FR :

La connaissance des quantiles de précipitations extrêmes comme normes hydrologiques est nécessaire dans le cadre de projets d’aménagement pour la conception d’ouvrages hydrauliques et dans de nombreuses applications d’ingénierie. Dans un contexte de changements climatiques constatés en Afrique de l’Ouest, l’estimation des précipitations associées aux événements extrêmes est un sujet qui suscite des réflexions. Cette problématique soulève la question principale suivante : « Sur quelle base pourrait-on/devrait-on élaborer de nouveaux quantiles pour la gestion de projets de construction d’ouvrages hydrauliques? » Ainsi, l’objectif de cette étude est l’analyse des impacts des changements climatiques sur les normes hydrologiques relatives aux quantiles des pluies journalières maximales annuelles dans le district d’Abidjan (sud de la Côte d’Ivoire). L’approche méthodologique utilisée a consisté à la collecte de données de pluviométrie journalière pour la période 1961-2014. Les tests statistiques de base ont été effectués. Le choix du modèle statistique s’est porté sur la loi de Gumbel. Les paramètres du modèle ont été estimés et ont permis de calculer les quantiles sur plusieurs périodes de référence (1961-1990, 1971-2000, 1981-2010, 1961-2014) et plusieurs durées de retour (2, 5, 10, 20, 50 et 100 ans). Une comparaison des quantiles déterminés a été réalisée à partir des matrices d’écarts relatifs absolus. Les principaux résultats ont montré que les différentes séries définies sont constituées de valeurs indépendantes, stationnaires et homogènes. Les quantiles calculés varient pour une durée de retour donnée en fonction des périodes de référence choisies pour leur détermination. Cela traduit une non-stationnarité des quantiles due à l’instabilité du climat. Pour une meilleure sécurité des ouvrages hydrauliques, les recommandations de ce travail proposent d’utiliser les quantiles de la période historique (1961-1990) pour les périodes de retour inférieures à 50 ans. En ce qui concerne les durées de retour supérieures à 50 ans, il est possible d’utiliser les quantiles de deux périodes de référence (1961-1990, 1981-2010). Pour la valeur du gradex des méthodes empiriques de l’Office de la recherche scientifique et technique outre-mer (ORSTOM) et du Comité interafricain d’études hydrauliques (CIEH), il est recommandé de considérer 0,44 comme valeur pour le dimensionnement des ouvrages hydrauliques dans le district d’Abidjan.

EN :

Knowledge of quantiles of extreme precipitation as hydrological standards is required for the design of hydraulic projects and many other engineering applications. In the context of climate change in West Africa, the estimation of precipitation associated with extreme events is an issue to be adressed. This raises one main question: "On what basis can new quantiles be developed for the management of hydraulic work construction projects?" The objective of this study is the analysis of the impacts of climate change on the hydrological standards relating to the quantiles of maximum daily rainfall in the Abidjan District (southern Ivory Coast). The methodological approach used was to collect daily precipitation data covering the period 1961-2014. Basic statistical tests were performed. The choice of the statistical model was based on Gumbel's law. The parameters of the model were estimated and the quantiles calculated for several reference periods (1961-1990, 1971-2000, 1981-2010, 1961-2014) and return periods (2, 5, 10, 20, 50 and 100 years). A comparison of the quantiles determined was performed from the absolute relative deviation matrices. The main results showed that the different series defined are made up of independent, stationary, and homogeneous values. The quantiles calculated vary for a given return period as a function of the reference periods chosen for their determination. This reflects a non-stationarity of the quantiles due to climate instability. For improved safety of hydraulic works, the recommendation of this work is to use quantiles of the historical period (1961-1990) for return periods of less than 50 years. For return periods over 50 years, it is possible to use quantiles of two reference periods (1961-1990, 1981-2010). For the gradex value of the empirical methods of ORSTOM (Office de la recherche scientifique et technique outre-mer) and Inter-African Committee for Hydraulic Studies (CIEH), it is recommended to consider 0.44 for sizing hydraulic works in the Abidjan District.

EN :

The development of agriculture in the Mina plain is hampered by the drought that has occurred in recent years. As a result, water scarcity has favoured an intensive use of groundwater of poor quality. This behaviour is one of the forerunners of soil degradation. Knowing the quality of the irrigation water used becomes imperative. In this context, water samples from 178 wells in the Mina plain were subjected to a physico-chemical analysis, mainly electrical conductivity (EC), sodium adsorption ratio (SAR), and irrigation water quality index (IWQI), were used to identify water quality classes as well as residual alkalinity (RSC) to determine salinization pathways. The thematic maps established by the two methods (EC and SAR, IWQI) showed that 73.44% of the total area could be used for irrigation and that 87.55% of the total area may be used for irrigation in soils with high permeability where additional water should be applied to prevent salt accumulation. The residual alkalinity revealed two types of salinization: one neutral and one alkaline, representing respectively 149 and 29 wells. The electrical conductivity varied between 2.24 and 16.50 dS∙m^-1, divided into two classes of salinity (C4, 44.03% and C5, 55.97%). SAR values fluctuated between a low of 4.28 and a high of 94.73, with S2 dominance accounting for 49.57% of the total area. IWQI’s assessment of groundwater quality revealed that 87.55% of the Mina study area is severely restricted, which is dominant in the southeastern and southwestern parts of the area. The remaining area, 12.44% or less, is in the high restriction category. This simple index uses the most important parameters that evaluate the quality of irrigation water for management.

FR :

Le développement de l’agriculture dans la plaine de la Mina est entravé par la sécheresse qui s’est installée ces dernières années. En conséquence, la pénurie d’eau a favorisé l’utilisation intensive des eaux souterraines dont la qualité est méconnue. Ce comportement est l’un des précurseurs de la dégradation des sols. La connaissance de la qualité de l’eau d’irrigation utilisée devient primordiale. Dans ce contexte, des échantillons d’eau de 178 puits de la plaine de la Mina ont fait l’objet d’une analyse physicochimique, principalement la conductivité électrique (EC), le ratio d’adsorption de sodium (SAR) et l’indice de la qualité de l’eau d’irrigation (IQWI) ont été utilisés pour identifier les classes de la qualité des eaux ainsi que l’alcalinité résiduelle (RSC) pour déterminer les voies de salinisation. Les cartes thématiques établies par les deux méthodes (EC et SAR, IQWI) ont montré que 73,44 % de la superficie totale était utilisable pour l’irrigation et que 87,55 % de la superficie totale de la zone d’étude peut être utilisée pour l’irrigation de sols à perméabilité élevée où de l’eau devrait être ajoutée pour éviter l’accumulation des sels. L’alcalinité résiduelle a révélé deux types de salinisation, une par voie neutre et une autre par voie alcaline, représentant respectivement 83,71 % et 16,29 % des puits. La conductivité électrique oscillait entre 2,24 et 16,50 dS∙m^-1, répartie en deux classes de salinité (C4, 44,03 % et C5, 55,97 %). Les valeurs du SAR fluctuaient entre un minimum de 4,28 et un maximum de 94,73 avec une dominance de la classe S2 représentant 49,57 % de la superficie totale. L’évaluation de la qualité des eaux souterraines par l’IQWI a révélé que 87,55 % de la zone d’étude de la Mina a une restriction sévère, ce qui est dominant dans les parties sud-est et sud-ouest de la zone. Le reste de la zone, 12,44 % et moins, relève de la catégorie de haute restriction. Cet indice simple utilise les plus importants paramètres qui évaluent la qualité de l’eau d’irrigation pour la gestion.

FR :

La nappe d’eau superficielle appartenant au système hydrogéologique fluvio-lacustre et volcanique d’âge plio-quaternaire est située dans une zone subsidente, à effondrement récent, allongée entre Timahdite et Almis Guigou du Moyen Atlas, Maroc. La région d’étude est occupée essentiellement par des zones agricoles caractérisées par une utilisation importante d’engrais chimiques et de pesticides qui représentent, en plus des rejets domestiques, un risque permanent sur la qualité des eaux souterraines. Nous avons étudié la vulnérabilité à la pollution de la nappe d’eau de cette région, en utilisant deux méthodes, DRASTIC et SI, avec l’utilisation des logiciels ArcGIS 9.3 et Erdas Imagine 8.4. La validation de ces deux méthodes a été testée en comparant la répartition des nitrates dans les eaux souterraines et les différentes classes de vulnérabilité. Trois classes de degré de vulnérabilité à la pollution ont été identifiées par les deux méthodes (faible, moyenne et élevée). La classe de degré de vulnérabilité moyenne est la plus dominante avec 60 % pour la méthode DRASTIC et 49,81 % pour celle de SI. Le taux de coïncidence des concentrations en nitrates des eaux souterraines avec les différentes classes de vulnérabilité établies est de 76,92 % et 61,54 % respectivement pour les méthodes SI et DRASTIC. De ce taux de coïncidence, la méthode SI parait mieux évaluer la vulnérabilité à la pollution aux nitrates.

EN :

The fluvio-lacustrine and volcanic Plio-Quaternary hydrogeological aquifer system is located in a recently collapsed subsidence zone between Timahdite and Almis Guigou in the Moroccan Middle Atlas. The study area is essentially occupied by agricultural areas, characterized by a high use of chemical fertilizers and pesticides which represents, in addition to domestic sewage, a permanent risk to groundwater quality. We have studied the vulnerability to pollution of the regional superficial groundwater using two methods, DRASTIC and SI, with the software ArcGIS 9.3 and Erdas Imagine 8.4. The validity of these two methods was tested by comparing the distribution of nitrates in groundwater and the different classes of vulnerability. Three classes of pollution vulnerability degrees were identified by the two methods (low, average and high). The middle degree of vulnerability class is most dominant with 60% for the DRASTIC method and 49.81% for SI method. The coincidence rate of the groundwater nitrate concentrations with the different vulnerability classes established is 76.92% and 61.54%, respectively for the SI and DRASTIC methods. From this coincidence rate, the SI method seems better for assessing the vulnerability to nitrate pollution.

FR :

L’objectif de la présente étude est d’évaluer la distribution de quatre éléments traces métalliques (ETM), cadmium, cuivre, nickel et zinc, dans les différentes parties anatomiques (racines et feuilles) d’une chénopodiacée Spinacia oleracea (L.), en lien avec le niveau de contamination des sédiments où elle pousse, de l’oued Boumerzoug et ses affluents. Localisé dans le Constantinois au nord-est de l’Algérie, l’oued draine un bassin versant de 1 832 km² avec ses zones urbaines et industrielles. Cette étude inclut 14 stations, 5 situées sur l’oued Boumerzoug et 9 sur ses affluents, sélectionnées en des lieux stratégiques et échantillonnées cinq fois au mois de mai, septembre et décembre 2016, ainsi qu’en mars et juillet 2017. Les teneurs moyennes des ETM des sédiments sont de 0,44 ± 0,30 mg∙kg^-1 (masse sèche) pour Cd, 43,61 ± 36,45 mg∙kg^-1 (ms) pour Cu, 35,16 ± 9,85 mg∙kg^-1 (ms) pour Ni et 181,33 ± 115,12 mg∙kg^-1 (ms) pour Zn. Le transfert des ETM a été étudié chez l’épinard S. oleracea dont les différentes parties accumulent différemment les métaux. Les concentrations des ETM dans les sédiments et la chénopodiacée sont très variables aussi bien dans l’espace que dans le temps. Nos résultats montrent que la chénopodiacée séquestre dans ses racines le Cd, le Cu et le Ni, alors que le Zn est transloqué vers les feuilles. La hiérarchie des teneurs moyennes en métaux dans les épinards (Zn > Cu > Ni > Cd) est similaire à celle des sédiments.

EN :

The aim of this study is to assess the distribution of four trace metals (TM): cadmium, copper, nickel and zinc in roots and leaves of a Chenopodiaceae Spinacia oleracea (L.) in relation to the contamination level of the sediments of the Boumerzoug wadi and its tributaries. Located in the Constantinois in Northeast Algeria, the wadi drains a watershed of 1 832 km² with its urban and industrial areas. A total of 14 stations, 5 in Boumerzoug wadi and 9 in its tributaries, were selected in strategic points and sampled at five occasions in May, September, and December 2016, as well as in March and July 2017. The mean TM levels in the sediments are 0.44 ± 0.30 mg∙kg^-1 (dry weight) for Cd, 43.61 ± 36.45 mg∙kg^-1 (dw) for Cu, 35.16 ± 9.85 mg∙kg^-1 (dw) for Ni and 181.33 ± 115.1 mg∙kg^-1 (dw) for Zn. The transfer of trace metals was studied in spinach. The different parts of S. oleracea accumulate trace metals differently. Trace metals concentrations in the sediments and the chenopodiaceae are highly variable both spatially and temporally. Our results indicate that S. oleracea cοncentrates and sequesters Cd, Cu, and Ni in its roots, whereas Zn is translocated to leaves. The hierarchy of mean TM level in spinach (Zn > Cu > Ni > Cd) is similar to that of sediments.

FR :

L’oued de la Moulouya et ses affluents demeurent les principales ressources en eau pour irriguer les champs agricoles avoisinants de la région de Berkane qui représentent l’activité principale de cette région. L’évaluation de la qualité des eaux de ces ressources s’avère une nécessité pour maintenir leur bon fonctionnement et par la suite assurer un bon rendement des produits agricoles. Pour ce faire, un suivi mensuel de prélèvements des eaux a été réalisé dans l’oued de la Moulouya et son affluent Zegzel-Cherâa durant une année de décembre 2015 à novembre 2016. Ces prélèvements ont fait l’objet d’analyses bactériologiques selon les protocoles décrits par les normes marocaines ISO et les recommandations de l’Organisation mondiale de la santé (OMS). Les analyses bactériologiques ont montré que l’oued de Cherâa est soumis à une forte pollution d’origine humaine et animale, avec une prédominance de la source humaine. En effet, la charge bactérienne (coliformes totaux [CT], coliformes fécaux [CF], Escherichia coli [EC], streptocoques fécaux [SF], etc.) est supérieure aux normes marocaines du Secrétariat d’État auprès du ministère de l’Énergie, des Mines, de l’Eau et de l’Environnement (SEEE, 2007) indiquant ainsi que les eaux sont de mauvaise qualité. L’analyse explicative (ACPn) réalisée sur les variables étudiées a permis de mettre en évidence un gradient de pollution pour l’oued Cherâa et a également fait ressortir l’automne comme la saison la plus chargée en bactéries indicatrices de pollution. L’abondance de ces microorganismes dans les cours d’eau traduit la présence possible de bactéries pathogènes qui pourraient causer des maladies au sein de la population qui utilise ces eaux pour boire et pour l’irrigation. Les eaux de l’oued Cherâa sont impropres à la consommation.

EN :

The Moulouya wadi and its tributaries are the main water resources for irrigating the neighbouring agricultural fields of the Berkane region, which constitute the main activity of this region. Assessing the water quality of these resources is necessary to maintain their functioning and ensure a good yield for agricultural products. To do this, a monthly water sampling was carried out in the wadi of Moulouya and its tributary Zegzel-Cherâa for one year from December 2015 to November 2016. The samples were subjected to bacteriological analyses according to the protocols described by the Moroccan ISO standards and the recommendations of the World Health Organization (WHO). The bacteriological analyses showed that the wadi of Cherâa is subjected to a strong pollution of human and animal origins, with a predominance of the human source. Indeed, the bacterial load (total coliforms, faecal coliforms, Escherichia coli, faecal streptococci, etc.) is higher than the Moroccan standards of the State Secretariat at the Ministry of Energy, Mines, Water, and Environment (SEEE, 2007) indicating that the waters are of poor quality. The explanatory analysis (PCA) carried out on the studied variables highlighted a pollution gradient for the wadi Cherâa and also showed that the autumn was the season most polluted with higher loads of indicator bacteria. The abundance of these microorganisms in streams reflects the possible presence of pathogenic bacteria that could cause disease in populations that use these waters for drinking and irrigation. The waters of the wadi Cherâa are unfit for consumption.

FR :

Afin d’évaluer l’impact des changements climatiques sur les ressources en eau, nous réalisons dans ce travail une analyse statistique spatio-temporelle de certaines variables climatiques du bilan hydrique. En effet, pour comprendre les variations climatiques ayant eu lieu dans le passé, l’analyse statistique doit se faire sur des séries chronologiques de données représentatives aussi bien sur le plan spatial que temporel. Toutefois, ces séries de données présentent souvent des lacunes dans les mesures et des irrégularités qui entravent leur utilisation directe. Pour cela, l’analyse statistique adoptée dans cette étude s’est appuyée sur trois étapes : i) le comblement des données manquantes par deux méthodes d’imputation, à savoir la méthode d’imputation multivariée par des équations enchainées (MICE) et la méthode des k plus proches voisins (k-NN); ii) la détection des changements significatifs ayant eu lieu dans le passé dans les séries chronologiques. Les dates de ces changements sont marquées par des ruptures au niveau de la moyenne des variables climatiques étudiées. Ces ruptures ont été validées par trois tests statistiques (Pettitt, Buishand et homogénéité normale SNH); iii) l’investigation de tendances potentielles dans les données climatiques par les tests statistiques (Sen et Mann-Kendall) ainsi que par une projection future. Comme application, nous avons traité les données climatiques pour les périodes 1974-2016 et 2021-2050 issues de cinq stations météorologiques du périmètre du Gharb situé au nord du Maroc. Les résultats obtenus montrent que la méthode d’imputation de MICE est la plus performante pour toutes les stations. Pour les tendances, les séries de températures, d’évapotranspiration potentielle et du déficit hydrique présentaient des tendances significatives à la hausse sur tous les pas de temps. Tandis que pour les séries de précipitations, les tendances étaient non significatives. Les projections à l’horizon 2021-2050 ont fait ressortir que nous pourrions assister à un léger décalage de la saison la plus pluvieuse de l’année et l’effet du réchauffement serait plus important en allant de l’ouest vers l’est du périmètre du Gharb en raison de l’effet de continentalité.

EN :

In order to evaluate the climate change impact on water resources, we carry out in this work, a spatio-temporal statistical analysis of some water balance variables. In order to understand past climate variations, a statistical analysis must be made for representative time series both temporally and spatially. These data sets, however, often have irregularities and gaps in the measurements which hinder their direct use. For this reason, the statistical analysis used in this study was based on three steps: i) filling gaps of missing data using two imputation methods, namely multiple imputation by chained equations (MICE) and the k-nearest neighbour method (k-NN); ii) the detection within time series of significant changes that occurred in the past. Dates of these changes are characterized by breaks at the level of the mean of the studied climate variables. These breaks were confirmed by three statistical tests (Pettitt, Buishand, and Normal Homogeneity SNH); iii) the investigation of potential climate data trends by using statistical tests (Sen and Mann-Kendall) as well as with a projection technique for the future. As an application, we processed climate data from five weather stations in the Gharb perimeter, located in northern Morocco, for the periods 1974-2016 and 2021-2050. The results obtained showed that MICE imputation is the most efficient for all stations. For trends, while the series of temperatures, potential evapotranspiration, and water deficit showed significant upward trends over all time steps, the trends were non-significant for the precipitation series. The projections for 2021-2050 showed that we could witness a slight shift in the wettest season of the year and that the effect of warming would be greater from west to east in the Gharb perimeter due to the effect of continentality.