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/ Le code ARFAN (« Areal RainFall ANalyses ») permet l'analyse multidurées de chroniques de pluie à pas de temps fixe. Il peut traiter les chroniques ponctuelles, ou des « pluies de bassin » qui en sont déduites (méthode des polygones de Thiessen 'dynamique' recalculant les coefficients de pondération en fonction des lacunes, calcul géostatistique par simulations conditionnelles, permettant d'estimer l'incertitude [code externe SAMPO]). L'échantillonnage est réalisé en maxima annuels et par dépassement de seuils (avec contrôle du choix du seuil et des critères d'indépendance, et validation de l'échantillon obtenu). L'ajustement des lois de probabilité reconnues donne les quantiles. Répéter sur la chronique moyennée sur plusieurs durées produit les courbes Intensité-durée-Fréquence décrivant le régime des pluies fortes (de bassin le cas échéant). Ces IdF sont classiquement utilisées pour construire des « pluies de projet probabilistes », moyennant le choix a priori d'une forme, symétrique ou non (triangle, double triangle, hyétogramme « moyen »). Cependant, cet objet est subjectif et très réducteur. La pluie « de bassin » suppose une hypothèse d'homogénéité spatiale des pluies ; or la variabilité temporelle et spatiale des phénomènes est considérable y compris au sein du bassin, et gouverne l'effet concret de tous dispositifs. Une stratégie de gestion des crues, basée ou non sur des ouvrages à dimensionner, doit considérer cette variabilité des phénomènes. Un progrès possible est de travailler par simulation continue : générer des chroniques de débit à partir de longues chroniques de champs de pluie stochastiques. La méthode est plus exigeante à mettre en oeuvre, mais restitue une variabilité riche et réaliste, nécessaire pour évaluer véritablement l'aléa d'inondation et l'effet d'ouvrages sur cet aléa. ARFAN est un outil de recherche ouvert et évolutif, destiné à tester des méthodes. Une version stable sera aussi disponible pour des utilisations pédagogiques et à l'attention des services de l'État et des bureaux d'étude. Ces travaux bénéficient du soutien du Ministère français chargé de l'Environnement (convention Multirisques) et de partenariats (PHC franco-algérien Tassili ; université autonome de Querétaro, Mexique). SAMPO a été soutenu par divers acteurs (ANR Floodscale, CCR, EdF, Sintef).

Une analyse des pluies journalieres extremes du bassin du Cheliff (plus grand bassin du Nord de l’Algerie) a ete etablie sur la periode 1971–2010. Pour cela 13 stations pluviometriques ont ete selectionnees et recueillies aupres de l’Agence Nationale des Ressources hydrauliques (ANRH). Six indices de pluies journalieres ont ete analyses pour caracteriser l’evolution temporelle de la frequence et l’intensite des pluies journalieres sur la periode d’etude. Ces indices correspondent a la pluie totale annuelle des jours de pluies ( 1 mm), aux percentiles 90, 95, 99 et 99.5% et a l’intensite journaliere des jours de pluie (1 mm). Le test de Mann–Kendall indique une tendance generale a la baisse significative pour les pluies totales et l’intensite journaliere de certaines stations. La frequence des fortes pluies ne montre pas de changement significatif de son evolution temporelle pour la majorite des stations. La recherche de relation entre les indices de pluies journalieres et les differents modes de circulation atmospherique a mis en evidence l’influence de l’oscillation mediterraneenne sur la variabilite des precipitations journalieres du Cheliff, particulierement pour les stations qui ont connu une baisse significative de leur indice de pluies journalieres

Cet article étudie la variabilité spatio-temporelle des pluies du bassin versant du fleuve Kayanga/Gêba, transfrontalier entre la République de Guinée, le Sénégal et la Guinée-Bissau. L'homogénéisation et le comblement des lacunes ont été assurés par la méthode du vecteur régional. L'application sur les pluies annuelles (1932-2014) des tests statistiques de PETTITT et de BUISHAND indique des ruptures de stationnarité en 1964 (un cas) ou 1967 (cinq cas). Les déficits après rupture sont compris entre 13,7 % et 19,6 % des pluies avant rupture. La méthode de segmentation montre, pour certains postes, une amélioration de la pluviosité à partir de 1992 ou de 2002. La répartition spatiale des pluies annuelles moyennes sur des périodes glissantes de 30 ans, fait ressortir à la fois leur diminution vers le nord et la migration des isohyètes vers le sud après la rupture. La période 1961-1990 est la plus sèche. Les indices pluviométriques de LAMB, étudiés à l'échelle décennale, confirment cette évolution et mettent en évidence une amélioration de la situation à partir de la décennie 1988-1997. This article studies the spatial and temporal rainfall variability of the transboundary catchment area of Kayanga/Gêba River between the Republic of Guinea, Senegal and Guinea-Bissau. The homogenization and the filling of the gaps were ensured by the method of the regional vector. The application on annual rainfall (1932-2014) of the statistical tests of PETTITT and BUISHAND indicates ruptures of stationarity in 1964 (one case) or 1967 (five cases). The deficits after rupture are between 13.7 % and 19.6 % of the rains before rupture. The method of segmentation shows, for some stations, an improvement of the rainfall from 1992 or 2002. The spatial distribution of average annual rainfall over rolling 30-year periods shows both their northward decrease and the southward migration of isohyets after rupture. The 1961-1990 period is the driest. The rainfall indices of LAMB, studied at the decennial scale, confirm this evolution and show an improvement of the situation from the decade 1988-1997.

A paleoreconstruction of the length and intensity of the rainy season over western Africa has been recently proposed, using analysis of fossil mollusk shells from the Saloum delta region, in western Senegal. In order to evaluate the significance of local long-term reconstructions of precipitations from paleoclimate proxies, and to better characterize the spatial homogeneity of rainfall distribution in northern Africa, we analyze here the spatial representativeness of rainfall in this region, from seasonal to decadal timescales. The spatial coherence of winter episodic rainfall events is relatively low and limited to surrounding countries. On the other hand, the summer rainfall, associated with the West African Monsoon, shows extended spatial coherence. At seasonal timescales, local rainfall over the Saloum is significantly correlated with rainfall in the whole western half of the Sahel. At interannual and longer timescales, the spatial coherence extends as far as the Red Sea, covering the full Sahel region. This spatial coherence is mainly associated to the zonal extension of the Inter Tropical Convergence Zone (ITCZ). Coherently, summer rainfalls appear to be driven by Sea Surface Temperature (SST) anomalies mainly in the Pacific, the Indian Ocean, the Mediterranean basin, and the North Pacific. A more detailed analysis shows that consistency of the spatial rainfall coherence is reduced during the onset season of the West African Monsoon.

In hydrology, the link between rainfall space-time variability and hydrological modelling at a catchment outlet remains an open research issue and it puts the following question : is it relevant to consider the spatial distribution of rainfall in hydrological modelling ? This study addresses this topic through the rainfall-runoff modelling of the 29 km² Chezine peri-urban catchment which is located in the north-western suburb of Nantes (France). In this case study, we have used weather radar images with a high spatial resolution (250 m x 250 m radar pixels), which for the time being remains uncommon. Those images are provided by the C-band weather radar of Treillières at a temporal resolution of 5 min. Moreover, this study represents a first attempt in order to find indicators enable to catch the impact of rainfall spatial variability on a catchment response.

Les très fortes répercussions des aléas climatiques sur l'agriculture et la sécurité alimentaire en Afrique subsaharienne, auxquelles se rajoute la perspective du changement climatique, ont poussé la communauté scientifique à documenter les impacts du climat dans cette région. Cependant, si la plupart des études quantifiant les impacts du climat se basent sur des sorties de modèles régionaux de climat, très peu font part de l'incertitude associée à leur utilisation. Pourtant le choix d'un modèle régional plutôt qu'un autre, voire même d'une paramétrisation plutôt qu'une autre, peut influer fortement sur le résultat final car les modèles agronomiques sont très sensibles à la qualité du forçage climatique en entrée. L'objectif de cette étude est d'explorer cette question en analysant la dispersion de la représentation des pluies issues d'un ensemble de huit modèles régionaux et la façon dont cette dispersion se traduit dans l'estimation des rendements du mil au Sénégal, simulés par le modèle agronomique SARRAH. L'étude montre qu'il existe une grande dispersion dans la représentation de la pluviométrie d'un modèle régional à l'autre (et même pour un même modèle régional avec deux jeux de paramètres différents) tant à l'échelle saisonnière qu'à l'échelle intrasaisonnière. Ces biais introduisent des erreurs importantes dans l'estimation des impacts agronomiques. Ces erreurs peuvent être à même d'invalider des conclusions sur les impacts du changement climatique basés sur l'utilisation d'un seul modèle régional. L'utilisation de méthodes de correction de biais s'avère ainsi indispensable.

La réalisation d'une base de données de pluies mensuelles pour l'Afrique est une valorisation par le Laboratoire HydroSciences Montpellier-HSM d'un fond de données pluviométriques africaines, hérité entre autres de l'Orstom, et de son expérience en gestion de bases de données hydroclimatiques en zone intertropicale. Les grilles de données créées permettent de diffuser des données pluviométriques élaborées au demi-degré carré, utiles à la recherche en Afrique, tout en respectant la confidentialité des données brutes stationnelles qui restent la propriété des services nationaux. Les données brutes font l'objet d'une série de critiques approfondies pour chaque poste pour corriger ou éliminer les informations fausses ou douteuses. Ce travail réponds à trois objectifs : i) proposer en ligne un inventaire des postes pluviométriques existants pour tous les pays ; ii) générer des séries de données de pluies homogènes appelées « séries de référence » ; iii) construire des grilles de pluies mensuelles au demi-degré carré pour le continent africain sur la période 1900-2000, proposées en accès libre sur le site SIEREM : http://www.hydrosciences.fr/sierem. (Résumé d'auteur)

International audience; Le déficit de pluie des 30 dernières années au Sahel est le plus souvent analysé de manière globale, ce qui ne permet pas d'en étudier l'impact sur le cycle hydrologique. L'étude conjointe de données fournies par le Centre Régional AGRHYMET et d'un jeu de données haute résolution collectées dans le cadre de l'observatoire AMMA-CATCH Niger permet d'analyser ici quels sont les facteurs les plus marquants qui différencient années humides et années sèches au Sahel. Cette analyse explore la variabilité des pluies à différentes échelles temporelles pour des années sèches et humides: à l'échelle annuelle, à travers la sensibilité de l'indice pluviométrique à la taille du domaine considéré; à l'échelle de l'événement, par la variation de deux paramètres définissant le régime pluviométrique (à savoir la hauteur moyenne de pluie par événement et le nombre moyen d'événements par jour); et au pas de temps inférieur, en étudiant les distributions des intensités de pluie.

Le phénomène El Nino de 1997-98 a provoqué des inondations catastrophiques sur la côte Nord du Pérou. Cette étude, financée par la Banque Mondiale et la BID, a pour but de re-définir les normes hydrologiques nécessaires à la reconstruction des ouvrages détruits (routes, ponts, barrages, digues) et d'évaluer les méthodes de prévisions opérationnelles. Pour cela, il a fallu constituer une base de données hydrométeorologiques la plus complète possible, qui a réuni plus de 20.000 Stations x années, sur tout le versant Pacifique du Pérou, effectuer un zonage pluviométrique permettant de mieux connaître l'influence du phénomène El Nino. Une étude des El Nino historiques et préhistoriques, des analyses statistiques, des modélisations pluie-débit et l'utilisation de la méthode du Gradex ont ensuite permis de proposer une méthode d'estimation et de prévision régionale des débits de la crue de projet. (Résumé d'auteur)

Le régime des fleuves et rivières d'Afrique intertropicale, affecté par plus de deux décennies de déficit pluviométrique montre des hydrogrammes de crue réduits en volume et en durée et des maximums de crue nettement plus faibles. L'analyse des données conduit à évoquer un effet mémoire et cumulatif de la sécheresse réduisant la contribution de l'écoulement de base dans l'hydrogramme de crue. Ceci est confirmé par l'examen des crues de 1994 et 1995 sur le Niger à Koulikoro qui montre pour des années de bonnes précipitations la durabilité d'écoulements plus faibles que dans la période antérieure à 1970. (Résumé d'auteur)

Drought persisting in the Sahel for more than 25 years, impacting both surface and subsurface water resources, raises the question whether the hydrological impacts are proportional, dampened, or amplified in response to the climatic change manifested by the drought experienced since 1970. A physically-based distributed model, r.water.fea, applied to a 2.48 km2 endoreic drainage basin, typical of the Niamey area of West Niger, is used to evaluate the sensitivity of the hydrological system to such climatic extremes under four reduced-rainfall scenarios. Scenarios are built by elimination of various subsets of recorded storm events from the four monitored seasons 1992-1995. The hydrological response varies from no decrease to nearly a 30% decrease depending on the storm selection criteria. These results emphasize the variability of the hydrological response to regional climatic changes and the importance of a detailed characterization of the hydrological process transforming rainfall into runoff at the basin-event scale. (Résumé d'auteur)

Au nord-ouest du Rio Grande do Sul, l'érosion, consécutive à un défrichement intense et à une mécanisation agricole particulièrement importante depuis le développement de la production du soja, se manifeste par la couleur rouge foncée sans équivoque des cours d'eau et par l'apparition de ravines très importantes, de section plurimétrique, formant de véritables saignées dans le paysage. Les objectifs de cette étude, menée dans le cadre du projet POTIRIBU (ORSTOM, IPH, CNPq), sont de préciser le fonctionnement hydro-sédimentologique d'un bassin versant représentatif et de comparer différents types de préparation du sol du point de vue de leurs effets sur le ruissellement et l'érosion. L'étude a été menée principalement à deux échelles, celle de microparcelles et celle des bassins versants emboîtés d'Anfiteatro et du Donato. Les données ont été acquises de décembre 1989 à décembre 1994... Les résultats obtenus sont utilisés pour évaluer l'infiltrabilité du sol et en ébaucher une typologie en fonction de la préparation du sol, de la durée écoulée depuis le semis, de l'état hydrique initial et des états de surface du sol. Cette typologie, qui doit pouvoir être complétée et précisée, est conçue pour permettre l'extrapolation de l'infiltrabilité, variable d'entrée importante des modèles d'érosion (qui ne tiennent souvent pas compte de l'influence des interactions cultures/climat/sol). A l'échelle du bassin, trois aspects sont abordés : des bilans hydro-sédimentologiques classiques pour lesquels on ne dispose malheureusement que de peu de données de qualité, une évaluation de la contribution de la principale ravine aux pertes en sol et le test de deux modèles, l'un empirique "MUSLE", l'autre à bases physiques, "ANSWERS", disponible sur le SIG GRASS. Les résultats concernant l'évolution de la ravine entre juillet 1991 et novembre 1993 témoignent de l'importance de ce type d'érosion... (D'après résumé d'auteur)

Le réseau des pluviographes de l'expérience EPSAT-Niger permet de caractériser la variabilité spatiale et temporelle des pluies sahéliennes pour une large gamme d'échelles, et d'en déduire des règles d'échantillonnage pour la régionalisation des cumuls observés sur différents pas de temps. Une étude comparative montre qu'un échantillonnage temporel inadapté peut être responsable d'erreurs bien supérieures à celles dues à un échantillonnage spatial peu dense. En particulier, l'échantillonnage temporel réalisé par les satellites défilants à orbite polaire conduit à des erreurs d'estimation de la lame d'eau saisonnière sur le degré carré de Niamey avoisinant les 100%. On montre également que la variabilité spatiale des cumuls saisonniers est d'un ordre comparable à celle des cumuls par événement, ce qui va à l'encontre de l'effet de lissage en principe provoqué par l'intégration temporelle. On peut supposer que ce phénomène résulte du mélange de plusieurs populations d'événements ayant des échelles de fluctuation différentes. On a donc cherché si une classification des événements pluvieux basée sur leur extension spatiale, telle que mesurée par un réseau dense de pluviographes, pouvait rendre compte de la variabilité de petite échelle spatiale des cumuls saisonniers. Contre toute attente, ce sont les événements de grande extension spatiale qui présentent les plus faibles distances de décorrélation. L'intermittence spatiale est donc une des principales caractéristiques des pluies au Sahel et doit être prise en compte même pour des échelles de temps aussi grandes que le mois ou la saison. Ceci exclut d'avoir recours aveuglément aux modèles qui présupposent la continuité et la stationnarité pour régionaliser les champs de précipitation. (Résumé d'auteur)

L'imagerie infrarouge METEOSAT est utilisée pour calculer les lames d'eau précipitées sur le bassin du fleuve Sénégal au pas de temps décadaire, les méthodes conventionnelles s'étant avérées inopérantes du fait de la rareté des points de mesures au sol et de la très forte variabilité spatiale de la pluie aux petites échelles. Pour réaliser une telle estimation de la pluviométrie à la résolution du pixel, nous avons développé une méthode originale, qui repose sur la combinaison de deux indices pluviométriques issus de l'image METEOSAT, qui paramétrisent respectivement la source de pluie et la cible. La validation de ces estimations par comparaison avec des mesures aux stations indépendantes de celles utilisées pour l'estimation atteste de la très bonne efficacité de la méthode aux échelles spatio-temporelles choisies. La cartographie des indices pluviométriques apporte en outre une information très cohérente avec la nature des nuages pluviogènes et permet de discriminer les précipitations associées aux lignes de grain de celles produites par la remontée de l'ITCZ. Une régionalisation saisonnière des champs de pluie est ainsi proposée. La pluviométrie des saisons étudiées est commentée et comparée avec les références proposées par le centre AGRHYMET de Niamey. Une analyse entre les précipitations et les écoulements enregistrés sur un bassin de référence est enfin présentée. (Résumé d'auteur)

Le bassin amazonien s'étend sur plus de 6 millions de km2, et apporte à l'océan atlantique 209 000 m3/s, soit un débit spécifique de 34 l/s.km2. La distribution de ce débit spécifique sur l'ensemble du bassin montre de fortes tendances régionales, avec des valeurs de 18 à 30 l/s.km2 pour les affluents méridionaux de l'Amazone (Xingu, Tapajos, Madeira, Purus Jurua), de 40 à 50 l/s.k2 sur le cours principal (Solimoes), et de 50 à 70 l/s.km2 pour les affluents septentrionaux de la zone équatoriale (Ica, Japura, Uaupes, Negro), Dans les Andes de Bolivie, le débit spécifique varie de 5 à 125 l/s.km2 suivant la pluviométrie des bassins. Les valeurs les plus faibles sont observées en zone montagneuse aride (bassin des rios La Paz, Grande), alors que les plus fortes apparaissent dans les bassins orientaux de la Cordillère orientale (Alto-Madre de Dios, Yungas, Chapare). Dans les Llanos de Bolivie, la valeur du débit spécifique oscille entre 20 et 40 l/s.km2 pour les fleuves d'origine andine, et entre 5 à 10 l/s.km2 pour les cours d'eau issus du bouclier brésilien. (Résumé d'auteur)

La connaissance de la répartition spatiale et temporelle des précipitations dans les régions sahéliennes est une demande exprimée par les états concernés. Dans cette optique, la répartition spatiale des précipitations à l'échelle de la saison des pluies, puis de l'événément pluvieux a été étudiée. Les données utilisées proviennent d'un réseau dense de pluviographes implanté au Niger. La méthode d'interpolation choisie est le krigeage. A l'échelle de la saison des pluies, l'analyse a montré une grande variabilité spatiale et temporelle. L'incidence sur le calcul des isohyètes et des pluies surfaciques en a été déduite. L'influence de la densité de postes a également été soulignée. Au pas de temps de l'événement pluvieux, une classe d'événements a été définie et étudiée. Leur structure spatiale s'est révélée stable dans le temps. On a pu en déduire des abaques, donnant l'erreur d'estimation de la pluie surfacique en fonction de la densité du réseau et de la taille de la surface. Ces abaques permettront aux modélisateurs de connaître la précision de leurs variables d'entrée. (Résumé d'auteur)