Impact des erreurs sur l’estimation des quantiles de crue

La gestion de l’eau douce apparaît comme l’un des problèmes les plus critiques qui se pose à l’humanité en matière de ressources naturelles. Aujourd’hui, la population mondiale connaît une augmentation rapide. Or, le cycle hydrologique de notre planète qui comprend de grandes étendues d’eaux que sont les mers, les océans et les lacs, les eaux atmosphériques, les eaux de surface et les eaux souterraines, ne produit pas plus d’eau maintenant qu’il y a 2 000 ans. Cependant, à cette époque la population était beaucoup moins importante qu’à l’heure actuelle. Dans le processus du cycle hydrologique, le passage d’une étendue à l’autre s’effectue via les précipitations, l’évaporation et l’évapotranspiration, le ruissellement de surface, l’infiltration et l’ écoulement souterrain. Ainsi, on peut dire que le cycle hydrologique est un processus naturel, en perpétuel changement avec ses apports et ses pertes, qui n’a pas de fin en soi.

Dans le but de satisfaire les différents besoins, le cycle hydrologique est modifié par les interventions humaines soit directement par les aménagements hydrauliques, les prélèvements, les rejets, et l’urbanisation ou indirectement par la déforestation, le défrichement, le brûlis et l’érosion. Pour contrer les effets nuisibles de ces interventions, l’humain doit se doter de mécanismes de contrôle et de gestion hydrologiques pour minimiser les impacts de son intervention sur l’ environnement et sur le cycle de l’ eau, comme par exemple l’ analyse des données hydrologiques obtenues par des relevés sur les sites. Cependant, ces données ne sont pas toujours représentatives compte tenu des erreurs et imprécisions qui surviennent lors du processus de relevés ou de traitement. Il est donc nécessaire de corriger ces erreurs par la validation des données.

Le défi principal de la validation des données est d’arriver à concilier différents objectifs techniques mais aussi de permettre aux gestionnaires et concepteurs de mieux prévoir et planifier les impacts sociaux et économiques des décisions liées aux ouvrages hydrauliques. Cependant, cette étape n’est pas toujours reconnue à sa juste valeur par les concepteurs et les gestionnaires. Ceux-ci peuvent concevoir et prendre des décisions en analysant les événements hydrologiques avec les données brutes.

Généralités 

Les ressources en eau douce représentent un des éléments importants de l’évolution des civilisations, pour son apport en irrigation agricole, pour le transport maritime ou fluvial, pour la consommation et pour la production d’énergie. La majorité de ces ressources disponibles est constituée principalement des précipitations atmosphériques de pluie ou de neige, des eaux des rivières, des lacs, des retenues des barrages et des eaux souterraines.

De nos JOurs, avec un nombre croissant d’utilisateurs, la pressiOn exercée sur les ressources en eau est de plus en plus importante afin de satisfaire leurs besoins essentiels, de permettre le développement économique, de maintenir le milieu naturel et de pratiquer des activités récréo-touristiques. Cette pression reliée aux incertitudes sur l’évolution climatologique nécessite d’apporter une attention particulière à l’observation et l’analyse des disponibilités et des variabilités des ressources en eau à l’aide de données hydrométriques denses, homogènes et fiables.

Les données hydrométriques permettent une meilleure compréhension des processus physiques régissant le cycle hydrologique dans le temps et l’espace, et ainsi garantir le maintien d’un niveau de qualité environnemental acceptable pour la société. De plus, les données constituent les seuls indicateurs fiables de l’état actuel et futur des réserves d’eau de surface, elles jouent donc un rôle indispensable dans le processus de prise de décisions concernant les ressources hydriques [ 1].

La plupart des secteurs de l’économie d’un pays utilisent les données hydrométriques pour satisfaire leurs exigences en matière de planification et de développement. Par conséquent, la gestion des eaux est capitale. Cependant, cette gestion est rendue complexe car elle doit être vue dans un ensemble de données mesurables et qualitatives, nécessitant de plus en plus une expertise qui doit tenir compte de plusieurs écosystèmes. Aussi, une bonne compréhension de l’hydrologie permettra une meilleure gestion des ressources en eau et ainsi minimiser les impacts sur l’environnement et mieux planifier les besoins socioéconomiques.

Dans ce mémoire portant sur l’impact des erreurs sur l’estimation des quantiles de crue, nous nous sommes plus particulièrement intéressé aux données relatives aux débits de rivière. Une évaluation précise de ces débits est primordiale en raison des risques importants associés à une mauvaise connaissance de cette variable [2].

Utilité des données 

L’utilité des données hydrométriques est de fournir des outils pour atteindre une gestion efficace et durable des ressources en eau. Parmi les objectifs les plus importants, on retrouve la prévention des inondations, l’ étude des effets des ressources hydriques sur l’environnement, la conception d’ouvrages hydrauliques ou la promotion des activités touristiques. Par conséquent, une connaissance et une gestion adéquates des ressources hydriques assureront une meilleure prise de décision pour atteindre ces objectifs.

Les inondations peuvent être prévues en caractérisant et numérisant les écoulements dans les cours d’eaux, en utilisant des débits de différentes récurrences calculés statistiquement dans le but de définir les niveaux de crue. Ces niveaux servent en particulier pour déterminer les zones inondables utiles pour les aménagements des municipalités riveraines.

L’étude des effets des ressources hydriques sur l’environnement permettra de minimiser les conséquences nuisibles sur la qualité et la quantité d’eau, telles que : la modification des zones de sédimentation, l’érosion des berges, les changements biologiques, les impacts sur la faune ainsi que les changements sur l’écologie végétale et animale.

La conception d’ouvrages hydrauliques et la gestion de leurs réservoirs nécessitent les connaissances sur les quantités d’eau arrivant au site afin de régulariser les débits des cours d’eau. Ces ouvrages d’art servent à satisfaire les besoins essentiels des populations et à assurer leur développement économique. On retrouve entres autres comme besoins : le contrôle des inondations, la production électrique et les loisirs. Tout en permettant le cycle naturel de croissance et de migration de poissons, la navigation, l’ alimentation en eau domestique et industrielle, l’irrigation des sols et enfin la sécurité des ouvrages.

En terme de développement économique, on retrouve les activités touristiques qui requièrent des ressources hydriques en grande quantité et de bonne qualité. Pour certaines régions, ces activités sont cruciales pour leur économie et leur survie.