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République Algérienne Démocratique et Populaire MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE CONSTANTINE 1 FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE DEPARTEMENT DE BIOLOGIE ET ECOLOGIE N° d’ordre : ……. Série : …… MEMOIRE Présenté pour obtenir le diplôme de : Magistère en ECOLOGIE et ENVIRONNEMENT Option : Pathologie des écosystèmes forestiers Par : FARAH ABDELHAFID KARIM THEME Devant le jury : Président : Mr. ALATOU Djamel Professeur Université Constantine 1 Rapporteur : Mr. BENDERRADJI. M.H Professeur Université Constantine 1 Examinateur : Mr. RAHMOUNE Chaabane Professeur Université Constantine 1 Examinateur : Mr. MEBARKI Azzedine Professeur Université Constantine 1 Année : 2013-2014 Changement climatique ou variabilité climatique dans l'Est algérien

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  • Rpublique Algrienne Dmocratique et PopulaireMINISTERE DE LENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

    UNIVERSITE CONSTANTINE 1

    FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE

    DEPARTEMENT DE BIOLOGIE ET ECOLOGIE

    N dordre : .

    Srie :

    MEMOIREPrsent pour obtenir le diplme de :

    Magistre en ECOLOGIE et ENVIRONNEMENTOption : Pathologie des cosystmes forestiers

    Par : FARAH ABDELHAFID KARIM

    THEME

    Devant le jury :

    Prsident : Mr. ALATOU Djamel Professeur Universit Constantine 1

    Rapporteur : Mr. BENDERRADJI. M.H Professeur Universit Constantine 1

    Examinateur : Mr. RAHMOUNE Chaabane Professeur Universit Constantine 1

    Examinateur : Mr. MEBARKI Azzedine Professeur Universit Constantine 1

    Anne : 2013-2014

    Changement climatique ou variabilit climatique dans l'Estalgrien

  • Remerciements

    Je tiens tout dabord exprimer ma profonde gratitude Mr M.H. BENDERRADJI,

    Professeur au Dpartement de Biologie et Ecologie et le remercier pour avoir accept

    dencadrer et diriger cette tude, je lui suis reconnaissant pour sa patience mon gard et ses

    conseils qui sans lesquelles la ralisation de ce travail naurait jamais pu aboutir.

    Mes remerciements les plus vifs Mr D. ALATOU, Professeur la Facult des Sciences

    de la Nature et de la vie, pour mavoir fait profiter de son exprience et pour mavoir prodigu

    des conseils sans lesquels je naurais pu viter des garements qui auraient nui au cheminement

    de cette tude ; pour lhonneur quil me fait en acceptant de juger ce travail. Soyez assur,

    Monsieur, de toute mon estime et de mon profond respect.

    Jadresse toute ma gratitude Mr C. RAHMOUNE, Professeur la Facult des Sciences

    de la Nature et de la vie, pour ses conseils et la patience dont il a fait preuve envers nous lors de

    la post-graduation, je tiens aussi le remercier davoir accept de participer mon jury.

    Je remercie galement, Monsieur A. MEBARKI, Professeur lInstitut des Sciences de

    la Terre pour avoir accept de participer mon jury. Veuillez trouver ici lexpression de mes

    remerciements les plus sincres ainsi que la marque de mon profond respect.

    Je tiens tout spcialement remercier Madame M. KANOUNI, de son soutien lors des

    moments difficiles et sans lequel ce travail naurait jamais vu le jour.

    Un grand merci Mr K. BAZRI, pour ses conseils, son soutien et son aide inestimable

    qui mont accompagn le long de ma graduation et post-graduation.

    Un grand merci aussi Mr A. HADEF qui ma t dun grand secours lors de cette tude,

    je le remercie pour mavoir accord de son temps et pour son aide inestimable lors de

    llaboration de cette tude.

    Enfin, je voudrais adresser toute ma tendresse mes parents dont lamour inconditionnel

    ma permis de remonter la pente lors des moments difficiles.

  • Table des matires

    Table des matires

    Introduction

    Chapitre I : Prsentation de la rgion dtude

    I-1- Localisation gographique.....3

    I-2- Aperu topographique...4

    I-2-1- Les plaines littorales ..4

    I-2-2- LAtlas tellien.4

    I-2-3- Les bassins intrieurs..5

    I-2-4- Les hautes plaines...5

    I-2-5- LAtlas Saharien.........5

    I-3- Aperu gologique.....6

    I-4- Les sols......7

    I-5- Aperu climatique..8

    I-5-1- Les prcipitations....9

    I-5-2- Les zones bioclimatique de lEst Algrien.....11

    I-6- La vgtation forestire......12

    I-7- Le rseau hydrologique......15

    Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    II-1- Historique....16

    II-2- Notion de climat..17

    II-3- Notions associes au changement climatique.....17

    II-3-1- Changement climatique....17

    II-3-2- Variabilit climatique...18

    II-4- Les changements climatiques observs...18

    II-5- Evolution future du climat..20

    II-6- Les causes de lvolution climatique...21

    II-6-1- Le rayonnement solaire....21

    II-6-2- Les arosols..22

    II-6-3- Leffet de serre.....22

    II-6-3-1- dfinition...22

  • Table des matires

    II-6-3-2- Les gaz effet de serre....24

    II-7- Projection et prvision climatiques.25

    II-7-1- Modles de climat global (MCG)....25

    II-7-2- Le scnario ..26

    II-8- le changement climatique en Algrie..29

    II-8-1- Les GES en Algrie.30

    II-7-3- Projections climatiques sur lAlgrie...33

    Chapitre III : Traitement des donnes

    III-1- Le rseau mtorologique...36

    III-2- Acquisition des donnes..37

    III-3- Organisation des donnes....38

    III-3-1- Traitement des donnes thermiques.40

    III-3-1-1- Estimation des tempratures moyennes (TM, TX, TN)...40

    III-3-1-2- Correction des tempratures.40

    III-3-2- Traitement des donnes pluviomtriques.43

    III-3-2-1- Estimation des donnes manquantes et correction des prcipitations..43

    III-3-2-2- La mthode des rapports..44

    III-3-2-3- Contrle de totaux annuels des prcipitations..45

    II-3-3- Traitement primaire des donnes...46

    III-3-4- Contrle des donnes...47

    III-3-4-1- Les erreurs alatoires (accidentelles) ...47

    III-3-4-2- les erreurs systmatiques ..48

    III-3-5- Recherche des erreurs et corrections des mesures....48

    III-4- Mthodes statistiques..49

    III-4-1- Test d'homognit de Pettitt...50

    III-4-2- Test de Mann-Kendall..51

    Chapitre IV : Rgime des tempratures

    IV-1- Les tempratures..53

    IV-1-1- Les tempratures moyennes mensuelles...53

    IV-1-2- Les tempratures maximales moyennes..54

    IV-1-3- Les tempratures minimales moyennes55

  • Table des matires

    IV-2- Les tempratures moyennes annuelles...56

    IV-3- Tempratures minimales et maximales annuelles (19612010)....58

    IV-4- Comparaison entre trois sries dobservation des tempratures : (1913-1938), (1961-1985)

    et (1986-2010)......62

    IV-5- Lamplitude thermique annuelle....63

    IV-6- Les gradients thermiques...64

    IV-7- Le rgime thermique..67

    IV-8- Variabilit interannuelle des tempratures moyennes de lEst algrien....69

    IV-8-1- Une tendance la baisse (Priode 1961-1976)...70

    IV-8-2- La tendance la hausse (Priode 1977-2010)....71

    IV-9- Fluctuations des tempratures moyennes annuelles de la srie (1961-2010) de lEst

    algrien par rapport la normale des tempratures (1961-1990).....72

    IV-8- L'insolation.....73

    Chapitre V : Rgime des prcipitations

    V-1- Les prcipitations...75

    V-2- La variabilit intra-annuelle du rgime pluviomtrique....75

    V-2-1- La variabilit des prcipitations mensuelles dans le temps75

    V-2-2- La variabilit des prcipitations annuelles dans lespace.......78

    V-2-3- Les rgimes saisonniers des prcipitations.81

    V-3- Rpartition spatiale des pluies moyennes saisonnires..81

    V-3-1- Lindicatif saisonnier des stations de lEst algrien...82

    V-3-2- Les mois secs et les mois humides.83

    V-4- La rpartition spatiale et temporelle des prcipitations.84

    V-4-1- Le gradient altimtrique des prcipitations....84

    V-4-2- La rpartition spatiale et le rle prpondrant du relief.85

    V-5- La variabilit interannuelle dans lEst algrien.86

    V-5-1- Fluctuations des prcipitations moyennes annuelles de la srie (1961-2010) de lEst

    algrien par rapport la normale des prcipitations (1961-1990) ....86

    V-5-2- Comparaison entre trois sries dobservation des prcipitations (1913-1938), (1961-1985)

    et (1986-2010).....87

    VI- Lhumidit relative .89

  • Table des matires

    Chapitre VI : Synthse climatique

    VI-1- Le quotient pluviothermique d'Emberger.92

    VI-1-1- Climagramme d'Emberger....94

    VI-1-2- ACP des prcipitations et des tempratures..96

    VI-2- Indice ombrothermique de Gaussen.98

    VI-3- indice d'aridit de De Martonne..100

    VI-4- Indice pluviomtrique annuel de Moral...102

    VI-5 - Indice pluviomtrique d'Angot...103

    Chapitre VII : Projections climatiques

    VII-1- Projections climatiques lhorizon 2050105

    VII-1-1- Projections des tempratures sur lEst algrien lhorizon 2050....106

    VII-1-2- Projections des prcipitations sur lEst algrien lhorizon 2050...107

    Conclusion.108

    Rfrences bibliographiques

    Annexes

  • Table des illustrations

    Liste des figures

    Figure 1 : Localisation de la rgion d'tude. ........3

    Figure 2 : Le relief de l'Est algrien.......6

    Figure 3 : Carte gologique simplifie du domaine de l'Est algrien (modifie) ......7

    Figure 4: Carte des sols dominants de la rgion d'tude ..8

    Figure 5 : Carte des prcipitations annuelles moyennes de lEst algrien.......10

    Figure 6 : Carte simplifie des zones bioclimatiques de lEst algrien....12

    Figure 7 : Couverture vgtale de lEst algrien (daprs carte internationale du tapis vgtal au

    1/1 000 000................................................................................................................................14

    Figure 8 : Comparaison entre les variations de tempratures en Afrique et la tendance de

    rchauffement mondial..19

    Figure 9 : Irradiance Solaire.............22

    Figure 10 : Processus de leffet de serre ..........23

    Figure 11 : Scnarios dmissions utilises pour les projections climatiques......27

    Figure 12 : projections des missions des gaz effet de serre et de la temprature de la Terre

    jusqu'en 2100.............................................................................................................................28

    Figure 13: Emissions de CO2 en Algrie..................................................................................31

    Figure 14: missions africaines: les principales sources africaines de gaz effet de serre; le taux

    d'missions par personne; comparaison avec les missions d'autres pays

    .......33

    Figure 15: Projections du climat aux horizons 2020 et 2050 (modle UKHI) (Mate,

    2003)......36

    Figure 16 : Localisation des stations mtorologiques dans la rgion dtude... 37

    Figure 17 : Le contrle des totaux annuels des prcipitations par la mthode des doubles

    cumuls...46

    Figure 18: Contrle et correction des valeurs aberrantes (cas de la station de Tebessa).49

    Figure 19 : Test de d'homognit de Pettitt (station d'Annaba, priode : 1961-

    2010)).....51

    Figure 20 : Test de tendance de Mann-Kendall (station d'Annaba, priode : 1961-2010))..52

    Figure 21 : La variation mensuelle des tempratures moyennes. Priode (1961-2010)...54

    Figure 22: La variation mensuelle des tempratures moyennes maximales. Priode (1961-2010).

    .......55

  • Table des illustrations

    Figure 23: La variation mensuelle des tempratures moyennes minimales. Priode (1961-2010).

    ..56

    Figure 24 : La variation interannuelle des tempratures moyennes. Priode (1961-2010).....58

    Figure 25 : Evolution des tempratures minimales et maximales annuelles (1961 2010)...61

    Figure 26 : Comparaison des moyennes mensuelles de la temprature entre trois priodes :

    (1913-1938), (1961-1985) et (1986-2010) ...63

    Figure 27 : Nuage de points et droite de rgression de Tmax en fonction de laltitude au mois de

    Janvier ...65

    Figure 28 : La variation mensuelle des gradients thermiques. Priode (1961-2010)...66

    Figure 29 : Diagramme de l'expression synthtique de la continentalit....69

    Figure 30 : Moyenne des tempratures moyennes annuelles dans lEst algrien. Priode 1961-

    2010.Annexes

    Figure 30.1 : Moyenne des tempratures moyennes annuelles (graphe aprs lissage avec des

    moyennes mobiles de 3 ans). Priode 1961-201069

    Figure 30.2 : Tendance la baisse des tempratures moyennes annuelles dans lEst algrien,

    priode (1961-1976).71

    Figure 30.3 : Tendance la hausse des tempratures moyennes annuelles dans lEst algrien,

    priode (1977-2010).72

    Figure 31: Diffrences la normale des tempratures (1961-1990) (16,48 C) de la srie

    dobservations (1961-2010) dans l'Est algrien ...73

    Figure 32 : Variation moyenne mensuelle de la dure dinsolation dans lEst algrien......74

    Figure 33 : La variabilit des prcipitations mensuelles dans l'Est algrien. Priode (1961-

    2010).76

    Figure 34 : Le coefficient de variation (CV) et la moyenne mensuelle des prcipitations en % (m

    %). Priode (1961-2010)......78

    Figure 35 : Moyenne des Prcipitations dans lEst algrien. Priode (1961-2010)....80

    Figure 36 : Moyenne des Prcipitations dans lEst algrien. Priode (1961-2010)....82

    Figure 37 : Variabilit des prcipitations annuelles dans lEst algrien. Priode (1961-2010)...86

    Figure 38 : diffrences la normale des prcipitations (1961-1990) (546,52 mm) de la srie dans

    l'Est algrien (1961-2010)..87

    Figure 39 : Comparaison des moyennes mensuelles des prcipitations entre trois priodes (1913-

    1938), (1961-1985) et (1986-2010)......89

    Figure 40 : La variation mensuelle de l'humidit relative moyenne mensuelle (en %)......91

    Figure 41 : Climagramme du quotient pluviothermique d'Emberger (Q2). Priode (1961-

    2010)Annexes

  • Table des illustrations

    Figure 42 : Comparaison du Q2 entre trois priodes. Priode de Seltzer (1913-1938), Priode

    (1961-1985) et (1986-2010)...Annexes

    Figure 43 : Eboulis des valeurs propres des 36 composantes (prcipitation et tempratures

    (moyennes maximales et minimales)).96

    Figure 44 : La projection des individus (14 stations) sur le plan factoriel (1x2). Variables : les

    Tempratures et les Prcipitations...98

    Figure 45 : Indice Ombrothermique de Gaussen. Priode (1961-2010)...Annexes

    Figure 46 : Evolution du climat selon l'indice de De Martonne pour la priode (1961-

    2010)Annexes

    Figure 47 : Evolution du climat selon l'indice annuel de Moral. Priode (1961-2010)Annexes

    Figure 48 : Evolution du climat selon l'indice d'Angot. Priode (1961-2010)Annexes

  • Table des illustrations

    Liste des tableaux

    Tableau 1 : Les principaux gaz effet de serre..24-25

    Tableau 2.1 : Liste et origine de quelques modles de climat global (MCG)...26

    Tableau 3: Synthse des missions et des absorptions de GES en Algrie (1994) (Gg)30

    Tableau 3.1 : Emissions par type de gaz et par habitant....32

    Tableau 3.2 : Emissions par type de gaz (en 1000 TE-CO2).32

    Tableau 4 : Prsentation des stations dtude (O.N.M).36

    Tableau 4.1 : sources des priodes denregistrements des donnes

    climatiques.Annexes

    Tableau 5 : localisation et priode denregistrement des stations mtorologiques de lEst

    algrien39

    Tableau 6 : Le coefficient de corrlation des tempratures moyennes mensuelles Priode (1961-

    2010).41-42

    Tableau 7 : La variation moyenne mensuelle de la temprature. Priode (1961-2010).Annexes

    Tableau 8: La variation moyenne maximale mensuelle de la temprature. Priode (1961-

    2010)....

    Annexes

    Tableau 9 : La variation moyenne minimale mensuelle de la temprature. Priode (1961-

    2010)... Annexes

    Tableau 10: Les tempratures moyennes annuelles. Priode (1961-2010)Annexes

    Tableau 11 : Comparaison des tempratures moyennes mensuelles (C) de trois priodes :

    (1913-1938), (1961-1985) et (1986-2010).. Annexes

    Tableau 12 : Lamplitude thermique annuelle (en C). Priode (1961 - 2010)..... Annexes

    Tableau 13 : relations altitudes-tempratures par la mthode de la rgression linaire pour les 7

    stations de l'intrieurs, dans l'Est algrien. Priode (1961-2010)....

    Annexes

    Tableau 13.1 : Les gradients mensuels des minima, des maxima et des moyennes mensuelles

    des 7 stations de l'intrieur.......

    Annexes

    Tableau 13.2 : Les gradients des tempratures minimales (m) et maximales (M) calculs en

    Algrie..67

  • Table des illustrations

    Tableau 14 : Lindice de continentalit : thermique (K) et pluviale (P2/P1).

    Annexes

    Tableau 15 : Moyennes annuelles de la dure dinsolation dans le Nord Est algrien74

    Tableau 16 : La variabilit des prcipitations mensuelles dans lEst Algrien. Priode (1961-

    2010).....

    Annexes

    Tableau 17 : Le rgime saisonnier des prcipitations. Priode (1961 2010)...

    Annexes

    Tableau 18 : Le coefficient pluviomtrique relatif. Priode (1961-2010).... Annexes

    Tableau 19 : Les prcipitations moyennes annuelles. Priode (1961-2010)..Annexes

    Tableau 20 : Comparaison des prcipitations moyennes mensuelles (mm) de trois priodes :

    (1913-1938), (1961-1985) et (1986-2010)..Annexes

    Tableau 21 : Les moyennes mensuelles de lhumidit relative (%) dans quelques stations de la

    rgion dtude..90

    Tableau 22 : Classification des climats selon l'indice de De Martonne100

    Tableau 23 : Projections climatiques saisonnires des tempratures moyennes sur lEst algrien

    lhorizon 2050 pour trois modles climatiques globaux.. Annexes

    Tableau 24 : Projections climatiques saisonnires des pluies sur lEst algrien lhorizon 2050

    pour trois modles climatiques globaux......... Annexes

  • Introduction

    1

    Introduction

    Le changement climatique est un phnomne qui a fait et fait encore largement parler

    de lui compte tenu des fluctuations qui touchent le climat terrestre, et leur consquence sur le

    mode de vie de lhumanit que a soit au niveau sanitaire, social, agricole.etc. Ce

    phnomne tient son importance du fait quil touche des secteurs sensibles dont les

    consquences peuvent dboucher sur une catastrophe lchelle plantaire qui ramne ainsi la

    question du devenir du genre humain.

    Les tudes sur le changement climatique montre quau Maghreb le rchauffement

    climatique est plus important que la moyenne, si au niveau mondial on a valu la hausse de

    0,74C au 20me sicle, elle a t situe entre 1,5 C et 2 C selon les rgions au Maghreb, on

    a pu aussi valuer une baisse des prcipitations qui a t situe entre 10 et 20% (Mahi Tabet-

    Aoul, 2008). Vu ces pronostics, il parait primordial et intressant, de faire une recherche

    quant au devenir de la rgion du Maghreb et tablir des scnarios plausibles, pouvant aider

    cette rgion du monde mieux se prparer pour parer ce phnomne plantaire.

    Un diffrend subsiste entre le CCNUCC (Convention-cadre des Nations unies sur les

    changements climatiques) et le GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'volution

    du climat) sur la dfinition donner au changement climatique et la variabilit climatique ;

    ainsi selon le GIEC, le rchauffement climatique se dfinit comme suit : le changement

    climatique sentend dune variation de ltat du climat [] qui persiste pendant une longue

    priode, gnralement pendant des dcennies ou plus. Il se rapporte tout changement du

    climat dans le temps, quil soit d la variabilit naturelle ou lactivit humaine. (GIEC,

    2007) ; A contrario de la premire dfinition cite, la Convention cadre des Nations Unies sur

    le changement climatique, le terme changement climatique dsigne uniquement les

    changements dus aux activits humaines, quant au terme variabilit climatique il est utilis

    pour dsigner les changements climatiques d'origine naturelle (United Nations Framework

    Convention on Climate Change, 2008).

    En ce qui concerne notre recherche, nous prenons en compte la dfinition du

    CCNUCC qui nous semble, certes dun point de vue subjectif la mieux adapte ce que sera

    notre travail danalyse et ceci pour mieux dceler si les changements climatiques ou les

    variations climatiques qui svissent lEst algrien sont soit la consquence directe ou

  • Introduction

    2

    indirecte des activits anthropiques, soit la consquence dune volution naturelle, ou bien le

    rsultat dune combinaison entre ces deux dernires.

    Dans le cadre de la recherche sur les changements climatiques, les problmes

    rcurrents sur lesquels les chercheurs butent sont soit labsence totale de donnes sur une

    rgion dtude, soit la discontinuit des sries de donnes mtorologiques quotidiennes,

    mensuelles ou annuelles. On peut aussi numrer le manque de stations mtorologiques

    comme un des problmes significatifs.

    Lobjectif de cette recherche est principalement ax sur la collecte des donnes

    climatiques, remdier la discontinuit de ces mmes donnes, rechercher des donnes

    climatiques (tempratures, prcipitations) tels que des bulletins mtorologiques quotidiens

    ou mensuels et enfin les homogniser vu lexistence de plusieurs sources. Ces tapes sont

    fondamentales pour que le travail danalyse de la situation climatologique prsente et passe

    puisse se faire. Cette recherche est principalement axe sur la priode 1961-2010 soit 50 ans.

    Les stations mtorologiques concernes par cette tude sont celles : dEl Kala,

    dAnnaba, de Skikda, de Jijel, de Bejaia, de Guelma, de Constantine, de Setif, de Bordj Bou

    Arreridj, de Souk Ahras, Tebessa, de Batna et de Biskra ; la station mtorologique dAlger

    t rajoute lors des comblements de donnes.

    La mthodologie suivie est la suivante :

    1- La description de la rgion dtude ;

    2- les notions de base lies au changement climatique et la variabilit climatique ;

    3- lanalyse statistique de donnes climatiques mensuelles et annuelles, permettant ainsi la

    caractrisation des variations spatio-temporelles des variables climatiques tudies ;

    4- comparaison entre trois sries dobservation : la priode de Seltzer (1913-1938), une

    priode qui stend de 1961-1985 et une autre stalant de 1986-2010 ;

    5- la comparaison entre les rgimes thermiques et pluviomtriques, ainsi que l'laboration des

    diagrammes ombrothermiques de BANGOULS et GAUSSEN, des indices daridits de DE

    MARTONNE et des quotients pluviothermiques dEMBERGER, pour chacune des priodes

    de rfrence.

    6- Projections climatiques sur lEst algrien lhorizon 2050 laide du logiciel

    MAGICC/SCENGEN 5.3 version 2, impliquant lutilisation de scnarios dmission de gaz

    effet de serre.

  • Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude

    3

    I-1- Localisation gographique

    Notre prsente tude concerne la rgion localise au niveau de lest algrien, la rgion

    stend de Bjaia louest jusqu la frontire algro-tunisienne lEst et de la mer mditerrane

    au nord jusqu Biskra au sud, le territoire se situe entre les parallles : 36 54 et 34 48 de

    latitude Nord et entre 8 27 et 5 4 de longitude Est (figure 1).

    Dun point de vue climatique, la rgion correspond la zone de dplacement saisonnier

    des positions hautes pressions subtropicales, qui connait un balancement rgulier entre le 30me et

    le 40me parallle, vers le Sud en hiver et vers le Nord en t.

    Le front polaire saisonnier connait un mouvement entre le 35me et le 65me parallle, ce

    dernier rgit le climat de la rgion de lEst algrien pendant la saison la plus froide de lanne.

    LAlgrie du nord par sa position subit un balancement contrast entre la circulation dun

    air saharien svissant lt et une circulation polaire svissant en hiver ; expliquant ainsi un

    climat aride en t et tempr humide en hiver.

    Figure 1 : Localisation de la rgion d'tude.

  • Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude

    4

    I-2- Aperu topographique

    Sur le plan du relief (figure 2), la rgion dtude est compose principalement de cinq

    grandes units physiques disposes du nord au sud comme tel :

    I-2-1- Les plaines littorales

    Elles se prsentent sous forme pars le long de la mer mditerranenne, entrecoupes par

    quelques monts, leurs prsence lOuest est plus discrte car peu nombreuses et peu tendus,

    elles correspondent aux basses valles des oueds et sont principalement reprsentes par les

    plaines de Collo (Oued Guebli), de Skikda (Oued Safsaf) et de Jijel (Oued Djendjen).

    Par contre, elles ont une prsence plus marque dans la partie Est, o on peut distinguer

    une large plaine sous forme de croissant qui stale sur environ 100 Km autour de Djebel

    Edough, et qui prend origine depuis la fort de Guerbes jusqu la rgion de Bouteldja.

    Leur situation leur confre une exposition favorable aux vents souvent humide du nord et

    nord-ouest.

    Les vraies plaines sont toujours littorales et correspondent aux dbouchs des oueds

    (MARRE, 1987).

    I-2-2- LAtlas tellien

    Cette chane ddouble (Tell interne et tell externe) et lgrement parallle est oriente

    N-E-S-O.

    Cest un ensemble constitu par une succession de massifs montagneux, ctiers et

    sublittoraux stendant sous forme de bourrelet de Bjaia lOuest jusqu la frontire tunisienne

    lEst, les chanes telliennes littorales sont principalement constitues par les massifs de Collo,

    Skikda et lEdough.

    Plus au Sud on retrouve les chanes telliennes externes constitues quant elle par le

    massif de petite kabylie (la chane des Babors), qui stend depuis lOuest la valle de la

  • Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude

    5

    Soummam jusqu Djendjen et le massif dEl Ouana lEst. Les altitudes restent modestes, avec

    un point culminant Djebel Babor (2004 m).

    I-2-3- Les bassins intrieurs

    Sont situs entre les monts de lAtlas Tellien, ils sont principalement reprsents par

    Guelma, Mila et Soummam.

    La rgion de Mila se caractrise par un relief irrgulier, complexe et profondment

    parcellis par un rseau hydrographique dense. Leur altitude moyenne est de 400 m.

    La rgion de Guelma situe plus lEst, est caractrise quand elle par un relief

    gnralement montagneux, dont les plus importants sont Djebel Maouana (1411 m) et Djebel

    Houara (1292 m).

    I-2-4- Les hautes plaines

    Elles se prsentent comme une large plateforme compartimente et stendant douest en

    Est entre les deux alignements, du tell au nord et les monts de Hodna, des Aurs et Nemecha au

    Sud avec des altitudes plus ou moins importantes entre 800 et 1200 m. Elles sontparsemes de

    dpressions sales, de chotts et de sebkhas surtout celle de Ain Mlila.

    Elles sont topographiquement perches par rapport aux plaines littorales ou sahariennes

    (Mbarki A, 2005).

    I-2-5- LAtlas Saharien

    Il est principalement constitu de massifs volumineux, relativement ouverts, dont les

    principaux sommets atteignent plus de 2000 m : Djebel Chelia (2328 m), Djebel Mahmel (2321

    m) et Blazma (2094 m). Ils se caractrisent par des alignements Sud-Ouest - Nord-Est

    stendant sur une soixantaine de Km.

    Le Sud de la rgion d'tude comprend la partie nord du chott Melrhir (-34 m). Ce

    dernier constitue un rceptacle pour les Oueds du flanc mridional des Aurs et des Nmemchas,

  • Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude

    6

    avec un sens d'coulement Nord-Sud; c'est au niveau de cette grande dpression lacustre que se

    dverse l'oued Dejedi, d'une largeur de 500 m environ (MATE, 2003).

    Figure 2 : Le relief de l'Est algrien (LANDSAT).

    I-3- Aperu gologique

    L'Algrie orientale est constitue de reliefs jeunes, models au cours du Tertiaire par les

    mouvements alpins (figure 3). Il est dlimit au sud, par l'Atlas saharien (chane alpine) et au

    centre, par des plates-formes (mle d'An Regada). Dans la partie septentrionale, l'Atlas tellien

    (Jurassique Miocne) est une zone complexe constitue de nappes mises en place au Miocne

    infrieur. Des bassins nognes tardifs, comme le Hodna (qui est un est un bassin d'avant-fosse

    dont la squence de remplissage dbute par des dpts continentaux d'ge Eocne et Oligocne

    et se poursuit par un Miocne marin) qui s'est install sur ces nappes. Le plateau continental

    quant lui est rduit ; les dpts tertiaires et quaternaires (1000 m 3500 m) reposant sur un

    socle mtamorphique. Les Aurs se prsentent avec un substrat de grs et de calcaire du crtac

    (Abdessamed K, 1981).

    Les bassins du Chott Melrhir dans le Sud-Est constantinois, structurs au tertiaire,

    remplissage crtac (5000 m), ont engendrs et accumuls des hydrocarbures principalement

    dans le crtac (Djbel Onk).

  • Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude

    7

    Figure 3 : Carte gologique simplifie du domaine de l'Est algrien (modifie)

    (http://www.anpm.gov.dz/geologie_alg/index.php?lien=1&pos=2&lang=_fr)

    I-4- Les sols

    La rpartition des sols au niveau de la rgion d'tude (figure 4) est due essentiellement au

    climat, la nature des roches mres, du relief, de l'eau, de la vgtation et des facteurs biotiques et

    anthropognes.

    Les sols des rgions humides peuvent se dfinir par leur mode de formation original :

    entrainement de substances en profondeur sous l'action des eaux d'infiltration. Mais cette migration

    est conditionne par la nature de La roche mre, trs variable dans le Tell algrien du fait de sa

    structure plisse d'o une grande varit de sols dont le seul caractre commun est un

    lessivage plus ou moins pouss, et qui peuvent tre class en deux grands groupes :

    a) Le groupe calcaire comporte tous les sols forms partir de roches calcaires. Deux

    types de sols : sols calcaires et sols dcalcifis.

    b) Groupe non-calcaire, qui comporte les sols forms sur roche mre non calcaire. Deux types

    principaux ; sols insaturs et sols podzoliques.

    Les sols insaturs sont caractriss par un pH acide, il sagit typiquement de sols dsaturs

    et lessivs (Duchaufour Ph, 1975).

  • Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude

    8

    Les sols podzoliques se forment dans des conditions d'humidit telles que les sels sont

    dissous et entrans en profondeur de mme que les collodes organiques et minraux (argile, silice

    collodale). D'une faon gnrale, dans les rgions o la pluviosit annuelle est suprieure 500

    mm, les sols podzoliques se forment en Algrie partir de roches non calcaires produisant des lments

    grossiers pauvres en bases; permabilit et pluviomtrie sont alors suffisantes pour permettre la

    destruction quasi totale du complexe absorbant. Ces sols, trs acides, se rencontrent dans les rgions

    Nord de l'Algrie, sur les grs de Numidie, les gneiss et certaines dunes, et supportent normalement de

    belles forts d'arbres acidophiles (chnes) avec sous-bois dense de bruyre, de dyss, etc.

    Les sols salins (solontchak) profils AC et les sols salins alcalis (solontchaksolonetz)

    profil A (B) C. Ces sols sont gnralement profonds et localiss dans les chotts et les sebkhas. Ils

    sont pauvres en matire organique, leur salinit est chlorure, sulfate, sodique et magnsienne

    (Nedjraoui D, 2003).

    Figure 4: Carte des sols dominants de la rgion d'tude (FAO, 2005, modifie)

    I-5- Aperu climatique

    LAlgrie prsente un climat de type mditerranen, extra tropical tempr, caractris

    par une longue priode de scheresse estivale (3 4 mois sur le littoral, 5 6 mois au niveau des

    hautes plaine et plus de 6 mois au niveau de latlas Saharien), cette caractristique est due

    essentiellement linfluence de trois paramtres conjugue : la mer, le relief et laltitude.

  • Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude

    9

    Le climat Nord algrien comme prcit est de type mditerranen; ce climat peut tre

    observ en Europe occidentale o les phnomnes mtorologiques ont leurs sources

    lextrieur ( des milliers de kilomtres), le type de climat est dans ce cas dit dpendant et en

    Californie o le climat rsulte de facteurs lis au milieu local. Dans lEst algrien comme en

    Californie et la diffrence de lEurope occidentale, le climat est rgi par la structure du flux en

    altitude, mais loppos de la Californie, la structure des courants nest pas une consquence

    intrinsque la rgion en elle-mme ; elle est plutt la consquence de mcanismes toujours

    lointains, raliss soit sur lAtlantique, soit en abordant la Mditerrane (Pdelaborde P et

    Delanoy H, 1958).

    I-5-1- Les prcipitations

    Le mcanisme des pluies dans le Nord algrien est principalement rgi par les conditions

    dabris ; cette notion comprend laspect topographique et laspect arologique. Selon Angot (in

    Pdelaborde P et Delanoy H, 1958), leffet dabri topographique expliquerait la scheresse de

    lOranie cause principalement par labri des plateaux ibriques, en rgime de Nord-Ouest. Il

    semble dailleurs que ces plateaux jouent un rle plus important, puisquils privent lAlgrie des

    courants pluvieux de lOuest, la plus grande partie de lanne. Selon Pdelaborde P et Delanoy

    H (1958), leffet dabri topographique ne joue quun rle secondaire, pour ces auteurs le

    mcanisme de pluie dans le Nord algrien est d principalement aux conditions dabri

    arologique du flux zonal (caractre cyclonique ou anti cyclonique) au niveau de 500 mb c'est

    dire une altitude variant autour de 1500 m, 3000 m et 5500 m.

    La scheresse pendant de longues priodes s'explique par la situation latitudinale de

    l'Algrie, qui lui confre une position d'abris par rapport la circulation polaire; en effet l'Algrie

    l'instar de l'Afrique du Nord est situe presque toujours la bordure mridionale du tourbillon

    circumpolaire, cette rgion est parcourue sans cesse par les cyclones extra-tropicaux; elle

    chappe ainsi la turbulence de la zone polaire de mlange situe au Nord du 35me parallle o

    les coules froides provoquent des cyclogenses rptes (Pdlaborde P, 1956).

    Au niveau de la rgion dtude, la carte pluviomtrique (figure 5) fait ressortir des zones de

    fortes prcipitations, allant de Jijel Collo, ainsi que dans les tranches daltitude les plus leves

    comme le massif de lEdough dans le Nord-Est. La pluie atteint jusqu plus de 1800 mm sur le

  • Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude

    10

    massif de Collo. Les ioshytes de 600 800 mm balaient tout le reste de latlas tellien avec des

    rgions plus pluvieuses dans lextrme Est algrien (El Kala).

    Les Hautes Plaines quant elles sont entoures au Nord par lisohyte 500 mm. La

    pluviomtrie dcrot vers Sud jusqu' 350 mm, cette baisse est plus nette au niveau des lacs sals

    caractriss par des isohytes allant de 200 mm 300 mm.

    Une croissance des prcipitations est remarque au niveau de l'Atlas saharien avec des

    valeurs de 400 mm 600 mm par an; cette dernire est due principalement l'effet orographique

    et l'exposition du versant nord (Mbarki A, 2005).

    Lisohyte 300 mm marque le dbut de la dcroissance des prcipitations qui s'amorce au

    niveau du pimont Sud de l'Atlas saharien.

    Figure 5 : Carte des prcipitations annuelles moyennes de lEst algrien.(tablie daprs A.N.R.H., 1993 : donnes moyennes de 60 ans, priodes du 1er septembre 1921

    au 31 aot 1960 et du 1er septembre 1968 au 31 aot 1989 (in Mbarki A, 2005)).

  • Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude

    11

    I-5-2- Les zones bioclimatique de lEst Algrien

    Les domaines bioclimatiques de notre rgion d'tude sont dfinis par le calcul du quotient

    pluviothermique d'Emberger (Q2) qui combine les prcipitations et les tempratures afin de

    caractriser le rythme climatique dominance mditerranenne rgissant le climat de l'Est

    algrien, ce quotient dfinit cinq grands types de bioclimats mditerranens (figure 6) :

    - Le domaine humide : ce domaine est caractris par une pluviomtrie suprieure 900 mm et

    une forte humidit de l'air, il est caractristique de la rgion littorale et il est particulirement

    dvelopp dans toute la rgion de Jijel, l'Est de Bjaia, le Sud-Est de Skikda et le Nord-Est de

    Annaba; une poche est localise l'intrieur au niveau de la rgion de Souk Ahras pousant les

    monts de la Medjerda.

    - Le domaine subhumide : il est caractris par une pluviomtrie suprieure 600 mm, il est

    aussi caractristique de la rgion littorale o il partage sa dominance avec le domaine humide

    bien qu'il soit plus dvelopp que ce dernier.

    - Le domaine semi-aride : il est caractris par une pluviomtrie qui fluctue entre 300 mm et 600

    mm, il est localis au niveau des bassins intrieurs du Tell (Mila-Ferdjioua) et est reprsent par

    une poche au niveau de la rgion de Guelma, il est nettement dvelopp dans les hautes plaines

    qui le prolongent vers le Sud.

    - Le domaine subaride : il est caractris par une pluviomtrie infrieure 350 mm, il est

    reprsent par une bande au Sud du pimont de l'Aurs et Nememcha et qui s'largit au niveau

    de la rgion de M'sila; cette bande ne comprends pas le Hodna.

    - Le domaine aride : il est caractris par une pluviomtrie infrieure 150 mm, il fait place au

    pied des massifs de l'Atlas.

  • Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude

    12

    Figure 6 : Carte simplifie des zones bioclimatiques de lEst algrien

    (tablie daprs Cte M., 1998a (in Mbarki A, 2005)).

    I-6- La vgtation forestire

    La fort algrienne est caractrise par son irrgularit, cela revient principalement aux

    diffrents ensembles topographiques, climatiques et pdologiques qui varient du Nord au Sud et

    dEst en Ouest. Le relief, la temprature et les prcipitations rgissent la distribution de la

    vgtation dans lEst algrien.

    Selon la figure 7, le chne lige (Quercus suber) est dominant au niveau des rgions de

    l'Est du littoral algrien, sa dominance stend de la rgion de Jijel jusqu la rgion dAnnaba

    avec des discontinuits principalement due a la culture maraichre et aux incendies, (39 660 ha

    de forts ont t affects dans la wilaya de Jijel entre 1975 et 1990, soit environ 2 650 ha par an

    (Tatar H, 1997)). Cest la prsence dun pais sous-bois compos dun grand nombre despces

    secondaires qui favorisent loccurrence des incendies (Fosa, 2002).

    Le chne lige (Quercus suber) avec les rsineux (Pinus maritima), se localisent dans la

    rgion de Ouled Attia (Collo), les feuillus (Quercus fagineae) dans la rgion de Ouled

    Hbaba, et Quercus cocciferae dans la rgion dEl Kala.

    Dans la zone tellienne en particulier le telle maritime, les rsineux : pin dAlep (Pinus

    halepensis), pin maritime (Pinus maritima), cdre (Cedrus atlantica) et les feuillus : chne lige

  • Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude

    13

    (Quercus suber), chne zeen (Quercus faginea), chne afars (Quercus afares), chne kerms

    (Quercus coccifera), chne vert (Quercus ilex), constituent les principales essences forestires.

    Le chne vert (Quercus ilex) et le pin dAlep (Pinus halepensis) se rencontre

    principalement dans les zone semi arides, lAtlas saharien est considr est considr comme leur

    domaine ; les forts de pin dAlep et de chne vert remontent en laltitude pousant la

    configuration de lAtlas saharien. Les cdres (Cedrus atlantica) sont parpills en ilots pars

    dans le tell central et les Aurs.

    Les hautes plaines Constantinoises, rgion climat continental et semi-aride ne renferment

    que quelques lambeaux de broussailles de chne vert

  • Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude

    14

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    ,2005).

  • Chapitre I : Prsentation de la rgion d'tude

    15

    I-7- Le rseau hydrologique

    Au niveau de lEst algrien, deux grands types de bassins hydrographiques peuvent tre

    distingue (Mbarki A, 2005) :

    - Au Nord, des oueds importants prennent naissance sur les hautes plaines pour rejoindre la mer

    mditerranenne en traversant le tell par des gorges (Oued Rhumel-El kebir Beni Haroun, Oued

    Safsaf Zerdazas et Oued Seybous au Nador) et plus lOuest lOued Djendjen et lOued

    Soummam. Ces bassins sont coulement exorique rgime quasiment prenne.

    - Au Sud, au niveau des Aurs, le rseau hydrographique est coulement endorique et

    rgime quasi temporaire dont lcoulement se perd dans les dpressions intrieures.

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    16

    II-1- Historique

    La notion d'effet de serre fut tout d'abord mise par le mathmaticien et physicien

    franais, Jean Baptiste Fourier en 1827, ce dernier a eu recours l'analogie de la serre pour

    dcrire le phnomne de rtention partielle des radiations solaires par l'atmosphre. Ces travaux

    ont influenc le scientifique sudois Svante Arrhenius qui en voulant comprendre le cycle des

    glaciations, a labor en 1896 une thorie qui associe laugmentation du CO2 atmosphrique

    une augmentation des tempratures terrestres en raison d'un effet de serre principalement d

    la vapeur deau et lacide carbonique (CO2 dissous dans la vapeur d'eau). Le gologue

    amricain Thomas Chamberlin arriva indpendamment aux mmes conclusions (Maslin M,

    2004); ces deux auteurs ont conclu que les activits humaines pourraient rchauffer la plante en

    ajoutant du dioxyde de carbone l'atmosphre ; cette recherche tait un sous-produit des

    recherches sur le fait que le dioxyde de carbone puisse expliquer les causes des priodes

    glaciaires. Ceci n'a pu tre vraiment vrifi qu'en 1987.

    Nanmoins ces dcouvertes n'ont rien chang aux croyances des scientifiques de

    l'poque, la plus rpandue tant que l'influence de l'homme tait ngligeable en comparaison

    avec les effets naturels, tels que l'activit solaire et la circulation ocanique. Ces derniers ont

    galement longtemps cru que les ocans taient de tels consommateurs de carbone qu'ils

    annuleraient automatiquement la pollution.

    En 1902, Lon Teisserenc De Bort annonce la dcouverte de la stratosphre, lors d'un

    discours l'acadmie des sciences (franaise), cette dcouverte rsulte de la mise au point

    l'utilisation des ballons sonde. En 1920 Lewis Fry Richardson pris l'initiative d'laborer une

    modlisation du climat partir des seules quations de la physique (sans ordinateur), sa tentative

    choua et conclut qu'il aurait fallu disposer de milliers de personnes pour raliser les calculs

    ncessaires l'aboutissement du projet.

    En 1940, grce au dveloppement de la spectroscopie infrarouge pour mesurer les

    radiations grande longueur d'onde, on a pu prouver que l'augmentation de la quantit de

    dioxyde de carbone a pour consquence plus d'absorption des radiations infrarouges; on a aussi

    pu dcouvrir que la vapeur d'eau absorbait des types de radiations totalement diffrentes que le

    dioxyde de carbone; Ces rsultats furent rsums en 1955 par Gilbert Plass.

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    17

    Vers la fin des annes 50 et le dbut des annes 60, Charles Keeling utilisa les

    technologies les plus modernes disponibles pour laborer des courbes de concentrations pour le

    CO2 atmosphrique en Antarctique et Mauna Loa. Ces courbes sont devenues les rfrents

    principaux du rchauffement global.

    En 1988, il fut finalement admis que le climat se rchauffait. La thorie de l'effet de serre

    fut tablie et l'IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) fut fond par le Programme

    de l'Environnement des Nations Unis (UNEP) et par l'Organisation Mtorologique Mondiale.

    Cette organisation pour principal objectif de prdire l'impact de l'effet de serre selon les

    modles climatiques existant et les informations disponibles dans la littrature. On dnombre

    plusieurs rapports manant de l'IPCC sur le changement climatique, en 1992 et 1996, 2001 et la

    dernire version fut rvise en 2007.

    II-2- Notion de climat

    Au sens troit du terme, le climat dsigne gnralement le temps moyen ; il sagit plus

    prcisment dune description statistique en fonction de la moyenne et de la variabilit de

    grandeurs pertinentes sur des priodes variant de quelques mois des milliers, voire des

    millions dannes. Ces grandeurs sont le plus souvent des variables de surface telles que la

    temprature, les prcipitations et le vent. Dans un sens plus large, le climat est la description

    statistique de ltat du systme climatique (Dumas, P et al, 2005).

    II-3- Notions associes au changement climatique

    II-3-1- Changement climatique

    Les changements climatiques dsignent une variation statistiquement significative de

    ltat moyen du climat ou de sa variabilit persistant pendant de longues priodes (gnralement,

    pendant des dcennies ou plus). Les changements climatiques peuvent tre dus des processus

    internes naturels ou des forages externes, ou encore des changements anthropiques

    persistants de la composition de latmosphre ou de laffectation des terres.

    On notera que la Convention-Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    18

    (CCNUCC), dans son Article 1, dfinit les changements climatiques comme tant des

    changements de climat qui sont attribus directement ou indirectement une activit humaine

    altrant la composition de latmosphre mondiale et qui viennent sajouter la variabilit

    naturelle du climat observe au cours des priodes comparables. .

    La CCNUCC fait ainsi une distinction entre les changements climatiques qui peuvent

    tre attribus aux activits humaines altrant la composition de latmosphre, et la variabilit

    climatique due des causes naturelles.

    II-3-2- Variabilit climatique

    La variabilit climatique dsigne des variations de ltat moyen et dautres statistiques

    (carts standards, phnomnes extrmes, etc.) du climat toutes les chelles temporelles et

    spatiales au-del des phnomnes climatiques individuels. La variabilit peut tre due des

    processus internes naturels au sein du systme climatique (variabilit interne), ou des variations

    des forages externes anthropiques ou naturels (variabilit externe) (ONERC, 2007).

    II-4- Les changements climatiques observs

    Les observations mettent en vidence un changement de la composition de latmosphre

    (augmentation des concentrations atmosphriques de gaz effet de serre tels que le CO2 et le

    mthane (CH4), etc.), ainsi quun changement du climat mondial (tempratures, prcipitations,

    niveau de la mer, glace marine, et dans certaines rgions, phnomnes climatiques extrmes, y

    compris vagues de chaleur, fortes prcipitations, et scheresses, etc.).

    Onze des douze dernires annes (19952006) figurent parmi les douze annes les plus

    chaudes depuis 1850, date laquelle ont dbut les relevs instrumentaux de la temprature la

    surface du globe. Les tempratures ont augment presque partout dans le monde, bien que de

    manire plus sensible aux latitudes leves de lhmisphre Nord. Par ailleurs les terres

    merges se sont rchauffes plus rapidement que les ocans (GIEC, 2007).

    Cette volution n'est pas uniforme et tend varier dune rgion une autre, par exemple,

    le rchauffement en Afrique est lgrement plus lev par rapport la tendance mondiale en

    2001 (Figure 8).

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    19

    On ne peut dire lheure actuelle si lacclration du rythme qui a t constate entre

    1993 et 2003 traduit une variation dcennale ou un renforcement de la tendance long terme.

    Entre 1900 et 2005, les prcipitations ont fortement augment dans lEst de lAmrique du Nord

    et du Sud, dans le Nord de lEurope et dans le Nord et le Centre de lAsie, tandis quelles

    diminuaient au Sahel, en Mditerrane, en Afrique australe et dans une partie de lAsie du Sud. Il

    est probable que la scheresse a progress lchelle du globe depuis les annes 1970.

    Il est trs probable que les journes froides, les nuits froides et le gel ont t moins

    frquents sur la plus grande partie des terres merges depuis cinquante ans et que le nombre de

    journes chaudes et de nuits chaudes a au contraire augment. De plus, la frquence des

    phnomnes ci-aprs sest probablement accrue : vagues de chaleur sur la majeure partie des

    terres merges, fortes prcipitations dans la plupart des rgions et, depuis 1975, lvations

    extrmes du niveau de la mer dans le monde entier (GIEC, 2007).

    Figure 8 : Comparaison entre les variations de tempratures en Afrique et la tendance de

    rchauffement mondial (http://www.grida.no/publications).

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    20

    II-5- Evolution future du climat

    Pour quantifier les possibles futurs changements climatiques, les climatologues ont

    dabord utilis des situations idalises plus communment appeles scnarios ; quels seraient

    les changements climatiques si la concentration de CO2 doublait ? Ou bien, si la concentration

    de CO2 augmentait de 1 % par an (ce qui conduit un doublement tous les 70 ans) ?

    Ces conditions sont appliques des modles climatiques qui reprsentent latmosphre,

    les surfaces continentales, locan, la glace de mer, les calottes polaires... Les modles

    atmosphriques sont du mme type que ceux utiliss en prvision du temps. En plusieurs milliers

    de points la surface de la Terre, ils calculent lvolution de la pression, du vent, de la pluie, des

    nuages... toutes les heures environ et cela pendant des annes (jusqu plusieurs centaines ou

    milliers).

    Ces calculs rsolvent des phnomnes physiques bien connus (quation du mouvement,

    changes par rayonnement solaire ou infrarouge...) ou moins bien connus (formation des gouttes

    deau ou des particules de glace des nuages, accrtion de ces gouttes pour former la pluie,

    structure tridimensionnelle de la turbulence atmosphrique...etc).

    De mme, les modles docan calculent lvolution des courants marins, de la

    temprature, de la salinit... Tous ces modles interagissent ensemble. Avec ces modles

    climatiques, on peut alors raliser deux simulations dans lesquelles la concentration de CO2 reste

    constante dans lune et varie dans lautre. La diffrence de climats ainsi simuls permet dobtenir

    la sensibilit du climat une variation de la concentration en CO2. Par exemple, on dtermine

    que, pour un doublement de CO2, la temprature moyenne de la Terre augmente de 2C 5C

    selon les modles. En ce qui concerne la rpartition gographique, les rsultats font apparatre

    que :

    - la temprature de surface augmentera davantage aux hautes quaux basses latitudes et

    davantage sur les continents et sur la glace de mer que sur les ocans ;

    - les prcipitations augmenteront dans les rgions quatoriales et aux moyennes et hautes

    latitudes ; elles diminueront dans les rgions subtropicales ;

    - le volume de glace de mer en Arctique diminuera (typiquement de 35 % dans 50 ans) sans

    quune telle dcroissance ne se retrouve en Antarctique (Friedlingstein P et al, 2005).

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    21

    II-6- Les causes de lvolution climatique

    Trois facteurs influencent directement l'quilibre nergtique de notre plante :

    1. Le rayonnement solaire total, qui dpend de la distance du soleil et de l'activit solaire.

    2. L'albdo, ou le reflet des rayons du soleil renvoys depuis la terre vers l'espace.

    3. La composition chimique de l'atmosphre.

    II-6-1- Le rayonnement solaire

    Il est vident que le rayonnement solaire reu par la Terre est dterminant pour la

    temprature la surface de la plante. Avant que lhomme ne rejette massivement dans

    latmosphre les rserves de carbone accumules dans les gisements de ptrole ou de charbon, ce

    sont surtout les fluctuations du rayonnement solaire qui influenaient la temprature la surface

    de la Terre.

    Ces fluctuations se sont traduites par des variations de la temprature la surface de la

    Terre. Le graphique (Figure 9) montre la variation de lirradiance solaire de 1978 2008 ;

    Elle est dun peu moins de 2 W/m2 pour une irradiance moyenne de 1366 W/m2, ceci se traduit

    par une variation du rayonnement reu par unit de surface de la Terre de lordre de 0,3 W/m2

    (appel solar forcing sur le graphique ou forage solaire en franais).

    On est actuellement dans une situation o le rayonnement solaire par unit de surface

    terrestre est de 0,15 W/m2 infrieur au rayonnement moyen. Leffet du soleil nest pas

    ngligeable, on peut sattendre une augmentation plus marque de la temprature globale

    moyenne dans les annes venir (Dubois M, 2008).

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    22

    Figure 9 : Irradiance Solaire (Willson, R C et al, 2003).

    II-6-2- Les arosols

    Ensemble de particules solides et liquides en suspension dans lair, gnralement dune

    taille comprise entre 0,01 m et 10 m et sjournant au moins plusieurs heures dans

    latmosphre. Les arosols peuvent tre dorigine naturelle ou anthropique. Ils peuvent influer

    sur le climat de deux faons :

    directement, en agissant et en absorbant le rayonnement ;

    indirectement, en agissant comme noyaux de condensation pour la formation de nuages ou la

    modification des proprits optiques et de la dure de vie des nuages (Dumas P et al, 2005).

    II-6-3- Leffet de serre

    II-6-3-1- dfinition

    Les gaz effet de serre absorbent efficacement le rayonnement infrarouge thermique

    mis par la surface de la Terre, par latmosphre elle-mme en raison de la prsence de ces gaz et

    par les nuages. Le rayonnement atmosphrique est mis dans toutes les directions, y compris

    vers la surface de la Terre. Par consquent, les gaz effet de serre retiennent la chaleur dans le

    systme surface-troposphre: cest ce quon appelle leffet de serre (figure 10). Dans la

    troposphre, le rayonnement infrarouge thermique est troitement li la temprature de

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    23

    latmosphre laltitude laquelle il est mis, cette temprature diminuant en gnral avec

    laltitude. En fait, le rayonnement infrarouge mis vers lespace provient dune altitude o la

    temprature est en moyenne de -19C, en quilibre avec le rayonnement solaire net incident,

    alors que la surface de la Terre se maintient une temprature beaucoup plus leve, de +14 C

    en moyenne. Une augmentation de la concentration de gaz effet de serre accrot lopacit de

    latmosphre au rayonnement infrarouge et entrane donc un rayonnement effectif vers lespace

    depuis une altitude plus leve et une temprature plus basse. Il en rsulte un forage radiatif

    qui entrane un renforcement de leffet de serre; cest ce quon appelle leffet de serre

    renforc (GIEC, 2008).

    Figure 10 : Processus de leffet de serre

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    24

    II-6-3-2- Les gaz effet de serre

    Les gaz effet de serre (GES) sont des gaz qui absorbent une partie des rayons solaires

    en les redistribuant sous la forme de radiations au sein de l'atmosphre terrestre.

    Les gaz effet de serre prsents traits dans le protocole de Kyoto sont (tableau 1):

    le gaz carbonique ou dioxyde de carbone (CO2) provenant essentiellement de la combustion

    des nergies fossiles et de la dforestation ;

    le mthane (CH4) qui a pour origine principale llevage des ruminants, la culture du riz, les

    dcharges dordures mnagres, les exploitations ptrolires et gazires;

    les halocarbures (HFC, PFC) sont les gaz rfrigrants utiliss dans les systmes de

    climatisation et la production de froid, les gaz propulseurs des arosols;

    le protoxyde dazote ou oxyde nitreux (N2O) provient de lutilisation des engrais azots et de

    certains procds chimiques;

    lhexafluorure de soufre(SF6) utilis par exemple dans les transformateurs lectriques (Dumas

    P et al, 2005).

    Tableau 1 : les principaux gaz effet de serre.

    Formules chimiques Nom du gaz

    CFC Chlorofluorocarbone

    CFC - 11 Ttrafluororntrane (CF4)

    CFC - 116 Hexafluorothane (C2F6)

    C2 F6 Hexafluoromthane (CFC 116)

    CF4 Ttrafluororntrane (CFC - 116)

    CH4 Mthane

    CO2 Dioxyde de carbone

    HCFC Hydrochlorofluorocarbone

    HFC Hydrofluorocrbone

    N2O Oxyde Nitreux

    NOx Oxydes d'azote

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    25

    PFC Hydrocarbure perfluor

    SF6 Hexaflucrure de soufre

    SO2 Dioxyde de soufre

    SOx Oxydes de soufre

    II-7- Projection et prvision climatiques

    II-7-1- Modles de climat global (MCG)

    Un modle climatique est une reprsentation numrique du systme climatique

    essentiellement base sur les proprits physiques, chimiques et biologiques de ses composants

    ainsi que sur leurs processus d'interaction, et reprsentant la totalit ou une partie de ses

    proprits connues.

    Divers modles prsentant des degrs de complexits varis peuvent tre utiliss pour

    reprsenter le systme climatique. Des modles de circulation mondiale coupls "atmosphre/

    ocan/ glace marine" (AOGCM) fournissent une reprsentation gnrale du systme climatique;

    nanmoins vu la complexit des interactions et rtroactions entre les composants du systme

    climatique, il y'a une volution constante qui tend vers l'laboration de modles plus complexes

    chimie et biologie actives.

    En rsum les modles de climat global (MCG) sont des modles climatiques permettant

    de simuler la rponse du systme climatique la variation de la concentration des GES. Ces

    derniers utilisent une rsolution spatiale qui se situe gnralement entre 250 Km et 600 Km,

    comprenant dans un contexte virtuel 30 niveaux verticaux sous forme de cubes empils les uns

    par-dessus les autre, de la surface terrestre jusqu' la fin de l'atmosphre, renfermant des

    quations et des caractristiques propres chacun (Lepage, M-P et al, 2011). Il existe plusieurs

    modles provenant de plusieurs pays; certains d'entre eux sont numrs au tableau 2.

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    26

    Tableau 2 : Liste et origine de quelques modles de climat global (MCG) (Meehl et al, 2007).

    Noms des modles origines

    BCC-CM1 Chine

    BCCR-BCM2.0 Norvge

    CCSM3 tats-Unis

    CGCM3.1 (T47) et (T63) Canada

    CNRM-CM3 France

    CSIRO-Mk3.0 Australie

    ECHAM5/MP1-OM Allemagne

    ECHO-G Grande-Bretagne et Core

    FGOALS-g1.0 Chine

    GFDL-CM2.0; GFDL-CM2.1 tats-Unis

    GISS-AOM; GISS-EH; GISS-ER tats-Unis

    INGV-SXG Italie

    INM-CM3.0 Russie

    IPSL-CM4 France

    MIROC3.2(medres); MIROC3.2(hires) Japon

    MR1-CGCM2.3.2 Japon

    PCM tats-Unis

    UKMO-HadCM3; UKMO-HadGEM1 Grande-Bretagne

    II-7-2- Le scnario

    Gnralement, ils sont obtenus partir de projections qui sont souvent fonds sur des

    informations complmentaires provenant d'autres sources; quatre genres de scnarios sont

    communment utiliss dans l'tude du changement climatique : le scnario climatique, le

    scnario d'missions (figure 11), le scnario de forage radiatif et le scnario du RSSE.

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    27

    Figure 11 : Scnarios dmissions utilises pour les projections climatiques

    La premire srie de scnarios sont regroups sous lappellation "scnarios A1. Ces

    scnarios reposent sur lhypothse d'une croissance conomique rapide de l'conomie mondiale

    associe une croissance de la population mondiale jusqu'au milieu du 21e sicle, suivie d'une

    lgre baisse de celle-ci et de lintroduction rapide de nouvelles technologies nergtiques

    efficaces. Les conomies rgionales se dveloppent fortement et la prosprit est rpartie

    quitablement.

    Les scnarios A1 se subdivisent en trois groupes :

    - en A1F1, le monde continue principalement de fonctionner avec les combustibles fossiles,

    - en A1T avec des combustibles non fossiles,

    - en A1B avec un mlange des deux.

    Le scnario A2 quant lui dcrit un monde qui reste divis. Dans l'ensemble, il n'y a pas

    de redistribution des ressources naturelles disponibles, des connaissances technologiques et du

    bien-tre entre les rgions riches et les rgions pauvres.

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    28

    Le scnario B1 suit le scnario A1, mais le monde se tourne plus rapidement vers une

    conomie axe sur les services avec une introduction rapide de technologies propres et durables.

    Le scnario B2 parle d'un monde ax sur la prservation de l'environnement et de l'galit

    sociale, mais qui part de solutions rgionales en matire de durabilit conomique, sociale et

    cologique.

    Selon la figure 12, le pire scnario serait le scnario A2, ce dernier induirait un

    rchauffement plus consquent que les autres scnarii avec une augmentation de plus de 3,5 C

    en 2100 ; le scenario B1 quant lui reprsente la vision la plus optimiste de ce que serait ce

    rchauffement avec un peut moins de 2 C en 2100.

    Aucun des scnarii mme les plus optimistes ne prdisent un refroidissement des

    tempratures.

    Figure 12 : projections des missions des gaz effet de serre et de la temprature de la Terre

    jusqu'en 2100 (http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/fr/figure-spm-5.html).

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    29

    II-8- le changement climatique en Algrie

    Le Maghreb a t identifi comme une zone particulirement vulnrable face aux risques

    lis au changement climatique. Lexode rural conjugu lurbanisation intense sur la cte

    mditerranenne durant les dernires dcennies ont augment la vulnrabilit des populations

    concernes tout en accentuant les facteurs qui contribuent aux changements climatiques.

    En Algrie, pays dont la plus grande partie est dsertique, les changements climatiques

    constituent une proccupation majeure. En effet, de par sa position gographique, lAlgrie est

    expose aux effets ngatifs des changements climatiques et des missions des gaz effet de

    serre, notamment les inondations, la scheresse et les tempratures leves.

    Daprs des tudes ralises par lONM sur lvolution des tempratures, elles ont rvl

    que celles-ci sont en hausse depuis 1990, date du dbut des missions effet de serre.

    Concernant la pluviomtrie en Algrie, ltude fait ressortir un recul de 12% pour la

    priode 1990-2005 en comparaison avec 1961-1990, causant une scheresse grande chelle au

    moment mme o dautres rgions enregistrent des inondations dont celle de Bab El Oued en

    2001 et dans la ville dEl Taref en 2012.

    Lvolution des tempratures en Algrie montre une hausse sur lensemble du territoire

    au cours des saisons dhiver et dautomne et une hausse nette des tempratures minimales et

    maximales dans toutes les stations de lAlgrie du Nord et se prolonge jusqu nos jours. Durant

    ces 20 dernires annes, les tempratures maximales ont augment plus que les minimales.

    Quant aux prcipitations, pour les mmes priodes lexamen montre quen automne et en hiver,

    il y a diminution des pluies sur le Nord, et en printemps dans lEst du pays.

    On peut donc conclure quentre les priodes 1931-1960 et 1961-1990 :

    - la hausse de temprature a t de lordre de 0,5C ;

    - la pluviomtrie a baiss en moyenne de 10% ;

    - le dficit hydrique sera plus important lOuest quau Centre et qu lEst du pays (MATE,

    2003).

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    30

    II-8-1- Les GES en Algrie

    Les missions de gaz effet de serre sont estimes 75 870 Gg de CO2, de 914 Gg de

    H4 et 31 Gg de N2O. La squestration de CO2 par les forts est estime 4 331 Gg.

    Les rsultats (tableau 3) montrent que cest essentiellement le secteur de lnergie qui est

    responsable plus des deux-tiers des missions (66,92%). Le potentiel du pays en hydrocarbures

    explique en grande partie cette situation. Le changement daffectation des terres et la foresterie

    est le second secteur important du point de vue des missions (12,44%), qui ne sont pas

    suffisamment attnues par la squestration quil assure. Lagriculture est le troisime secteur

    metteur de gaz effet de serre avec plus de 11,49% du total. Le secteur des dchets intervient

    pour 4,59% et celui des procds industriels pour 4,52%. Le gaz carbonique (CO2) est le gaz le

    plus mis avec 72,40%, suivi du mthane (CH4) avec 18,31% et de loxyde nitreux (N2O) avec

    9,29%.

    Les missions fugitives lies aux activits gazires et ptrolires sont loin dtre

    ngligeables (figure 13). Nanmoins, labsence de coefficients dmissions spcifiques

    lAlgrie a fait que dans la majeure partie des calculs, ce sont les facteurs dmissions par dfaut,

    proposs par le manuel de rfrence de linventaire (GIEC), qui ont t utiliss.

    Tableau 3: Synthse des missions et des absorptions de GES en Algrie (1994) (Gg).

    Secteur CO2 missions CO2 absorptions CH4 N2O NOX CO COVNM SO2

    Energie 59245,74 0 515,57 0,3 238,41 916,09 184,46 31,69

    Procds Industriels 4437,8 0 0,24 0,88 2,47 5,35 92,91 7,89

    Solvants NC NC NC NC NC NC NC NC

    Agriculture 0 0 168,04 27,45 0,88 921,43 NC 0

    Sols/Forts 12166,55 4331,46 20,61 1,42 5,12 180,34 NC 0

    Dchets 0 0 209,51 1,34 0 100 NC 0

    Total 758711,09 4331,46 913,97 31,39 246,86 1123,21 277,37 39,58

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    31

    Figure 13 : Emissions de CO2 en Algrie (http://www.data.un.org).

    Si lon tient compte du Potentiel de Rchauffement Global (PRG) lhorizon de 100 ans

    de chaque gaz, les missions brutes sont de 104,794 millions de TE-CO2 et les missions nettes

    sont de 100,463 millions de TE-CO2.

    Sachant que la population de lAlgrie tait estime en 1994 26 743 075 habitants, on a

    en moyenne 3,92 TE-CO2/habitant, Si lon prend uniquement les missions de CO2, le taux

    dmission de CO2 par habitant est de 2,84 tonnes, comme le montre le tableau 3 labsorption est

    de 0,16 t de CO2/hab.

    En tenant compte des PRG des trois principaux gaz effet de serre (tableau 3.1), 72,40 %

    des missions totales proviennent du CO2, ce qui sexplique par lampleur de lactivit

    nergtique de lAlgrie, 18,31% proviennent du CH4 et 9,29 % du N2O.

    D'aprs les recherches du GIEC TRE, la faible capacit de rponse et d'adaptation de

    l'Afrique la met dans une situation trs vulnrable aux changements climatiques. En outre, la

    contribution de l'Afrique aux missions de gaz effet de serre est insignifiante.

    La comparaison des missions de CO2 par personne en Afrique du Nord en 1997 (figure

    14) montre que lAlgrie dtient la deuxime place et se positionne derrire la Libye.

    0

    20000

    40000

    60000

    80000

    100000

    120000

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    20

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    08

    Emis

    sio

    ns

    Co

    2(K

    t)

    CO2 emissions (kt)

    CO2 emissions fromgaseous fuel consumption(kt)

    CO2 emissions from liquidfuel consumption (kt)

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    32

    La comparaison des missions de gaz effet de serre par personne dans un pays

    d'Afrique typique avec celles d'un pays europen typique montre que les Europens mettent

    environ cinquante cent fois plus de gaz, et que les Amricains en mettent cent deux cents

    fois plus.

    Tableau 3.1 : Emissions par type de gaz et par habitant.

    CO2 CH4 N2O E- CO2 NOX CO COVNM SO2

    Emission totales (Gg) 75870,09 913,97 31,39 104794,36 246,86 11.23,21 277,37 39,58

    Emissions (kg/ hab) 2 837,0 34,2 1,2 3918,6 9,2 42 10,4 1,5

    Tableau 3.2 : Emissions par type de gaz (en 1000 TE-CO2).

    CO2 CH4 N2O Total

    Quantits mises 75870,09 19193,37 9730,9 104 794.3.6

    Pourcentage 7240 18,31 9,29 100

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    33

    Figure 14 : missions africaines: les principales sources africaines de gaz effet de serre; letaux d'missions par personne; comparaison avec les missions d'autres pays

    (http://www.grida.no/publications)

    II-7-3- Projections climatiques sur lAlgrie

    Pour la priode 1990 2020, la hausse de la temprature moyenne sera comprise entre

    0,8C et 1,1C et la baisse des prcipitations moyennes sera de lordre de10 %. Llvation du

    niveau de la mer sera comprise entre 5 cm et 10 cm. Lintensification de lvaporation due

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    34

    laugmentation de la temprature sajoute la baisse des prcipitations pour diminuer encore

    plus la quantit des eaux mobilisables au niveau des barrages et des nappes souterraines.

    Les projections lhorizon 2020 et 2050 indiquent que les saisons seront drgles et les

    tempratures continueront de crotre.

    La priode pluvieuse sera concentre sur une courte priode entranant des risques

    dinondations. De mme, il y aura une augmentation de la frquence des scheresses. Les

    projections (figure 16), ont t obtenues laide de scnarios dmissions moyens et des modles

    climatiques globaux (MATE, 2003).

    Selon le CIAT (International Center for Tropical Agriculture, 2010), l'Afrique du Nord

    subira les impactes les plus ngatifs lis au changement climatique, ainsi selon la mme source

    80 % des cultures montreront des pertes de productivits en 2050.

  • Chapitre II : Notions sur le changement climatique

    35

    Figure 15 : Projections du climat aux horizons 2020 et 2050 (modle UKHI) (Mate, 2003).

  • Chapitre III : Traitement des donnes

    36

    III-1- Le rseau mtorologique

    Le rseau mtorologique de la rgion dtude est faible (figure 16) avec des

    enregistrements discontinus sur le long terme.

    La localisation des stations est prsente dans le tableau 4. Les stations ont t

    slectionnes selon la dure des enregistrements ainsi que leur qualit et le nombre de paramtre

    mtorologique quelle peut fournir, comme les sries dobservations (tempratures,

    prcipitations, humidit, dure dinsolation, etc.) ; ainsi 13 stations ont t choisies et 3 stations

    rejetes principalement cause de la trs courtes dur de leurs enregistrements (la station de

    Mila, la station de Oum El Bouaghi, la station de Khenchla et la station de M'sila); la station

    d'Alger (Dar El Baida) t rajoute afin de combler les donnes manquantes au niveau des

    stations du littoral, elle n'est donc pas incluse dans le traitement des donnes de l'ensemble de la

    rgion d'tude.

    Ces stations respectent les normes dinstallation et de maintenance requises par

    lorganisation mondiale de la mtorologie (O.M.M).

    Tableau 4 : Prsentation des stations dtude (O.N.M).

    Stations Latitude Longitude Altitude (m)

    Alger 36 40' 48" 3 15' 25

    Bjaia 36 43' 1,20" 5 4' 1,20" 6

    Jijel 36 48' 5 52' 58,80" 11

    Skikda 36 52' 58,80" 6 54' 3

    Annaba 36 49' 58,80" 7 49' 1,20" 5

    El-Kala 36 54' 8 27' 13

    Constantine 36 16' 58,80" 6 37' 1,20" 690

    Guelma 36 28' 1,20" 7 28' 1,20" 228

    Souk A 36 16' 58,80" 7 58' 1,20" 680

    Setif 36 10' 58,80" 5 15' 1040

    Batna 35 45' 6 19' 1,20" 826

    Tebessa 35 25' 1,20" 8 7' 1,20" 811

    B B A 36 4' 1,20" 4 46' 1,20" 930

    Biskra 34 48' 5 43' 58,80" 88

  • Chapitre III : Traitement des donnes

    37

    Figure 16 : Localisation des stations mtorologiques dans la rgion dtude.

    III-2- Acquisition des donnes

    Au vue de limportance de la mise jour de la priode denregistrement par rapport aux

    tudes prcdentes, lacquisition des donnes sest faite au niveau de plusieurs sources ; afin de

    choisir la priode la plus longue, qui soit dpourvue le plus possibles de donnes manquantes

    pour toutes les stations de lEst algrien, nous avons entam une recherche sur la priode (1891-

    2010).

  • Chapitre III : Traitement des donnes

    38

    Les donnes collectes, nous nous les sommes procures sous forme de fichiers EXCEL

    (priode : 19782005), de fichiers numriss et saisis manuellement sous EXCEL (bulletins

    mtorologiques numrises sous format PDF (1891-1968)).

    Il est important de signaler que notre champ dinvestigation concernant notre rgion

    d'tude a balay la priode (18902012), notre choix sest port sur la priode (1961-2010) soit

    une priode de 50 ans ; plusieurs raisons ont rgi le choix de cette priode :

    - priode en commun denregistrement des donnes climatiques entre les stations de la rgion

    dtude, comportant le moins de donnes manquantes possibles ; vue les discontinuits

    denregistrements que connaissent les stations mtorologiques de notre rgion dtude ; larrt

    dune ou de plusieurs stations varie dune des dizaines dannes (cas de la station de Jijel, la

    station de Guelma, la station de Skikdaetc).

    - Dplacement des stations mtorologiques, ou interruption de ces dernires (cas de la station du

    Fort National (Tizi Ouzou) qui prsente une priode denregistrement stalant de 1900 1961,

    c'est--dire aucune donne disponible pour notre priode dtude (1961-2010)).

    III-3- Organisation des donnes

    Il est indispensable dindiquer quau vue de limportance quantitative et qualitative des

    donnes, une organisation soigneuse et rigoureuse dun corpus de documents originaux simpose

    (tels que : les bulletins mtorologiques mensuels et journaliers, fichiers EXCEL (donnes

    fragmentes saistes, laborations de tableaux, diagrammes)). De mme un travail dinvestigation

    nous a paru ncessaire pour localiser toutes migrations possible dune ou de plusieurs stations au

    cours de la priode (1891-2010) (tableau 5), celui-ci est indiqu au niveau des tableaux qui

    constituent la base de donnes de chaque station, lensemble constituent les mtadonnes et les

    donnes spcifiques chaque station mtorologique.

  • Chapitre III : Traitement des donnes

    39

    Tableau 5 : localisation et priode denregistrement des stations mtorologiques de lEst

    algrien.

    Stations Localisation Latitude LongitudeAltitudes

    (m)Priodes

    denregistrements

    Alger (D E B) Dar El Baida 36 40' 48" 315' 25 1890-2010

    AnnabaMarch 3654 746 35 1913-1937

    Les Salines 36 49' 58,80" 7 49' 1,20" 5 1952-2010

    Batna

    Ecole de garons 3533 611 10401913-19371940-1968

    Aroport(Mostepha Ben

    Boulaid)35 45' 6 19' 1,20" 826 1975-2010

    BejaiaMarch 3654 746 35 1913-1938

    Aroport(Soummam)

    36 43' 1,20" 5 4' 1,20" 61964-Juin 1968

    1973-2010

    BiskraCommune mixte 3451 544 124 1880-1962

    Aroport 34 48' 5 43' 58,80" 88 1973-2010

    Bordj-Bou-Arreridj

    Jardin public 364 446 904 1900-1937

    / 36 4' 1,20" 4 46' 1,20" 930Sep 1964-1968

    1980-2010

    Constantine

    Hpital militaire 36 16' 1,20" 6 40' 58,80" 583,099 1890 - 1951

    Oued Hamimime(Arodrome)

    36 18'6 42'

    559 1952 octobre 1960

    Ain El Bey(Aroport)

    36 16' 58,80" 6 37' 1,20" 690Novembre 1960 -

    2013

    El Kala Ecole des garons 36 54' 8 27' 131900-1951

    Sep 1963- Juil 19641980-2010

    Guelma

    Cole dedAlembert

    3628 726 2681890- Mars 1962

    / 36 28' 1,20" 7 28' 1,20" 228 1986-2010

    Jijel Achouat 36 48' 5 52' 58,80" 11 Sep 1981-2010

    StifJardin public 3611 525 1081 1913-1951

    Ain Arnat(Aroport)

    36 10' 58,80" 5 15' 10401952-Juil 1962

    1981-2010

    Skikda

    Cap Bougarouni(phare)

    375 628 80 1913-1938

    Villa Mascula 3652 654 71 1926-1941

    Port 36 52' 58,80" 6 54' 3Sep 1965 Sep 1968

    1973-2003Juin 2004-2010

    Souk AhrasPonts et chausses 3617 758 655 1913-1938

    / 36 16' 58,80" 7 58' 1,20" 6801963-19681978-2010

    TebessaHpital militaire 3524 87 885 1900-1921

    / 35 25' 1,20" 8 7' 1,20" 8111952- Juin 1962

    1973-2010

  • Chapitre III : Traitement des donnes

    40

    III-3-1- Traitement des donnes thermiques

    Pour les besoins de notre tude, il est important davoir en notre disposition plusieurs

    variables concernant la temprature : la moyenne des maxima (TX), la moyenne des minima

    (TN), la moyenne mensuelle (TM = (TX+TN)/2) et lamplitude thermique (TX-TN).

    III-3-1-1- Estimation des tempratures moyennes (TM, TX, TN)

    Il existe plusieurs mthodes pour le calcul de ces moyennes, pour les besoins de notre

    tude, la mthode juge la plus adquate est celle prconise par lOMM (Organisation mondiale

    de la mtorologie) (WMO, 1989), cette mthode consiste calculer la temprature moyenne

    mensuelle partir des tempratures moyennes journalires obtenues de la sommation des

    extrmes journalires (maxima (TX) + minima (TN)) divises par 2.

    TX = STX / N TN = STN / N

    TM = S ([TX +TN]/ 2) / N

    N : nombre des jours du mois.

    Lors du calcul des tempratures moyennes mensuelles, la rgle des (3/5) (WMO,1989) a

    t respect pour la plupart des stations dtude, bien quil est noter qu quelques reprises une

    entrave cette rgle a d tre effectue, la cause revient en grande partie aux manques rcurrents

    de donnes que connaissent les stations dtudes lors de quelques priodes critiques, nous avons

    donc t amens utiliser dans quelques cas des rgles plus laxistes telle que la rgle des (5/10)

    (WMO, 1983).

    III-3-1-2- Correction des tempratures

    Lestimation de donnes manquantes ou errones peut se faire selon plusieurs mthodes,

    la plus rpandue est la rgression linaire ; pour que cette mthode soit utilisable, il faut

    lexistence dau moins une station voisine qui soit dote dun coefficient de corrlation lev

    avec la station lacunaire donc il faut que la rgression soit linaire.

    On estime la variable Y partir de la variable X par lquation de la droite suivante :

  • Chapitre III : Traitement des donnes

    41

    Y = aX + b

    X : la valeur estime ;

    Y : la valeur estimer ;

    a : la pente de la droite ;

    b : une constante.

    En pratique les calculs sont faits partir de lquation suivante :

    Y = Y + ( ( r .

    ) . (X - X) )

    Y : donne manquante estimer ;

    Y : moyenne observe de la srie homogne de la station incomplte ;

    r : coefficient de corrlation entre X et Y estim partir des sries dobservations communes ;

    Sy : lcart type de Y estim daprs la srie dobservation de Y ;

    Sx : lcart type de X estim daprs la mme srie dobservation ;

    X : variable explicative connue daprs laquelle nous estimons la variable errone ou inconnue

    (Y) de la srie dobservation incomplte ;

    X : moyenne de X de la station complte estime partir de la mme priode observe

    simultanment dans la station incomplte.

    Tableau 6 : Le coefficient de corrlation des tempratures moyennes mensuelles Priode (1961-

    2010).

    BJ06 JI18 SK21 AN23 EK36 CO25 GU24 SA41 SE19 BA05 TB12 BB34 BI07

    BJ06 1

    JI18 0,992 1

    SK21 0,985 0,985 1

    AN23 0,986 0,983 0,990 1

    EK36 0,982 0,983 0,988 0,990 1

    CO25 0,977 0,969 0,975 0,982 0,973 1

    GU24 0,979 0,974 0,980 0,984 0,978 0,992 1

    SA41 0,974 0,973 0,976 0,981 0,976 0,978 0,976 1

    SE19 0,954 0,943 0,951 0,958 0,949 0,979 0,970 0,955 1

  • Chapitre III : Traitement des donnes

    42

    BA05 0,968 0,959 0,965 0,973 0,964 0,992 0,982 0,973 0,986 1

    TB12 0,966 0,957 0,965 0,972 0,962 0,991 0,981 0,972 0,982 0,997 1

    BB34 0,966 0,956 0,962 0,969 0,961 0,990 0,980 0,970 0,985 0,995 0,992 1

    BI07 0,952 0,941 0,948 0,959 0,947 0,982 0,966 0,960 0,974 0,989 0,988 0,986 1

    Exemple numrique

    La srie dobservation de la Station dEl Kala (1961-2010) a t contrle partir de la

    station dAnnaba. En effet ces dernires en plus dtre sur la mme altitude, prsentent un

    coefficient de corrlation lev.

    Le mois dAout prsente une lacune pour lanne 1987 au niveau de la station dEl-Kala,

    avant destimer la valeur manquante, nous avons estim les paramtres suivants :

    X= 26,8 C : est la moyenne de la temprature moyenne mensuelle en aout 1987 Annaba ;

    X= 26,12 C : est la moyenne de la srie homogne commune entre les deux stations, priode

    (1988 1999) ;

    Sx= 0,94 : est lcart type de la station dAnnaba;

    Y= 26,58 C : est la moyenne de la srie homogne El-Kala de 1988 1999 ;

    Sy= 1,09 : est lcart type de la station dEl-Kala;

    r = 0,993 : est le coefficient de corrlation entre les deux stations pour la priode homogne

    commune (1988 - 1999).

    Donc la valeur de la temprature moyenne mensuelle dAot en 1987 El-Kala est :

    Y = 26,58 + ( (0,993 .,

    ,) . (26,8 26,12) ) = 27,36 C.

    Lestimation ou la correction de valeurs inconnues ou errones par la mthode de la

    rgression linaire est trs usite pour les variables quantitatives continues comme les

    tempratures, vu que celles-ci suivent une distribution normale. Cependant elle est inefficace

    pour des variables discrtes comme celles des jours de pluies, dans ces cas la rgression linaire

    exprime des valeurs moins pertinentes.

  • Chapitre III : Traitement des donnes

    43

    III-3-2- Traitement des donnes pluviomtriques

    Les donnes pluviomtriques comme pour les tempratures ont pour origine plusieurs

    sources.

    Dans les sries dobservations, des lacunes dordre mensuelles et mme journalires sont

    signaler. Ces lacunes sont causes par :

    - La centralisation et la dcentralisation des donnes mtorologiques ont influenc ngativement

    sur la disponibilit des donnes et la qualit de celles-ci surtout celles des postes

    pluviomtriques;

    - Le transfert des pluviomtres. Cas de la station de Souk-Ahras (1995);

    - Arrt de fonctionnement pendant une priode : le cas de la station de Skikda en 2004 (arrt

    pendant un semestre suite une explosion). Sans oublier les jours fris et les congs annuels ;

    - Certains bulletins quotidiens, mensuels ou annuels sont parfois illisibles ce qui nous a fait

    perdre beaucoup de temps pour les porter sur nos documents personnels (surtout ceux provenant

    du GHCN) ;

    - Des stations nont commenc fonctionner que dans lanne 1980 : le cas des stations de

    B.B.A et de Jijel et certaines plus rcemment cas de la station de Mila (2008).

    III-3-2-1- Estimation des donnes manquantes et correction des prcipitations

    Lestimation des donnes manquantes dune station est calcule partir des valeurs

    provenant des stations voisines soumises aux mmes conditions climatiques et situes dans la

    mme zone gographique que la station dficitaire en donnes.

    Certaines stations retenues pour notre tude prsentent plusieurs lacunes dobservations

    journalires ou mensuelles.

    Le comblement des donnes manquantes a t tabli laide des modles statistiques.

    Ainsi, la mthode retenue pour la correction de la pluviomtrie mensuelle est la mthode des

    rapports.

  • Chapitre III : Traitement des donnes

    44

    III-3-2-2- La mthode des rapports

    Cest le rapport entre deux sries pluviomtriques compltes de deux stations o les

    valeurs mensuelles de pluie tombe dans une station (Y) prsentent une ou plusieurs lacunes qui

    seront compltes par la srie complte de la seconde station (X); son application se fait selon

    lquation suivante :

    Y = aX

    O :

    Y : la valeur pluviomtrique mensuelle inconnue la station lacunaire ;

    X : valeur correspondante observe pendant le mme mois la station de rfrence A ;

    a : constante dajustement gale au rapport de la somme des prcipitations observes pendant

    une mme srie commune aux deux stations soit :

    a =) (

    ) (

    Pour les stations concernes par notre tude, nous avons tenu compte en plus des

    conditions prcites (climatiques et gographiques), du degr de corrlation statistique entre les

    sries dterminant lefficacit de lajustement.

    Pour illustrer cette mthode nous allons donner lexemple dajustement des donnes de la

    station de Skikda (B) partir de celles de la station dAnnaba (A) pour le mois de janvier 2004.

    Ces deux stations se trouvent dans un mme contexte climatique et gographique (le littoral) et

    leurs coefficients de corrlation slvent 0.99 lchelle mensuelle et 0.88 lchelle

    annuelle.

    Le total des prcipitations du mois considr pendant la mme srie est gal :

    P (mm) A = 2771;

    P (mm) B = 2958;

    donc : a = 1,067.

    La hauteur des prcipitations observes au mois de janvier 2004 la station d'Annaba est

    de 109,4mm ; la valeur correspondante la station de Skikda serait donc de :

  • Chapitre III : Traitement des donnes

    45

    Y = 1,067 x 109,4mm = 116,8mm.

    III-3-2-3- Contrle de totaux annuels des prcipitations

    Gnralement on utilise la mthode des doubles cumuls (Musy et Higy 2003), dans le but

    de confirmer ou d'infirmer l'existence d'une htrognit au sein d'une srie pluviomtriques

    d'une station donne.

    L'utilisation de cette mthode requiert la disponibilit d'une station de rfrence dite

    station tmoin (X) dont les valeurs sont supposes compltes et homognes, avec les quelles on

    va comparer les valeurs de la station qu'on veut contrler (Y), il est noter que la comparaison

    ne se fait pas entre les valeurs observes mais entre leur cumul; un effet de lissage est obtenu au

    cours de la comparaison, en fonction de la variable temps choisie (anne, saison, mois, dcade).

    Pour mieux illustrer cette mthode, nous donnons en exemple, les deux stations de Batna

    et Stif. Sur le graphique cartsien (figure 17), nous portons en abscisse les totaux annuels des

    prcipitations de la station de rfrence (Batna) et en ordonne ceux de Stif.

    La courbe met en vidence l'existence d'une liaison linaire, la pente est positive et ne

    dgage aucune tendance comme par exemple une rupture de pente significative.

    Le choix des stations tmoins pour notre rgion d'tude a t effectu selon l'importance

    des lacunes que prsentent ces dernires, plus une station prsente une srie pluviomtrique

    complte et correcte plus elle peut tre considre comme une station de rfrence; les stations

    qui ont t choisies comme telle sont : la station d'Alger, la station de Bjaia et la station

    d'Annaba au littoral, la station de Constantine et de Batna dans les hautes plaines.

  • Chapitre III : Traitement des donnes

    46

    Figure 17 : Le contrle des totaux annuels des prcipitations par la mthode des doubles cumuls.

    III-3-3- Traitement primaire des donnes

    Les donnes acquises prcdemment ont ncessit souvent un traitement pralable - ou

    traitement primaire - afin de les rendre pertinentes et exploitables. Il s'agit pour l'essentiel de la

    conversion de la mesure effectue en une grandeur significative (par exemple : du k au C).

    Le traitement des donnes inclut aussi le contrle primaire des donnes qui comprend les

    contrles de cohrence l'exclusion de tous traitements statistiques. Il s'agit par exemple, dans le

    cas d'une acquisition manuelle des donnes, de les convertir en fichiers numriques. Dans ce cas,

    on procde gnralement une double saisie des donnes puis les fichiers sont compars afin de

    dceler d'ventuelles erreurs de saisie. Dans la situation o l'on procde l'acquisition de

    donnes de prcipitations et de tempratures, nous vrifions encore la cohrence temporelles des

    donnes acquises, savoir par exemple qu'une crue est bien la consquence d'un pisode

    pluvieux.

    R = 0,998

    0

    5000

    10000

    15000

    20000

    25000

    0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

    Sti

    f

    Batna

  • Chapitre III : Traitement des donnes

    47

    III-3-4- Contrle des donnes

    Avant de pouvoir exploiter les donnes et bien qu'elles soient dans un format adquat, il

    est primordial de contrl