Université d’Oran 2 Faculté des Sciences de la Terre et de l’Univers MEMOIRE Pour l’obtention du diplôme de Magister Sciences de la Terre Option : Hydrogéologie Prédétermination des valeurs de pluies et crues extrèmes dans le bassin versant de l’Oued Mekerra Présenté et soutenue publiquement par : M. OTMANE Abdelkader Devant le jury composé de : M. HASSANI M .I. Professeur Université d’Oran 2 Président M. SAFA A. M.C.A Université d’Oran 2 Encadreur Mme BABA-HAMED K. M.C.A Université de Tlemcen Co-encadreur Mme ZAIDI-MEBROUK. Professeur Université d’Oran 2 Examinatrice M. BOUDJEMLINE D. M.C.A USTO-M B Examinateur Année 2015 Dédicaces Je dédie ce travail à : - Mes parents - Mes frères et mes sœurs - Toute ma famille - Mes amis A La mémoire de Mon frère Avant-propos Les travaux de recherche présentés dans le cadre de ce mémoire ont été effectués au laboratoire de l’eau et de l’Environnement de la faculté des Sciences de la Terre et de l’Univers à l’Université d’Oran 2 Mohamed BENAHMED, dans le cadre du Magister «Hydrologie et Hydrogéologie des zones arides et semi aride » agrée sous le n° en 2011 sous la responsabilité de M. SAFA Aïssa. Au terme de cette recherche, il m’est très agréable d’exprimer mes remerciements à tous ceux qui ont contribué de prés ou de loin à l’élaboration de ce mémoire. Tout d’abord je remercie notre Bon Dieu le tout puissant de m’avoir guidé, aidé et donné la foi et le courage pour accomplir ce travail. J’exprime mes vifs remerciements à mon encadreur monsieur A. SAFA, de m’avoir tout d’abord ouvert la porte sur le monde de post-graduation, pour sa grande contribution à ma formation, et de m’avoir proposé ce sujet d’actualité. Mes vives gratitudes vont aussi à Madame K. BABA-HAMED, Maître de conférences à l’Université de Tlemcen, d’avoir accepté de co-diriger ce travail et de m’avoir efficacement guidée. Elle m’a fait bénéficier avec ses orientations et ses conseils judicieux. Je lui en garde une profonde gratitude Je tiens également à remercier Monsieur M I HASSANI, Professeur à l’université d’Oran 2, d’avoir accepté de présider le Jury, je lui en suis très reconnaissant. Je tiens à remercier Monsieur D. BOUDJEMLINE, Maître de conférences à l’université Mohamed BOUDIAF, d’avoir accepté de participer au Jury en qualité d’Examinateur Comme je tiens à remercier Madame N. ZAIDI, Professeur, Département des Sciences de la Terre, Université d’Oran 2, d’avoir accepté de participer au Jury en qualité d’Examinatrice. Je tiens à remercier infiniment tous les services qui m’ont aidé pour réaliser ce travail : - L’Office National de la Météorologie - La Direction des Ressources en Eau de Sidi Bel Abbés - L’Agence Nationale des Ressources Hydrauliques d’Alger Mes remerciements vont aussi à mes collègues pour l’amitié et le soutien moral qu’ils m’ont constamment apportés au cours de mes travaux. Résumé En contexte semi aride, les régions méditerranéennes sont particulièrement soumises au risque de crue-éclaire à l’automne (Crues torrentielles et soudaines, UNESCO 1992). Ces crues résultent à la fois des pluies intenses qui s’abattent sur ces régions et de la topographie accidentée des bassins versant concernés. Dans cette optique nous nous sommes intéressés aux modèles de transformation pluie- débit et aux méthodes d’estimations des crues (méthodes statistiques) en vue de la prédétermination des valeurs de pluies et crues extrèmes Dans un premier temps, nous avons cherché à caractériser quelques facteurs en particulier physiques, géologiques et climatiques régissant l’écoulement. Ensuite une étude hydrologique basée sur le traitement des données hydrométriques relatives à des fréquences rares moyennant la méthode de Gradex Pour une meilleure compréhension du comportement hydrologique du bassin versant de l’Oued Mekerra (Macta NW-Algérien), nous avons essayé d’appliquer un modèle hydrologique du Génie Rural avec des pas du temps annuel (GR1A), mensuel (GR2M) et journalier (GR4J). Mots clefs: Mekerra, Prédétermination, Crues extrêmes, Modèle, Hydrologie, GR. Macta Abstract In semi-arid context, the Mediterranean region is particularly exposed to the risk of flood-lights in the autumn. These floods result from both intense rain falling, on these areas and the topography of the watersheds involved. In this context we are interested in patterns of rainfall-runoff and flood estimation methods: (statistical methods) for the preset values of rainfall and extreme flood. At first, we have tried to characterize some factors, in particular physical, geological, and climatic governing the flow. Then a hydrological study based on the processing of hydrometric data, on rare frequencies through the method Gradex For a better understanding of the hydrological behavior of the watershed of Oued Mekerra (Macta NW-Algerian), we tried to apply a hydrologic model of Rural Engineering in period time, annual (GR1A), monthly (GR2M) and daily (GR4J). Key words: Mekerra, Predetermination, Extreme floods, Model, Hydrology, GR. Macta. الملخص في إطار المناخ شبه الجاف ، منطقة الحوض المتوسط معرضة باستمرار لخطر التدفقات القوية والفجائية والتي هي نتيجة اﻷمطار الغزيرة من جهة والتضاريس الصعبة للحوض الهيدروغرافي من جهة أخرى ، في هذا السياق نحن بحاجة إلى ترقب كمية اﻷمطار القصوى الممكن هطولها وبالتالي حجم التدفق وذلك عن طريق نماذج الهيدرولوجية )أمطار ـ تدفق) وطرق اﻹحصاء. في البداية نقوم بدراسة الخصائص الفيزيائية ، الجيولوجية والمناخية التي تتحكم في التدفق السطحي وبعد ذلك نسعى لدراسة الهيدرولوجيا وذلك على أساس البيانات الهيدرومترية بالترددات النادرة من خﻻل طريقة غرادكس . وفي محاولة لفهم أفضل للنظام الهيدرولوجي لحوض واد مكرا )مقطع ، شمال غرب الجزائر( حاولنا أن نستعمل نماذج الهندسة الريفية للهيدرولوجيا مع خطوات وقت سنوية )GR1A( ، شهرية )GR2M( و يومية )GR4J(. الكلمات المفتاحية : المكرا ، ترقب ، التدفقات القصوى ، نموذج ، الهيدرولوجيا ، GR ، مقطع. Remerciement Dédicace Résumé Sommaire Introduction Générale ..................................................................................................... 01 Chapitre I Etude physico-Géographique du Bassin de l’oued Mekerra I. Présentation de la zone d’étude .................................................................................. 05 1. Le bassin versant de la Macta ......................................................................... 05 2. Présentation du bassin versant de l’Oued Mekerra ..................................... 07 II. Caractéristiques morphométriques ......................................................................... 09 1. Caractéristique géométriques ......................................................................... 09 2. Caractéristique de forme ................................................................................. 09 3. Caractéristiques du relief ................................................................................ 11 3. 1. Courbe hypsométrique ...................................................................... 11 3.2. Altitudes caractéristiques .................................................................... 13 3.3. Indices de pente ................................................................................... 14 3.4. Dénivelée ................................................................................................ 16 III. Caractéristiques Hydrographiques du bassin versant ......................................... 17 1. Hiérarchisation du réseau .............................................................................. 17 2. Profil en long ...................................................................................................... 19 3. Pente moyenne du talweg principal (Pm) ....................................................... 20 4. Densité de drainage Dd .................................................................................... 20 5. Fréquence des thalwegs d'ordre 1 : F1 ........................................................... 21 6. Fréquence des cours d'eau (Fs) ................................................................ 21 7. Coefficient de torrentialité (퐂퐭) ....................................................................... 21 8. Coefficient d’allongement (퐂퐚) ......................................................................... 21 9. Rapport de confluence (퐑퐜) ............................................................................. 22 10. Rapport des longueurs (퐑퐥) ........................................................................... 22 11. Temps de concentration des eaux (퐭퐜) .......................................................... 22 IV. Occupation du sol ...................................................................................................... 25 V. Types de sol ................................................................................................................. 29 VI. Conclusion .................................................................................................................. 31 Chapitre II Géologie et Hydrogéologie I. Approche géologique .................................................................................................... 32 1. Cadre géologique régional ................................................................................ 32 1.1. Le domaine Telliennes ......................................................................... 32 1.2. Le domaine de la Meseta Oranaise (hauts plateaux) ........................ 32 1.3. L’Atlas Saharien .................................................................................. 33 2. Cadre géologique du bassin de l’Oued Mekerra ............................................