Choix des épisodes pluvieux et mise en forme des données

Choix des épisodes pluvieux et mise en forme des données

L’ensemble des enregistrements des précipitations tombées au cours d’une année est analysé pour repérer les événements pluvieux pouvant être qualifiés d‟extrêmes, sévères ou torrentiels. Il s‟agit d‟épisodes donnant des intensités de l‟ordre de 0,3 pouce/h (7 à 8 mm/h), selon l‟école anglo-saxonne, ou des quantités de 30 mm/j, selon l‟école francophone. Cette recherche, aussi méticuleuse, vise à sélectionner les averses pouvant donner des précipitations dont l‟intensité moyenne est maximale au cours d‟une durée constante choisie a priori. Une fois l‟averse est choisie, la matrice de données du fichier d‟origine fait l‟objet d‟un réaménagement pour être facilement introduite dans les différents programmes de calcul, notamment l‟application ‘Averse 2.0’ (tableau 49). Basées sur une approche probabiliste, les courbes HDF et IDF illustrent la distribution des fréquences des valeurs maximales de la hauteur (ou de l‟intensité) de pluie sur une durée déterminée. L‟obtention de ces courbes nécessite successivement la transformation des valeurs brutes en une série de valeurs maximales annuelles sur différentes durées puis l‟ajustement consolidé ou non des lois de probabilité à ces séries de valeurs extrêmes (Lam et al., 2004). A partir des dépouillements des hyètogrammes on a ainsi calculé, au moyen du logiciel « Averse 2 », les quantités maximales de pluies enregistrées au cours d‟un épisode pluvieux de durée constante fixée à l‟avance, d‟origine variable et que la pluie soit continue ou discontinue (Conseil International de la Langue Française-CILF, 1978). La procédure consiste à décomposer la courbe des pluies cumulées en segments d‟intensité constante. Pour chaque partie de la courbe, on a ensuite estimé automatiquement, par interpolation linéaire, la hauteur de pluie enregistrée au cours d‟une durée unitaire de 1 minute. On obtient ainsi la hauteur de la pluie de chaque minute pour toute la durée de l‟averse. Les durées de référence (D), choisies a priori, varient de 5 minutes à 24 heures. Pour chaque pas de temps, une somme mobile permet de sélectionner une valeur maximale par averse. Les plus grandes valeurs de la hauteur de pluie Hmax(D) et de l‟intensité de pluie Imax(D) sont affichées (Fig. 34).

Ainsi, deux matrices, une pour les hauteurs, l‟autre pour les intensités maximales annuelles des averses, relatives à 17 durées de références, sont obtenues pour chaque station (tableau 52 et 53). Ces chroniques constituent les données de base pour l‟analyse fréquentielle des pluies extrêmes au Nord-est algérien.

Construction des courbes HDF et IDF

Une courbe HDF (IDF) est une relation entre la hauteur maximale (H en mm) ou l’intensité moyenne maximale (I en mm/h), la durée de référence ou résolution ou encore durée d‟agrégation (D en minutes) de cette pluie et la période de retour de l’événement pluvieux (T en années). Elle donne la hauteur (H) ou l‟intensité (I) de pluie prévue lors d‟une averse de durée (D) et de fréquence F. Elle peut être représentée sous forme graphique ou analytique. Une fois qu’une base de données fiable est construite, la méthode utilisée pour établir la relation HDF ou IDF est classique et suit trois étapes distinctes. Utilisée par de nombreux auteurs (Demarée, 1985 ; Koutsoyiannis et Manetas, 1998 ; Lam et al., 2004; Mohymont et Démarée, 2006 ; Kiingumbi et Mailhot, 2010), elle consiste à ajuster une distribution de probabilité théorique à la série annuelle pour chaque durée d’agrégation, à estimer la hauteur ou l‟’intensité de la pluie attendue pour chaque durée de référence et pour des périodes de retour bien définies à l‟aide de la loi de probabilité utilisée dans la première étape et à appliquer une régression curviligne entre la hauteur ou l‟intensité (variable expliquée estimée au niveau de la deuxième étape) et la durée de l‟averse (variable explicative). La méthode des moindres carrés est l‟outil privilégié pour l‟estimation des paramètres des relations Pour chaque station, les 34 séries chronologiques (données brutes) ont fait l‟objet d‟une analyse exploratoire pour vérifier la fiabilité des données pour l’analyse de fréquence en usant des techniques décrites en détail dans le chapitre précèdent. Dix-huit postes pluviométriques contenant au moins sept années complètes d’observations sont retenus pour la construction de courbes HDF et/ou IDF. Les autres sont éliminés pour insuffisance de la taille de l‟échantillon (El Agrem, Ain Seynour et Nechmaya) ou parce que les données contiennent des valeurs anormales par comparaison à celles des pluviomètres les plus proches (barrage de Zardezas, lac de Fetzara et El Fourchi).

Analyse statistique descriptive des averses

Après avoir vérifié la qualité des données, on a procédé au traitement statistique descriptif afin de faire ressortir les principales caractéristiques de la distribution empirique des pluies intenses au niveau du Nord-est algérien. Les résultats des calculs des paramètres statistiques les plus significatifs sont présentés aux tableaux 54 à 57. L‟examen des résumés statistiques consignés aux tableaux 54 à 57 montre que des fortes chutes de pluie sont observées sur des temps relativement très courts. Dans la zone d‟étude, les pluviographes ont enregistrés des valeurs maximales en 5 minutes de 25 mm à Ain Assel, 19 mm à Guelma, 21 mm à Tébessa et 26 mm à Foum Toub. Les intensités respectives sont de l‟ordre de 300, 230, 250 et 312 mm/h. Par endroit la hauteur des pluies peut atteindre ou dépasser les 30 mm en 2 heures (Jijel 53 mm, Pont Bouchet: 42 mm, Ain Assel: 109 mm, Ain Berda: 34 mm, Settara: 48 mm, Bousnib: 45 mm, Guelma: 37 mm, Ouled Rahmoun : 32 mm, Tébessa: 41 mm, Foum Toub : 58 mm et Foum El Gueis : 64 mm). Ces exemples montrent que les pluies intenses se répartissent de façon très irrégulière aussi bien dans le temps que dans l‟espace et se caractérisent souvent par un pouvoir destructif remarquable (cas des inondations catastrophiques de Oued Saf-Saf : 137 en 24 heures mm en 1984 à Zardezas).