Academic literature on the topic 'Modèles hydrologiques – Tunisie'

Résumé La mobilisation et l’exploitation des eaux de surface sont des pratiques anciennes en Tunisie. Les aménagements réalisés au cours du siècle dernier sont exposés à un alluvionnement plus ou moins accéléré. La capacité de stockage des retenues des barrages est sujette à une réduction progressive au cours du temps. Cette perte de capacité, parfois élevée, dépasse les prévisions de l’alluvionnement de la retenue. La quantification des sédiments piégés se base soit sur les bilans de matière solide à l’échelle d’une retenue, soit sur des levés bathymétriques ou topographiques. Les Modèles Numériques de Terrain (MNT) des retenues sont de plus en plus utilisés. Les différentes évaluations sont entachées d’une incertitude. Les retenues des barrages tunisiens perdent annuellement 0,5 % à 1 % de leur capacité par alluvionnement. L’analyse des résultats de mesures montre que l’alluvionnement est lié à l’hydrologie du cours d’eau, à la gestion de la réserve d’eau et aux manoeuvres de dévasement. La comparaison entre les résultats de mesures de l’alluvionnement et les prévisions des projets met en évidence des différences parfois relativement importantes qui sont dues au régime hydrologique des cours d’eau. En effet, une crue exceptionnelle peut provoquer un alluvionnement nettement supérieur à la moyenne annuelle en régime hydrologique normal. Les retenues méandriformes sont comblées rapidement alors que les retenues linéaires offrent la possibilité de soutirage de quantités importantes de sédiments. Les moyennes annuelles des pertes de capacité des barrages en exploitation et des barrages projetés jusqu’à 2010 permettent de quantifier les volumes des sédiments piégés à 500 Mm3. En 2030, la perte de capacité de stockage des barrages en exploitation pourrait atteindre 43 % de leur capacité initiale. Les aménagements amont et les travaux de conservation des eaux et des sols permettent de réduire le taux d’alluvionnement et de prolonger la durée de vie des grands réservoirs.

Le système phréatique du sahel de Sfax (Tunisie) constitue une source importante d’approvisionnement. Ces eaux ne cessent d’être menacées par la pollution nitrique. Dans le but de protéger cet aquifère, une étude de la vulnérabilité intrinsèque a été effectuée. Pour cela on a eu recours à l’utilisation de la méthode SI (Susceptibility Index) qui prend en considération les différents critères de vulnérabilités, régissant le processus de transfert de contaminants. Il s’agit des facteurs géologiques, hydrogéologiques, d’occupation du sol, de la topographie, ainsi que de la météorologie. Dans la présente étude, une modification de la méthode SI a été faite. Une méthode dérivée du modèle SI est présentée (SI modifié). Elle repose sur une démarche qui intègre la modélisation hydrologique sous Agriflux et les SIG. Le divers recours aux SIG a permis l’exécution des différentes opérations de calcul de débits, la création de bases de données ainsi que la cartographie des paramètres influençant la vulnérabilité. L’analyse de la carte de vulnérabilité a permis de distinguer trois zones de degrés de vulnérabilité différents allant du faible au très vulnérable. Les indices SI standard et SI modifié sont combinés, les deux indices de vulnérabilité sont mis en perspective et la pertinence des paramètres utilisés pour chacun est discutée. La cohérence des indices est comparée avec l’occurrence des nitrates dans la plaine de Sfax. La nouvelle carte a permis d’obtenir une meilleure corrélation entre les concentrations en nitrates mesurées et les zones vulnérables par rapport à la méthode originale.

Dans le milieu aride et semi-aride tunisien, les aménagements de conservation des eaux et du sol jouent un rôle important dans la collecte et le stockage sur les versants des eaux de ruissellement. Cependant l'impact de ces aménagements sur les écoulements reste mal connu. Pour évaluer l'impact de banquettes à rétention totale à l'échelle d'un bassin versant situé au centre de la Tunisie, en zone semi-aride, nous nous proposons dans cet article d'utiliser le modèle géomorphologique H2U, fonction de transfert basée sur la répartition des chemins de l'eau à la surface du bassin. Pour la reconstitution des crues, ce modèle a été couplé à une fonction de production qui définit la pluie nette (lame ruisselée) à partir de la hauteur précipitée sur le bassin versant. Entre juillet 96 et juillet 97, le bassin versant d'El Gouazine (18,1 km2) a été aménagé en banquettes à rétention totale. La longueur moyenne de ces banquettes est d'environ 100 m pour une hauteur moyenne de 1,50 m. L'écartement moyen entre les banquettes est de 25 m. La superficie aménagée sur le bassin versant est de 783 hectares, soit 43 % de sa superficie. Cet aménagement a intéressé principalement les terres de culture et une partie des parcours dégradés transformés à cette occasion en terres de culture. Dès lors, sur ce bassin, les eaux de ruissellement sont interceptées par ces levées de terre et elles n'atteignent l'oued principal qu'après avoir rempli les fossés créés en amont des banquettes. Avant l'aménagement en banquettes, le coefficient de ruissellement global du bassin versant était de l'ordre de 7 à 8 % pour les hauteurs de pluie inférieures à 20 mm et compris entre 20 et 30% pour les hauteurs de pluie supérieures à 20 mm. Les pluies d'automne (septembre - octobre) présentaient les coefficients de ruissellement les plus forts car elles sont caractérisées par des intensités très élevées et les sols ne sont pas encore couverts par les végétations naturelles et cultivées. Ils présentent alors des croûtes de battance qui limitent l'infiltration des eaux de ruissellement. Le calage du modèle H2U (fonctions de transfert et de production associée) sur 12 crues avant aménagement a fourni une pluie d'imbibition initiale de 10 mm, une intensité limite pour l'apparition de ruissellement de 3,6 mm.h-1, un coefficient de ruissellement efficace de 42 % et un temps moyen de parcours de l'ordre de 40 minutes. Le modèle a été par la suite validé pour la crue du 20 septembre 1995. Les critères d'ajustement sont bons pour le calage et pour la validation. Le critère de Nash appliqué aux débits ruisselés est de 0,62 à 0,96 pour le calage et de 0,96 pour la validation. Après l'aménagement, les pluies enregistrées n'ont engendré qu'un faible ruissellement : un coefficient de ruissellement compris entre 1 à 3% pour les pluies de 30 à 50 mm, un coefficient de ruissellement de 9% pour une pluie de 80 mm (24 septembre 1998). L'utilisation du modèle H2U nous a permis d'évaluer l'impact des banquettes en comparant directement les crues observées avec aménagement et les crues reconstituées par le modèle sans aménagement. Ainsi la pluie du 24 septembre 1998, de fréquence décennale, a-t-elle engendré un ruissellement 4 fois plus faible avec l'aménagement en banquettes, un débit maximum 8 fois plus faible et un temps de réponse 4 fois plus fort. Malgré son extension limitée à 43 % de la surface du bassin d'El Gouazine, l'aménagement anti-érosif en banquettes joue donc un rôle très important sur la rétention des eaux de ruissellement, au point de limiter considérablement, de 50 à 80 %, les apports dans la retenue du petit barrage collinaire. Il convient donc de trouver, pour chaque bassin versant de la dorsale tunisienne, une solution optimale à l'aménagement des terres cultivées sur les versants tout en conservant des apports suffisants aux lacs collinaires pour subvenir aux besoins en eau des cultures irriguées. Pour caler le modèle H2U et sa fonction de production sur des bassins versants aménagés, une meilleure analyse du fonctionnement hydrologique d'un système de banquettes en cascade semble donc nécessaire.

Il existe de nombreux modèles hydrologiques capables de prévoir les crues à l'exutoire d'un bassin versant. Un constat s'impose cependant : peu de ces modèles aident véritablement à comprendre le fonctionnement du milieu naturel sur lequel ils sont appliqués. Pourtant comprendre l'organisation spatiale du milieu naturel est d'une grande importance car son agencement impose les mécanismes qui dirigent ses flux. Il semble donc intéressant de modifier l'approche actuelle, essentiellement axée sur la prévision du phénomène, en apportant des éléments d'explication relatifs à l'organisation de l'espace et à la genèse des flux. Cette recherche propose de montrer comment cette explication de l'organisation du milieu naturel et de ses flux peut être réalisée. Son but est de définir, pour trois petits bassins versants de la Dorsale Tunisienne, des unités spatiales nommées "segments de paysages" qui autorisent un découpage de l'espace en tenant compte de l'ensemble de ses caractéristiques : depuis les formes du relief jusqu'à l'agencement des différents éléments minéraux et organiques qui composent le milieu. Basées sur un important travail de terrain et de nombreux traitements statistiques dont l'objectif est d'appréhender les types d'organisation présents dans le milieu naturel, ces unités sont établies le long des transects représentatifs puis sont extrapolées à l'ensemble du paysage. La carte des segments de paysages qui en résulte prend alors la forme d'un véritable modèle spatial qui met en évidence des entités propres à chaque paysage, représentatives de leur organisation spatiale et à partir desquelles il est possible de déduire le cheminement des flux d'eau et de matière
Several hydrological models are currently in use for predicting floods at the catchment outlet. These vary from lumped rainfall-runoff models which ignore flow processes in the catchment to distributed process-based models which attempt to quantify lateral and vertical fluxes. Few of these models integrate extensive field work and most are based almost entirely on readily available digital data. However flow processes are strongly affected by linear features (paths, roads, hedges. . . ) which are not easily detectable on most digital supports and by factors such as surface roughness or soil depth for which there is often no real data. In the approach described in this Thesis, the catchment was subdivided into landscape segments based on field mapping. These units represent homogeneous morpho-dynamic units that govern vertical and lateral fluxes of water and soil. The Thesis describes the method used for creating the units and landscape segments which will be used for quantifying both runoff and soil erosion

La modélisation hydrologique globale du CNRM repose sur le modèle de surface ISBA qui calcule un bilan hydrique sur des mailles allant typiquement de 20 à 500 km de côté et sur le modèle de routage TRIP qui permet de convertir le ruissellement quotidien en débit. A ces résolutions, la répartition sous maille des caractéristiques de la surface et des flux atmosphériques a un fort impact sur les bilans d'eau simulés. Plusieurs paramétrisations des effets sous maille originales ou préexistantes ont alors été testées avec succès en mode forcé à l'échelle régionale et globale. Néanmoins, la validation globale reste parfois problématique en raison des incertitudes liées aux précipitations, aux paramètres de surface et à la modélisation de certains processus tel la représentation des zones inondées dans TRIP. Ceci souligne donc l'intérêt des futures missions satellitaires pour mieux contraindre nos modélisations hydrologiques.

Ce travail presente une etude comparative concernant l'installation de cinq especes vegetales perennes, originaires de la zone presaharienne du sud de la tunisie. Deux de ces especes sont des chamephytes: argyrolobium uniflorum et artemisia herba-alba, et trois des hemicryptophytes: cenchrus ciliaris, plantago albicans et stipa lagascae. Des plantules de ces especes ont ete transplantees dans des pots et soumises a des contraintes hydriques controlees et a des coupes simulant l'herbivorie. Au niveau individuel, la plasxticite phenotypique des especes dans la distribution de phytomasse entre les racines et la partie aerienne, ainsi que les possibilites d'ajustement de l'allocation de ressources entre la reproduction et la survie, apparaissent comme les elements cles pour la reussite de leur installation. Au niveau communautaire l'existence d'une complementarite fonctionnelle inter et intra-strate doit permettre de faire face a une vaste gamme d'aleas du milieu. Le corollaire de cette recherche est la proposition de trois modeles mathematiques portant sur l'ecologie fonctionnelle: un indice descriptif de l'etat phenologique de la plante, un modele sur l'allocation de ressources entre les racines et la partie aerienne et une theorie synthetique sur un systeme de coordination fonctionnelle au niveau de la plante entiere

L’objectif est la construction numérique d’un modèle 3D régional de la plaine de Sidi Bouzid permettant la quantification du transfert hydrique et du rôle des crues sur le processus de recharge. Des simulations numériques de l’écoulement ont été réalisées à l’aide de Feflow et validées par des données mesurées in situ. Une conceptualisation des paramètres d’entrée a été réalisée afin de contourner l’absence de données mesurées. L'hétérogénéité de la zone non saturée a un impact significatif sur la variation du flux vertical et la propagation du front d’humidité. Les résultats obtenus en 1D ont été spatialisés à l’échelle de la plaine avec l’objectif de quantifier l’ensemble des flux d’écoulements. L’originalité réside, d’une part, dans la détermination des conditions aux limites appliquées à la surface du sol à partir des hydrogrammes des crues enregistrés et, d’autre part, au modèle conceptuel limitant l’évaporation. Le modèle hydrodynamique a mis en évidence que le bilan hydrique est fortement excédentaire. Les simulations de l’écoulement ont montré que l’approche des épandages de crues au niveau des périmètres surestime la recharge artificielle de la nappe
The aim of this study is to set up a 3D regional model to quantify water flux in unsaturated-saturated zones and the role of floods on the recharge process. Therefore, numerical flow simulations were conducted using the finite element Feflow that will be validated by measured data. A conceptualization of input parameters was carried out to overcome the absence of measured data. The heterogeneity of the vadose zone have a significant impact on the variation of the vertical flow, the residence time and the propagation of wetting front in the unsaturated zone. The results obtained in 1D were then used to quantify groundwater recharge of the entire area of the study site. The original approach is to derive the time-dependent hydraulic boundary condition of water level at the soil surface of the spreading perimeters by measured flood hydrographs and to develop a limited conceptual model of water uptake by evaporation. The hydrodynamic model showed that the water balance is very important. Flow simulations have shown that the perimeter flooding approach overestimates the artificial recharge of the aquifer