Journal of Water Science 

About: Journal of Water Science is an academic journal published by INRS centre Eau Terre Environnement. The journal publishes majorly in the area(s): Wastewater & Water quality. It has an ISSN identifier of 1718-8598. Over the lifetime, 933 publications have been published receiving 6412 citations.

Variabilité climatique et statistiques. Etude par simulation de la puissance et de la robustesse de quelques tests utilisés pour vérifier l'homogénéité de chroniques

Abstract: L'analyse statistique de series chronologiques de donnees hydrometeorologiques est un des outils d'identification de variations climatiques. Cette analyse consiste le plus souvent a la mise en œuvre et a l'interpretation de tests statistiques d'homogeneite des series. Les series hydrologiques (donnees de pluie ou de debit) se caracterisent frequemment par des effectifs faibles, et ne repondent que rarement aux conditions requises par l'application des tests statistiques dont certains sont parametriques. Nous avons cherche a evaluer, en terme de puissance et de robustesse, le comportement de quelques methodes statistiques largement employees dans les etudes de variabilite climatique. Ce travail a ete mene dans chaque cas etudie au moyen de procedures de simulations type Monte-Carlo de 100 echantillons de 50 valeurs conformes aux caracteristiques souvent rencontrees dans les series naturelles. La variabilite simulee est celle d'un changement brutal de la moyenne. Les procedures concernees sont le test de correlation sur le rang, le test de Pettitt, le test de Buishand, la procedure bayesienne de Lee et Heghinian, et la procedure de segmentation des series hydrometeorologiques de Hubert et Carbonnel. Des series artificielles soit stationnaires, soit affectees par une rupture de la moyenne, normales, non-normales, autocorrelees, presentant une tendance lineaire ou un changement brutal de la variance ont ete generees. Les conclusions de ce travail doivent etre nuancees selon la methode consideree. D'une maniere generale la puissance maximale estimee se situe autour de 50% pour des taux de rupture de la moyenne de l'ordre de 75% de la valeur de l'ecart-type. Par ailleurs il apparait que l'autocorrelation et la presence d'une tendance dans les series sont les deux caracteristiques qui penalisent le plus les performances des procedures.

De différents aspects de la variabilité de la pluviométrie en Afrique de l'Ouest et Centrale non sahélienne

Abstract: La secheresse observee depuis plus d'une vingtaine d'annees dans les pays saheliens se fait egalement ressentir plus au sud dans des regions d'Afrique aux climats plus humides. Cette baisse de la pluviometrie et la diminution des apports en eau de surface qu'elle entraine y sont de nature a penaliser les differents projets de developpements lies a l'eau. Le programme ICCARE mene par l'ORSTOM a pour objet l'identification et les consequences de cette variabilite climatique dans l'ensemble de la zone non sahelienne d'Afrique de l'Ouest et Centrale, en s'appuyant sur les donnees de deux cents postes pluviometriques et sur un ensemble de methodes alliant representations cartographiques et procedures statistiques de detection de ruptures dans les series chronologiques, univariees et multivariees. La simple etude des series chronologiques de hauteurs precipitees annuelles fait apparaitre une nette et brutale fluctuation du regime pluviometrique dans toute la region consideree, a la fin des annees 1960 et au debut des annees 1970. D'une maniere generale, il apparait que ce sont les zones a regime pluviometrique extreme qui ont subi les modifications les plus importantes : les plus arrosees (de la Guinee a la Cote d'Ivoire) et les plus arides (la bordure sahelienne au nord de la zone etudiee). Entre les deux, le phenomene est d'intensite plus nuancee. Les differentes procedures statistiques appliquees aux series de hauteurs annuelles precipitees soulignent l'existence d'une rupture survenue a la fin des annees 1960 ou au debut des annees 1970, et donc en phase avec ce qui a ete observe et etudie au Sahel. D'autres variables permettant une caracterisation plus "qualitative" du phenomene ont egalement ete etudiees. Elles apportent un complement d'information quant aux manifestations de cette variabilite pluviometrique et montrent que la variabilite climatique se traduit a differents niveaux (duree des saisons des pluies, quantites precipitees hors saisons des pluies, etc.). L'examen des series chronologiques depuis l'origine des stations a permis de resituer l'evenement observe dans une perspective historique faite d'alternances de periodes seches et de periodes humides. Le phenomene observe a la fin des annees 1960 et au debut des annees 1970 apparait, cependant comme le plus significatif du point de vue statistique. Si les causes premieres d'apparition du phenomene sont, a l'heure actuelle, encore insuffisamment expliquees, et ce meme si certaines activites humaines y ont, sans aucun doute, contribue, cette baisse de la pluviometrie a, bien entendu, des consequences importantes sur la disponibilite des ressources en eau dans ces regions. Si la carence pure et simple n'est pas a craindre dans ces regions ou les quantites precipitees restent importantes dans l'absolu, les effets de cette variabilite climatique peuvent, malgre tout, se reveler desastreux, en ce sens qu'ils modifient les donnees d'un equilibre deja souvent mis a mal par ailleurs (pression anthropique et deforestation par exemple).

Les apports en eau de l'Amazone à l'Océan Atlantique

Abstract: Cette etude determine, par deux methodes, independantes mais complementaires, le debit moyen interannuel de l'apport liquide de l'Amazone a l'ocean Atlantique. Apres avoir defini, le plus logiquement possible, la limite Est du bassin amazonien, l'etude etablit le bilan hydrologique de l'Amazone depuis Obidos jusqu'a l'ocean, sur la periode 1972-2003. Le debit moyen interannuel a l'embouchure serait de 205 000 m3•s-1. Une seconde methode se base sur dix series de mesures de debit effectuees a l'embouchure de 1997 a 2008 qui se correlent tres bien avec les debits observes a Obidos. Cette methode indiquerait un debit interannuel a l'embouchure de 208 000 m3•s-1, en y incluant les 6 000 m3•s-1 que represente la derivation de l’Amazone vers le Rio Para (et l’Ocean) par les furos, canaux qui coulent dans l’ancien bras de l’Amazone. Avec une incertitude de ± 6 %, les apports interannuels de l'Amazone a l'ocean, pour la periode 1972-2003, seraient de 206 000 m3•s-1 et representeraient 17 % des apports mondiaux en eau douce.

Évolution récente des ressources en eau de l'Afrique atlantique

Abstract: Dans le contexte pluviometrique deficitaire de l'Afrique intertropicale, l'hydraulicite des fleuves soudano-saheliens a beaucoup diminue depuis 25 ans. Les fleuves des regions humides, relativement epargnes jusqu'en 1980, montrent aussi, avec un retard de plusieurs annees une hydraulicite qui baisse dans des proportions importantes, alors qu'un retour a la normale du regime des pluies parait amorce. Le deficit des apports est pour l'Afrique humide de 16% pour la decennie 80 (365 km3 an-1), contre 7% pour la decennie 70, et pour l'Afrique seche de 27% (65 km3 an-1) pour la decennie 80 contre 13% pour la decennie 70. Les maximums annuels de crue sont systematiquement plus faibles dans la periode recente. En regime equatorial, la crue de printemps est la plus affectee par le deficit hydrologique et la difference entre crue de printemps et crue d'automne a triple entre les annees 1950-1960 et les annees 1980. L'ensemble de la region connait des etiages exceptionnels repetes. En zone soudano-sahelienne, le tarissement s'est considerablement accelere et montre une vidange des ecoulements de base deux fois plus rapide dans la periode recente. Le phenomene est egalement sensible en Afrique humide et traduit un amenuisement des reserves souterraines du aux effets cumules des deficits pluviometriques et decale dans le temps, que l'on retrouve dans la baisse du niveau piezometrique des nappes phreatiques. Un effet memoire est donc observe sur les ecoulements de base, avec pour consequence un un appauvrissement durable des ressources hydriques. Celui-ci restera independant, pour un temps, d'une eventuelle amelioration des conditions climatiques, comme le montrent les observations des annees les plus recentes.

Hydrotel, un modèle hydrologique distribué pouvant bénéficier des données fournies par la télédétection et les systèmes d'information géographique

Abstract: Les processus hydrologiques variant dans l'espace et dans le temps en fonction de la variabilite spatio-temporelle des entrees meteorologiques et de l'occupation du sol ainsi que de la variabilite spatiale de la topographie et de la nature du terrain, un modele concu pour beneficier des donnees provenant de la teledetection et des SIG a ete developpe. Les principaux objectifs poursuivis etaient: l'application au plus grand nombre de bassins possible, une selection d'algorithmes permettant de tenir compte des donnees disponibles, un minimum d'etalonnage, la facilite de transfert d'un bassin a l'autre, la programmation des algorithmes sur micro-ordinateur avec une interface tres conviviale. La structure d'ecoulement a l'interieur d'un bassin versant est obtenue de maniere informatisee a partir d'une discretisation des altitudes rencontrees dans la zone d'interet, en mailles carrees de dimensions donnees, d'ou l'on tire les pentes et les orientations de chaque maille, puis le bassin versant en amont de la maille identifiee comme exutoire, le reseau hydrographique, les sous-bassins versants et, finalement, les unites hydrologiques relativement homogenes (UHRH), definies sur la base de ces sous-bassins, en les regroupant ou les divisant au besoin. Un logiciel specifique pour ce faire a ete developpe: PHYSITEL. Selon la conception tres modulaire adoptee pour HYDROTEL, chaque sous-modele offre generalement plus d'une option de simulation, afin de tenir compte des donnees disponibles sur le bassin versant traite. Les simulations peuvent etre realisees en considerant comme unite de simulation du bilan hydrologique vertical les mailles originales constituant le bassin ou les UHRH. Des exemples de simulation des debits a l'aide du modele HYDROTEL sur divers bassins versants situes au Canada (Quebec, Ontario, Colombie-Britannique) et dans le sud de la France sont presentes. Ces simulations indiquent que les differents algorithmes du modele reagissent bien et qu'il est possible de considerer son application sur des bassins tres divers situes sous des conditions climatiques variees. Des tests plus pousses sont en cours afin de mieux cerner la sensibilite des divers algorithmes aux donnees d'entree ainsi que leur interchangeabilite.