MINlSTERE DE L AGRlC L rUREEcole Supérieure des Ingénieurs

de lEquipemeru RuralMedjez El Bab

PROJET DE FIN D'ETUDES D'INGENIEURS

Filière: Hydraulique et Aménagement

Présenté par: KINGUMBI Ahmadi

THEME

CARACTERISATION MORPHOMETRIQUEDU BASSIN VERSANT DU MERGUELLIL

APPLICATION A LA SIMULATION DESECOULEMENTS DE SURFACE ET A L'EROSION

~fNT DU IlASSt'l VERSANT Dl ~lERGUELlIL

Encadré par:

BERGAOUI Mohamed(ESIER)

BOURGES Jacques(ORSTOM)

Annee universitaire 199697

,

DEDICACES

t1 A mon père et à ma mère, pour leur amour et la bonne éducation qu'ils se sonttoujours efforcés de m'inculquer; et pour beaucoup d'autres raisons que je neciterai pas ici, mais connues de tout le monde. Leur valeur, leur rôle et leurimportance sont immenses et inestimables.

t1 A tous mes frères. Ceux qui m'ont précédé dans la vie, que je m'efforce d'emboîterle pas, et ceux qui me suivent auxquels je voudrais montrer un bon exemple.

t1 Et enfin, à mes deux meilleurs amis disparus, «je garderai toujours à coeur leurprofonde et sincère amitié ». Et à travers eux, tous les victimes innocents du drameruandais.

A tous, je dédies ce humble et modeste travail qui, certes n'est pas à la hauteur de le: 1.Li·

sagesse, mais est ma seule manière de leur exprimer mon profond attachement.

•

AVANT PROPOS

Ce travail rentre dans le cadre d'un projet de fin d'études d'ingénieurs despécialité hydraulique et aménagement à l'Ecole Supérieure des Ingénieurs del'Equipement Rural (ES/ER) de Medjez El Bab. Comme l'indique son titre, il porte surla caractérisation morphométrique du bassin versant du Merguellil. Il a été réalisé encollaboration avec la Mission ORSTOM de l'unis. C'est pour moi l'occasion deremercier:

M Abderrazak SOUfSSI, Directeur de l'ES/ER et à travers lui, le corps professoralpour la qualité de la formation reçue ainsi que tout le personnel administratif.

M J. CLAUDE, Représentant de l'ORSTOAI en Tunisie, pour nous avoir accepté enstage dans son organisme et surtout pour avoir mis à notre disposition tout le matérielnécessaire à son succès.

Le travail a été réalisé sous la direction technique de MM. Mohamed BERGAOUI(/RESA-ES/ER) et Jacques BOURGES (ORSTOM). Nous tenons à leur rendre lU1

grand hommage pour l'encadrement, les conseils, et les remarques qu'ils nous ontapportés. Leur disponibilité et leur engagement personnel auront été la SOi/Tce dusuccès de cette oeuvre.

P. ZANTE, pédologue de l 'ORSTOM, aura beaucoup contribué dans la réalisation dece travail. Nous lui sommes reconnaissant pour sa disponibilité et ses excellenr.esqualités humaines.

Mes sincères remerciements vont à tout le personnel de 1'ORSTOM pour leur aidequotidienne apportée. Nous pensons particulièrement à MM. BEN YOUNES.GARRETA, HASSEN, PEPIN; Mme ESSAIDA et Mlle ZAKIA.

Nous remercions aussi }Iflles DRIDI, AWATEF et RYM (IRESA), et MAI M4NSOUR1,ONIBON et RABHIpour leur sympathie et leur serviabilité.

Nous ne saurions terminer sans remercier tous les ruandais et burundais ayanrséjourné en Tunisie pendant la durée de notre formation. Nous avons passé ensembledes moments inoubliables.

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SOMMAIRE

Introduction générale

Chapitre 1:Présentation du cadre général de la zone d'étudeIntroduction 1

1- Description générale du bassin de Merguellil... 1

1.1 - La situation géographique du bassin de Merguellil... 2

1.2 - les climats sur le bassin de Merguellil... __ 2

1.3 - La pluviométrie 2

1.4 - Les températures 4

1.5 - Les sols, le couvert végétal et l'érosion 6

1.6 - Le réseau de drainage et la morphologie du bassin 6

1.7 - Le ruissellent dans le bassin de Merguellil... 7

Il - Les données et systèmes d'information géographique utilisés _ 8

2.1 - Les données utilisées __ _ 6

2.2 - Les systèmes d'informations géographiques utilisés 9

2.2.1 - Présentation de DEMIURGE. _..92.2.2 - Présentation d'IDRI5l... 13

Conclusion 14

Chapitre Il: Production et traitement de modèle numérique de terrain(MNT) du bassin de Merguellil

1ntroduction 15

1- Numérisation de courbes de niveau et calcul du modèle numérique duterrain (MNT) 15

1.1 - Numérisation des courbes de niveau 15

1.2 - Calcul du Modèle Numérique de Terrain (MNT) 17

Il - Traitement du MNT du Merguellil à des fins morphologiques etmorphométriques __ 1e

2.1 - Fichiers géomorphométriques 1e2.1.1 - Le fichier des altitudes 18

2.1.2 - Le fichier des pentes 21

2.1.3 - Le fichier des expositions................................................................. ... 24

2.1.4 - Le fichier des convexités totales 24

2.2 - Fichier géomorphologique __ .2f

2.3 - Fichiers hydrométriques et hydrologiques 4

2.4 - Caractéristiques mOiphologiques des sous bassins de Merguellil __ __..31

Conclusion ~

Chapitre III: Simulation des écoulements de surface du bassin versant deMerguelli!

Introduction 23

1- Les paramètres utilisés dans la simulation -- .34

Il - Les hypothèses du modèle _ .34

2.1 - Hypothèse sur l'existence d'une loi de pente du bassin 3(

2.2 - Hypothèse SUi' k:s chemlns d'eâu :.;

,2.3 - Hypothèse sur le transfert de l'eau 25

2.4 - Hypothèse sur la distribution statistique des valeurs de T* ::.5III - Simulation des écoulements de surface dur le bassin de Merguellil....... .x

3.1 - Le réseau hydrographique du bassin versant du Merguellil.....................:i53.2 - Les résultats de la simulation ::6

3.3 - Comparaison des résultats simulés avec les mesures par bassin 2i3

3.3.1 - Bassin versant de l'oued Merguellil à SKHIRA ~ 38

3.3.2 - Bassin versant de l'oued MORRA :G

3.3.3 - Bassin versant de l'oued ZEBBES __ :G

3.3.4 - Bassin versant de l'oued Merguellil à HAFFOUZ 4~

3.4 - Comparaison entre les valeurs simulées et les valeurs observées parcaractéristique hydrodynamique 4:

Chapitre IV: Caractérisation des zones sensibles à l'érosion dans lebassin versant de Merguellil

Introduction ,,::1- Les facteurs d'érosion utilisés dans cette étude .4-'

1.1 - L'érodibilité intrinsèque des sols 4

1.2 - La couverture lithologique 4!

1.3 - La couverture des pentes............................................... .u1.4 - La couverture d'occupation des terres ~

1.5 - La couverture d'agressivité des pluies 4E

Il - Méthode de superposition des couches sIII _ Résultats et interprétation 53

Conclusion 5ë

Conclusion générale

Références bibliographiques

Liste des tableaux

Liste de figures

Annexes

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INTRODUCTION GENERALE

De nombreux chercheurs, planificateurs, hydrologues et aménagistes onttravaillé sur le bassin versant de l'Oued Merguellil, depuis la période coloniale jusqu'ànos jours. Les premières mesures pluviométriques dans cette région remontent à la findu 19ème siècle, alors que celles concernant l'hydrométrie n'ont débuté que vers 1960.La plupart de leurs études avaient pour but la maîtrise de l'eau pour sa conservation etpour se protéger des risques qu'elle peut causer. Dans cette optique, plusieurs stationsde mesures ont été mises en place. Ceci fait qu'aujourd'hui on dispose desuffisamment de données pour entamer une étude de modélisation hydrologique de cebassin. Cette dernière permettra de mieux connaître le bassin versant, de mettre enévidence les principaux facteurs d'érosion et de caractériser son comportementhydrologique.

Pour réaliser une modélisation, il est bon d'avoir une bonne connaissance dumilieu physique plutôt que des caractères globaux souvent représentés par des indices.On va tenter de donner une représentation spatiale du relief à travers un modèienumérique du terrain (MNT). Cette information peut constituer ensuite une descouches d'un S.LG. On va donc, au départ, élaborer le MNT du bassin de Merguelli1.Et en vue de vérifier sa confonnité à la topographie du bassin versant, on effectuerason exploitation pour déterminer les caractéristiques morphologiques qu'on compareraà celles détenninées ailleurs.

Dans la seconde partie, on s'efforcera d'appliquer le MNT à des fins desimulation des écoulements de surfaces. Cette dernière se fera, à l'aide du modèleTOPASE, sur l'ensemble du bassin ainsi que sur ses principaux sous bassins lesquelson dispose de données hydrométriques.

On terminera cette étude par la détermination des zones plus ou moinshomogènes du point de vue de leur sensibilité à l'érosion. Pour cela, plusieurs couchesd'information seront requises parmi lesquelles une couche des pentes du bassin versantde Merguellil issue du MNT. Cette troisième partie constituera un essai demodélisation dont les résultats restent discutables, vue la méthode et l'échelle desdonnées qui seront utilisées.

..

..

..

Chapitre 1:PRESENTATION DU CADRE

GENERAL DE LA ZONE D'ETUDE

Introduction

Le bassin versant de l'oued Merguellil, de par son importance, a fait l'objet deplusieurs études depuis fort longtemps. Cet intérêt a été suscité par maintes raisons,dont les plus importantes restent les dégâts causés par l'oued en cas de crues dans le.plaine de Kairouan ainsi que la nature précieuse de ses eaux dans son environnememphysique pour le développement régional. Ceci parce que l'oued draine une régior:semi-aride dont les activités principales sont l'agriculture et l'élevage. En effet,. lé.population de ce bassin, qui est à plus de 85% rural, est en majorité à vocation agro­pastorale. En conséquence la plupart des études effectuées sur cette zone om étémenées dans le cadre d'aménagements intégrés, notamment la mise en place déretenues d'eaux et leur protection amont contre l'envasement par les méthodes de lutteantiérosive. Cependant, avant d'en arriver là, certaines études doivent être effectuées.au préalable, telles que les études hydrologiques, hydrométriques, pluviométriques.,pédologiques, etc. La plupart de ces études nécessitent la mise en place de stations d;;mesures qui devront être suivies pendant plusieurs années.

Dans ce qui suit, nous allons donc essayer de présenter, sommairement, certainsrésultats auxquels ont abouti ces études, le milieu physique du bassin de Mcrguelliainsi que sa localisation géographique.

1- DESCRIPTION GENERALE DU BASSIN DE MERGUELLIL

1.1 - La situation géographique du bassin de Merguellil

Le bassin versant global de l'oued ~1erguellil a une superficie estimée à 154:Km2. Il est limité au Nord par la retombée sud des Djebel Bellouta et Serdj, au Su.:par le plateau d'El Ala, à l'Ouest par le Djebel Barbrou et le haut plateau de la Kesr.:..et à l'Est la plaine de Kairouan qui constitue son exutoire naturel. La partie Nord-ou~du bassin de Merguellil se trouve dans le gouvernorat de Siliana, le reste, près de 80 (>..

de sa superficie étant entièrement situé dans le gouvernorat de Kairouan (Directio:.CES, 1986).

•Projet dejin d'études d'Ingénieurs (1996/1997) ESIER IORSTOM 2

•

La partie du bassin, concernée par cette étude est limitée à l'est (vers l'aval) parle verrou d'El Haouareb fermé par la digue du barrage d'EL HABIB qui s'appuie sules Djebel AIN EL RHûRAB et EL HAOUAREB. Géographiquement, cette zone estcomprise entre 39G4ü' et 39G85' de latitude Nord et entre 7G58' et 8G25' delongitude Est (IGNF,1957a, 1957c,1957f,1957g).

1.2 - Les climats sur le bassin de Merguellil

La Tunisie centrale, région dans laquelle se situe le bassin versant deMerguellil, est soumise à plusieurs influences climatiques suite à sa localisation. EndTet, elle est entre deux zones climatiques très différentes: d'une part le nord de laTunisie caractérisé par un climat frais humide et sub - humide, d'autre part, le sud dontle climat est aride et désertique. Ainsi, le nord ouest du Merguellil est caractérisé parun climat semi-aride inférieur et supérieur à hiver frais, tandis que te teste du bassin aun climat semi-aride supérieur à hiver tempéré. Cependant, les reliefs des DjebelTrozza et Ouslat se classent dans l'étage climatique semi-aride inférieur à hivertempéré du fait de leurs altitudes (Direction CES, 1986).

1.3 - La pluviométrie

D'après une étude effectuée en 1986 (Ayadi M.., 1986), la pluviométriemoyenne annuelle a été estimée sur le bassin comme suit (tableau 1.1).

Actuellement, plusieurs stations de mesures ont été mises en place. Dans ce quisuit (Tableau 1.2) nous avons recensé différentes stations, leur période d'observation,ainsi que les valeurs correspondantes de la pluviométrie moyenne mensuelle (mm).

Tableau 1.1 : Pluviométrie moyenne annuelle du Merguellil (Selon Ayadi,1986)Bassin versant Pluie moyenne annuelle sur le bassin (mm)

Oued MerQuellii à Skhira 431.8Oued Merguellil à Haffouz 396.8Oued Merauellil à Sidi Bouidaria 385.0Oued Merguellil à El Haouareb 381.5

Chapitre 1: ÛJdre général de la ZOnt d'/tllde

Projefdejill d'études d'Ingénieurs (/9961/997) ESJERIORSTOM J

Tableau 1.2: Pluviométrie moyenne mensuelle (mm) (OGRE, 1997)Station Période S 0 N 0 J F M A M J J 0 Total

d'observation

MaktharPF ~OO 47.4 60.4 40.0 46.1 53.0 53.0 60.0 52.4 39.4 19.5 9.1 26.8 507.5EIAIaGN 69-94 50.1 61.3 24.4 26.3 25.5 31.1 49.0 30.8 33.2 10.9 3.9 13.8 360.3Bou HafnaP 60-89 33.9 59.2 16.6 18.7 19.4 20.6 34.7 26.0 21.2 15.9 6.1 14.2 286.5

. Cherichira E 64-94 28.7 47.9 19.8 18.5 27.7 25.1 32.7 23.3 23.8 7.3 1.5 9.0 265.3Diebel Trozza 78-94 27.4 41.6 27.2 25.4 36.2 27.9 57.3 23.4 31.5 7.2 1.6 11.5 318.2Guecia 66-94 46.9 43.6 24.1 28.5 27.6 35.9 48.8 32.5 24.4 13.8 5.3 12.4 343.8HaffouzSM 71-94 38.3 42.6 28.6 27.5 19.2 26.2 43.3 28.7 28.1 11.1 3.3 9.8 306.7HaftouzORE 68-94 41.6 57.1 23.3 23.7 23.0 24.6 41.0 29.6 29.0 9.4 3.6 15.5 321.4Haouareb 8.S 70-94 25.3 29.9 20.3 25.2 22.7 22.8 35.4 26.5 17.6 8.2 2.8 8.7 245.9KesraB9 70-91 29.2 39.0 38.2 39.1 36.4 45.4 47.5 42.0 36.3 15.4 6.2 13.0 387.7Kesra Forêt ~OO 47.0 47.0 33.9 34.8 40.0 44.8 51.5 36.6 37.:; 21.8 8.1 16.6 419.4Oued~arB4 '(~9 1 22.2 31.5 21.3 21.2 18.1 23.6 39.6 31.3 20.7 12.6 3.9 12.ï 2S8.SOuslatia Forêt ~94 38.3 56.6 26.8 32.2 36.7 34.3 47.4 32.9 26.6 15.8 6.1 16.7 370.6Ouslatia INRAT 61·94 44.8 54.8 29.7 32.8 37.7 37.6 48.4 39.9 32.6 13.8 8.0 19.6 399.3OusiatiaGN 67-94 42.5 53.4 30.3 25.8 36.8 34.8 49.5 33.0 25.8 11.7 4.8 11.7 300.0Skhira 816 KL 74-00 38.6 36.0 30.3 18.9 30.2 29.9 48.7 27.2 37.5 15.6 4.3 18.8 336.0Mownne - 37.7 47.6 27.2 27.8 30.6 32.6 45.9 32.3 29.1 13.1 4.9 14.4 343.5--

Pluviométrie moyenne mensuelle du bassin de Merguellil

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~Figure 1.1 : Répartition annuelle des pluviométries moyennes mensuelles

De la figure 1.1 on déduit que dans le bassin de Merguellil les mois les plU5pluvieux sont Octobre et Mars avec des valeurs moyennes qui peuvent parloisatteindre 60 mm. A partir de mars, les précipitations mensuelles diminuent jusqu'àatteindre les valeurs les plus faibles de l'année en Juillet. Au mois d'Août eUes seremettent à monter jusqu'au mois d'octobre qui constitue comme Mars un picpluviométrique. D'octobre en Novembre il y a une chute de pluviométrie quis'accompagne d'une lente montée jusqu'au mois de Février.

De plus si on regarde le tableau 1.2 on constate, connaissant la situation desdifférentes stations, que la pluviométrie augmente de l'aval vers l'amont du bassin.Avec des valeurs de pluviométrie moyenne annuelle qui atteignent 400 mm à Kesra.320 mn1 à Haffouz et seulement 240 à El Haouareb.

Chapitu 1: ûuIregbrbaJ de la zone d'itude

'.

Projet defin d'études d'Ingénieurs (/996/1997) ESlER /ORSTOM

Donc la pluviométrie augmente en fonction de l'altitude sur le bassin de Merguellil,sauf pour le cas du Djebel Trozza. Le gradient moyen pluviométrique du bassin estestimé à 20 mm de pluies par 100 m d'altitude (annexe S).

Plus de 90 % de précipitations annuelles se repartissent entre les mOIs deSeptembre et Mai. Seuls 10 % tombent pendant la saison estivale.

1.4 - Les températures

Les données à notre disposition, compte tenu de la grandeur du bassin duMerguellil, sont limitées. Nous avons pris trois stations qui encadrent le bassin pourlesquelles les données sont disponibles dans la monographie hydrologique des bassinsversant des oueds Zeroud et Merguellil (Bouzaiane et Lafforgue,1986). Il s'agit desstations de Sbiba ,Ouslatia et de Makthar. La combinaison de ces trois stations nous adonné les valeurs moyennes sur le bassin. La situation de ces stations est précisée dansle tableau 1.3.

Tableau 1.3: Altitude, période d'observation et localisation des stations utiliséesStation Période Altitude (m) ,Latitude Nord , Longitude Est

d'observation (Grades) (Grades)Ouslatia '1964 -1982 460 39.75.00 1 8.06.00Sbiba 1964 -1982 6Z7 39.49.00 1 7.49.00Makthar 1901 -1979 937 39.83.69 1 7.63.00

Tableau 1.4:Températures moyennes mensuelles (OC) de la région du MerguellilStation S (\ N D J F M A M J J CI ' Moyenne annuelleOuslatia 22.5 17.6 13.3 10.1 9.2 10.2- 12.0 13.8 17.7 22.6 25.8 25.9 16.7Sbiba 22.1 17.1 12.3 9.9 8.9 9.2 10.8 13.4 18.1 23.3 26.1 2t>.1 1GAMakthar 21.5 15.9 10.9 7.1 5.7 6.8 9.2 12.5 16.7 21.7 25.4 25.1 14.9MoYenne 22.0 16.9 12.2 9.0 7.9 8.i' 10.7 13.2 17.5 22.5 25.6 25.7 16.0

On constate, de façon générale, que les températures décroissent avec J'altitude(voir tableau 1.3 et 1.4). Sur le bassin du Merguellil, les températures moyennesmensuelles descendent en dessous de 100 e pendant les mois de décembre, janvier etfévrier. Elles sont comprises entre 10 et 200 e pendant les mois d'octobre et novembred'une part, Avril et Mai d'autre part. Elles dépassent le seuil de 200 e sans toutes foisexcéder 300 e pendant le reste de l'année (figure 1.2).

La période la plus chaude correspond pour le bassin de Merguellil au mois deJuillet et Août (tableau 1.S). Les températures moyennes mensuelles maximalesdépassent pendant toute l'année 10oe, mais elles n'excèdent pas 3soc.

La période la plus froide de l'année correspond aux mois d'hiver, de Décembre àFévrier, avec des moyennes mensuelles minimales inférieures à soc. Elles restentinférieures à 100 e pendant Novembre, Mars et Avril, pour dépasser ce seuil le reste del'année (tableau 1.6).

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Projet de fin d'études d'Ingénieurs (/996//997) ESIER /ORSTOM 5

Dans le bassin versant de Merguellill'amplitude thennique moyenne mensuellediminue avec l'altitude. Alors que l'amplitude thennique moyenne annuelle, exprimantla différence entre la température moyenne du mois le plus chaud et la températu~e

moyenne du mois le plus froid, augmente avec l'altitude (tableau 1.7).

Températures moyennes mensuelles du bassin de Merguellil

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-======================= ilFigure 1.2: Variation annuelle des températures moyennes mensuelles de

la région de Merguellil

Tableau 1.5 : Températures mensuelles moyennes maximales (OC)de la région de Merguellil

Station S 0 N 0 J F M A M J J J.. Moyenne ann'"Ouslatia 29.0 23.5 18.9 15.2 14.1 15.4 17.4 19.7 25.1 30.4 34.2 33.9 23.1Sbiba 28.8 23.0 17.8 15.0 13.8 14.6 16.7 19.3 25.0 31.1 34.4 342 22.8Makthar 27.5 20.9 15.2 11.0 9.2 11.0 14.2 18.4 23.4 28.7 32.6 32.2 20.4MoYenne 28.4 22.5 17.3 13.7 12.4 8.7 16.1 18.8 24.5 30.1 33.7 33.4 22.1

Tableau 1.6: Températures mensuelles moyennes minimales eC)de la région de Merguellil

Station S 0 N 0 J F M A M J J A Moyenneann~Ouslatia 15.9 11.7 7.6 5.2 4.4 4.9 6.1 7.9 11.3 14.7 17.4 17.8 10.4Sbiba 15.4 11.2 6.7 4.8 3.7 4.0 5.3 7.4 11.2 15.5 17.5 17.7 m.oMakthar' 15.2 11.2 6.6 3.3 2.1 2.5 4.1 6.5 9.9 14.5 17.9 18.0 9.3 iMoveone 15.5 11.4 7.0 4.4 3.4 3.8 5.2 7.3 10.8 14.9 17.6 17.8 9.9

Tableau 1.7: Amplitudes thermiques moyennes (OC) de la région de MerguellilStation S 0 N 0 J F M A M J J A Moyenne ann....Ouslatia 13.1 11.8 11.3 10.0 9.7 10.5 11.3 11.8 13.8 15.7 16.8 16.1 16.7Sbiba 13.4 11.8 . 11.1 10.2 10.1 10.6 11.4 11.3 13.8 15.6 16.9 16.5 17.2Makthar 12.3 9.7 8.6 7.7 7.1 8.5 10.1 11.9 13.5 14.2 14.7 14.2 19.8Moveone 12.9 11.1 10.3 9.3 9.0 9.9 10.9 11.7 13.7 15.2 16.1 15.6 17.9

,Chapitre 1: Cmlre gbriral de la zone d'itlIde

• Projet dejin d'études d'Ingt!nieurs (1996//997) ESIER /ORSTOM

1.5 - Les sols, le couvert végétal et l'érosion

6

..

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Dans le bassin versant de MergueHiI la texture des sols varie de l'argile auxsables grossiers texturés, La partie haute du bassin comporte des sols peu profonds surune croûte calcaire rigide, le reste du bassin étant formé de sables profonds sur dugrès.

Le couvert végétal décroît de l'amont vers l'aval. Les parties supérieures dubassin sont couvertes de forêt et maquis (Forêt de la KESRA) sévèrement dégradésavec de grandes surfaces qui ont été dénudées par le surpâturage et le défrichement trèspoussé. Ces deux actions ont provoquées sur l'ensemble du bassinia destruction de lavégétation spontanée laissant en place les broussailles et les espèces fourragères nonpâturables, et dont la couverture ne permet plus la protection du sol contre l'érosion.

Deux formes d'érosion prédominent sur le bassin de Merguellil, il s'agit del'érosion en nappe et l'érosion en ravines qui est très marquée dans les zonesconstituées de sols sablonneux non couverts à pentes modérées et raides. Les solsargileux, peu profonds, peu perméables et inclinés sont modérément à sévèrementérodés (Direction CES, 1986). Nous reviendrons plus en détails sur ces éléments dansla troisième partie de cette étude consacrée à l'étude de l'érosion sur ie bassin deMerguellil.

1.6 - Le réseau de drainage et la morphologie du bassin

Le cours d'eau principal draine la quasi totalité du bassin versant. li prendnaissance sur le haut plateau de Makthar et devient successivement l'oued Bahloul,oued Skhira, oued Kerd, pour enfin prendre le nom d'oued Merguellil. Ses principat:Xaffluents se trouvent en rive droite. Il s'agit principalement de l'oued Morra, l'ouedZebbes qui draine le plateau d'El Ala, l'oued Hammam qui draine le flanc nord duDjebel Trozza et l'oued Zitoune qui en draine le flanc sud.

Les caractéristiques morphologiques du bassin versant du Merguellil ml étédéterminées par (Kallel et al., 1975). Elles indiquent que ce bassin est plus ou moinshomogène, allongé avec un relief relativement fort (tableau 1,8).

Tableau 1.8 : Caractéristiques morphologiques du bassin de Merguellilà plusieurs niveaux de son cours

Bassin S (Knr) P(Km) Kc L 1 Ip 19 Os Hmed Hmax Hmin ~'" 1-ie5.. ! 0(Km) (Km) (m) (m) (m) (m) (m) (m) i (ml

Skhira 188 54 1.13 15 12 0.18 22.23 300 810 1226 590 985 650i33Ei

Haffouz 675 117 1.29 43.2 15.3 0.13 13.1 336 600 1226 260 900 335 1 ~

1

Sidi 890 127 1.21 42.6 20.9 0.13 13.5 402 550 1226 220 885 310 1 57:Bouidaria

El 1120 162 1.37 63.3 17.7 0.11 10.0 333 510 1226 200 BOO 255i~Haouareb ,

OIapltre 1: Ctu/re glnéraJ de la zone d'étude

Projetdefin d'études d'Ingénieurs (199611997) ESIER1 ORSTOM 7

Avec:S : La superficie du bassin versantP :Le périmètre du bassinKc :L'indice de compacitéL :La longueur du rectangle équivalent1 : La largeur du rectangle équivalentIp :L'indice de pente de RocheIg :L'indice de pente globalD :La déniveléeDs :La dénivelée spécifiqueHmed :L)altitùdc médianeHmax :L'altitude maximum du bassinHmax :L'altitude minimum du bassinHs% :L'altitude au delà de laquelle se trouve 5 % de la superficie du bassinH9S% :L'altitude au delà de laquelle se trouve 95 % de la superficie du bassin

1.7 - Le ruissellent dans le bassin de Merguellil

De façon générale, le ruissellement constitue une partie de la pluie qui n'a été niinterceptée, ni évaporée, ni retenue dans les dépressions imperméables, ni infiltrée.Elle s'écoule sur la surface du sol par diverses voies jusqu'à rejoindre le réseauhydrographique. Le ruissellement est tributaire de plusieurs facteurs, dont lesprincipaux sont: l'intensité de la pluie, la couverture du sol, la capacité d'infiltrationdu sol, la fonne du bassin et l'état de saturation du sol au moment de la pluie. Sonestimation, jusqu'à présent, constitue un problème majeur. Plusieurs auteurs ontproposé des fonnules empiriques pour l'estimation du ruissellement moyen annuei enTunisie. Parmi ces dernières on peut citer la fonnule de Fersi (1978), la fonnule d"A.Ghorbel (1979), la formule de J. Tixeront et E. Berkaloff (1951), la formule d'"A.Montmarin (1952), etc. Cependant, la méthode la plus précise et la plus sûre pourl'évaluation du ruissellement reste la mesure des débits des cours d'eau au niveau desexutoires des bassins versant.

Au moyen de cette méthode Ayadi (1986) a utilisé les données provenwit desstations hydrométriques (DGRE) qui existaient à ce moment pour aboutir aux résultatssuivants (tableau 1.9) concernant le bassin versant de Merguellil. Ce tableau donne leruissellement moyen observé et reconstitué sans et avec l'année hydrologique 1969­1970 qui constitue une année exceptionnelle dans l'histoire de l'hydrologie tunisieIlIlle.

Tableau 1.9: Ruissellements moyens annuels observés et reconstituésStation S Années ~nne observée ~nne observée Moyenne rec:o."lSlîtuèe Moyenre

(Km") observées avec année 1969-1970 sans année 1969-1970 avec 1969-1970 avec liméeannée

Umml V(106 m3l LCmm) V'106 m3l LCmm) V(106 m3l l.(mm)Skhira 188 7 25.62 4.82 28.76 5.41 29.45 S.5o(

"

Haffouz 675

Sidi 890Boujdaria

12

5

39.17 26.44 19.18

26.32

12.95

23.43

23.76

29.66

16.04

26.4

26.42

32.99

17.6'

29.3E

CJuzpltre1. CtulregWrtd dt! IJJ lone d'ibult!

Projet defin d'~tudes d'/ng~njeurs(/9961/997) ESJER / ORSTOM 8

..

Pour le bassin de Merguellil il a établi une équation entre la lame d'eaumoyenne ruisselée en fonction de la pluie moyenne annuelle à l'exutoire.

R= 0.02 * pl.27

Avec:R: la lame d'eau moyenne annuelle ruisselée en mmP : la pluie moyenne annuelle à l'exutoire en mm.

Ainsi, la lame d'eau moyenne annuelle ruisselée varie de 40 mm à l'amont duMerguellil au niveau du haut plateau de la Kesra, et 15 mm à l'aval du bassin (SelonAyadi, 1986).

Il - LES DONNEES ET SYSRTEMES D'INFORMATIONGEOGRAPHIQUE UTILISES

2.1 - Les données utilisées

Pour la première partie de cette étude un seul type de données sera utilisé, ils'agit de données cartographiques. Les cartes utilisées sont les ca....tes topographiquesdites d'état major au 1150.000. Sept feuilles sont requises pour comTÏr tout le bassinversant du Merguellil. Il s'agit de :

• La carte de Makthar - Feuille LIII (IGNF,1957a)• La carte de Djebel Serdj - Feuille LN (IGNF,1957b)• La carte de Djebel Barbrou-Rohia - Feuille LXI (IGNF,1957c)• La Carte de Haffouz ou Pichon - Feuille LXll (IGNF,1957d)• La carte de Sbiba- Feuille LX IX (IGNF,1957e)• La carte de Djebel Trozza- Feuille LXX (IGNF,1957t)• La carte de Pavillier- Feuille LXXI (IGNF,1957g)

Les données de ces cartes qui intéressent cette étude sont surtout les donnéeshypsométriques. On y prendra donc les courbes de niveau qui traduisent le relief et lamorphologie du bassin versant de Merguellil.

Les crues de 1969, ont produit des changements, non négligeables, dans lamorphologie du bassin. Il aurait donc été plus intéressant d'utiliser, dans ce travail, unecouverture de cartes plus récentes, de 1986. Mais cela n'a pas été possible parce queles cartes publiées, dans cette édition, ne couvrent, jusqu'à présent, que l'aval dubassin versant du Merguellil.

D'autres cartes seront employées dans la dernière partie de ce travail. Il s'agitde carte thématiques :ressources en sols, carte géologique dont on tirera lescouvertures pédologique et lithologique. Les feuilles utilisées sont celles de Kairouan(Barbery et Mohdi, 1987) et Makihar (Mizouri et Al., 1983) au 11200.000.

Qlapllre 1: Cadre gWraI de la ZOM d'/tude

Projet defin d'études d'Ingénieurs (/996/1997) ESIER /ORSTOM 9

En plus on utilisera, les données et hydrométriques (DGRE), dans la secondepartie concernant la simulation des écoulements de surface.

2.2 - Les systèmes d'informations géographiques utilisés

Deux systèmes d'infonnations géographiques seront utilisés dans cette étude.Le premier s'appelle DEMIURGE, il nous pennettra de faire la caractérisationmorphologique du bassin versant de Merguellil. Le deuxième, IDRISI, nous aideradans la détennination des zones homogènes sensibles à l'érosion par superposition deplusieurs couches d'infonnations.

2.2.1 - Présentation de DEMIURGE

DEMIURGE (Digital Model In Urgency) constitue une chaîne de programmespennettant la production et le traitement des modèles numériques du terrain (MNT) quia été mise au point par le Laboratoire d'Hydrologie de l'ORSTOM (Institut Françaisde Recherche Scientifique pour le Développement en Coopération) sis à Montpellier(France).

DEMIURGE est composé de quatre logiciels qui sont le logiciel denumérisation (TI ou TOPOLOG), le logiciel de calcul des Ml\TT (OROLOG), lelogiciel de traitement des MNT (LAMONT) et le logiciel de simulation desécoulements TOPASE (Depraetere C., 1995a).

a- T2

Le module TI pennet la numérisation de documents cartographiés à l'aide de latable à numériser. Il est avant tout adapté à la saisie des planches de courbes de niveau.mais il est aussi apte à saisir d'autres données telles que les réseaux hydrographiques.TI pennet d'assembler les fichiers issus de plusieurs sessions de travail en un seulfichier avec l'utilitaire TI-ASSF; il peut aussi désassembler par géocodes les fichiersissus de T2-ASSF par l'utilitaire T2-DESC. Les fichiers issus de ces deux utilitairessont directement compatibles avec OROLOG.

TI effectue, en plus, la rastérisation des fichiers provenants de la numérisationpour les rendre compatibles avec LAMONT par son utilitaire T2-RAST. Enfin, lemodule T2 pennet de créer les fichiers compatibles avec deux systèmes d'informatiOOlSgéographiques MAPINFO et IDRISI. Notons que les fichiers issus directement de TIont comme extension CRT et sont compatibles avec OROLOG (Depraetere C, 1995b).

Chapitre 1: OuJre gbrbaJ de la zone d'étude

Projet defin d'itudes d '1nginieurs (199611997) ESIER IORSTOM

b- OROLOG

10

Le module OROLOG pennet le calcul des modèles numenques du terrain(MNT) à partir de fichiers des courbes de niveau numérisées obtenus par T2. Lesfichiers en sortie sont des fichiers d'altitudes d'extension MNT en mode raster et donccompatibles avec LAMONT.

L'interpolation se fait en quatre étapes (voir OROLOG, module d'interpolationversion 1,2) et nécessite la création d'un certain nombre de fichiers intermédiaires(Depraetere C., 1995c).

c- LAMONT

LAMONT signifie Logiciel d'Application des MOdèles Numériques de terrain.Il crée un certain nombre de fichiers dérivés du MNT en utilisant un rie deux modes decalcul : mode maillé ou mode centré.

On distingue quatre types de fichiers dérivés en fonction de la nê.llire del'Lrlfonnation, qui peut être qualitative ou quantitative, et de son objet qui }'tut ètrerelatif soit aux fonnes de terrain, soit aux propriétés de drainage (Depraetere, l995cf).

• Fichiers géomorphométriques:Ils représentent une mesure d'une propriété du terrain (pente, courbure) et 5<00t

au nombre de onze dont les principaux sont:

~ Fichier d'altitudes :Ce fichier a pour extension ALT. Pour le calcul en modecentré ce fichier correspond au MNT, alors qu'en modemailléiesvaleursd.ê.ltitudesau niveau des mailles sont égales à la moyenne des altitudes des quatre poiimsdélimitant la maille.

# Fichier des pentes: Dans le logiciel LAMONT, le fichier des pentes esT

exprimé en dixième de degrés et a pour extension PEN.

# Fichier des expositions :Ce fichier a pour extension EXP. Les valeurs de cefichier appartiennent à l'intervalle [0, 360] degrés, sauf lorsque la pente ~l nulleauquel cas la valeur est -1.

# Fichier des convexités verticales :Les convexités verticales représentent onemesure de la courbure de la ligne de plus grande pente. Ce fichier ne peut être calculéqu'en mode maillé et a pour extension COV.

# Fichier des convexités horizontales : Les convexités horizontales représentr.en!une mesure de la courbure des courbes de niveau. Les valeurs comprises dans cefichier, d'extension COR, sont comprises entre -1800 (dépressions) et 1800 (so:nme1rSj.

CluJpltre 1: Codre gblérQ/ de la zoM d'iJude

Projet dejin d'érudes d'Inglnieurs (/99611997) ESIER IORSTOM 11

..

* Fichier des courbures totales: La courbure totale correspond à la différenceentre le produit des courbures en X et Y et le carré de la courbure XY. Le fichier apour extension CT.

* Fichier des encaissements: Les encaissements représentent une mesure de ladénivelée entre la maille centrale et ses huit voisines. La valeur de l'encaissement estégale à la somme des dénivelées. Une valeur positive signale que les reliefs situés audessus de l'altitude de la maille centrale sont dominants. Alors qu'une valeur négativesignale une prédominance des reliefs encaissés c'est à dire situés en dessous del'altitude de la maille centrale. Ce fichier a pour extension ENC.

• Fichiers géomorph%giques :Ces fichiers correspondent à une classification des formes du terrain (sommets,

cols, versants, etc.). Un seul fichier géomorphologique est calculé par tAMONT~ ils'agit du fichier des sites. Ce fichier a sm comme extension et est obtenu enconsidérant l'altitude relative de la maille centrale par rapport à ses voisines : altitudesinférieures ou égales d'une part, altitudes supérieures d'autre part. Théoriquement 256(28

) cas sont possible, mais en vue de la simplification, seuls 19 classes serontdifférenciées qui peuvent être groupées en cinq familles:

• plans horizontaux: code 9,.. sites encaissés (dépressions, vallées) : codes 5 à 8,.. versants: code 4,.. sites dégagés (sommets, crêtes) : codes 0 à 3

• Fichiers hydrologiques:Ils correspondent à une classification en fonction d'un critère de drainage. D~.:lX

fichiers hydrologiques nous sont offerts :

* Fichier de drainages (ou modèle de drainage ) : Le modèle de drainagecontient les directions de drainage entre la maille centrale et une de ces huit voisinteSen fonction du fichier dérivé des altitudes. La direction est déterminée selon le principede la descente maximale: le drainage se fait dans la direction de la maille \"Oismed'altitud.e inférieure la plus faible. Neuf cas peuvent se présenter:

œ0 : pas de drainage.ID 1 : drainage vers le nord.ID 2 : drainage vers le nord-ouest.ID 3 : drainage vers le ouest.ID 4 : drainage vers le sud-ouest.ID 5 : drainage vers le sud.ID 6 : drainage vers le sud-est.ID 7 : drainage vers l'est.ID 8 : drainage vers le nord-est.

Chapitre 1: Ctulre glnhal tU /JI zone d'ltude

Proja dejin d'études d'Ingtnieurs (/996/1997) ESlER IORSTOM 12

"'

Ce modèle de drainage peut comporter des anomalies telles que les dépressionsparasites, boucles de drainages, etc. Ces anomalies sont corrigées de deux façons :interactivement d'une part, et automatiquement d'autre part.

# Fichier bassins versants: Ce fichier permet de délimiter les bassins versantscontenus dans les modèles numériques du terrain à partir du modèle du drainage et enutilisant l'utilitaire LAM-BV.

• Fichiers hydrométriques:Les fichiers hydrométriques représentent une mesure d'une propriété de

drainage tel qu'il peut être déduit du MNT. Ces fichiers sont dérivés du modèle dedrainage obtenu dans les fichiers hydrologiques. Il s'agit principalement de :

~ Fichier des longueurs de drains: Ce fichier contient la longueur du drain leplus long passant par chaque maille et a pour extension LOD. La longueur de drain estexprimée en nombre de pas du MNT.

# Fichier des distances à l'exutoire: Ce fichiers contient les distances entrechaque maille et l'exutoire du bassin versant auquel elle appartient et a pour extensionDBV. Comme dans le cas précédent, les distances à l'exutoire sont exprimées en pasduMNT.

, Fichier des surfaces drainées: Ce fichier contient les distances entre chaquemaille et l'exutoire du bassin versant situé à l'amont de chaque maille et a pourextension SBV.

# Fichier des indices de compacité (lc): L'indice de Compacité est calculé enfaisant le rapport entre la surface drainée (S) et le carré de hl. longueur du drain leplus long (1..).

le = S/(L2)

d- TOPASE

Le logicielIQPASE (topographie appliquée à la simulation des écoulements desurface) est le dernier programme del~ chaîne de production et de traitement des MNTDEMIURGE. Il permet la simulation des écoulements de surface à partir de quatrefichiers dérivés du MNT créés par LAMaNT. Ces fichiers sont: le fichier desaltitudes (ALT), le fichier des surfaces drainées (SBV), le fichier des convexitéshorizontales (COR) et le fichier des modèles de drainage (DRA) (Depraetere, 1995e).Il constitue une application intéressante pour l'hydrologie du bassin et l'analyse duMNT.

Les principales procédures de DEMIURGE utilisées dans cette étude sontprésentés en annexe 2.

Chapllre 1: Ou/re ginéraJ de /Q zone d'éIIlde

Projet dejin d'élUdes d'Ingénieurs (1996//997) ESIER IORSTOM

2.2 - Présentation d'IDRISI

IJ

,

Le logiciel IDRISI a été mis au point par l'équipe du professeur R. EASTMANde l'université de CLARK aux Etats unis. Il a été écrit en Turbo Pascal et fonctionnesur P.C compatibles.

Il gère trois catégories de formats fichiers ; le format ascii, binaire et binairecompacté. Ces fichiers peuvent contenir trois types de données :bytes, entiers et réels.

Dans IDRISI, il existe toujours deux types de fichiers pour caractériser unemême couche d'infonnation, il s'agit de :

• Fichier de données ne contenant que les valeurs. Ces valeurs dépendent de lastructure d'informations à gérer qui peuvent être:

* structure grille(image) d'extension IMG1 structure Vecteur d'extension VEC* structure attribut (value) d'extension VAL.

• Fichier entête (document) qui est associé à un fichier données (image, attribut ouvecteur). Ainsi à une grille il est associé le fichier d'extension DOC, l'extensionDVC pour la structure vecteur et DVL pour les fichiers de structure attribut. Lefichier entête contient les informations concernant le titre, les coordonnéesgéographiques de référence, le nombre de lignes et de colonnes, les dLl11ensions dupixel, le format et le type de fichier, etc.

Le fichier de données n'est considéré par IDRISI que dans Je cas où son fichierentête a été préalablement créé. Par ailleurs, IDRISI utilise d'autres extensionsspécifiques qu'il n'est pas nécessaire de défmir.

IDRISI est composé par un ensemble de modules comprenant chacun unensemble de procédures. En fonction de leur utilité, ces modules peuvent être groupésen trois classes :

• Le module de base: il est composé de procédures fondamentales pour entrer,stocker, gérer et afficher les images.

• Les modules d'analyses: il s'agit de modules de traitement d'image et d'analysegéographique et statistique.

• Les modules périphériques: ils comprennent toutes les procédures detransformation, d'importation et d'exportation des données (Collet et Willernin,1994)

Chapitre 1: OuIre génbaJ de la zone d'itlule

Projet de fin d'études d'Ingénieurs (/996/1997) ESlER /ORSTOM 14

Ce système d'information géographique sera utilisé dans la deuxième partie decette étude. A défaut de pouvoir utiliser DEMIURGE, nous en ferons recours poursuperposer les couches d'infonnations. Cette superposition nous permettra dedéterminer les zones d'homogènes sensibilités à l'érosion.

Les principales procédures que comporte IDRISI sont présentés enannexe 3.

Conclusion

Accolé au bassin du Zeroud sur son flanc nord ouest, le bassin versant de l'ouedMerguellil est situé en Tunisie centrale. Il est globalement homogène et allongépresque sous forme d'Wl triangle. Son relief est fort, avec un sommet situé à 1226 ID

d'altitude et une dénivelée de plus de 600 m.

La pluviométrie sur ce bassin augmente de l'aval vers l'amont (240 à ElHaouareb, 500 mm à Makthar ), à l'inverse de la température qui diminue de l'avalvers l'amont en fonction de l'altitude. Ainsi le nord ouest du bassin est caractérisé parun climat semi-aride inférieur et supérieur à hiver frais. Le reste du bassin ayant Ufl

climat senll-aride supérieur à hiver tempéré à l'exception des reliefs du Trozza etd'Ouslatia qui connaissent un climat semi-aride inférieur à hiver tempéré.

Le ruissellement moyen, estimé par Ayadi (1986), varie entre 40 (à l'amont) et15 mm (à l'aval) sur le bassin versant de Merguellil (selon Ayadi, 1986),

L'érosion en nappe d'une part, le sapement de berges et le ra\inement d'autrepart, faisant suite à la dégradation de la végétation naturelle par le surpâturage etl'ouverture de nouvelles terres à la culture, constituent les principales formesd'érosions rencontrées sur le bassin versant de l'oued Merguellil.

On utilisera dans ce travail, les données cartographiques et hydrologiques tiréesde la OGRE. Nous ferons aussi recours à deux systèmes d'informationsgéographiques. L'un DEMIURGE pour le calcul et le traitement du MNT. L'autre.IDRISI, pour la superposition des couches d'informations concernant l'érosion.

Chapitre 1: OuJre gbrhal de lJz zone d'étJUJc

Chapitre 1/:PRODUCTION ET TRAITEMENT DU

MODELE NUMERIQUE DE TERRAIN(MNT) DU BASSIN DE MERGUELLIL

Introduction

De nos jours, on ne peut parler de caractérisation morphologique d'une régiondonnée sans faire intervenir la notion de modèles numériques du terrain (MNT). Unmodèle numérique de terrain· est une représentation numérique d'une région dOIUléepar un champ d'altitudes. Cette représentation peut être soit sous fonne d'un semis depoints caractéristiques de la région, soit sous fonne vecteur constituant une planche decourbes de niveau, soit sous fonne d'une grille régulière à mailles carrées connue sousle nom de représentation « raster» (Derouiche, 1994). Par abus de langage les gens onttendance à donner le nom de modèle numérique de terrain à cette seule dernièrereprésentation parce qu'elle est la plus utilisée.

Dans la suite, il vous sera présenté la méthodologie qui a été utilisée pour lecalcul du MNT, de type DEMIURGE, du bassin versant de Merguellil. Ensuite", onpassera à son exploitation pour des fins morphologiques, morphornétriques,hydrologiques, et hydrométriques pour caractériser morphométriquement le bassinversant en question.

1- NUMERISATION DE COURBES DE NIVEAU ET CALCULDU MODELE NUMERIQUE DU TERRAIN (MNT)

1.1 - Numérisation des courbes de niveau

1.1.1 - SAISIE DE COURBES DE NIVEAU

La saisie de la planche de courbes de niveau du bassin versant du Merguellil 2

été effectué à l'aide du programme T2 de DEMIURGE. Etant donné l'étendue dubassin (~ 1200 Km2), l'échelle des cartes (1/50.000) utilisées et la surface active de latable à digitaliser (305x457mm), plusieurs sessions de saisie ont été nécessaires pourcouvrir tout le bassin versant. En tout, on a utilisé treize (13) sessions de saisie (annexe1). Leur nombre correspondant à chaque feuille topographique est compris dans letableau 2.1.

Projet de fin d'études d'1ngénieurs (/996/1997) ESlER /ORSTOM 16

Tableau 2 1 'Sessions de saisie et références par cartes topographiques. .Feuille topographique Nom des sessions Nombre de sessions

MAKTHAR SESSNI 2SESSN2

DJEBEL SERDJ SESSN3 2SESSN4

ROHIA-DJEBEL SESSN5 2BARBROU SESSN6

HAFFOUZ (PICHON) SESSN7 3SESSN8SESSN9

SBIBA SESSNI0 1

DJEBEL TROZZA SESSNII 3SESSN12SESSN13

PAVILLIER SESSN13 1

Toutes les courbes de niveau ont été saisies (avec 10 m d'équidistance) saufdans les zones accidentées où seules les courbes maîtresses (50 m d'équidistance) l'ontété.

1.1.2 - CORRECTIONS ET TRAITEMENTS DE COURBES NUMERISEES:

• Corrections:Pendant et après la saisie quelques corrections ont été éventuellement apportées

aux courbes de niveau numérisées. Elles concernent essentiellement les géocodes descourbes et la suppression des courbes mal saisies.

• Traitements:Deux principaux types de traitements ont été effectués pour les courbes de

niveau numérisées. D'une part il Y a la généralisation, et d'autre part l'assemblage.Le premier consiste à éliminer les points peu utiles saisis en continue, en fonction d'unfacteur de généralisation exprimé en coordonnées table. Quant à l'assemblage~ il enexiste deux catégories. La première catégorie est l'assemblage de toutes les sessions enun seul et unique fichier (ONffiON, 1995). Cela nécessite, au préalable, la créationpour chacune des sessions d'un fichier de calage dans lequel on définit ses qU2.tre (4)points de calage. Dans le tableau 2.2 on trouve les valeurs utilisées pour assembler lestreize sessions qui couvrent le bassin de Merguellil. Ces valeurs sont les coordonnées(m) du point de calage inférieur gauche de chaque session relativement à la sessionSESSN13 pris comme origine (X=O m, Y=O m).

Projet de fin d'études d'Ingénieurs (/99611997) ESIER /ORSTOM

Tableau 2.2 :Valeurs d'assemblage des sessions de saisie

17

"

Nom de Session Coordonnée X (m) Coordonnée Y (m)SESSN13 0 0SESSN12 0 12015SESSN11 5000 22035SESSN1û 15070 34580SESSN9 20110 2640SESSN8 20130 12110SESSN7 20130 23600SESSN6 20070 34580SESSN5 47110 30340SESSN4 40205 6990SESSN3 40150 21340SESSN2 40205 34545SESSN1 1 40155 49135

La deuxième catégorie d'assemblage effectué après la mise en ensemble detoutes les sessions est l'assemblage de plusieurs parties d'une même courbe de niveaucontinue sur plusieurs sessions. Il s'agit de les assembler en une seule et unique courbequi sera utilisée dans le calcul du Ml\rr.

1.2 - Calcul du Modèle Numérique de Terrain (MNT)

Après les traitements des courbes, on a entamé le calcul du modèle numériquedu terrain par le programme OROLOG de DEMIURGE. Pour ce calcul un certainnombre de paramètres, minimisant le «coefficient d'oscillation» des altitudesdénivelées du MNT par rapport aux courbes de niveau de départ, ont été, au préalable.déterminés (KINGUMBI,1996).

Pour le calcul du MNT du Merguellil, les paramètres suivants (Tableau 2.3) on!été utilisés.

Tableau 2.3 :Paramètres de calcul du MNT du Merguellil

Paramètre ValeurPas du MNT BOrnIntervalle entre les courbes 30mCoefficient de surpondération morphologique 1.45Pondération en fonction de la distance logarithmiqueNombre d'axes d'interpolation 4 axes

Le modèle numérique du terrain calculé, couvrant le bassin de Merguellil et sesalentours, a les caractéristiques suivantes:

• Taille du MNT :465 profils de 375 points

ChaplJre 11: Prodllctio" et trallement dll MNT de MergudJJJ

Projet de fin d'études d'Ingénieurs (/996/1997) ESIER /ORSTOM

• Unité du fichier en mètres: 1 mètre• Valeur minimale du MNT : 172 mètres• Valeur maximale du MNT: 1222 mètres• Nombre de mailles du MNT cotées: 98257• Surface couverte par le MNT: 1660.5 Km2• Nombre de codes extérieurs: 76118 soit 43.7 % de l'image.

Il - TRAITEMENT DU MNT DU MERGUELLIL A DES FINSMORPHOLOGIQUES ET MORPHOMETRIQUES

18

Les fichiers dérivés du MNT sont calculés à partir du logiciel LAMONT.Quatre type de fichiers ont été obtenus. Il s'agit de fichiers géomorphométriques.géomorphologiques, hydrométriques et hydrologiques. Par la suite nous présenteronsdans chaque type de fichiers, ceux qui nous ont semblé les plus importants.

2.1 - Fichiers géomorphométriques

Comme leur nom l'indique, ces fichiers représentent une mesure d'unepropriété de terrain à partir du MNT. Parmi ces fichiers les plus importants sont lefichier des altitudes, celui des pentes, celui des expositions et le fichier des convexitéstotales.

2.1.1 - LE FICHIER DES ALTITUDES

Le fichier des altitudes du bassin versant de Merguellil met en évidence sonrelief. En effet, on y observe les principales formes montagneuses qui entourent Ci

bassin. Les plus en vue sont au Nord-est le Djebel Ousseltia, au Nord-ouest et à l' oues;:le haut plateau de la Kesra et le Djebel Barbrou. Vers le Sud-est on trouve le Djebe;Touila, et bien sûr le Djebel Trozza (voir figure 2.1). Le tableau 2.4 contient lesclasses de ce fichier, dont les valeurs extrêmes sont 192 et 1215 m, représentées sur hcarte des altitudes (figure 2.1). A partir de ce fichier on peut constituer les classes plusnombreuses d'altitudes qui traduisent l'hypsométrie du bassin (tableau 2.5 et figur~

2.2).

Chapitre If: ProdMetJqn et traitemenl dM MNT de Met'lfUelJJJ

Fig. 2.1 : CARTE DES ALTITUDES DU BASSIN DE MERGUELLIL

N

A

• 1000 -1215 m

800 -1000 m

D 600 - 800 m

450 - 600 m

D 300 - 450 m

192 - 300 m

0 5 10 '15 Km1\ 4!UAGi

Proje(deflnd'~des d'Ingénieurs (1996/1997) ESIER IORSTOM 20

Tableau 2.4 :les classes d'altitudes du bassin versant de Merguellil

Classes Altitudes (m) Surfaces (Km2) % Surface

1 192-300 145.5 12.22 300-450 333.8 28.03 450-600 342.2 28.74 600-800 237.3 19.95 800-1000 119.2 10.06 1000-1215 014.3 01.2

III1" db' d M25 L'hT bla eau " 'ypsome rie u assm e ergue 1. "

Altitudes (m) °lct Surface situé au dessus de l'altitude choisie192 100250 95.3300 87.8350 76.4400 67.0450 59.8500 51A550 39.5600 31.1650 25.0700 19.7750 15.3 -800 11.2850 6.6900 3.7950 1.81000 1.21100 0.11215 0

Chapitre 1/: Production et traltement du MNT de Mergue//J/

Projet dejin d'études d'Ingénieurs (1996/1997) ESIER / ORSTOM 21

r :::'::'_-===~::;:-~'''':~-=----=~ll,

Courbe Hypsométrique de Merguellil Il:,, 1

1350 ,-- -----

1150

80604020o

9~

.g 7~

~ct

;ii,

5~ 1

3~1 1

J

I

i1~ c--------"""'e----~-----;---____I~---+___--_____11

100 ill,l.1:: ~. Surface Il

Figure 2.2 : Courbe hypsométlique du bassin de Merguellil à El Haouareb

Cette courbe (figure 2.2) traduit un relief assez ancien travaillé par l'érosion(pertes régulières) et l'influence très faible des reliefs amont (environ 40% au bassmversant) .

2.1.2 - LE FICHIER DES PENTES

Le fichier des pentes met en exergue, sur l'ensemble du bassin les différentesformes de relief. Les grandes pentes sont constatées sur les formations montagneusesdu bassin, qui sont les Djebels Trozza, Ousseltia, Barbrou, Touila et le haut plateau dela Kesra. Les faibles pentes sont constatées à l'aval du bassin (juste en face du barraged'El Haouareb, sur le plateau d'El Ala, la plaine d'Ousseltia et à J'amont du bassin(sur la route vers Makthar) (figure 2.3).Le tableau 2.6 contient les classes de ce fichier, dont les valeurs extrêmes sont 0 et41.1 0

, représentées sur la carte des pentes(figure 2.3).

A partir de ce fichier on a déterminé la répartition des pentes en fonction du %de superficie du bassin qu'elles occupent (tableau 2.7 et figure 2.3).

Tableau 2.6 :Les classes de pentes du bassin versant de Merguellil

Classes Pentes (dee:ré) Surfaces (Km1) % Surface 11

l ' 0-2 491.5 41.2 12 2-4 347.1 29.13 4-10 277.8 23.34 >10 76.3 06.4

ClUIpitre Il: Production et traJtemenl du MNT de Mergudiil

-------_. _._----

FiC). 2.3 : CAnTE DES PENTES DU BASSIN DE MERGUELUL

4 -100

o•

5 10 15 Km

N

A

..

Projet dejin d'~tudesd'/ng~nkurs(/996//997) ESIER IORSTOM ?3

Tableau 2 7 . Répartition des pentes en fonction de la surface sur le bassin.Pentes (dixième de de~ré) 0/0 Surface

411 100300 99.9200 98.8150 97.2125 95.7100 93.675 89.750 79.440 75.130 6020 41.210 16.70 0

11-45

Courbe de pentes en fonction de surface du Bassin de 1

Merguellil 1

-------- --_.-------- 1

40 1

~5 1

~ 30 ~' i! :: 1 i li.•; 15 i, l';

Il' c... i !

I

l 10 1 ! '

II 5 j 1:

L'_0~O'~====-----i-----------; 1·

20 40 60 80 100 1:

"10 Surface : .

. ilFigure 2.4: Courbe de répartition des pentes en fonction du % de la surface

La courbe ci dessus (figure 2.4) montre qu'il y a prédominance de pentes faiblessur le bassin de Merguellil. En effet plus de 75 % du bassin ont une pente inférieure à5°. Cela peut traduire que les pentes jouent un rôle limité dans le transport solide de cebassin.

.'Chapitre Il: ProdMctJon et traitement dM MNT de MergueJJj/

Projddefin d'études d'lng~nieurs {l99611997} ESIERIORSTOM 24

2.1.3 - LE FICHIER DES EXPOSITIONS

Ce fichier rend compte des orientations de la surface du bassin de Merguellil.Cinq cas sont possibles; l'orientation vers le nord, vers le sud, vers l'est, vers l'ouest etsans orientation quand la pente est nulle.

On constate que sur le bassin du Merguellil les orientations dominantes sontcelles vers le nord et vers l'Est. D'une part, vers l'est parce que c'est l'orientation ducours d'eau principal. Et d'autre part, vers le nord parce que les plus grands affiuantsde Merguellil sont à sa rive droite. Les valeurs de ce fichiers sont compris entre -1 et3590 et ont été divisées en 4 classes qui figurent dans le tableau 2.8 et représentées surla carte des expositions du bassin versant de Merguellil (figure 2.5).

Il'1. d Md bd'28 L CIT bla eau . es asses ex JOSI Ions u assin e ergue 1. .Classe Orientation Valeurs d'an2le % Superficie

1 OUEST 0-90 16.22 NORD 90-180 29.33 EST 180-270 36.64 SUD 270-360 17.9

2.1.4 - LE FICHIER DES CONVEXITES TOTALES

Comme tous les fichiers de convexités et ceux des courbures, le fichier desconvexités totales rend compte des courbures locales dépendant de la morphologielocale. Ces formes peuvent être soit des talwegs soit des lignes de crête. On lesremarque surtout sur les zones en relief (voir figure 2.6).

Chapitre 11: Produt:/Ü)n et lraiûlflLnt du ItlNTde MergudliJ

Fig. 2.5: CARTE DES EXPOSITIONS DU BASSIN DE MERGUELLIL

IB'~ Orientation sud

Orientation Nord

_ Orientation Est

_ Orientation Ouest

o 5 10 15 Km

l1

!1

N

A

Fig. 2.6 : CARTE DES CONVEXITES TOTALESDU BASSIN DE MERGUELLIL

----------------------=--------- ;

Projet defin d'études d'lnginieurs (/99611997) ESIER /ORSTOM

2.2 - Fichier géomorphologique :

26

Un seul fichier de classification des formes du terrain a été calculé. Il s'agit dufichier des sites du bassin versant du Merguellil. Ces sites peuvent être divisés en troistypes: sites dégagés (crêtes), sites encaissés (talwegs) et les versants.Sur le bassin versant de Merguellil, les versants sont situés surtout au niveau de zonesplates et constituent la principale forme de terrain (figure 2.7). La classification de cesdifférentes formes du terrain se trouve dans le tableau 2.9.

Tableau 2.9 :Classification des formes du terrain du bassin de Merguellil

Classe site Valeur Surface (Km:!) % Surface1 Sites dégagés 0-3 347.0 29.i2 Versants 4 549.6 46.13 sites encaissés 5-8 274.2 23.04 reste 9-25 21.5 01.8

2.3 - Fichiers hydrométriques et hydrologiques

Contrairement aux fichiers géomorphométriques et géomorphologique quidécoulent directement du MNT, les fichiers hydrologiques et hydrométriques sontissus du modèle de drainage calculé à partir du MNT. Ce modèle a été corrigéinteractivement en vue de l'obtention d'un drainage plus ou moins conforme à laréalité.

Les principaux fichiers hydrométriques calculés sont: le fichier des surfacesdrainées, celui des longueurs de drains et celui des distances à ]'exutoire. Ce dernierrend compte de la distance de chaque maille du bassin par rapport à son exutoire(figure 2.8). Les classes de ce fichier représentées sur la figure 2.8 sont compris dansle tableau 2.10.

Le plus long drain donné par le fichier de longueurs de drains mesure 582 pasdu MNT, soit une distance de 75.7 Km. En dehors du fichier de drainage, les fichiersbassins versant constituent les seuls fichiers hydrologiques dont on peut disposer àpartir du modèle numérique de terrain. Cinq sous bassins pour lesquels les sériesd'observation sont disponibles ont été délimités sur les cartes. Il s'agit de bassins deSkhira, HaffollZ Cassis et Téléphérique, Morra (barrage), et Zebbes (figure 2.9). Cesmêmes bassins, délimités sur le :MNT, ont donné les superficies de même ordre dansles deux cas. Cependant, ces valeurs de superficies comparées à celles existant dans lamonographie donne des différences de 7 % à El Haouareb, 2 % à HaffouzTéléphérique, 1.4 Haffouz Cassis et 3 % à Skhira (tableau 2.11). Ces différences sontsurtout dues aux différences entre les tracés de la linùte du bassin utilisés dans cesdeux études. Mais cela reste à vérifier, par une descente sur le terrain.

ChaplJre Il: Production et trakemelll du MNT de MergueUil

Fig. 2.7: CARTE DES SITES DU BASSIN DE IVIERGUELLIL

III Crêtes

Il Talwegs

Il Versants

o 5 10 15 Km

N

A

Fig. 2.8: CARTE DES DISTANCES A L'EXUTOIREDU BASSIN DE MERGUELLIL

67.3 - 84.2 Km

III 50.4 - 67.3 Km

III 33.5 - 50.4 Km

D 15.6 - 33.5 Km

III 0-15.6Km

0 5 10 15 Km

N

A

Projet defin d'études d'lngénieul'$ (1996//997) ESIERIORSTOM 28

Tous les principaux sous bassins, leur superficie et la localisation de leurexutoire sur le MNT sont présentés dans le tableau 2.12 (carte figure 2.10). Ces sousbassins ont été délimités sur le MNT. On commence d'abord par détenniner lescoordonnées de leurs exutoires par exploration du MNT sous le module «IMAGE ».Après cette opération, on passe sous le module des « fichiers déridés du modèles dedrainage» où·on peut créer un fichier bassin versant (BAS) en introduisant lescoordonnées de son exutoire.

L'intérêt de ce découpage est de voir l'homogénéité des bassins en vued'analyse des ruissellements et de modélisation.

Tableau 2.10 :Classes des distances à l'exutoire du bassin de Merguellil

Classe PasMNT Distance (Km) Surface (Km2)

1 0-127.6 0-15.6 16.92 127.6-257.7 15.6-33.5 29.43 257.7-387.8 33.5-50.4 25.54 387.8-517.9 50.4-67.3 15.35 517.9-648.0 67.3-84.2 12.9

Tableau 2.11 :Comparaison des superficies de bassins (aux stations observées)délimités sur les cartes et le sur MNT

Station Superficie (S) Superficie issue des Superficie (S} Différences (%)issue du MNT Cartes (Km2

) obtenue entre S.du MNT(Km2 ) d'ailleurs (Km2

) et S d'ailleursMorra 12.1 11.6 12.5 3Skhira 192.9 192.9 188 ')...Zebbes 181.3 179.9 - -Haffouz Cas 634.3 634.7 643 1.4Haffouz Tél 663.0 662.8 675 2El Haouareb 1192.3 1191.2 1120 7

C1uJpltre Il: ProductIon et traJtmrent du MNT de MergueJJJJ

Projet de fin d'irudes d'lngl!nieurs (1996//997) ESIER /ORSTOM 29

Tableau 212 ·Les principaux sous bassins du bassin de Merguellil. .Bassin Code Superficie (Km2) Coordonnées de l'exutoire

El Houareb 1 1192.3 X=443(barrage) Y=133

Oued Kreshem 2 60.0 X=434Y=118

Oued El Aioun 3 79.2 X=412Y=118

Oued Zitoune 4 44.5 X=407Y-==125

Oued Hammam 5 53.2 X=405Y=130

Oued Zebbes 6 181.3 X=337(station) Y=183Haffouz téléph 7 663.0 X=379

,

(station) Y=177Haffouz Cassis 8 634.3 X=371.(station) Y=198Oued Msila 9 17.7 X=369

Y=193Oued Redjal 10 15.6 X=354

Y=238Oued El Mais 11 14.9 X=340

Y=247Oued Ettiour 12 35.5 X=347

Y=250Oued Hajar 13 20.6 X=325

Y=260Oued MOITa (grand) 14 70.6 X=222

Y=237MOITa Barrage 15 12.1 X=192(station) Y=211Skhira (station) 16 192.9 X=185

Y=255

Chapitre II: Produaion et traJùmDrt dII MNT de MergudJiJ

Fig. 2.9: CARTE DES SOUS-BASSINS DE MERGUELLIL (Cartes)

N 1

AI1

1

Haffouz C

Zebbès

10

" Morra .'

5o 15 Km---===---

Fig. 2.10: CARTE DES SOUS-BASSINS DE MERGUELUL (MNT)

o 5 10 15 Km

Haffouz C

Zitoune

El Aiou!l

N

A

Projet defin d'études d'Ingénieurs (1996/1997) ESIERIORSTOM 3 J

2.4 - Caractéristiques morphologiques dessous bassins de Merguellil

Pour chacun des sous-bassins énumérés précédemment, on a déterminé sescaractéristiques morphologiques (annexe 5) qui sont résumées dans la suite (tableau2.13).

Tableau 2 13 :Caractéristiques morphologiques des sous bassins du Merguellil.Bassin S (Km2) Hm1n(m) Hmax(m) H95%(m) Hmed(m) H5%(m) D(m)

Skhira 192.9 584 1215 652.3 813.8 1039.8 387.5Morra(barge) 12.1 578 738 598.8 657.4 714.7 115.9Morra 70.6 504 901 553.3 660.3 815.0 261.7Hajar 20.6 351 631 368.7 471.2 578.1 209.4Ettiour 35.5 326 857 368.0 516.0 733.7 365.7El Mais 14.9 334 581 365.5 418.5 554.0 248.5Redjal 15.6 316 559 335.6 405.0 525 189.4Msila 17.7 269 518 302.8 376.8 469.5 166.7Haffouz C 634.3 259 1215 350.0 610 915.8 656.8Haffouz T 663.0 247 1215 329.6 595 912 582.4Zebbes 181.3 350 739 423 421.0 653.2 230.2Hammam 53.2 219 984 235.6 4387.7 813.8 578.2Zetoune 44.5 222 985 267.1 427.8 774.7 507.6El Aioun 79.2 227 600 271.8 338.6 426.7 154.9El Kreshem 60.0 206 536 226.8 279.4 412.0 185.2Merguellil 1192.3 192 1215 250.4 504.1 866.6 616.2

Comparées à celles ayant été déterminées par ailleurs pour certains sousbassins, ces caractéristiques prouvent la conformité du MNT élaboré au relief dubassin versant du Merguellil (tableau 2.8 et tableau 1.8). Cependant, il y a lieu designaler que pour le bassin versant limité à la station Skhira on trouve une valeur deHs% très supérieure à celle trouvée dans la monographie hydrologique des ouedsZeroud et Merguellil. Cette anomalie est aussi due à la différence entre les tracés de lalimite bu bassin, considérés dans les deux études, au niveau du plateau de Kesra

CJraplJre Il: Prodllcdon et trallemorr dII MNT de MergudIiJ

Projet defin d'~tudesd'lng~nieun(1996/1997) ESIER /ORSTOM

Conclusion

32

Le bassin versant de l'oued Merguellil limité à El Haouareb a une superficie del'ordre 1200 Km2. Il est caractérisé par un relief relativement fort. Le modèlenumérique du terrain calculé pour ce bassin, a donné de bons résultats. A partir de cedernier, on a pu' caractériser morphologiquement le bassin de Merguellil. Cettecaractérisation a donné une idée plus précise sur la morphologie du bassin en généralet de ses principaux sous bassins en particulier.

Cependant, si on regarde de plus près on constate deux petites anomalies. Lapremière est que les altitudes extrêmes (maximum et minimum) des sous bassins necorrespondent pas toujours à celles des cartes topographiques. A litre d'exemple, lepoint culminant du bassin donné par le MNT est à 1222 m. Alors que sur les cartestopographiques on trouve1226 m. Ceci s'explique par le fait que les altitudes du MNTont été obtenues par interpolation et que donc on a associé à chaque pixel du MNT(l30x130 m) une valeur moyenne en fonction des courbes de niveau voisines. L'eireurentre ces altitudes est toujours inférieure à 1 %. Ceci parait donc peu important.

La deuxième constatation concerne les pentes maximales. Le fichier. des pentes,donne une valeur extrême de 41.1 0

• Ceci, peut sembler, non confonne à la réalité,d'autant plus qu'on trouve des zones très accidentées sur quelques djebels. }vlaiss'explique par la même raison que précédemment et par le fait que, dans lanumérisation de ces zones, nous n'avons considéré que les courbes maîtresses. Cela adonc diminué les valeurs maximales des pentes. Mais on ne doit pas y attacher tropd'importance d'autant plus que ces zones n'occupent qu'une hûnne proportion de lasuperficie du bassin du Merguellil.

Vus les résultats qu'il donne ce MNT peut être considéré conune bon. On autilisé dans sa réalisation des cartes un peu anciennes. Il aurait été meilleur d" enutiliser les plus récentes. Il est évident.que l'échelle de la carte a joué aussi un rôleimportant. En effet plus l'échelle est grande plus on a la possibilité de prendre encompte toute la morphologie du bassin. Ceci se remarque bien quand on compare ceMNT à celui réalisé à partir des cartes, plus récentes, mais au 200.00o-~

(KINGUMBI, 1996).

Chapitre 11: Production et traJtement du MNTu MergueJ1i1

Chapitre III:SIMULATION DES

ECOULEMENTS DE SURFACE DUBASSIN VERSANT DE MERGUELLIL

Introduction

Une des premières applications du modèle numérique du terrain, qui présenteun grand intérêt pour l'hydrologie du bassin, est la simulation de ses écoulcments desurface.

Cette simulation sera effectué à l'aide du modèle TOPASE mis au point parDepraetere hydrologue au laboratoire hydrologique de l'Orstom (Montpellier). Elleconstitue une application des fichiers dérivés du modèle numérique de terrain. Cesfichiers sont: le fichier des altitudes, le fichier des convexités horizontales, le fichierdes surfaces drainées, les fichiers de bassins versant et le modèle de drainage. Ce sontles seules données qui seront utilisées à l'entrée du modèle.

On commencera par délimiter le seuil de surface au delà duquel le ruissellementen nappe se transfonne en écoulement linéaire dans les premiers éléments du réseau dedrainage (ravins, petits oueds). Plus ce seuil est petit plus le rés~au défini s'hiénL~hise.Ensuite on passera à la simulation du transfert des écoulements dans ce réseauhydrographique défini précédemment. Signalons que ce modèle ne prend pas encompte le temps d'écoulement sur les versants.

Cette simulation donnera trois caractéristiques hydrodynamiques du bassin surlequel s'effectue l'étude: le temps de monté (Tr), le temps de base (lb) et le débitspécifique maximum par mm ruisselé (Qmax).

L'objectifde ce chapitre est de tester l'applicabilité du modèle« TOPASE» surle bassin versant du Merguellil. Et dans le future, peut être, sur d'autres bassins de laTunisie centrale.

Projet dejin d'étJldes d'Ingénieun (199611997) ES/ER /ORSTOM

1- LES PARAMETRES UTILISES DANS LA SIMULATION

Le modèle « TOPASE » utilise les paramètres suivants :

34

• La surface (5) du bassin:Les surfaces de bassin sur lesquels s'effectue la simulation ont un rôle

primordial, En effet, dans ce modèle les caractéristiques hydrodynamiques simuléesaugmentent proportionnellement à la superficie des bassins (voir dans la suite).

• La pente du réseau :La pente est mesurée localement entre la maille centrale et une maille voisine de

plus faible altitude (principe de la descente maximale). Deux paramètres a et b d',meloi, liant les surfaces drainées aux pentes des talwegs, établie de façon statistique surl'ensemble du réseau du bassin versant sont utilisés.

• La disposition du réseau:La diversification (les ramifications) du réseau facilite l'écoulement des eaux de

surface en favorisant l'évacuation du ruissellement. F. MONIOD (i983) a proposédeux paramètres adimensionnels (m et k) susceptibles de définir cette disposition.

• Les paramètres K et c :Ces deux paramètres sont liés d'une part à la rugosité du lit (K) et à la fonne de

la section transversale du lit de l'oued (c) d'autre part. Ces deœ~ paramètres sont tIèsimportants, dans ce cas, puisque les cours d'eau de la Tunisie centrale ont une formeparticulière de la section transversale (très large). En plus, la rugosité de lits est faiblesuite à la texture sableuse de leurs matériaux.

11- LES HYPOTHESES DU MODELE [Depraetere & Moniod, 1991]

2.1 - Hypothèse sur l'existence d'une loi de pente du bassin

On associe la pente i du lit du cours d'eau en un point considéré du réseau à lasuperficie S du bassin dont ce point est l'exutoire par la relation:

En rendant cette relation sous forme linéaire on trouve une équation de droite:

P=B.S+A

Où les paramètres A et B sont détenninés par le modèle en ajustant au nuage de points..de pente en fonction de la surface, une régression linéaire (voir annexe 6).

Chapitre Ill: .SJmuJadon des iC'Jukments de 6urfru:e

Projetdejin d'études d'Ingénieurs (/99611997) ESIERIORSTOM

2.2 - Hypothèse sur les chemins d'eau

35

N'importe quel élément de surface du bassin est susceptible de ruisseler. Cetélément, maille du MNT, produit un volume d'eau, reçoit de l'eau ruisselée del'amont, la transfère en aval par un seul chemin qui est un élément de talweg.

2.3 - Hypothèse sur le transfert de l'eau

La vitesse (V) de transfert de l'eau d'une maille vers l'autre est supposée liée àla pente et à l'abondance de ce volume. C'est à dire à l'étendue du bassin versantdrainé en cette maille.

v = K.ScjO.5. -+ V = K.a.Sc-b

Avec K et c deux paramètres liés à la rugosité et à la fonne de la section transversaledu lit. On a adopté dans le modèle K = 4 et c = 0.2 (Depraetere et Moniod, 1991)

Le temps de transfert d'une maille à sa voisine dans un bassin versant desuperficie A de N mailles est :

t = (1000IK..a).(AIN)°·5Sb-c

Si M est le nombre de mailles drainées à un endroit considéré de la surface, alors :

t = (1 OOOlK..a).A(O.5+b-c~.5(M1N)b-c

Le temps de transfert (1) jusqu'à l'exutoire sera donné par :

IT = (1 OOO/K.a).A(O.5+lrc)L[N>.5(M/N)~ -+ T= (1 OOOfK.a).A(O.5+b-c) T* 1

Où le terme T* est indépendant de la surface du bassin.

2.4 - Hypothèse sur la distribution statistique des valeurs de T*

On pose que les valeurs de T* sont distribués statistiquement selon une loi de lafonne:

1 - F = exp[-k(T*)ffi]

La valeur modale de cette distribution est obtenue pour T* =l(m-l)I(k.m)f1m, et

la densité de probabilité correspondante est P = m.kf{in-l)l(e.m.kJfm-l)/m.Cettefonnule modale est homologue de la pointe de crue caractéristique. Afin d'exprimerles résultats en temps de transfère (fr) et de débit (q*), on introduit le facteurdimensionnel : [(lOOO/k.a).Alfl~. D'où:

C/ropltre Ill: SimulIlIJon da kouJements tk sur/aa

Projetdeflll d'trucks d'Ingénieurs (/99611997) ESIERIORSTOM 36

1Tr =(250/a).Ao.3+b[(m-l)/(k.m)]l/m et q* = 4a A-(o.3+b)m.k[(m-l)/(e.m.k)]<m-I)/m 1

Avec:A = Surface du bassin exprimée en Km2.

Tr = Temps de transfère exprimé en secondesQ* = débit de pointe exprimé en m3/s par Km2 de bassin versant et par mmruisselé.

III - SIMULATION DES ECOULEMENTS DE SURFACESUR LE BASSIN DE MERGUELLIL

3.1 - Le réseau hydrographique du bassin versant du Merguellil

Le seuil de délimitation entre les mailles rivières et mailles versants a été priségal à 1.5 Km2. Avec ce seuil on a défini un réseau hydrographique simulé du bassinde Merguellil. Ce dernier comparé à celui existant qui a été numérisé comportequelques anomalies (figure 3.1 et 3.2). -Ces anomalies provielment du que fait ceréseau est déterminé à base dOun seul critère: le critère morphologique issu du MNT.

Le drain principal (Merguellil) et ses principaux aftluents sont biens semblablessur les deux cartes. Les anomalies apparaissent surtout sur les affluents tertiaires. Atitre d'exemple, sur l'oued Zebbes issu du MNT, on constate un affiuent suffisammentgrand qui n'existe pas sur la carte du réseau nwnérisé. Mais il faut pr~ciser, avant detirer quelque conclusion que ce soit, que dans la numérisation du réseau issu des C&-œstopographiques, nous n'avons tenu compte que de grande; aft1uents.

3.2 - Les résultats de la simulation

La simulation des écoulements de surface sur les pnnClpaux sous bassins deMergueUiI, pour lesquels on dispose des données hydrométriques a donné les résultatssuivant (tableau 3.1). Les hydrogrammes simulés pour chacu...'1 de ces bassins et lesvaleurs des paramètres, défmis plus haut, calculées par le modèle et ayant été utiliséespour aboutir à ces résultats sont récapitulés dans l'annexe 7.

léh d dté . tiT bl 31 Ca eau . arac ras ques y ra Iynamlques slmu es. .Oued (station) Temps monté (min) Temps base (min) Qmax (m3/s/knrlmm)Merguellil à Skhira 154 483 0.069Morra au balTa(]e 50 157 0.212Memuellil à Haffouz 314 1310 0.025Zebbes à la station 192 623 0.054Merguellil à El Haouareb 391 1390 0.024

Chapitre III: Simulation de$ écoukments de surface

Fig. 3.1 : RESEAU HYDROGRAPHIQUE DE MERGUELLIL (Carte)

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-----------------,------------------Fig. 3.2: RESEAU HYDROGRAPlilQUE DE MERGUELUL (MNT)

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Projetdejin d'études d'Inginieurs (1996/1997) ESIERIORSTOM 38

3.3 - Comparaison des résultats silnulés avec les mesurespar bassin

Avec M. Bourges, hydrologue à l'Orstom Tunis, on a sélectionné des crues,pour chacune des stations hydrométriques, remplissant les critères suivants :

• Les hydrogrammes des crues sélectionnées doivent être unitaires, comme ceuxdonnés par TOPASE.

• Les pluies ayant engendrées ces crues doivent être tombées de façon homogène surl'ensemble du bassin limité à la station.

3.3.1 - Bassin versant de l'oued Merguellil à SKHIRA :

Pour le bassin versant de l'oued Merguellil à SKIDRA sept crues ont étésélectionnées (tableau 3.2) pour la comparaison des phénomènes observés avec lescaractéristiques hydrodynamiques déduites du modèle. Les valeurs de caractéristiqueshydrodynamiques des différentes crues et leurs homologues simulées, sur c.c bassinsont comprises dans le tableau 3.3.

On constate que, sur la bassin versant du Merguellil à Skhira, les temps demontée et de base simulés sont plus près des valeurs maximales mesurées pendant lescrues étudiées; alors que la valeur du débit spécifiqlJe maximwn simulé est largementinférieure aux valeurs observées.

Tableau 3.2 : Les crues sélectionnées pour le bassin de Merguellil à SKHIRA

N° Crue Date Heure Lr Qmax Tm (min) Tb (min) q*(m3/s1(mm) (m3/s) KJn2/mm)

1 04/02175 05h00' 4.44 93.8 90 400 0.1092 04/02/;5 14h20' 4.83 84.6 160 450 0.0913 19/04/82 17h10' 8.82 304 60 390 0.1854 15/03/86 09h15' 5.43 89.4 120 500 0.0845 25/05/88 18h30' 3.29 107 90 390 0.1696 15/03/90 18h30' 2.61 133 50 390 0.2647 23110/90 14h10' 6.51 263 55 360 0.209

tédT bl 33 Ca eau . . omparalson es carac ristiques hydrodynamiques du bassin à SKHIRA.Valeur min Valeur max moyennes valeurs simulées

(crues) (crues) (crues) (TOPASE)Temps monté (min) 50 160 89.2 154Temps base (min) 360 500 411.4 483

1 q*(m3/slKm2/mm) 0.084 0.264 0.159 0.069

Chapitre III: SlJrruJœWn des icouJements tk surface

Projet de fm d'études d'Inginleun (/996/1997) ESIER IORSTOM 39

3.3.2 - Bassin versant de l'oued MORRA:

Les observations de crues sur ce petit bassin versant de 12 Km2 n'ontcommencé qu'en 1996. Parmi les crues observées, depuis lors, nous n'en avonsretenues que trois (tableau 3.4) pour la comparaison avec les résultats de TOPASE.

Les valeurs de caractéristiques hydrodynamiques des différentes crues et leurshomologues simulées, sur ce bassin sont récapitulées dans le tableau 3.5.

Pour le bassin versant de MORRA on constate une surestimation très forte destemps de base et de montée simulés par' rapport à ceux, observés. Commeprécédemment, le débit spécifique maximum simulé est toujours largement inférieuraux débits observés.

Tableau 3.4 : Les crues sélectionnées pour le bassin versant de MORRA

N° Crue Date Heure Lr(mm) Qx(m3/s) Tm (min) Tb(min) qu(m3/s/}(m2/mm)

1 17/06/96 12h50' 1.34 6.24 1 20 100 0.3722 18/06/96 14h15' 1.19 4.94 15 110 0.3333 17/09/96 20h00' 0.871 8.33 23 90 0.765

d MORRAh d dd35 CT bla eau · omparalson es caractéristiques y ro Iynamlques e. ·Valeur min Valeur max moyennes valeurs simulées

(crues) (crues) (crues) (TOPASE)Temps monté (min) 15 23 19.3 50Temps base (min) 100 110 106.7 15ïQx(m3/sf.Km2/mm) 0.333 0.765 0.490 0.212

3.3.3 - Bassin versant de l'oued ZEBBES:

Comme le bassin précédent, celui de ZEBBES n'a commencé à être observéqu'en 1996. Pour cette raison, on ne dispose pas de suffisamment de donnéeshydrométriques pour les comparer aux résultats fournis par le modèle TOPASE.Néanmoins, on prendra une seule crue, (14/octobre/1996 à 21h00') qu'on compareraavec les caractéristiques simulées sur ce bassin (tableau 3.6).

On trouve les mêmes constatations en ce qui concerne la comparaison entrecaractéristiques simulées et observées que dans le cas des bassins précédents.

d ZEBBESh d dté" tid36 CT bla eau · omparalson es carac riS ques IYl ro Iynamlques e. ·Temps monté (min) Temps base (min) qu (m3/sIKm2/mm)

Crue 140 360 0.13TOPASE 196 626 0.053

Chllp/tre III: SlmuIadon da icou1emenâ de ,urface

Projet defin d'ltudes d'Ingénieurs (I99611997) ESIER /ORSTOM 40

3.3.4 - Bassin versant de l'oued Merguellil à HAFFOUZ:

Pour ce bassin, on a sélectionné cinq crues (tableau 3.7) panni celles présentéesdans la monographie hydrologiques des oueds Zeroud et Merguellil (Bouzaiane etLafforgue, 1986).

Les valeurs de caractéristiques hydrodynamiques des différentes crues et leurshomologues simulées, sur ce bassin sont comprises dans le tableau 3.8.

Comme dans les cas précédents, pour ce bassin les temps de monté et de basesimulés sont supérieurs à ceux mesurés, et le débit spécifique maximum simulé resteinférieur à celui mesuré.

Tableau 3.7: Les crues sélectionnées pour le bassin de MetQuelli1 à HAFFOUZN° Crue Date Heure Lr(mm) Qx(m3/s) Tm (min) Th(min) qu(m3/s/

Km7./mm)1 09/02171 20h30' 5.9 125 180 1320 0.0322 07/10172 22h00' 9.8 255 120 900 0.0403 27/05176 17h00' 4.3 172 120 7RO 0.0584 11/04179 16h00' 3.6 97 120 780 0.039-- ~.

~ 16/081ï9 20h20' 6.9 212 140 720 0.045 i./ ...

.;'

d HAFFOUZh d dté· .dT bl 38 Ca eau . omparalson es carac nstiques y ro Iynamlques e. .i Valeur min 1 Valeur max moyennes valeurs sirnul~1 (crues) (crues) (crues) ([OPASE)

Temps monté (min)(

·120 180 136 305Temps base (min) 720 1320 900 1239Qx(m3/slKm2/mm) 0.032 0.058 0.043 0.025

3.4 - Comparaison entre les valeurs simulées et les valeursobservées par caractéristique hydrodynamique.

Au vue des résultats précédents, on constate qu'il y a une certaine dépendanceentre les valeurs simulées à l'aide de TOPASE et celles mesurées. Pour cela on vadresser un tableau comparatif sur chacun des sous bassins (tableau 3.9), afin d'en tirerune éventuelle relation pour chacune des caractéristiques hydrodynamiques (figure 3.3à 3.5).

Tableau 3.9 :Valeurs mesurées et simulées par sous bassinstation Temps de monté Temps de base Débits unitairesMorra 50 19.3 157 106.7 0.212 0.490Zebbes 196 140 626 360 0.053 0.130Skhira 154 89.2 483 411.4 0.069 0.159

Haffouz 305 136 1239 900 0.025 0.043

OuIplJTe Ill: SinudDtlon des écouletrlLnts de surface

Projet dejin d'ilUdes d'lnginieurs (1996/1997) ESIERIORSTOM 41

Temps de montée

160

140 Y=69,783Ln(x) - 251,87 •III 120 RI =0,9161li)

'CD 100~li)III

80.c0

f 60='GI

~"ii 40>

20

00 50 100 150 200 250 300 350

Valeurs simulées

Figure 3.3 : Courbe de corrélation entre temps de montéesimulés et mesurés

Temps de base

1

1

1

~40012001000800600200 400

y =O,7179x - 5,0886R2=0,963

900 ,-------------------+------,

800

700

! 600~:500.co 400f.i 300

l, •>200

100

0+-----1-----+---+----+----1-----+-----1

o

1 Valeurs simulées _ Il

Figure 3.4: Courbe de corrélation entre temps de basesimulés et mesurés

Chapitre nI: SlnIIIlatJqn des icol/klM1ftS tU surface

Projet defin d'études d'Ingénieurs (/996/1997) ESIER /ORSTOM

Débit spécifique maximum

42

0,5

4110,4

QI• 'CIl

~ 0,3QI...00.. 0,2...::1al"i 0,1>

00

y =2,3444x - 0,0049R2 =0,9979 1

0,05 0,1 0,15 0,2 0,25

Valeurs simulées

Figure 3.5 : Courbe de corrélation entre débits spécifiquesmaximum simulés et mesurés

Les valeurs de débit spécifique maximwn simulé et mesuré semblent être liéspar un facteur qui est de 2.3. Ce facteur devait être égal à l'inverse de celui trouvé pourles débits de base (=1.4). La différence entre les deux facteurs est liée à la forme del'hydrogramme simulée. En effet, sa forme triangulaire est loin de ressembler à Wleforme d'hydrogramme observée dans la réalité qui est le plus souvent concave. Cetteforme triangulaire de l'hydrogramme aplatit la pointe des crues d'où les débitsspécifiques maximums plus faibles.

Le modèle de simulation des écoulements de surface « TOPASE » utilisé sur lebassin versant du Merguellil donne des résultats qui ne cadrent pas avec ceux desmesures hydrométriques. En effet, ce modèle surévalue les temps de monté et de base;et donne des valeurs plus faibles pour les débits spécifiques maximwn par rapport àcelles mesurées. Pour se ramener aux valeurs réelles à partir de celles estimées parTOPASE trois relations ont été proposées ci-haut (figures 3.3 à 3.5). Cependant cesrelations ne doivent pas être pris pour une référence d'autant plus qu'elles sont issuesd'une corrélation de quatre points seulement. En plus, certaines stations prises encompte (Zebbes et Morra) ne possède pas encore des mesures susceptibles de donnerun échantillon représentatif. Pour ce fait, il faudrait étendre cette étude sur les bassinséquipés de stations plus anciennes pour en tirer d'éventuelles relations.

Chapitre III: Slmulatlo" des icouktrtenls de surface

Chapitre IV:CARACTERISATION DES

ZONES SENSIBLES A L'EROSIONDANS LE BASSIN VERSANT DE MERGUELLIL

Introduction

Quand on se promène dans le bassin de Merguellil deux phénomènes attirentl'attention. D'une part le phénomène de ravines très impressionnantes et celui dusapement des berges d'oueds d'autre part. Le premier apparaît surtout sur des terrainsen pente et sur les terrains plats à texture sableuse tel que la région d'El Ala. Ces deuxphénomènes constituent deux de plusieurs fonnes d'érosion rencontrées dans cetterégion de la Tunisie. En effet l'érosion se manifeste sous les principales formessuivantes (Snoussi, 1993) :

• l'érosion en nappe: c'est la fonne d'érosion la plus dangereuse, parce qu'elledécape, par une fine pellicule d'eau coulant à la surface du sol, la couchesuperficielle arable et riche en matière organique.

• L'érosion en griffes ou rigoles: eUe constitue une évolution de l'érosion en nappe­En effet, ici le ruissellement se concentre en petites rigoles ou griffes peuencaissées, parallèles entre elles et perpendiculaires aux courbes de niveau.

• L'érosion en ravines : il s'agit de l'érosion en rigoles plus poussée. Elle se présentepar de ravines profondes striant le versant.

• L'érosion en ravins: c'est le stade le plus poussé du phénomène de ravinement. Lecreusement de ravins dissèque le versant et engendre une érosion remontée appelée« tête de ravin ». L'évolution de ce phénomène mène au« Bad Land ».

• Le sapement des berges: ce phénomène apparaît lors des crues. Les ouedsaffouillent la base des berges qui s'écroulent parce qu'elles sont mises au porte àfaux. li permet la création de méandres avec les sédiments arrachés sur les rivesconcaves qui se déposent sur les rives convexes. Mais la plus grande partie de cessédiments s'achemine vers l'exutoire.

• L'érosion par solifluxion: elle se manifeste par le glissement de masses de terre.Ces glissements se manifestent sur des versants constitués de roches meubles 00

d'alternance meubles - résistantes. L'infiltration de l'eau dans ces roches augmenteleur poids et on assiste à leur glissement dans le sens de la pente (Cherif et aL1995).

Projet defur d'études d'Ingénieurs (1996/1997) FSIERIORSTOM 44

Comme on le constate, ces fonnes d'érosion sont classées dans l'ordre de leurévolution, du moins les quatre premières parce que les deux dernières sontindépendantes. Cette étude sera basé en général sur les premières formes d'érosion eten particulier sur l'érosion en nappe. Nous allons donc déterminer les zoneshomogènes du bassin versant de Merguellil sensibles à 1'érosion en nappe qui constituel'origine de chacune de ces fonnes d'érosion. Pour cela, nous commencerons pardéfinir les facteurs d'érosion dont on tiendra compte dans l'étude. Ensuite onsuperposera ces facteurs en vue de l'obtention des zones d'homogènes sensibilités àl'érosion.

[ .. LES FACTEURS D'EROSION UTILISES DANS CETTE ETUDE

Il existe en général deux catégories de facteurs. Il y a d'une part les facteursnaturels, et les facteurs agro-socio-économiques d'autre part. Les facteurs naturels sontl'agressivité du climat, la nature des sols et des substrats géologiques, les reliefs et lavégétation. Les facteurs agro-socio-économiques sont essentiellement l'accroissementdémographique, les pratiques et techniques culturales non adaptées et le surpâturage.Nous ne tiendrons dans cette étude que de facteurs dits naturels..

1. -1 .. L'érodibilité intrinsèque des sols

La couverture pédologique du bassin versant du MerguelliI e été élaborée àpartir de cartes de ressources en sols de la Tunisie ( feuille de Kairouan.et ~Aakthar) etd'urie visite, sur le terrain, effectué avec P. ZANTE, pédologue de l'Orstom. TI a étéaffecté à chaque entité pédologique une classe d'érodibilité intrinsèque en fonction. desa nature (figure 4.1). Dans le tableau 4.1, nous avons les différentes entitéspédologiques rencontrées dans le bassin de Merguellil ainsi que leurs érodibiHtés.Dans la numérotation des entités nous avons adopté la classification de la C?..rte desressources en sols: feuille de Kairouan.

1.2 - La couverture lithologique

La couverture lithologique du bassin de Merguellii a été tirée de la cartegéologique de la Tunisie au 11200.000. Les matériaux ont été classés en cinq classes(tableau 4.2) selon leur nature et leur sensibilité à l'érosion (figure 4.2).

1.3 - La couverture des pentes

La caractéristique des reliefs qui influence l'érosion est la pente. En effet, lespentes fortes favorisent l'accélération du ruissellement et par conséquent l'érosion.Dans le deuxième chapitre nous avons calculé le fichier des pentes par DEMIURGE(figure 2.3). Nous allons donc l'utiliser comme une couverture des pentes dans ladétermination des zones sensibles à l'érosion. Nous avons, pour ce fait, choisi troisclasses de pentes: pente faible (0 à 4°), pente moyenne (4 à 10°), Pente forte ( >1(0).

Ckpltre IV: L'érosion diurs le bassin tk Mergu~J1JI

Fig. 4.1 : CARTE D'ERODIBILITE INTRINSEQUE DES SOLSDU BASSIN DE MERGUELLIL

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1

!i1~

N

A

N

A

Echelle: 11400 000

Alluvions

• Dépôts sableux

• lac

Echelle: 11400 000

Fig. 4.2 : CARTE LITHOLOGIQUE DU BASSII-J DE MEkGUELLlL

Grès et sables

Calcaires

Marnes

Marnes et Calcaires

Marnes et grès

Dépôts limoneux

Sols moyennement érodibles

Sols peu érodibles

•

• SoJfs très peu érodibles

Sols très fortement érodibles

Sols fortement érodibles

11 .

1

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41 LT bla eau " es en 1 s esos u ass n e ergue et eurs ra lb t s" "

C GROUPE SOUs-GROUPE FAMILLE N° ERODIBILITETrès forte

.,.MB D'apport aHuvlal Sables 1

Affleurements Sols peu évolués calcimagnéslques Calcaires - grès 2 Très faibleAffleurements Sols peu évolués modaux Grès - sables 3 Faible

Sols peu évolués modaux Afneurements (12) Grès- marnes 5 ForteAssociations Sols peu évolués calclmagr.ésiques Affleuremants ou forte érosion (11) Mames - calcaires - grès 6 Très forteiFork

Calcimagnésiques Affleurements (31) Mames - calcaires - grès 8 FaibleCalcimagnésiques Affleurements de croOtes(31) Grès- marnes 9 Faible

Sols peu évolués isohumiques Affleurements de croOtes(21) Sables - croOtes 10 FaibleD'érosion modaux ou tronqués marnes - colluvions 11 ForteD'érosion modaux Grès - matériaux sableux 12 MoyenneD'érosion Vertiques Mames - argiles 14 MoyenneD'apport modaux Colluvions - alluvions 15 Moyenne

Sols peu évolués D'apport Calcimagnésiques Colluvions ,20 FaibleD'apport Steppiques parfois tronqués Matériaux sableux 21 MoyenneD'apport Steppiques + érosion éolienne Matériaux sableux 22 MoyenneD'apport Steppiques à encroûtements Matériaux sableux 23 MoyenneD'apport Steppiques peu épais Sables - argiles 24 FaibleD'apport faibles hydromorphes ou vertiques Colluvions - alluvions 27 Faible

Rendzines Encroûtements - croûtes Croûtes - calcaires 31 Très faibleBruns calcaires peu profond Eboulis 33 Faible

Calcirnagnésiques Bruns calcaires Encroûtements profonds Matériaux calcaires- 35 Faiblecolluvions

Bruns calcaires Encroûtements près de surface Sables 36 FaibleBruns subarides

....

Modaux Matériaux sableux 37 Moyennelsohumiques Bruns subarides EncroOtements profonds Matériaux sableux 39 Moyenne

Bruns subarides Encroûtements (80 cm) Matériaux sabieux 40 Faible -

Projetdefin d'études d'ingénieurs (l996/[997) ESlERIORSTOM 47

"bT ' • l"t 1, ,42 M t' "T bla eau " a enaux geo oglques e eur sensl lite a erOSlonEntité géologique Symbole Matériau Sensibilité à l'érosion

1 ell Mésonummulitique Très forte(Mames et lumanchelles)

2 C7-8 Sénonien inférieur Forte(Marno-calcaires)

3 C4-5 Cénomanien Forte(Alternances marno-calcaires)

4 Ca Aptien (facies orbitolines, marnes, Fortecalcaires, grès, quartzites)

5 Cu Barrémien Forte(Marno-calcaires)

6 m3 Vindobonien (gréso-argileux + Forteencroûtement)

7 e2ab Néonummulitique 7 Forte

(grès et marnes)8 a Londinien lutétien Très faibleelll

(Calcaires ànummulites)9 C9 Campanien (calcaire blanc) Très faible

10 C6 Turonien (Calcaire) Très faible

11 ml-2 Burdigalien (Grès et sables) Faible

12 ml Aquitanien (Grès et sables) Faible

13 ,20 Néonummulitiques () Faiblee ab

(sables et grès)14 qll Quaternaire ancien Forte

(limons dans les plaines)15 p+q Quaternaire et pliocène (nombreux Moyenne

encroûtements calcaires)16 a Alluvions récentes Très forte

(sables et argiles)

Chapitre W: L '/roslon dJurs le bassin de MergudIiJ

Projet defln d'hudes d'Inglnieurs (1996/1997) ESIER /ORSTOM

1.4 - La couverture d'occupation des terres

48

L'occupation des sols a un impact capital sur l'érosion. En effets, contrairementà leurs homologues couverts, les sols nus sont plus vulnérables à l'érosion parce qu'ilssont directement exposés aux intempéries.

L'occupation des sols du bassin de Merguellil (figure 4.3) a été obtenue à partirde deux cartes. D'une part la carte d'occupation <;les sols (octobre 96) élaborée par ladirection des forêts et la carte d'occupation des terres extraite d'une étude deplanification des aménagements CES du gouvernorat de Kairouan (Direction CES, Mai96).

1.5 - La couverture d'agressivité des pluies

La notion de pluie et son agressivité entant que facteur d'érosion a été introduitepour la première fois par Wischmeir. Selon ce dernier, l'agressivité de la pluie dépendplus de son intensité que de sa quantité (abondance) (Babau, 1983).Il a proposé en 1958 la fonnule suivante pour calculer l'agressivité (R) de la pluie:

R = (E x 130)/685 où E =8.73Log 1 +11.9

Avec:l :Intensité de la pluie en mmIh.E :Enérgie en Joul~s /m2 /mm de pluie.130 :Intensité maximale en 30 minutes de la pluie.R :Agressivité de la pluie.

D'autres auteurs ont proposé les fonnules d'agressivité (Mansouri, 1996) tellesque:

• La fonnule de Heusch (1970):

R = l4310g (P x (P24i x 10-6) + 89.7

Avec:P :Pluviométrie moyenne annuelle (mm)

P24 :Précipitations maximales pendant 24 heures de période de retour de 20 ans.R :Agressivité de la pluie.

• La fonnule de Fournier:

Avec:p :plus forte pIuviomt5trie ITIC'yen"1':' m~nsneHe

Chapitre IV: L'érosion dans k bassin de MergueJJJJ

Projet defin d'études d'Ingénieurs (1996/1997) ESIER /ORSTOM

P :Pluviométrie moyenne annuelle (mm)R :Agressivité de la pluie.

• La fonnule d'Amoldus (1980) :

R=L(Pi /PAvec:

Pi :pluviométrie moyenne mensuelleP :Pluviométrie moyenne annuelle (mm)R :Agressivité de la pluie.

49

L'agïessivité des pluies du bassin de Merguellil a été déterminée, compte tenude données disponibles, en utilisant deux dernières fonnules qui découlent l'une del'autre :la fonnule d'Amoldus (RI) et celle de Fournier (R2).

On a calculé l'agressivité par station pluviométrique et en utilisant la méthodede polygones de Thiessen on a délimité, pour chacune, sa zone d'in.fluence (figure4.4). Le tableau 4.3 donne les classes d'agressivité des pluies calculées par stationspluviométriques.

Tableau 4.3 :Agressivité des pluies par stations pluviométriquesStation N° R1 NR1 R2 NR2 NR1xNR2 R1&R2 Agressivité

Bou Hafouna P. 1 26.9 1 12.2 3· 3 2 MovemeDjebel. Trazza 2 34.1 2 10.3 3 6 3 ForteEl Ala GN 3 38.7 2 10.4 3 6 3 Forte

,

Gueria 4 34.8 2 6.9 1 2- 1 FaibleHaffouz DRE 5 34.1 2 10.1 3 6 :) ForteHaffouzSM 6 31.4 1 6.1 1 1 1 FaibleHaouareb Bled S. 7 24.6 1 5.1 1 1 1 FaibleKesra (B9 &Forêtl 8 37.1 2 6.1 1 *) 1 FaibleMaktharPF 9 47.9 3 7.2 2 6 3 ForteOued Haiar B4 10 23.8 1 6.1 .. 1 1 Faible1

Ouslatia (GN&INRAn 11 30.2 1 7.7 2 2 1 FaibleSkhira B16 KL. 12 32.0 2 7.1 2 4 2 Moyenne

Avec:RI :Valeur d'agressivité calculé par la fonnule d'AmoldusR2 : ValeUr d'agressivité calculé par la fonnule de FournierNRI :Numéro de classe attribué à la valeur RINR2 :Numéro de classe attribué à la valeur R2RI&R2 : Numéro de classe attribué à la valeur NRIxNR2

Orapltre 1JI: L 'bosto" dans le bassin tk Mergue1JlJ

Fig. 4.3 : CARTE D'OCCUPATION DES TERRES DU BASSIN DE MERGUELLIL

• Lac

• Milieu naturel avec bon couvort

Milieu naturel avec faibleou sans couvert

Milieu cultivé: cultures annuelles

Milieu cultivé: arboriculture

Echelle: 11400 000

N

A

!.,i

Fig. 4.4 : CARTE [J'AGRESSIVITE DES PLUIES DU BASSIN DE MERGUELUL

N

A

Echelle: 11400 000

Faible agressivité

Forte agressivité

Moyenne agressiv~é

Lac

Projet defin d'itlIdes d'Ingénieurs (199611997) ESIER /ORSTOM

La classification d.es valeurs d'agressivité calculées a été faite comme suit(tableau 4.4).

Tableau 4.4 :Classification des valeurs d'agressivité calculées

51

Classes 1 2 3Valeurs de RI 23.8 - 32 32 -40 40 - 47.9Classes 1 2 3Valeurs de R2 5.1 -7 7 - 8.5 8.5 -12.2

On constate que, pour la station de Bou Hafouna, les deux fonnules donne lesrésultats d'agressivité contradictoire. L'tille donne une agressivité forte alors quel'autre prévoit une agressivité faible. Ce ci est due à la répartition des pluiesmoyennes mensuelles sur cette station (tableau 1.3). En effet il pleut plus de 30 % desprécipitations annuelles pendant les seuls mois de Septembre et octobre. Ceci fait quel'indice d'agressivité (R2) est forte. Tandis que ,comme le reste des précipitations serepartit sur le reste de l'année, l'indice RI reste faible.

Il - METHODE DE SUPERPOSITION DES COUCHES

La méthode consiste à affecter une valeur de superposition à chaque entitédécrite dans la partie précédente. Cette valeur est fonction d'autres entités quicomposent une couche. Donc les « terminologies» et « valeurs » affectées à ces entitéspour toutes les couvertures utilisées sont relatives à notre «référentiel» qu'est lebassin de Merguellil. Ces valeurs de superposition varient de 1 à 3 et de 1 à 5 (tableaux4.5 il 4.9) en fonction de la contenance de chaque couverture.

Tableau 4.5: Classes d'érodibilités intrinsèques des solset leurs valeurs de superposition

Classe Superficie (Km2) Intervalle de K Valeur de superposmon

Très faible érodibilité 199.3 16.6 ~

i

Faible érodibilité 217.2 18.1 2Moyenne érodibilité 411.7 34.3 3Forte érodibilité 286.9 23.9 4Très Forte érodibilité 73.2 6.1 5Lac 12.4 1.0 -

Chapitre IV: L'üœlo" dœu k bassin de Mergue/1JI

Projet defin d'études d'Ingénieurs (1996/1997) ESJER IORSTOM 52

"f ndt 1rth 146 CIT bla eau . asses 1 o oglques e eurs va eurs e superposi 10. .Classe Superficie (Km2) % Superficie Valeur de superposition

Calcaires 80.4 6.7 1Grès et sables 150.0 12.5 2Dépôts sableux 109.2 9.1 3Dépôts limoneux 238.9 19.9 4Mames et Qrès 94.8 7.9 4Mames et calcaires 249.7 20.8 4Alluvions 67.2 5.6 5Mames 198.1 16.5 5Lac 12.4 1.0 -

Tableau 4.7 :Classes des pantes et leurs valeurs de superposition

Classe Intervalle des pentes (0) Valeur de superpositionPentes faibles 0-4 1Pentes moyennes 4-10 2Pentes Fortes > 10 ".:-Lac - -

itidt 1d teti48 0T bla eau . ccupa ons es rres e eurs va eurs e superpos on. . ---Classe Superficie (f<m2) % Superficie Valeur de superposi~~Milieu nature! bien couvert 231.6 19.3 1Milieu naturel mal couvert 333.7 27.8 2Milieu cultivé cultures 345.7 28.8 4annuelles --Milieu cultivé - arboriculture 277.3 23.1 5--------Lac 12.4 1.0 - __----1

Tableau 4.9: Agressivités des pluies et leurs valeurs de superpositionClasse Superficie (Knr) % Superficie Valeur de superpo!!ition fAQressivité faible 418.9 34.9 1 ---AQressivité moyenne 286.9 23.9 2AQressivité fort 482.5 40.2 3Lac 12.4 1.0 -

Nous allons superposer ces couches par l'opération de «multiplication» aprèsles avoir numérisées sous DEMIURGE et exportées vers IDRISI (annexe 2). Cecidonnera une couche de valeurs allant de 1 à 1125 qu'on subdivisera en 5 classesprésentées ci dessous (tableau 4.10).

Tableau 4.10 :Classes d'érosion définies pour le bassin de MerguellilClasse Intervalle de valeurs Désignation

1 1 -125 Erosion très faible2 126 -450 Erosion faible3 451-675 Erosion moyenne4 476 -900 Erosion forte5 901 -1125 Erosion très forte

•

Chllp/tre fY: L'érosion dmrs le bassin de MerguellJl

Projet dejin d'études d'Ingénieurs (/9961/997) ESIER /ORSTOM

III - RESULTATS ET INTERPRETATION

53

La superposition de ces différentes couches a abouti aux résultats suivants(tableau 4.11 & figure 4.5). Ces résultats montrent en générale que la région Nord,Nord - Est et Est seraient moins touchées par l'érosion. Alors que le sud - ouest et lesud seraient les zones les plus touchées du bassin.

A partir de ce qui précède, on défmit les régions prioritaires pour intervention.Ces zones sont surtout: l'ouest de la forêt de KESRA, le bassin versant de l'ouedMorra (grand), la région longeant l'oued Merguellil de HaffollZ à Khit Al Wad, cellelongeant l'oued Zebbes à El Ala, et le sud Est du Trozza (figure 4.6). Le tableau 4.12donne les statistiques de ces zones de priorité..

Tableau 4.11 :Classes d'érosion sur le bassin de MerguellilClasse Désignation % Surface

Erosion très faible 42.12 Erosion faible 28.",

4 Erosion forte ~:,.~~::::::::::::::::::::::::::::::::::::~5~::::::::::::::::::::::::::::==~~E~rosI~~'o~n~t~rès~~f~ort~e:==========~=========::::6~:~. .L...- ...;6:;.,.· ...........:L;,;:a~c ...L... 1.;.;..O

Tableau 4.12: Classes de priorité d'intervention du bassin de MerguellilClasse Priorité % Superfici~ -11 Faible 4?î

- - é2 MoYenne 46.8 ---13 Grande 10.i

14 Lac 01/1

L'affectation des valeurs de superposition ne tient pas compte d'une logiquescientifique très rigoureuse. On a considéré les différents éléments constituants unecouche d'information. On a subdivisé ces éléments (en trois ou cinq classes), selon leprincipe de sensibilité croissante à l'érosion. On est pas allé jusqu'à évaluer ladépendance relative entre les différentes classes de sensibilité à l'érosion de chaquecouche d'information.

La priorité d'intervention décrite ici se base sur les facteurs naturels et ne tientpas compte de travaux de CES déjà réalisé.

Cht1{JItre IJI: L'érosion dœrs k bassin de Mergudül

Projet dejin d'études d'Ingénieurs (1996/1997) ESIERIORSTOM

Conclusion

56

Deux fonnes d'érosion sont très apparentes dans le bassin de Merguellil: lesapement de berges et le ravinement poussé. La première s'observe dans environs descours d'eau drainant ce bassin, surtout dans sa partie aval. Les différents facteursutilisés dans cette -étude influent sur l'érosion en nappe qui est la plus dangereusepuisqu'elle décape la couche arable du sol. Nous avons choisi l'étude de cette formed'érosion parce que c'est sous elle que commence la plupart de décapages du sol parl'érosion hydrique.

Dans cette étude, notre objectif était de caractériser les zones sensibles àl'érosion en partant de ses principaux facteurs. Cette tâche a été bien accomplie.Cependant, en tant qu'hydraulicien aménagiste, on ne devait pas s'arrêter là Il nousincombait de pousser plus loin pour proposer un remède à ces zones en danger. Hélas,compte tenu du temps alloué à cette étude et des données à notre disposition, on nepeut poursuivre. Ce travail servira donc d'indication, de ces zones sensibles àl'érosion, rien qu'à cela.

Pour une éventuelle intervention dans les zones, il faudrait passer par les étudesd'aménagement,; inté~és au niveau de micro - bassins, c'est à dire à plus grandeéchelle parce que ce travail a été effectué à une très petite échelle.

Chapitre IV: L'érosion dans k bassin de MuguelJil

CONCLUSION GENERALE

• Le modèle numérique du terrain (MNT) du Merguellil

Le modèle numérique du terrain (MNT) du bassin versant du Merguellil adonné des résultats plus ou moins satisfaisants. Cependant, il y a lieu de dire qu'on enaurait eu meilleurs si on avait utilisé les cartes topographiques, plus récentes et àgrande échelle.

Les altitudes du bassin données par le modèle cadrent bien avec celles qu'onrelève sur les cartes. Le fichier des pentes donne une idée assez précise de ce quereprésente la morphologie du bassin. Cependant, on constate que les fortes valeurs depentes sont amoindries dans les sites accidentés par le fait qu'on n'y numériseseulement les courbes maîtresses.

Par ailleurs, dans les zones plates la limité du bassin est difficile à localiser avecprécision. Il conviendrait de reconnaître ces zones sur le terrain pour lever cetéquivoque. Ces différences dans le tracé de la limite du bassin font qu'il y a parfoisdes différences de superficie non négligeables. On trouve des différences de 3% àSkhira, 2% à Haffouz téléphérique, 1.4 à Haffouz cassis et 7 % à El Haouareb, entrel.es superficies données par le MNT et celles données dans la monograph~~.

En dehors des superficies, les caractéristiques morphologiques tirées du MNTsemblent se confonner à celles de la monographie. Mais pour le bassin versant deMerguellil limité à la station Skhira, on constate une légère différence sur la courbehypsométrique. En effet l'altitude Hs% est donnée égale à 985 m dans la monographiealors que le MNT la donne égale à 1040 m. Cette différence, nous semble provenir dela limite du bassin, qui n'est pas la même dans les deux études, au niveau du plateaude laIŒSRA..

Nous espérons que les efforts fournis pour élaborer ce modèle numérique duterrain du bassin versant du Merguellil ne seront pas vains. Car, vu les résultatsobtenus, il pourrait être consulté ou éventuellement utilisé dans une étude demodélisation.

• Simulation des écoulements de surface

La simulation des écoulements des eaux de surfaces a été effectué à l'aide du lemodèle TOPASE qui se base sur les seuls caractéristiques physiques tirées du MNTpour délimiter le réseau hydrographique de bassin étudié. A partir de ce dernier, lemodèle calcule les caractéristiques hydrodynamiques relatives au bassin en question:un temps de montée, un temps de base et un hydrogramme triangulaire donnant ledébit spécifique maximum, en supposant que la lame ruisselée est de un (1) mm surchaque maille du bassin.

1'roj<!r .tkjillrhut/es d'Jngblieurs (1996/1997) ESJERIORSTOM 58

On constate que le réseau délimité comporte quelques anomalies, non pas dansle drain principal mais surtout dans le réseau tertiaire. Ces anomalies sont dues au faitque ce réseau est délimité sous un seul critère morphologique issu du MNT.

Les résultats obtenus montrent que, sur l'ensemble de bassins étudiés, le modèleralentit les écoulements. On trouve les temps de base et de montée très grands, Alorsque les débits spécifiques maximum simulés sont très faibles.

Pour comparer les résultats obtenus du module et aux mesures hydrométriques,nous avons procédé par sélection de quelques crues satisfaisant un certain nombre decritèr~. L~s crues sélectionnées devaient être unitaires et les pluies leur ayant donnénaissance reparties de façon homogène sur le bassin.

La comparaison a donné les équations décrites dans le texte. Ces équationsmontrent que le3 temps de montée simulés sont à peu près deux fois plus grands queceux observés, et les temps de base simulés 1.5 fois plus grands que leurs homologuesobservés. Par contre le débit spécifique unitaire simulé est plus de deux fois inférieur àcelui observé. Cela est dû à la forme triangulaire de l'hydrogramme simulé. En effet,cene forme, plus ou moins aplatie, rabaisse la pointe de l'hydrogramme et parconséquent son débit spécifique maximum au profit de sa largeur.

En attendant la rél'onse de son concepteur, pour une adaptation de ce modèle aucas de la Tunisie par un calibrage difTérentdes facteurs K et c, on peut l'utiliser sur lesp~tits bassin de la Tunisie centrale. Les résultats obtenus pourraient être corrigés àl'aide des équations déterminées dans cette étude. Et enfin, on comparerait cesrésuitats avec c~ux observés en respectant les critères de choix cités l'lus haut.

• L'érosion da.ns le bassin de Merguellil

Les làcteurs utilisés dans la détermination des zones d'homogènes sensibilités àl'érosion sont relativement fiables. Mais quelques réserves doivent être émises quant àl'fiu1ice d'agressivité des pluies. En effet cet indice a été calculé à l'aide de deuxfonnules: formule de Fournier et celle d'Arnoldus, qui ne tiennent pas compte del'intensité des pluies. Alors que l'intensité des pluies joue un rôle ;>répondérant dansl'agr~ivité des pluies. Pour vérifier la conformité à la réalité de cette couche, ilfaudrait calculer cet indice en utilisant la méthode de WISCHMEIR. Mais pour lemoment on ne dispose pas suffisamment de données pour le faire à chaque station.Cette étude est actuellement en cours.

La superposition à été utilisée à l'aide du système d'information géographiqueIDRISI. Les valeurs attribuées aux différentes classes peuvent aussi ne pas fairel'unanimité, mais le fait est que nos connaissances limitées ne IIÛUS ont pas permis defaire mieux.

Conclusion ghrbak

Prlljt:l d~ jiJt d'études d'/nghùeurs (J 99611997) ES/ER /ORSTOM 59

Cette étude peut aider les responsables concernés à fixer les zones à prioritéd'intervention sur le bassin versant de Merguellil. C'est vrai qu'elle n'apporte pas lessolutions particulières à chaque zone dite prioritaire, puisque cela ne constitue pas sonobjectif. Mais elle donne une idée sur les zones les plus érodées dans le bassin versantde Merguellil. Il faut signaler pour tenniner qu'une étude similaire, constituant unesorte de modélisation, à plus grande échelle sera faite pour apporter plusd'éclaircissements au problème d'érosion dans le bassin de Merguellil.

ConclJls/oll ghlirtl1e

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Références des cartes topographiques utilisées

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• IGNF, 1957b :Carte d'Etat Major de la Tunisie, 1150000, feuille de Djebel Serdj (LIV) Edition 1. Office de la Topographie et de la Cartographie (OTC), CitéOlympique - El Menzah

• IGNF, 1957c :Carte d'Etat Major de la Tunisie, 1150000, feuille de Djebel Barbrou- Rohia (L XI) Edition I. Office de la Topographie et de la Cartographie (OTC),Cité Olympique - El Menzah

• IGNF, 1957d :Carte d'Etat Major de la Tunisie, 1150000, feuille de Haffouz (L XII)Edition I. Office de la Topographie et de la Cartographie (OTC), Cité Olympique ­El Menzah

• IGNF, 1957e :Carte d'Etat Major de la Tunisie, 1/50000, feuille de Sbiba (L X IX)Edition 1. Office de la Topographie et de la Cartographie (OTC), Cité Olympique ­El Menzah

• IGNF, 1957f :Carte d'Etat Major de la Tunisie, 1150 000, feuille de Trozza (L XX)Edition 1. Office de la Topographie et de la Cartographie (OTC), Cité Olympique ­El Menzah

• IGNF, 1957g :Carte d'Etat Major de la Tunisie, 1150 000, feuille de Pavillier (L XXI) Edition 1. Office de la Topographie et de la Cartographie (OTC), CitéOlympique - El Menzah

Références des cartes thématiques utilisées

~r Barbery J. et Mohdi M., 1987 :Carte des ressources en sol de la Tunisie;-17200 000,feuHle de Kairouan, ES 202, Ministère de l'Agriculture, Direction des sols.

ct Mizouri M. Et Al., 1983 Carte des ressources en sol de la Tunisie, 11200 000,feuiJIe de Makthar, ES 202, Ministère de l'Agriculture, Direction des sols.

LISTE DE TABLEAUX

N° Titre Page1.1 Pluviométrie moyenne annuelle du Merguellil 21.2 Pluviométrie moyenne mensuelle 31.3 Altitude, période d'observation et localisation des stations utilisées 41.4 Températures moyennes mensuelles de la région de Merguellil 41.5 Températures mensuelles moyennes maximales de la région de Merguellil 51.6 Températures mensuelles moyennes minimales de la région de Merguellil 51.7 Amplitudes thermiques moyennes de la région de Merguellil 51.8 caractéristiques morphologiques du bassin de Merguellil à plusieurs niveau 6

de son cours1.9 Ruissellements moyens annuels observés et reconstitués 72.1 Sessions de saisie et références par cartes topographiques 162.2 Valeurs d'assemblage des sessions de saisie 172.3 Paramètres de calcul du MNT du Merguellil 172.4 Les classes d'altitudes du bassin versant de Merguellil 202.5 L'hypsométrie du bassin de Merguellil 202.6 Les clasc3eS de pentes du bassin versant de Merguellil 212.7 RéparUtion des pentes en fonction de la surface sur le bassin 23

12.8 Les classes d'expositions du bassin de Merguellil 241

2.9 Classification des formes du terrain du bassin de Merguellil 26

l2.10 Classes des distances à l'exutoire du bassin de Merguellil 282.11 Comparaison de surfaces de bassins (aux stations observées) délimités sur 28

'les ca.1es et ~r le MNT 4

2.12 ILes principaux sous bassins du bassin de Merguellil 29l,

!Caractéristiques morphologiques des sous ba~ilS du Merguellil1

2.13 31 .,, --1

3.1 caractéristiques hydrodynamiques simulées 1 36' j13.2 Les aues sélectionnées pour le bassin de Merguellil à SKHIRA

138

113.3 Comparaison de caractéristiques hydrodynamiques du bassin à SKHIRA 38 1

3.4 Les crues sélectionnées pour le bassin versant de MORRA 39

13.5 lCompamison des caractéristiques hydrodynamiques de MORRA 393.6 IComparaison des caractéristiques hydrodynamiques de ZEBBES 39 j3.7 Lp.s Co"'\les sélectionnées pour le bassin de Merguellil à HAFFOUZ 40

13.a lComparaison des caractéristiques hydrodynamiques de HAfFOUZ 403.0 1Valeurs mesurées et simulées par sous bassin 40

14.1 Les entités de sols du bassin de Merguellil et leurs érodibilités 4614.2 Matériaux géologiques de Merguellil et leur sensibilité à l'érosion 47

4.3 Agressivité des pluies par stations pluviométriques 494.4 classification des valeurs d'agressivité calculées 514.5 Classes érodibilités des sols et leurs valeurs de superposition 514.6 Classes lithologiques et leurs valeurs de superposition 524.7 Classes des pentes et leurs valeurs de superposition 5248 Occupation des terres et leurs valeurs de superposition 524.9 Agressivité des pluies et leurs valeurnde superposition 524.10 Classes d'érosion définies pour le bassin de Merguellil 524.11 Classes d'érosion sur le bassin de Merguellil 534.12 Classes de priorité d'intervention du bassin de Merguellil 53

LISTE DES FIGURES

N° Titre Page1.1 Répartition annuelle des pluviométries moyennes mensuelles 31.2 Variation annuelle des températures moyennes mensuelles de région de 5

MerQuelli12.1 Carte des altitudes du bassin de Merguellil 192.2 Courbe hypsométrique du bassin de Merguellil à El Haouareb 212.3 Carte des pentes du bassin de Merguellil 222.4 Courbe de répartition des pentes en fonction du % de la surface 232.5 Carte des expositions du bassin de Merguellil 252.6 Carte des convexités totales du bassin de Margueilil 252.7 Carte des sites du bassin de Merguellil 272.8 Carte des distances à l'exutoim du bassin de Merguellil 272.9 Carte des sous bassins de Merguellil issus de cartes topographiques 30

2.10 Carte des sous bassins de Merguellil issus du MNT 303.1 Réseau hydrographique de Merguellil (cartes) 373.2 Réseau hydrographique du bassin de Merguellil issu du MNT 373.3 Courbe de corrélation entre temps de monté simulés et mesurés 413A Courbe de corrélation entre temps de base simulés et mesurés 413.5 Courbe de corrélation entre débits spécifiques maximum simulés et 42

mesurés4.1 Carte d'érodibilité des sols du bassin de Merguellil 454.2 Carte lithologique du bassin de Merguellil 454.3 Carte d'occupation des terres du bassin de Merguellil 504.4 Carte d'agressivité des pluies du bassin de Merguellil 504.5 Carte de sensibilité à l'érosion du bassin de Merguellil 544.6 Carta de priorité d'intervention du bassin de·Merguellil 55

Annexesj

MAKTHAR DJ. SERDJ

1 SESSNI 1 SESSN2 1 SESSN3 1 SESSN4

ROH~A H IrJ.FFG UZ1DJ. BA~ r]ROU

1 SESSN7 1 SESSN8 1 SESSNIO

1 SESSN5 1 SESSN6

SBIBA DJ. TROZ~A PAVILLIER

1 ~ ESSNIO 1 SESSNl1 1 SESSN12 ! SESSN13

Les sessions de saisie des courbes de niveau du bassin versant de Merguellil

DEMIURGE

CARTES. NUr1r1sation

.1 T2 . Fichiers CRT

11 T2-ID~1 ~

OROLOGT2-ASSF

1. Exporté tion versMNT

1 T2-DESC1 LAMONT

IDRISIFichiers dérivés du MNT

r TOPASE. Simulation des écoulements de surfaces

1 Les principaux modules de DEMIURGE utilisés dans cette étude 1

._------

IDRISI1 A GRID-BASED GEOGRAPIDC ANALYSIS SYSTEM

MODULES ET PROCEDURES - VERSION 4.1

_.~.

1 Project Management~ r-4. Spatial Data Manag. 1

~

! DECISION SUPPORT STATISTICAL ANALYSISRING MODULE CORE MODULE TIME SERIE ANALYSIS,

l RING MODULE

1Data entry

1 1Display

1

1 Attrib. Data Manag. 1

IData Base Query Map Algabra1l~,:'Ita Base Query Map Algebra1 IData Base Query Map Aigabra 1 IData Base Query Map Algabral

lGEOGRAPHICAL ANALYSIS .

-" RING MODULE • IMAGE PROCESSING PERIPHERALRING MODULE MODULE i4-

i

-- lLes principaux modules composant le système d'information géographique IDRSI·

rCOLLET & WILLEM, 19941

Profitt d~jûId'étud~d'Ingénieurs (1996/1997) ESIER / ORSTOM

1 - BASSIN VERSANT DE L'OUED EL KRE5HEM

Tableau : Caractéristiques morphométriques du sous bassin d'oued El Kreshem :Altitude(m) % Superficie Pente(1/100) % Superficie

100 206 a 10097,7 220 5 93,993,2 230 10 71,787,2 240 15 54,177,2 250 20 30,649,6 280 25 19,434,9 300 30 13,923 320 35 9,6

13,5 350 40 7,98,3 380 50 6,16,1 400 75 3,62,6 450 100 2,20,5 500 150 0,50 536 210 a

Courbe Hypsomébique d'El Kreshem

550 ------------------------,

10080604020

500

450

.5.400CD

".a 350

~ :1---+-----+-------+---_--------1o

'Y. Surface

Figure : Courbe Hypsométrique du bassin d'El Kreshem

ADDCXcs4

Projerr d~ jüI tl'itudt!s d'Ingtlnieurs (1996/1997) ESIER IORSTOM

2 - BASSIN VERSANT DE L'OUED EL A/OUN

Tableau : Caractéristiques morphométriques du sous bassin d'oued El Aioun :Attitude(m) % Superficie Pente(1/100) . % Superficie

227 100 0 100250 98,4 5 87,5275 94.5 10 52,3300 64,5 15 32,9325 87 20 18350 64~ 25 11.2....375 36 30 7.8400 18 35 5425 9.7 40 3,4450 2,4 50 2.3500 0,5 75 1.3550 0,1 100 0.9ôOO 0 200 0.2

- - 225 0

80

0/. Surface

40 6020

300

250

-450Ë.il 400~

~ 350

p=================================================::::;l,11 i Courbe Hypsométrique d'El Aioun [1

i 600 - -------------------------------------------------- "!i 550 - 1

1 1i 500 '

1

1 i

IliiIl! 1

! 1 200 +--1-----.,f------+------f------.,r------1l_ 0

Figure : Courbe Hypsométrique du bassin d'El Aioun

•...Mntexes4

Prajjd d~fi-d'~tud~d'Ing~nieurs(/99611997) ESIERIORSTOM

3 - BASSIN VERSANT DE L'OUED ZlTOUNE

Caractéristiques morphométriques du sous bassin d'oued Zitoune :TableauAltitude(m) % Superficie Pente(1/100) % Superficie

222 100 0 100250 98 5 97300 87,3 10 89350 73,9 15 80400 57,4 20 69,6450 44,2 25 59,4500 31,6 30 50,4550 19,5 35 45,3600 12 40 40,8650 8,8 50 30,6700 7 75 18,6800 4,6 100 12,9900 2,3 200 6,1985 0 300 1,4- - 387 0

Courbe Hypsométrique de 2itoune

: Courbé ttypsom.ique du bassin de ZftOune

100 ,8060

.-----.-- · .. ·····-1i

% Surface

4020

,..--------_._._-1000

900

800

- 700.§.CD 600'Ç::J..E 5000(

1

400

1

300

200

Il0

Figure

ADDtu.4

~d~fUr d'itudes d'/ngénJ~urs(/9961/997) ESIER IORSTOM

4 - BASSIN VERSANT DE L'OUED HAMMAM

Tableau Caractéristiques morphométriques du sous bassin d'oued Hammam:AJtitude(m) % Superficie Pente(1/100) % Superficie

219 100 0 100250 88,5 5 95,2300 67,2 10 86,4350 56,5 15 75,9400 47 20 67,5450 38 25 59,7500 29,5 30 53,6550 22,4 35 50,3600 17 40 46,8650 12,5 50 41,3700 10 60 36,1800 5,5 100 23,7850 3,5 200 8,4900 1,6 300 0,8984 0 385 0

Courbe Hypsométrique de Hammam

Il1000

900

800

700gQI 600'0:J-~ 500<

400

300

2000 20 40 60 80

-,\

1

100

'Y. Surface

I-===============-IFigure : Courbe Hypsométrique du bassin de Hammam

Auaexes4

Pre;t!J d~jin d'hIuJn d'Ingénieurs (199611997) ESIERIORSTOM

5 - BASSIN VERSANT DE L'OUED ZEBBES

Caractéristiques morphométriques du sous bassin d'oued Zebbes :TableauAltitude(m) % Superficie Pente(1/100) % Superficie

350 100 0 100400 98,4 5 94,1425 94,6 10 78,4450 85,9 15 61475 78 20 42,8

,500 65,5 25 27,6525 48 30 18,3550 32,1 35 11,2575 21,5 40 7,8600 14,8 45 4,9625 9,5 50 3,2650 5,4 100 0,1675 2,6 174 0

l 700 0,8 - -739 0 - -

~/'

l Il

'11

ao 100604020

Courbe Hypsométrique de Zebbes

600

.§.. 550o'tl

~ 500 1 1

~ ~ +- --+- -+- --+ ~~' 1

o

rIl 750 .---------

il 700

'1 650!1

IlIlIl!1

Il

: Courbe Hypsométrique du bassin de Zebbes

Il % Surface

~=======.JFigure

Aooexrs4

Prv!id d~jür d'études d'/ngbueurs (/9961/997) ES/ER /ORSTOM

6 - BASSIN VERSANT DE L'OUED MERGUELLIL A HAFFOUZ TELEPHERIQUE

Tableau : Caractéristiques morphométriques du bassin à Haffouz Téléphérique:Altitude(m) % Superficie Pente(1/100) % Superficie

247 100 0 100

300 97,6 10 90,6350 92,6 20 71,1400 84,2 30 53,5450 n,4 40 38,4500 69,7 50 28,5550 57,8 75 13,9600 49,5 100 7,8650 41,7 125 5700 33,8 150 3750 26,3 200 1800 18,9 300 0,1850 11 411 0900 6 - -1000 2,2 - -1215 0 - -

10080604020

Courbe Hypsométrique Haffouz Téléphérique

.,---------------------------

1

Il, 1

Il1400

[1

1200

1000

.§.CIl 800"0~, ;i

1;( 600

Il!'

400 !

200 .t-0

'1'0 Surface

Figure : Courbe Hypsométrique du bassin à Haffouz Téléphérique

ADDrus4

Projid defl- i'hudes ,j'(ngbùeuTS (/996//997) ESIERIORSTOM

6 - BASSIN VERSANT DE L'OUED MERGUELLIL A HAFFOUZ TELEPHERIQUE

Tableau : Caractéristiques morphométriques du bassin à Haffouz Téléphérique:Altitude(m) % Superficie Pente(1/100) % Superficie

247 100 0 100

300 97,6 10 90,6

350 92,6 20 71,1

400 84,2 30 53,5

450 77,4 40 38,4

500 69,7 50 28,5550 57,8 75 13,9600 49,5 100 7,8650 41,7 125 5700 33,8 150 3750 26,3 200 1800 18,9 300 0,1850 11 411 0900 6 - -1000 2,2 - ."1215 0 - -

Courbe Hypsométrique Haffouz Téléphériqup.

10080

% Surface

40 6020

1400

i1200 -

Il i ':t,1 600 l1 400 !

1 200 ~

Ilil, 1

i1

Figure : Courbe Hypsométrique du bassin à Haffouz Téléphérique

Aaarxrs4

hrojn tkjin d'/bIdes d'Ingénieurs (1996/1997) ESIER /ORSTOM

7 - BASSIN VERSANT DE L'OUED MERGUELUL A HAFFOUZ CASSIS

Tableau : Caractéristiques morphométriques du bassin à Haffouz Cassis:Altitude(m) % Superficie Pente(1/100) % Superficie

259 100 0 100300 98,9 10 90,7350 95,1 20 72,1400 87,5 30 55,1450 80,6 40 39,9500 72,6 50 29,7550 60,2 75 14,4600 51,7 100 8,2611 50 125 5,2650 43,3 150 3,3700 35.5 200 1,1750 27,5 300 0,1800 18,9 411 0850 11,5 - -900 6,3 - -916 5 - -1000 2,3 - -1050 1 1,3 - -1100 0,2 - -1215 0 - -

400

1200

1000

Courbe Hypsométrique de Haffouz Cassis 1

1400.------------------~ i

1 Il1 IlIl!g

~ 800a';

~ 600

: Courbe Hypsométrique du bassin à Haffouz Cassis

10080

% Surface

40 6020200 +------t-----+------1-----+----~

o

Il

Figure

ADDeus4

,.lMfin tritudes d'/nginieun (1996/1997) ES/ER IORSTOM k,l:'.~)

8 - BASSIN VERSANT DE L'OUED MS/LA

: Caractéristiques morphométriques du sous bassin d'oued Msila :TableauAltitude(m} % Superficie Pente(1/100) % Superficie

269 100 0 100300 96,S 5 98325 81,8 10 88,7350 63,1 15 67375 50,8 20 49,2400 37,5 25 26,5 ,

425 20,5 30 14,1450 9,8 35 5,2475 3,9 40 2,6500 1 45 1518 0 50 0,2- - 66 0

~

11

Courbe Hypsométrique de Msila

500

550 T""I-----------~---~--

Figure

Il'1

,1, 1

Il1 450

1 i 400

Il ~ 350 1ii 300 j 1

1 250 L------ ~~---t--'_I----j 1:1 0 20 40 60 80 100

1 % Surface 1

Il: Courbe Hypsométrique du bassin de Msila

ADDtUs4

Projtr.l d~fiad·itudes d'Ingénieurs (1996/1997) ES/ER /ORSTOM

9 - BASSIN VERSANT DE L'OUED REDJAL

Tableau : Caractéristiques morphométriques du sous bassin d'oued Redjal :Altitude(m) % Superficie Pente(1/100) % Superficie

316 100 0 100325 98,1 5 96,9350 88,5 10 90,2375 69,1 15 81,3400 53,6 20 71,2425 37,5 25 61,7450 24,5 30 52,1475 17,9 35 39,7500 13,9 40 31,4525 5,1 45 23,6550 0,4 50 16,6559 0 55 10,4- - 60 8- - 70 3,9- - 100 0,9- - 134 0

Courbe Hypsométrique de Redjal

100

~! 1

1 1

1

1

80604020

1 Ê 500 11 i 450

1 i!

~ 400 t350 t3001----t------t--­

o

r!1· 600

1

550

'L':============="Ic=o=su=r=fa=ce==========~1Figure : Courbe Hypsométrique du bassin de Redjal

ADaexes4

Projd dejin d'études d'Ingblieurs (1996/1997) ESIER /ORSTOM

10 - BASSIN VERSANT DE L'OUED EL MAIZ

Tableau : Caractéristiques morphométriques du sous bassin d'oued El Maiz :

Courbe Hypsométrique d'El Maiz

Altitude(m) % Superficie Pente(1/100) % Superficie334 100 0 100350 95,3 5 95,8375 80,1 10 89,9400 62,5 15 79,7425 45.7 20 70,3450 27,1 25 60,4475 17 30 44.1500 13,2 35 44,6525 9,8 40 39,8550 5,9 45 34.9575 0,9 50 28,8581 0 55 24,9- - 75 12,8.- - 100 7- - 200 0,5- - 240 0

li600.-------------

1550 + 1

1

,~ 500 ti 450 f

.I.a 1Il.. '

Il Ci 400 J'1 1

1 ~ 1

L_3oo +-~------+20---------j41---0-----6t-O----8+0---~1oo

% Surface

Figure : Courbe Hypsométrique du bassin d'El Maiz

ADDC:lCS 4

PrajD dt!jilld'étuda d'/nginiDlTS (/996//997) ESIERIORSTOM

11 - BASSIN VERSANT DE L'OUED ETTIOUR

Tableau : Caractéristiques morphométriques du sous bassin d'oued Ettiour :Altitude{m) % Superficie Pente(1/100) % Superficie

326 100 0 100350 98,4 5 97,8375 90,1 10 94,1400 81,7 15 89,4425 73,6 20 84,1450 67,8 25 77,9475 62,5 30 74,1500 55,1 40 65,1525 47 50 56,6550 39,4 60 50,4575 31,7 70 45600 24,9 80 39

1 625 20,1 90 34650 16 100 30700 9,2 125 19,8750 4 150 15,3800 1,4 200 6,7

1 857 0 300 0,6

i - - 363 0

900 r------------ ------~---------.------,

%Surface

Courbe Hypsométrique d'Btiour

700

800

Il, 1

1!, 1

IlIlIlilIl1!Il gIl' .g 6001

...3

! 1 CiIl 500

il l1 400

1 300 !1-----2+-O-------,---+40---------j60----80+--------l100

1

1

Figure : Courbe Hypsométrique du bassin d'Ettiour

ADnexcs4

PrfIjD d~fùr d'ttudes d'lngtnJeurs (199611997) ESIERIORSTOM

12 - BASSIN VERSANT DE L'OUED HAJAR

Tableau : Caractéristiques morphométriques du sous bassin d'oued Hajar :Aftitude(m) % Superficie Pente(1/100) % Superficie

351 100 0 100375 96,5 5 94,8400 88,7 10 89,6425 81,3 15 82450 66,4 20 74,9471 49,9 25 67,8475 46,9 30 60,2500 35,3 35 51,9525 23,1 40 44,2550 11,2 45 36,8575 5,9 50 32,5600 2,1 55 27,1631 0 60 22,1

- - 65 18,8- - 70 15.9- - 80 9,3- - 90 5,2- - 100 2,3- - 124 0

. : Courbe Hypsométrique du bassin de Hajar

Courbe hypsométrique de HajarliIl

650 r-I1 !11

1

1 i1 550 4-1

1

É.CIl 500'a::1....

1 :;,(450

1 400 ti

350 1

IL-0

Figure

20 40

% Surface

60 80

~Il---l l'

11

100

Annues 4

Projfl1llhjÏ1ld'ituiks d'Ing~nit!urs(/996//997) ES/ER /ORSTOM

13 - BASSIN VERSANT DE L'OUED MORRA (GRAND)

Tableau : Caractéristiques morphométriques du bassin d'oued Morra(grand) :Altitude(m) % Superficie Pente(1/100) % Superficie

504 100 0 100553 95 5 98,9575 90,8 10 95,9600 81,2 15 90,8625 68,5 20 84,6

. ÔSO 54,9 25 76660 50 30 67,6675 44,9 35 56,1700 34,7 40 48,3725 26 45 39750 19,5 50 31,4775 13,7 55 24,8800 8,1 60 18,8825 3,4 65 14,1850 1,2 70 10,8875 0,3 80 6901 0 100 1,8- - 159 0

Courbe Hypsométrique de Marra (grand)

950 r---------------------.900

850

600

550

=nil

:

: Courbe Hypsométrique du bassin de Morra (grand)

100 1

Il

8060

%Surface

4020500 +----+-----+-----+-----+---------'1

o

Figure

ADDUrs4

Projt!l «Jin d'étuda d'Ingénieurs (/996//997) ESIER /ORSTOM

14 - BASSIN VERSANT DE L'OUED MORRA (BARRAGE)

, Caractéristiques morphométriques du bassin d'oued Morra :Tableau .Altitude(m) % Superficie Pente(1/100) % Superficie

578 100 0 100

598,8 95 5 98,9

600 94,1 10 96,2615 86,3 15 91630 75,3 20 85,4645 62,6 25 n

657,4 50 30 69660 48,3 35 57,6675 34,9 40 51,2690 19,7 45 44,1705 9,9 50 37,7720 3,9 55 30,1735 0,4 60 22,5738 0 65 17,7

- - 70 12,7- - 75 8,6- - 80 6- - 90 3,1- - 100 1,7- - 126 0

Courbe Hypsométrique de Morra (barrage)

10080604020

7~

730 -1'

710 t690 t

g 670 t.~ 650E;: 630«

610

590

570

550 +------t-------+------f-------+-----

o% Surface

Figure : Courbe Hypsométrique du bassin de Marra Barrage

ADDCus4

~Dj6«Jin d'ltsu/D d'Ingénieurs (199611997) EStER /ORSTOM

15 - BASSIN VERSANT DE L'OUED MERGUELLIL A SKHIRA

Tableau : Caractéristiques morphométriques du bassin à Skhira:Altitude(m) % Superficie Pente(1/100) % Superficie

584 100 0 ·100600 99,9 5 97,1625 98,S 10 91,4650 95.5 15 83,7675 90,9 20 74,9700 85.2 25 65.5725 79,2 30 57.4750 70 35 48,6n5 62.9 40 41.1800 54,9 45 34,4825 45.3 50 28,6850 33,1 55 24,2875 23,4 60 19.9900 18 65 16,8925 12,4 70 14.5950 9 90 7,9975 7,4 100 5.81000 6.5 125 3,11025 5,9 150 1.71050 3,7 200 0,41100 0,6 273 01150 0,1 - -1215 0 - -

rCourbe Hypsométrique de Skhira

_... -- ..•. _._--_ .._- _....-."'....._._--_._._-_._._ ..... '._-- --]

1

1150

[---1 12501

1050

.5. asoo'0

1 ~ :: ! 1

l, 650 l ,550 IlL 0 20 40 % Su,f.... 60 ao 100 II

Figure : Courbe Hypsométrique du bassin de Merguellil à Skhira

AnDr1Cs4

Projet d~fin d'ltudes d'Inglni~urs(199611997) ES1ER / ORSTOM

-----------------------------

•

•

Gradient pluviométrique du bassin du 1_______M_e_r_9_u_e__II_i1_______________ 1

y =O,2086x + 234,84

~=~~7 1

300

600

500

-ê400-Il

200 1 1

100 + 1

1 !1

o JI------_f----f---I----+-1---1----~ Il!1 0 200 400 600 800 1000 iIl Altitude (m) ~L'=:=====================:=== _

G:-adient pluviométrique du bassin du Me;-guellil

H~drograMMe triangul.lre siMul~ du b••• in Morguaiiii A SI(hiraTr= 9238 secondes soit a h. 33 M. 58 •.Tb: 28999 secondes soit 8 h. 3 M. ~9 s.QMax _ 0.069 1'13/( 5. kM2) par l'lM ru Isse I~

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HydrograMMe triangulaire siMul~ du ba•• in Morra (barrage)

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3014 secondes soit 0 h. 50 M. 14 s.9431 secondes soit 2 h. 37 M. 11 s.

0.212 M3/(s.kM2) par MM rulssel~

Tr=Tb=QMax -

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Tr= 18859 secondes soit 5 h. 14 t'li. 19 s.Tb= 78729 secondes soit 21 h. 52 t'li. 9 s.0rax.,::: 0.025 "31'<5. kt'll2) par t'li'" rulssel~

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HydrograMMe triangulaire siMu14 du bas.in Zebbes <station)

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Pr.j~ d~jür d','taiIes d 'Ingéllieurs (199611997) ESlER IORSTOM

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1,Annexe 7