Application des outils chimiques et isotopiques à l'étude de la relation hydrodynamique entre les aquifères profonds de Sfax et de la Djeffara de Gabès Nord (Sud-Est tunisien)

Résumé

L'étude des bassins côtiers de Sfax et de la Djeffara de Gabès Nord, basée sur l'interprétation des données hydrochimiques (éléments majeurs) et isotopiques (¹⁸O, ²H et ¹⁴C), a permis une meilleure compréhension du fonctionnement hydrodynamique de l'aquifère Miocène le long de la frange côtière. En effet, d'après les données géochimiques, apparaît la présence de deux types de faciès chimiques: chloruré sodique dans le bassin de Sfax et mixte à chloruré sodique dans le bassin de Gabès Nord. Cette transition d'un faciès à un autre souligne la variabilité des origines de minéralisation des eaux. L'utilisation des outils isotopiques a permis l'identification d'une eau relativement ancienne à l'exception de quelques poches de recharge récente matérialisées à partir du relief de Zemlet El Beida en amont du bassin de Gabès Nord. Ceci a été vérifié par les fortes activités en¹⁴C des eaux dans cette région. Par conséquent, on peut noter que le passage du Sud au Nord le long de la côte est marqué par une grande variation latérale de lithologie et d'épaisseur de la formation aquifère, soulignant ainsi l'indépendance de chacun des deux réservoirs de Sfax et de la Djeffara de Gabès en absence de toute continuité hydrodynamique entre les deux bassins.

Editeur Z.W. Kundzewicz; Editeur associé S. Faye

Citation Ben Cheikh, N., Zouari, K., et Abidi, B., 2012. Application des outils chimiques et isotopiques à l'étude de la relation hydrodynamique entre les aquifères profonds de Sfax et de la Djeffara de Gabès Nord (Sud-Est tunisien). Hydrological Sciences Journal, 57 (8), 1662–1671.     

Contribution de la gravimétrie à l'étude de la structure de la plaine de Mornag (nord est de la Tunisie): implications hydrogéologiques

Résumé

Cette étude est basée sur l'analyse des données gravimétriques; elle a pour but d'améliorer la connaissance de la structure de la plaine de Mornag. La carte de l'anomalie résiduelle a d'abord été calculée à partir de la carte de l'anomalie de Bouguer en enlevant un gradient régional. La résiduelle calculée fournit des informations sur la variation de la densité dans le bassin de Mornag. Afin de mettre en évidence les différentes structures dans le bassin, nous avons calculé la magnitude du gradient horizontal (MGH). Cette technique a permis de déterminer des linéaments gravimétriques représentant l'emplacement des contrastes de densité, et de déduire une carte structurale de la zone d'étude. Cette carte constitue un document très utile pour orienter l'exploration des ressources en eau dans la plaine de Mornag.

Citation Farhat, B., Benassi, R., Jallouli, C. & Ben Mammou, A. (2010) Contribution de la gravimétrie à l'étude de la structure de la plaine de Mornag (nord est de la Tunisie): implications hydrogéologiques. Hydrol. Sci. J. 55(8), 1396–1404.     

Etude de la sensibilité d’estimation de la période de retour d’une crue connue seulement par la cote atteinte

Résumé

Cet article propose une méthodologie d’étude de sensibilité pour cerner l’incertitude d’estimation de la période de retour d’une crue maximale annuelle exceptionnelle connue seulement par la cote des plus hautes eaux. Deux autres contraintes ont présidé au choix méthodologique. Tout d’abord, nous ne disposions pas des débits maximaux de crue à la station (hors ceux de la crue annuelle) et nous disposions d’une courte série des débits maximaux annuels. L’étude a ainsi été focalisée sur les débits moyens journaliers dont la série est complète avec une seule lacune qui est celle de la crue qui nous intéresse. La taille de la série des débits moyens journaliers la plus complète étant assez modérée, un modèle statistique à dépassement de seuil POT (Peaks Over Threshold) a été adopté. A partir de la laisse de crue, le débit maximal de la crue non jaugée a été estimé par cinq approches différentes (méthodes d’extrapolation par régression statistique à partir des paramètres hydrauliques de la station, deux modèles de Manning-Strickler en lit homogène, et deux modèles de Manning-Strickler en lit composé) en adoptant des valeurs de rugosité du lit couvrant l’incertitude reflétée d’après les jaugeages existants. Nous avons proposé d’étudier la distribution statistique du rapport α du débit maximum instantané de la crue annuelle à son débit moyen journalier. Par ce biais, l’observation de la laisse de crue a été mise à profit pour compléter la série des débits moyens journaliers moyennant une hypothèse sur la valeur de α. L’article traite l’incertitude sur α pour diverses hypothèses sur la rugosité du lit. Une distribution lognormale a été ajustée pour α et des simulations de Monte Carlo ont été entreprises. Une valeur du débit moyen journalier a alors été attachée à chaque simulation de Monte Carlo de α. Cinquante (50) simulations ont été effectuées dans chaque cas. Le modèle à dépassement de seuil a été appliqué à chaque série de débits moyens journaliers ainsi complétée par simulation. Les quantiles des débits moyens journaliers pour différentes périodes de retour ont été estimés pour chaque série complétée. La dispersion de ces derniers a été représentée par une boite à moustaches et a été quantifiée par l’intervalle interquartile. L’application a porté sur une station hydrométrique contrôlant un bassin de 9000 km² en région semi-aride nord africaine. Les séries d’observation ont été étudiées pour la période 1984–2006 pour laquelle 114 jaugeages étaient disponibles. La médiane du quantile quinquagennal du débit moyen journalier varie de 1410 à 1840 m³/s en fonction du seuil de dépassement retenu et de la valeur du coefficient de rugosité du lit. Les différentes méthodes, en considérant les différents seuils de troncature, conduisent à un intervalle interquartile de la période de retour du débit moyen journalier de cette crue variant entre 30 et 70 ans.

Editeur Z.W. Kundzewicz; Editeur associé C. Leduc

Citation Aridhi, H., Bargaoui, Z., et Assia Chebchoub, F., 2014. Etude de la sensibilité d’estimation de la période de retour d’une crue connue seulement par la cote atteinte. Hydrological Sciences Journal, 59 (5), 978–992.     

Apports de la sismique réflexion à l'étude de l'aquifère du Continental Intercalaire du Jérid (Tunisie)

Résumé

De nombreux travaux de recherche pétrolière par sismique réflexion et sondages profonds ont été réalisés en Tunisie méridionale. La présente étude concerne la réinterprétation de ces données dans le secteur du Jérid en vue d'appréhender la géométrie et le fonctionnement de l'aquifère du Continental Intercalaire (CI), cible potentielle pour l'alimentation en eau. Pour ce faire, nous avons identifié sur les différentes sections sismiques le réflecteur correspondant à la dolomie aptienne qui marque le toit de l'aquifère. Elaborée en conséquence, la carte des isochrones de cet horizon montre l'influence de la tectonique sur la géométrie du CI dans le Jérid. Le plissement des séries du Crétacé inférieur, la réactivation des accidents NE–SO et E–O en failles inverses et le jeu normal des accidents NO–SE sont à l'origine d'un aquifère compartimenté en blocs soulevés et affaissés. Les coupes géosismiques révèlent que cette structuration a des implications sur la profondeur des réservoirs et la circulation des eaux souterraines. Les résultats obtenus permettent de rationaliser les travaux de recherche hydrogéologique qui seront ultérieurement menés dans le secteur du Jérid.

Citation Guellala, R., Ben Marzoug, H., Inoubli, M. H. & Moumni, L. (2011) Apports de la sismique réflexion à l'étude de l'aquifère du Continental Intercalaire du Jérid (Tunisie). Hydrol. Sci. J. 56(6), 1040–1052.     

Intégration d'un filtre de Kalman dans le modèle hydrologique HBV pour la prévision des débits

Résumé

Un filtre de Kalman standard a été développé en vue de la mise à jour de certaines variables d'état de la fonction du sous-sol et de la sortie du modèle HBV. La version globale du modèle HBV, fonctionnant au pas de temps horaire, a été calée par essais et erreurs sur les bassins tunisiens des Oueds Barbara et Mellila. Le pas de temps journalier a été considéré pour évaluer la qualité de la reconstitution. Le modèle a été ensuite couplé avec le filtre en reformulant le modèle conceptuel en un système d'équations d'état dynamiques et en implémentant la procédure du filtre de Kalman. L'hydrogramme des débits horaires constitue la mesure introduite pour la correction des états. Malgré un choix suivant la littérature des erreurs sur les mesures et les états du système, ce filtre a permis de réduire nettement l'incertitude sur le débit engendré par le processus pluie—débit et la pluie d'entrée.     

Le développement de la géodésie et cartographie tchécoslovaque de 1945 a 1940

Sans résumé En collaboration avec les membres de la rédaction: prof. Ing. Ján Krajčí, Dr. Ing. Karel Kučera et Dr. Ing. Jan Kašpar. Adresse: Národní tř. 3, Praha 1.     

Sécheresse et modification de la relation pluie–débit: cas du bassin versant de l’Oued Sebdou (Algérie Occidentale)

L’objectif de ce travail est d’étudier les variations temporelles hydrométéorologiques et d’identifier les tendances dans la relation pluie–débit du bassin versant de l’Oued Sebdou, un sous bassin de la Tafna, situé dans le Nord-Ouest algérien. A partir des données pluviométriques (1941–2012) et hydrométriques (1972–2012), des tests statistiques ont permis d’identifier les ruptures et évaluer les déficits hydrométéorologiques. Les résultats ont révélé une modification du régime des précipitations se traduisant nettement par une tendance à la baisse survenue au milieu des années 1970, soit une réduction de 25%. En outre, la réduction des écoulements durant une période de 40 ans dépasse 58% avec une rupture décelée au début des années 1980. L’identification des tendances dans la relation pluie–débit a été menée par l’application de l’approche des simulations croisées à partir du modèle GR2M sur plusieurs sous-périodes de cinq ans. Une non-stationnarité de la relation pluie–débit a été mise en évidence durant la période 1985–2004, ce qui indique une tendance à la baisse des lames d’eau mensuelles écoulées sur le bassin versant de l’Oued Sebdou.     

Calcul des pluies et débits classés sur le bassin du Bani (Mali): une approche de la vulnérabilité des ouvrages et de la population depuis la sécheresse

Résumé Dans un contexte de changement climatique, les dimensionnements d'ouvrages hydrauliques peuvent avoir un rôle crucial dans une évaluation de la vulnérabilité. Ainsi, on calcule avec les données les plus récentes possibles la pluie journalière maximale annuelle de période de retour donnée (10, 20 et 100 ans) sur 51 stations ainsi que les débits de projet pour six stations sur le bassin versant du Bani au Mali (129 000 km²). Pluies et débits sont calculés avec une méthode utilisant les L-moments et en découpant le bassin en régions climatiques homogènes. Une formule empirique d'évaluation du débit décennal est enfin réévaluée, considérant la baisse importante des débits maximaux depuis 1970. Les valeurs trouvées soulignent l'importance du choix de la période, puisque quelques années peuvent faire varier de façon importante les valeurs classées.     

Les réseaux de neurones et la régression multiple en prédiction de l’érosion spécifique: cas du bassin hydrographique Algérois-Hodna-Soummam (Algérie)

Résumé

Dans ce travail, des modèles de prévision de l’érosion spécifique des bassins versants en insuffisance voire en absence de jaugeages ont été élaborés, en fonction des paramètres climatiques, hydromorphométriques et de la couverture végétale, au droit des sites de barrages et retenues collinaires dans le bassin très érodé qu’est l’Algérois-Hodna-Soummam. Les paramètres régissant l’érosion ont été soigneusement sélectionnés sur la base d’une recherche bibliographique et regroupés en deux catégories distinctes par le biais de l’analyse en composantes principales. Deux méthodes statistiques ont été appliquées: la première, basée sur la régression multiple et la deuxième sur les réseaux de neurones artificiels. Des résultats très satisfaisants sont obtenus en testant, par validation croisée, la validité du modèle neuronal composé de: lame écoulée, densité de drainage, pente moyenne du bassin et précipitation moyenne annuelle comme variables d’entrées avec un coefficient de détermination de 0,81 et une erreur quadratique moyenne de 0,19.

Editeur Z.W. Kundzewicz; Editeur associé G. Mahé

Citation Salhi, C., Touaibia, B., et Zeroual, A., 2013. Les réseaux de neurones et la régression multiple en prédiction de l’érosion spécifique: cas du bassin hydrographique Algérois-Hodna-Soummam (Algérie). Hydrological Sciences Journal, 58 (7), 1573–1580.     

Contribution de la gravimétrie à l’étude de la structure profonde du bassin de Bou-Houria (Maroc Nord-oriental) : implications hydrogéologiques

Résumé

Cette étude vise à améliorer la connaissance de la structure du bassin de Bou-Houria en se basant sur l’analyse et l’interprétation de données gravimétriques. Des cartes de l’anomalie résiduelle, du gradient vertical et du gradient horizontal ont été calculées à partir de la carte de l’anomalie de Bouguer. Ces cartes fournissent des informations sur la variation de la densité dans le sous-sol et permettent de mieux cerner la structure de la zone d’étude en mettant en évidence les principales unités et accidents tectoniques généralement masqués par les dépôts quaternaires. L’ensemble des résultats obtenus conduit à l’amélioration de la carte structurale de la zone d’étude, qui pourrait constituer un document de base pour orienter les futurs travaux d’exploration des eaux souterraines dans le bassin.     

Modalités de recharge d’un aquifère en zone semi-aride : cas de la nappe du Trarza (Sud-Ouest Mauritanie)

Résumé

L’aquifère du Trarza s’étend sur environ 40 000 km² dans le Sud-Ouest mauritanien, entre le fleuve Sénégal au Sud, l’Océan Atlantique à l’Ouest et la chaîne métamorphique des Mauritanides au Nord et à l’Est. La nappe libre est contenue dans les sédiments du Continental Terminal et du Quaternaire. Les campagnes de terrain menées entre 2010 et 2012 ont significativement complété les quelques mesures anciennes. Le croisement d’approches hydrodynamiques et géochimiques a montré que, dans cette zone semi-aride, la dynamique de la nappe est influencée par les multiples changements, actuels et anciens, de l’environnement (depuis les transgressions quaternaires jusqu’aux différents barrages régulant le cours du fleuve Sénégal). La nappe est principalement alimentée par l’infiltration latérale des eaux de surface du fleuve Sénégal et, dans une moindre proportion, par les précipitations. La minéralisation des eaux souterraines résulte d’interactions eau-roches et minéraux silicatés et alumino-silicatés et est localement influencée par des traces des transgressions quaternaires. L’évaporation marque fortement les eaux de surface avant et durant leur infiltration. Des calculs encore très préliminaires suggèrent une recharge annuelle inférieure ou égale à 5% des précipitations, soit de 5 à 10 mm.

Editeur Z.W. Kundzewicz

Citation Mohamed, A.-S., Marlin, C., Leduc, C., et Jiddou, M., 2014. Modalités de recharge d’un aquifère en zone semi-aride: cas de la nappe du Trarza (Sud-Ouest Mauritanie). Hydrological Sciences Journal, 59 (5), 1046–1062.     

La détermination du climat de la radiation par la mesure de la durée de l'insolation

Résumé Après avoir précisé les conditions dans lesquelles les mesures de la radiation solaire directe, de la radiation globale, de la radiation du ciel et de la durée d'insolation sont effectuées au Service du Rayonnement, à Uccle, une étude du climat solaire est présentée. On montre sous quelle forme on peut calculer l'énergie du rayonnement solaire direct à partir de la durée d'insolation. On détermine ensuite la radiation globale pour toutes les conditions d'insolation. Les nouvelles formules proposées permettent de fixer les limites de validité des formules classiques.

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Summary The conditions for the measurement of the intensity of the solar and sky radiation and the sunshine by the Department of Radiation at Uccle are given. A study of the radiation climate is presented. In connection with a determination of the sunshine, a comparison of observationnal results is made with that calculated from new formulas. The intensity of direct solar radiation and of total solar and sky radiation on a horizontal surface is known by a computation. The limitations of the classical formulas are given.

     

Application du réseau des neurones artificiels à la prévision des débits horaires: Cas du bassin versant de l’Eure,France

RÉSUMÉ

Les modèles pluie–débit sont fortement utilisés dans la gestion des risques hydrologiques et la prévision des crues. Dans cette étude, nous présentons un modèle pluie–débit pour la prévision des débits horaires basé sur la technique des réseaux de neurones artificiels (RNA). Ce modèle a été développé et appliqué sur le bassin versant de l’Eure au Nord-Ouest de la France afin de dépasser les problèmes dus à la non-linéarité de la relation pluie–débit et à l’imprécision des données collectées. La création de ce modèle a nécessité plusieurs étapes pendant lesquelles nous avons pu déterminer les paramètres du modèle permettant la compréhension de la complexité hydrologique et la production des informations nécessaires à la prévision. Elles ont abouti à un modèle de réseau de neurones artificiels capable d’effectuer, en quelques secondes, des prévisions des crues efficaces jusqu’à un horizon de prévision de 48 h. Ces résultats confirment que les modèles RNA peuvent jouer un rôle important dans le domaine de la prévision car capables de modéliser la non-linéarité des relations pluie–débit rencontrées sur certains bassins hydrologiques.

Editor Z.W. Kundzewicz Associate editor E. Gargouri