Les Inondations Dans La Vallee Du M’zab : Genese Et Prediction Floods In The M’ Zab Valley (south Algeria) : Genesis And Prediction

RESUME : Les crues et les inondations qu’elles provoquent, constituent en Algérie, la cause récurrente de catastrophes meurtrières, celles de l’Oued Koriche (Alger) en Novembre 2001 de l’Oued M’Zab (Ghardaïa) en Octobre 2008 (Ghardaïa) en témoignent et restent gravées dans la mémoire des populations. La connaissance régionale des écoulements de surface est indispensable à l’étude des inondations. Or, la qualité des données observées, (non disponibles, discontinues, entachées d’erreurs de mesure ou de saisie, etc…) fait que la quantification des débits d’écoulement reste difficile à réaliser. Seul le recours à la modélisation hydrologique "pluie-débit" peut apporter une solution à cette problématique. L’objectif de l’étude est de développer des modèles "pluie-débit" efficaces pour l’estimation des crues de fréquences rares, en zone aride et, en absence de jaugeages. Le bassin versant de l’Oued M’Zab, sous climat saharien, région en pleine expansion, a fait l’objet de l’étude, vu sa vulnérabilité aux inondations, son importance du point de vue socio-économique, culturel et touristique. Le choix est porté sur l’utilisation de deux modèles qui ont montré leur robustesse et leur performance à l’échelle internationale: le modèle semi-distribué HEC-HMS, simple reposant sur un fonctionnement de type SCS, et le modèle global de l’IRD, purement déterministe. Le choix de ces deux modèles est justifié par plusieurs critères. L’application de ces deux modèles dans la région d’étude a porté sur la création, l’organisation et la génération des données d’entrée en utilisant un SIG puis l’évaluation des résultats. Les deux modèles donnent des résultats satisfaisants et proches et ont permis la construction de l’hydrogramme type de la crue. Le modèle HEC-HMS se montre plus facile à configurer et à mettre en œuvre. Néanmoins le débit obtenu par le modèle IRD, a l’avantage d’être relié aux autres caractéristiques de la crue qui sont évaluées par ce même modèle. Ce travail s’est basé non seulement sur l’identification des facteurs topographiques, géomorphologiques, lithologiques, hydrographiques, climatiques et même anthropiques, responsables de la genèse des crues, mais aussi sur un historique des crues. La recherche de modèles "pluie-débit", adaptables aux spécificités climatiques et morphologiques de la région d’étude ont permis d’établir des relations reliant coefficients d’abattements - surfaces et coefficient de ruissellement – surfaces, basées sur les caractéristiques physiques du bassin. Aussi, le débit centennal obtenu par le modèle HEC-HMS est utilisé comme entrée au modèle HEC-RAS, modèle hydrodynamique unidimensionnel basé sur la résolution de l’équation d’énergie, afin de simuler les écoulements en période de crue. Ce modèle est appliqué sur un tronçon de l’Oued M’Zab. La modélisation hydrodynamique de ce tronçon a permis d’étudier le comportement de la ligne d’eau, d’estimer les vitesses moyennes et d’identifier les zones vulnérables aux inondations. ABSTRACT: Floods and the inundations they cause, constitute in Algeria the recurring cause of fatal catastrophes, those of Wadi Koriche (Algiers) in November 2001 and of Wadi M’zab (Ghardaïa) on October 2008 testify of it and remain in the populations memory. The regional knowledge of surface flows is essential to study the floods. However, the quality of the observed data, (unavailable, discontinuous, spoiled by measurement, etc…) made the quantification of flows difficult to realize. Only rainfall-runoff hydrological modeling can bring a solution to this problem. The aim of this study is to develop effectives rain-flow models to estimate rare frequency floods in arid region in absence of gauging. The Wadi M‘Zab basin, under Saharan climate, which is an area in full expansion, has been the subject of this study, considering its vulnerability floods, its importance from the socioeconomics, cultural and touristic point of view. The choice concerned two models, which showed their robustness and their performance on an international basis: The semi-distributed model HEC-HMS, easy to apply, based on a functioning SCS type, and the global model of IRD, purely determinist. The choice of these two models is justified by several criteria. The application of these models in the study area related to creation, organization and generation of input data by using a GIS then the evaluation of the results. The two models give satisfactory results and allowed the construction of the typical flood hydrographs. The model HEC-HMS shows itself easier to configure and implement. Nevertheless the flow obtained by the IRD model, has the advantage of being connected to the other flood characteristics which are evaluated by this same model. This work was based not only on the identification of the topographic, geomorphological, lithological, hydrographic, climatic and even anthropic flood factors, but also on a history of floods. The search for rainfall-runoff models, adaptable to climatic and morphological specificities of the study area made it possible to establish relations connecting abatement coefficients – surfaces and runoff coefficients– surfaces, based on the basin physical characteristics. Also, the 100 year flow obtained by model HEC-HMS is used like entry in HEC-RAS model, which is a 1-D hydrodynamic model based on the equation of energy resolution, in order to simulate the flows in flood periods. This model has been applied to a section of the Wadi M’ Zab. The hydrodynamic modeling of this section made it possible to study the behavior of the stream water profile, to consider the mean velocities and to identify the zones vulnerable to floods.