre les deux séries. Il y a également une évolution de la tendance à la concentration de pluies au niveau du trimestre de Septembre-Octobre et novembre. Vu la tendance des graphes ci-dessus, on constate que la quantité de pluie qui tombe dans le temps a tendance à diminuer. On a comparé les pluies moyennes et les pluies maximales entre les deux séries, qui s'écartent en moyenne à 25 ans, les écarts obtenus sont notables même si il y a chevauchement quelques parts. Ces comparaisons sont présentées au niveau des figues 7et 8.

Variation des pluies moyennes (25 ans)

	350.0 300.0 250.0 200.0 150.0 100.0 50.0 0.0					hauteur (mm)
		Moy (1952-1968) Moy (1979-1991)

Figure 7 : Écarts entre les hauteurs de pluies moyennes en 25 ans

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Figure 9 : Résultat du test de double masse pour la série 1979-1991

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Variation de pluies max (25 ans)

	1200 1000 800 600 400 200 0					Hauteur (mm)
		Max (1952-1968) Max (1979-1991)

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Figure 8 : Écarts entre les hauteurs de pluies maximales en 25 ans

Comme mentionné plus haut, on note un renversement de la tendance des saisons pluvieuses. C'est comme si le trimestre mai-juin-juillet s'appauvrit en pluie alors que celui du Septembre-Octobre-Novembre s'enrichit. Le pic de Juin se recule sur Avril alors que celui d'Octobre persiste quoique l'amplitude diminue carrément. En fin de compte, la diminution quantitative des pluies reste éminente d'années en années.

De toute évidence, ces données sont révélées discontinues, manquantes et un peu anciennes. Pour ces raisons, il est nécessaire que ces données soient complétées. Ce qui nécessite avant tout que la série disponible subisse un test d'homogénéité avec une station voisine complète.

5.1.1.2. Vérification des données disponibles

Test de double masse cavaillon-Cayes (Serie 1)

3000.0

2000.0

1000.0

0.0

y = 1.1571x + 50.32

R² = 0.9994

0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.0

Cavaillon (1952-1968)

Cayes (1952-1968)

Pour tester l'homogénéité des données de la station de Cavaillon, on y a procédé à un test de double masse par rapport à celle des Cayes qui est la station qui lui est la plus proche. Les résultats de ces tests sont présentés au niveau des figures 9 et 10.

38

Test de double masse Cayes-Cavaillon (Serie 2)

1500.0

1000.0

500.0

0.0

Cayes (1979-1991)

0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 1400.0 1600.0

Cavaillon (1979-1991)

y = 0.9107x + 44.703

R² = 0.9888

Figure 10 : Résultat du test de double masse pour la série 1979-1991

Vu l'alignement des points sur la droite de corrélation ; vu les résultats des coefficients de corrélation dans les deux cas, les données pluviométriques de la station de Cavaillon sont compatibles à celles des Cayes. Et donc, la station de Cayes est qualifiée comme base pour l'extension des données de la station de Cavaillon.

5.1.1.3. Considération sur les données pluviométriques des Cayes

Les données disponibles au niveau de la station des Cayes manquent la série 2001-2013, ce qui représente un petit souci pour l'extension à celles de Cavaillon. Les données de la station de Camp-Périn⁴ sont apparemment récentes, mais manquent la série de 19801999. Pourvu qu'il existe une corrélation suffisante entre les données des stations Cayes et Camp-Périn, ces données sont utilisées pour compléter celles des Cayes.

5.1.1.4. Étude des possibilités d'extension des données pluviométriques

L'étude de la possibilité d'étendre les données de la station de Cavaillon se fait en analysant la corrélation linéaire qui existe entre elle et celle des Cayes. Normalement, ça passe par l'appréciation du regroupement des points autour de la droite de régression linéaire, ou à travers la valeur de la racine carré du coefficient de corrélation (R) associé à l'équation de régression du graphique. Cette corrélation est considérée bonne si R = 0,7. Les tests montrent qu'il existe une corrélation suffisante entre les données des stations Cayes et de Cavaillon, cette corrélation a été également révélée meilleure par comparaison à celles de la station de Camp-Périn.

⁴ Une zone en amont du bassin versant de la rivière Cavaillon

Figure 13 : Corrélation entre les données des stations Cayes et Camp-Périn (P.moy)

39

Les résultats de ce test sont présentés au niveau des figures 11, 12 et 13 pour les pluies moyennes, et les figures 14 et 15 pour les pluies maximales. Et, le résumé de la situation se trouve au niveau des tableaux 7 et 8.

Ø Cas des pluies mensuelles moyennes interannuelles

y = 2.0898x - 85.145 R² = 0.6742

Series1

Linear (Series1)

0.0

600.0

400.0

200.0

0.0 50.0 100.0 150.0 200.0

Cayes (1979-1989)

Cavailon (1979-1989)

Correlation Cayes-Cavaillon (1979-1989)

Figure 11 : Corrélation linéaire entre les données des stations Cayes et Cavaillon

Correlation Cayes-Cavaillon (1952-1968)

y = 0.6206x + 37.502 R² = 0.3657

Series1

Linear (Series1)

300.0

200.0

100.0

0.0

0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0

cayes (1952-1968)

Cavaillon (1952-1968)

Figure 12 : Corrélation linéaire entre les données des stations Cayes et Cavaillon

Correllation Cayes- Camp-Perin (1924-1946)

0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0

Cayes (1924-1946)

y = 0.93x + 28.481 R² = 0.513

Series1

Linear (Series1)

Camp-Perin (1924-1946)

400.0

300.0

200.0

100.0

0.0

La corrélation qui existe entre la station de Cayes et celle de Camp-Périn est bonne, et le résultat du test est présenté au niveau de la figure 13.

Cayes (1924-1944)

1000

500

0

0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 Camp-Perin (1924-1944)

Correlation Cayes - Camp-Perin

y = 0.8636x + 97.837 R² = 0.6194

Series1

Linear (Series1)

Figure 15 : Corrélation linéaire entre les stations Cavaillon et Cayes (P. max)

40

Selon cette figure, il existe une assez bonne corrélation entre les données des deux stations car les points restent plus ou moins concentrés autour de la droite. Le tableau 7 présente un résumé de l'étude des possibilités d'extension des données pluviométriques mensuelles interannuelles des stations de Cayes et celles de Cavaillon.

Tableau 7: Coefficient de corrélation par rapport aux Cayes des pluies moyennes(P.moy)

Station	Camp-Périn		Cavaillon		Période
1924-1946	1952-1968		1979-1989	Taille
23	17		11	Équation
y = 0.93x + 28.481	y = 0.62x + 37.5		y = 2.09x - 85.15	Coefficient (R^2)
0.513	0.3657		0.6742	Coefficient (R)
0.7162	0.6047		0.821

Selon le tableau 7 de la page précédente, les corrélations sont suffisantes dans les deux cas pour la station Cayes.

Ø Cas des pluies maximales annuelles

Correlation Cayes-Cavaillon

y = 0.97x + 2.6153 R² = 0.4938

Series1

Linear (Series1)

1000

800

600

400

200

0

0.0 200.0 400.0 600.0 800.0

Cayes (1952-1968)

Cavaillon (1952-1968)

Figure 14 : Corrélation linéaire entre les stations Cavaillon et Cayes (P. max)

Tableau 9 : Le pluies moyennes extrapolées

Année		Stations
		Camp-Périn	Cavaillon	1980
121.2		141.2	125.6	1981
125.7		145.4	81.0	1982
66.1		89.9	94.3	1983
79.5		102.4	76.8	1984
84.0		106.6	135.1	1985
66.7		90.5	73.1	1986
87.5		109.9	59.6	1987
97.8		119.4	117.2	1988
85.6		108.1	142.3	1989
108.9		129.8	98.4	1990
164.3		181.3	70.2	1991
105.6		126.7	103.1	1992
113.9		134.4	108.2	1993
156.7		174.2	134.7	1994
144.1		162.5	126.9	1995
141.9		160.4	125.5	1996
170.7		187.2	143.4	1997
111.8		132.4	106.9

1998	152.2	170.0		132.0	1999
176.2	192.3	146.8		2000
120.8	167.0	112.5		2001
110.8	126.9	106.3		2002
128.9	221.5	117.5		2003
119.7	148.0	111.8		2004
122.0	141.9	113.2		2005
206.5	220.5	165.6		2006
138.8	157.6	123.6		2007
247.5	258.7	191.1		2008
218.7	231.9	173.2		2009
140.1	158.7	124.4		2010
228.2	240.7	179.1		2011
221.5	234.5	175.0		2012
194.9	209.7	158.4		2013
91.4	113.5	94.2

Extension via Cam-Perin

41

Les résultats numériques de ces tests de corrélation sont résumés dans le tableau 8. Tableau 8: Coefficient de corrélation par rapport à Cayes pour les pluies maximales

Station	Camp-Périn		Cavaillon	Période
1924-1944	1952-1968		Taille
21	17		Équation
y = 0.8636x + 97.837	y = 0.97x + 2.6153		Coefficient (R^2)
0.6194	0.4938		Coefficient (R)
0.7870	0.7027

Les pluies maximales entre les stations Camp-Périn et Cavaillon corrélées avec celles des Cayes présentent à chaque fois une corrélation suffisante, car R > 0,7.

5.1.1.5. Extension des données pluviométriques

En utilisant l'équation de régression entre les séries considérées, on a pu générer les

données manquantes entre les stations ayant une corrélation suffisante entre elles. En résumé, les données manquantes de la station des Cayes sont complétées par extension via celles de Camp-Périn. Puis, celles de Cavaillon sont étendues par le biais de celles des Cayes. Les données étendues sont présentées au niveau des tableaux 8 et 9.

Ø Cas des pluies mensuelles moyennes interannuelles

Extension via Cayes

Années		Stations
		Camp-Périn	Cavaillon	1963
425.8		423	444	1964
281.2		390	287	1965
493.7		877	413	1966
503.7		218.5	317	1967
294.0		305	265	1968
290.4		520	129	1969
522.5		355	509.4	1970
211.5		424.7	207.8	1971
260.9		706	255.7	1972
727.8		574.6	708.6	1973
681.6		350.2	663.8	1974
333.0		445.2	325.6	1975
227.0		213	222.8	1976
242.6		641.6	237.9	1977
489.2		385	477.1	1978
557.4		1130.4	543.3	1979
578.1		528.2	617	1980
207.7		364.8	403.5	1981
384.5		515.9	179.2	1982
203.7		361.4	255.7	1983
326.1		466.0	191.4	1984
261.6		410.8	280.6	1985
145.9		311.9	292	1986
209.8		366.6	180	1987
268.2		416.5	237.9	1988
281.9		428.2	546.6	1989
202.0		359.9	280.8

1990	181.7	342.5		184	1991
275.1	422.4	269.5		1992
249.0	400.1	244.1		1993
474.2	592.6	462.6		1994
344.3	481.5	336.6		1995
353.9	489.8	345.9		1996
286.1	431.8	280.1		1997
209.4	366.2	205.7		1998
276.6	423.7	270.9		1999
342.1	479.7	334.5		2000
291.4	455	285.3		2001
275.2	389.2	269.6		2002
455.7	871	444.6		2003
210.2	212	206.5		2004
533.2	543	519.8		2005
761.5	738.2	741.3		2006
270.9	318.8	265.4		2007
1122.5	1046.8	1091.4		2008
574.3	578.2	559.7		2009
471.6	490.4	460.1		2010
492.9	508.6	480.7		2011
642.2	636.2	625.5		2012
652.9	645.4	636.0		2013
167.7	230.6	165.3

		Extension avec celles de Camp- Périn
Extension avec celles des Cayes

42

Normalement, pour effectuer une bonne analyse sur une série de données chronologique, cette série-là doit avoir une taille d'au moins 30 (ans). Alors, pour les pluies moyennes, on a considérées les données de la série 1980-2013, donc une taille de 34.

Ø Cas des pluies mensuelles maximales interannuelles

L'application de l'équation de corrélation linéaire aux séries de pluies maximales a permis de générer les données manquantes, et elles sont présentées dans le tableau 10.

Tableau 10 : Extension des pluviométries maximales entre les Stations

43

5.2. Traitement des données pluviométriques moyennes et maximales

5.2.1. Choix et étude de l'applicabilité des lois statistiques

Le traitement statistique des donnes pluviométriques passe d'abord par le choix d'une loi qui suivrait plus ou moins bien la tendance de l'échantillon en question. Pour se faire, on a considéré deux lois, celle de Gauss et celle de Gumbel, sur lesquelles des tests d'ajustement et d'adéquation ont été réalisés par la suite. Les tests d'ajustement qu'on a réalisés ont montré que la loi de Gauss suit assez bien la tendance de l'échantillon des pluies moyennes, et celle de Gumbel, celui des pluies maximales. Les tests d'adéquation Chi 2 de Pearson ont montré que ces deux lois (Gauss et Gumbel) sont adéquates, car elles ont présenté respectivement des probabilités au dépassement de 32,6 % et 6 %, qui sont évidemment supérieures au seuil de rejet 5 % considéré en hydrologie de projet (Obled, 2007).

5.2.2. Détermination des pluies P5, P10, P25, P50, P100

Ø Les pluies mensuelles moyennes périodiques

L'application de la loi de Gauss à la série des pluies mensuelles moyennes de la station de Cavaillon a permis de déterminer les pluies mensuelles moyennes pour des fréquences de 5 ans, 10 ans, 25 ans, 50 ans et 100 ans, les différentes hauteurs de ces pluies périodiques sont présentées au niveau du Tableau 11.

Tableau 11 : Les pluies théoriques moyennes au niveau de Cavaillon

T (ans)	P(x)	UT	Moyenne	Ecart-Type		PT (mm)	5
0,20	0,84	122	32,473	149,3		10
0,10	1,28	122	32,473	163,6		25
0,04	1,75	122	32,473	178,8		50
0,02	2,05	122	32,473	188,6		100
0,01	2,32	122	32,473	197,3

T : temps de retour ; P(x) : Probabilité au dépassement ; UT : Variable réduite de la loi pour le temps T PT : précipitation estimée par la loi Gauss pour le temps de retour T

Les pluies moyennes mensuelles annuelles pour les fréquences d'apparition de 5 à 100 ans (inclusivement) varient de 149 mm à 197 mm au niveau de la zone de Cavaillon, donc au niveau de Boulmier également.

44

Ø Les pluies théoriques maximales

L'application de la loi de Gumbel à la série des pluies mensuelles maximales a permis de déterminer les pluies maximales récurrentes suivant les temps de retours spécifiés. Le tableau 12 présente la variation de ces pluies périodiques.

Tableau 12 : Représentation des pluies théoriques maximales

T (ans)	F(x)	UT	Moyenne	Ecart-Type	â	á		PT	5
0.8	1.49993	375.6	188.1267	290.931697	146.738826	511.0		10
0.9	2.25036	375.6	188.1267	290.931697	146.738826	621.1		25
0.96	3.19853	375.6	188.1267	290.931697	146.738826	760.3		50
0.98	3.90193	375.6	188.1267	290.931697	146.738826	863.5		100
0.99	4.60014923	375.6	188.1267	290.931697	146.738826	966.0

Les pluies mensuelles maximales au niveau de la zone de Boulmier, pour les fréquences d'apparitions de 5 à 100 ans (inclusivement), varient de 511 mm à 966 mm.

5.3. Les épisodes pluvieux observés au niveau du MBVB

Cette année fut pratiquement presqu'une année de sècheresse au niveau du MBVB, pour 7 mois passé sur terrain, on n'a pu assister qu'à trois évènements pluvieux accompagnés d'écoulement de l'eau à l'exutoire. Ces épisodes se concentrent au niveau des mois de Septembre et d'Octobre. La figure 16 présente pour deux mois, la pluviométrie enregistrée au niveau de la zone.

hauteur pluie (mm)

40

50

30

20

10

0

Pluviometrie au niveau du MBVB

Figure 16 : Pluviométrie du 26 Aout au 31octobre 2014 au niveau du MBVB

Pour cette série, les hauteurs de pluie les plus importantes ont été enregistrées le 15 Septembre, le 26 septembre et le 9 octobre. Elles sont importantes parce qu'elles étaient

Figure 18 : Précipitation du 15 Septembre au niveau du MBVB

45

les seules à avoir pu mettre le micro BV en activité pour cette période-là. La figure 17 présente ces épisodes avec leur intensité respective.

Intensite (mm/min)

-0.05

0.65

0.55

0.45

0.35

0.25

0.15

0.05

Hauteur et intensités des pluies

40

0

80

20

60

100

Intensites Pluie

Figure 17 : Hyétogrammes du 26 Aout au 31 Octobre 2014 au niveau du MBVB

Pour les trois pluies les plus importantes de la série qui sont respectivement de 43 mm, de 28 mm et de 24,8 mm, on constate que leurs intensités s'inversent au classement ; celle du 9 octobre était la plus intense, celle du 15 septembre en était la moindre. Les Hyétogrammes séparés de ces trois épisodes pluvieux sont présentés au niveau des figures 18, 19 et 20.

Hyetogramme du 15 Septembre 2014

intyensite (mm/min)	0.8 0.6 0.4 0.2 0

hh:mm:ss

46

Hyetogramme du 26 Septembre 2014

1

Intensite (mm/min)

0

0.8

0.6

0.4

0.2

hh:mm:ss

Figure 19 : Précipitation du 26 Septembre au niveau du MBVB

Intensites (mm/min)

0.500

0.000

1.500

1.000

Hyetogramme du 9 octobre 2014

hh:mm:ss

Figure 20 : Précipitation du 9 Octobre au niveau du MBVB

5.4. Principales caractéristiques physiographiques du MBVB

5.4.1. Caractéristiques morphométriques du MBVB

Le calcul des principaux paramètres caractéristiques du micro BV de Boulmier a permis de constater que ce micro BV s'étend sur une superficie de 26,356 ha pour un périmètre de 2,03 km, avec un KG de 1,107, il présente donc une forme quasi circulaire. Les versants de ce micro BV sont très accidentés car les altitudes maximales et minimales varient de 165 m à 37,5 m sur sa faible étendue, il présente une pente moyenne de 40,1 %. À certains endroits, on peut observer des pentes au-delà de 60% (fig. 3). Le tableau 13 et les figures 21 et 22 présentent un résumé de ces principaux paramètres caractéristiques et une vue assez fidèle du relief du MBVB.

47

Tableau 13 : Caractéristiques descriptifs du micro bassin versant de la ravine Boulmier

Caractéristiques		Valeurs	Superficie 2D du micro bassin :
0,263560 km^2		Superficie 3D du micro bassin :
0,30 km^2		Coefficient d'abattement :
1		Périmètre du micro bassin :
2,0308 km		Longueur du bassin versant :
~ 385 m		Longueur totale des courbes de niveau équidistantes de 5 m :
21,185 km		Indice de Compacité de Gravélius :
1,107		Altitude maximale :
165 m		Altitude minimale
37,5 m		Altitude moyenne :
93,45 m		Altitude médiane :
95,5 m		Pente moyenne du micro bassin :
401,897 m/km

5.4.2. MNT et courbe hypsométrique

Le MNT étant très important dans l'appréciation topographique du micro By, et surtout dans la construction de la courbe hypsométrique est présenté dans la figure 21. Par simple observation sur les versants, on constate que c'est assez accidenté car les bandes intermédiaires, hautes de 10 m se resserrent plus au niveau du flanc moyen supérieur.

Figure 21 : MNT du MBVB, extrait du mémoire de B. Grellier

^Legend

^{Reseau Hyd. 2014 Courbes 5 m Habitats_et_Cours Jardins_vivriers Paturage}

^Vetiver

^EspaceBoisee

^{Limite MBVB}

^{Carte de couverture du sol}

^{du MBVB}

^{0 35 70 140 210 280}

^{Universite d'Etat d'Haiti
(UEH)
Faculte d'Agronomie et de Medecine Veterinaire
(FAMV)}

^{Realise par: SAINT FLEUR Bob E.}

.

₀₁₄

Figure 23 : Carte de couverture du sol au niveau du MBVB

48

La courbe hypsométrique étant un paramètre assez représentatif de l'étendue du relief laisse à déduire que ce dernier est plus ou moins uniforme par le fait que les altitudes moyennes et médianes se dénivèlent de seulement 2,05 m sur une plage de 127,5 m.

Figure 22 : Courbe hypsométrique du micro bassin de la ravine Boulmier

5.4.2. Indice de couverture du sol

L'état de la couverture d'un bassin versant compte pour beaucoup dans sa réponse hydrologique, compte tenu du fait que la présence de certaines structures facilite l'infiltration de l'eau dans le sol en réduisant en même temps la tendance érosive d'une averse agressive. Entretemps, le but et la pratique de certaines cultures peuvent venir tout renverser. L'état de couverture du sol du MBVB est présenté dans la figure 23.

^Legend

^{Reso Hydro. Mbvb 2014}

^{Courbes 5 m}

^{Limite MBVB}

^{Le Reseau hydrographique}

^{du MBVB}

^{0 35 70 140 210 280}

^{Universite d'Etat d'Haiti
(UEH)
Faculte d'Agronomie et de Medecine Veterinaire
(FAMV)}

^{Realise par: SAINT FLEUR Bob E.}

.

₂₀₁₄

Figure 24 : Réseau hydrographique actuelle du MBVB

49

	Repartition de la couverture du Sol du MBVB			Le vétiver reste la couverture dominante sur le micro bassin versant (~52%). Ceci
1%	Vetiver		ne serait pas sans effet sur l'écoulement
9%			au niveau du bassin versant par le simple
	Espace boisee
17%			fait que c'est une culture potentiellement
52% Paturage
21% Jardin	érosive de par sa vocation d'exploitation, il arrive qu'il ne reste à certains endroits que la roche mère qui s'affleure. Cette si-
niveau de ce MBV. Le pâturage à la corde au niveau de ces versants pentus va
également dans le même sens. En fin de compte, sauf un peu moindre pour les espaces
boisées, toutes les pratiques de mise en valeur exercées sur ce micro BV contribuent à
accélérer l'écoulement vers les drains.

5.4.3. Le réseau hydrographique

5.4.4.1. Les caractéristiques du réseau hydrographique du MBVB

La cartographie du réseau hydrographique a permis d'avoir une vue synthétique de la configuration du réseau qui draine le MBVB. Ce réseau est présenté dans la figure 24.

50

L'évaluation des principaux paramètres caractéristiques du réseau a permis de constater que le réseau hydrographique du MBVB présente une configuration de type dendritique. Le réseau principal est d'ordre 3, long de 720,5 m et accuse un régime d'écoulement temporaire et réagit suivant une pente hydraulique de 9,6 %. Ce réseau principal est alimenté par dix (10) cours d'eau secondaires et, ces derniers par six (6) cours d'eau tertiaires. Le plus long cheminement que peut parcourir une goutte d'eau sur ce MBV est de 782 m. Le réseau de drainage déployé présente une longueur totale de 3,093 km, sa densité de drainage est de 11,7 km/km², donc une constante de stabilité très faible de 0,085 km²/km. Ces résultats sont résumés dans le tableau 14.

Tableau 14 : Les paramètres descriptifs du réseau hydrographique du MBVB

Caractéristiques		Valeurs	Type du réseau
Dendritique		Ordre du réseau (Strahler)
3		Longueur du cours d'eau principal
720.5 m		Régime du cours d'eau principal
Temporaire		Altitude maximale
125 m		Altitude minimale
37 m		Altitude à 15% de la distance à l'exutoire (108 m)
40 m		Altitude à 90% de la distance à l'exutoire (648.5 m)
92 m		Pente moyenne du cours d'eau principal
9,6 %		Nombre de cours d'eau secondaire
10		Nombre de cours d'eau tertiaire
6		Longueur totale des cours d'eau
3092,94 m		Longueur moyenne des cours d'eau secondaires
195,111 m		Longueur moyenne des cours d'eau tertiaires
90,458		Densité de drainage (Dd)
11,73 km/km^2		Constante de stabilité du réseau (C=1/Dd)
0,08525 km^2/km		Densité hydrographique (F)
64,5 drains/km^2		Rapport de confluence (RB) du réseau primaire
10/1		Rapport de confluence (RB) des réseaux secondaires
6/10		Rapport des longueurs (RL) pour les cours d'eau secondaires
2,046		Rapport des longueurs (RL) pour le cours d'eau principale
3,892		Longueur du plus long cheminement de l'eau
782,05 m

^Legend

^{Reseau Hyd. Av. 2003 Rigoles 3- 5 ans Reseau Hyd. 2014 Courbes 5 m Limite MBVB}

^{Les sous-micro BV}

^{du MBVB}

^{0 40 80 160 240 320}

^Metre

^{Universite d'Etat d'Haiti
(UEH)
Faculte d'Agronomie et de Medecine Veterinaire
(FAMV)}

^{Realise par: SAINT FLEUR Bob E.}

.

Figure 26 : Quelques pistes de la différenciation du réseau hydrographique du MBVB

51

La figure 25 présente le profil topographique du cours d'eau principal.

Figure 25 : Profile en long du cours d'eau principal du MBVB

5.4.4.2. Différenciation du réseau hydrographique

Étant donné que l'érosion est d'actualité au niveau du MBVB, le réseau hydrographique ne saurait rester statique. Dans son dynamisme, le réseau s'allonge et des rigoles apparaissent et se différencient graduellement. Ce qui contribuera à augmenter la tendance au drainage rapide du MBV. Une vue globale de la situation est présentée à la figure 26.

^Legend

^{Reseau Hyd. 2014}

^{Courbes 5 m}

^{SousBvOutline}

^FID_SousBv

⁰

¹

²

³

⁴

⁵

⁶

⁷

⁸

^{Limite MBVB}

⁷

^{Les sous-micro BV}

^{du MBVB}

⁸

⁴

³

⁰

⁶

⁵

²

^{0 35 70 140 210 280}

^Metres

^{Universite d'Etat d'Haiti}

^(UEH)

^{Faculte d'Agronomie et de Medecine Veterinaire (FAMV)}

^{Realise par: SAINT FLEUR Bob E.}

¹

.

_tboc

Figure 27 : Représentation des différents sous-micros bassin du MBVB

52

C'est en effet un réseau très jeune et assez instable, vues leurs pentes et le niveau d'érosion de leur lit contrairement aux grandes rivières des plaines ou la sédimentation et la faible pente prédominent (Musy, 2005). Les sommets des versants sont dans la plus part des cas occupés par la culture du vétiver, cultivée à des fins d'exploitation, elle contribue à une diminution continue et progressive de la consistance du sol. Donc, en présence d'une sollicitation agressive, l'érosion en nappe passe rapidement en rigole, ce qui donne lieu le plus souvent à ces jeunes rigoles-là. Selon les habitants de la zone, ces rigoles auraient atteint leur taille actuelle avec le dernier cyclone en 2008 (ou 2012) où ils ont pu assister à un débordement étonnant de la ravine principale. Les endroits où l'on trouve les rigoles correspondent aux zones dont la partie amont est occupée soit par une construction de grande surface (une église) ou une grande surface de roche affleurée, soit un endroit ou la surface à drainer est très grande par rapport au drain naturel existant. Parfois, l'eau suit un petit sentier ensuite, suivant la pente et la position du drain tributaire, il se détourne ver celui-ci.

5.4.5. Les différents sous micro BV de la ravine de Boulmier

Le MBVB est divisé en neuf (9) sous-unités suivant les cours d'eau secondaires. Ces sous-unités appelées sous-micros BV sont présentées au niveau de la figure 27.

53

Le micro BV étant très petit, il n'y a pas une identification nominale des sous-micros BV, ainsi tout porte le nom de Boulmier.

5.5. Particularités hydrologiques du MBVB

5.5.1. Description des Sous-MBV et appréciation du coefficient de ruissellement

Le micro bassin versant a été divisé en autant de sous-micros bassins que de cours d'eau secondaires, tel qu'il est présenté au niveau de la figure 27. Suivant la carte de couverture du sol, la culture dominante sur chaque sous-unité a été considérée comme représentative de celle-là. La classe de pente dominante a été également retenue comme représentative avec un petit accent sur la classe qui vient juste après, si c'est important. Ce dernier est identifié avec un signe (+) du côté de la classe dominante secondaire. Le coefficient de ruissellement pondéré est calculé suivant deux recommandations ; celle de la méthode rationnelle et celle des Suisses. Les caractéristiques des sous-micros bassins et les résultats du coefficient de ruissellement sont présentés au niveau du tableau 15.

Tableau 15 : Coefficient de ruissellement et caractéristiques des sous-micros BV

Sous- MBV	Surface (Si)(m^2)	Culture dominante	Descriptif	Classe de pente dominante	Pente	Cr Meth. Ratio	Cr Meth. Suiss		Si x Ci (m^2)	0
25207,48	Pâturage	Chiendents ras	40-60 +	55 %	0,90	0,35	8822,6		1
20801,91	Vétiver	Prairie	20-40	30 %	0,80	0,55	11441,1		2
69378,68	Vétiver	Prairie	20-40+	40 %	0,82	0,62	43014,8		3
50708,15	Vétiver	Prairie	20-40+	40 %	0,82	0,62	31439,1		4
10021,8	Jardins vivriers	Culture couvrante	20-40	30 %	0,85	0,55	5512		5
25169,18	Vétiver	Prairie	20-40	30 %	0,80	0,55	13843,1		6
19786,26	Vétiver	Prairie	40-60	50 %	0,85	0,69	13652,5		7
26241,38	Pâturage	Chiendents ras	40-60 +	55 %	0,90	0,72	18893,8		8
16356,34	Espace boisée	Sous-bois touffus	40-60	50 %	0,70	0,17	2780,6		Total
263560	? Ci x Si	149399.5
CP = ?? ? Ci Si X				0,828		0,57

Comparativement aux valeurs expérimentales du Cr, la valeur 0,828 obtenue par les recommandations de la méthode rationnelle peut conduire à une surévaluation du débit à l'exutoire. De ce fait, on retient de préférence celle obtenue par les recommandations

Debit (l/s)

150

100

50

0

15:50:00 15:56:00 16:02:00 16:08:00 16:14:00 16:20:00 16:26:00 16:32:00 16:38:00 16:44:00 16:50:00 16:56:00 17:02:00 17:08:00 17:14:00 17:20:00 17:26:00 17:32:00 17:38:00 17:44:00 17:50:00

Reaction hydrologique du MBVB le 26/09/2014

0

0.5

1

1.5

2

Figure 29 : L'hyétogramme et l' hydrogramme du 26 Septembre

54

Suisse. Le coefficient de ruissellement pondéré du MBVB vaut donc 0,57. Ceci sous-entend que le ruissellement à la suite d'un épisode pluvieux est très important au niveau de ce micro BV. Et, à cause de son attitude réactive rapide, le MBV rejette la plus grande partie de l'eau qu'il reçoit. Par cette propriété, ce MBV a une grande influence sur l'écoulement et sur la réaction hydrologique de la rivière principale.

5.5.2. Comportement hydrologique du MBVB face aux épisodes observés

La réaction hydrologique est traduite par la réponse du bassin à travers un hydrogramme à l'exutoire suite à une pluie d'une intensité quelconque dont la distribution temporelle sur ce BV est représentée par un hyétogramme. La plus courte des pluies de cette série était celle du 9 Octobre, elle était donc la plus agressive. Mais sa taille si petite n'a pas pu permettre de découvrir avec suffisance les tendances caractéristiques persistantes du MBVB. Les réactions du MBVB traduites au niveau des figures 28,29 et 30.

Debit (l/s)

400

600

500

300

200

100

0

Reaction hydrologique du MBVB le 15/09/2014

hh:mm:ss

-0.4 0.1 0.6 1.1 1.6

Figure 28 : L'hyétogramme et l' hydrogramme du 15 Septembre

55

Debit (l/s)

200

150

100

50

0

Reaction hydrologique du MBVB le 9/10/2014

hh:mm:ss

0

0.5

1

1.5

2

2.5

Figure 30 : L'hyétogramme et l' hydrogramme du 9 Octobre

Le résumé et les paramètres caractérisant le comportement hydrologique du MBVB à travers ces figures sont récapitulés au niveau des tableaux 16 et 17.

Tableau 16 : Récapitulatif des trois évènements pluvieux étudiés

Date	Pluie						Ecoulement
	H (mm)		Int. (mm/mn)	Vp (m^3)	Qp (m^3/s)	Durée (mn)	Q. moy (m^3/s)	V.r. (m^3)	H.r. (mm)	Cr (Vp/Vr)	15/09
138	43		0,312	11333,1	1,369	156	0,0854	799,34	3,03	0,0705	26/09
75	28		0,37	7379,7	1,64	66	0,0249	98,64	0,38	0,0134	9/10
60	24,8		0,41	6536,3	1,81	67	0,0272	109,34	0,41	0,017

Q.moy. : débit moyen ; V.r. : Volume ruisselé ; H.r. : hauteur ruisselée ; Cr. : Coef. de ruissellement ; Vp. : Volume précipité ;

5.5.3. Temps de concentration du MBVB

Le temps de concentration Tc du MBVB calculé en utilisant la formule de Ventura est de 6,2 mn. Avec une superficie relativement petite (26,3560 ha) et des pentes importantes en moyenne de 40%, le temps de concentration assez court de 6,2 minutes montre que le MBV à cette capacité de réagir rapidement aux pluies de fortes intensités et de courtes durées. Entretemps, les valeurs expérimentales les plus rapprochées obtenues pour ce paramètre lors de ces épisodes est de l'ordre de 11 minutes. Ce qui signifie que cette valeur du Tc peut être acceptée comme pouvant caractériser ce micro BV.

5.5.4. Temps de base (Tb)

En tant qu'un paramètre plutôt dépendant de l'intensité et la durée de l'épisode en question, il reste très variable, et ne saurait être déterminé ni estimé avant qu'il ne pleuve.

56

5.5.5. Temps de montée (TM)

Le temps de montée (TM) qui correspond à la durée ou l'écoulement atteint son pic a été également calculé pour chaque cas. Il ressort qu'il varie considérablement en fonction de l'intensité et la constance de la pluie. Expérimentalement, selon le plus intense des trois épisodes étudiés, ce paramètre accuse une durée de 9 minutes. Ceci sous-entend également que pour une pluie encore plus intense, ce temps peut être raccourci et occasionner du même coup une arrivée soudaine du débit de pointe à l'exutoire du BV. Ce paramètre reste très important pour l'hydrologie du micro BV de Boulmier.

5.5.6. Temps de réponse (Tr)

Le temps de réponse, étant la durée approximative écoulée entre l'instant où le centre de gravité de l'hyétogramme se situe et celui du pic de l'hydrogramme, a été évalué et vaut en mode 11 minutes dans le cas des trois épisodes qu'on a étudiés jusqu'ici.

Tableau 17 : Les réactions du MBVB face à ces épisodes

Date	Qmax (m^3/s)	T.C (mn)	Heure d'atteinte du			Paramètres temporels (mn)
			Qmax		TM	TR	TB	15 sept.
0,35	42	3 :21	3 :32		56	11	156	26 sept.
0,084	30	16 :53	17 :05		21	12	66	9 Oct.
0,11	11	16 :49	17 :00		9	11	67

T.C : Temps de concentration ; C.G : Centre de gravité ; Qmax : Débit maximal ; TM, TR, TB : Temps de Montée, de Réponse et de Base.

On constate que les trois épisodes sont liés entre eux à travers le temps de réponse (TR) que permet ce micro BV, puisque ce paramètre accuse à peu près la même durée dans les trois cas. Ce paramètre peut donc être considéré comme étant peu variable pour ce micro BV quoiqu'il puisse être raccourci pour des épisodes plus intenses. En fait, tous les paramètres temporels décrivant ce MBV montrent que ce dernier présente une activité hydrologique très rapide face aux évènements pluvieux en son enceinte.

Les valeurs du coefficient de ruissellement sont très faibles dans tous les cas. Cette situation peut être due au fait que les pluies ont été tombées dans des situations tout à fait défavorables à une fraction ruisselée importante. La pluie du 15 Septembre tombait sur un sol pratiquement sec, ayant connu une petite pluie de 2,6 mm depuis 8 jours.

57

Celle du 9 Octobre, elle est aussi tombée sur un sol sec depuis 12 jours après avoir reçu 16.6 mm de pluie. Celle du 25 Septembre était de trop faible intensité et de hauteur.

5.6. Détermination des débits Q5, Q10, Q25, Q50, Q100

L'application de la formule ????(????? ?) =

????(??)* ????*??(????) a permis de déterminer les débits ????

de pointes qui sont susceptibles d'être observés pour les pluies considérées. Dans cette formule, Cr vaut 0,57 et l'aire du MBV de 26,3560 ha. Les résultats sont présentés dans les tableaux 18 et 19 qui représentent respectivement ceux des pluies moyennes et ceux des pluies maximales.

Ø Débits de pointe correspondants aux pluies moyennes

Les débits de pointe correspondant aux pluies mensuelles moyennes interannuelles sont présentés au niveau du tableau 18.

Tableau 18 : Représentation des débits de pointe théoriques moyens

T. R	PT	Cr	Nb. Jr de pluies		Débits de pointe (m3/s) pour une Pluie T de :
					30 mn	45 mn	60 mn	120 mn	180 mn	5
149,3	0,57	9	2,769		1,385	0,923	0,692	0,346	0,231	10
163,6	0,57	9	3,034		1,517	1,011	0,759	0,379	0,253	25
178,8	0,57	9	3,316		1,658	1,105	0,829	0,415	0,276	50
188,6	0,57	9	3,498		1,749	1,166	0,874	0,437	0,291	100
197,3	0,57	9	3,659		1,830	1,220	0,915	0,457	0,305

Débits débordants Débits non débordants

Selon ce tableau, si la pluie mensuelle moyenne quinquennale tombe pendant 9 jours, elle peut occasionner des débits allant de 2,769 m³/s à 0,231 m³/s pour des durées allant de 15 à 180 minutes. Dans ces mêmes conditions, la pluie centennale peut entrainer de débits allant de 3,659 m³/s à 0,305 m³/s. Mais, il y aurait un débordement de la section de contrôle si ça dure en moyenne 15 minutes, et c'est le cas pour toutes les pluies de plus faibles fréquences.

Ø Débits de pointe correspondants aux pluies maximales

Comme pour les débits moyens, la variation des débits théoriques maximaux est représentée au niveau du Tableau 19.

58

Tableau 19 : Représentation des débits de pointe théoriques maximaux

T. R	PT	Cr	Nb. de Jr de pluie		Débits de pointe pour une durée de pluie de:
					30 mn	45 mn	60 mn	120 mn	180 mn	5
511	0,57	4	21,324		10,662	7,108	5,331	2,666	1,777	10
621,1	0,57	4	25,919		12,959	8,640	6,480	3,240	2,160	25
760,3	0,57	4	31,728		15,864	10,576	7,932	3,966	2,644	50
863,5	0,57	4	36,034		18,017	12,011	9,009	4,504	3,003	100
965,9	0,57	4	40,307		20,154	13,436	10,077	5,038	3,359

Débits débordants Débits non débordants

Selon ce tableau, la pluie mensuelle maximale quinquennale de 511 mm, si elle tombe pendant 4 jours dans le mois en question en des durées allant de 15 à 180 minutes, peut générer des débits allant de 21,324 m³/s à 1,777 m³/s. Ce sont des débits catastrophiques compte tenu de la capacité du réseau principal. À l'extrême, dans ces mêmes conditions, la pluie centennale de 956,9 mm peut provoquer des débits de pointe allant de 40,307 m³/s à 3,359 m³/s.

5.7. Essai de construction des courbes I.D.F au niveau du MBVB

Les courbes d'Intensités-Durées-Fréquences construites dans ce document ne doivent pas être considérées comme une fin en soi, elles ne sont qu'à titre indicatif, car les données de base nécessaires à leur construction n'ont pas été suffisantes. Normalement, elles peuvent servir à déterminer les débits de pointes qui peuvent être observés pour des épisodes de pluies de fréquence de 5 ans, 10 ans, 25ans, 50 ans et 100 ans. Étant donné qu'on ne peut pas prévoir avec exactitude la durée d'une pluie, on a donc considéré des pas de temps de 15 mn, 30 mn, 1 h, 3 h, 6 h, 12 h 18 h et 24 h. De là, on peut s'assurer qu'on couvre un assez large domaine pouvant inclure la plupart des intensités possibles.

Ø IDF des pluies moyennes mensuelles

Suivant les considérations susmentionnées, les pluies mensuelles moyennes au niveau du MBVB ont été traitées de façon à avoir cette famille de courbes IDF présentée au niveau de la figure 31 a la page suivante.

59

Figure 31 : Intensités des pluies moyennes pour les différents temps de retours

La pluie mensuelle moyenne quinquennale de la zone étant 149,3 mm, tombée pendant 9 jours dans un mois pour des durées allant de 15 minutes à 24 heures, elle peut accuser des intensités allant de 66,4 à 0,7 mm/h. Dans de pareilles conditions, la pluie centennale (197,3 mm) peut accuser des intensités allant de 87,7 mm/h à 0,91 mm/h. Ramenées à la minute, ces intensités sont respectivement de 1,1 à 0,011 mm/min et de 1,5 à 0,015 mm/min. En fait, dans ces conditions, ces intensités ne sont pas redoutables pour la plus part. Mais, dans les situations de courtes durées, les pluies peuvent tout de même générer des crues qui débordent carrément la section de contrôle à l'exutoire du MBVB.

Ø IDF des pluies mensuelles maximales

Les courbes IDF construites pour les pluies mensuelles maximales sont présentées au niveau de la figure 32.

Figure 32 : Intensités des pluies maximales pour les différents temps de retours

60

La pluie mensuelle maximale quinquennale au niveau du MBVB est de 511 mm, si cette pluie tombe pendant 4 jours dans le mois pour des durées allant de 15 minutes à 24 heures, elle peut occasionner des intensités allant de 511 mm/h à 5,3 mm/h. Dans ces même conditions, la pluie centennale qui est de 965,9 mm, accusera des intensités allant de 956,9 mm/h à 9,9 mm/h. ramenées à la minute, ces intensités sont respectivement de 8,5 mm/min à 0,09 mm/min et de 15,9 mm/min à 0,16 mm/min. Pourvu que la plus haute intensité qu'on a enregistrée durant notre séjour au MBVB pour les trois épisodes étudiés ait été de 0,41 mm/min avec un débit de pointe de 0,11 m³/s, on peut considérer ces intensités comme étant très hautes et même catastrophiques, pouvant générer des crues de déluge au niveau de la zone.

5.8. La courbe de tarage hauteur-débit à l'exutoire du MBVB

Le seuil du MBVB a une section rectangulaire, haut de 1,55 m, large de 1,4 m et une pente longitudinale moyenne de - 0,0349 (déterminée sur une distance de 150 m de part et d'autre de sa position. Le lit du cours d'eau principal est décrit comme présentant une berge étroite et végétalisée, ce qui lui assigne un coefficient de rugosité K entre 10 et 15 selon DEGOUTE, on a donc pris K = 14 pour décrire son état. La vitesse de

l'écoulement a été déterminée par la formule V = KRh2/3v?? ⁵. La courbe de tarage est présentée au niveau de la figure 33.

Debit (m3/s)

0.5

3.5

2.5

1.5

0

3

2

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

hauteur d'eau (m)

Courbe de tarage Huteur-Debit a l'exutoire du MBVB

Figure 33 : Courbe de tarage Hauteur-débit au niveau de l'exutoire du MBVB

⁵ Formule de vitesse selon Manning Strickler

61

La disposition de cette courbe de tarage peut permettre de connaitre le débit à l'exutoire et le lier éventuellement à la hauteur de la pluie précipitée. Au niveau de ce seuil, le débit théorique maximal qui peut être évacué sans débordement est environ 2,974 m³s^-1, il correspond à la hauteur 1,55 m qui représente la hauteur maximale du seuil.

5.9. Les hauteurs HT suivant la courbe de tarage hauteur-débit

A l'aide de la courbe de tarage hauteur-débit et des débits théoriques qu'on a déterminés, on a établi des relations entre les débits périodiques aux hauteurs correspondantes au niveau de l'échelle limnimétrique de la section de contrôle. Un résumé de cette relation est présenté au niveau du tableau 20.

Tableau 20 : Hauteur des débits périodiques au niveau de la section de contrôle

Durée	15 min.	30 min.	45 min.	60 min.	120 min.	180 min.
Cas de la pluie moyenne quinquennale (H5 = 149.3 mm)
Q5 (m^3/s)	2,769	1,385	0,923	0,692	0,346	0,231
Heau (m)	1,49	0,895	0,675	0,555	0,35	0,27
Cas de la pluie maximale quinquennale (H5 = 511 mm)
Q5 (m^3/s)	21,324	10,662	7,108	5,331	2,666	1,777
Heau (m)	> Hmax	> Hmax	> Hmax	> Hmax	1,44	1,07

Selon cette récapitulation, les débits que peuvent générer les pluies moyennes mensuelles n'atteindront pas la hauteur maximale du seuil, sauf pour les pluies de plus faibles fréquences et pour les durées de pluies inferieures à 30 minutes. Cependant, pour les pluies mensuelles maximales ayant des temps de retour de plus de 5 ans, le débit généré débordera le seuil dans la plupart des cas. Ce qui peut se traduire en des scénarios d'inondation au niveau de la zone.

62

VI.- CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS

6.1. Conclusion

Assimilé à une sorte d'entonnoir un peu absorbant, le micro bassin versant de la ravine Boulmier (MBVB) s'étendant sur une surface de 26,3560 ha avec une pente moyenne de 40,1 % ne s'échappe pas aux différentes situations de dégradation auxquelles sont soumis les BV connus en Haïti.

Du fait que plus de sa moitié est occupée par la culture et l'exploitation anarchiques du vétiver sur un sol dont la roche mère s'affleure a de nombreux endroits, ce MBV porte déjà les marques de l'érosion physique et hydrique. Et, compte tenu du fait que ce substratum est à base de Calcaire stratifiée et très peu fissurée, de la dominance tendancieuse du vétiver à sa surface (culture érosive), de la faible épaisseur de son sol, de sa forte pente, de l'affleurement fréquent de la roche mère, ce micro bassin ne peut pas emmagasiner une partie intéressante de l'eau que lui offrirait une sollicitation importante. Drainé par un réseau jeune, instable et assez dense, soit de 11.73 km/km², sur des versants très pentus lui imposant un écoulement torrentiel, le MBVB a une réaction hydrologique très rapide. Accusant un temps de concentration de l'ordre de 6 minutes, des temps de réponses expérimentaux de 11 minutes, d'un coefficient de ruissellement de 57%^, ce micro BV à une contribution importante dans la réponse hydrologique du grand bassin versant qui l'héberge. Mises à part ces causes-là, ce bassin possédant une densité hydrographique de 64,5 drains/km², ce qui est assez élevé, rejette encore plus vite l'eau qu'il reçoit.

Au niveau de cette étude, l'analyse statistique des séries pluviométrique a permis de déterminer au moyen de la courbe de tarage le débit qui sera transité au niveau de la section de contrôle pour les pluies de fréquences de 5 ans, 10 ans, 25 ans, 50 et 100 ans qui sont le plus souvent considérées en hydrologie de projet. Ces débits sont reliés, grâce aux caractéristiques géométriques et topographiques de la section de contrôle, à des hauteurs d'eau lisibles à l'échelle limnimétrique disposée. Ceci peut permettre donc, dans une certaine mesure, de prévoir, connaissant l'intensité et la durée d'une pluie rare,

63

s'il y aura ou pas de débordement du seuil. Ce qui implique que, on peut aussi avoir une idée sur les scenarios d'inondations possibles au niveau de la zone.

6.2. Recommandations

Étant donné que les pluies qu'on a étudiées en détails pour la mise en évidence des caractéristiques hydrologiques du MBVB n'étaient pas des pluies-types, il arrive donc que les valeurs expérimentales déterminées ne reflètent pas assez fidèlement le comportement hydrologique de ce dernier. Et, compte tenu de l'objectif de cette étude qui est de contribuer à une meilleure compréhension du comportement hydrologique des micros BV semblables à celui de Boulmier, il devient donc nécessaire que d'autres études plus approfondies soient réalisées sur ce MBV.

64

VII.- BIBLIOGRAPHIE

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· CCI/GTE 2004 Rapport thématique sur l'environnement. 76p.

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67

ANNEXES

68

^{0 87.5 175}

⁰

^{Legende Prolongement RH Ravine Bourmier Reseau H. 2014 CN 5 metres grid}

^route

^sentier

^{Limite MBVB}

^{lcadre de la redaction de mon Faculte d'Agronomie et de Medecine Veterinaire}

^{memoire de license (Octobre} 2014) (FAMV)

^{Le MBVB}

^{70 140 280 Kilometres}

^{350 Metres}

^Haiti

^{Le Micro bassin versant}

^{de la ravine Boulmier Localisation du MBVB}

^{0 4 8 16 Kilometres}

^{Le MBVB}

^{Octobre 2014}

^{Le BV Cavaillon}

^{BV CAVAILLON}

^carte

^realisee

^{0 40 80 160 240 320}

^Metres

^Cette

^est

^dans le

^{Universite d'Etat d'Haiti}

^(UEH)

^{Faculte d'Agronomie et de Medecine Veterinaire}

^(FAMV)

^{Departement du Genie Rural}

^(DGNR)

^{Realise par: SAINT FLEUR Bob E.} Ing.-Agr

^Legende

^{Rivieres_Princ_BV_Cavaillon}

^MBVB

^{MNT Cavaillon}

^Value

^High : ¹³⁰⁰

^Low : ⁰

^{Universited'Etatd'Haiti(UEH)}

^{Realise par} : ^{SAINT FLEUR Bob E.}

.

.

A

Annexe 1 : Géolocalisation du micro bassin versant de la ravine Boulmier

B

Annexe 2 : Historique des cyclones, inondations et ouragans dans le Sud

Ø Le 12 Aout 1915, cyclone sur la péninsule du Sud d'Haïti

Ø 21 Octobre 1935, ouragan touchant le Sud et le Sud-est, environ 2000 victimes ;

Ø 11 au 12 Octobre 1954, Ouragan l'Ouragan Hazel qui touche toutes les régions d'Haïti. A plus de 249 km/h, le cyclone dévaste le pays faisant plusieurs milliers de victimes ;

Ø 3 octobre 1963: l'ouragan Flora touche les départements du Sud et de l'Ouest faisant près de 5000 morts ;

Ø 24 août 1964 : l'ouragan Cleo touche la côte Sud et plus particulièrement la région des Cayes faisant 192 morts.

Ø 29 septembre 1966 : l'ouragan Inès dévaste, à plus de 170km/h, les départements du Sud et de l'Ouest ;

Ø 20 mai 1972: inondations dans la Région des Cayes. Bilan 20 disparus et des pertes considérables en biens matériels ;

Ø 5 août 1980: l'ouragan Allen balaye, à plus de 270 km/h, la côte Sud et plus particulièrement la région des Cayes faisant environ 200 morts ;

Ø 1er juin 1986: inondations Région des Cayes. Bilan : 20000 hectares noyés et plusieurs milliers habitations endommagées ;

Ø 11 septembre 1988: l'ouragan Gilbert dévaste la côte Sud et plus particulièrement les régions d'Anse-à-Veau, Camp-Perrin, Cavaillon, Cayes, Ile-a-Vache, Jacmel, Jérémie, Kenscoff et Port-Salut ;

Ø 12 et 13 octobre1994 : l'ouragan Gordon traverse le département du Sud-Est et la péninsule du Sud provoquant des inondations et faisant environ 2000 morts et disparus ;

Ø 24-27 mai 2002: inondations Péninsule du Sud. La ville de Camp Perrin et les localités d'Asile et d'Anse-à-Veau sont les plus touchées par ces averses tropicales. Bilan: 31 morts, 14 personnes disparues et plus de 7000 sinistrées dans le département du Sud ;

Ø 10 septembre 2004: l'ouragan Ivan frappe la péninsule du Sud et la côte Ouest causant, dans diverses régions, d'importants dégâts matériels dus aux inondations.

C

Ø 6 et 7 juillet 2005 : l'ouragan Denis touche la côte sud-est d'Haïti, provoquant des inondations dans plusieurs villes du Sud (Bainet, Grand-Goâve, Les Cayes...) et faisant plus de 500 sans-abri ;

Ø 16 août 2008: la tempête tropicale Fay traverse tout le pays.

Ø 26 août 2008: l'ouragan Gustav traverse la presqu'île du Sud dont les départements du Sud et de la grande Anse faisant environ 77 morts et 8 disparus avec des dégâts matériels importants. 15000 familles ont été affectées par la tempête qui détruisit 3000 maisons et endommagea 11458 autres.

Ø 1er septembre 2008: l'ouragan Hanna ravage Les départements de l'Artibonite et du Nord-Est. Plusieurs villes sont inondées dont Gonaïves y compris certaines villes du département du Sud.

Annexe 3 : Traitement des 3 épisodes pluvieux étudiés au niveau du MBVB

D

Annexe 4 : Pluviométries mensuelles de la Station Cavaillon

Années		Jan		Feb		Mar		Apr		May		Jun		Jul		Aug		Sep		Oct		Nov	Dec		Total
1952		0		0		10		221.9		106.9		225		95		80		155		165		0	100		1158.8
1953		115		0		45		30		227		125		236		160		250		287		190	0		1665
1954		56		122		33		145		140		144		175		154		270		186		13	29		1467
1955		43		7		52		168		60		607		137		122		266		408		30	142		2042
1956		8		78		80		87		137		81		170		291		210		578		0	0		1720
1957		46		26		137		200		307		22		23		56		51		52		37	38		995
1958		205		49		43		8		108		138		29		117		185		130		92	99		1203
1959		3		64		152		222		96		20		214		53		181		380		0	10		1395
1960		156		93		229		355		181		275		59		63		110		640		50	46		2257
1961		21		0		45		76		52		122		259		229		141		1105		54	46		2150
1962		52		32		67		148		308		94		69		313		71		252		117	153		1676
1963		126		80		131		160		322		193		83		245		230		444		66	316		2396
1964		45		185		0		0		0		156		0		0		254		287		34	26		987
1965		54		12		50		18		213		55		143		131		115		193		94	68		1146
1966		43		58		115		101		297		183		86		51		131		317		63	66		1511
1967		35		36		265		0		134		37		0		52		68		39		202	18		886
1968		0		0		0		0		0		129		0		0		0		39		0	0		168
Années	Jan		Feb		Mar		Apr		May		Jun		Jul		Aug		Sep		Oct		Nov			Dec		Total
1979	0		0		0		0		0		0		0		0		353		617		561			12.1		1543.1
1980	65.3		58.6		12.1		403.5		218.3		31		179.2		213.7		49		150.1		57			68.8		1506.6
1981	179.2		27.3		115		44.2		106.1		72.7		95.3		141.7		69		76		44.5			1		972
1982	45.9		37.7		25.4		88.5		146		27.7		132.9		33.5		195.5		255.7		59.6			83.7		1132.1
1983	90.4		93.6		150		47.7		85.1		191.4		49.5		42.1		29.6		91.8		10			40		921.2
1984	65.6		186		21.5		174.8		160.5		56.8		0		280.6		0		0		0			0		945.8
1985	0		0		0		0		0		10		17		16.7		29.2		292		134			13		511.9
1986	12		13		8.1		8		114		180		30		87		93		83.2		76			11		715.3
1987	86		49		43		237.9		82.8		155.8		74		75.5		126.4		182.9		124.2			169.2		1406.7
1988	86.3		98.1		128.2		42.6		142		132.6		106.2		155		546.6		82.7		44.5			0		1564.8
1989	0		0		104.3		37.1		116.8		76.8		67.6		116.5		60.1		280.8		90.3			33.8		984.1
1990	98.5		59.4		56.6		127.7		0		46		85.7		62		37.4		184		3.4			12		772.7
1991	17.1		8.3		13.6		2.1		51.6		9.4		0		0		0		0		0			0		102.1

E

Annexe 5: Précipitation mensuelle de la station de Cayes (1924-1959) en mm

Année	Jan	Feb	Mar	Apr	May	Jun	Jul	Aug	Sep	Oct	Nov	Dec	Total
1924	11.7	41.6	19.9	74.8	183.3	273	143.5	346.4	437.9	311.5	550.3	13.6	2407.5
1925	18.1	137.6	88.9	198.8	42.7	131	140.6	128.3	208.7	103.6	262.2	93.4	1553.9
1926	198.2	38.1	224.7	102.4	71.6	147.2	139.8	292.4	103.7	108.3	206.5	39.5	1672.4
1927	50	39.4	80.7	190.9	310.6	356.8	348.4	126.7	61.5	477.5	102	1	2145.5
1928	28	99	50	98	149.8	106	134	368	442.9	393.5	89	38.5	1996.7
1929	16	19.5	375	260	370	601	33.2	183	368	228	56	45	2554.7
1930	73	118	101	226	256	144	211.1	63	133.5	460.5	111	13	1910.1
1931	44	92	42	629	584	328	162	123	489.5	359.5	399	19	3271
1932	19	35.5	23	233.5	480.5	149.5	123.5	208.5	48	350.5	203.5	7	1882
1933	42.5	61	79	74	97	348	114.5	379.5	269	710	38.5	38	2251
1934	138	117.5	135.5	115	171	182.5	157.5	263	163	360.5	154	106.5	2064
1935	46	113.5	69.5	33	566.5	109	180.5	276.5	162.5	913.5	53.5	7	2531
1936	84	76	37.5	132.5	237	237.5	154	144.5	56.5	176.5	299	134	1769
1937	192	132	84	125.5	424	78	37.5	489.5	74	205.5	241.5	84.5	2168
1938	19.5	112.5	127.5	185.5	280	221.5	192	165	309.5	237.3	322	56.5	2228.8
1939	90	46	101	87	285	144.5	113.5	157.5	133.5	410.5	508	85.5	2162
1940	75.5	26.5	27	149.5	383.5	85.5	94.5	91	131.5	658	106	248.5	2077
1941	49	97	58	116	194.5	107	127	323	321	260	57.5	55	1765
1942	25	83	67.5	261	169	844.5	124.5	237.5	199	255	7	44	2317
1943	76	82.5	141	238	115	160	124	210.5	219.5	374.5	224.5	75.5	2041
1944	111	104	44	117.5	243.5	179.5	187.5	241	497	170	31		1926
1945	41	136.5	173	283	295	70.5	183.5	125	111	211	235.5	260	2125
1946	20	71.5	161	166.5	196	110	151	102.5	161	192.5	157	112	1601
1947	33.5	79.5	24.5	133	185.5	36.5	52.5	76	318	140.5	27.5	7	1114
1948	92	151.5	140.5	173.5	688.5	203	216	149.5	206.5	467.5	191	39.5	2719
1949	27	126.5	165.5	82.5	360	290.5	64	136.5	330.5	657.5	140.9	105	2486.4
1950	66.4	138.4	84.1	182.7	223.2	167.3	129.4	440.4	258.5	381.9	149.9	112.7	2334.9
1951	104.3	99.8	96.6	99.8	694	70	123.6	121.7	151.2	140.3	188	26	1915.3
1952	33.2	26.2	91.8	96.2	147.4	128.3	128	71.3	248	216.8	36.5	34.7	1258.4
1953	127.7	16.2	30	96	292.5	60.3	227	232.8	375.5	282	98	40	1878
1954	43.5	155	47.5	259.5	124.5	91	183	124.5	587.5	507.5	62	25	2210.5
1955	33.5	120.5	97.5	266.5	190.5	454	85.5	124	252.5	359.5	14.5	120	2118.5
1956	6.5	44.8	119.7	158.4	128.7	187.4	266.4	169	147.2	479.9	74.4	49	1831.4
1957	12.7	85.4	65.5	147.2	286.9	181.4	33	219	112	121	113	42	1419.1
1958	237	56	22	116	472	181	304	202	498	312	215	40	2655
1959	49	105	191	187.8	223	85	196	86	109	218	219	106	1774.8

F

Annexe 6: Précipitation mensuelle de la station de Cayes (1960-2003) en mm

Année	Jan	Feb	Mar	Apr	May	Jun	Jul	Aug	Sep	Oct	Nov	Dec	Total
1960	81	30.8	62.2	191.8	230.1	512.8	181	317.5	307.2	620.9	357.2	216.9	3109.4
1961	179.5	101.4	233.2	206.8	251.6	407	318.3	172.6	190	553	135.1	89.4	2837.9
1962	91.2	29.2	0	216	100.3	132.1	216.3	526.3	161.4	180.8	128	55.2	1836.8
1963	65.2	202.9	115.7	157.8	176.2	136.2	142.9	246.4	224.2	425.8	147.4	244.7	2285.4
1964	65	72.5	64.2	178.2	281.2	267.2	121.6	233.1	59.2	171.4	94.8	31	1639.4
1965	26	23.1	68.1	19	493.7	56	147.7	298.6	204.4	144.3	150.9	12	1643.8
1966	86.9	19.9	96.2	92	418.1	129.1	119.7	139	141.2	503.7	137.5	15.3	1898.6
1967	22.6	100.5	106.4	27.7	294	110.2	271	55.4	94.8	73	185.6	33	1374.2
1968	90.8	41.8	125.7	25.7	123.9	94	123.2	262.9	290.4	104.3	65.1	13.4	1361.2
1969	102.5	29.2	77.5	257.7	415.6	242.4	138.3	117.9	119.5	522.5	108	89.5	2220.6
1970	173	61.5	42	211.5	65.2	145	153.5	158	110.9	37.5	88	15	1261.1
1971	98.5	68.9	29.5	67.5	0	40.9	95.3	34.4	118.7	260.9	160.4	21.3	996.3
1972	131.8	96.8	120.7	127.8	1112.8	245	142.7	88.6	341.4	94	96.2	103	2700.8
1973	81.1	27.9	46.9	21.4	77.1	302.7	116	166.9	127.7	224.8	68.6	87.6	1348.7
1974	94.1	31.4	105.1	157	226.5	60	79.2	129.9	333	158.9	132.6	46.5	1554.2
1975	23	127.4	44.5	167.9	115.3	71.6	44.8	106.8	443.8	140.3	87.8	73.3	1446.5
1976	58.4	242.6	120.6	126.4	107.4	61.5	24.5	37.7	52.5	170.8	34.7	122.9	1160
1977	51.5	39.7	3.5	138.7	489.2	89.4	148	165.6	179.4	241.8	152.5	131.2	1830.5
1978	86.1	107.5	47.3	209	243.7	123.3	91	189.3	171.9	93.2	257.4	66.9	1686.6
1979	24.3	49.7	59.2	75.6	121.8	425.2	147.6	276.7	578.1	304.5	73.6	4.5	2140.8
1980	159.6	48.7	59.7	207.7	161.1	41	70.6	182	31.7	102.6	154.5	115.4	1334.6
1981	150.8	99.3	81.1	107	253.5	94.3	154.8	148.8	120.7	211.5	88.7	19	1529.5
1982	48.7	51.6	61.4	88.3	366.8	45.1	47.6	98.6	97.4	192.6	100.5	66.3	1264.9
1983	19.2	18.2	52.4	117.6	89.8	225.8	21.1	139.7	141.5	0	0	28.4	853.7
1984	0	162.9	108.5	151.8	170.3	71.6	177.5	76.6	409.3	116.1	46.7	2	1493.3
1985	47.8	136.3	91.9	174.4	175.6	20.2	48.3	180.4	183.4	314.6	29.3	45.9	1448.1
1986	55.4	19.2	61.3	128.2	262.8	677.9	41.4	39.8	85.9	195.6	165.2	68.7	1801.4
1987	85.8	96.7	64.4	102.6	110.9	84.4	73.4	77	135.2	421.2	103.9	147.1	1502.6
1988	61.3	84.3	142.4	179.5	129.2	180.9	93.2	384.1	184.4	148.9	79.4	41.8	1709.4
1989	54	58.8	169.6	128.7	104.1	61	62.6	148.4	265.3	267.1	71.4	26.7	1417.7
1990	176.7	168.2	181.7	161.7	137.8	159.6	0	0	0	0	0	0	985.7
1991	20.5	28.4	38.2	201.2	275.1	56.3	144.3	103.4	40.4	237.5	0	16.6	1161.9
1992	121	68.7	13	215.8	235.1	16.1	34	213.1	249	75.2	73.3	52.8	1367.1
1993	73	52.9	68.9	157.9	400.7	263.5	84.6	79.5	55.7	71.7	474.2	97.4	1880
1994	110.2	52.8	88.9	344.3	234.9	45.9	45.4	113.8	108.8	221.9	310.4	51.4	1728.7
1995	130.4	35.1	99.1	15.8	144.7	92.5	54.9	278.9	353.9	305.3	76.2	115.5	1702.3
1996	79.3	95.2	238.8	190.6	255	118.8	90.7	197.2	266	286.1	223.9	6.4	2048
1997	26.5	43.7	106.7	134	168.3	112.6	53.9	99.9	115.3	176.1	209.4	95	1341.4
1998	63	48.9	148.9	190	138.4	155.1	276.6	38.8	264.3	265.5	193.7	43.2	1826.4
1999	9.5	216.5	104.2	134.9	130.2	215.7	176.6	314.6	185.6	342.1	264.8	19.4	2114.1
2000	27	139.7	30.1	78.4	188.5	91.1	147.2	70.6	260.6	89.1	35.8	291.4	1449.5
2001	20.5	37.5	27.8	203.8	204	51.6	34.7	126.9	155.7	275.2	105.9	86.5	1330.1
2002	20.2	38.7	96.7	96.3	455.7	98.2	127	144.2	256.9	28.3	36	148.7	1546.9
2003	87.7	112.8	92.3	125.1	210.2	41	34.5	191.4	134.1	200.9	118.5	87.5	1436

G

Annexe 7: Précipitation mensuelle de la station de Camp-Périn (1924 -1980)

Année	Jan	Feb	Mar	Apr	May	Jun	Jul	Aug	Sep	Oct	Nov	Dec	Tot.Ann
1924	14	105	105	8.6	148	229	192	437	549.5	527.3	878	7	3200.4
1925	13	153	58	265.8	228	66	155	38	248.6	150.6	234.2	331	1941.2
1926	64	56	124	111.8	53	116	225	220	116.8	143.8	274.2	31.4	1536
1927	84	57	101	134.6	148	110	195	145	164.2	620.4	96.8	0	1856
1928	48	82	79	195.6	206	144	67	761	360.6	276.2	91.6	49	2360
1929	32	87	273	161.4	225	561	24	141	374.8	385.2	160.2	76.8	2501.4
1930	117	121	88	301.2	251	174	176	36	133.8	403.4	116.6	39.6	1957.6
1931	105	237	36	432.8	603	510	282	21	518.1	326.2	442.2	35.3	3548.6
1932	47	8	36	356	317	283	90	202	254.3	273.4	382.9	5	2254.6
1933	49	25	148	103.3	235	655	311	275	346.4	196.9	78.9	18.8	2442.3
1934	39	176	226	275.4	255	223	191	224	82.9	825.7	157.8	146.4	2822.2
1935	55	86	92	187.4	310	171	124	185	217.1	913	114.3	25.4	2480.2
1936	38	83	73	172.4	408	303	200	184	84.3	118.7	234.6	136.6	2035.6
1937	88	97	97	255	872	72	49	355	248.2	231.1	508.2	61.4	2933.9
1938	23	80	89	449.8	118	127	124	271	243.1	120	227.1	108	1980
1939	71	25	198	159.8	221	104	73	65	282.7	378.3	466.6	107.2	2151.6
1940	84	76	16	174.4	374	78	138	147	207.4	538.9	157.9	205.3	2196.9
1941	141	272	74	210.7	233	66	20	123	144.5	177.1	104.7	87.6	1653.6
1942	51	107	97	23.6	192	655	83	286	126.2	393.1	72.6	51.5	2138
1943	64	110	288	306	250	173	180	97	188.7	440.2	149.1	59	2305
1944	71	44	64	53.9	348	208	164	243	388.7	153.8	20	14	1772.4
1945	90	53	50	227	614	131	71	213	350	75	337	378.4	2589.4
1946	55	42	115	267.2	282	56	130	132	133	543	274	200	2229.2
1947	43	376	36	104	223	45	106	199	251	158	10	91	1642
1948	164	34	20	296.5	39	156	129	64	424	352.3	540.5	51	2270.3
1949	2	0	195	78	491	455	91	151	354.5			0	1817.5
1951			37	199	900	117	175	109	180	137	134	41.5	2029.5
1952	140	169	31	423	329	215	157	126	520	215	124	114	2563
1953	269	40	100	85	448	179	187	168	470	295	108	63	2412
1954	103	277	92	193	155	109	268	96	475	200	122	119	2209
1955	92	78	175	352	188	423	148	231	255	499	78	194	2713
1956	47	139	71	289	263	173	192	269	159	569	148.5	61	2380.5
1957	56	92	115	209	465	248	53	68	234	296	73	112	2021
1958	280	79	96	140	546	176	136	136	440	302	181	120	2632
1959	57	60	224	229	227	40	102	121	192	187	203	126	1768
1960	100	40	198	199	335	553	38	186	379.2	621.2	62.5	73.9	2785.8
1961	81	87	151	131.2	158	118	136	243	122.5	491	193.5	109.7	2021.9
1962	47	25	93	180	288	154	35	525	266.2	388.6	109.1	80.5	2191.4
1963	15	276	81	115.9	384	289	89	363	92.2	964.8	230.8	140.8	3041.5
1964	22	74	25	136.5	386	145	423	44	90.5	206	76.3	65	1693.3
1965	28	13	16	161.9	390	136	64	169	146	197.4	163	35.1	1519.4
1966	34	30	166	103.6	877	164	75	147	247.5	93.1	323	18.8	2279
1967	21	123	174	156.4	203	120	74	138	154.3	182.7	218.5	22.8	1587.7
1968	87	120	175	73.2	79	261	103	305	187.8	158.8	94.9	44.5	1689.2
1969	75	34	50	516.2	520	306	73	226	161.4	224.2	94.4	105.8	2386
1970	192	18	14	117.5	142	78	161	139	139.9	355	133.3	10.2	1499.9
1971	44	102	75	217.1	161	65	131	171	163.7	424.7	200.8	13.9	1769.2
1972	54	94	97	98.8	706	337	60	134	202.4	178.9	104.7	89.2	2156
1973	51	79	111	72	153	238	132	171	190.3	574.6	71.2	117	1960.1
1974	21	100	193	137.7	283	40	33	77	350.2	294.1	97.9	91.1	1718
1975	11	23	83	58	128	47	67	95	445.2	184.4	127.1	103.4	1372.1
1976	29.3	57.8	182.9	161.8	121.5	213	37.5	75.4	102.9	209	97.9	108.6	1397.6
1977	20.3	45.5	30.4	397.1	543.8	77	211.2	220.4	243.3	425.4	641.6	106.2	2962.2
1978	140.3	189.4	173.4	146.1	379.9	100.4	101.9	230.9	242.4	385	265.3	53.4	2408.4
1979	31.5	118	136	168.6	205	619.6	188	98.6	1130.4	417.5	238.7	8.4	3360.3
1980	98.4	94	16.2	299.1	528.2	41.6	95.7	184.7	99.4	107	148.2	145.3	1857.8

H

Annexe 8: Précipitation mensuelle de la station de Camp-Périn (2000- 2013)

Année	Jan	Feb	Mar	Apr	May	Jun	Jul	Aug	Sep	Oct	Nov	Dec	Total
2000	38	68	94	102	185	33	156	154	396	283	40	455	2004
2001	48.4	35.6	14.2	249.2	389.2	57.2	62	41.4	150.2	167	128.2	180.1	1522.7
2002	6	40	241	179	871	205	103	114	618	70	84	127	2658
2003	77	58	199	188	170	143	45	185	212	194	199	106	1776
2004	47.2	12.8	124.2	166.2	140.8	58.2	185.8	152.8	543	196.6	31	44.2	1702.8
2005	141.8	28.4	14.8	128.2	420.8	436.2	208.4	190	158.6	738.2	79.6	100.8	2645.8
2006	23	89.6	52.4	158	318.8	250.2	294.2	196	23.6	164.4	241.8	78.6	1890.6
2007	12	43.6	253.6	171.6	178.8	94.2	279.8	273	269	1046.8	351.8	130	3104.2
2008	11	68.2	78.6	226.6	246.6	156.4	227.4	534.8	578.2	406.2	236	12.2	2782.2
2009	46.4	82.6	9	214	490.4	161.2	196	55.8	112.8	243	87.6	206	1904.8
2010	24.4	93	23.4	303	359.2	287.2	508.6	185.2	398.9	329.2	341	35.6	2888.7
2011	24.2	154.8	102	177.4	272.4	636.2	266.6	276.8	253	548.6	78.4	23.2	2813.6
2012	24	80.6	165.2	251.4	185	278	105.1	362.2	312.6	645.4	43.4	63.4	2516.3
2013	32.8	4.2	132.2	178	137.4	38.8	102.2	57.6	230.6	144.8	172.8	130	1361.4

Annexe 9 : Test de double masse entre les données des stations Cayes et Cavaillon

					Test de double masse cavaillon-Cayes 3000.0
					2500.0	y = 1.1571x + 50.32 R^2 = 0.9994
^Annee	^Stat.Cav	^Stat.Cayes	^CumCav	^Cum.Cayes
					2000.0
^1952	^199.7	^226.0	^2327.5	^2723.0
					1500.0
^1953	^195.5	^221.3	^2127.9	2497.0
					1000.0
^1954	^188.1	^217.6	^1932.4	2275.7
^1955	^172.0	^190.5	^1744.3	^2058.1
^1956	^170.2	^184.2	^1572.3	^1867.6
					500.0 0.0 (1979-1990)(1952-1968)	0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.0 Cavaillon (1952-1968)
^1957	^166.5	^176.5	^1402.2	^1683.4
^1958	^141.0	^167.0	^1235.7	^1506.9
^1959	^139.7	^158.2	^1094.7	^1339.9
^1960	^128.8	^156.5	^955.0	1181.7
^1961	^126.8	^152.6	^826.3	^1025.2
^1962	^125.9	^147.9	^699.4	^872.6
					Cayes
^1963	^122.3	^137.0	^573.5	^724.7
					Test de double masse Cayes-Cavaillon 1500.0
^1964	^100.3	^136.6	^451.3	^587.7
^1965 ^95.5 ^118.3 ^351.0 ^451.1
^1966	^88.6	^114.5	^255.5	^332.8
						y = 0.9107x + 44.703
^1967	^84.0	^113.4	^166.9	218.3
						R^2 = 0.9888
^1968	^82.9	^104.9	^82.9	^104.9
					1000.0
^Annee	^Stat.Cav	^Stat.Cayes	^CumCav	^Cum.Cayes
^1979	^385.8	^189.9	^1459.4	1277.2
					500.0
^1980	^142.3	^164.3	^1073.6	^1087.4
					Cayes
^1981	^135.1	^125.7	^931.4	^923.1
					0.0
^1982	^125.6	^121.2	^796.3	^797.3
					0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0
^1983	^117.2	^108.9	^670.7	^676.1
^1984	^98.4	^97.8	^553.5	^567.2 ^212.2
							Cavaillon (1979-1990)
^1985 ^1989	^94.3 ^70.2	^87.5 ^66.7	^455.1 ^129.9	^469.4 ^132.8
^1986 ^1990	^81.0 ^59.6	^85.6 ^66.1	^360.7 ^59.6	^381.9 66.1
^1987 ^76.8 ^84.0 ^279.7 ^296.3

I

Distribution

0.8

0.6

0.4

0.2

1.2

0

1

0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0

Pluie moyenne annuelle (Cavaillon 1980-2013)

Test d'ajustement de la loi de Gauss

Empirique F(x)

Annexe 13 : Test de validité de la loi de Gauss aux pluies moyennes de Cavaillon

Annexe 10 : Corrélation linéaire entre les stations Cavaillon et Camp-Périn

Correlation Cavaillon - Camp-Perin

y = -0.1721x + 168.4 R² = 0.0267

Series1

Linear (Series1)

250.0

200.0

150.0

100.0

50.0

0.0

0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 Camp-Perin (1952-1968)

Cavaillon (1952-1968)

Annexe 11 : Corrélation linéaire entre les séries de pluies mensuelles maximales des trois stations

Correlation Camp-Perin - Cavaillon

1000

500

0

cavaillon (1952-1968)

y = 0.0553x + 382.17 R² = 0.0036

Series1

Linear (Series1)

0 200 400 600 800 1000 1200 camp-Perin (1952-1968)

Annexe 12 : Test d'ajustement de la loi de Gauss aux pluies moyennes de Cavaillon

0.8

Distribution theorique

0.6

0.4

0.2

1.2

0

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Distribution empirique

Test de validite de la loi de Gauss

y = 1.0169x - 0.0156 R² = 0.9889

F(x)

Linear (F(x))

J

Probabilite au non depassement

Distributions

0.8

0.6

0.4

0.2

1.2

0

1

0.8

0.6

0.4

0.2

1.2

0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0

Pluie Max Cavaillon 1963-2013

0

1

0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0

Pluie Max Cavaillon 1963-2013

Test d'ajustement de la loi de Gauss

Test d'ajustement de la loi de Gumbel

Empirik F(gumbel)

Empirik F(Gauss)

Annexe 14 : Test de validité de la loi de Gauss aux pluies maximales de Cavaillon

K

Annexe 15 : Test de validité de la loi de Gauss aux pluies maximales

Test de validite de la Loi de Gauss

1.5000

1.0000

0.5000

0.0000

y = 0.9532x - 0.0065 R² = 0.9367

F(Gauss)

Linear (F(Gauss))

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Distribution empirique

Distribution theorique

Annexe 16 : Test de validité de la loi de Gumbel aux pluies maximales

Test de validite de la Loi de Gumbel

1.5

0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

1

0.5

0

Distribution theorique

y = 0.9942x - 0.0074 R² = 0.9688

F(gumbel)

Linear (F(gumbel))

Distribution empirique

Annexe 17 : Test d'adéquation Chi 2 de Pearson de la loi de Gauss

# Classes	Bornes	ni	F(X)	F(x)-F(x-1)	vt	(Nt-vt)^2/vt
	00		1
1		6		0.222	7.548	0.317475
	146.8		0.778
2		6		0.218	7.412	0.268989
	126.9		0.56
3		6		0.119	4.046	0.943677
	117.2		0.441
4		6		0.127	4.318	0.655193
	106.3		0.314
5		5		0.211	7.174	0.658806
	81		0.103
6		5		0.103	3.502	0.640778
	0		0
Total		24		÷^2=? (Nt-vt)^2/vt		3.484918
A = k - 1 -p ? A = 3				P(÷^2)=0.326 > 0.05

L

Annexe 18 : Test d'adéquation Chi 2 de Pearson de la loi de Gumbel

# Classes Bornes ni F(X) Gumbel F(x)-F(x-1)					vt	(Nt-vt)^2/vt
	00		1
1		5		0.103	5.24	0.01
	617		0.89727
2		5		0.099	5.06	0.00
	509.4		0.79803
3		5		0.094	4.79	0.01
	444.6		0.70408
4		5		0.223	11.40	3.59
	336.6		0.48059
5		5		0.123	6.25	0.25
	287		0.35796
6		5		0.040	2.05	4.25
	270.9		0.31780
7		5		0.037	1.91	5.00
	255.7		0.28036
8		5		0.077	3.91	0.30
	222.8		0.20370
9		5		0.078	3.97	0.27
	184.0		0.12584
10		6		0.126	6.42	0.03
	0.0		0
Total		51.0		D = ÷^2=? (Nt-vt)^2/vt		13.72
ë= k -1 - p = 10 - 1 - 2 =7				P(÷^2 =13.72) = 0.06 ? 0.05

Annexe 19: Coefficient de ruissellement selon les recommandations suisses

Pente %	Couverture du sol
	Forêts	Pré-champ	Culture dans le sens de la pente
0,5	--	0,005	0,12
1,0	0,01	0,020	0,13
2,0	0,02	0,040	0,18
4,0	0,04	0,070	0,23
6,0	0,05	0,090	0,27
8,0	0,06	0,110	0,31
10,0	0,07	0,130	0,34
15,0	0,08	0,170	0,40
20,0	0,10	0,190	0,45
25,0	0,12	0,220	0,50
30,0	0,13	0,250	0,55
35,0	0,14	0,270	0,59
40,0	0,15	0,290	0,62
45,0	0,16	0,310	0,65
50,0	0,17	0,330	0,69

Src. : Sautier, Guide de service fédéral des améliorations foncières, cas des Suisses. Le bassin versant et son complexe.

M

Annexe 20 : Coefficient de ruissellement dans la méthode rationnelle

Nature de la couverture végétale	Valeur de C
	Petits bassins de 0 à 10 km^2 présentant une pente de				Bassins moyens de 10 à 100 km^2 présentant une pente de
	moins de 5%	De 5 à 10%	De 10 à 30%	Plus de 30%	moins de 5%	De 5 à 10%	De 10 à 30%	Plus de 30%
Plates-formes et chaussées de route et cours	0,95	»	»	»	»	»	»	»
Terrains dénudés ou à végétation non couvrante.. Terrains déjà attaqués par l'érosion Labours frais	0,80	0,85	0,90	0,95	0,70	0,75	0,80	0,85
Cultures couvrante, céréales hautes . Terrains de parcours, chiendent ras Petite brousse clairsem	0,75	0,80	0,85	0,90	0,52	0,60	0,72	0,80
Prairie Brousse dense, savane à sous-bois	0,70	0,75	0,80	0,85	0,30	0,36	0,12	0,50
Foret ordinaire en futaie... Sous-bois touffus	0,30	0,50	0,60	0,70	0,13	0,20	0,25	0,30
Grande forêt primaire	0,20	0,25	0,30	0,40	0,15	0,18	0,22	0,25

Source : document de cours d'hydrologie du Dr. N. GONOMY

Avec : Région 1 ; pente < 5%

Région 2 ; 5% < pente < 10%

Région 3 ; 5% < pente < 10%

Région 4 ; pente > 30%

Région 5 ; 10% < pente < 30%

N

Annexe 21 : Récapitulation du nombre de jours pluvieux au niveau des Cayes (2000-2013)

Année	Jan	Feb	Mar	Apr	May	Jun	Jul	Aug	Sep	Oct	Nov	Dec	Moyenne
2000	6	11	11	11	15	9	10	9	19	12	5	9
2001	10	9	5	17	16	5	7	5	10	14	7	10
2002	3	7	15	13	23	12	9	12	18	7	13	12
2003	9	8	8	15	12	10	8	14	14	15	11	5
2004	7	7	10	12	16	8	15	12	15	11	4	5
2005	6	4	2	10	13	15	8	10	14	21	7	3
2006	3	7	8	13	10	19	10	10	6	13	10	5
2007	4	4	14	13	13	12	14	14	10	17	11	1
2008	3	6	11	11	15	5	12	11	17	14	12	1
2009	5	5	2	12	12	6	6	5	7	13	7	4
2010	5	5	3	12	19	11	16	9	15	12	5	2
2011	2	9	5	14	14	14	14	14	10	14	5	4
2012	3	6	9	12	9	9	7	12	4	9	3	4
2013	3	1	5	13	14	5	5	3	10	8	10	4
min	2	1	2	10	9	5	5	3	4	7	3	1	4
Moy	5	6	8	13	14	10	10	10	12	13	8	5	9
Max	10	11	15	17	23	19	16	14	19	21	13	12	16

O

Annexe 22 : Tableau donnant la valeur de la variable réduite de Gauss

P

Annexe 23 : Tableau donnant la valeur de la variable réduite de Gumbel

Photo 1-a : Vétiver mature Photo 1-b : Vétiver stade de prise

Photo 2-a : Pré-champs (pâturage) Photo 2-b : Pâturage

Q

Annexe 24 : Coefficient de rugosité Manning Strickler pour divers types de canaux

Annexe 25 : Quelques cliches de la surface du micro bassin versant de Boulmier

R

Photo 3-a: Espace boisée Photo 3-b: Bosquet

Photo 4-a: Jardins vivriers Photo 4-b: Jardins sur les fortes pentes

Annexe 26 : Photos présentant l'état des berges du réseau principal du MBVB

S

Annexe 27 : Photos des activités d'évaluation de la pente au voisinage du seuil

Annexe 28 : Mesure de vitesse avec le courantomètre MF-Pro

T

Annexe 29 : Pluviomètre et échelle

Le pluviomètre L'échelle de la section de contrôle

M