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Rpublique Algrienne Dmocratique et PopulaireMINISTERE DE LENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE CONSTANTINE 1
FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE
DEPARTEMENT DE BIOLOGIE ET ECOLOGIE
N dordre : .
Srie :
MEMOIREPrsent pour obtenir le diplme de :
Magistre en ECOLOGIE et ENVIRONNEMENTOption : Pathologie des cosystmes forestiers
Par : FARAH ABDELHAFID KARIM
THEME
Devant le jury :
Prsident : Mr. ALATOU Djamel Professeur Universit Constantine 1
Rapporteur : Mr. BENDERRADJI. M.H Professeur Universit Constantine 1
Examinateur : Mr. RAHMOUNE Chaabane Professeur Universit Constantine 1
Examinateur : Mr. MEBARKI Azzedine Professeur Universit Constantine 1
Anne : 2013-2014
Changement climatique ou variabilit climatique dans l'Estalgrien
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Remerciements
Je tiens tout dabord exprimer ma profonde gratitude Mr M.H. BENDERRADJI,
Professeur au Dpartement de Biologie et Ecologie et le remercier pour avoir accept
dencadrer et diriger cette tude, je lui suis reconnaissant pour sa patience mon gard et ses
conseils qui sans lesquelles la ralisation de ce travail naurait jamais pu aboutir.
Mes remerciements les plus vifs Mr D. ALATOU, Professeur la Facult des Sciences
de la Nature et de la vie, pour mavoir fait profiter de son exprience et pour mavoir prodigu
des conseils sans lesquels je naurais pu viter des garements qui auraient nui au cheminement
de cette tude ; pour lhonneur quil me fait en acceptant de juger ce travail. Soyez assur,
Monsieur, de toute mon estime et de mon profond respect.
Jadresse toute ma gratitude Mr C. RAHMOUNE, Professeur la Facult des Sciences
de la Nature et de la vie, pour ses conseils et la patience dont il a fait preuve envers nous lors de
la post-graduation, je tiens aussi le remercier davoir accept de participer mon jury.
Je remercie galement, Monsieur A. MEBARKI, Professeur lInstitut des Sciences de
la Terre pour avoir accept de participer mon jury. Veuillez trouver ici lexpression de mes
remerciements les plus sincres ainsi que la marque de mon profond respect.
Je tiens tout spcialement remercier Madame M. KANOUNI, de son soutien lors des
moments difficiles et sans lequel ce travail naurait jamais vu le jour.
Un grand merci Mr K. BAZRI, pour ses conseils, son soutien et son aide inestimable
qui mont accompagn le long de ma graduation et post-graduation.
Un grand merci aussi Mr A. HADEF qui ma t dun grand secours lors de cette tude,
je le remercie pour mavoir accord de son temps et pour son aide inestimable lors de
llaboration de cette tude.
Enfin, je voudrais adresser toute ma tendresse mes parents dont lamour inconditionnel
ma permis de remonter la pente lors des moments difficiles.
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Table des matires
Table des matires
Introduction
Chapitre I : Prsentation de la rgion dtude
I-1- Localisation gographique.....3
I-2- Aperu topographique...4
I-2-1- Les plaines littorales ..4
I-2-2- LAtlas tellien.4
I-2-3- Les bassins intrieurs..5
I-2-4- Les hautes plaines...5
I-2-5- LAtlas Saharien.........5
I-3- Aperu gologique.....6
I-4- Les sols......7
I-5- Aperu climatique..8
I-5-1- Les prcipitations....9
I-5-2- Les zones bioclimatique de lEst Algrien.....11
I-6- La vgtation forestire......12
I-7- Le rseau hydrologique......15
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
II-1- Historique....16
II-2- Notion de climat..17
II-3- Notions associes au changement climatique.....17
II-3-1- Changement climatique....17
II-3-2- Variabilit climatique...18
II-4- Les changements climatiques observs...18
II-5- Evolution future du climat..20
II-6- Les causes de lvolution climatique...21
II-6-1- Le rayonnement solaire....21
II-6-2- Les arosols..22
II-6-3- Leffet de serre.....22
II-6-3-1- dfinition...22
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Table des matires
II-6-3-2- Les gaz effet de serre....24
II-7- Projection et prvision climatiques.25
II-7-1- Modles de climat global (MCG)....25
II-7-2- Le scnario ..26
II-8- le changement climatique en Algrie..29
II-8-1- Les GES en Algrie.30
II-7-3- Projections climatiques sur lAlgrie...33
Chapitre III : Traitement des donnes
III-1- Le rseau mtorologique...36
III-2- Acquisition des donnes..37
III-3- Organisation des donnes....38
III-3-1- Traitement des donnes thermiques.40
III-3-1-1- Estimation des tempratures moyennes (TM, TX, TN)...40
III-3-1-2- Correction des tempratures.40
III-3-2- Traitement des donnes pluviomtriques.43
III-3-2-1- Estimation des donnes manquantes et correction des prcipitations..43
III-3-2-2- La mthode des rapports..44
III-3-2-3- Contrle de totaux annuels des prcipitations..45
II-3-3- Traitement primaire des donnes...46
III-3-4- Contrle des donnes...47
III-3-4-1- Les erreurs alatoires (accidentelles) ...47
III-3-4-2- les erreurs systmatiques ..48
III-3-5- Recherche des erreurs et corrections des mesures....48
III-4- Mthodes statistiques..49
III-4-1- Test d'homognit de Pettitt...50
III-4-2- Test de Mann-Kendall..51
Chapitre IV : Rgime des tempratures
IV-1- Les tempratures..53
IV-1-1- Les tempratures moyennes mensuelles...53
IV-1-2- Les tempratures maximales moyennes..54
IV-1-3- Les tempratures minimales moyennes55
-
Table des matires
IV-2- Les tempratures moyennes annuelles...56
IV-3- Tempratures minimales et maximales annuelles (19612010)....58
IV-4- Comparaison entre trois sries dobservation des tempratures : (1913-1938), (1961-1985)
et (1986-2010)......62
IV-5- Lamplitude thermique annuelle....63
IV-6- Les gradients thermiques...64
IV-7- Le rgime thermique..67
IV-8- Variabilit interannuelle des tempratures moyennes de lEst algrien....69
IV-8-1- Une tendance la baisse (Priode 1961-1976)...70
IV-8-2- La tendance la hausse (Priode 1977-2010)....71
IV-9- Fluctuations des tempratures moyennes annuelles de la srie (1961-2010) de lEst
algrien par rapport la normale des tempratures (1961-1990).....72
IV-8- L'insolation.....73
Chapitre V : Rgime des prcipitations
V-1- Les prcipitations...75
V-2- La variabilit intra-annuelle du rgime pluviomtrique....75
V-2-1- La variabilit des prcipitations mensuelles dans le temps75
V-2-2- La variabilit des prcipitations annuelles dans lespace.......78
V-2-3- Les rgimes saisonniers des prcipitations.81
V-3- Rpartition spatiale des pluies moyennes saisonnires..81
V-3-1- Lindicatif saisonnier des stations de lEst algrien...82
V-3-2- Les mois secs et les mois humides.83
V-4- La rpartition spatiale et temporelle des prcipitations.84
V-4-1- Le gradient altimtrique des prcipitations....84
V-4-2- La rpartition spatiale et le rle prpondrant du relief.85
V-5- La variabilit interannuelle dans lEst algrien.86
V-5-1- Fluctuations des prcipitations moyennes annuelles de la srie (1961-2010) de lEst
algrien par rapport la normale des prcipitations (1961-1990) ....86
V-5-2- Comparaison entre trois sries dobservation des prcipitations (1913-1938), (1961-1985)
et (1986-2010).....87
VI- Lhumidit relative .89
-
Table des matires
Chapitre VI : Synthse climatique
VI-1- Le quotient pluviothermique d'Emberger.92
VI-1-1- Climagramme d'Emberger....94
VI-1-2- ACP des prcipitations et des tempratures..96
VI-2- Indice ombrothermique de Gaussen.98
VI-3- indice d'aridit de De Martonne..100
VI-4- Indice pluviomtrique annuel de Moral...102
VI-5 - Indice pluviomtrique d'Angot...103
Chapitre VII : Projections climatiques
VII-1- Projections climatiques lhorizon 2050105
VII-1-1- Projections des tempratures sur lEst algrien lhorizon 2050....106
VII-1-2- Projections des prcipitations sur lEst algrien lhorizon 2050...107
Conclusion.108
Rfrences bibliographiques
Annexes
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Table des illustrations
Liste des figures
Figure 1 : Localisation de la rgion d'tude. ........3
Figure 2 : Le relief de l'Est algrien.......6
Figure 3 : Carte gologique simplifie du domaine de l'Est algrien (modifie) ......7
Figure 4: Carte des sols dominants de la rgion d'tude ..8
Figure 5 : Carte des prcipitations annuelles moyennes de lEst algrien.......10
Figure 6 : Carte simplifie des zones bioclimatiques de lEst algrien....12
Figure 7 : Couverture vgtale de lEst algrien (daprs carte internationale du tapis vgtal au
1/1 000 000................................................................................................................................14
Figure 8 : Comparaison entre les variations de tempratures en Afrique et la tendance de
rchauffement mondial..19
Figure 9 : Irradiance Solaire.............22
Figure 10 : Processus de leffet de serre ..........23
Figure 11 : Scnarios dmissions utilises pour les projections climatiques......27
Figure 12 : projections des missions des gaz effet de serre et de la temprature de la Terre
jusqu'en 2100.............................................................................................................................28
Figure 13: Emissions de CO2 en Algrie..................................................................................31
Figure 14: missions africaines: les principales sources africaines de gaz effet de serre; le taux
d'missions par personne; comparaison avec les missions d'autres pays
.......33
Figure 15: Projections du climat aux horizons 2020 et 2050 (modle UKHI) (Mate,
2003)......36
Figure 16 : Localisation des stations mtorologiques dans la rgion dtude... 37
Figure 17 : Le contrle des totaux annuels des prcipitations par la mthode des doubles
cumuls...46
Figure 18: Contrle et correction des valeurs aberrantes (cas de la station de Tebessa).49
Figure 19 : Test de d'homognit de Pettitt (station d'Annaba, priode : 1961-
2010)).....51
Figure 20 : Test de tendance de Mann-Kendall (station d'Annaba, priode : 1961-2010))..52
Figure 21 : La variation mensuelle des tempratures moyennes. Priode (1961-2010)...54
Figure 22: La variation mensuelle des tempratures moyennes maximales. Priode (1961-2010).
.......55
-
Table des illustrations
Figure 23: La variation mensuelle des tempratures moyennes minimales. Priode (1961-2010).
..56
Figure 24 : La variation interannuelle des tempratures moyennes. Priode (1961-2010).....58
Figure 25 : Evolution des tempratures minimales et maximales annuelles (1961 2010)...61
Figure 26 : Comparaison des moyennes mensuelles de la temprature entre trois priodes :
(1913-1938), (1961-1985) et (1986-2010) ...63
Figure 27 : Nuage de points et droite de rgression de Tmax en fonction de laltitude au mois de
Janvier ...65
Figure 28 : La variation mensuelle des gradients thermiques. Priode (1961-2010)...66
Figure 29 : Diagramme de l'expression synthtique de la continentalit....69
Figure 30 : Moyenne des tempratures moyennes annuelles dans lEst algrien. Priode 1961-
2010.Annexes
Figure 30.1 : Moyenne des tempratures moyennes annuelles (graphe aprs lissage avec des
moyennes mobiles de 3 ans). Priode 1961-201069
Figure 30.2 : Tendance la baisse des tempratures moyennes annuelles dans lEst algrien,
priode (1961-1976).71
Figure 30.3 : Tendance la hausse des tempratures moyennes annuelles dans lEst algrien,
priode (1977-2010).72
Figure 31: Diffrences la normale des tempratures (1961-1990) (16,48 C) de la srie
dobservations (1961-2010) dans l'Est algrien ...73
Figure 32 : Variation moyenne mensuelle de la dure dinsolation dans lEst algrien......74
Figure 33 : La variabilit des prcipitations mensuelles dans l'Est algrien. Priode (1961-
2010).76
Figure 34 : Le coefficient de variation (CV) et la moyenne mensuelle des prcipitations en % (m
%). Priode (1961-2010)......78
Figure 35 : Moyenne des Prcipitations dans lEst algrien. Priode (1961-2010)....80
Figure 36 : Moyenne des Prcipitations dans lEst algrien. Priode (1961-2010)....82
Figure 37 : Variabilit des prcipitations annuelles dans lEst algrien. Priode (1961-2010)...86
Figure 38 : diffrences la normale des prcipitations (1961-1990) (546,52 mm) de la srie dans
l'Est algrien (1961-2010)..87
Figure 39 : Comparaison des moyennes mensuelles des prcipitations entre trois priodes (1913-
1938), (1961-1985) et (1986-2010)......89
Figure 40 : La variation mensuelle de l'humidit relative moyenne mensuelle (en %)......91
Figure 41 : Climagramme du quotient pluviothermique d'Emberger (Q2). Priode (1961-
2010)Annexes
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Table des illustrations
Figure 42 : Comparaison du Q2 entre trois priodes. Priode de Seltzer (1913-1938), Priode
(1961-1985) et (1986-2010)...Annexes
Figure 43 : Eboulis des valeurs propres des 36 composantes (prcipitation et tempratures
(moyennes maximales et minimales)).96
Figure 44 : La projection des individus (14 stations) sur le plan factoriel (1x2). Variables : les
Tempratures et les Prcipitations...98
Figure 45 : Indice Ombrothermique de Gaussen. Priode (1961-2010)...Annexes
Figure 46 : Evolution du climat selon l'indice de De Martonne pour la priode (1961-
2010)Annexes
Figure 47 : Evolution du climat selon l'indice annuel de Moral. Priode (1961-2010)Annexes
Figure 48 : Evolution du climat selon l'indice d'Angot. Priode (1961-2010)Annexes
-
Table des illustrations
Liste des tableaux
Tableau 1 : Les principaux gaz effet de serre..24-25
Tableau 2.1 : Liste et origine de quelques modles de climat global (MCG)...26
Tableau 3: Synthse des missions et des absorptions de GES en Algrie (1994) (Gg)30
Tableau 3.1 : Emissions par type de gaz et par habitant....32
Tableau 3.2 : Emissions par type de gaz (en 1000 TE-CO2).32
Tableau 4 : Prsentation des stations dtude (O.N.M).36
Tableau 4.1 : sources des priodes denregistrements des donnes
climatiques.Annexes
Tableau 5 : localisation et priode denregistrement des stations mtorologiques de lEst
algrien39
Tableau 6 : Le coefficient de corrlation des tempratures moyennes mensuelles Priode (1961-
2010).41-42
Tableau 7 : La variation moyenne mensuelle de la temprature. Priode (1961-2010).Annexes
Tableau 8: La variation moyenne maximale mensuelle de la temprature. Priode (1961-
2010)....
Annexes
Tableau 9 : La variation moyenne minimale mensuelle de la temprature. Priode (1961-
2010)... Annexes
Tableau 10: Les tempratures moyennes annuelles. Priode (1961-2010)Annexes
Tableau 11 : Comparaison des tempratures moyennes mensuelles (C) de trois priodes :
(1913-1938), (1961-1985) et (1986-2010).. Annexes
Tableau 12 : Lamplitude thermique annuelle (en C). Priode (1961 - 2010)..... Annexes
Tableau 13 : relations altitudes-tempratures par la mthode de la rgression linaire pour les 7
stations de l'intrieurs, dans l'Est algrien. Priode (1961-2010)....
Annexes
Tableau 13.1 : Les gradients mensuels des minima, des maxima et des moyennes mensuelles
des 7 stations de l'intrieur.......
Annexes
Tableau 13.2 : Les gradients des tempratures minimales (m) et maximales (M) calculs en
Algrie..67
-
Table des illustrations
Tableau 14 : Lindice de continentalit : thermique (K) et pluviale (P2/P1).
Annexes
Tableau 15 : Moyennes annuelles de la dure dinsolation dans le Nord Est algrien74
Tableau 16 : La variabilit des prcipitations mensuelles dans lEst Algrien. Priode (1961-
2010).....
Annexes
Tableau 17 : Le rgime saisonnier des prcipitations. Priode (1961 2010)...
Annexes
Tableau 18 : Le coefficient pluviomtrique relatif. Priode (1961-2010).... Annexes
Tableau 19 : Les prcipitations moyennes annuelles. Priode (1961-2010)..Annexes
Tableau 20 : Comparaison des prcipitations moyennes mensuelles (mm) de trois priodes :
(1913-1938), (1961-1985) et (1986-2010)..Annexes
Tableau 21 : Les moyennes mensuelles de lhumidit relative (%) dans quelques stations de la
rgion dtude..90
Tableau 22 : Classification des climats selon l'indice de De Martonne100
Tableau 23 : Projections climatiques saisonnires des tempratures moyennes sur lEst algrien
lhorizon 2050 pour trois modles climatiques globaux.. Annexes
Tableau 24 : Projections climatiques saisonnires des pluies sur lEst algrien lhorizon 2050
pour trois modles climatiques globaux......... Annexes
-
Introduction
1
Introduction
Le changement climatique est un phnomne qui a fait et fait encore largement parler
de lui compte tenu des fluctuations qui touchent le climat terrestre, et leur consquence sur le
mode de vie de lhumanit que a soit au niveau sanitaire, social, agricole.etc. Ce
phnomne tient son importance du fait quil touche des secteurs sensibles dont les
consquences peuvent dboucher sur une catastrophe lchelle plantaire qui ramne ainsi la
question du devenir du genre humain.
Les tudes sur le changement climatique montre quau Maghreb le rchauffement
climatique est plus important que la moyenne, si au niveau mondial on a valu la hausse de
0,74C au 20me sicle, elle a t situe entre 1,5 C et 2 C selon les rgions au Maghreb, on
a pu aussi valuer une baisse des prcipitations qui a t situe entre 10 et 20% (Mahi Tabet-
Aoul, 2008). Vu ces pronostics, il parait primordial et intressant, de faire une recherche
quant au devenir de la rgion du Maghreb et tablir des scnarios plausibles, pouvant aider
cette rgion du monde mieux se prparer pour parer ce phnomne plantaire.
Un diffrend subsiste entre le CCNUCC (Convention-cadre des Nations unies sur les
changements climatiques) et le GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'volution
du climat) sur la dfinition donner au changement climatique et la variabilit climatique ;
ainsi selon le GIEC, le rchauffement climatique se dfinit comme suit : le changement
climatique sentend dune variation de ltat du climat [] qui persiste pendant une longue
priode, gnralement pendant des dcennies ou plus. Il se rapporte tout changement du
climat dans le temps, quil soit d la variabilit naturelle ou lactivit humaine. (GIEC,
2007) ; A contrario de la premire dfinition cite, la Convention cadre des Nations Unies sur
le changement climatique, le terme changement climatique dsigne uniquement les
changements dus aux activits humaines, quant au terme variabilit climatique il est utilis
pour dsigner les changements climatiques d'origine naturelle (United Nations Framework
Convention on Climate Change, 2008).
En ce qui concerne notre recherche, nous prenons en compte la dfinition du
CCNUCC qui nous semble, certes dun point de vue subjectif la mieux adapte ce que sera
notre travail danalyse et ceci pour mieux dceler si les changements climatiques ou les
variations climatiques qui svissent lEst algrien sont soit la consquence directe ou
-
Introduction
2
indirecte des activits anthropiques, soit la consquence dune volution naturelle, ou bien le
rsultat dune combinaison entre ces deux dernires.
Dans le cadre de la recherche sur les changements climatiques, les problmes
rcurrents sur lesquels les chercheurs butent sont soit labsence totale de donnes sur une
rgion dtude, soit la discontinuit des sries de donnes mtorologiques quotidiennes,
mensuelles ou annuelles. On peut aussi numrer le manque de stations mtorologiques
comme un des problmes significatifs.
Lobjectif de cette recherche est principalement ax sur la collecte des donnes
climatiques, remdier la discontinuit de ces mmes donnes, rechercher des donnes
climatiques (tempratures, prcipitations) tels que des bulletins mtorologiques quotidiens
ou mensuels et enfin les homogniser vu lexistence de plusieurs sources. Ces tapes sont
fondamentales pour que le travail danalyse de la situation climatologique prsente et passe
puisse se faire. Cette recherche est principalement axe sur la priode 1961-2010 soit 50 ans.
Les stations mtorologiques concernes par cette tude sont celles : dEl Kala,
dAnnaba, de Skikda, de Jijel, de Bejaia, de Guelma, de Constantine, de Setif, de Bordj Bou
Arreridj, de Souk Ahras, Tebessa, de Batna et de Biskra ; la station mtorologique dAlger
t rajoute lors des comblements de donnes.
La mthodologie suivie est la suivante :
1- La description de la rgion dtude ;
2- les notions de base lies au changement climatique et la variabilit climatique ;
3- lanalyse statistique de donnes climatiques mensuelles et annuelles, permettant ainsi la
caractrisation des variations spatio-temporelles des variables climatiques tudies ;
4- comparaison entre trois sries dobservation : la priode de Seltzer (1913-1938), une
priode qui stend de 1961-1985 et une autre stalant de 1986-2010 ;
5- la comparaison entre les rgimes thermiques et pluviomtriques, ainsi que l'laboration des
diagrammes ombrothermiques de BANGOULS et GAUSSEN, des indices daridits de DE
MARTONNE et des quotients pluviothermiques dEMBERGER, pour chacune des priodes
de rfrence.
6- Projections climatiques sur lEst algrien lhorizon 2050 laide du logiciel
MAGICC/SCENGEN 5.3 version 2, impliquant lutilisation de scnarios dmission de gaz
effet de serre.
-
Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude
3
I-1- Localisation gographique
Notre prsente tude concerne la rgion localise au niveau de lest algrien, la rgion
stend de Bjaia louest jusqu la frontire algro-tunisienne lEst et de la mer mditerrane
au nord jusqu Biskra au sud, le territoire se situe entre les parallles : 36 54 et 34 48 de
latitude Nord et entre 8 27 et 5 4 de longitude Est (figure 1).
Dun point de vue climatique, la rgion correspond la zone de dplacement saisonnier
des positions hautes pressions subtropicales, qui connait un balancement rgulier entre le 30me et
le 40me parallle, vers le Sud en hiver et vers le Nord en t.
Le front polaire saisonnier connait un mouvement entre le 35me et le 65me parallle, ce
dernier rgit le climat de la rgion de lEst algrien pendant la saison la plus froide de lanne.
LAlgrie du nord par sa position subit un balancement contrast entre la circulation dun
air saharien svissant lt et une circulation polaire svissant en hiver ; expliquant ainsi un
climat aride en t et tempr humide en hiver.
Figure 1 : Localisation de la rgion d'tude.
-
Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude
4
I-2- Aperu topographique
Sur le plan du relief (figure 2), la rgion dtude est compose principalement de cinq
grandes units physiques disposes du nord au sud comme tel :
I-2-1- Les plaines littorales
Elles se prsentent sous forme pars le long de la mer mditerranenne, entrecoupes par
quelques monts, leurs prsence lOuest est plus discrte car peu nombreuses et peu tendus,
elles correspondent aux basses valles des oueds et sont principalement reprsentes par les
plaines de Collo (Oued Guebli), de Skikda (Oued Safsaf) et de Jijel (Oued Djendjen).
Par contre, elles ont une prsence plus marque dans la partie Est, o on peut distinguer
une large plaine sous forme de croissant qui stale sur environ 100 Km autour de Djebel
Edough, et qui prend origine depuis la fort de Guerbes jusqu la rgion de Bouteldja.
Leur situation leur confre une exposition favorable aux vents souvent humide du nord et
nord-ouest.
Les vraies plaines sont toujours littorales et correspondent aux dbouchs des oueds
(MARRE, 1987).
I-2-2- LAtlas tellien
Cette chane ddouble (Tell interne et tell externe) et lgrement parallle est oriente
N-E-S-O.
Cest un ensemble constitu par une succession de massifs montagneux, ctiers et
sublittoraux stendant sous forme de bourrelet de Bjaia lOuest jusqu la frontire tunisienne
lEst, les chanes telliennes littorales sont principalement constitues par les massifs de Collo,
Skikda et lEdough.
Plus au Sud on retrouve les chanes telliennes externes constitues quant elle par le
massif de petite kabylie (la chane des Babors), qui stend depuis lOuest la valle de la
-
Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude
5
Soummam jusqu Djendjen et le massif dEl Ouana lEst. Les altitudes restent modestes, avec
un point culminant Djebel Babor (2004 m).
I-2-3- Les bassins intrieurs
Sont situs entre les monts de lAtlas Tellien, ils sont principalement reprsents par
Guelma, Mila et Soummam.
La rgion de Mila se caractrise par un relief irrgulier, complexe et profondment
parcellis par un rseau hydrographique dense. Leur altitude moyenne est de 400 m.
La rgion de Guelma situe plus lEst, est caractrise quand elle par un relief
gnralement montagneux, dont les plus importants sont Djebel Maouana (1411 m) et Djebel
Houara (1292 m).
I-2-4- Les hautes plaines
Elles se prsentent comme une large plateforme compartimente et stendant douest en
Est entre les deux alignements, du tell au nord et les monts de Hodna, des Aurs et Nemecha au
Sud avec des altitudes plus ou moins importantes entre 800 et 1200 m. Elles sontparsemes de
dpressions sales, de chotts et de sebkhas surtout celle de Ain Mlila.
Elles sont topographiquement perches par rapport aux plaines littorales ou sahariennes
(Mbarki A, 2005).
I-2-5- LAtlas Saharien
Il est principalement constitu de massifs volumineux, relativement ouverts, dont les
principaux sommets atteignent plus de 2000 m : Djebel Chelia (2328 m), Djebel Mahmel (2321
m) et Blazma (2094 m). Ils se caractrisent par des alignements Sud-Ouest - Nord-Est
stendant sur une soixantaine de Km.
Le Sud de la rgion d'tude comprend la partie nord du chott Melrhir (-34 m). Ce
dernier constitue un rceptacle pour les Oueds du flanc mridional des Aurs et des Nmemchas,
-
Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude
6
avec un sens d'coulement Nord-Sud; c'est au niveau de cette grande dpression lacustre que se
dverse l'oued Dejedi, d'une largeur de 500 m environ (MATE, 2003).
Figure 2 : Le relief de l'Est algrien (LANDSAT).
I-3- Aperu gologique
L'Algrie orientale est constitue de reliefs jeunes, models au cours du Tertiaire par les
mouvements alpins (figure 3). Il est dlimit au sud, par l'Atlas saharien (chane alpine) et au
centre, par des plates-formes (mle d'An Regada). Dans la partie septentrionale, l'Atlas tellien
(Jurassique Miocne) est une zone complexe constitue de nappes mises en place au Miocne
infrieur. Des bassins nognes tardifs, comme le Hodna (qui est un est un bassin d'avant-fosse
dont la squence de remplissage dbute par des dpts continentaux d'ge Eocne et Oligocne
et se poursuit par un Miocne marin) qui s'est install sur ces nappes. Le plateau continental
quant lui est rduit ; les dpts tertiaires et quaternaires (1000 m 3500 m) reposant sur un
socle mtamorphique. Les Aurs se prsentent avec un substrat de grs et de calcaire du crtac
(Abdessamed K, 1981).
Les bassins du Chott Melrhir dans le Sud-Est constantinois, structurs au tertiaire,
remplissage crtac (5000 m), ont engendrs et accumuls des hydrocarbures principalement
dans le crtac (Djbel Onk).
-
Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude
7
Figure 3 : Carte gologique simplifie du domaine de l'Est algrien (modifie)
(http://www.anpm.gov.dz/geologie_alg/index.php?lien=1&pos=2&lang=_fr)
I-4- Les sols
La rpartition des sols au niveau de la rgion d'tude (figure 4) est due essentiellement au
climat, la nature des roches mres, du relief, de l'eau, de la vgtation et des facteurs biotiques et
anthropognes.
Les sols des rgions humides peuvent se dfinir par leur mode de formation original :
entrainement de substances en profondeur sous l'action des eaux d'infiltration. Mais cette migration
est conditionne par la nature de La roche mre, trs variable dans le Tell algrien du fait de sa
structure plisse d'o une grande varit de sols dont le seul caractre commun est un
lessivage plus ou moins pouss, et qui peuvent tre class en deux grands groupes :
a) Le groupe calcaire comporte tous les sols forms partir de roches calcaires. Deux
types de sols : sols calcaires et sols dcalcifis.
b) Groupe non-calcaire, qui comporte les sols forms sur roche mre non calcaire. Deux types
principaux ; sols insaturs et sols podzoliques.
Les sols insaturs sont caractriss par un pH acide, il sagit typiquement de sols dsaturs
et lessivs (Duchaufour Ph, 1975).
-
Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude
8
Les sols podzoliques se forment dans des conditions d'humidit telles que les sels sont
dissous et entrans en profondeur de mme que les collodes organiques et minraux (argile, silice
collodale). D'une faon gnrale, dans les rgions o la pluviosit annuelle est suprieure 500
mm, les sols podzoliques se forment en Algrie partir de roches non calcaires produisant des lments
grossiers pauvres en bases; permabilit et pluviomtrie sont alors suffisantes pour permettre la
destruction quasi totale du complexe absorbant. Ces sols, trs acides, se rencontrent dans les rgions
Nord de l'Algrie, sur les grs de Numidie, les gneiss et certaines dunes, et supportent normalement de
belles forts d'arbres acidophiles (chnes) avec sous-bois dense de bruyre, de dyss, etc.
Les sols salins (solontchak) profils AC et les sols salins alcalis (solontchaksolonetz)
profil A (B) C. Ces sols sont gnralement profonds et localiss dans les chotts et les sebkhas. Ils
sont pauvres en matire organique, leur salinit est chlorure, sulfate, sodique et magnsienne
(Nedjraoui D, 2003).
Figure 4: Carte des sols dominants de la rgion d'tude (FAO, 2005, modifie)
I-5- Aperu climatique
LAlgrie prsente un climat de type mditerranen, extra tropical tempr, caractris
par une longue priode de scheresse estivale (3 4 mois sur le littoral, 5 6 mois au niveau des
hautes plaine et plus de 6 mois au niveau de latlas Saharien), cette caractristique est due
essentiellement linfluence de trois paramtres conjugue : la mer, le relief et laltitude.
-
Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude
9
Le climat Nord algrien comme prcit est de type mditerranen; ce climat peut tre
observ en Europe occidentale o les phnomnes mtorologiques ont leurs sources
lextrieur ( des milliers de kilomtres), le type de climat est dans ce cas dit dpendant et en
Californie o le climat rsulte de facteurs lis au milieu local. Dans lEst algrien comme en
Californie et la diffrence de lEurope occidentale, le climat est rgi par la structure du flux en
altitude, mais loppos de la Californie, la structure des courants nest pas une consquence
intrinsque la rgion en elle-mme ; elle est plutt la consquence de mcanismes toujours
lointains, raliss soit sur lAtlantique, soit en abordant la Mditerrane (Pdelaborde P et
Delanoy H, 1958).
I-5-1- Les prcipitations
Le mcanisme des pluies dans le Nord algrien est principalement rgi par les conditions
dabris ; cette notion comprend laspect topographique et laspect arologique. Selon Angot (in
Pdelaborde P et Delanoy H, 1958), leffet dabri topographique expliquerait la scheresse de
lOranie cause principalement par labri des plateaux ibriques, en rgime de Nord-Ouest. Il
semble dailleurs que ces plateaux jouent un rle plus important, puisquils privent lAlgrie des
courants pluvieux de lOuest, la plus grande partie de lanne. Selon Pdelaborde P et Delanoy
H (1958), leffet dabri topographique ne joue quun rle secondaire, pour ces auteurs le
mcanisme de pluie dans le Nord algrien est d principalement aux conditions dabri
arologique du flux zonal (caractre cyclonique ou anti cyclonique) au niveau de 500 mb c'est
dire une altitude variant autour de 1500 m, 3000 m et 5500 m.
La scheresse pendant de longues priodes s'explique par la situation latitudinale de
l'Algrie, qui lui confre une position d'abris par rapport la circulation polaire; en effet l'Algrie
l'instar de l'Afrique du Nord est situe presque toujours la bordure mridionale du tourbillon
circumpolaire, cette rgion est parcourue sans cesse par les cyclones extra-tropicaux; elle
chappe ainsi la turbulence de la zone polaire de mlange situe au Nord du 35me parallle o
les coules froides provoquent des cyclogenses rptes (Pdlaborde P, 1956).
Au niveau de la rgion dtude, la carte pluviomtrique (figure 5) fait ressortir des zones de
fortes prcipitations, allant de Jijel Collo, ainsi que dans les tranches daltitude les plus leves
comme le massif de lEdough dans le Nord-Est. La pluie atteint jusqu plus de 1800 mm sur le
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Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude
10
massif de Collo. Les ioshytes de 600 800 mm balaient tout le reste de latlas tellien avec des
rgions plus pluvieuses dans lextrme Est algrien (El Kala).
Les Hautes Plaines quant elles sont entoures au Nord par lisohyte 500 mm. La
pluviomtrie dcrot vers Sud jusqu' 350 mm, cette baisse est plus nette au niveau des lacs sals
caractriss par des isohytes allant de 200 mm 300 mm.
Une croissance des prcipitations est remarque au niveau de l'Atlas saharien avec des
valeurs de 400 mm 600 mm par an; cette dernire est due principalement l'effet orographique
et l'exposition du versant nord (Mbarki A, 2005).
Lisohyte 300 mm marque le dbut de la dcroissance des prcipitations qui s'amorce au
niveau du pimont Sud de l'Atlas saharien.
Figure 5 : Carte des prcipitations annuelles moyennes de lEst algrien.(tablie daprs A.N.R.H., 1993 : donnes moyennes de 60 ans, priodes du 1er septembre 1921
au 31 aot 1960 et du 1er septembre 1968 au 31 aot 1989 (in Mbarki A, 2005)).
-
Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude
11
I-5-2- Les zones bioclimatique de lEst Algrien
Les domaines bioclimatiques de notre rgion d'tude sont dfinis par le calcul du quotient
pluviothermique d'Emberger (Q2) qui combine les prcipitations et les tempratures afin de
caractriser le rythme climatique dominance mditerranenne rgissant le climat de l'Est
algrien, ce quotient dfinit cinq grands types de bioclimats mditerranens (figure 6) :
- Le domaine humide : ce domaine est caractris par une pluviomtrie suprieure 900 mm et
une forte humidit de l'air, il est caractristique de la rgion littorale et il est particulirement
dvelopp dans toute la rgion de Jijel, l'Est de Bjaia, le Sud-Est de Skikda et le Nord-Est de
Annaba; une poche est localise l'intrieur au niveau de la rgion de Souk Ahras pousant les
monts de la Medjerda.
- Le domaine subhumide : il est caractris par une pluviomtrie suprieure 600 mm, il est
aussi caractristique de la rgion littorale o il partage sa dominance avec le domaine humide
bien qu'il soit plus dvelopp que ce dernier.
- Le domaine semi-aride : il est caractris par une pluviomtrie qui fluctue entre 300 mm et 600
mm, il est localis au niveau des bassins intrieurs du Tell (Mila-Ferdjioua) et est reprsent par
une poche au niveau de la rgion de Guelma, il est nettement dvelopp dans les hautes plaines
qui le prolongent vers le Sud.
- Le domaine subaride : il est caractris par une pluviomtrie infrieure 350 mm, il est
reprsent par une bande au Sud du pimont de l'Aurs et Nememcha et qui s'largit au niveau
de la rgion de M'sila; cette bande ne comprends pas le Hodna.
- Le domaine aride : il est caractris par une pluviomtrie infrieure 150 mm, il fait place au
pied des massifs de l'Atlas.
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Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude
12
Figure 6 : Carte simplifie des zones bioclimatiques de lEst algrien
(tablie daprs Cte M., 1998a (in Mbarki A, 2005)).
I-6- La vgtation forestire
La fort algrienne est caractrise par son irrgularit, cela revient principalement aux
diffrents ensembles topographiques, climatiques et pdologiques qui varient du Nord au Sud et
dEst en Ouest. Le relief, la temprature et les prcipitations rgissent la distribution de la
vgtation dans lEst algrien.
Selon la figure 7, le chne lige (Quercus suber) est dominant au niveau des rgions de
l'Est du littoral algrien, sa dominance stend de la rgion de Jijel jusqu la rgion dAnnaba
avec des discontinuits principalement due a la culture maraichre et aux incendies, (39 660 ha
de forts ont t affects dans la wilaya de Jijel entre 1975 et 1990, soit environ 2 650 ha par an
(Tatar H, 1997)). Cest la prsence dun pais sous-bois compos dun grand nombre despces
secondaires qui favorisent loccurrence des incendies (Fosa, 2002).
Le chne lige (Quercus suber) avec les rsineux (Pinus maritima), se localisent dans la
rgion de Ouled Attia (Collo), les feuillus (Quercus fagineae) dans la rgion de Ouled
Hbaba, et Quercus cocciferae dans la rgion dEl Kala.
Dans la zone tellienne en particulier le telle maritime, les rsineux : pin dAlep (Pinus
halepensis), pin maritime (Pinus maritima), cdre (Cedrus atlantica) et les feuillus : chne lige
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Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude
13
(Quercus suber), chne zeen (Quercus faginea), chne afars (Quercus afares), chne kerms
(Quercus coccifera), chne vert (Quercus ilex), constituent les principales essences forestires.
Le chne vert (Quercus ilex) et le pin dAlep (Pinus halepensis) se rencontre
principalement dans les zone semi arides, lAtlas saharien est considr est considr comme leur
domaine ; les forts de pin dAlep et de chne vert remontent en laltitude pousant la
configuration de lAtlas saharien. Les cdres (Cedrus atlantica) sont parpills en ilots pars
dans le tell central et les Aurs.
Les hautes plaines Constantinoises, rgion climat continental et semi-aride ne renferment
que quelques lambeaux de broussailles de chne vert
-
Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude
14
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-
Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude
15
I-7- Le rseau hydrologique
Au niveau de lEst algrien, deux grands types de bassins hydrographiques peuvent tre
distingue (Mbarki A, 2005) :
- Au Nord, des oueds importants prennent naissance sur les hautes plaines pour rejoindre la mer
mditerranenne en traversant le tell par des gorges (Oued Rhumel-El kebir Beni Haroun, Oued
Safsaf Zerdazas et Oued Seybous au Nador) et plus lOuest lOued Djendjen et lOued
Soummam. Ces bassins sont coulement exorique rgime quasiment prenne.
- Au Sud, au niveau des Aurs, le rseau hydrographique est coulement endorique et
rgime quasi temporaire dont lcoulement se perd dans les dpressions intrieures.
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
16
II-1- Historique
La notion d'effet de serre fut tout d'abord mise par le mathmaticien et physicien
franais, Jean Baptiste Fourier en 1827, ce dernier a eu recours l'analogie de la serre pour
dcrire le phnomne de rtention partielle des radiations solaires par l'atmosphre. Ces travaux
ont influenc le scientifique sudois Svante Arrhenius qui en voulant comprendre le cycle des
glaciations, a labor en 1896 une thorie qui associe laugmentation du CO2 atmosphrique
une augmentation des tempratures terrestres en raison d'un effet de serre principalement d
la vapeur deau et lacide carbonique (CO2 dissous dans la vapeur d'eau). Le gologue
amricain Thomas Chamberlin arriva indpendamment aux mmes conclusions (Maslin M,
2004); ces deux auteurs ont conclu que les activits humaines pourraient rchauffer la plante en
ajoutant du dioxyde de carbone l'atmosphre ; cette recherche tait un sous-produit des
recherches sur le fait que le dioxyde de carbone puisse expliquer les causes des priodes
glaciaires. Ceci n'a pu tre vraiment vrifi qu'en 1987.
Nanmoins ces dcouvertes n'ont rien chang aux croyances des scientifiques de
l'poque, la plus rpandue tant que l'influence de l'homme tait ngligeable en comparaison
avec les effets naturels, tels que l'activit solaire et la circulation ocanique. Ces derniers ont
galement longtemps cru que les ocans taient de tels consommateurs de carbone qu'ils
annuleraient automatiquement la pollution.
En 1902, Lon Teisserenc De Bort annonce la dcouverte de la stratosphre, lors d'un
discours l'acadmie des sciences (franaise), cette dcouverte rsulte de la mise au point
l'utilisation des ballons sonde. En 1920 Lewis Fry Richardson pris l'initiative d'laborer une
modlisation du climat partir des seules quations de la physique (sans ordinateur), sa tentative
choua et conclut qu'il aurait fallu disposer de milliers de personnes pour raliser les calculs
ncessaires l'aboutissement du projet.
En 1940, grce au dveloppement de la spectroscopie infrarouge pour mesurer les
radiations grande longueur d'onde, on a pu prouver que l'augmentation de la quantit de
dioxyde de carbone a pour consquence plus d'absorption des radiations infrarouges; on a aussi
pu dcouvrir que la vapeur d'eau absorbait des types de radiations totalement diffrentes que le
dioxyde de carbone; Ces rsultats furent rsums en 1955 par Gilbert Plass.
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
17
Vers la fin des annes 50 et le dbut des annes 60, Charles Keeling utilisa les
technologies les plus modernes disponibles pour laborer des courbes de concentrations pour le
CO2 atmosphrique en Antarctique et Mauna Loa. Ces courbes sont devenues les rfrents
principaux du rchauffement global.
En 1988, il fut finalement admis que le climat se rchauffait. La thorie de l'effet de serre
fut tablie et l'IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) fut fond par le Programme
de l'Environnement des Nations Unis (UNEP) et par l'Organisation Mtorologique Mondiale.
Cette organisation pour principal objectif de prdire l'impact de l'effet de serre selon les
modles climatiques existant et les informations disponibles dans la littrature. On dnombre
plusieurs rapports manant de l'IPCC sur le changement climatique, en 1992 et 1996, 2001 et la
dernire version fut rvise en 2007.
II-2- Notion de climat
Au sens troit du terme, le climat dsigne gnralement le temps moyen ; il sagit plus
prcisment dune description statistique en fonction de la moyenne et de la variabilit de
grandeurs pertinentes sur des priodes variant de quelques mois des milliers, voire des
millions dannes. Ces grandeurs sont le plus souvent des variables de surface telles que la
temprature, les prcipitations et le vent. Dans un sens plus large, le climat est la description
statistique de ltat du systme climatique (Dumas, P et al, 2005).
II-3- Notions associes au changement climatique
II-3-1- Changement climatique
Les changements climatiques dsignent une variation statistiquement significative de
ltat moyen du climat ou de sa variabilit persistant pendant de longues priodes (gnralement,
pendant des dcennies ou plus). Les changements climatiques peuvent tre dus des processus
internes naturels ou des forages externes, ou encore des changements anthropiques
persistants de la composition de latmosphre ou de laffectation des terres.
On notera que la Convention-Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
18
(CCNUCC), dans son Article 1, dfinit les changements climatiques comme tant des
changements de climat qui sont attribus directement ou indirectement une activit humaine
altrant la composition de latmosphre mondiale et qui viennent sajouter la variabilit
naturelle du climat observe au cours des priodes comparables. .
La CCNUCC fait ainsi une distinction entre les changements climatiques qui peuvent
tre attribus aux activits humaines altrant la composition de latmosphre, et la variabilit
climatique due des causes naturelles.
II-3-2- Variabilit climatique
La variabilit climatique dsigne des variations de ltat moyen et dautres statistiques
(carts standards, phnomnes extrmes, etc.) du climat toutes les chelles temporelles et
spatiales au-del des phnomnes climatiques individuels. La variabilit peut tre due des
processus internes naturels au sein du systme climatique (variabilit interne), ou des variations
des forages externes anthropiques ou naturels (variabilit externe) (ONERC, 2007).
II-4- Les changements climatiques observs
Les observations mettent en vidence un changement de la composition de latmosphre
(augmentation des concentrations atmosphriques de gaz effet de serre tels que le CO2 et le
mthane (CH4), etc.), ainsi quun changement du climat mondial (tempratures, prcipitations,
niveau de la mer, glace marine, et dans certaines rgions, phnomnes climatiques extrmes, y
compris vagues de chaleur, fortes prcipitations, et scheresses, etc.).
Onze des douze dernires annes (19952006) figurent parmi les douze annes les plus
chaudes depuis 1850, date laquelle ont dbut les relevs instrumentaux de la temprature la
surface du globe. Les tempratures ont augment presque partout dans le monde, bien que de
manire plus sensible aux latitudes leves de lhmisphre Nord. Par ailleurs les terres
merges se sont rchauffes plus rapidement que les ocans (GIEC, 2007).
Cette volution n'est pas uniforme et tend varier dune rgion une autre, par exemple,
le rchauffement en Afrique est lgrement plus lev par rapport la tendance mondiale en
2001 (Figure 8).
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
19
On ne peut dire lheure actuelle si lacclration du rythme qui a t constate entre
1993 et 2003 traduit une variation dcennale ou un renforcement de la tendance long terme.
Entre 1900 et 2005, les prcipitations ont fortement augment dans lEst de lAmrique du Nord
et du Sud, dans le Nord de lEurope et dans le Nord et le Centre de lAsie, tandis quelles
diminuaient au Sahel, en Mditerrane, en Afrique australe et dans une partie de lAsie du Sud. Il
est probable que la scheresse a progress lchelle du globe depuis les annes 1970.
Il est trs probable que les journes froides, les nuits froides et le gel ont t moins
frquents sur la plus grande partie des terres merges depuis cinquante ans et que le nombre de
journes chaudes et de nuits chaudes a au contraire augment. De plus, la frquence des
phnomnes ci-aprs sest probablement accrue : vagues de chaleur sur la majeure partie des
terres merges, fortes prcipitations dans la plupart des rgions et, depuis 1975, lvations
extrmes du niveau de la mer dans le monde entier (GIEC, 2007).
Figure 8 : Comparaison entre les variations de tempratures en Afrique et la tendance de
rchauffement mondial (http://www.grida.no/publications).
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
20
II-5- Evolution future du climat
Pour quantifier les possibles futurs changements climatiques, les climatologues ont
dabord utilis des situations idalises plus communment appeles scnarios ; quels seraient
les changements climatiques si la concentration de CO2 doublait ? Ou bien, si la concentration
de CO2 augmentait de 1 % par an (ce qui conduit un doublement tous les 70 ans) ?
Ces conditions sont appliques des modles climatiques qui reprsentent latmosphre,
les surfaces continentales, locan, la glace de mer, les calottes polaires... Les modles
atmosphriques sont du mme type que ceux utiliss en prvision du temps. En plusieurs milliers
de points la surface de la Terre, ils calculent lvolution de la pression, du vent, de la pluie, des
nuages... toutes les heures environ et cela pendant des annes (jusqu plusieurs centaines ou
milliers).
Ces calculs rsolvent des phnomnes physiques bien connus (quation du mouvement,
changes par rayonnement solaire ou infrarouge...) ou moins bien connus (formation des gouttes
deau ou des particules de glace des nuages, accrtion de ces gouttes pour former la pluie,
structure tridimensionnelle de la turbulence atmosphrique...etc).
De mme, les modles docan calculent lvolution des courants marins, de la
temprature, de la salinit... Tous ces modles interagissent ensemble. Avec ces modles
climatiques, on peut alors raliser deux simulations dans lesquelles la concentration de CO2 reste
constante dans lune et varie dans lautre. La diffrence de climats ainsi simuls permet dobtenir
la sensibilit du climat une variation de la concentration en CO2. Par exemple, on dtermine
que, pour un doublement de CO2, la temprature moyenne de la Terre augmente de 2C 5C
selon les modles. En ce qui concerne la rpartition gographique, les rsultats font apparatre
que :
- la temprature de surface augmentera davantage aux hautes quaux basses latitudes et
davantage sur les continents et sur la glace de mer que sur les ocans ;
- les prcipitations augmenteront dans les rgions quatoriales et aux moyennes et hautes
latitudes ; elles diminueront dans les rgions subtropicales ;
- le volume de glace de mer en Arctique diminuera (typiquement de 35 % dans 50 ans) sans
quune telle dcroissance ne se retrouve en Antarctique (Friedlingstein P et al, 2005).
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
21
II-6- Les causes de lvolution climatique
Trois facteurs influencent directement l'quilibre nergtique de notre plante :
1. Le rayonnement solaire total, qui dpend de la distance du soleil et de l'activit solaire.
2. L'albdo, ou le reflet des rayons du soleil renvoys depuis la terre vers l'espace.
3. La composition chimique de l'atmosphre.
II-6-1- Le rayonnement solaire
Il est vident que le rayonnement solaire reu par la Terre est dterminant pour la
temprature la surface de la plante. Avant que lhomme ne rejette massivement dans
latmosphre les rserves de carbone accumules dans les gisements de ptrole ou de charbon, ce
sont surtout les fluctuations du rayonnement solaire qui influenaient la temprature la surface
de la Terre.
Ces fluctuations se sont traduites par des variations de la temprature la surface de la
Terre. Le graphique (Figure 9) montre la variation de lirradiance solaire de 1978 2008 ;
Elle est dun peu moins de 2 W/m2 pour une irradiance moyenne de 1366 W/m2, ceci se traduit
par une variation du rayonnement reu par unit de surface de la Terre de lordre de 0,3 W/m2
(appel solar forcing sur le graphique ou forage solaire en franais).
On est actuellement dans une situation o le rayonnement solaire par unit de surface
terrestre est de 0,15 W/m2 infrieur au rayonnement moyen. Leffet du soleil nest pas
ngligeable, on peut sattendre une augmentation plus marque de la temprature globale
moyenne dans les annes venir (Dubois M, 2008).
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
22
Figure 9 : Irradiance Solaire (Willson, R C et al, 2003).
II-6-2- Les arosols
Ensemble de particules solides et liquides en suspension dans lair, gnralement dune
taille comprise entre 0,01 m et 10 m et sjournant au moins plusieurs heures dans
latmosphre. Les arosols peuvent tre dorigine naturelle ou anthropique. Ils peuvent influer
sur le climat de deux faons :
directement, en agissant et en absorbant le rayonnement ;
indirectement, en agissant comme noyaux de condensation pour la formation de nuages ou la
modification des proprits optiques et de la dure de vie des nuages (Dumas P et al, 2005).
II-6-3- Leffet de serre
II-6-3-1- dfinition
Les gaz effet de serre absorbent efficacement le rayonnement infrarouge thermique
mis par la surface de la Terre, par latmosphre elle-mme en raison de la prsence de ces gaz et
par les nuages. Le rayonnement atmosphrique est mis dans toutes les directions, y compris
vers la surface de la Terre. Par consquent, les gaz effet de serre retiennent la chaleur dans le
systme surface-troposphre: cest ce quon appelle leffet de serre (figure 10). Dans la
troposphre, le rayonnement infrarouge thermique est troitement li la temprature de
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
23
latmosphre laltitude laquelle il est mis, cette temprature diminuant en gnral avec
laltitude. En fait, le rayonnement infrarouge mis vers lespace provient dune altitude o la
temprature est en moyenne de -19C, en quilibre avec le rayonnement solaire net incident,
alors que la surface de la Terre se maintient une temprature beaucoup plus leve, de +14 C
en moyenne. Une augmentation de la concentration de gaz effet de serre accrot lopacit de
latmosphre au rayonnement infrarouge et entrane donc un rayonnement effectif vers lespace
depuis une altitude plus leve et une temprature plus basse. Il en rsulte un forage radiatif
qui entrane un renforcement de leffet de serre; cest ce quon appelle leffet de serre
renforc (GIEC, 2008).
Figure 10 : Processus de leffet de serre
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
24
II-6-3-2- Les gaz effet de serre
Les gaz effet de serre (GES) sont des gaz qui absorbent une partie des rayons solaires
en les redistribuant sous la forme de radiations au sein de l'atmosphre terrestre.
Les gaz effet de serre prsents traits dans le protocole de Kyoto sont (tableau 1):
le gaz carbonique ou dioxyde de carbone (CO2) provenant essentiellement de la combustion
des nergies fossiles et de la dforestation ;
le mthane (CH4) qui a pour origine principale llevage des ruminants, la culture du riz, les
dcharges dordures mnagres, les exploitations ptrolires et gazires;
les halocarbures (HFC, PFC) sont les gaz rfrigrants utiliss dans les systmes de
climatisation et la production de froid, les gaz propulseurs des arosols;
le protoxyde dazote ou oxyde nitreux (N2O) provient de lutilisation des engrais azots et de
certains procds chimiques;
lhexafluorure de soufre(SF6) utilis par exemple dans les transformateurs lectriques (Dumas
P et al, 2005).
Tableau 1 : les principaux gaz effet de serre.
Formules chimiques Nom du gaz
CFC Chlorofluorocarbone
CFC - 11 Ttrafluororntrane (CF4)
CFC - 116 Hexafluorothane (C2F6)
C2 F6 Hexafluoromthane (CFC 116)
CF4 Ttrafluororntrane (CFC - 116)
CH4 Mthane
CO2 Dioxyde de carbone
HCFC Hydrochlorofluorocarbone
HFC Hydrofluorocrbone
N2O Oxyde Nitreux
NOx Oxydes d'azote
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
25
PFC Hydrocarbure perfluor
SF6 Hexaflucrure de soufre
SO2 Dioxyde de soufre
SOx Oxydes de soufre
II-7- Projection et prvision climatiques
II-7-1- Modles de climat global (MCG)
Un modle climatique est une reprsentation numrique du systme climatique
essentiellement base sur les proprits physiques, chimiques et biologiques de ses composants
ainsi que sur leurs processus d'interaction, et reprsentant la totalit ou une partie de ses
proprits connues.
Divers modles prsentant des degrs de complexits varis peuvent tre utiliss pour
reprsenter le systme climatique. Des modles de circulation mondiale coupls "atmosphre/
ocan/ glace marine" (AOGCM) fournissent une reprsentation gnrale du systme climatique;
nanmoins vu la complexit des interactions et rtroactions entre les composants du systme
climatique, il y'a une volution constante qui tend vers l'laboration de modles plus complexes
chimie et biologie actives.
En rsum les modles de climat global (MCG) sont des modles climatiques permettant
de simuler la rponse du systme climatique la variation de la concentration des GES. Ces
derniers utilisent une rsolution spatiale qui se situe gnralement entre 250 Km et 600 Km,
comprenant dans un contexte virtuel 30 niveaux verticaux sous forme de cubes empils les uns
par-dessus les autre, de la surface terrestre jusqu' la fin de l'atmosphre, renfermant des
quations et des caractristiques propres chacun (Lepage, M-P et al, 2011). Il existe plusieurs
modles provenant de plusieurs pays; certains d'entre eux sont numrs au tableau 2.
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
26
Tableau 2 : Liste et origine de quelques modles de climat global (MCG) (Meehl et al, 2007).
Noms des modles origines
BCC-CM1 Chine
BCCR-BCM2.0 Norvge
CCSM3 tats-Unis
CGCM3.1 (T47) et (T63) Canada
CNRM-CM3 France
CSIRO-Mk3.0 Australie
ECHAM5/MP1-OM Allemagne
ECHO-G Grande-Bretagne et Core
FGOALS-g1.0 Chine
GFDL-CM2.0; GFDL-CM2.1 tats-Unis
GISS-AOM; GISS-EH; GISS-ER tats-Unis
INGV-SXG Italie
INM-CM3.0 Russie
IPSL-CM4 France
MIROC3.2(medres); MIROC3.2(hires) Japon
MR1-CGCM2.3.2 Japon
PCM tats-Unis
UKMO-HadCM3; UKMO-HadGEM1 Grande-Bretagne
II-7-2- Le scnario
Gnralement, ils sont obtenus partir de projections qui sont souvent fonds sur des
informations complmentaires provenant d'autres sources; quatre genres de scnarios sont
communment utiliss dans l'tude du changement climatique : le scnario climatique, le
scnario d'missions (figure 11), le scnario de forage radiatif et le scnario du RSSE.
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
27
Figure 11 : Scnarios dmissions utilises pour les projections climatiques
La premire srie de scnarios sont regroups sous lappellation "scnarios A1. Ces
scnarios reposent sur lhypothse d'une croissance conomique rapide de l'conomie mondiale
associe une croissance de la population mondiale jusqu'au milieu du 21e sicle, suivie d'une
lgre baisse de celle-ci et de lintroduction rapide de nouvelles technologies nergtiques
efficaces. Les conomies rgionales se dveloppent fortement et la prosprit est rpartie
quitablement.
Les scnarios A1 se subdivisent en trois groupes :
- en A1F1, le monde continue principalement de fonctionner avec les combustibles fossiles,
- en A1T avec des combustibles non fossiles,
- en A1B avec un mlange des deux.
Le scnario A2 quant lui dcrit un monde qui reste divis. Dans l'ensemble, il n'y a pas
de redistribution des ressources naturelles disponibles, des connaissances technologiques et du
bien-tre entre les rgions riches et les rgions pauvres.
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
28
Le scnario B1 suit le scnario A1, mais le monde se tourne plus rapidement vers une
conomie axe sur les services avec une introduction rapide de technologies propres et durables.
Le scnario B2 parle d'un monde ax sur la prservation de l'environnement et de l'galit
sociale, mais qui part de solutions rgionales en matire de durabilit conomique, sociale et
cologique.
Selon la figure 12, le pire scnario serait le scnario A2, ce dernier induirait un
rchauffement plus consquent que les autres scnarii avec une augmentation de plus de 3,5 C
en 2100 ; le scenario B1 quant lui reprsente la vision la plus optimiste de ce que serait ce
rchauffement avec un peut moins de 2 C en 2100.
Aucun des scnarii mme les plus optimistes ne prdisent un refroidissement des
tempratures.
Figure 12 : projections des missions des gaz effet de serre et de la temprature de la Terre
jusqu'en 2100 (http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/fr/figure-spm-5.html).
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
29
II-8- le changement climatique en Algrie
Le Maghreb a t identifi comme une zone particulirement vulnrable face aux risques
lis au changement climatique. Lexode rural conjugu lurbanisation intense sur la cte
mditerranenne durant les dernires dcennies ont augment la vulnrabilit des populations
concernes tout en accentuant les facteurs qui contribuent aux changements climatiques.
En Algrie, pays dont la plus grande partie est dsertique, les changements climatiques
constituent une proccupation majeure. En effet, de par sa position gographique, lAlgrie est
expose aux effets ngatifs des changements climatiques et des missions des gaz effet de
serre, notamment les inondations, la scheresse et les tempratures leves.
Daprs des tudes ralises par lONM sur lvolution des tempratures, elles ont rvl
que celles-ci sont en hausse depuis 1990, date du dbut des missions effet de serre.
Concernant la pluviomtrie en Algrie, ltude fait ressortir un recul de 12% pour la
priode 1990-2005 en comparaison avec 1961-1990, causant une scheresse grande chelle au
moment mme o dautres rgions enregistrent des inondations dont celle de Bab El Oued en
2001 et dans la ville dEl Taref en 2012.
Lvolution des tempratures en Algrie montre une hausse sur lensemble du territoire
au cours des saisons dhiver et dautomne et une hausse nette des tempratures minimales et
maximales dans toutes les stations de lAlgrie du Nord et se prolonge jusqu nos jours. Durant
ces 20 dernires annes, les tempratures maximales ont augment plus que les minimales.
Quant aux prcipitations, pour les mmes priodes lexamen montre quen automne et en hiver,
il y a diminution des pluies sur le Nord, et en printemps dans lEst du pays.
On peut donc conclure quentre les priodes 1931-1960 et 1961-1990 :
- la hausse de temprature a t de lordre de 0,5C ;
- la pluviomtrie a baiss en moyenne de 10% ;
- le dficit hydrique sera plus important lOuest quau Centre et qu lEst du pays (MATE,
2003).
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
30
II-8-1- Les GES en Algrie
Les missions de gaz effet de serre sont estimes 75 870 Gg de CO2, de 914 Gg de
H4 et 31 Gg de N2O. La squestration de CO2 par les forts est estime 4 331 Gg.
Les rsultats (tableau 3) montrent que cest essentiellement le secteur de lnergie qui est
responsable plus des deux-tiers des missions (66,92%). Le potentiel du pays en hydrocarbures
explique en grande partie cette situation. Le changement daffectation des terres et la foresterie
est le second secteur important du point de vue des missions (12,44%), qui ne sont pas
suffisamment attnues par la squestration quil assure. Lagriculture est le troisime secteur
metteur de gaz effet de serre avec plus de 11,49% du total. Le secteur des dchets intervient
pour 4,59% et celui des procds industriels pour 4,52%. Le gaz carbonique (CO2) est le gaz le
plus mis avec 72,40%, suivi du mthane (CH4) avec 18,31% et de loxyde nitreux (N2O) avec
9,29%.
Les missions fugitives lies aux activits gazires et ptrolires sont loin dtre
ngligeables (figure 13). Nanmoins, labsence de coefficients dmissions spcifiques
lAlgrie a fait que dans la majeure partie des calculs, ce sont les facteurs dmissions par dfaut,
proposs par le manuel de rfrence de linventaire (GIEC), qui ont t utiliss.
Tableau 3: Synthse des missions et des absorptions de GES en Algrie (1994) (Gg).
Secteur CO2 missions CO2 absorptions CH4 N2O NOX CO COVNM SO2
Energie 59245,74 0 515,57 0,3 238,41 916,09 184,46 31,69
Procds Industriels 4437,8 0 0,24 0,88 2,47 5,35 92,91 7,89
Solvants NC NC NC NC NC NC NC NC
Agriculture 0 0 168,04 27,45 0,88 921,43 NC 0
Sols/Forts 12166,55 4331,46 20,61 1,42 5,12 180,34 NC 0
Dchets 0 0 209,51 1,34 0 100 NC 0
Total 758711,09 4331,46 913,97 31,39 246,86 1123,21 277,37 39,58
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
31
Figure 13 : Emissions de CO2 en Algrie (http://www.data.un.org).
Si lon tient compte du Potentiel de Rchauffement Global (PRG) lhorizon de 100 ans
de chaque gaz, les missions brutes sont de 104,794 millions de TE-CO2 et les missions nettes
sont de 100,463 millions de TE-CO2.
Sachant que la population de lAlgrie tait estime en 1994 26 743 075 habitants, on a
en moyenne 3,92 TE-CO2/habitant, Si lon prend uniquement les missions de CO2, le taux
dmission de CO2 par habitant est de 2,84 tonnes, comme le montre le tableau 3 labsorption est
de 0,16 t de CO2/hab.
En tenant compte des PRG des trois principaux gaz effet de serre (tableau 3.1), 72,40 %
des missions totales proviennent du CO2, ce qui sexplique par lampleur de lactivit
nergtique de lAlgrie, 18,31% proviennent du CH4 et 9,29 % du N2O.
D'aprs les recherches du GIEC TRE, la faible capacit de rponse et d'adaptation de
l'Afrique la met dans une situation trs vulnrable aux changements climatiques. En outre, la
contribution de l'Afrique aux missions de gaz effet de serre est insignifiante.
La comparaison des missions de CO2 par personne en Afrique du Nord en 1997 (figure
14) montre que lAlgrie dtient la deuxime place et se positionne derrire la Libye.
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
19
60
19
64
19
68
19
72
19
76
19
80
19
84
19
88
19
92
19
96
20
00
20
04
20
08
Emis
sio
ns
Co
2(K
t)
CO2 emissions (kt)
CO2 emissions fromgaseous fuel consumption(kt)
CO2 emissions from liquidfuel consumption (kt)
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
32
La comparaison des missions de gaz effet de serre par personne dans un pays
d'Afrique typique avec celles d'un pays europen typique montre que les Europens mettent
environ cinquante cent fois plus de gaz, et que les Amricains en mettent cent deux cents
fois plus.
Tableau 3.1 : Emissions par type de gaz et par habitant.
CO2 CH4 N2O E- CO2 NOX CO COVNM SO2
Emission totales (Gg) 75870,09 913,97 31,39 104794,36 246,86 11.23,21 277,37 39,58
Emissions (kg/ hab) 2 837,0 34,2 1,2 3918,6 9,2 42 10,4 1,5
Tableau 3.2 : Emissions par type de gaz (en 1000 TE-CO2).
CO2 CH4 N2O Total
Quantits mises 75870,09 19193,37 9730,9 104 794.3.6
Pourcentage 7240 18,31 9,29 100
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
33
Figure 14 : missions africaines: les principales sources africaines de gaz effet de serre; letaux d'missions par personne; comparaison avec les missions d'autres pays
(http://www.grida.no/publications)
II-7-3- Projections climatiques sur lAlgrie
Pour la priode 1990 2020, la hausse de la temprature moyenne sera comprise entre
0,8C et 1,1C et la baisse des prcipitations moyennes sera de lordre de10 %. Llvation du
niveau de la mer sera comprise entre 5 cm et 10 cm. Lintensification de lvaporation due
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
34
laugmentation de la temprature sajoute la baisse des prcipitations pour diminuer encore
plus la quantit des eaux mobilisables au niveau des barrages et des nappes souterraines.
Les projections lhorizon 2020 et 2050 indiquent que les saisons seront drgles et les
tempratures continueront de crotre.
La priode pluvieuse sera concentre sur une courte priode entranant des risques
dinondations. De mme, il y aura une augmentation de la frquence des scheresses. Les
projections (figure 16), ont t obtenues laide de scnarios dmissions moyens et des modles
climatiques globaux (MATE, 2003).
Selon le CIAT (International Center for Tropical Agriculture, 2010), l'Afrique du Nord
subira les impactes les plus ngatifs lis au changement climatique, ainsi selon la mme source
80 % des cultures montreront des pertes de productivits en 2050.
-
Chapitre II : Notions sur le changement climatique
35
Figure 15 : Projections du climat aux horizons 2020 et 2050 (modle UKHI) (Mate, 2003).
-
Chapitre III : Traitement des donnes
36
III-1- Le rseau mtorologique
Le rseau mtorologique de la rgion dtude est faible (figure 16) avec des
enregistrements discontinus sur le long terme.
La localisation des stations est prsente dans le tableau 4. Les stations ont t
slectionnes selon la dure des enregistrements ainsi que leur qualit et le nombre de paramtre
mtorologique quelle peut fournir, comme les sries dobservations (tempratures,
prcipitations, humidit, dure dinsolation, etc.) ; ainsi 13 stations ont t choisies et 3 stations
rejetes principalement cause de la trs courtes dur de leurs enregistrements (la station de
Mila, la station de Oum El Bouaghi, la station de Khenchla et la station de M'sila); la station
d'Alger (Dar El Baida) t rajoute afin de combler les donnes manquantes au niveau des
stations du littoral, elle n'est donc pas incluse dans le traitement des donnes de l'ensemble de la
rgion d'tude.
Ces stations respectent les normes dinstallation et de maintenance requises par
lorganisation mondiale de la mtorologie (O.M.M).
Tableau 4 : Prsentation des stations dtude (O.N.M).
Stations Latitude Longitude Altitude (m)
Alger 36 40' 48" 3 15' 25
Bjaia 36 43' 1,20" 5 4' 1,20" 6
Jijel 36 48' 5 52' 58,80" 11
Skikda 36 52' 58,80" 6 54' 3
Annaba 36 49' 58,80" 7 49' 1,20" 5
El-Kala 36 54' 8 27' 13
Constantine 36 16' 58,80" 6 37' 1,20" 690
Guelma 36 28' 1,20" 7 28' 1,20" 228
Souk A 36 16' 58,80" 7 58' 1,20" 680
Setif 36 10' 58,80" 5 15' 1040
Batna 35 45' 6 19' 1,20" 826
Tebessa 35 25' 1,20" 8 7' 1,20" 811
B B A 36 4' 1,20" 4 46' 1,20" 930
Biskra 34 48' 5 43' 58,80" 88
-
Chapitre III : Traitement des donnes
37
Figure 16 : Localisation des stations mtorologiques dans la rgion dtude.
III-2- Acquisition des donnes
Au vue de limportance de la mise jour de la priode denregistrement par rapport aux
tudes prcdentes, lacquisition des donnes sest faite au niveau de plusieurs sources ; afin de
choisir la priode la plus longue, qui soit dpourvue le plus possibles de donnes manquantes
pour toutes les stations de lEst algrien, nous avons entam une recherche sur la priode (1891-
2010).
-
Chapitre III : Traitement des donnes
38
Les donnes collectes, nous nous les sommes procures sous forme de fichiers EXCEL
(priode : 19782005), de fichiers numriss et saisis manuellement sous EXCEL (bulletins
mtorologiques numrises sous format PDF (1891-1968)).
Il est important de signaler que notre champ dinvestigation concernant notre rgion
d'tude a balay la priode (18902012), notre choix sest port sur la priode (1961-2010) soit
une priode de 50 ans ; plusieurs raisons ont rgi le choix de cette priode :
- priode en commun denregistrement des donnes climatiques entre les stations de la rgion
dtude, comportant le moins de donnes manquantes possibles ; vue les discontinuits
denregistrements que connaissent les stations mtorologiques de notre rgion dtude ; larrt
dune ou de plusieurs stations varie dune des dizaines dannes (cas de la station de Jijel, la
station de Guelma, la station de Skikdaetc).
- Dplacement des stations mtorologiques, ou interruption de ces dernires (cas de la station du
Fort National (Tizi Ouzou) qui prsente une priode denregistrement stalant de 1900 1961,
c'est--dire aucune donne disponible pour notre priode dtude (1961-2010)).
III-3- Organisation des donnes
Il est indispensable dindiquer quau vue de limportance quantitative et qualitative des
donnes, une organisation soigneuse et rigoureuse dun corpus de documents originaux simpose
(tels que : les bulletins mtorologiques mensuels et journaliers, fichiers EXCEL (donnes
fragmentes saistes, laborations de tableaux, diagrammes)). De mme un travail dinvestigation
nous a paru ncessaire pour localiser toutes migrations possible dune ou de plusieurs stations au
cours de la priode (1891-2010) (tableau 5), celui-ci est indiqu au niveau des tableaux qui
constituent la base de donnes de chaque station, lensemble constituent les mtadonnes et les
donnes spcifiques chaque station mtorologique.
-
Chapitre III : Traitement des donnes
39
Tableau 5 : localisation et priode denregistrement des stations mtorologiques de lEst
algrien.
Stations Localisation Latitude LongitudeAltitudes
(m)Priodes
denregistrements
Alger (D E B) Dar El Baida 36 40' 48" 315' 25 1890-2010
AnnabaMarch 3654 746 35 1913-1937
Les Salines 36 49' 58,80" 7 49' 1,20" 5 1952-2010
Batna
Ecole de garons 3533 611 10401913-19371940-1968
Aroport(Mostepha Ben
Boulaid)35 45' 6 19' 1,20" 826 1975-2010
BejaiaMarch 3654 746 35 1913-1938
Aroport(Soummam)
36 43' 1,20" 5 4' 1,20" 61964-Juin 1968
1973-2010
BiskraCommune mixte 3451 544 124 1880-1962
Aroport 34 48' 5 43' 58,80" 88 1973-2010
Bordj-Bou-Arreridj
Jardin public 364 446 904 1900-1937
/ 36 4' 1,20" 4 46' 1,20" 930Sep 1964-1968
1980-2010
Constantine
Hpital militaire 36 16' 1,20" 6 40' 58,80" 583,099 1890 - 1951
Oued Hamimime(Arodrome)
36 18'6 42'
559 1952 octobre 1960
Ain El Bey(Aroport)
36 16' 58,80" 6 37' 1,20" 690Novembre 1960 -
2013
El Kala Ecole des garons 36 54' 8 27' 131900-1951
Sep 1963- Juil 19641980-2010
Guelma
Cole dedAlembert
3628 726 2681890- Mars 1962
/ 36 28' 1,20" 7 28' 1,20" 228 1986-2010
Jijel Achouat 36 48' 5 52' 58,80" 11 Sep 1981-2010
StifJardin public 3611 525 1081 1913-1951
Ain Arnat(Aroport)
36 10' 58,80" 5 15' 10401952-Juil 1962
1981-2010
Skikda
Cap Bougarouni(phare)
375 628 80 1913-1938
Villa Mascula 3652 654 71 1926-1941
Port 36 52' 58,80" 6 54' 3Sep 1965 Sep 1968
1973-2003Juin 2004-2010
Souk AhrasPonts et chausses 3617 758 655 1913-1938
/ 36 16' 58,80" 7 58' 1,20" 6801963-19681978-2010
TebessaHpital militaire 3524 87 885 1900-1921
/ 35 25' 1,20" 8 7' 1,20" 8111952- Juin 1962
1973-2010
-
Chapitre III : Traitement des donnes
40
III-3-1- Traitement des donnes thermiques
Pour les besoins de notre tude, il est important davoir en notre disposition plusieurs
variables concernant la temprature : la moyenne des maxima (TX), la moyenne des minima
(TN), la moyenne mensuelle (TM = (TX+TN)/2) et lamplitude thermique (TX-TN).
III-3-1-1- Estimation des tempratures moyennes (TM, TX, TN)
Il existe plusieurs mthodes pour le calcul de ces moyennes, pour les besoins de notre
tude, la mthode juge la plus adquate est celle prconise par lOMM (Organisation mondiale
de la mtorologie) (WMO, 1989), cette mthode consiste calculer la temprature moyenne
mensuelle partir des tempratures moyennes journalires obtenues de la sommation des
extrmes journalires (maxima (TX) + minima (TN)) divises par 2.
TX = STX / N TN = STN / N
TM = S ([TX +TN]/ 2) / N
N : nombre des jours du mois.
Lors du calcul des tempratures moyennes mensuelles, la rgle des (3/5) (WMO,1989) a
t respect pour la plupart des stations dtude, bien quil est noter qu quelques reprises une
entrave cette rgle a d tre effectue, la cause revient en grande partie aux manques rcurrents
de donnes que connaissent les stations dtudes lors de quelques priodes critiques, nous avons
donc t amens utiliser dans quelques cas des rgles plus laxistes telle que la rgle des (5/10)
(WMO, 1983).
III-3-1-2- Correction des tempratures
Lestimation de donnes manquantes ou errones peut se faire selon plusieurs mthodes,
la plus rpandue est la rgression linaire ; pour que cette mthode soit utilisable, il faut
lexistence dau moins une station voisine qui soit dote dun coefficient de corrlation lev
avec la station lacunaire donc il faut que la rgression soit linaire.
On estime la variable Y partir de la variable X par lquation de la droite suivante :
-
Chapitre III : Traitement des donnes
41
Y = aX + b
X : la valeur estime ;
Y : la valeur estimer ;
a : la pente de la droite ;
b : une constante.
En pratique les calculs sont faits partir de lquation suivante :
Y = Y + ( ( r .
) . (X - X) )
Y : donne manquante estimer ;
Y : moyenne observe de la srie homogne de la station incomplte ;
r : coefficient de corrlation entre X et Y estim partir des sries dobservations communes ;
Sy : lcart type de Y estim daprs la srie dobservation de Y ;
Sx : lcart type de X estim daprs la mme srie dobservation ;
X : variable explicative connue daprs laquelle nous estimons la variable errone ou inconnue
(Y) de la srie dobservation incomplte ;
X : moyenne de X de la station complte estime partir de la mme priode observe
simultanment dans la station incomplte.
Tableau 6 : Le coefficient de corrlation des tempratures moyennes mensuelles Priode (1961-
2010).
BJ06 JI18 SK21 AN23 EK36 CO25 GU24 SA41 SE19 BA05 TB12 BB34 BI07
BJ06 1
JI18 0,992 1
SK21 0,985 0,985 1
AN23 0,986 0,983 0,990 1
EK36 0,982 0,983 0,988 0,990 1
CO25 0,977 0,969 0,975 0,982 0,973 1
GU24 0,979 0,974 0,980 0,984 0,978 0,992 1
SA41 0,974 0,973 0,976 0,981 0,976 0,978 0,976 1
SE19 0,954 0,943 0,951 0,958 0,949 0,979 0,970 0,955 1
-
Chapitre III : Traitement des donnes
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BA05 0,968 0,959 0,965 0,973 0,964 0,992 0,982 0,973 0,986 1
TB12 0,966 0,957 0,965 0,972 0,962 0,991 0,981 0,972 0,982 0,997 1
BB34 0,966 0,956 0,962 0,969 0,961 0,990 0,980 0,970 0,985 0,995 0,992 1
BI07 0,952 0,941 0,948 0,959 0,947 0,982 0,966 0,960 0,974 0,989 0,988 0,986 1
Exemple numrique
La srie dobservation de la Station dEl Kala (1961-2010) a t contrle partir de la
station dAnnaba. En effet ces dernires en plus dtre sur la mme altitude, prsentent un
coefficient de corrlation lev.
Le mois dAout prsente une lacune pour lanne 1987 au niveau de la station dEl-Kala,
avant destimer la valeur manquante, nous avons estim les paramtres suivants :
X= 26,8 C : est la moyenne de la temprature moyenne mensuelle en aout 1987 Annaba ;
X= 26,12 C : est la moyenne de la srie homogne commune entre les deux stations, priode
(1988 1999) ;
Sx= 0,94 : est lcart type de la station dAnnaba;
Y= 26,58 C : est la moyenne de la srie homogne El-Kala de 1988 1999 ;
Sy= 1,09 : est lcart type de la station dEl-Kala;
r = 0,993 : est le coefficient de corrlation entre les deux stations pour la priode homogne
commune (1988 - 1999).
Donc la valeur de la temprature moyenne mensuelle dAot en 1987 El-Kala est :
Y = 26,58 + ( (0,993 .,
,) . (26,8 26,12) ) = 27,36 C.
Lestimation ou la correction de valeurs inconnues ou errones par la mthode de la
rgression linaire est trs usite pour les variables quantitatives continues comme les
tempratures, vu que celles-ci suivent une distribution normale. Cependant elle est inefficace
pour des variables discrtes comme celles des jours de pluies, dans ces cas la rgression linaire
exprime des valeurs moins pertinentes.
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III-3-2- Traitement des donnes pluviomtriques
Les donnes pluviomtriques comme pour les tempratures ont pour origine plusieurs
sources.
Dans les sries dobservations, des lacunes dordre mensuelles et mme journalires sont
signaler. Ces lacunes sont causes par :
- La centralisation et la dcentralisation des donnes mtorologiques ont influenc ngativement
sur la disponibilit des donnes et la qualit de celles-ci surtout celles des postes
pluviomtriques;
- Le transfert des pluviomtres. Cas de la station de Souk-Ahras (1995);
- Arrt de fonctionnement pendant une priode : le cas de la station de Skikda en 2004 (arrt
pendant un semestre suite une explosion). Sans oublier les jours fris et les congs annuels ;
- Certains bulletins quotidiens, mensuels ou annuels sont parfois illisibles ce qui nous a fait
perdre beaucoup de temps pour les porter sur nos documents personnels (surtout ceux provenant
du GHCN) ;
- Des stations nont commenc fonctionner que dans lanne 1980 : le cas des stations de
B.B.A et de Jijel et certaines plus rcemment cas de la station de Mila (2008).
III-3-2-1- Estimation des donnes manquantes et correction des prcipitations
Lestimation des donnes manquantes dune station est calcule partir des valeurs
provenant des stations voisines soumises aux mmes conditions climatiques et situes dans la
mme zone gographique que la station dficitaire en donnes.
Certaines stations retenues pour notre tude prsentent plusieurs lacunes dobservations
journalires ou mensuelles.
Le comblement des donnes manquantes a t tabli laide des modles statistiques.
Ainsi, la mthode retenue pour la correction de la pluviomtrie mensuelle est la mthode des
rapports.
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III-3-2-2- La mthode des rapports
Cest le rapport entre deux sries pluviomtriques compltes de deux stations o les
valeurs mensuelles de pluie tombe dans une station (Y) prsentent une ou plusieurs lacunes qui
seront compltes par la srie complte de la seconde station (X); son application se fait selon
lquation suivante :
Y = aX
O :
Y : la valeur pluviomtrique mensuelle inconnue la station lacunaire ;
X : valeur correspondante observe pendant le mme mois la station de rfrence A ;
a : constante dajustement gale au rapport de la somme des prcipitations observes pendant
une mme srie commune aux deux stations soit :
a =) (
) (
Pour les stations concernes par notre tude, nous avons tenu compte en plus des
conditions prcites (climatiques et gographiques), du degr de corrlation statistique entre les
sries dterminant lefficacit de lajustement.
Pour illustrer cette mthode nous allons donner lexemple dajustement des donnes de la
station de Skikda (B) partir de celles de la station dAnnaba (A) pour le mois de janvier 2004.
Ces deux stations se trouvent dans un mme contexte climatique et gographique (le littoral) et
leurs coefficients de corrlation slvent 0.99 lchelle mensuelle et 0.88 lchelle
annuelle.
Le total des prcipitations du mois considr pendant la mme srie est gal :
P (mm) A = 2771;
P (mm) B = 2958;
donc : a = 1,067.
La hauteur des prcipitations observes au mois de janvier 2004 la station d'Annaba est
de 109,4mm ; la valeur correspondante la station de Skikda serait donc de :
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Y = 1,067 x 109,4mm = 116,8mm.
III-3-2-3- Contrle de totaux annuels des prcipitations
Gnralement on utilise la mthode des doubles cumuls (Musy et Higy 2003), dans le but
de confirmer ou d'infirmer l'existence d'une htrognit au sein d'une srie pluviomtriques
d'une station donne.
L'utilisation de cette mthode requiert la disponibilit d'une station de rfrence dite
station tmoin (X) dont les valeurs sont supposes compltes et homognes, avec les quelles on
va comparer les valeurs de la station qu'on veut contrler (Y), il est noter que la comparaison
ne se fait pas entre les valeurs observes mais entre leur cumul; un effet de lissage est obtenu au
cours de la comparaison, en fonction de la variable temps choisie (anne, saison, mois, dcade).
Pour mieux illustrer cette mthode, nous donnons en exemple, les deux stations de Batna
et Stif. Sur le graphique cartsien (figure 17), nous portons en abscisse les totaux annuels des
prcipitations de la station de rfrence (Batna) et en ordonne ceux de Stif.
La courbe met en vidence l'existence d'une liaison linaire, la pente est positive et ne
dgage aucune tendance comme par exemple une rupture de pente significative.
Le choix des stations tmoins pour notre rgion d'tude a t effectu selon l'importance
des lacunes que prsentent ces dernires, plus une station prsente une srie pluviomtrique
complte et correcte plus elle peut tre considre comme une station de rfrence; les stations
qui ont t choisies comme telle sont : la station d'Alger, la station de Bjaia et la station
d'Annaba au littoral, la station de Constantine et de Batna dans les hautes plaines.
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Figure 17 : Le contrle des totaux annuels des prcipitations par la mthode des doubles cumuls.
III-3-3- Traitement primaire des donnes
Les donnes acquises prcdemment ont ncessit souvent un traitement pralable - ou
traitement primaire - afin de les rendre pertinentes et exploitables. Il s'agit pour l'essentiel de la
conversion de la mesure effectue en une grandeur significative (par exemple : du k au C).
Le traitement des donnes inclut aussi le contrle primaire des donnes qui comprend les
contrles de cohrence l'exclusion de tous traitements statistiques. Il s'agit par exemple, dans le
cas d'une acquisition manuelle des donnes, de les convertir en fichiers numriques. Dans ce cas,
on procde gnralement une double saisie des donnes puis les fichiers sont compars afin de
dceler d'ventuelles erreurs de saisie. Dans la situation o l'on procde l'acquisition de
donnes de prcipitations et de tempratures, nous vrifions encore la cohrence temporelles des
donnes acquises, savoir par exemple qu'une crue est bien la consquence d'un pisode
pluvieux.
R = 0,998
0
5000
10000
15000
20000
25000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
Sti
f
Batna
-
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III-3-4- Contrle des donnes
Avant de pouvoir exploiter les donnes et bien qu'elles soient dans un format adquat, il
est primordial de contrl