LA VARIABILITE CLIMATIQUE ET SON INFLUENCE SUR LE MAROC

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Contexte général du bassin de la Moulouya

Aperçu géomorphologique

Le bassin versant de la Moulouya couvre à peu près la totalité du Maroc oriental (figure 2) avec une superficie de 55 500 km² (www.water.gov.ma) . Géographiquement il se situe entre les latitudes 32º 18’ et 35º 8’ Nord et les longitudes 1º 11’ et 5º 37’ Ouest et présente une forme allongée de direction générale ENE-WSW.
Il est limité au Nord-Ouest par les bassins Côtiers Méditerranéens, à l’Ouest par le bassin versant de l’oued Sebou, au Sud-Ouest par le bassin versant de l’oued Oum Er-Rebia, au Sud par le bassin versant de l’oued Ziz, au Sud Est par le bassin versant de l’oued Guir et à l’Est par le territoire Algérien. La rivière de la Moulouya d’une longueur d’environ 600 km prend sa source à Alemsid à une altitude de 1 170 m à la jonction du massif du Moyen Atlas et du Haut Atlas et se jette en Méditerranée à Saidia (Ras el ma).
À l’Ouest du bassin de la Moulouya, l’analyse globale du relief est caractérisée par une haute barrière montagneuse ; le Moyen Atlas au Sud-Ouest et le Rif Oriental forment la limite Nord-Ouest du bassin formé par un substrat tendre. La limite Sud du bassin de la Moulouya est formée par le Haut Atlas, constitué par de nombreux massifs qui s’étalent entre 2 000 m et 3 700 m. Les hauts plateaux sont caractérisés par un relief de collines dont l’altitude est située entre 1 000 et 1 500m.
Les chaînes de montagnes situées à l’intérieur du bassin versant dans sa partie Nord-Est sont formées par la chaîne de Horsts, la chaîne de Beni-Bouyahi et Beni Snassene. La Moyenne Moulouya forme une vallée de l’oued Moulouya et couvre une superficie de 16 800 km², limitée de l’Est vers l’Ouest par la chaîne du Haut Atlas ainsi que les hauts plateaux et par le Moyen Atlas. Au Nord on trouve la plaine de Guercif et de Trifa (Basse Moulouya), vaste plaine recevant des matériaux détritiques provenant de la chaîne des Beni Snassene.
La cuvette de la Haute Moulouya présente une unité structurale comprise entre le Haut et le Moyen Atlas, formant une articulation et une zone de transition entre ces deux grands domaines. Cette zone tabulaire dite « zone de Hauts plateaux » (Subra, 1980), allongée du sud-ouest au nord-est, correspond à un vaste entablement peu déformé.

Cadre géologique

Le bassin versant de la Moulouya est subdivisé en trois sous bassins (ABHM) : la haute, la moyenne et la Basse Moulouya (Figure 2). Ce cours d’eau reçoit trois affluents importants : l’Anzeghmir dans la Haute Moulouya puis successivement, le Melloulou et le Za dans la Basse Moulouya.
La Haute Moulouya constitue l’extrémité occidentale de la Meseta Maroco-oranaise, dans la zone de jonction entre le Moyen Atlas et le Haut Atlas. Au Mésozoïque, elle correspondait à un haut fond séparant deux grands bassins subsidents, celui du Moyen Atlas au Nord et celui du Haut Atlas au Sud (Termier, 1936, Choubert et Faure-Muret, 1962- 1962, Du Dresnay, 1971).
D’un point de vue stratigraphique (Figure 3), la couverture de la Haute Moulouya est composée de terrains d’âge paléozoïques recoupés par des intrusions granitiques hercyniennes puis composées de granites et de schistes métamorphiques affleurant dans les boutonnières de Zeida-Ahouli à I’Est et celles de Bou Mia et de Kerrouchen à l‘Ouest. sur lesquelles vient se déposer en discordance une couverture mésozoïque (Emberger, 1965, Combe et Simonot 1971).
Dans la partie occidentale de la Haute Moulouya, les terrains triasiques reposent en discordance majeure sur un substratum hercynien formé de granites et de schistes métamorphiques affleurants dans les boutonnières de Zeida-Ahouli à I’Est et celles de Bou Mia et de Kerrouchen à l‘Ouest. La série triasique est généralement constituée par des marnes, des dolérites, des argiles rouges et des basaltes. Le Trias au niveau de la chaîne des horsts et des hauts palataux est formé par des marnes, des argiles et par des basaltes très altérés. Alors qu’il est formé par des argiles rouges salifères dans le bassin de Guercif, cette série est surmontée par des faciès calcaro-dolomitiques et des dépôts terrigènes rouges formant le paléoseuil de la Haute Moulouya.
Quant à la Moyenne Moulouya, elle est caractérisée par des formations Jurassique (calcaires, calcaires dolomitiques, marno-calcaires) affleurent sur les bordures du Haut Atlas et du Moyen Atlas et à l’Ouest des Hauts Plateaux. Elles forment presque entièrement les chaînes de Béni Snassène, des Béni Bouyachi et la chaîne des Horsts, du Crétacé constitué essentiellement par des marnes, grès rouges et calcaires blancs, affleurent le long du Haut Atlas entre le massif d’Aouli et le Haut Atlas et à l’Est de Midelt. Dans la partie occidentale de Rekkame, il se présente sous forme de marnes à la base et de calcaires au sommet.
Le tertiaire affleure au niveau de la Moyenne Moulouya avec des marnes jaunes très gypsifères et gréseuses (Combe et Simonot, 1971). Au niveau du Sud et Sud-Ouest de la plaine de Guercif, elles affleurent sous forme de grès, conglomérats et marnes. Dans les Hauts plateaux, le Tertiaire est représenté en grande partie par des argilites plus ou moins sableuses, des sables, des grès et des calcaires lacustres. Au niveau du Rif oriental, le Tertiaire est constitué essentiellement par des marnes et des schistes.
Les dépôts quaternaires sont constitués par des éboulis, des conglomérats, des argiles rouges, des limons, des encroûtements calcaires et par des coulées basaltiques. Ils affleurent sous forme de terrasses alluviales le long de l’oued Moulouya et ses principaux affluents sous forme de cône de déjection au pied du Haut Atlas et du Moyen Atlas et sous forme de vastes étendues au niveau des Hauts plateaux.
En ce qui concerne la Basse Moulouya, elle est sous forme de cuvette dont la stratigraphie est diversifiée. Elle s’étale depuis le Primaire jusqu’aux dépôts actuels. Ces formations sont composées de granités, basaltes, marnes, marnocalcaires, calcaires dolomitiques, calcaires, grès, gypses et des conglomérats (Bendahou, 1995).

Occupation du sol

Les sols constituent une ressource naturelle et le support de l’ensemble des activités économiques. La dégradation des ressources en sol résulte des effets synergiques du climat, de l’agressivité de certaines conditions naturelles et surtout des activités humaines exercées sur des sols généralement fragiles et peu fertiles (AEE, 2014).
Le bassin versant de la Moulouya comprenant, dans sa partie amont, la zone d’accumulation entre les deux Atlas, Haut et Moyen, est dominé par des sols calcimagnésiques, des sols peu évolués d’apport et/ou d’érosion et des sols isohumiques et à ses quioxydes de fer et de manganèse (Ahamrouni, 1996).
La majorité des sols des plaines de la Basse-Moulouya appartiennent à la classe des sols isohumiques, groupe des sols marron et des sierozems (classification française, 1967) tous deux à profil calcaire différencié (Ruellan, 1971). Les seules données pédologiques disponibles sur le bassin de la Moulouya sont fragmentaires et ne concernent que la basse Moulouya Une vaste partie du bassin de la Moulouya est occupée par des sols peu évolués et éoliens dont l’évolution est ralentie par l’aridité du climat et par l’absence du couvert végétale, qui a pour rôle de protéger les sols contre le ruissellement et le vent.
À proximité de l’oued Moulouya les sols sodiques sont constitués par des apports alluviaux et éluviaux.
Les sols calcimagnésiques sont des sols qu’on trouve au niveau des pentes plus ou moins fortes au niveau de la bordure moyenne atlasique, formés sur les calcaires et les calcaires dolomitiques. Sur les alluvions du Quaternaire de la Haute Moulouya, on trouve les sols de type isohumides, évoluant dans un climat froid et pluvieux.
Les sols brunes peu évolués, qu’on trouve sur la bordure moyenne atlasique sont riches en oxyde de fer. De l’intervention du lessivage qui se superpose à la brunification on reconnaît les sols lessivés brunifiés. Ces sols sont rencontrés au Nord de la chaîne de Beni Snasséne et au Sud de la chaîne de Horsts. Le lessivage a entraîné par les eaux de gravité, les particules fines d’argiles et les oxydes de fer.
Sur les calcaires de Beni Snasséne et Beni Bouyahi, on rencontre les sols fersiallitiques, caractérisés par des minéraux argileux et d’hydroxydes de fer libres (Ahamrouni, 1996). L’occupation du sol est caractérisée par la prédominance des plantations fruitières ; agrumes, olivier, la vigne et autres (El Ghali et al, 2004). Les cultures industrielles sont essentiellement dominées par la betterave à sucre, les cultures fourragères par la luzerne et la céréaliculture essentiellement du blé tendre (El Ghali et al, 2004). Pour la céréaliculture, l’orge présente une aptitude élevée ou moyenne sur une superficie d’environ 18 500 ha soit 10 %; le blé 12 100 ha soit 6,5 % et le triticale 39 000 ha soit 21 %. – Pour l’arboriculture, l’aptitude élevée à moyenne s’étend sur 23 000 ha pour l’amandier, soit 12,5% de la zone étudiée, 2000 ha pour l’olivier soit près de 1%, 23 700 ha pour le caroubier soit 13%, 11 500 ha pour le figuier soit 6,5 % et 21 000 ha pour le pistachier soit 11,5%. – Quant au cactus, il peut être développé sur environ 39 000 ha soit 21% de la zone étudiée (Barakat et Tazi, 2004).

Contexte climatique

La grande étendue et la diversité des reliefs du bassin versant de la Moulouya font que le climat est très variable d’une région à une autre. Le climat passe d’un type méditerranéen, dans la basse vallée de la Moulouya, à un climat continental relativement frais dans la Haute Moulouya et sub-aride à tendance saharienne dans les hauts plateaux de la Moyenne Moulouya (Riad, 2003). Néanmoins, on peut distinguer deux zones climatiques :
– La frange méditerranéenne, située au Nord, caractérisée par un climat semi-aride avec deux saisons : un hiver doux et peu pluvieux allant d’octobre à mai et un été sec et chaud s’étalant de juin à septembre.
– Le reste du bassin versant est caractérisé généralement par un climat aride où les précipitations sont très faibles et où la période sèche s’étale sur une grande période de l’année. Les hivers y sont souvent rigoureux, longs et froids, marqués parfois par des températures minimales négatives alors que les étés sont très chauds. Les hautes barrières montagneuses du Moyen Atlas et du Rif privent cette zone du bassin des influences océaniques riches en pluies. Vers le Nord, les chaînes de Béni Snassène et Béni Bouyachi, empêchent les pluies de pénétrer à l’intérieur du bassin.
La pluviométrie moyenne annuelle peut dépasser 600 mm dans les sommets mais reste inférieure à 350 mm au niveau des plaines (Riad, 2003). La moyenne interannuelle au niveau du bassin Moulouya est d’environ 245 mm, avec un minimum de 110 mm (Moyenne Moulouya, Guercif et Figuig) et un maximum de 515 mm. La forme neigeuse se produit au-dessus de 1 400 m d’altitude. Elles persistent qu’au-dessus de 2000 m d’altitude dans le Moyen et le Haut Atlas (Bendahhou, 1995) (Figure 4)
Les températures moyennes mensuelles maximales sont atteintes en juillet et août et varient entre 18°C et 29°C. Les températures moyennes mensuelles minimales s’observent en décembre et janvier et atteignent parfois 2°C. Les températures moyennes annuelles varient entre 9,3°C (Boulmane : station la plus froide) et 19°C (Guercif : station la plus chaude). Contrairement aux précipitations, les températures diminuent des basses aux hautes altitudes du bassin.

Hydrologie de surface

Le réseau hydrographique de la Moulouya draine une superficie de 55 500 km², ce qui le classe comme deuxième grand bassin versant du Maroc. Cet oued qui draine la quasi-totalité du Maroc oriental et les districts Aouli – Mibladen – Zaida dans sa partie amont est d’une longueur de 520 km et se présente comme le plus grand fleuve marocain se jetant dans la Méditerranée.
Le long de son cours moyen, cette rivière reçoit pratiquement toutes les eaux du versant sud-est du Moyen Atlas plissé. Son principal affluent est l’oued Melloulou. Les versants arides de la rive droite de la Moulouya sont drainés par des petits cours d’eau éphémères. En progressant vers le Nord, la Moulouya reçoit l’oued Msoun qui collecte les eaux des reliefs sud-est du Rif Oriental, puis l’oued Za, un des plus larges réseaux des plateaux arides de l’Oriental marocain. En aval de cet affluent, la Moulouya est transformée en plan d’eau par le barrage Mohammed V et reçoit de nombreux petits affluents temporaires. La rivière pénètre ensuite dans la chaîne des Bni Bouyahi, Béni Snassene, où elle a creusé des gorges plus ou moins profondes dans les calcaires, au niveau desquelles elle est de nouveau interceptée par le barrage Mechraa Hamadi (Figure 5).
Les affluents jouent fortement sur les fluctuations de débit de la Moulouya, avec leurs régimes hydrologiques très irréguliers qui se caractérisent par un étiage estival sévère et des crues violentes aux autres saisons. Aussi trois retenues de barrages (Tableau 1) sont implantées sur cet oued : Hassan II dans la Haute Moulouya, Mohamed V et Mechra- Hamadi dans la Basse Moulouya. Les apports annuels de l’ensemble du réseau de la Moulouya furent estimés en 2003 à plus de 1 600 mm3. Plus de 80 % de ces eaux sont actuellement interceptées par les barrages (Snoussi, & Imassi, 2003).
Le bassin versant de la Moulouya est formé essentiellement par des terrains perméables à semi-perméables ce qui favorise l’infiltration des eaux de surface.

Les aquifères du bassin de la Moulouya

Selon l’ABHM, le bassin hydraulique de la Moulouya compte une trentaine de nappes dont l’importance est fonction de la structure géologique et lithologique et des précipitations. Les caractéristiques de certaines nappes figurent dans le tableau 2 et la figure 5. L’état actuel des connaissances permet d’évaluer le volume global de recharge de ces nappes à 635 mm3 dont seulement 60 % sont exploités (380 mm3).

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
PARTIE I : CONTEXTE ET METHODOLOGIE
I. Contexte général des zones d’étude
1. Contexte générale du bassin de la Moulouya
Aperçu géomorphologique
Contexte climatique
Contexte hydrologique
2. Description générale du bassin du Sebou
2.1 Aperçu géomorphologique
2.2 Contexte climatique
2.3 Contexte hydrologique
3. Description générale du bassin du Tensift
3.1 Contexte géomorphologique
3.2 Contexte climatique
3.3 Contexte hydrologique
II. Données et méthodologie
1. Données utilisées
1.1 Données hydrologiques
1.2 Données climatiques
2. Méthode d’analyse des séries chronologiques
2.1 Analyse descriptive
2.2 Analyse spectrale
PARTIE II : ETUDE DE LA VARIABILITE CLIMATIQUE ET SON INFLUENCE SUR LE MAROC
I. Synthèse bibliographique sur les tendances climatiques au Maroc
1. Précipitations
2. Débits
3. Evénements hydrologiques extrêmes au Maroc : sécheresses et inondations
3.1 La sécheresse au Maroc
3.2 Les inondations au Maroc
II. Analyse des ondelettes continues : meilleur outil pour l’analyse des cycles dans les chroniques climatiques
1. Analyse de Fourier
2. Analyse d’ondelette continue
3. Choix de l’ondelette
4. Application
III. Étude des modes de fluctuations du climat et leurs échelles de temps caractéristiques
1. Oscillation Nord Atlantique (NAO)
2. Oscillation de la Méditerranée occidentale (WeMOI)
3. Indice d’oscillation australe (Soi)
PARTIE III : CARACTERISATION DE LA VARIABILITE HYDROLOGIQUE ET CLIMATIQUE DE LA ZONE D’ETUDE
I. Étude des caractéristiques Pluviométriques et hydrologiques des zones d’étude
1. Indice pluviométrique et hydrométrique
1.1 Variabilité hydroclimatique dans le bassin de la Moulouya
1.2 Variabilité hydroclimatique dans le bassin du Sebou
1.3 Variabilité hydroclimatique dans le bassin du Tensift
2. Étude du coefficient d’écoulement
2.1 Coefficient de ruissellement au niveau du bassin de la Moulouya
2.2 Coefficient de ruissèlement ai niveau du bassin de Sebou
2.3 Coefficient de ruissèlement au niveau du bassin du Tensift
3. Détection des ruptures sur les séries chronologiques
4. Calcule des extrêmes hydrologiques
II. Détermination des modes de variabilités pluviométrique par la méthode des ondelettes continues
1. Étude de la variabilité des pluies de 1968-2010
2. Études de la variabilité de la série des pluies des données SIEREM de 1940-1999
III. Déterminer les modes de variabilités hydrologiques des bassins d’étude par la méthode des ondelettes continues
PARTIE IV : APPORT DE LA COHERENCE PAR ONDELETTES CONTINUES POUR DETERMINER LES LIENS ENTRE INDICES CLIMATIQUES, PLUIES ET DEBITS
I. Utilisation de la cohérence par ondelette pour déterminer les liens entre indices climatiques, pluie et débit
1. Identification des modes de variabilité des fluctuations du climat
1.1 Identification de la variabilité des indices climatiques par les LOESS
1.2 Identification de la variabilité des indices climatiques par ondelette
1.3 Synthèse des échelles de temps caractéristiques des fluctuations climatiques à l’échelle globale
2. Apports de la cohérence par ondelettes continues pour la caractérisation des liens potentiels entre indices climatiques, pluies et débits
2.1 Application à la relation entre indice climatique (NAO, SOI et WMOI) et précipitation
2.2 Application à la relation entre indice climatique (NAO, SOI et WMOI) et Débit
2.3 Détermination de l’origine des modes de variabilité des débits de la zone d’étude : comparaison avec les pluies stationnelles et SIEREM
II. Influence climatique sur les pluies et débits à l’échelle interannuelle
1. Influence climatiques alternatives sur les débits à l’échelle inter-annuelle dans le bassin de la Moulouya et du Sebou
2. Influence climatiques alternatives sur les débits à l’échelle inter-annuelle dans le bassin du Tensift.
III. Influence de la modification du milieu sur la variabilité hydrologique
CONCLUSION GENERALE
Perspectives
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
LISTE DES FIGUES ET TABLEAUX