Résumé : Le bassin de la Moulouya, situé dans l’Oriental du Maroc, présente de fortes variations spatio-temporelles des précipitations et des débits. Cette étude analyse ces fluctuations pour identifier les liens entre variabilité hydrologique et changements climatiques, en intégrant les effets anthropiques tels que la construction de barrages. L’approche repose sur le traitement statistique des séries chronologiques, incluant l’indice de Nicholson et divers tests de rupture (Pettitt, Buishand, Lee et Heghinian, Hubert). Entre 1920 et 2020, plusieurs ruptures sont observées, mettant en évidence des épisodes de sécheresse et des périodes humides. Les résultats permettent d’évaluer la vulnérabilité du bassin aux changements climatiques et orientent la planification de la gestion de l’eau.
Mots-clés : Variabilité hydro-climatique, indices climatiques, bassin de la Moulouya, Maroc oriental.
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| Etude de la variabilité yhdro-climatique dans le bassin versant de la moulouya. Sbai Abdelkader |
1. Introduction
La variabilité climatique est un enjeu majeur pour les scientifiques et les décideurs. Les précipitations influencent directement le régime des cours d’eau et les réserves en eau, essentielles pour l’agriculture, l’industrie et les besoins domestiques. Le Maroc, confronté à des pénuries hydriques fréquentes, a développé dès le milieu du XXᵉ siècle des infrastructures de stockage et de régulation, notamment des barrages et retenues d’eau.
Le bassin de la Moulouya, long de 520 km et d’une superficie de 57 500 km², représente le plus grand bassin hydrographique du Maroc oriental. Sa diversité topographique et climatique conduit à distinguer plusieurs unités hydro-climatiques : Haute Moulouya (montagneuse et humide), Moyenne Moulouya et Basse Moulouya (semi-aride). Le bassin inclut des sous-bassins significatifs, tels que l’Oued Za, dont la dynamique hydrologique influence fortement la variabilité générale du bassin (Fig.1).
2. Matériel et méthodes
2.1 Cadre géographique
L’Oued Moulouya prend sa source dans le Haut Atlas à 2000 m et se jette dans la Méditerranée. La diversité de ses altitudes et de ses précipitations entraîne une variabilité importante des débits et des régimes pluviométriques. Le bassin intègre également plusieurs affluents et sous-bassins qui présentent des comportements hydrologiques distincts, nécessaires à la compréhension globale de la variabilité.
2.2 Données utilisées
Les données ont été fournies par l’Agence du Bassin Hydraulique de la Moulouya (ABH) et concernent (Tabl.1):
| Station | Oued | BV km² | Altitude (m) | Période | Zone |
|---|---|---|---|---|---|
| Barrage Hassan II | Moulouya | 3421 | 1290 | 1931/32 - 2015/16 | Haute Moulouya |
| Targa ou Madi | Zobzit | 778 | 850 | 1931/32 - 2015/16 | Moyenne Moulouya |
| Barrage Mohamed V | Moulouya | 51 495 | 200 | 1931/32 - 2015/16 | Basse Moulouya |
| Barrage sur Oued Za | Za | 19 156 | 635,8 | 1931/32 - 2015/16 | Oued Za |
Tableau 1. Séries hydrométriques utilisées dans l’analyse
Ces séries couvrent les hauteurs de pluie annuelles et les débits hydrométriques, permettant l’analyse spatio-temporelle de la variabilité hydro-climatique.
2.3 Méthodes statistiques
L’indice de Nicholson a été utilisé pour standardiser les séries :
Ii = (Xi − Xm) / σ
où Xi est la valeur annuelle (pluie ou débit), Xm la moyenne sur la période et σ l’écart-type.
La détection des ruptures a été réalisée à l’aide des tests non paramétriques de Pettitt, de Buishand, de Lee et Heghinian et de Hubert, en utilisant le logiciel Khronostat. Ces méthodes permettent d’identifier les périodes de changements significatifs dans les séries pluviométriques et hydrologiques.
3. Résultats
3.1 Régime pluviométrique
À Guercif, le climat est aride, avec des précipitations annuelles comprises entre 69 et 340 mm, moyenne 178 mm sur 1920-2018. Les précipitations ont été supérieures à la normale entre 1920 et 1969 et inférieures ensuite. La rupture principale a été identifiée en 1969. Les années 1970-1990 ont été les plus sèches, avec 1983 comme année la moins arrosée (69 mm). (Fig.2).
3.2 Variabilité interannuelle
3.2.1 Précipitations
Les périodes humides et sèches varient selon les stations :
- Guercif : 3 périodes humides, 3 sèches
- Zaida et Berkine : alternance de 4 périodes
- Ain Beni Mathar : 2 humides, 1 sèche
Deux grandes phases se dégagent :
- Sèches : 1944-48, 1970-99, 2010-20
- Humides : années 20-30, 50-70, 1990-2000
Les tests statistiques confirment des ruptures significatives, reflétant des changements naturels et des impacts humains (Fig.3).
3.2.2 Débits
Les écoulements sont irréguliers, avec des périodes humides et sèches bien identifiées. La construction des barrages a contribué à la régularisation des flux et à la réduction des apports d’amont. Les ruptures majeures détectées : (Tabl.2).
| Station | Ruptures principales |
|---|---|
| Barrage Hassan II | 1962, 1964, 1980, 2008 |
| Targa ou Madi | 1977, 2012, 2013 |
| Barrage Mohamed V | 1985, 2008, 2010, 2011, 2013 |
| Oued Za | 2008, 2009 |
Tableau 2. Ruptures détectées dans les séries pluviométriques par les tests utilisés
3.3 Relation pluie-débit
L’analyse pluie-débit distingue clairement les effets climatiques des interventions humaines.
- Oued Za : rupture en 2000 après la mise en eau du barrage (400 millions m³), coefficient de corrélation réduit de 0,42 à 0,39
- Barrage Mohamed V : corrélation de 0,56 à 0,26 après 1967
Les affluents contribuent à atténuer l’effet de régularisation, mais les déficits hydrologiques observés varient de 8 à 36 %. (Fig.4).
| Station / Tests | Rang (Hypothèse nulle) | Buishand (Hypothèse nulle) | Pettit (Hypothèse nulle) | Lee et Heghinian | Hubert Rupture(s) |
|---|---|---|---|---|---|
| Barrage Hassan II | (série chronologique aléatoire) acceptée à 99-95 et 90% | rejetée | rejetée; 1980 | 1980 | 1962; 1964; 1980; 2008 |
| Targa ou Madi | (série chronologique aléatoire) rejetée à 99 -95 et 90% | rejetée | rejetée; 1977 | 1977 | 1977; 2012; 2013 |
| Barrage Mohamed V | (série chronologique aléatoire) rejetée à 99-95 et 90% | rejetée | rejetée; 1985 | 2005 | 1985; 2008; 2010; 2011; 2013 |
| Barrage sur Oued Za | (série chronologique aléatoire) acceptée à 99-95 et 90% | acceptée à 99% et 95% et rejetée à 90%. | acceptée à 99 et 95% et rejetée à 90% | 2000 | 2008; 2009 |
Tableau 3. Ruptures détectées dans les séries hydrométriques par les tests utilisés
4. Synthèse et discussion
L’indice de Nicholson révèle une forte variabilité des précipitations et des débits. Les ruptures identifiées reflètent des changements climatiques naturels et l’influence anthropique des barrages.
Comparativement, d’autres bassins marocains (Sebou, Oued Ansegmir) présentent des dynamiques similaires, avec des périodes humides et sèches impactant directement l’écoulement des rivières et la disponibilité en eau.
Ces résultats soulignent la nécessité d’une approche intégrée pour la gestion des ressources hydriques, combinant suivi climatique, régulation des débits et planification des barrages pour minimiser les déficits hydrologiques.
5. Conclusion
Le bassin de la Moulouya a connu des périodes excédentaires et déficitaires affectant directement les débits. L’analyse des ruptures et de l’indice de Nicholson a permis de différencier les effets climatiques des impacts anthropiques, notamment la régularisation des débits par les barrages. Les déficits hydrologiques varient de 8 à 36 %.
Les résultats fournissent des outils pour évaluer la vulnérabilité aux changements climatiques et améliorer la gestion de l’eau. Le renforcement des systèmes d’observation et de prévision est essentiel pour anticiper les effets futurs et soutenir la planification hydrologique.
Références
- Bahin Yoli Baudet, E. et al., 2017. Analyse de la variabilité hydroclimatique et impacts des barrages : Sebou, Maroc. European Scientific Journal, 13(5), 509-525.
- Bekri, M-H. et al., 2019. Sécheresse dans l’Oued Ansegmir, Haute Moulouya. J. Int. Sciences et Technique de l’Eau, IV(2), 85-93.
- Hubert, P., Carbonnel, J.P. et Chaouche, A., 1989. Segmentation des séries hydro-météorologiques. Journal of Hydrology, 110, 349-367.
- Nicholson, S.E., Kim, J., Hoopingarner, J., 1988. Atlas of African rainfall and its interannual variability. Florida State University, 237 p.
- Pettitt, A.N., 1979. A non-parametric approach to the change-point problem. Applied Statistics, 28(2), 126-135.
