BILAN EN EAU ET ETUDE COMPARATIVE DES
Transcript of BILAN EN EAU ET ETUDE COMPARATIVE DES
MEMOIRE DE FIN DrsquoETUDE DrsquoINGENIEUR
DE LrsquoEQUIPEMENT RURAL
Preacutesenteacute par
Idrissa MAMADOU CHERIF
MEMBRES DU JURY
M Babacar DIENG Preacutesident
M Harouna KARAMBIRI Encadreur
M Amadou Lamine MAR Membre
M Alain KENOUCH Membre
Thegraveme
BILAN EN EAU ET ETUDE COMPARATIVE DES
ECOULEMENTS DU BASSIN VERSANT
DU KOU
UTER GVEA
Soutenu le 22 - 06 - 2006
DIRECTION DES ETUDES ET DES SERVICES
ACADEMIQUES
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 2
TABLE DES MATIERES
RESUME REMERCIEMENTS DEDICACE TABLE DES MATIERES 1 LISTE DES FIGURES 4 LISTE DES TABLEAUX 9 LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS10 INTRODUCTION GENERALE 11
I1 CADRE DE LrsquoETUDE11 I2 PROBLEMATIQUE 11 I3 OBJECTIFS DE LrsquoETUDE 13 I4 METHODOLOGIE 13
II GENERALITES 15 II1 PRESENTATION DE LA REGION DES HAUTS-BASSINS 15 II2 PRESENTATION DU PROJET 18
II21 Cadre 18 II22 Geacuteneacuteraliteacutes 18 II23 Objectifs du projet 19 II24 Strateacutegie 19 II25 Reacutesultats attendus19
II3 PRESENTATON DE LA ZONE DrsquoETUDE 20 II31 Situation geacuteographique 20 II32 Geacuteomorphologie 20 II33 Caracteacuteristiques morphomeacutetriques 22 II34 Climatologie 24 II35 Geacuteologie 25 II36 Peacutedologie 26 II37 Veacutegeacutetation 29 II38 Hydrographie 30 II39 Occupation des sols 30
III CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE 32 III1 DONNEES PLUVIOMETRIQUES 32
III11 Choix des stations et des peacuteriodes drsquoobservation 32 III12 Controcircle de la qualiteacute des donneacutees 34 III13 Etude de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere 39 III14 Etude de la variabiliteacute spatiale et calcul de la pluie moyenne sur le bassin 44
III2 DONNEES HYDROMETRIQUES 47 III21 Inventaire des stations hydromeacutetriques 47 III22 Critique des donneacutees 49
III3 DONNEES DrsquoEVAPOTRANSPIRATION 54 III4 CONCLUSION 55
IV MODELISATION 57 IV1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU MODELE 58
IV11 Bases theacuteoriques du modegravele 58 IV12 Les variables drsquoentreacutee et de sortie du modegravele 62 IV13 Les paramegravetres du modegravele 63
IV2 MISE EN ŒUVRE DU MODELE SUR LE BASSIN DU KOU 64 IV21 Choix des eacutechelles de modeacutelisation 64 IV22 Choix des eacuteveacutenements agrave modeacuteliser 65 IV23 Choix des peacuteriodes et des fonctions critegraveres de calage et de validation 65 IV24 Deacutetermination des paramegravetres du modegravele 67
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IV3 RESULTATS ET DISCUSSIONS 75 IV31 Analyse de la qualiteacute des reacutesultats du modegravele 75 IV32 Analyse des reacutesultats du calage 76 IV33 Analyse des reacutesultats de la validation 80 IV34 Reconstitution des donneacutees hydromeacutetriques manquantes 84 IV35 Conclusion 86
V BILAN EN EAU DU BASSIN 87 V1 APPROCHE METHODOLOGIQUE87 V2 LES DIFFERENTS TERMES DU BILAN 88
V21 Les apports pluviomeacutetriques 88 V22 Les eacutecoulements 88 V23 Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle 89 V24 La variation du stock des diffeacuterents reacuteservoirs 89 V25 Bilan en eau du bassin versant 90
V3 LES UTILISATIONS DrsquoEAU 90 V31 LrsquoAEP de Bobo-Dioulasso 91 V32 Le peacuterimegravetre rizicole 91 V33 Lrsquoirrigation informelle 91 V34 Les utilisateurs pastoraux 92 V35 Retentions en surfaces et recharge de la nappe 93 V36 Synthegravese des utilisations drsquoeau 93
V4 CONCLUSION 94 VI CONCLUSION GENERALE 95 BIBLIOGRAPHIE 96 ANNEXES
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AUTEUR MAMADOU CHERIF Idrissa
Professeur responsable KARAMBIRI Harouna Organisme encadreur GEeau
THEME
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RESUME
Cette eacutetude entre dans le cadre de la mise au point drsquooutils techniques destineacutes agrave
ameacuteliorer les connaissances sur les ressources en eau du bassin versant du Kou Elle porte
sur la mise en œuvre drsquoun modegravele hydrologique et le calcul du bilan en eau du bassin
versant Pour ce faire une base de donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques a eacuteteacute constitueacutee Les
donneacutees pluviomeacutetriques et drsquoeacutevapotranspiration disponibles sont de qualiteacute acceptable par
contre il a fallu trier et corriger les donneacutees hydromeacutetriques La mise en oeuvre du modegravele a
montreacute des restitutions des principales caracteacuteristiques hydrologiques (deacutebits volumeshellip)
acceptables tant dans le processus de calage qursquoen validation Il a ensuite eacuteteacute proceacutedeacute agrave la
reconstitution drsquoune chronique de deacutebits journaliers sur la peacuteriode allant de 1986 agrave 2005
Enfin le bilan a eacuteteacute calculeacute pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et une
anneacutee deacutecennale humide
Mots clefs Bassin versant pluie eacutevapotranspiration sol nappe eacutecoulement modeacutelisation
Kou
ABSTRACT
This study is a contribution to the development of technical tools intended to improve
knowledge on the water resources of the Kou catchment area It deals with a hydrological
modelling approach and the calculation of the water balance of the catchment For this
purpose a hydrometeorological data base was made up The rainfall and evapotranspiration
recorded data available are of acceptable quality where as it was necessary to sort and
correct the discharge data The implementation of the model showed acceptable restitutions
of the main hydrological characteristics (flows volume) as well in the process of calibration
as in validation Then the reconstitution of daily outflows over the period going from 1986 to
2005 was carried out Lastly the water balance was calculated for an average year a dry
decennial year and a wet decennial year
Keywords Catchment rainfall evapotranspiration soil groundwater runoff modelling
Kou
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REMERCIEMENTS
Toutes les louanges sont agrave Dieu le tregraves miseacutericordieux le tout miseacutericordieux qui
nous permet de clore par ce travail trois longues anneacutees drsquoeacutetudes Tes bienfaits sont
innombrables mon Seigneur malgreacute nos faiblesses et nos manquements Guide nos pas
vers ce que Tu agreacutee et ne deacutevie pas nos cœurs apregraves les avoir guideacute
Qursquoil me soit ensuite permis de remercier Messieurs Babacar DIENG Harouna
Karambiri et Amadou Lamine MAR mes encadreurs dans le cadre de ce meacutemoire Qursquoils
trouvent ici lrsquoexpression de ma tregraves profonde gratitude pour la disponibiliteacute sans faille
consacreacutee agrave lrsquoencadrement de ce travail
Mes sincegraveres remerciements vont de mecircme agrave M Joost WELLENS pour les moyens mis
agrave notre disposition ainsi que pour sa participation tregraves estimable pour lrsquoencadrement de ce
meacutemoire
Je tiens agrave remercier eacutegalement tout le corps enseignant le personnel technique et
administratif du groupe EIER-ETSHER pour les inestimables efforts qursquoils deacuteploient
quotidiennement dans le cadre de notre formation
Ma penseacutee va eacutegalement agrave lrsquoendroit de tous les membres de la Oumma islamique la
communauteacute nigeacuterienne et les compagnons et amis de la 35egraveme promotion gracircce agrave qui nous
avons joui au sein drsquoune ambiance fraternelle et amicale pendant tout le cycle
Enfin the last but not the least ma profondeur gratitude va aux organismes du Nord
et aux eacutetats membres du Groupe EIER-ETSHER qui financent les diffeacuterentes activiteacutes du
Groupe
Que tous et toute trouvent ici lrsquoexpression de ma sympathie et de ma profonde
reconnaissance
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A mon fils Mouhamad Moujahid que le seigneur a rappeleacute agrave lui pendant que je poursuivais ces eacutetudes puisse-t-il pardonner mon absence agrave son chevethellip A ma femme Nahissatou Hassan A mes enfants Abdallah et Ahmad A mon pegravere Elhadji Mamadou Cheroumi et mes megraveres Hadjia Fandi Mahaman Lawal et Kaltoum Mamane A mon beau pegravere Elhadji Hassan Issa et sa famille
A tonton Ibrahim Abdou A mon pays
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LISTE DES FIGURES Figure 1 Carte de situation du bassin du Kou --------------------------------------------------------- 20
Figure 2 Carte du modeleacute de terrain du bassin versant du Kou ----------------------------------- 21
Figure 3 Deacutecoupage en sous-bassins ------------------------------------------------------------------- 21
Figure 5 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Badara --------------------------------------- 23
Figure 6 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de la confluence NIameacute-Baouleacute ----------- 23
Figure 7 Carte geacuteologique du bassin versant du Kou ----------------------------------------------- 26
Figure 8 Carte des sols du bassin versant du Kou --------------------------------------------------- 27
Figure 9 Carte de veacutegeacutetation de la valleacutee du Kou ---------------------------------------------------- 29
Figure 10 Carte dlsquooccupation des terres du bassin versant du Kou ------------------------------ 31
Figure 11 Situation geacuteographique des stations pluviomeacutetriques ---------------------------------- 34
Figure 12 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station Bobo-Dioulasso -- 35
Figure 13 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Farako-ba ----- 35
Figure 14 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Bama ----------- 35
Figure 15 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Nasso ---------- 36
Figure 16 Test de la meacutethode des doubles masses appliqueacutee agrave la station de Farakoba --- 36
Figure 17 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Bama (valleacutee du Kou) -- 37
Figure 18 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Nasso ---------------------- 37
Figure 19 Variabiliteacute saisonniegravere et spatiale de la pluviomeacutetrie (moyenne calculeacutee de 1976 agrave
2005) ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 41
Figure 20 Polygone de Thiessen des stations pluviomeacutetriques (NB la station de Nasso
nrsquoest pas prise en compte) ---------------------------------------------------------------------------- 45
Figure 21 Reacuteseau hydrographique du bassin du Kou et emplacement des stations
hydromeacutetriques ------------------------------------------------------------------------------------------- 48
Figure 22 Chronogramme des deacutebits mesureacutes aux stations hydromeacutetriques ------------------ 49
Figure 23 Deacutebits moyens annuels agrave la station de la confluence et lacunes -------------------- 50
Figure 24 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Koumi et lacunes ----------------------------- 50
Figure 25 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Badara et lacunes ---------------------------- 51
Figure 26 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de la
Confluence Niameacute-Baouleacute (1993) ------------------------------------------------------------------- 52
Figure 27 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de
Badara (1997) -------------------------------------------------------------------------------------------- 52
Figure 28 Variation saisonniegravere de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle ------------------------------ 54
Figure 29 Variation interannuelle de LrsquoETP (de 1976 agrave 2003) ------------------------------------- 55
Figure 30 Comparaison de la pluviomeacutetrie avec lrsquoeacutevapotranspiration potentielle ------------- 55
Figure 31 Scheacutema de fonctionnement du modegravele --------------------------------------------------- 60
Figure 32 Paramegravetres hydrauliques du modegravele ------------------------------------------------------- 63
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Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques ------------------------------------------ 67
Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997 ----------------------------------- 78
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997 ----------------------------------- 78
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998 ----------------------------------- 79
Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999 ------------------------------------ 80
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999 ----------------------------------- 80
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000 ------------------------------------- 81
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000 ------------------------------------ 82
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001 ------------------------------------ 82
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001 ------------------------------------ 83
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002 ------------------------------------ 83
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002 ------------------------------------ 84
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou ----------------------------------------------------- 85
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel ----------------------------------------------------------- 85
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes ----------------------------------- 86
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LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants 24
Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou 28
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM 32
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA 32
Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet 33
Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles 39
Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou 40
Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude 42
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 13 Coefficients de Thiessen 44
Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants 46
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo 47
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes 48
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques 56
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol 70
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage 75
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours
drsquoHydrogeacuteologie de M DIENG (EIER)) 76
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage 77
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation 81
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee
moyenne deacutecennale segraveche et deacutecennale humide 88
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale
segraveche et humide 88
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998 89
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide 89
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou 90
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso 92
Tableau 29Consommation en eau du cheptel 93
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou 93
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INTRODUCTION GENERALE
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LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS
AEP Alimentation en Eau Potable
APEFE association belge drsquoappui au deacuteveloppement
CIEH Comiteacute Inter africain drsquoEtudes Hydrauliques
DRAHRHHB Direction Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des
Ressources Halieutiques des Hauts Bassins
EIER-ETSHER Groupe des Ecoles Inter-Etats drsquoIngeacutenieurs de lrsquoEquipement Rural et
des Techniciens Supeacuterieurs de lrsquoHydraulique et lrsquoEquipement Rural
ETP Evapotranspiration Potentielle
FIT Front Inter Tropical
GEeau Projet Gestion des Ressources en eau du Sud-Ouest du Burkina
GIRE Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
MAHRH Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources
halieutiques
VREO Projet de Valorisation des Ressources en Eau du Ouest
SIG Systegravemes drsquoInformations Geacuteographiques
PAGIRE Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
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INTRODUCTION GENERALE
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INTRODUCTION GENERALE
I1 CADRE DE LrsquoETUDE
La preacutesente eacutetude entre dans le cadre des meacutemoires de fin drsquoeacutetudes drsquoingeacutenieur du
geacutenie rural du GROUPE EIER-ETSHER de Ouagadougou Le Groupe EIER-ETSHER est
un Institut inter Etats drsquoenseignement supeacuterieur et de recherche dans les domaines de lrsquoeau
lrsquoeacutenergie lrsquoenvironnement et les infrastructures baseacute agrave Ouagadougou la capitale du Burkina
Faso Creacuteeacute en 1968 et eacutemanant de 14 Etats africains francophones lrsquoeacutecole forme des
ingeacutenieurs des techniciens supeacuterieurs et des titulaires de DESS
Il megravene en collaboration avec des eacutetablissements du Nord et du Sud comme
Katholieke Universiteit Leuven (KUL) des travaux de recherche principalement dans les
domaines de lrsquoeau de lrsquoeacutenergie et de lrsquoenvironnement
Crsquoest dans le cadre de cette collaboration que le sujet du preacutesent meacutemoire a eacuteteacute
deacutefini entre le projet laquo GEeau raquo de Bobo-Dioulasso et laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement
et de recherche en gestion et valorisation de lrsquoeau et de lrsquoassainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER Ce sujet est intituleacute laquo Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du
bassin versant du Kouraquo
Le rapport est subdiviseacute en six parties
Partie I Introduction geacuteneacuterale ougrave nous exposons le cadre la probleacutematique et les
objectifs de lrsquoeacutetude drsquoune part et drsquoautre part la meacutethodologie adopteacutee pour reacutepondre
aux questions souleveacutees
Partie II On y preacutesente les geacuteneacuteraliteacutes sur la reacutegion des Hauts-Bassins Le
promoteur du thegraveme de cette eacutetude ainsi que sur le site de lrsquoeacutetude
Partie III Crsquoest lrsquoeacutetape de la constitution de la base des donneacutees de lrsquoeacutetude
Partie IV Cette partie est consacreacutee agrave la modeacutelisation
Partie V Etude du bilan
Partie VI Conclusion geacuteneacuterale
I2 PROBLEMATIQUE
Le bassin versant du Kou avec une superficie de 1821 km2 comprenant le systegraveme
hydraulique de la riviegravere du Kou ses affluents et les sources de Nasso constitue une
importante ressource en eau
Cette ressource assure drsquoune part lrsquoalimentation en eau drsquoune population estimeacutee en
2003 agrave 600 000 habitants dont celle de Bobo-Dioulasso la 2egraveme ville du pays Une population
appeleacutee agrave franchir le cap du million en 2025 Elle permet drsquoautre part lrsquoirrigation de vastes
peacuterimegravetres agricoles dont la superficie totale qui avoisine 3200 ha est en constante
augmentation notamment du fait du deacuteveloppement drsquoune filiegravere laquo fruits et leacutegumes raquo sous
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lrsquoimpulsion de lrsquoinitiative priveacutee Cette production irrigueacutee est agrave lrsquoorigine du deacuteveloppement
drsquoactiviteacutes eacuteconomiques de transports transformations et commerce qui font lrsquoessor de la
ville de Bobo-Dioulasso
Dans le contexte climatique actuel du Burkina marqueacute par une baisse de la
pluviomeacutetrie une telle tendance agrave la hausse des diffeacuterentes utilisations de cette ressource
nrsquoa pas manqueacute drsquoentraicircner un deacuteseacutequilibre au niveau de la satisfaction des besoins en eau
Citons agrave titre drsquoexemple le cas du principal peacuterimegravetre rizicole de la valleacutee du Kou (1200ha)
qui est confronteacute agrave des deacuteficits hydriques pendant les mois de janvier agrave mai
Le deacuteveloppement industriel conseacutecutif au deacuteveloppement de la production agricole
constitue eacutegalement avec ses rejets incontrocircleacutes drsquoeffluents divers une autre menace
seacuterieuse cette fois-ci sur la qualiteacute de ces eaux
Pour faire face agrave cette nouvelle donne et dans la perspective de creacuteer les conditions
drsquoun deacuteveloppement durable lrsquoEtat burkinabeacute a mis en place une politique de gestion
inteacutegreacutee des ressources en eau Cette politique se traduit dans les faits par les objectifs
assigneacutes aux diffeacuterents projets intervenant dans la zone parmi lesquels se trouve le projet
GEeau initiateur de la preacutesente eacutetude
Toute gestion des ressources en eau pour ecirctre efficace doit en effet partir de leur
bonne connaissance A cet effet il peut ecirctre utile de rappeler que la mesure quantitative et
qualitative des eacuteleacutements du cycle hydrologique et la mesure des autres caracteacuteristiques de
lenvironnement qui influent sur leau constituent une base essentielle pour une gestion
efficace de leau (Deacuteclaration de Dublin 1992) Au Burkina Faso pays ougrave les eaux de
surface jouent un rocircle primordial la compreacutehension et lanalyse du bilan hydrologique est de
fait la base de toute eacutetude et reacuteflexion au sujet de la gestion des eaux
Atteindre un tel objectif suppose la disponibiliteacute de donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques
portant sur une longue peacuteriode et couvrant drsquoune maniegravere adeacutequate la zone drsquoeacutetude Si
aujourdrsquohui une telle exigence est relativement satisfaite pour la pluviomeacutetrie dans le cas de
la valleacutee du Kou on ne peut pas en dire autant des deacutebits dont les stations de mesures sont
reacutecentes En pareille situation la solution couramment adopteacutee est de faire recours aux
modegraveles matheacutematiques qui permettent alors de transformer les pluies en deacutebits et de fournir
une seacuterie de longueur comparable agrave celle de la pluviomeacutetrie
Crsquoest dans cette optique que le thegraveme de cette eacutetude a eacuteteacute mis au point par le projet
GEeau et lrsquouniteacute theacutematique drsquoenseignement et de recherche en gestion et valorisation de
lrsquoeau et de lrsquoassainissement du Groupe EIER-ETSHER
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I3 OBJECTIFS DE LrsquoETUDE
Cette eacutetude a pour objectif geacuteneacuteral de contribuer agrave la connaissance des ressources
en eau du bassin versant du Kou en vue drsquoune gestion efficace et durable Ses objectifs
speacutecifiques sont
- La mise en place drsquoune base de donneacutees assainies par une synthegravese et la
valorisation des donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques et de sol disponibles
- Mise en œuvre agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant drsquoune deacutemarche de modeacutelisation agrave
lrsquoaide drsquoun logiciel (HYSIM)
- Le calcul du bilan en eau pour quelques sceacutenarii de saisons des pluies
I4 METHODOLOGIE
La meacutethodologie adopteacutee pour cette eacutetude srsquoarticule en trois points
1) Recherche documentaire
Elle comprend
Une revue des connaissances bibliographiques relatives agrave la zone drsquoeacutetude et agrave la
modeacutelisation hydrologique en geacuteneacuteral Il srsquoest agit dans un premier temps de faire le point
des diffeacuterentes eacutetudes ayant porteacute sur la zone drsquoeacutetude et ayant trait au thegraveme Notre regard
srsquoest eacutegalement porteacute sur des eacutetudes similaires effectueacutees dans drsquoautres reacutegions du monde
En deuxiegraveme lieu nous avons approfondi nos connaissances en modeacutelisation
hydrologique
La prise en main de lrsquooutil de modeacutelisation Ceci inclut les techniques drsquoimportation
et drsquoexportation des donneacutees le test de sensibiliteacute des paramegravetres et les strateacutegies de
calage
La collecte des donneacutees relatives au site Il srsquoagit de cartes diverses de donneacutees
numeacuteriques hydromeacuteteacuteorologiques de donneacutees sur le sol et de donneacutees geacuteneacuterales sur le
site
2) Visite de terrain
Elle a eu pour but de faire
des observations sur les caracteacuteristiques geacuteneacuterales du site nature du terrain relief
veacutegeacutetation
une appreacuteciation in situ de la configuration actuelle du reacuteseau hydrographique
une appreacuteciation visuelle de lrsquooccupation de lrsquoespace les positions relatives des
diffeacuterents utilisateurs vis-agrave-vis du cours drsquoeau etc
des observations de la manifestation des menaces sur la qualiteacute des eaux
3) Travaux de bureaux
Les travaux de bureau ont porteacute sur les points suivants
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Constitution des seacuteries de donneacutees pluviomeacutetriques le protocole adopteacute agrave cette fin
est le suivant
a) Choix des stations suivant des critegraveres comme la position geacuteographique la
longueur de la seacuterie absence de lacuneshellip
b) Controcircle de la qualiteacute des donneacutees par lrsquoemploi des meacutethodes classiques de
doubles masses et de la moyenne mobile
c) Remplissage des laquo lacunes raquo eacuteventuelles et passage des pluies ponctuelles aux
pluies moyennes sur le bassin versant suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
d) Analyse de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere agrave lrsquoaide drsquoajustement agrave des
lois statistiques
Constitution des seacuteries de donneacutees hydromeacutetriques
A ce niveau nous avons fait lrsquoinventaire des donneacutees disponibles leur critique et leur
correction quand cela est neacutecessaire et faisable
Modeacutelisation crsquoest la plus laborieuse de toutes les eacutetapes Elle comporte les points
suivants
a) Preacuteparation et transfert des donneacutees vers le modegravele
b) Nous proceacutedons ensuite au calage ou calibration du modegravele cest-agrave-dire le
choix du jeu de paramegravetres optimaux pour la transformation pluie-deacutebit
c) La validation consistera agrave veacuterifier la pertinence et le reacutealisme du choix des
paramegravetres sur une peacuteriode autre que celle ayant servi au calage
d) La simulation va consister agrave deacuteterminer agrave lrsquoaide du modegravele caleacute les deacutebits
des anneacutees sans observations hydromeacutetriques
Calcul du bilan hydrologique Les reacutesultats des simulations ci-dessus eacutevoqueacutees vont
nous permettre de faire le bilan sur des anneacutees caracteacuteristiques comme la moyenne la
deacutecennale segravechehellip
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GENERALITES
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II GENERALITES
Le thegraveme de ce meacutemoire a eacuteteacute deacutefini par laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement et
de Recherche en Gestion et Valorisation de lrsquoEau et de lrsquoAssainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER en collaboration avec laquo le projet de renforcement structurel de la capaciteacute de
gestion des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo baseacute agrave la Direction
Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources Halieutiques des Hauts-
Bassins (DRAHRHHB) Nous commenccedilons de ce fait ce rapport par une preacutesentation de la
reacutegion du projet et de la zone drsquoeacutetude
II1 PRESENTATION DE LA REGION DES HAUTS-BASSINS
La reacutegion des Hauts-Bassins est situeacutee agrave lrsquoouest du Burkina Elle srsquoeacutetend sur une
superficie de 26606 kmsup2 (94 du territoire national) Elle est limitrophe agrave lrsquoest des reacutegions
du Sud-Ouest et de la Boucle du Mouhoun agrave lrsquoouest de la Reacutepublique du Mali au nord de la
reacutegion de la Boucle du Mouhoun et la Reacutepublique du Mali et au sud de la reacutegion des
Cascades
Sur le plan administratif elle est subdiviseacutee en trois (3) provinces Le Houet le
Keacuteneacutedougou et le Tuy Il faut eacutegalement citer une sous-subdivision en 33 deacutepartements 3
communes urbaines 30 communes rurales et 449 villages Bobo-Dioulasso est le chef-lieu
de cette reacutegion
La population de la reacutegion des Hauts-Bassins eacutetait estimeacutee en 2002 agrave 1232 891
habitants (104 de la population du Burkina) soit une densiteacute drsquoenviron 48 habitantskmsup2 Il
srsquoagit drsquoune population cosmopolite on y rencontre toutes les ethnies du pays les
populations dominantes en nombre sont les Bobos autochtones du terroir les Mossis et les
peulhs allogegravenes venus du Nord du pays
A lrsquoinstar de tout le Burkina Faso les principales activiteacutes eacuteconomiques y demeurent
lrsquoagriculture et lrsquoeacutelevage
Lrsquoagriculture hivernale est domineacutee par la production de coton et de ceacutereacuteales (maϊs
sorgho mil seacutesame foniohellip) La riziculture et la maraicirccher-culture se pratiquent sur les
peacuterimegravetres irrigueacutes On note eacutegalement la preacutesence drsquoexploitations fruitiegraveres dont le nombre
est actuellement en pleine croissance La production agricole est exceacutedentaire
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Dans la reacutegion des Hauts-Bassins la province du Houet est la zone par excellence
de lrsquoeacutelevage Les ressources halieutiques ne sont pas neacutegligeables non plus mais la pecircche
est de type artisanal
La reacutegion des Hauts-Bassins est une des principales zones industrielles du Burkina
Faso La province du Houet est celle qui possegravede le plus grand nombre drsquouniteacutes industrielles
drsquoune certaine importance apregraves celles du Kadiogo Les plus importantes interviennent dans
la fabrication drsquoouvrages en meacutetaux de produits alimentaires de boissons de tabac et de
textile
Du fait de la position de carrefour international de Bobo-Dioulasso le commerce y
occupe une place de choix Un grand nombre de maisons de commerce nationales et
eacutetrangegraveres ont leur siegravege agrave Bobo-Dioulasso
La reacutegion est bien desservie pour ce qui est des infrastructures socioeacuteconomiques
sans ecirctre exhaustif on pourra citer
les infrastructures de communication dix radios dont un drsquoEtat six priveacutes et trois
communautaires
la couverture en infrastructures de santeacute est globalement satisfaisante 193
formations sanitaires en 2002
en matiegravere de transport le reacuteseau routier repreacutesente 10 du reacuteseau national soit
1517 km Il est constitueacute de 22 de routes bitumeacutees du Burkina 3 de routes en terre
ordinaire et 7 de routes en terre moderne La reacutegion est traverseacutee par plus de 100 km de
chemin de fer et dispose drsquoun aeacuteroport de classe internationale
La probleacutematique de deacuteveloppement de la reacutegion se fonde sur les atouts
eacuteconomiques En effet elle dispose drsquoun potentiel naturel agrave mecircme drsquoassurer et de soutenir
les objectifs de deacuteveloppement Ce potentiel naturel constitueacutee drsquoeau de sols etc est
surtout favorable aux activiteacutes de production agricole drsquoeacutelevage et de production miniegravere Ce
qui en fait une des reacutegions les plus favoriseacutees du Burkina Faso
Le relief de la reacutegion est marqueacute par la preacutesence de plateaux et de plaines
auxquels srsquoajoutent quelques buttes collines et valleacutees
Le climat est tropical de type nord-soudanien et sud-soudanien Il est marqueacute par 2
grandes saisons une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobrenovembre) et une
saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (novembredeacutecembre agrave avril) La reacutegion beacuteneacuteficie
drsquoune pluviomeacutetrie moyenne annuelle comprise entre 800 et 1 100 mm
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La particulariteacute de la topographie et du climat de la reacutegion des Hauts-Bassins en
fait un veacuteritable chacircteau drsquoeau Crsquoest dans cette reacutegion que les principaux fleuves du
Burkina prennent leur source Le Mouhoun le Banifing et le Tuy (Grand Baleacute)
La veacutegeacutetation drsquoensemble de la reacutegion est essentiellement une veacutegeacutetation de
savane comportant tous les sous-types depuis la savane boiseacutee jusqursquoagrave la savane herbeuse
La faune est assez riche et varieacutee du fait de lrsquoexistence de nombreuses forecircts
classeacutees (16 au total)
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II2 PRESENTATION DU PROJET
II21 Cadre
Le laquo projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en
eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo est un des fruits de la coopeacuteration entre la
reacutegion Wallonne du royaume de Belgique et le Burkina Faso Il entre dans le cadre de la
mise en oeuvre des actions du laquo Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en
Eau raquo PAGIRE La laquo Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau (GIRE) raquo est en effet la
strateacutegie adopteacutee par lrsquoeacutetat burkinabeacute pour atteindre ses objectifs en matiegravere drsquoeau qui se
reacutesument en les points suivants
satisfaction durable des besoins en eau
protection contre lrsquoaction agressive de lrsquoeau
ameacutelioration des finances publiques par le partage de charges
preacutevention des conflits dans la gestion des ressources en eau
Ce projet srsquoinscrit eacutegalement dans le cadre de la mise en œuvre du programme
laquo Valorisation des ressources en eau de lrsquoOuest raquo (VREO) qui est un programme national
relatif aux ressources en eaux couvrant la moitieacute Ouest du pays
Enfin il srsquoinscrit en continuiteacute du projet de recherche laquo GEeau raquo initieacute par la
DRAHRHHB le groupe EIERETSHER et la Katholieke Universiteit Leuven (KUL) et
cherche agrave lui assurer un environnement institutionnel et organisationnel adapteacute au
deacuteveloppement agrave la peacuterennisation de ses reacutesultats et agrave sa duplication dans la reacutegion Ouest
du pays
II22 Geacuteneacuteraliteacutes
Nous preacutesentons dans lrsquoencadreacute ci-dessous la fiche donnant les renseignements geacuteneacuteraux sur le projet
Fiche de projet
Intituleacute Projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en eau
pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou
Zone drsquointervention Bassin versant du Kou (Reacutegion des Hauts-Bassins)
Thegraveme Preacuteservation de lrsquoenvironnement
Secteurs et sous secteurs Politique agricole et gestion administrative des ressources en
eau agrave usage agricole
Dureacutee de mise en œuvre 48 mois
Sources de financement Reacutegion Wallonne (Belgique)
Maicirctre drsquoœuvre APEFE
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Maicirctre drsquoouvrage Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des ressources
Halieutiques
II23 Objectifs du projet
Le principal objectif geacuteneacuteral du projet est de contribuer agrave la mise en œuvre de la
GIRE Son objectif speacutecifique est le renforcement des connaissances de la gestion la
valorisation et la protection des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans la reacutegion des
Hauts-Bassins
II24 Strateacutegie
La strateacutegie retenue est baseacutee sur le renforcement des capaciteacutes institutionnelles et
de gestion de lrsquoeau pour lrsquoagriculture au niveau local
Inteacutegration de lrsquointervention dans les perspectives drsquoaction du Comiteacute de Gestion du
Bassin du Kou
Ameacutelioration de la productiviteacute de lrsquoeau en agriculture vivriegravere
Appui agrave la peacuterennisation des actions
II25 Reacutesultats attendus
Les reacutesultats attendus de ce projet sont
Mise au point drsquooutils techniques destineacutes agrave ameacuteliorer les connaissances sur les
ressources en eau du bassin (bilan hydrique) et agrave servir au suivieacutevaluation de la
situation dans le bassin quasiment en temps reacuteel afin de servir agrave la gestion et agrave la
planification des ressources en eau
Transfert de connaissances vers les autres acteurs locaux qui se seront ainsi
approprieacutes les outils de gestion eacutelaboreacutes au cours du projet pour leurs propres
inteacuterecircts
Valorisation de la deacutemarche sur un autre bassin apregraves une eacutetude de transposabiliteacute
Creacuteer les conditions drsquoune capitalisation de lrsquoacquis de ce projet et des eacutetudes
anteacuterieures deacutejagrave effectueacutees ou des expertises locales reconnues sur la zone par la
mise en place drsquoune structure capable de conserver ces informations mais aussi et
surtout de les exploiter agrave des fins de recherche pour des activiteacutes lieacutees agrave la GIRE
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II3 PRESENTATON DE LA ZONE DrsquoETUDE
II31 Situation geacuteographique
Le bassin versant du Kou est lrsquoespace geacuteographique situeacute agrave lrsquoouest du Burkina Faso
dans la reacutegion des Hauts-Bassins entre les longitudes 4deg40rsquoO et 4deg10rsquoO et les latitudes 11degN
et 11deg30N et draineacute par la riviegravere du mecircme nom Cette riviegravere qui est un affluent du Mouhoun
(ex Volta noire) draine ainsi une superficie de 1821km2
La figure 1 preacutesente la carte de situation du bassin versant
0 300 600 Kilomegravetres
CARTE DE SITUATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Autres province du Burkina FasoProvince du HouetBassin-versant du Kou
Figure 1 Carte de situation du bassin du Kou
II32 Geacuteomorphologie
Le bassin du Kou a une forme allongeacutee Il est orienteacute Nord-est Sud-ouest avec une
longueur de 51 km et une largeur de 33 km Il est constitueacute essentiellement drsquoun plateau
greacuteseux culminant aux environs de 500 m drsquoaltitude au sud et srsquoabaissant progressivement
jusqursquoagrave 300 m agrave lrsquoaval de la plaine vers Baouleacute le point de confluence avec le Mouhoun
Lrsquoaltitude moyenne est de 407 m (figure 2)
On peut le subdiviser en trois sous bassins emboiteacutes qui sont (figure 3)
- Sous-bassin de Koumi 347 km2
- Sous-bassin de Badara 989 km2
- Sous-bassin de la confluence Niameacute-Baouleacute 1605 km2
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Figure 2 Carte du modeleacute de terrain du bassin versant du Kou
U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
Exutoire du bassin versant
0 30 60 Kilomegravetres
Carte de deacutecoupage en sous bassins du bassin versant du Kou
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
IVIII
II I
Reacuteseau hydrographique stations pluviometriquesU Stations hydrometriques
Figure 3 Deacutecoupage en sous-bassins
(NB I= sous-bassin de Koumi I+II= sous-bassin de Badara I+II+II=sous bassin de Confluence I+II+III+IV=
bassin versant du Kou)
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II33 Caracteacuteristiques morphomeacutetriques
Les caracteacuteristiques de forme et de relief des sous-bassins reacutesumeacutees au tableau 1 ont
eacuteteacute deacutetermineacutees par BICABA (1991)
Superficie du bassin versant (S)
La deacutelimitation du bassin versant a eacuteteacute faite sur une carte IGB au 1200 000
La mesure de la superficie a eacuteteacute effectueacutee agrave lrsquoaide drsquoun planimegravetre
Peacuterimegravetre (P)
Il a eacuteteacute mesureacute sur la carte au 1200 000
Rectangle eacutequivalent
Le rectangle eacutequivalent est un rectangle ayant la mecircme superficie le mecircme indice de
compaciteacute et la mecircme distribution hypsomeacutetrique que le basin versant Sa longueur (L)
est donneacutee par lrsquoexpression
]))1281(1(1[)1281( 21221
compcomp IISL
avec S surface du bassin versant et Icomp indice de compaciteacute
Indice de compaciteacute (Icomp)
Il correspond au rapport du peacuterimegravetre du bassin versant agrave celui drsquoun cercle de mecircme
superficie et srsquoexprime par la relation suivante
212820 SPIcomp avec
P peacuterimegravetre styliseacute du bassin versant en km
S superficie du bassin versant en km2
Indice global de pente (Ig)
Cet indice caracteacuterise le relief drsquoun bassin et il est deacutefini par la formule suivante
LHI g
Ougrave ΔH est lu sur la courbe hypsomeacutetrique1 (figure 4 agrave 6) et repreacutesente la
deacuteniveleacutee exprimeacutee en megravetres entre les altitudes ayant approximativement 5 et
95 de la superficie du bassin versant au dessus drsquoelles
L est la longueur du rectangle eacutequivalent exprimeacutee en km
Relief fort pour 100lt Ds
Ds est donneacutee par la relation suivante SIDs g
1 Courbe repreacutesentant le pourcentage de la superficie du bassin versant situeacutee au-delagrave drsquoune altitude H donneacutee en
fonction de cette altitude
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Courbe hypsometrique du bassin versant de Koumi
350
390
430
470
510
550
590
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
de la surface totale
Alt
itu
de
s (
m)
Figure 4 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Koumi
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Badara
280
320
360
400
440
480
520
560
600
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
de
Figure 5 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Badara
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Niameacute-Baouleacute
280
320
360
400
440
480
520
560
600
640
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
des (
m)
Figure 6 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de la confluence NIameacute-Baouleacute
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Deacuteniveleacutee speacutecifique (Ds)
Elle permet de classer le relief du bassin en
Relief faible pour Ds lt50 m
Relief modeacutereacute pour 50 mlt Ds lt100 m
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants
Sous-Bassins Versants
Caracteacuteristiques Koumi Badara
Confluence
Niame-Baouleacute
Superficie (km2) 347 989 1605
Peacuterimegravetre styliseacute (m) 77 151 175
Coefficient de Gravelius 115 137 126
Longueur du rectangle eacutequivalent (km2) 242 5930 6403
Largeur du rectangle eacutequivalent (km2) 1420 1600 2380
Indice global de pente (mkm) 480 317 317
Densiteacute de drainage 065 068 058
Deacuteniveleacutee speacutecifique (m)
(nature du relief)
894
(Modeacutereacute)
975
(Modeacutereacute)
127
(Fort)
II34 Climatologie
Le bassin versant du Kou se situe agrave la limite sud de la zone climatique tropicale
soudano-saheacutelienne Ses caracteacuteristiques climatiques sont
Tempeacuteratures
Lrsquoamplitude thermique annuelle est faible La tempeacuterature moyenne mensuelle
minimale varie toute lrsquoanneacutee de 17 agrave 22degC tandis que la tempeacuterature moyenne maximale
varie de 33 agrave 37degC en saison segraveche et de 29 agrave 34degC en saison des pluies
Les vents
On note lrsquoinfluence de deux vents dominants
Lrsquoharmattan ou alizeacute vent chaud et sec des anticyclones du Sahara de secteur Nord-
Est agrave Est et soufflant pendant la saison segraveche
la mousson vent de secteur Sud-ouest chargeacute drsquohumiditeacute et provenant de la zone
eacutequatoriale
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La limite de seacuteparation entre ces deux masses drsquoair ou Front Inter Tropical (FIT)
connaicirct au cours de lrsquoanneacutee un deacuteplacement du Sud au Nord ce qui se traduit par
lrsquoalternance de deux saisons bien distinctes
- une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobre)
- une saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (de novembre agrave avril)
Insolation
La dureacutee moyenne pour lrsquoensoleillement est de 7 h 42rsquo Lrsquoinsolation varie de 75 mmj
agrave 87 mmj Elle est agrave son minimum en juillet-aoucirct et maximale en avril-mai
Humiditeacute de lrsquoair
Lrsquohumiditeacute de lrsquoair est tregraves faible en saison segraveche (20 ndash 40 ) tandis qursquo en saison de
pluie elle atteint 70 agrave 80 voire 90 au cours des averses
II35 Geacuteologie
La description de la geacuteologie est baseacutee sur les travaux de IWACO citeacute par BICABA
(1991)
La geacuteologie du bassin du Kou est une superposition de greacutes encastreacutes entre un socle
essentiellement granito-gneissique de roches orthomeacutetamorphiques et eacuteruptives au fond et
une couche de deacutepocircts reacutecents ou de lateacuterite en surface composeacutee de sables et drsquoargiles
(figure 7)
De bas en haut on distingue
- Le socle absolument impermeacuteable composeacute de roches plutoniques (migmatites et
granites diffeacuterencieacutes) et de roches meacutetamorphiques birrimiennes (schistes micaceacutes
schistes greacuteseux schistes verts amphiboles)
- Les greacutes de base qui sont des greacutes agrave grains grossiers de silice ou de feldspaths tregraves
fissureacutes drsquoune eacutepaisseur de 200 m environ tregraves peu lateacuteriseacutes bien que poreux et
permeacuteables
- Les greacutes de Sotuba glauconieux sur une eacutepaisseur de 80 m drsquoallure schisteuse
poreux fissureacute et tregraves lateacuteriseacutes
- Les greacutes siliceux agrave ciment argileux de Bobo-Dioulasso aux faciegraves nombreux
(schistes de Toun greacutes de Koutiala et greacutes de Bandiagara) Ils sont tendres
heacuteteacuterogegravenes et tregraves lateacuteriseacutes
- Des roches eacuteruptives basiques (doleacuterites et basaltes) impermeacuteables infiltreacutees dans
les fissures des greacutes
- La couverture quaternaire constitueacutee drsquoalluvions sablo-ferrigineux de granulomeacutetrie
disparate drsquoune profondeur drsquoenviron 30 m passablement lateriseacutes
Les formations superficielles sont constitueacutees de cuirasse lateacuteritique et drsquoalluvions
dans les bas-fonds
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Cette geacuteologie qui constitue une situation favorable au stockage et agrave la transmission
de lrsquoeau souterraine est de ce fait lrsquoun des deacuteterminants principaux du systegraveme drsquoeau du
bassin du Kou
0 30 60 Kilomegravetres
CARTE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Geologie du bassin bersantshpDoleritesEtage schistogreso-dolomitiqueGres a galets de quartzGres de baseGres de Sotuba
Figure 7 Carte geacuteologique du bassin versant du Kou
II36 Peacutedologie
Le tableau 2 donne les deacutetails des types de sols en preacutesence sur le bassin ainsi que
leurs profondeurs respectives tandis que la figure 8 donne leur reacutepartition geacuteographique On
remarquera lrsquoomnipreacutesence des sols ferrugineux tropicaux lessiveacutes des sols ferrallitiques et
de sols peu eacutevolueacutes superficiels
Selon la classification de R BOULET et R FAUCK citeacutes par BICABA (1991) on peut
distinguer deux cateacutegories de sols dans le bassin
Les sols profonds (gt100 cm) ce sont
- les sols argilo-sableux en surface argileux en profondeur riches en base satureacutees et
le plus souvent drsquoexcellente qualiteacute
- les sols limono-argileux agrave argilo-limoneux en surface argileux en profondeur
caracteacuteriseacutes par un drainage interne et un drainage externe faibles
- les sols sableux en surface argileux en profondeur (preacutesence de sols mal draineacute)
les sols sableux en surface et sablo-argileux en profondeur
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Les sols agrave profondeurs faibles (lt40 cm) ce sont les sols gravillonnaires de faible valeur
agricole
Figure 8 Carte des sols du bassin versant du Kou
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Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou
Symboles Classification CPCS 1967 Classification BRM 2001
Classes de
sols
Groupes de sols Uniteacutes de
sols de
reference
Uniteacutes infeacuterieures des
sols de reference
Profon-
deur
(m)
LITH Sols mineacuteraux
bruts deacuterosion
Sols mineacuteraux bruts
deacuterosion lithiques
Leptosols Leptosols lithiques 0
PEEL Sols peu
eacutevolueacutes
deacuterosion lithiques Leptosols Leptosols lithiques lt15
PEER deacuterosion Reacutegiques Reacutegosols Reacutegosols eacutepi
squeletiques
50
PEACM dapport colluvio-
alluvial modal
Fluvisols Lixisols ferriques 70
PEAAH dapport alluvial
hydromorphe
Fluvisols Fluvisols gleyiques
BEHV Bruns eutophe
tropicaux
hydromorphes
vertiques
Cambisols Cambisols vertiques
gleyiques
114
VV Vertisols Vertisol vertique Vertisols Vertisols magiques
pelliques
100
FLIS Sols
ferrugineux
tropicaux
lessiveacutes
superficiels Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques
ferriques
20
FLIPP indureacutes peu profonds Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 32
FLIMP indureacutes moyennent
profonds
Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 42
FLIP indureacutes profonds Lixisols Lixisols endo
petroplithiques
101
FLM modal Lixisols Lixisols chromques 120
FLC agrave concreacutetions Lixisols Lixisols ferriques 105
FLTC agrave taches et agrave
concreacutetions
Lixisols Lixisols gleyiques
ferriques
110
FRR Sols
ferrallitiques
faiblement deacutesatureacutes
remanieacutes faiblement
rajeunis
Ferralsols Lixisols rhodiques 124
FRI faiblement deacutesatureacutes
en B remanieacutes indureacutes
Ferralsols Lixisols chromiques
bathiplinthiques
82
FRM deacutesatureacutes en B
remanieacutes modaux
Ferralsols Lixisols rhodiques 125
FTM faiblement deacutesatureacutes Ferralsols Lixisols rhodiques 110
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en B typiques modaux
FTH faiblement deacutesatureacutes
en B typiques
hydromorphes
Ferralsols Lixisols gleyiques
rhodiques
120
HPGE Sols
hydromorphes
humifegraveres
agrave pseudogley
densemble
Gleysols Gleysols gleyiques 107
II37 Veacutegeacutetation
La veacutegeacutetation du bassin (figure 9) est agrave dominance de type savane arbustive agrave
arboreacutee composeacutee de Butyrospermum parkii et de Detarium microcarpum On trouve
eacutegalement des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave boiseacute et forecirct claire (Isoberlinia
doka Burkea africana Terminalia spp) et des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave
arbustive et boiseacute (Burkea africana Butyrospermum parkii Pterocarpus erinaceus)
0 20 40 Kilomegravetres
CARTE DE VEGETATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Vegetation du bassin versant shpCulture industrielle Savane arboreacutee agrave arbustive et boiseacutee Savane arboreacutee agrave boiseacutee et forecirct claire Savane arbustive agrave arboreacutee
Figure 9 Carte de veacutegeacutetation de la valleacutee du Kou
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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II38 Hydrographie
Le reacuteseau hydrographique est dense et est constitueacute drsquoun ensemble de riviegraveres
sources et mares
II381 Les riviegraveres
Le Kou est une riviegravere peacuterenne qui prend sa source aux environs de Kodala agrave une
trentaine de kilomegravetres au sud-ouest de Bobo-Dioulasso Lrsquoaltitude est de 440 m dans ces
reacutegions Il est formeacute par la jonction de deux marigots Kieacuteneacute et Farakoba et coule vers le Nord
recevant successivement les eaux des sources de Nasso celles du marigot de Yengueacute en
rive gauche et en rive droite celles des marigots Niameacute et Weacute
Les principaux affluents sont
agrave lrsquoOuest les riviegraveres suivantes Farakoba Kieacuteneacute Yengueacute SO Suo et Bango
agrave lrsquoEst le Houet le Bingbeacuteleacute et le Niameacute
II382 Les sources mares et lacs
Les principales sources sont
- Les sources de la Guinguette situeacutees en rive gauche
- Les sources de Kokoroueacute situeacutees eacutegalement en rive gauche
- Les sources capteacutees par lrsquoONEA en rive droite en aval desquelles existent drsquoautres
sources non capteacutees mais alimentant eacutegalement la riviegravere du Kou
Pour ce qui est des mares on peut en citer deux
- La mare de Bama situeacutee dans le lit du marigot Bongo qui lrsquoalimente Cette riviegravere a un
bassin versant de 30 km2
- La mare de Tumbagama moins importante que la preacuteceacutedente est situeacutee dans le lit
drsquoun petit affluent du Kou avec un bassin versant de 15 km2
II39 Occupation des sols
Dans la valleacutee du Kou agrave partir de la Guinguette on trouve de zones morphologiques
diffeacuterentes avec des occupations des sols adapteacutees aux conditions de terrain
Au sud de Nasso la valleacutee est eacutetroite dans un terrain onduleacute et peu occupeacute par
lrsquoagriculture Au Nord de Nasso la valleacutee srsquoouvre et continue dans une plaine alluviale drsquoune
largeur de 200 agrave 700 m La plaine est drsquoabord occupeacutee par une forecirct dense puis apregraves
quelques kilomegravetres par des petites parcelles de cultures irrigueacutees ou non A partir du
village de Sosongona situeacute agrave 8 km de la source les terrains cultiveacutes occupent la valleacutee On
remarquera notamment le peacuterimegravetre rizicole de 1100 ha reacutealiseacute au deacutebut des anneacutees 1970
gracircce agrave la coopeacuteration avec la chine ainsi que le peacuterimegravetre maraicirccher reacutealiseacute beaucoup plus
tard pour diversifier la production agricole
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Lrsquooccupation agricole de la valleacutee connaicirct actuellement une certaine acceacuteleacuteration
avec lrsquoameacutenagement informel et spontaneacute de parcelles le long du canal drsquoameneacutee du
peacuterimegravetre rizicole Ceci est actuellement lrsquoune des cause du conflit qui subsiste dans la valleacutee
autour de la question de lrsquoeau Il y a eacutegalement la creacuteation de plantations drsquoarbres fruitiers
par de nouveaux investisseurs galvaniseacutes par lrsquoouverture du marcheacute agrave cause de la difficile
situation de la production en Cote drsquoIvoire
Lrsquooccupation des sols dans le bassin du Kou est eacutegalement marqueacutee par lrsquoexpansion
de la ville de Bobo-Dioulasso pousseacutee par lrsquoaccroissement de la population et le
deacuteveloppement des activiteacutes industrielles
La figure 10 donne un aperccedilu de lrsquooccupation des terres
Figure 10 Carte dlsquooccupation des terres du bassin versant du Kou
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III CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE
III1 DONNEES PLUVIOMETRIQUES
III11 Choix des stations et des peacuteriodes drsquoobservation
Avant drsquoenvisager lrsquoeacutetude hydrologique il importe de deacutefinir une peacuteriode et des
stations de reacutefeacuterence agrave partir desquelles les diffeacuterentes investigations srsquoarticuleront
Le bassin versant du Kou est bien desservi pour ce qui est des observations de la
pluviomeacutetrie Les donneacutees disponibles sont des donneacutees journaliegraveres et elles ont plusieurs
sources
Des anciennes donneacutees de la base de donneacutees PLUVIOM de la Direction Reacutegionale de
lrsquoHydraulique des Hauts-Bassins (tableau 3)
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Beregadougou 1974 2000 27 0
Bondoukuy 1963 1998 36 57
Koumbia 1964 2000 37 0
Moussoudougou 1992 1996 5 0
Nasso 1960 1996 37 83
Orodara 1955 2000 46 0
Samorogouan 1964 1998 35 58
Des donneacutees de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et des stations de lrsquoINERA (tableau 4)
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Bama 1986 2005 20 10
Farakoba 1960 2005 46 67
Bobo-Dioulasso 1959 2005 47 0
Les nouvelles stations pluviomeacutetriques de la Direction Provinciale de lrsquoAgriculture de
lrsquoHydrauliques et des Ressources Halieutiques du Houet (tableau 5)
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Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Karankasso-Sambla 2003 2005 3 0
Badema 2003 2005 3 0
Satiri 2003 2005 3 0
Toussiana 2003 2005 3 0
Nota Les donneacutees dont la disponibiliteacute est indiqueacutee dans les tableaux 13 agrave 15 sont des
hauteurs de pluies journaliegraveres Les lacunes repreacutesentent les taux drsquoanneacutees dont les
donneacutees ne sont pas disponibles Les anneacutees prises en compte sont donc des anneacutees sans
lacune quant agrave la pluie journaliegravere
La figure 11 donne la situation geacuteographique des diffeacuterentes stations on
remarquera que quatre drsquoentre elles sont situeacutees sur le bassin versant On peut en conclure
que le bassin est bien desservi en stations pluviomeacutetriques mecircme si lrsquoon doit noter
eacutegalement leur concentration au centre Ces stations agrave savoir Nasso Farakoba Bobo-
Dioulasso et Bama ont des chroniques assez longues et des taux de lacunes acceptables
Nous nous baserons de ce fait sur elles pour lrsquoeacutetude de notre bassin versant
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Figure 11 Situation geacuteographique des stations pluviomeacutetriques
Pour ce qui est de la peacuteriode drsquoobservation pour cette eacutetude nous retiendrons une
peacuteriode de trente ans de 1976 agrave 2005 Nous nous limitons en arriegravere agrave 1976 pour ecirctre sucircr
de deacutepasser la rupture climatique intervenue en 1970 (Albergel 1987 Maheacute 2001) ce qui
devrait confeacuterer une certaine homogeacuteneacuteiteacute agrave nos donneacutees
III12 Controcircle de la qualiteacute des donneacutees
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de pluies ainsi que leur qualiteacute ont eacuteteacute veacuterifieacutees par les
meacutethodes de la moyenne mobile et lrsquoeacutetude des correacutelations entre stations
III121 Veacuterification de lrsquohomogeacuteneacuteiteacute intrinsegraveque des seacuteries
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute drsquoune seacuterie traduit le fait que les proprieacuteteacutes de la loi statistique qui
reacutegit le pheacutenomegravene (moyenne variance ou moments dordre supeacuterieur) sont invariantes au
cours du temps Lrsquoeacutechantillon ne doit preacutesenter ni tendance (agrave la hausse ou agrave la baisse) ni
pheacutenomegravene cyclique ni rupture La meacutethode de la moyenne mobile permet drsquoeffectuer une
telle veacuterification Nous lrsquoavons appliqueacutee aux diffeacuterentes stations avec un pas de temps de 3
et 5 ans Pour ce faire nous avons dresseacute les graphiques des pluies annuelles (p_an) des
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pluies moyennes annuelles (Pmoy) des moyennes mobiles sur trois ans ( mob_3) et sur
cinq ans (mob_5) pour les quatre stations pluviomeacutetriques retenues
Le deacutetail de ces calculs est reacutesumeacute dans lrsquo annexe I et les figures 12 agrave 15 ci-
dessous nous montrent les reacutesultats des diffeacuterents controcircles effectueacutes
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
anneacutees
plu
ies (
mm
)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 12 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station Bobo-Dioulasso
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
Anneacutee
Hau
teu
r (m
m)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 13 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Farako-ba
0
200
400
600
800
1000
1200
1992 1996 2000 2004 2008
Anneacutees
Plu
ie (
mm
) P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 14 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Bama
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0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 15 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Nasso
Conclusion Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale on constate que les seacuteries sont homogegravenes
III122 Etude des correacutelations entre stations
La meacutethode utiliseacutee est celle du double cumul sur les pluviomeacutetries annuelles des
quatre stations
Cette meacutethode consiste agrave faire pour la station eacutetudieacutee (A) et la station de
comparaison (B) le calcul de la pluviomeacutetrie cumuleacutee jusqursquoagrave lrsquoanneacutee i soit Ta (i) et Tb(i) et
agrave porter sur un graphique les diffeacuterents points Mi de coordonneacutees respectives Ta(i) et Tb(i)
Le principe est qursquoen en absence drsquoanomalie ces deux stations mesurent chaque anneacutee une
pluviomeacutetrie annuelle dans un rapport sensiblement constant et en conseacutequence les points
Mi sont pratiquement aligneacutes par contre si une erreur systeacutematique a pu srsquointroduire la
droite des Mi preacutesentera alors une cassure
Lrsquoapplication de cette meacutethode aux stations pluviomeacutetriques de Bama Koumi et laquo la
confluence raquo (stations eacutetudieacutees) drsquoune part et celle de Bobo-Dioulasso (station de reacutefeacuterence)
drsquoautre part est repreacutesenteacutee par les figures 16 agrave 18 Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de Bobo-
Dioulasso a en effet deacutejagrave eacuteteacute eacutetablie par des eacutetudes anteacuterieures BICABA (1991)
0
10000
20000
30000
40000
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Pluies Bobo-Dioulasso cumuleacutees (mm)
Plu
ies
Fa
rak
ob
a c
um
uleacute
e
(mm
)
Figure 16 Test de la meacutethode des doubles masses appliqueacutee agrave la station de Farakoba
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0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
Pluies cumuleacutees Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ies c
um
uleacute
es B
am
a
(mm
)
Figure 17 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Bama (valleacutee du Kou)
0
10000
20000
30000
40000
00 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000
P cumuleacutee Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ie c
um
uleacute
Nasso
(m
m)
Figure 18 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Nasso
On ne constate pas de rupture pour les stations de Nasso et Farakoba ceci nrsquoest
pas le cas de la station de Bama ougrave lrsquoon observe une cassure qui intervient entre 1990 et
1995 Ceci est certainement une anomalie car elle nrsquoapparaicirct pas au niveau des autres
stations pourtant voisines
Nous proceacutedons au prochain paragraphe agrave la correction de cette anomalie et au
comblement des lacunes
Plusieurs meacutethodes de correction sont proposeacutees dans la litteacuterature nous utilisons ici
celles preacuteconiseacutees par Andreacute MUSY de lrsquoEPFL dans son cours drsquoHydrologie geacuteneacuterale en
ligne Deux techniques sont employeacutees
Remplacement de la valeur manquante par la moyenne de la station de reacutefeacuterence Cette
meacutethode a eacuteteacute utiliseacutee lorsque les preacutecipitations moyennes annuelles de la station agrave
compleacuteter ne diffegraverent pas de plus de 10 des preacutecipitations moyennes annuelles de la
station de reacutefeacuterence
Remplacement de la valeur manquante par une moyenne pondeacutereacutee par la tendance
annuelle des stations pluviomeacutetriques soit
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Ougrave
donneacutee manquante de preacutecipitation (par exemple) estimeacutee
nombre de stations de reacutefeacuterence
preacutecipitation agrave la station de reacutefeacuterence
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station de reacutefeacuterence
Les reacutesultats sont consigneacutes dans le tableau 6
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Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles
Anneacutee Bobo-Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
2005 8611 8582 6274 8011
2004 9420 8333 7455 8642
2003 11559 11456 10885 11657
2002 8027 6747 6543 7320
2001 9140 7761 7884 8523
2000 11714 10736 10421 11300
1999 10652 10915 10391 10995
1998 11214 12323 9280 11223
1997 8729 11939 8096 9829
1996 9005 10236 7577 9170
1995 12777 11604 9414 11558
1994 8957 10758 8572 9698
1993 9430 834 7736 8753
1992 12382 12382 10775 9506
1991 11981 952 11521 12936
1990 9947 10308 9170 9102
1989 8275 9212 8280 9661
1988 10145 10145 8828 8570
1987 8663 8663 8361 9522
1986 8798 9281 7894 8717
1985 13315 13056 11475 8565
1984 9716 8156 7782 9496
1983 7781 7528 6662 8830
1982 9456 12123 9380 9634
1981 10423 11451 9514 7869
1980 8414 9043 7594 10817
1979 10657 10189 9072 13323
1978 10367 11284 9417 11283
1977 8354 996 7963 9018
1976 9961 10836 9046 11125
lacunes () 00 10 467 433
Moyenne 9609 10096 8507 9822
NB Les cases en gris contiennent les valeurs compleacuteteacutees ou corrigeacutees
III13 Etude de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere
III131 Pluviomeacutetrie journaliegravere
Lrsquoanalyse des pluies journaliegraveres sur la peacuteriode de 1976 agrave 2006 fait ressortir que le
nombre de jour de pluie dans lrsquoanneacutee varie drsquoune station agrave lrsquoautre de 50 jours (au nord) agrave 70
jours (au sud) Le mois drsquoaoucirct est le mois le plus pluvieux avec 13 jours en moyenne sur les
quatre stations Les hauteurs maximales de pluies journaliegraveres (tableau 7) sont souvent tregraves
eacuteleveacutees et peuvent atteindre 100 mm soient 10 de la pluviomeacutetrie totale annuelle
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Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou
Bobo-
Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
1976 48 711 654
1977 618 78 728
1978 657 714 641
1979 699 897 1029
1980 76 582 687
1981 77 58 711
1982 45 782 744
1983 661 484 698
1984 73 465 537
1985 813 837 68
1986 868 814 64 78
1987 469 1226 673
1988 711 48
1989 554 609 999 86
1990 652 676 747 966
1991 55 537 732 119
1992 772 384
1993 675 44 581
1994 49 622 931
1995 806 651 1071
1996 556 713 478
1997 436 94 652
1998 943 87 87
1999 583 804 982
2000 678 465 468
2001 459 404 608
2002 666 578 45
2003 803 803 753
2004 434 538 82
2005 636 1059 672
NB Les cases en gris repreacutesentent les lacunes
III132 Variabiliteacute saisonniegravere
La figure 19 montre pour les quatre stations que les pluies se concentrent sur la
peacuteriode de mai agrave mi-octobre (saison des pluies) qui repreacutesente plus de 90 de la pluie
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annuelle Les pics sont uniques sur lrsquoanneacutee (saison monomodale) et ils se situent en aoucirct agrave
chaque station et atteignent 250 mm ce qui correspond agrave 27 de la pluie annuelle
00
500
1000
1500
2000
2500
3000
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Farako-ba
Bama
Nasso
Bobo-D
Figure 19 Variabiliteacute saisonniegravere et spatiale de la pluviomeacutetrie (moyenne calculeacutee de 1976 agrave 2005)
III133 Etude statistique des pluies annuelles
Les pluies annuelles ont eacuteteacute ajusteacutees agrave la loi normale
On sait que la loi normale a pour fonction de reacutepartition
u
t dtexXobxF 22
2
1Pr)(
avec ndashltxlt+
Les paramegravetres de la loi normale sont la moyenne m et lrsquoeacutecart type s
Lrsquoeacutequation de la droite drsquoajustement est X=m+sU
Ougrave
- X est la valeur de la pluviomeacutetrie qui correspond agrave une probabiliteacute au non
deacutepassement donneacutee
- U est la valeur de la variable centreacutee reacuteduite qui correspond agrave cette probabiliteacute au
non deacutepassement U est donneacute par la table de Gauss
Les reacutesultats de lrsquoajustement sont reacutesumeacutes dans les tableaux 8 agrave 12 Les quantiles
sont calculeacutes avec un intervalle de confiance agrave 90 Rappelons que les intervalles de
confiance sont donneacutes par la relation suivante
641902)(1)()(Pr2
avecFun
FxFxob
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Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude
statistique des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9929 10373 9485
Quinquennale Segraveche 8683 9199 8166
Humide 11175 11692 10659
Deacutecennale Segraveche 8030 8629 7431
Humide 11828 12427 11229
Centennale Segraveche 6472 7328 5616
Humide 13386 14242 12530
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 10096 10582 9609
Quinquennale
Segraveche 8732 9297 8166
Humide 11459 12025 10894
Deacutecennale
Segraveche 8018 8673 7362
Humide 12174 12829 11518
Centennale
Segraveche 6313 7250 5376
Humide 13878 14815 12941
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 8775 9193 8357
Quinquennale Segraveche 7603 8089 7117
Humide 9947 10433 9461
Deacutecennale Segraveche 6989 7553 6426
Humide 10561 11124 9997
Centennale Segraveche 5525 6330 4720
Humide 12025 12830 11220
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Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9822 9378 10265
Quinquennale Segraveche 8578 8062 9094
Humide 11065 10550 11581
Deacutecennale Segraveche 7927 7329 8525
Humide 11717 11119 12315
Centennale Segraveche 6372 5518 7226
Humide 13272 12417 14126
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du Quantile
borne infeacuterieure
Borne supeacuterieure
Anneacutees correspondantes
Moyenne 9565 9154
9977
1977 1979 1988 1990 1991 1996
Quinquennale Segraveche 8411
7932
8890
19801984 1987 1989 1993 2004
Humide 10720
10241
11198
1978 1981 1982 1994 1995 1997 1999
2000
Deacutecennale Segraveche 7806 7251 8361
1983 2001
Humide 11325 10770 11880
1992 1998 2003
centennale Segraveche 6363 5570 7156
2002
Humide 12768 11974 13561
1985
On note lrsquoextrecircme variabiliteacute interannuelle de la pluie au niveau de chacune des
stations On note eacutegalement que les valeurs des diffeacuterents quantiles sur les quatre stations
sont sensiblement les mecircmes Hormis les stations de Bama et Nasso dont les donneacutees ont
eacuteteacute reconstitueacutees agrave respectivement agrave 467 et 433 agrave partir de la station de Bobo on peut
utiliser indiffeacuteremment les stations de Farakoba et de Bobo pour la preacutedeacutetermination des
grandeurs pluviomeacutetriques sur le bassin du Kouhellip
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III14 Etude de la variabiliteacute spatiale et calcul de la pluie moyenne sur le bassin versant
La figure 19 (deacutejagrave vue) montre que la pluviomeacutetrie annuelle ne varie pas beaucoup
drsquoune station agrave lrsquoautre On note cependant une leacutegegravere baisse du sud au nord
Pour la deacutetermination de la pluie moyenne interannuelle sur le bassin nous utilisons
la meacutethode des polygones de Thiessen qui procegravede comme suit A chaque station on
affecte la surface du polygone obtenu en traccedilant les meacutediatrices des segments reliant la
station concerneacutee aux stations voisines La pluie moyenne Hm sera obtenue en faisant la
somme pondeacutereacutee des pluies aux diffeacuterentes stations le coefficient de pondeacuteration eacutetant la
surface du polygone concerneacute inteacuterieur agrave S rapporteacutee agrave la surface S
)(1
NNCCBBm SHSHSHs
H
La figure 20 donne une repreacutesentation des polygones de Thiessen traceacute en ne
consideacuterant que les trois stations de Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama La station de
Nasso nrsquoa pas eacuteteacute prise en compte pour les raisons que nous expliciterons au paragraphe
III4 Les cœfficients correspondants sont consigneacutes au tableau 13
Tableau 13 Coefficients de Thiessen
bassin versant du Kou Station hydromeacutetrique de Koumi
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 038 Farakoba 318 094
Bobo 360 025 Bobo 20 006
Bama 567 037
Total 1858 1 Total 347 1
Station hydromeacutetrique de Badara Station hydromeacutetrique de la confluence
Niameacute_Baouleacute
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 071 Farakoba 378 045
Bobo 25 007 Bobo 335 026
Bama 73 022 Bama 339 029
Total 989 1 Total 1605 1
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U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
0 30 60 Kilomegravetres
Polygone de Thiessen des stations pluviometriques
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Limite du bassin-versant
station pluviometrique
Reacuteseau hydrographique
Polygone de thiessen
U Station hydromeacutetrique
(Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama)
Figure 20 Polygone de Thiessen des stations pluviomeacutetriques (NB la station de Nasso nrsquoest pas prise en
compte) Les hauteurs des pluies moyennes agrave consideacuterer pour chaque sous-bassin versant ont eacuteteacute calculeacutees et consigneacutees au tableau 14
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Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants
calculeacutees suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
Anneacutees Bassins versants
Koumi Badara Confluence Valleacutee du Kou
Niame-Baoule
2005 8584 8076 792 7735
2004 8398 8216 8361 828
2003 11462 11338 11317 1127
2002 6824 6792 7021 6992
2001 7844 7888 8155 8151
2000 10795 10735 10899 10864
1999 10899 10781 10695 10655
1998 12256 11578 11152 1092
1997 11746 10869 999 9715
1996 10162 9565 9145 8944
1995 11674 11204 11274 11087
1994 10650 10619 10273 10286
1993 8405 8717 9019 9118
1992 12382 11898 11744 11568
1991 9668 10132 1074 10876
1990 10286 10032 9884 9797
1989 9156 8941 8698 8633
1988 10145 980 969 9565
1987 8663 8597 8575 8551
1986 9252 8942 8753 8647
1985 13072 12485 12346 12129
1984 8250 8262 8557 854
1983 7543 7469 7493 7462
1982 11963 11309 10603 10401
1981 11389 10803 10425 10226
1980 9005 886 8696 8651
1979 10217 10217 10304 10298
1978 11229 10891 10613 10502
1977 9864 9443 901 8879
1976 10784 10479 10218 10119
Moyenne 10086 9831 9719 9629
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III2 DONNEES HYDROMETRIQUES
III21 Inventaire des stations hydromeacutetriques
Les observations hydromeacutetriques dans la valleacutee du Kou ont commenceacute en 1955 par
la creacuteation de plusieurs stations de mesure Pour la peacuteriode de 1955 agrave 1985 HURE (1998)
en a deacutenombreacute 13 Drsquoautres stations ont eacuteteacute creacuteeacutees par la suite notamment agrave lrsquooccasion de la
mise en œuvre de projets de deacuteveloppement ou de programmes drsquoeacutetudes couvrant la zone
On distingue
- Les stations du reacuteseau hydromeacutetrique national
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo valleacutee du Kou raquo
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo ressource en eau de Bobo-Dioulasso raquo
- Les stations installeacutees pour 3 ans lors de la mission drsquoeacutetude neacuteerlandaise IWACO
Dans le cadre de cette eacutetude nous disposons des donneacutees de la base de donneacutees
sous Hydracces laquo GEeauPlusmdb raquo de la DRAHRHHB qui gegravere les reacutesultats issues des
observations effectueacutees sur un certain nombre de stations Le tableau 15 fait lrsquoinventaire des
stations de cette base et la figure 21 montre leur reacutepartition geacuteographique sur le bassin
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo
Id_Station Nom Latitude Longitude Superficie
bassin (kmsup2)
Deacutebut_Activiteacute
1202701600 Sources de Pesso - - - -
1202701601
Confluence
Niameacute-Baouleacute - - 1605 -
1202701603 Badara 11deg227N 4deg2202W 989 1955
1202701606 Diaradougou 1960
1202701612 Nasso Amont 11deg1202N 4deg2604W 405 1961
1202701613 Nasso Milieu 11deg1200N 4deg2600W 1961
1202701614 Nasso Aval 11deg1300N 4deg2600W 646 1961
1202701620 Koumi 11deg0800N 4deg2500W 343 1985
1202710300
Mare aux
Hippopotames 11deg3446 4deg1007 - 1997
1202711310
Exutoire de la
Mare 11deg3446 4deg2500W - 1997
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Figure 21 Reacuteseau hydrographique du bassin du Kou et emplacement des stations hydromeacutetriques
Les donneacutees de deacutebits dont nous disposons sont de pas de temps journalier Ils sont
repreacutesenteacutees dans le tableau 16 et la figure 22 en donne le chronogramme des
observations Le propre de ces stations est qursquoelles ne sont en geacuteneacuteral suivies que pendant
la peacuteriode de mise en œuvre de projets ou programmes qui les ont installeacutees Actuellement
seules trois drsquoentre elles agrave savoir celles de Koumi de Badara et de la confluence Niameacute-
Baouleacute qui appartiennent au reacuteseau national sont encore opeacuterationnelles Crsquoest
fondamentalement sur elles que nous nous appuierons pour cette eacutetude
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes
Id_Station Nom Date Deacutebut Date Fin Lacunes
()
Nombre
Valeurs
1202701601 Confluence
Niameacute-Baouleacute
02011986 08122002 466 4805
1202701603 Badara 07011984 08122002 1433 4593
1202701606 Diaradougou 03012004 31122004 303 301
1202701612 Nasso Amont 09011961 08121974 3005 1557
1202701613 Nasso Milieu 06011961 31121991 427 8823
1202701614 Nasso Aval 06011961 10121997 856 4731
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1202701620 Koumi 02011987 04121999 712 4109
Chronogramme des donneacutees de la Table Debits
06011961 29061966 20121971 11061977 02121982 24051988 14111993 07051999 27102004
Confluence Niameacute-Baouleacute
Badara
Diaradougou
Nasso amont
Nasso milieu
Nasso aval
Koumi
Figure 22 Chronogramme des deacutebits mesureacutes aux stations hydromeacutetriques
III22 Critique des donneacutees
Malgreacute ses cinquante ans drsquoexistence le reacuteseau des stations hydrographiques est
incapable de fournir des donneacutees fiables
Les seacuteries chronologiques des deacutebits observeacutes sont de tregraves mauvaise qualiteacute Elles
sont parsemeacutees de lacunes (figures 23 agrave 25) pouvant aller jusqursquoagrave lrsquoabsence de
donneacutees sur toute une anneacutee voire plusieurs anneacutees
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Station Confluence Niameacute-Baouleacute Capteur J-Qjo = Deacutebits
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =
gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 23 Deacutebits moyens annuels agrave la station de la confluence et lacunes
Station 1202701620 = Koumi Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
01
02
03
04
05
06
07
08
1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its
Mo
yen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 24 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Koumi et lacunes
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Station 1202701603 = Badara Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 25 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Badara et lacunes
De plus une analyse plus deacutetailleacutee des donneacutees brutes nous a permis de mettre en
eacutevidence des incoheacuterences dans ces donneacutees
Plusieurs jours conseacutecutifs avec exactement le mecircme deacutebit moyen journalier
(Koumi confluencehellip)
Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie particuliegraverement pour
la station de Koumi ougrave on assiste agrave une inversion des valeurs
Absence de correacutelation entre des stations cependant voisines (BICABA 1991)
Cette impreacutecision des donneacutees srsquoexplique par les problegravemes drsquoeacutetalonnage lieacutes agrave
lrsquoinstabiliteacute des seuils de jaugeage crsquoest le cas de Koumi et de la confluence Niameacute-
Badara (HURE 1998) Drsquoautre part du fait de la violence des deacutebits du cours drsquoeau
durant la saison des pluies il serait pratiquement impossible drsquoobtenir des jaugeages
preacutecis
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0
20
40
60
80
100
010
119
93
160
119
93
310
119
93
150
219
93
020
319
93
170
319
93
010
419
93
160
419
93
010
519
93
160
519
93
310
519
93
150
619
93
300
619
93
150
719
93
300
719
93
140
819
93
290
819
93
130
919
93
280
919
93
131
019
93
281
019
93
121
119
93
271
119
93
121
219
93
271
219
93P
luie
s (
mm
)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluie
Deacutebit_1993
Figure 26 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de la Confluence
Niameacute-Baouleacute (1993)
0
20
40
60
80
100
120
140
11
97
14
19
7
27
19
7
92
97
22
29
7
73
97
20
39
7
24
97
15
49
7
28
49
7
11
59
7
24
59
7
66
97
19
69
7
27
97
15
79
7
28
79
7
10
89
7
23
89
7
59
97
18
99
7
11
09
7
14
10
97
27
10
97
91
19
7
22
11
97
51
29
7
18
12
97
31
12
97
Plu
ies
(m
m)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluviomeacutetrie
Deacutebit_1997
Figure 27 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de Badara (1997)
Le deacutebit du Kou semble ne plus ecirctre tregraves laquo naturel raquo Il faut deacutejagrave noter les
preacutelegravevements effectueacutes par lrsquoONEA et les peacuterimegravetres irrigueacutes mais on note eacutegalement
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une augmentation subite et a priori injustifieacutee des deacutebits (chroniques de Badara et de la
Confluence) qui intervient du 6 au 13 de chaque mois avec un pic le 8 et ce mecircme en
saison segraveche Nous nrsquoavons pas encore eu drsquoexplication de ce pheacutenomegravene jusqursquoagrave la
reacutedaction de ce rapport malgreacute une petite enquecircte meneacutee aupregraves de lrsquoONEA Ce
pheacutenomegravene a certainement son explication dans les preacutelegravevements divers opeacutereacutes en
amont lrsquoaugmentation traduisant une lacirccheacutee drsquoeau ou un arrecirct de pompage
En somme seules les donneacutees de Badara sont vraiment exploitables agrave condition
lagrave aussi de les nettoyer des incoheacuterences qui y subsistent
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III3 DONNEES DrsquoEVAPOTRANSPIRATION
Pour lrsquoanalyse de lrsquoeacutevapotranspiration nous disposons drsquoune chronique agrave la station
meacuteteacuteorologique de Bobo-dioulasso calculeacutee suivant la formule de Penman et couvrant la
peacuteriode allant de 1961 agrave 2003 soient 43 ans
Une moyenne mensuelle a eacuteteacute calculeacutee sur la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la figure 28
illustre les variations saisonniegraveres de lrsquoETP que nous en avons deacuteduites Cette variation est
assez bien marqueacutee au cours de lrsquoanneacutee Les valeurs maximales (autour de 180 mm) sont
observeacutees en saison segraveche de deacutecembre agrave mai avec un pic en mars (196 mm) Les valeurs
minimales sont observeacutees en saison des pluies (agrave cause essentiellement de la couverture
nuageuse plus freacutequente du ciel et de lhumiditeacute eacuteleveacutee de lair) de juin agrave novembre avec un
minimum en aoucirct (120 mm)
La variation interannuelle de lrsquoeacutevapotranspiration (figure 29) est par contre moins
marqueacutee Pour la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la moyenne se situe agrave 1977mm On note
cependant une leacutegegravere tendance agrave la hausse
0
50
100
150
200
250
Janv
ier
Feacutevrie
r
mar
sav
rilm
ai
juin
juille
t
aout
sept
embr
e
octo
bre
nove
mbr
e
dece
mbr
e
ET
P (
mm
)
Figure 28 Variation saisonniegravere de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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0
500
1000
1500
2000
2500
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
ET
P a
nn
uelle (
mm
)
Figure 29 Variation interannuelle de LrsquoETP (de 1976 agrave 2003)
La comparaison des variations saisonniegraveres de lrsquoeacutevapotranspiration et de la pluie
(figure 30) montre que seuls les mois de juillet aoucirct et septembre preacutesentent un bilan
positif cest-agrave-dire que la pluie est supeacuterieure agrave lrsquoETP
0
50
100
150
200
250
300
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Pluie Farako-ba
Pluie_Bama
Pluie_Nasso
Pluie_Bobo-D
ETP(mmmois)
Figure 30 Comparaison de la pluviomeacutetrie avec lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
III4 CONCLUSION
Le tableau 17 fait la synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
La premiegravere ligne repreacutesente les anneacutees et la couleur grise indique la preacutesence de
donneacutees hydromeacutetriques de lrsquoanneacutee consideacutereacutee
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Les lignes suivantes renseignent sur la disponibiliteacute des donneacutees pluviomeacutetriques
laquo 1 raquo signifie que les donneacutees de lrsquoanneacutee et de la station consideacutereacutees sont disponibles Si
les donneacutees drsquoune anneacutee manquent rien nrsquoest alors marqueacute
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
Bad
ara
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Ko
um
i
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Co
nfu
en
ce
Nia
meacute-b
ao
uleacute
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
On en tire les conclusions suivantes
Les donneacutees de la station pluviomeacutetrique de Nasso preacutesentent des lacunes au cours
des peacuteriodes ougrave lrsquoon dispose des donneacutees hydromeacutetriques Aussi nous nous
proposons de ne garder que les trois autres stations restantes (Farakoba Bobo-
Dioulasso Bama) Rappelons que les autres stations situeacutees hors bassin du Kou
nrsquoont que des observations de trois ans (2003-2005) Les pluies moyennes sur les
bassins versants seront calculeacutees uniquement avec les donneacutees de ces trois stations
Les donneacutees hydromeacutetriques sont de tregraves mauvaise qualiteacute Cela avait deacutejagrave eacuteteacute
remarqueacute par les eacutetudes anteacuterieures (BICABA 1991 HURE 1998 BERTHIAUD
2001) Seules les donneacutees de Badara sont utilisables et en croisant avec les
donneacutees pluviomeacutetriques on constate que la peacuteriode constitueacutee drsquoanneacutees
conseacutecutives la plus longue est celle de 1996 agrave 2002 soit sept ans Crsquoest donc sur
cette peacuteriode que nous essayerons de travailler pour la mise en œuvre de la
modeacutelisation
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IV MODELISATION
La modeacutelisation hydrologique a pour but de donner une repreacutesentation simplifieacutee du
systegraveme bassin versant qui permette drsquoexpliquer et de preacutedire la reacuteponse de ce dernier agrave une
seacuterie de sollicitations
Les modegraveles hydrologiques les plus classiques sont ceux qui permettent de faire la
transformation pluie-deacutebit HYSIM modegravele que nous utiliserons dans le cadre de ce travail
est de cette cateacutegorie Ce modegravele a eacuteteacute mis au point par la laquo water resource associates raquo de
Grande Bretagne et il a drsquoailleurs eacuteteacute reacutecemment eacutelu par lrsquoagence de lrsquoenvironnement du
Royaume Uni (United Kingdom Environment Agency) comme son principale modegravele laquo pluie-
deacutebit raquo HYSIM est en effet adapteacute pour reacutesoudre les problegravemes suivants
Lrsquoextension des chroniques de deacutebits
Lrsquoeacutetude des variations climatiques
Reconstitution des eacutecoulements naturels sur des bassins laquo anthropiseacutes raquo
Lrsquoeacutetude des interactions eaux de surface eaux souterraines
Dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous avons vu que les donneacutees
pluviomeacutetriques disponibles de la valleacutee du Kou sont de bonne qualiteacute et qursquoelles couvrent
une bonne peacuteriode ndash souvent plus de cinquante ans Par contre cela nrsquoest pas le cas des
donneacutees hydromeacutetriques Lrsquoemploi de HYSIM pourrait alors aider agrave surmonter ce handicap
en reconstituant les donneacutees manquantes de deacutebits et permettre ainsi de calculer le bilan
hydrologique qui est lrsquoobjectif principal de cette eacutetude
Lrsquoutilisation drsquoun modegravele pour simuler des deacutebits sur un bassin versant donneacute est
conditionneacutee par lrsquoachegravevement de deux opeacuterations importantes que sont le calage ou
calibration du modegravele et sa validation Ce sont lagrave les deux points importants que nous
aborderons dans cette troisiegraveme partie mais apregraves une preacutesentation plus deacutetailleacutee du
modegravele
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IV1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU MODELE
HYSIM est un modegravele de simulation hydrologique agrave reacuteservoirs faisant intervenir des
relations matheacutematiques pour deacuteterminer les eacutecoulements geacuteneacutereacutes par des preacutecipitations sur
un bassin versant Il se situe agrave mi-chemin entre un modegravele laquo physique raquo analysant et
quantifiant les pheacutenomegravenes physiques se produisant dans le bassin versant et un modegravele
empirique agrave base de reacutegressions multiples Crsquoest un modegravele conceptuel
IV11 Bases theacuteoriques du modegravele
Les processus hydrologiques au sein du bassin versant sont scheacutematiseacutes par les
transferts entre sept reacuteservoirs virtuels en communication La capaciteacute des reacuteservoirs le taux
maximum de transfert entre eux et les eacutequations qui commandent les processus de transfert
sont deacutefinis par des paramegravetres indeacutependants du temps A lrsquoopposeacute les volumes des
reacuteservoirs et les taux de transfert varient en fonction du temps
La repreacutesentation scheacutematique agrave la figure 31 illustre la faccedilon dont les reacuteservoirs sont
raccordeacutes entre eux et permet de mieux comprendre le fonctionnement du modegravele
Ces reacuteservoirs se deacutefinissent comme suit
Reacuteservoir de neige
Toutes les preacutecipitations tombant sous forme de neige sont retenues dans ce
reacuteservoir avant drsquoecirctre libeacutereacutees vers le reacuteservoir drsquointerception Le taux de transfert entre ces
deux reacuteservoirs est eacutegal au taux de fusion potentiel de la neige
Reacuteservoir drsquointerception
La pluie (ou dans certains cas la neige) peut ecirctre retenue par la veacutegeacutetation puis
redistribueacutee en une partie qui parvient au sol et une autre qui seacutevapore La partie
natteignant jamais le sol forme linterception Ce reacuteservoir est la premiegravere destination des
eaux de pluies de mecircme il est le premier agrave ecirctre deacutebiteacute par lrsquoeacutevapotranspiration
Stockage dans les deacutepressions
On deacutefinit leau de stockage dans les deacutepressions comme leau retenue dans les
creux et les deacutepressions topographiques du sol pendant et apregraves une averse
Horizon supeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute retenue dans les couches superficielles du sol Il a
une capaciteacute finie eacutegale agrave la profondeur de lrsquohorizon multiplieacutee par sa porositeacute
Le taux drsquohumidification de lrsquohorizon dont la distribution spatiale est consideacutereacutee triangulaire
est majoreacute par le taux drsquoinfiltration potentielle Ce taux drsquoinfiltration potentielle est baseacute sur
lrsquoeacutequation de Philips ci-dessous
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5150 tttx
Avec
x = distance parcourue par le front drsquohumectation
t = temps pour lequel 0x
et sont fonctions du type et des conditions du sol Manley (1978) deacutemontre que cette
relation peut ecirctre approcheacutee par lrsquoexpression suivante
ktkPtx 50)2( avec
P= succion capillaire
K = permeacuteabiliteacute agrave saturation du medium drsquoougrave lrsquoon tire le taux drsquoinfiltration potentielle
Brooks et Corey (1964) deacutemontrent que P srsquoexprime par
1
eb SPP
Ougrave Pb = Pression de bouillonnement (bubbling presure en mm de colonne drsquoeau)
= indice de composition granulomeacutetrique
Se= Humiditeacute efficace deacutefinie par la relation suivante
)01()( rre SSmS
Avec m = humiditeacute agrave saturation du sol
Sr = Humiditeacute reacutesiduel correspondant agrave lrsquohumiditeacute minimale agrave laquelle on peut
emmener le sol en lrsquoasseacutechant par augmentation de la succion En simulant la teneur en eau
de lrsquohorizon supeacuterieur on pourra alors simuler les forces qui causent le mouvement de lrsquoeau
La principale perte drsquoeau de lrsquohorizon superficiel est due agrave lrsquoeacutevapotranspiration qui si
la succion capillaire est infeacuterieure agrave 15 atmosphegraveres srsquoeacutetablit au taux potentiel (toute perte
drsquointerception ayant eacuteteacute pris en compte) Si la succion capillaire est supeacuterieure agrave 15
atmosphegraveres aucune eacutevaporation ne se produit
Le deuxiegraveme transfert drsquohumiditeacute agrave consideacuterer est lrsquoeacutecoulement hypodermique ou
retardeacute Il se produit suivant un taux qui est une fonction complexe de la permeacuteabiliteacute
horizontale efficace la pente de la couche et la distance au chenal
Brooks et Corey (1964) citeacute par Manley (2003) ont deacutemontreacute que la permeacuteabiliteacute
efficace des milieux poreux est donneacutee par
)32()( ee SKK ougrave
Ke est la permeacuteabiliteacute efficace et les autres termes sont tels que deacutefinis
preacuteceacutedemment
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Figure 31 Scheacutema de fonctionnement du modegravele
Lrsquoeacutecoulement hypodermique ou retardeacute est donneacute par la relation suivante
Reacuteservoir de neige
Nappe
intermeacutediaire
Horizon infeacuterieur
Horizon
superficiel
Reacuteservoir
drsquointerception
Nappe profonde
Chenaux mineurs
Reacutetention dans les deacutepressions
Ruissellement
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
souterrain
Ecoulement
souterrain
EVAPOTRANSPIRATION
PLUIE
NEIGE
Recharge ou
reacutecession de la nappe
Ecoulement dans
les riviegraveres
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)32()(1 SeRfacuehypodermiqEcoulement
Avec Rfac1= permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation mmh
La percolation est le dernier type de transfert se produisant agrave partir de cet horizon
Elle est donneacutee par
)32()( eb SKnPercolatio ougrave
Kb = permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la limite de lrsquohorizon
Se = Humiditeacute efficace de lrsquohorizon superficiel
En combinant les eacutequations preacuteceacutedentes le taux drsquoaccroissement du stock est donneacute
par
)32()1(
eb SKRfaci
dt
ds
Ougrave i = Flux entrant
S = reacuteservoir drsquohumiditeacute
t = le temps
Cette eacutequation ne peut malheureusement ecirctre reacutesolue de maniegravere explicite Mais en
faisant lrsquohypothegravese selon laquelle la variation du stock serait neacutegligeable devant le stock
initial cela conduit agrave une simplification de lrsquoeacutequation et permet alors drsquoobtenir une solution
approximative Pour tenir compte des situations extrecircmes la variation du stock doit ecirctre
comprise entre une limite supeacuterieure et une limite infeacuterieure La limite supeacuterieure est deacutefinie
par le niveau de stockage agrave partir duquel le flux de sortie est eacutegal au flux drsquoentreacutee La limite
infeacuterieure se deacuteduit en donnant agrave i la valeur zeacutero dans lrsquoeacutequation preacuteceacutedente cas pour lequel
une solution explicite est possible
Horizon infeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute du sol du situeacute en dessous de lrsquohorizon supeacuterieur
mais restant encore dans la zone racinaire (horizons B et C) Lrsquoexceacutedent de la demande
en eacutevapotranspiration nrsquoayant pas encore eacuteteacute satisfaite est alors soustraite de ce
reacuteservoir au taux potentiel avec les mecircmes restrictions que dans le cas de lrsquohorizon
superficiel
Nappe souterraine intermeacutediaire
Il srsquoagit drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini repreacutesentant le premier niveau de stockage des
eaux souterraines En particulier dans les zones calcaires la plupart des fissures
retenant de lrsquoeau communiquent avec un ruisseau plutocirct qursquoavec les nappes profondes
ce reacuteservoir repreacutesente cet eacutetat de fait Deux paramegravetres deacuteterminent les opeacuterations qui
srsquoy deacuteroulent le coefficient de deacutebit et la proportion drsquohumiditeacute qui sort du reacuteservoir pour
entrer dans le canaux Le reacuteservoir eacutetant lineacuteaire la relation entre le stockage et le temps
se deacuteduit immeacutediatement
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Nappe profonde
Il srsquoagit eacutegalement drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini ayant un coefficient de deacutebit constant
Crsquoest de lagrave que les eaux souterraines sont extraites Comme dans le cas preacuteceacutedent la
deacutetermination du flux (deacutebit de lrsquoeacutecoulement) est immeacutediate
Chenaux mineurs
Ce composant repreacutesente le dispatching des eacutecoulements agrave travers des petits
ruisseaux et des fosseacutes et dans des canaux eacutepheacutemegraveres en cas de saturation du bassin
versant Lrsquohydrogramme unitaire est triangulaire avec un temps de base eacutegal agrave 25 fois le
temps de monteacutee
IV12 Les variables drsquoentreacutee et de sortie du modegravele
Les principales variables drsquoentreacutee du modegravele sont
La pluviomeacutetrie Il srsquoagit de pluie moyenne sur le bassin ou le sous bassin versant
consideacutereacute ou des donneacutees brutes des stations pluviomeacutetriques Dans ce dernier cas
HYSIM effectue alors le test de double masse corrige les lacunes agrave lrsquoaide de
reacutegressions et calcule la pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant
Lrsquoeacutevapotranspiration (ETP) Lagrave aussi HYSIM peut recevoir directement lrsquoETP deacutejagrave
calculeacutee ou faire ce travail lui-mecircme quand on lui introduit les diffeacuterents termes de
lrsquoeacutevapotranspiration suivant la formule de Penman
Les autres variables drsquoentreacutees sont
Taux de fusion potentiel de la neige
Recharge et tarissement des riviegraveres
Coefficient de reacutecession de la nappe
Notons cependant que le modegravele peut tourner mecircme dans une situation ougrave les
donneacutees concernant une ou plusieurs de ces variables ne seraient pas disponibles
De mecircme le modegravele se preacutesente avec une certaine souplesse quant au pas de
temps des donneacutees Ce dernier peut en effet ecirctre journalier hebdomadaire mensuel ou
mecircme drsquoune fraction entiegravere journaliegravere
Les variables de sortie sont
Les deacutebits simuleacutes
Les contenances de diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps choisi
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Les flux drsquoeau entre les diffeacuterents reacuteservoirs
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IV13 Les paramegravetres du modegravele
La philosophie de deacuteveloppement de HYSIM est fondeacutee sur le souci de donner une
signification physique reacutealiste agrave tous le paramegravetres auxquels le modegravele fait recours La
plupart des paramegravetres employeacutes sont familiers aux hydrologues crsquoest le cas du reacuteservoir
drsquointerception ou de la superficie du bassin versant par exemple Mais bien drsquoautres
paramegravetres en particulier ceux relatifs agrave la physique du sol sont moins bien eacutevidents
Le bassin versant agrave modeacuteliser peut ecirctre subdiviseacute en sous bassins qui srsquoemboicirctent
Chaque sous bassin peut agrave son tour ecirctre subdiviseacute en plus de trois zones hydrologiques
individualiseacutees par leurs caracteacuteristiques climatiques et de sols Dans ce cas on deacutefinira
alors pour chaque sous-bassin la seacuterie de paramegravetres qui lui est propre Le reacuteseau
hydrographique est eacutegalement scheacutematiseacute en reacuteseau de chenaux
La premiegravere eacutetape de la modeacutelisation est de ce fait de deacutecider de la subdivision en
sous bassins et de la structuration du reacuteseau hydrographique agrave adopter
Ce modegravele est prolifique en paramegravetres On en distingue deux types les paramegravetres
hydrauliques et les paramegravetres hydrologiques
Les paramegravetres hydrauliques concernent les caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques la
pente et la rugositeacute des chenaux (Figure 32)
Figure 32 Paramegravetres hydrauliques du modegravele
Les paramegravetres hydrologiques
Ils sont les plus nombreux et on les regroupe en laquo paramegravetres de base raquo et
laquo paramegravetres avanceacutes raquo On les verra plus en deacutetail un peu plus loin
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IV2 MISE EN ŒUVRE DU MODELE SUR LE BASSIN DU KOU
laquo Le calage drsquoun model consiste agrave trouver le jeu optimal de paramegravetres cest-agrave-dire
celui qui optimise (bien souvent minimise) un critegravere numeacuterique permettant de juger de
lrsquoadeacutequation du modegravele pour des donneacutees disponibles En geacuteneacuteral ce critegravere mesure un eacutecart
entre la chronique des valeurs de deacutebits produites par le modegravele et la chronique des valeurs
observeacutees raquo Il traduit la performance du modegravele Ce Critegravere sera pour nous le critegravere de
Nash pour les raisons que nous expliciterons plus loin La deacutetermination des paramegravetres se
fera en deux eacutetapes
Une premiegravere eacutetape ougrave les paramegravetres sont deacutetermineacutes sur la base des
caracteacuteristiques notamment physiques du bassin versant et
Une deuxiegraveme eacutetape drsquoajustement (drsquooptimisation) des paramegravetres
Mais commenccedilons drsquoabord par deacuteterminer la peacuteriode de calage et le pas de temps
des donneacutees
IV21 Choix des eacutechelles de modeacutelisation
IV211 Echelle spatiale
La modeacutelisation hydrologique srsquoopegravere suivant diffeacuterentes eacutechelles spatiales
(KARAMBIRI 2003) On distinguera entre autres
- Premiegraverement lrsquoeacutechelle du bassin versant Cela se traduit par le deacutecoupage du
bassin versant en uniteacutes hydrologiques homogegravenes doteacutees de paramegravetres initiaux
mesureacutes ou estimeacutes qui seront ensuite optimiseacutes au cours du calage
- On peut eacutegalement conduire la modeacutelisation agrave lrsquoeacutechelle de la parcelle en deacuteterminant
les paramegravetres speacutecifiques agrave chaque eacutetat de surface eacuteleacutementaire qui seront ensuite
reporteacutes sur tout le bassin
- hellip
Le modegravele HYSIM est dans le premier cas Le bassin versant est conccedilu comme un
complexe de sous-bassins hydrologiques emboicircteacutes Le calage du modegravele consistera alors agrave
optimiser des paramegravetres deacutetermineacutes ou estimeacutes dans un premier temps sur la base
drsquoobservations et de mesures effectueacutees sur le terrain
La version laquo deacutemo raquo du modegravele que nous utilisons dans le cadre de cette eacutetude est
cependant soumise aux deux limitations suivantes
- Impossibiliteacute de travailler avec des seacuteries de plus de cinq ans de donneacutees
- Impossibiliteacute drsquoutiliser la subdivision en sous-bassins emboicircteacutes tout le bassin versant
devra ecirctre conccedilu comme un ensemble hydrologiquement homogegravene
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Drsquoautre part dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous eacutetions arriveacutes agrave la
conclusion qursquoau niveau des trois stations hydromeacutetriques seacutelectionneacutees seules les donneacutees
de Badara eacutetaient utilisables dans le cadre drsquoune modeacutelisation
Pour ces deux raisons ci-dessus eacutevoqueacutees notre uniteacute drsquoeacutetude sera le sous-bassin
de Badara Sans arriver jusqursquoagrave lrsquoexutoire du bassin versant le poste hydromeacutetrique de
Badara est geacuteographiquement suffisamment bien situeacute en aval des principaux utilisateurs
des ressources en eau du Kou (peacuterimegravetres irrigueacutes station de pompage de lrsquoONEA etc) On
pourra de ce fait assimiler le sous-bassin dont Badara est lrsquoexutoire agrave lrsquoensemble du bassin
versant du Kou sans trop de biais sur les conclusions
IV212 Echelle de temps
Pour ce qui est du pas de temps nous gardons un pas de temps journalier car drsquoune
part le modegravele lrsquoaccepte et drsquoautre part toutes les donneacutees disponibles sont agrave ce pas de
temps
IV22 Choix des eacuteveacutenements agrave modeacuteliser
Lrsquoobjectif principal de cette eacutetude est la deacutetermination du bilan hydrologique La
modeacutelisation devrait aider agrave deacuteterminer un terme important du bilan agrave savoir les volumes
eacutecouleacutes Ce volume est deacutetermineacute par inteacutegration du deacutebit moyen journalier sur la dureacutee sur
laquelle sera effectueacute le bilan Lrsquoeacuteveacutenement agrave modeacuteliser est de ce fait le deacutebit moyen
journalier Les donneacutees journaliegraveres drsquoETP et de pluies srsquoeacutetalent sur la peacuteriode 1996-2002
IV23 Choix des peacuteriodes et des fonctions critegraveres de calage et de validation
IV231 Choix des peacuteriodes de calage et de validation
Nous avons subdiviseacute la peacuteriode totale (1996 agrave 2002) couverte par nos donneacutees en
deux seacuteries de trois ans chacune La premiegravere anneacutee (1996) devant servir pour la mise en
route du modegravele le calage sera fait sur les trois anneacutees suivantes (1997 agrave 1999) dont les
donneacutees sont les meilleures La deuxiegraveme seacuterie (2000 agrave 2002) va ecirctre utiliseacutee pour la
validation
IV232 Choix de la fonction critegravere de calage et de validation
Lorsqursquoil srsquoagit de juger de la qualiteacute drsquoune simulation il est fait appel agrave des fonctions
objectives ou fonctions de critegraveres qui permettent drsquoestimer globalement sous forme drsquoun
seul nombre lrsquoeacutecart entre les sorties calculeacutees et les deacutebits observeacutes Plusieurs fonctions
critegraveres sont utiliseacutees pour lrsquoappreacuteciation des modegraveles pluies-deacutebits Nous pouvons en citer agrave
titre drsquoexemple le critegravere de Fortin (Fortin et al 1971) le critegravere de Nash (Nash et sutcliffe
1970) etchellip
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Pour ce qui est de notre eacutetude nous utiliserons dans un premier temps un critegravere
visuel qui consistera agrave repreacutesenter sur un graphique les valeurs observeacutees des deacutebits en
fonction des valeurs simuleacutees Ensuite ce critegravere visuel sera quantifieacute par la fonction critegravere
de Nash Il est en effet de lrsquoavis de nombreux auteurs que crsquoest la fonction qui permet
drsquoobtenir les meilleurs reacutesultats A preuve cette conclusion des eacutetudes comparatives
SERVAT ET DEZETTER (1990) puis DEZETTER (1991) laquo Au regard des objectifs viseacutes
(reconstitution la plus preacutecise possible des volumes de crue en saison des pluies restitution
de la dynamique des hydrogrammes absence de deacutecalage dans le temps entre les
hydrogrammes observeacutes et calculeacutes) et de la nature des donneacutees disponibles quelque soit
lrsquoalgorithme utiliseacute crsquoest son association avec le critegravere de Nash qui permet drsquoacceacuteder au
meilleur niveau de reacutesultats raquo
La fonction de critegravere de Nash est donneacutee par lrsquoexpression suivante
N
i
moyobs
i
obs
i
obs
N
i
i
Cal
NashdeCritegravere
1
2
2
1
)(
)(
1
Avec Qcal Deacutebit calculeacute
Qobs Deacutebit observeacute
Qobs-moy Deacutebit observeacute moyen
On sait que 1NashdeCritere Le modegravele sera alors consideacutereacute
comme performant lorsque la valeur du NashdeCritere est proche de 1 Pour
mieux appreacutecier cette performance nous adoptons lrsquoeacutechelle drsquoappreacuteciation
suivante (PACOME 2004)
Si NashdeCritere gt 08 alors le critegravere de Nash est bon pour le modegravele
Si 07 lt NashdeCritere 08 alors le critegravere de Nash est satisfaisant
Si 06 lt NashdeCritere 0 7 alors le critegravere de Nash est acceptable
Si 05 lt NashdeCritere 0 6 alors le critegravere de Nash est peu acceptable
Si NashdeCritere 05 alors le critegravere de Nash est mauvais
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IV24 Deacutetermination des paramegravetres du modegravele
IV241 Les paramegravetres hydrauliques
Les paramegravetres suivants ont eacuteteacute deacutetermineacutes agrave lrsquoaide des donneacutees topographiques
disponibles et sur la base des observations de terrain Nous adoptons ainsi les dimensions
moyennes suivantes
Largeur en gueule 30 m largeur au plafond = 15 m
Profondeur = 2 m longueur = 40 Km
Pente longitudinale = 2permil Largeur du lit majeur = 100m
Cœfficient de rugositeacute de Manning du chenal = 0033
Cœfficient de rugositeacute de Manning du lit majeur = 006
Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques
IV242 Paramegravetres hydrologiques de base
La deacutetermination de ces paramegravetres a eacuteteacute faite le plus souvent sur la base des
indications donneacutees par le manuel drsquoutilisation du modegravele
Reacuteservoir drsquointerception (Interception Storage)
Une valeur de 2 mm est raisonnable pour les prairies tandis que pour des zones de
forecirct on pourra deacutepasser 10 mm La carte drsquooccupation du sol du bassin montre une
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heacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute avec une preacutedominance de zone arbustive (66) suivi de plantations
(19) champ (134) et plaine rizicole (8) Nous retenons de ce fait une valeur 10
mm
Proportion de zone impermeacuteable (Impermeable Proportion)
Il srsquoagit de la proportion de la partie du bassin versant que lrsquoon peut consideacuterer
comme impermeacuteable Ceci inclus non seulement les routes et parkings mais
eacutegalement les aires naturels reacuteputeacutees avoir cette proprieacuteteacute ainsi que la riviegravere elle-
mecircme Une valeur de 002 est typique des zones rurales pour les zones urbaniseacutees
cette valeur pourra deacutepasser 20 Ce dernier taux nous semble exageacutereacute pour le
contexte africain en geacuteneacuterale et pour celui de la valleacutee du Kou en particulier La ville
de Bobo-Dioulasso ne peut pas ecirctre en effet consideacutereacutee impermeacuteabiliseacutee au mecircme
degreacute que le villes anglaises qui appartiennent au contexte de creacuteation et de
conception de HYSIM Nous estimons ce paramegravetre agrave 002 sur la base de la carte
drsquooccupation des sols du bassin versant
Temps de monteacutee des petits chenaux (Time to peak - minor channels)
Ce paramegravetre controcircle la simulation de la reacuteponse des canaux affluents
mineurs qui nrsquoauront pas eacuteteacute pris en compte dans la scheacutematisation du reacuteseau
hydrographique Ce paramegravetre srsquoestime par la formule suivante
470)(82 SLTp
Ougrave Tp = Temps de monteacutee en heures
L = longueur de la riviegravere consideacutereacutee en km
S = pente de la riviegravere consideacutereacutee mkm
On retiendra comme valeur du paramegravetre la moyenne des Tp calculeacutes avec la formule
preacuteceacutedente pour 4 agrave 5 affluents mineurs
Ce paramegravetre a eacuteteacute deacutetermineacute agrave lrsquoaide de la carte topographique de la valleacutee du Kou
On trouve Tp = 43h
Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
Sa valeur est normalement comprise entre 500 et 1000 mm mais cela
deacutependra surtout des types de veacutegeacutetations et de sols en preacutesence Ce paramegravetre
deacutetermine la capaciteacute de reacutetention totale des horizons superficiel et infeacuterieur du sol Il
est cependant difficile agrave deacuteterminer agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant crsquoest donc par
iteacuteration que nous le deacuteterminerons en partant drsquoune valeur de 1000 mm
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Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Crsquoest lrsquoun des plus importants paramegravetres du modegravele car il controcircle la
reacuteponse du sol Sa valeur se deacutetermine agrave lrsquoaide du tableau 18 avec comme entreacutee la
texture du sol Dans notre cas sa valeur est de 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et lrsquohorizon
qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute entre les deux
horizons du sol Sa valeur varie de 50 mmh pour les sols argileux agrave plus de
200mmh pour le sable Pour commencer les iteacuterations on prendra comme valeur de
deacutepart soit le double de la valeur donneacutee par le tableau 18 soit la valeur par deacutefaut
du modegravele qui est de 10 mmh Ce paramegravetre est en effet normalement moduleacute et
ajusteacute par le modegravele
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute du sol vers la nappe
souterraine En lrsquoabsence de nappe souterraine la valeur de ce paramegravetre est zeacutero
Dans le cas contraire sa valeur va de 10 mmh pour les sols lourds agrave 100 mmh et
plus pour les sols sableux et graveleux On pourra comme preacuteceacutedemment utiliser les
valeurs du tableau 18 ou garder la valeur par deacutefaut de 10 mmh donneacute par le
modegravele agrave titre de valeur de deacutemarrage car ce paramegravetre est eacutegalement moduleacute et
ajusteacute automatiquement
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-off from
the upper horizon at saturation)
La valeur de ce paramegravetre est ajusteacutee au cours de la calibration en partant de
la valeur par deacutefaut de deacutemarrage de 10 mmh
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
La proceacutedure de deacutetermination de ce paramegravetre est la mecircme que celle du
paramegravetre preacuteceacutedent
Coefficient de reacutecession de la nappe (groundwater recession)
La valeur de ce paramegravetre est donneacutee par la relation suivante
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)1(
12 )( mqqrecessiondetCoefficien
Ougrave q1 et q2 sont respectivement les deacutebits au deacutebut et agrave la fin de la saison segraveche et
m la dureacutee en mois de cette saison segraveche
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol
Texture Teneur
en argile
()
PSDI Pression
de
bouillone
ment
permeabiliteacute
mmh
Porositeacute Humiditeacute
residuelle
Peat 0 050 100 500 070 010
Sable 3 025 120 630 040 010
Loamy Sand 6 023 90 560 041 010
Marne sableuse 9 020 220 125 044 015
Silt Loam 14 019 80 26 049 015
Loam 19 018 500 25 045 015
Sandy Clay Loam 28 014 300 23 042 015
Silty Clay Loam 34 013 360 6 048 020
Limon argileux 34 012 630 9 048 020
Argile sableuse 43 010 150 8 043 020
Argile limoneuse 49 010 490 4 049 020
Argile 63 009 410 4 048 025
Nota
1 Ces valeurs sont baseacutee sur des donneacutee expeacuterimentales Certains parmis elles varient drsquoune maniegravere
rendant difficile lrsquoestimation drsquoune moyenne quand plusieurs types de sols sont concerneacutes A titre
drsquoexemple dans le cas de la pression de bouillonnement la valeur par deacutefaut de 250 doit ecirctre utiliseacutee agrave
moins que le bassin versant ne soit agrave 100 drsquoun type particulier
2 La teneur en argile et lrsquohumiditeacute reacutesiduelle ne sont pas utiliseacutees par HYSIM mais incluses dans le
tableau agrave titre de compleacutement
Coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (Precipitation correction factor)
Ce paramegravetre a eacuteteacute preacutevu pour corriger une eacuteventuelle sous-estimation ou
une eacuteventuelle surestimation de la pluviomeacutetrie Le test de sensibiliteacute a montreacute que le
modegravele reacuteagit trop par rapport agrave la pluviomeacutetrie de sorte que les deacutebits simuleacutes sont
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nettement supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes Lrsquointroduction de ce paramegravetre en
diminuant (dans notre cas) la pluviomeacutetrie permet alors de coller les deacutebits simuleacutes
avec les deacutebits observeacutes Apregraves plusieurs essais la valeur de 06 a eacuteteacute retenue
Coefficient de correction de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (Potential
evapotranspiration correction factor)
La deacutetermination de lrsquoeacutevapotranspiration eacutetant reacuteputeacutee moins preacutecise que celle
de la pluviomeacutetrie crsquoest sur ce paramegravetre que lrsquoon va le plus souvent jouer pour
obtenir lrsquoeacutequilibre du bilan hydrologique (optimisation agrave paramegravetre unique)
Superficie du sous-bassin (sub-catchment area)
Crsquoest la superficie du sous bassin versant en km2 Elle est de 989 km2
IV243 Paramegravetres hydrologiques avanceacutes
Ils ne sont dits laquo avanceacutes raquo que parce que le modegravele est moins sensible agrave leur
modulation Le plus souvent on se contentera des valeurs par deacutefaut suggeacutereacutees
Permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la surface de lrsquohorizon superficiel (saturated
permeability at the top of the Upper horizon boundary)
La valeur par deacutefaut proposeacutee et que nous retiendrons est 1000 mmh
Proportion de stockage dhumiditeacute dans lhorizon supeacuterieur
Cest un paramegravetre difficile agrave ajuster avec assurance Mais il serait peu
commun de deacutepasser la valeur par deacutefaut de 03 Srsquoil se trouve que la reacuteponse du
modegravele agrave de petits orages est geacuteneacuteralement tregraves faible la valeur de ce paramegravetre
peut ecirctre reacuteduite cest-agrave-dire que lhorizon supeacuterieur se remplira plus rapidement et
se deacutechargera aussitocirct
Rapport de la surface du bassin versant souterrain participant au bilan au bassin
versant de surface (Ratio of Contributing Groundwater Catchment Area to Surface
Catchment Area)
Ce ratio tient compte du fait que les deux bassins pourraient ne pas coiumlncider
Proportion du bassin versant qui soit sans contribution de nappe souterraine
(Proportion of Catchment without Contributing Groundwater)
Idem avec le paramegravetre preacuteceacutedent
Proportion de zone mareacutecageuse (Riparian proportion) soumise agrave
lrsquoeacutevapotranspiration au taux potentiel pendant toute lrsquoanneacutee et ce mecircme quand tout le
reste du bassin versant serait sec
Porositeacute (prosity)
Le tableau 18 donne une valeur de 44
Pression de bouillonnement (bubbling pressure)
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Cette valeur repreacutesente la succion capillaire agrave partir de laquelle des bulles
apparaissent quand le sol est soumis agrave un assegravechement Ce paramegravetre est lun des
deux paramegravetres qui commandent la reacuteponse de la succion capillaire dans le sol agrave la
teneur en eau Des valeurs typiques sont indiqueacutees dans le tableau 18 mais la
valeur par deacutefaut approprieacutee pour un bassin versant reacuteputeacute heacuteteacuterogegravene est 250
Coefficient de reacutecession de la nappe souterraine intermeacutediaire
Valeur par deacutefaut 05
Proportion drsquohumiditeacute quittant les nappes intermeacutediaires en direction des canaux
Valeur par deacutefaut 0
Facteur drsquointerception
Ceci est un coefficient de pondeacuteration de lrsquoeacutevapotranspiration qui se produit au
droit du reacuteservoir drsquointerception Lrsquoeacutevaporation srsquoy produit en effet agrave un taux
eacutequivalent agrave ce qui se produirait sur un plan drsquoeau libre dont le taux est nettement
supeacuterieur agrave lrsquoeacutevapotranspiration Valeur par deacutefaut 1
IV244 Test de sensibiliteacute
Ce test permet drsquoidentifier les paramegravetres qui influencent le plus les reacutesultats du
modegravele Le test a consisteacute agrave faire varier les paramegravetres dans des plages raisonnables et
reacutealistes vis agrave vis des observations de terrain A lrsquoissu de ce test on fait le constat suivant
- Le facteur de zone impermeacuteable a de lrsquoinfluence sur lrsquoeffet des petites pluies sur les
deacutebits Plus ce facteur est grand plus les deacutebits simuleacutes seront eacuteleveacutes
- La profondeur racinaire a une grande influence sur les volumes et les deacutebits ruisseleacutes
Le volume ruisseleacute croit en sens inverse de la profondeur racinaire
- Le facteur de reacutecession de la nappe a quant agrave lui de lrsquoinfluence sur le deacutebit de saison
segraveche ou deacutebit de base
- Les facteurs de correction de la pluviomeacutetrie et de lrsquoeacutevapotranspiration jouent dans le
mecircme sens que le deacutebit Quand les deacutebits simuleacutes sont supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes
il faut diminuer le paramegravetre de correction de la pluie et augmenter celui de lrsquoETP Mais
ces deux paramegravetres ont moins de conseacutequences que la profondeur racinaire
- Un autre facteur dont lrsquoinfluence sur les deacutebits et les volumes est important crsquoest lrsquoindice
de composition granulomeacutetrique Plus cet indice est grand moins il y a drsquoeacutecoulement
Mais cela a une influence positive sur le deacutebit de base
Les autres facteurs comme les permeacuteabiliteacutes ont eacutegalement des influences notables sur
lrsquoeacutecoulement mais comme ces paramegravetres sont optimiseacutes automatiquement on nrsquoen tiendra
pas trop compte
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IV245 Optimisation des paramegravetres du modegravele
Lrsquooptimisation des paramegravetres a pour but de trouver le jeu de paramegravetres qui
rapproche le plus possible le comportement du modegravele de celui du bassin modeacuteliseacute la
similitude des comportements eacutetant quantifieacutee par un critegravere (fonction objectif) servant agrave
lrsquooptimisation des paramegravetres et mesurant ce degreacute de similitude
Lrsquooptimisation des paramegravetres se fait en deux eacutetapes
Lrsquooptimisation agrave paramegravetre unique Crsquoest lrsquooptimisation par ajustement de
lrsquoun des trois paramegravetres suivants
- Le coefficient correcteur de la pluviomeacutetrie
- Le coefficient correcteur de lrsquoeacutevapotranspiration
- Et la profondeur racinaire
Le choix du paramegravetre agrave ajuster va largement deacutependre de la qualiteacute des donneacutees
pluviomeacutetriques Si ces donneacutees donnent une bonne couverture spatiale du bassin (cest-agrave-
dire une bonne repreacutesentativiteacute) il serait alors preacutefeacuterable drsquooptimiser le coefficient correcteur
de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (ETP) Dans le cas contraire choisir le coefficient
correcteur de la pluviomeacutetrie La profondeur racinaire ne sera choisie que dans le seul cas
ougrave les donneacutees pluviomeacutetriques et drsquoeacutevapotranspiration seraient tregraves sucircres
Lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres
Lrsquooptimisation porte sur quatre au moins des six paramegravetres suivants
1) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et
lrsquohorizon qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
2) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
3) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-
off from the upper horizon at saturation)
4) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
5) Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
6) Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Quatre fonctions objectives sont disponibles dans cette option drsquooptimisation agrave
multiples paramegravetres En effet lrsquoon doit choisir lrsquoune de ces quatre fonctions avant de lancer
lrsquooptimisation HYSIM va alors essayer de minimiser cette fonction objective en choisissant
une direction agrave partir du jeu initial de paramegravetres pour effectuer des deacuteplacements dans
lrsquoespace ces derniers et calculer la valeur de la fonction au nouveau point Srsquoil y a
ameacutelioration lrsquoopeacuteration est renouveleacutee agrave partir de ces nouveaux paramegravetres Sinon on
choisit une nouvelle direction agrave partir de ce mecircme point
Ces quatre fonctions objectives sont les suivantes
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a) Erreur reacuteduite destimation (Reduced error estimate (REE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
5022 )()( mR FFFFEER
Ougrave F = Deacutebit moyen journalier simuleacute
Fm = Deacutebit moyen journalier observeacute
FR = Deacutebit journalier observeacute
Cette fonction donne le mecircme poids agrave des erreurs eacutequivalentes par exemple une
erreur de 1m3s aura le mecircme poids que le deacutebit soit de 10 ou de 1m3s Le choix du
REE est bien indiqueacute pour la modeacutelisation des eacutecoulements ou pour des bassins
versants agrave activiteacute saisonniegravere
b) Erreur proportionnelle destimation (Proportional error of estimate (PEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
502 )1())(( nFFFEEP RR
Ougrave n deacutesigne le nombre de jours utiliseacutes pour le calage et les autres termes restent
tels que deacutefinis ci-dessus Cette fonction conduit agrave la minimisation des erreurs
proportionnelles par exemple une erreur de 1m3s ougrave le deacutebit est de 10m3s a le mecircme
poids qursquoune erreur de 01m3s ougrave le deacutebit est de 1m3s Cette fonction objective est
particuliegraverement utile dans le cas des eacutecoulements lents
c) Erreur extrecircme destimation (Extreme error of estimate (EEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
50)1(()))()((( nFFFFFFEEE mRmR
Cette fonction objective donne des poids plus grands aux extrecircmes (maxi et mini)
Elle sera geacuteneacuteralement preacutefeacutereacutee agrave toutes les autres Ce sera celle que nous allons
utiliser
d) Deacutebit de base (base flow)
Cette fonction est baseacutee sur la somme des carreacutes des erreurs des deacutebits de base
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IV3 RESULTATS ET DISCUSSIONS
IV31 Analyse de la qualiteacute des reacutesultats du modegravele
La pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee par la meacutethode des
polygones de Thiessen et agrave partir des observations faites sur trois stations assez bien
reparties dans lrsquoespace Elle nous parait de ce fait plus sucircre que lrsquoeacutevapotranspiration qui a
eacuteteacute deacutetermineacutee agrave partir drsquoune seule station Crsquoest pour cette raison que nous avons choisi de
jouer sur le coefficient se rapportant agrave lrsquoETP dans lrsquoeacutetape de lrsquooptimisation agrave paramegravetre
unique
Pour lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres nous avons joueacute sur les quatre paramegravetres
que le concepteur conseille dans les cas courants (voir paragraphe IV244)
Apregraves plusieurs simulations ougrave nous avons chaque fois deacutetermineacute la fonction critegravere
nous sommes arriveacute au reacutesultat suivant
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage
Reacuteservoir drsquointerception (mm)
10
Proportion de terrain impermeacuteable 010
Temps de monteacutee (heure) 43
Profondeur racinaire (mm) 6000
Index de composition granulomeacutetrique 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation a lrsquointerface des deux horizons (mmh) 140
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon superficiel (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon infeacuterieur (mmh) 11
Facteur de reacutecession de la nappe (par mois) 0999
Facteur de correction de la pluviomeacutetrie 060
Facteur de correction de lrsquoeacutevapotranspiration 0307
Surface du bassin versant (Km2) 989
Il convient de voir si les valeurs de paramegravetres trouveacutes sont reacutealistes La critique va
porter sur les paramegravetres marqueacutes par un asteacuterix dans le tableau 19 les autres paramegravetres
ayant deacutejagrave eacuteteacute choisis sur la base des donneacutees de terrain
La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave lrsquointerface des deux couches (140 mm) est
caracteacuteristique des terrains sableux (voir tableau 20) et ceci correspond agrave notre terrain
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La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la base de la couche infeacuterieure est
caracteacuteristique de sols lourds ce qui est eacutegalement le cas du bassin du Kou
Quant aux eacutecoulements hypodermiques les taux qui sont les leurs nous
semblent raisonnables
La valeur de la profondeur racinaire semble cependant exageacutereacutee mais crsquoest
tout de mecircme une valeur plausible du fait de la nature seacutedimentaire du terrain et drsquoapregraves
CHABI GONNI (2003) la nappe se situerait en moyenne agrave 20 m de profondeur
Le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (060) semble ecirctre faible Cela
pourrait srsquoexpliquer par les diverses preacutelegravevements en amont de Badara car les erreurs sur la
mesure de la pluie ne pourraient agrave elle seule expliquer un rabattement de 40 pour passer
de la pluie mesureacutee agrave la pluie efficace
Le coefficient de correction de lrsquoETP semble ecirctre eacutegalement sous-estimeacute Cela
pourrait srsquoexpliquer par la faiblesse du coefficient de correction de la pluviomeacutetrie Les
valeurs de ces deux derniers paramegravetres posent la question de la surparametrisation du
modegravele
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours drsquoHydrogeacuteologie
de M DIENG (EIER))
Diamegravetre (mm) 5 005 0005
Nature des
sols
Graviers ou
Gravillons sans
eacuteleacutements fins
Sable pur ou sable
et Gravier sans
eacuteleacutements fins
Sable tregraves fin silts
et meacutelange de sables
et argiles
Argiles
homogegravenes
K en ms 1 10-2
10-5
10-9
Tregraves bonne Bonne Mauvaise Impermeacuteable
Les valeurs des paramegravetres deacutetermineacutes agrave partir du calage sont reacutealistes et
acceptables
IV32 Analyse des reacutesultats du calage
Les graphiques des figures 34 agrave 39 preacutesentent les reacutesultats du calage Lrsquoobservation
visuelle des graphiques et les valeurs du critegravere de Nash sur les deacutebits et de lrsquoerreur relative
sur les volumes du tableau 21 autorisent les remarques suivantes
Critegravere de Nash gt 06 bonne restitution des deacutebits cependant lrsquoobservation
des graphiques (semis des points) montre que le modegravele a tendance agrave sous-estimer les
deacutebits maximums et moyens (simuleacutes) Par contre les deacutebits minimums simuleacutes sont
surestimeacutes
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Lrsquoerreur relative exprimeacutee par la diffeacuterence entre les volumes observeacutes et
simuleacutes est infeacuterieure en valeur absolue agrave 5 ce qui est acceptable drsquoougrave nous concluons
qursquoil y a une bonne restitution des volumes
Une bonne synchronisation des deacutebits observeacutes et simuleacutes au cours des
anneacutees 1997 et 1999 par contre au deacutebut de lrsquoanneacutee 1998 on constate un certain
deacutecrochage des deux courbes cela peut ecirctre du agrave la qualiteacute des donneacutees drsquoobservation Le
modegravele annonce une crue cela est confirmeacute en regardant lrsquohistogramme des pluies ougrave on
peut remarquer qursquoil y a effectivement une pluie correspondant agrave ce jour La courbe des
deacutebits observeacutes reste cependant muette lagrave-dessus
Il y a une meilleure sensibiliteacute du modegravele aux eacuteveacutenements pluvieux mecircmes les
plus faibles par rapport aux deacutebits observeacutes
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage
Date 1997 1998 1999 1997-1999
Nash 061 079 086 076
Erreur relative
()
01 34 05 22
Correacutelation ()
079 892 938 883
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacute
bit
s (
m3
s)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
RecordedNash (1997) = 061
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 78
Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash(Q)= 061
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 79
1998
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bs
erv
eacutes
(m
3s
)
Nash(1998)=079
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
0
5
10
15
20
25
11
19
99
11
71
99
9
22
19
99
21
81
99
9
63
19
99
32
21
99
9
74
19
99
42
31
99
9
95
19
99
52
51
99
9
10
61
99
9
62
61
99
9
12
71
99
9
72
81
99
9
81
31
99
9
82
91
99
9
91
41
99
9
93
01
99
9
10
16
19
99
11
11
99
9
11
17
19
99
31
21
99
9
12
19
19
99
Dates
Deacuteb
its
m3
s)
0
20
40
60
80
100
120
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Nash (1999)=086
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 80
Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
1999
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash (1999)=086
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
IV33 Analyse des reacutesultats de la validation
La calibration ou calage a consisteacute en gros agrave partir de la pluviomeacutetrie et de
lrsquoeacutevapotranspiration pour deacuteterminer les paramegravetres du modegravele La validation sera lrsquoopeacuteration
inverse permettant drsquoeacutevaluer la performance du modegravele (muni des paramegravetres deacutetermineacutes en
calibration) agrave deacutecrire fidegravelement le processus hydrologique au sein du bassin versant Pour
ce faire on fait tourner le modegravele pour une peacuteriode autre que celle ayant servi agrave la calibration
et on compare les reacutesultats ainsi obtenus aux reacutesultats mesureacutes Nous analysons lagrave aussi la
restitution des volumes drsquoeau eacutecouleacutes et des deacutebits avec les mecircmes moyens qursquoau calage
(tableau 22 et figures 39 agrave 44)
Le critegravere de Nash que nous trouvons est de 06 pour chaque anneacutee du calage prise
individuellement ou pour lrsquoensemble des trois anneacutees Cela confirme le fait que modegravele
restitue de faccedilon acceptable les deacutebits Les deacutebits maximums et moyens sont lagrave aussi
minoreacutes par rapport aux observations Lrsquoobservation est valable pour les deacutebits minimums
eacutegalement Le biais est assez net pour 2001 et 2000
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 81
Lrsquoerreur sur le volume est pour chaque anneacutee prise individuellement ou pour
lrsquoensemble de la peacuteriode de calage tregraves eacuteleveacutee car deacutepassant mecircme les 10 Cela est agrave
imputer agrave la qualiteacute des donneacutees de cette peacuteriode
Il y a une bonne synchronisation entre deacutebits simuleacutes et observeacutes en particulier pour
les deacutebits maximums
On observe lagrave aussi une bonne sensibiliteacute aux eacuteveacutenements pluvieux
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation
Date 2000 2001 2002 2000-2002
Nash 066 063 056 061
Erreur relative
()
130 240 110 22
0
5
10
15
20
25
30
01
01
20
00
16
01
20
00
31
01
20
00
15
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20
00
03
01
20
00
16
03
20
00
31
03
20
00
15
04
20
00
30
04
20
00
15
05
20
00
30
05
20
00
14
06
20
00
29
06
20
00
14
07
20
00
29
07
20
00
13
08
20
00
28
08
20
00
09
12
20
00
27
09
20
00
10
12
20
00
27
10
20
00
11
11
20
00
26
11
20
00
12
11
20
00
26
12
20
00
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
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40
50
60
70
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90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Nash(2000) = 066
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 82
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2000) = 066
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
0
5
10
15
20
25
30
11
20
01
11
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00
1
22
20
01
21
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00
1
63
20
01
32
22
00
1
74
20
01
42
32
00
1
95
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01
52
52
00
1
10
62
00
1
62
62
00
1
12
72
00
1
72
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00
1
81
32
00
1
82
92
00
1
91
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00
1
93
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00
1
10
16
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01
11
12
00
1
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17
20
01
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00
1
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19
20
01
Dates
Deacuteb
its (
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies (
mm
)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 83
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2001) = 063
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
0
5
10
15
20
25
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11
20
02
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02
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00
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20
02
61
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00
2
27
20
02
71
62
00
2
73
02
00
2
81
32
00
2
82
72
00
2
10
92
00
2
92
42
00
2
81
02
00
2
10
22
20
02
51
12
00
2
11
19
20
02
31
22
00
2
12
17
20
02
12
31
20
02
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Simulated
Recorded
Nash (2002) = 06
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 84
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash (2002) = 06
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
IV34 Reconstitution des donneacutees hydromeacutetriques manquantes agrave laide du modegravele
La simulation consiste agrave mettre en œuvre le modegravele caleacute preacuteceacutedemment pour
deacuteterminer les deacutebits correspondants agrave des peacuteriodes sans observation hydromeacutetrique ou
dont les donneacutees contiennent des lacunes
Nous retenons comme peacuteriode de simulation la peacuteriode comprise entre 1986 et 2003
qui correspond agrave celle dont les observations des trois stations pluviomeacutetriques utiliseacutees plus
haut sont disponibles
A lrsquoanalyse des reacutesultats nous faisons le constat suivant
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale les variations des deacutebits suivent les saisons
meacuteteacuteorologiques Pendant la saison des pluies le deacutebit augmente et atteint son maximum en
aoucirct (53m3s) Les deacutebits baissent rapidement agrave partir drsquooctobre et continuerons ensuite agrave
baisser graduellement de novembre agrave juin Le deacutebit drsquoeacutetiage moyen (correspondant agrave la
peacuteriode de deacutecembre agrave mai) est de lrsquoordre de 07m3s La figure 45 illustre la variation inter-
saisonniegravere du deacutebit moyen
Le deacutebit moyen annuel calculeacute pour la peacuteriode de 1984 agrave 2003 est de 17m3s le
volume eacutecouleacute correspondant srsquoeacutelegraveve agrave 536 million de m3 On obtient ainsi un coefficient
drsquoeacutecoulement de 53
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 85
000100200300400500600
Janv
ier
Mar
sM
ai
Juillet
Sep
tem
bre
Nov
embr
e
Mois
Deacute
bit
s (
m3
s)
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou
Pour analyser les variations interannuelles des deacutebits nous avons appliqueacute la
meacutethode de la moyenne mobile au deacutebit drsquoeacutetiage cest-agrave-dire de deacutecembre agrave mai Lrsquoanalyse
des deacutebits annuels (figure 46) ne permet pas en effet de conclure sur lrsquoeacutevolution des
deacutebits car des anneacutees ougrave les deacutebits paraissent eacuteleveacutes il peut y avoir des mois sans
eacutecoulement en fait compenseacutes par des mois pluvieux
000
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150
200
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2000
2001
2002
2003
anneacutees
Deacuteb
its (
m3s
)
Deacutebit moyen annuel
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 86
000
020
040
060
080
100
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1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
deacuteb
it(m
3s
)
Deacutebit deacutetiage
Moyenne arithmetique
Moyenne mobile
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes
A lrsquoissue du test de la moyenne mobile le constat est qursquoon ne deacutecegravele pas de
tendance Cela est normal car le deacutebit est fonction de la pluviomeacutetrie qui elle-mecircme ne
connaicirct pas de tendance comme nous lrsquoavons vu plus loin
IV35 Conclusion
HYSIM est un modegravele prolifique en paramegravetres ce qui a rendu le calage tregraves
laborieux La multipliciteacute des paramegravetres peut eacutegalement conduire agrave des solutions locales
Un autre fait deacuteplorable crsquoest la petitesse de la chronique utiliseacutee Il faut eacutegalement citer le
fait que la station hydromeacutetrique dont les donneacutees ont eacuteteacute utiliseacutees nrsquoest pas celle qui est le
plus agrave lrsquoaval du bassin versant Cela est de nature agrave biaiser le reacutesultat obtenu Cependant la
mise en oeuvre de HYSIM sur le bassin du Kou a donneacute des bons reacutesultats On peut donc
lrsquoemployer pour simuler les deacutebits et compleacuteter les donneacutees neacutecessaires au calcul du bilan
hydrologique
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
BILAN EN EAU DU BASSIN
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 87
V BILAN EN EAU DU BASSIN
V1 APPROCHE METHODOLOGIQUE
Faire un bilan hydrique agrave lrsquoeacutechelle drsquoun objet revient toujours agrave consideacuterer que la loi
de conservation de la masse est satisfaite pour la peacuteriode retenue
Le bilan hydrologique que lrsquoon peut comparer agrave une simple opeacuteration comptable vise
agrave eacutetablir le budget entre les entreacutees et les sorties en eau dune uniteacute hydrologique deacutefinie
pendant une peacuteriode de temps donneacute
Dans sa formulation la plus geacuteneacuterale il seacutecrit
)( huRETRQP
Tout ce qui tombe (P) dans un espace hydrologique et dans un laps de temps donneacute
soit seacutecoule (Q) soit repart dans latmosphegravere par eacutevapotranspiration (ETR) soit participe agrave
la recharge des reacuteserves en eau du sol (Ru) ou du sous-sol (Rh) Les variations de reacuteserve
peuvent ecirctre eacutegalement neacutegatives et contribuer aux eacutecoulements etou agrave
leacutevapotranspiration
La meacutethodologie ci-dessous deacuteveloppeacutee consistera agrave deacuteterminer tous les termes du
bilan hydrologique et agrave poser lrsquoeacutequation du bilan On prendra le cas drsquoune anneacutee moyenne
drsquoune anneacutee deacutecennale segraveche et drsquoune anneacutee deacutecennale humide
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
BILAN EN EAU DU BASSIN
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 88
V2 LES DIFFERENTS TERMES DU BILAN
V21 Les apports pluviomeacutetriques
La pluviomeacutetrie annuelle moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee dans la
premiegravere partie De mecircme une analyse freacutequentielle en a eacuteteacute faite Cela a reacuteveacuteleacute lrsquoextrecircme
variabiliteacute interannuelle de la pluie Crsquoest pour cette raison que dans cette eacutevaluation des
apports nous prenons le cas drsquoune pluie en anneacutee moyenne (1996) en anneacutee deacutecennale
segraveche (2001) et en anneacutee deacutecennale humide (1998) La surface eacutetant de 989 km2 nous en
deacuteduisons les volumes des apports pluviomeacutetriques correspondant aux anneacutees retenues
pour lrsquoeacutetude du bilan Les reacutesultats sont consigneacutes au tableau
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee moyenne deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Hauteur (mm) 9299 7888 11579
Volume apports (m3) 919 671 800 780 123 200 1 145 163 100
V22 Les eacutecoulements
Les deacutebits correspondant agrave la peacuteriode de 1984 agrave 2003 ont eacuteteacute simuleacutes avec le modegravele
HYSIM Ils sont catalogueacutes en annexe IV Nous notons au tableau 24 les lames eacutecouleacutees
les deacutebits moyens et les volumes eacutecouleacutes correspondant aux anneacutees du bilan
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale segraveche et humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Deacutebit moyen annuel (m3s)
1501 1233 1952
Volume eacutecouleacute (m3) 47 274 200 29 768 900 61 318 000
Coefficient drsquoeacutecoulement ()
51 50 54
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
BILAN EN EAU DU BASSIN
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 89
On note un tregraves faible coefficient drsquoeacutecoulement quelque soit le quantile consideacutereacute A
titre de comparaison lrsquoeacutetude IWACO (1989) citeacutee par BERTHIAUD (2001) a trouveacute un
coefficient drsquoeacutecoulement de 52 pour la peacuteriode de 1974 agrave 1985
V23 Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle (ETR) est lrsquoune des variables de sortie du modegravele Nous
preacutesentons dans le tableau 25 suivant les valeurs correspondant agrave lrsquoETR des anneacutees du
Bilan
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
LrsquoETR reste au mecircme niveau quelque soit lrsquoissu de la saison des pluies Elle est cependant
plus accentueacutee en anneacutee segraveche agrave cause de la faible teneur en eau de lrsquoair
V24 La variation du stock des diffeacuterents reacuteservoirs
Le modegravele sort eacutegalement lrsquoeacutetat des diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps journalier
On peut donc calculer la variation du contenu de chaque reacuteservoir et de lagrave la variation de
stock totale au cour drsquoune peacuteriode (tableau 26)
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et deacutecennale
humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Neige 00 00 00
Interception 00 00 00
Horizon superficiel -689 -1859 452
Horizon infeacuterieur -22 -45 130
Nappe intermeacutediaire 00 00 00
Nappe souterraine -223 -223 -217
Chenaux mineurs 00 00 01
Variation du stock totale (mm)
-931 -21268 +3656
On constate une variation de stock (Stockfinal ndash Stockinitial) neacutegative en anneacutee moyenne
et en anneacutee segraveche Les deux premiegraveres couches du sol perdent leurs eaux au profit de la
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demande eacutevaporative De mecircme elles sont mises agrave contribution ainsi que la nappe
souterraine pour renflouer la riviegravere En anneacutee humide les horizons superficiel et infeacuterieur du
sol sont reacutealimenteacutes
V25 Bilan en eau du bassin versant
Le tableau 27suivant preacutesente le bilan
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Pluie (mm) 9299 7888 11579
Pluie efficace (mm) 5579 4733 6947
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
Variation du stock (mm)
- 931 - 21268 + 3656
Fermeture (mm) -215 -46 395
La fermeture du bilan nrsquoest pas nulle Mais les eacutecarts sont faibles et acceptables
drsquoautant plus qursquoils sont imputables aux erreurs et incertitudes dans la deacutetermination des
diffeacuterents termes du bilan Pour obtenir la fermeture du bilan nous avons du consideacuterer la
pluie efficace plutocirct que la pluie reacuteellement observeacutee dans lrsquoeacutequation du bilan En calculant le
bilan avec la pluie observeacutee obtenons les eacutecarts suivants 3501 mm pour 1996 3108 mm
pour 2001 et 3993 mm pour 1998 La pluie efficace est deacutetermineacutee en multipliant la pluie
observeacutee par le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute dans lrsquoeacutetape de calage
du modegravele Ce coefficient a normalement pour but de corriger les erreurs drsquoeacutevaluation sur la
pluviomeacutetrie mais la valeur de 06 nous parait exageacutereacutee pour de simples erreurs
drsquoestimation La raison de la faiblesse de ce coefficient est agrave rechercher ailleurs dans les
divers preacutelegravevements effectueacutes et dans les stockages en surface non pris en compte par le
modegravele Pour eacutetayer cette affirmation nous allons estimer les stockages en surface et les
principales utilisations de lrsquoeau
V3 LES UTILISATIONS DrsquoEAU
Les principaux utilisateurs de lrsquoeau sont
- Lrsquoadduction drsquoeau potable de la ville de Bobo-Dioulasso
- Les peacuterimegravetres irrigueacutes formels et informels
- Lrsquoeacutelevage et les autres
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V31 LrsquoAEP de Bobo-Dioulasso
Lrsquoalimentation en eau potable de Bobo-Dioulasso la deuxiegraveme ville du Burkina Faso
est assureacutee principalement par lrsquoONEA agrave partir des installations de captage des sources de
Nasso Les sources de Nasso sont comme nous lrsquoavons vu parmi les principales ressources
drsquoalimentation des eacutecoulements du Kou Il est de ce fait important de quantifier lrsquoampleur de
ce preacutelegravevement
La population de la ville de Bobo-Dioulasso a eacuteteacute estimeacute en agrave 600000 habitants en
2003 avec un taux drsquoaccroissement de 43 Actuellement cette Population serait alors
de 700000 habitants Pour avoir une ideacutee de la demande induite par cette population nous lui
appliquons une consommation speacutecifique moyenne de 40 ljourhabitant (D ZOUNGRANA
2003) La demande journaliegravere serait de ce fait de 28 000 m3
V32 Le peacuterimegravetre rizicole
Le peacuterimegravetre irrigueacute de la valleacutee du Kou est situeacute au nord-ouest de la ville de Bobo-
Dioulasso dans la commune de Bama Il a eacuteteacute reacutealiseacute dans le cadre de la coopeacuteration entre
le Burkina Faso (Haute Volta agrave lrsquoeacutepoque) et la Reacutepublique de Chine Taiwan
Le peacuterimegravetre couvre une superficie de 1250 ha dont 1021 ha sont effectivement
susceptibles drsquoecirctre mis en valeur Il est alimenteacute en eau agrave partir drsquoune prise reacutealiseacutee sur la
riviegravere Kou agrave Diaradougou Le canal drsquoameneacute de forme trapeacutezoiumldale en beacuteton a une
longueur de 11 km et a eacuteteacute dimensionneacute pour un deacutebit maximum de 35 m3s A lrsquoeacutetiage tout
le deacutebit du Kou est deacuteriveacute vers le peacuterimegravetre irrigueacute
Le peacuterimegravetre est exclusivement consacreacute agrave la production de riz conformeacutement agrave son
objectif drsquoorigine qui est de pourvoir agrave la demande en riz
On note lrsquoexistence de deux campagnes de production par an
- la campagne hivernale et
- la campagne de saison segraveche de janvier agrave mai et pendant laquelle
lrsquoalimentation en eau des cultures est assureacutee par irrigation
Nous avons estimeacutes les consommations en eau du peacuterimegravetre rizicole agrave 20 000 m3ha
drsquoougrave une demande totale de 40840 millions de megravetres cubes Les hypothegraveses et les deacutetails
de calcul sont consigneacutes en annexe V
V33 Lrsquoirrigation informelle
Lrsquoirrigation informelle est repreacutesenteacutee par les exploitations agricoles installeacutees
spontaneacutement ccedilagrave et lagrave dans la valleacutee du Kou et en particulier le long du canal drsquoamener du
peacuterimegravetre rizicole du Kou
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Lrsquoinventaire reacutealiseacute par le ministegravere de la question paysanne (HURE 1998) sur la
base des photographies aeacuteriennes donne lrsquoampleur de cette occupation informelle des
terres
en amont de la prise de Diaradougou 170 ha
agrave lrsquoaval de Diaradougou 200 ha dont 100 ha appartiennent agrave lrsquoIRFA lrsquoORD et
lrsquoINERA
Les cultures pratiqueacutees sur ces terres sont geacuteneacuteralement des cultures maraicircchegraveres
On note eacutegalement la preacutesence de plantations de bananiers et de papayers drsquoailleurs en
nette expansion
En estimant les besoins en eau des cultures maraicircchegraveres agrave 8700 m3ha (Hypothegraveses
et deacutetails des calculs en annexe VI) la demande en eau de lrsquoirrigation informelle pourra ecirctre
estimeacutee agrave 2 349 000 m3
V34 Les utilisateurs pastoraux
Lrsquoeacutelevage est comme nous lrsquoavons vu la deuxiegraveme activiteacute eacuteconomique de la reacutegion
des hauts bassins
On notera dans un premier temps lrsquoeacutelevage pratiqueacute par les populations reacutesidentes
agrave titre drsquoactiviteacute secondaire utilisant les sous produits de lrsquoagriculture et apportant juste un
suppleacutement de revenu Les effectifs impliqueacutes sont alors modestes et de moindre
conseacutequence sur la demande globale en eau du bassin du Kou
Les plus grands effectifs drsquoanimaux rencontreacutes dans la valleacutee appartiennent aux
pasteurs transhumants des reacutegions moins favoriseacutees par la pluviomeacutetrie du Burkina Faso
Ces derniers freacutequentent la valleacutee en particulier pendant la saison segraveche quand les
ressources en eau et en pacircturage se sont eacutepuiseacutees dans leur reacutegion drsquoorigine Le cheptel est
constitueacute majoritairement de bovins et dans une moindre mesure de caprins et ovins
On note eacutegalement la preacutesence drsquoun eacutelevage semi intensif pratiqueacute par des
groupements drsquoeacuteleveurs ou par des particuliers
Les eacuteleveurs ont une preacutefeacuterence pour les eaux de surface car cela implique pour eux
moins drsquoeffort Ils seront orienteacutes plus vers lrsquoexploitation des mares et des riviegraveres
Le rapport drsquoIWACO (1999) sur le pastoralisme donne les effectifs suivants
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso
Bovins Ovins Caprins Asins
Bobo-Dioulasso 7587 1170 577 3106
Source laquo le pastoralisme dans les zones de Bobo-Dioulasso-Samorogouan-
Barani-Djibasso raquo Adama Deme)
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Nous retenons les consommations speacutecifiques (D ZOUNGRANA 2003) indiqueacutees au
tableau et cela donne la demande pastorale correspondante
Tableau 29Consommation en eau du cheptel
Espegravece Bovins Ovins Caprins Asins total
Effectif 7587 1170 577 3106 -
Consommation
Speacutecifique (ljindividu) 40 15 15 20 -
Consommation annuelle
(m3) 110 770 32028 3159 22674 168 631
V35 Retentions en surfaces et recharge de la nappe
Les retentions en surface concernent les retentions dans les mares lacs et autres
deacutepressions Le cas le plus repreacutesentatif est la mare de Bama qui stocke un million de m3
(HURE 1998) ce qui eacutequivaut agrave 1mm (infime)
Par contre les recharges de la nappe repreacutesentent un volume plus significatif Dans
lrsquoeacutetat des lieux des ressources en eau au Burkina Faso (GIRE 2001) on les estime agrave 16
de la pluie tombeacutee par an Cela correspond respectivement agrave 1488 mm pour 1996 1262
mm pour 2001 et 1853 pour 1998
V36 Synthegravese des utilisations drsquoeau
Le tableau 29 suivant reacutesume les consommations en eau de la valleacutee du Kou
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou
Uniteacute Quantiteacute (Volume m3)
AEP Bobo-Dioulasso m3s 28 000
Demande pastorale m3 168 631
Peacuterimegravetre rizicole m3s 40 840 000
Peacuterimegravetre informel m3s 2 349 000
Total en m3 43 385 631
Total en mm (par rapport agrave la superficie du bassin versant)
439
Anneacutee 1996 1998 2001
Recharge nappe (mm) 1488 1262 1853
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V4 CONCLUSION
Nous avons calculeacute le bilan pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche
et une anneacutee deacutecennale humide Nous sommes arriveacutes agrave des fermetures non nulles que lrsquoon
a expliqueacute par les erreurs accumuleacutees dans la deacutetermination des termes du bilan annuel
Nous avons ensuite essayeacute drsquoexpliquer le rabattement de 40 qursquoimplique le coefficient de
correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute au Calage du modegravele en recherchant du coteacute des
preacutelegravevements drsquoeau effectueacutes sur le bassin versant en amont de lrsquoexutoire de Badara Nous
avons pour cela effectuer une eacutevaluation grossiegravere de ces eacutevaluations Les quantiteacutes
trouveacutees sont loin drsquoexpliquer cette diffeacuterence entre pluie efficace et pluie mesureacutee La
question de la compreacutehension de la signification reste encore drsquoactualiteacute agrave la sortie de
chapitre sur le bilan
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CONCLUSION GENERALE
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VI CONCLUSION GENERALE
La premiegravere tacircche que nous nous sommes donneacutee dans le cadre de cette eacutetude
crsquoest la constitution drsquoune base de donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques assainies Si
on peut juger la disponibiliteacute et la qualiteacute des donneacutees pluviomeacutetriques de satisfaisant on ne
peut pas en dire autant des donneacutees hydromeacutetriques Le reacuteseau hydromeacutetrique est en effet
de tregraves qualiteacute mauvaise qualiteacute Cela rend impossible toute eacutetude hydrologique rigoureuse
sur la base des seules donneacutees disponibles Drsquoougrave la neacutecessiteacute de faire recours agrave drsquoautres
moyens et en lrsquooccurrence agrave la modeacutelisation
Nous avons ensuite essayeacute de mettre en œuvre un modegravele hydrologique de type
pluies-debit (HYSIM) sur le bassin versant Malgreacute lrsquoinsuffisance de donneacutees de qualiteacute et les
limitations de la version du modegravele dont nous disposons nous sommes parvenus agrave de
reacutesultats satisfaisants Lrsquoutilisation du modegravele nous a ensuite permis de reconstituer une
chronique de deacutebits de vingt ans de 1984 agrave 2003 nous donnant ainsi des eacuteleacutements
drsquoanalyse de notre bilan en eau
Le bilan a eacuteteacute calculeacute pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et une
anneacutee deacutecennale humide On constate que 40 de la pluie qui tombe ne participe pas aux
activiteacutes hydrologiques proprement dites Une eacutevaluation des diffeacuterentes utilisations a
confirmeacute ce fait
Drsquoautre part cette eacutetude a reacuteveacuteleacute les difficulteacutes qursquoil y a agrave obtenir de donneacutees fiables
avec un reacuteseau drsquoobservations hydromeacutetriques du type traditionnel agrave cause des problegravemes
de gestion qursquoil implique moyen financier section de controcircle en perpeacutetuel changement
techniques de jaugeage inadapteacute au reacutegime (turbulent) des cours drsquoeauhellipLa modeacutelisation
par contre permet drsquoavoir une chronique de deacutebit acceptable tout en srsquoaffranchissant des
inconveacutenients de gestion de plusieurs stations hydromeacutetriques Crsquoest lagrave une voie agrave suivre
pour nos pays agrave faible moyen et ougrave la gestion de stations drsquoobservation nlsquoest pas encore
eacutevidente
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BIBLIOGRAPHIE
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GINESTE P et GUINAUDEAU M Cours drsquoHydrologie tome1 hydromeacutetrie et Hydrologie
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MANLEY R E and Water resource association Ltd 2003 A guid to using HYSIM
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Polycopieacute EIER Ouagadougou 142 pages
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ANNEXES
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TABLE DES MATIERES
RESUME REMERCIEMENTS DEDICACE TABLE DES MATIERES 1 LISTE DES FIGURES 4 LISTE DES TABLEAUX 9 LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS10 INTRODUCTION GENERALE 11
I1 CADRE DE LrsquoETUDE11 I2 PROBLEMATIQUE 11 I3 OBJECTIFS DE LrsquoETUDE 13 I4 METHODOLOGIE 13
II GENERALITES 15 II1 PRESENTATION DE LA REGION DES HAUTS-BASSINS 15 II2 PRESENTATION DU PROJET 18
II21 Cadre 18 II22 Geacuteneacuteraliteacutes 18 II23 Objectifs du projet 19 II24 Strateacutegie 19 II25 Reacutesultats attendus19
II3 PRESENTATON DE LA ZONE DrsquoETUDE 20 II31 Situation geacuteographique 20 II32 Geacuteomorphologie 20 II33 Caracteacuteristiques morphomeacutetriques 22 II34 Climatologie 24 II35 Geacuteologie 25 II36 Peacutedologie 26 II37 Veacutegeacutetation 29 II38 Hydrographie 30 II39 Occupation des sols 30
III CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE 32 III1 DONNEES PLUVIOMETRIQUES 32
III11 Choix des stations et des peacuteriodes drsquoobservation 32 III12 Controcircle de la qualiteacute des donneacutees 34 III13 Etude de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere 39 III14 Etude de la variabiliteacute spatiale et calcul de la pluie moyenne sur le bassin 44
III2 DONNEES HYDROMETRIQUES 47 III21 Inventaire des stations hydromeacutetriques 47 III22 Critique des donneacutees 49
III3 DONNEES DrsquoEVAPOTRANSPIRATION 54 III4 CONCLUSION 55
IV MODELISATION 57 IV1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU MODELE 58
IV11 Bases theacuteoriques du modegravele 58 IV12 Les variables drsquoentreacutee et de sortie du modegravele 62 IV13 Les paramegravetres du modegravele 63
IV2 MISE EN ŒUVRE DU MODELE SUR LE BASSIN DU KOU 64 IV21 Choix des eacutechelles de modeacutelisation 64 IV22 Choix des eacuteveacutenements agrave modeacuteliser 65 IV23 Choix des peacuteriodes et des fonctions critegraveres de calage et de validation 65 IV24 Deacutetermination des paramegravetres du modegravele 67
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IV3 RESULTATS ET DISCUSSIONS 75 IV31 Analyse de la qualiteacute des reacutesultats du modegravele 75 IV32 Analyse des reacutesultats du calage 76 IV33 Analyse des reacutesultats de la validation 80 IV34 Reconstitution des donneacutees hydromeacutetriques manquantes 84 IV35 Conclusion 86
V BILAN EN EAU DU BASSIN 87 V1 APPROCHE METHODOLOGIQUE87 V2 LES DIFFERENTS TERMES DU BILAN 88
V21 Les apports pluviomeacutetriques 88 V22 Les eacutecoulements 88 V23 Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle 89 V24 La variation du stock des diffeacuterents reacuteservoirs 89 V25 Bilan en eau du bassin versant 90
V3 LES UTILISATIONS DrsquoEAU 90 V31 LrsquoAEP de Bobo-Dioulasso 91 V32 Le peacuterimegravetre rizicole 91 V33 Lrsquoirrigation informelle 91 V34 Les utilisateurs pastoraux 92 V35 Retentions en surfaces et recharge de la nappe 93 V36 Synthegravese des utilisations drsquoeau 93
V4 CONCLUSION 94 VI CONCLUSION GENERALE 95 BIBLIOGRAPHIE 96 ANNEXES
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AUTEUR MAMADOU CHERIF Idrissa
Professeur responsable KARAMBIRI Harouna Organisme encadreur GEeau
THEME
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RESUME
Cette eacutetude entre dans le cadre de la mise au point drsquooutils techniques destineacutes agrave
ameacuteliorer les connaissances sur les ressources en eau du bassin versant du Kou Elle porte
sur la mise en œuvre drsquoun modegravele hydrologique et le calcul du bilan en eau du bassin
versant Pour ce faire une base de donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques a eacuteteacute constitueacutee Les
donneacutees pluviomeacutetriques et drsquoeacutevapotranspiration disponibles sont de qualiteacute acceptable par
contre il a fallu trier et corriger les donneacutees hydromeacutetriques La mise en oeuvre du modegravele a
montreacute des restitutions des principales caracteacuteristiques hydrologiques (deacutebits volumeshellip)
acceptables tant dans le processus de calage qursquoen validation Il a ensuite eacuteteacute proceacutedeacute agrave la
reconstitution drsquoune chronique de deacutebits journaliers sur la peacuteriode allant de 1986 agrave 2005
Enfin le bilan a eacuteteacute calculeacute pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et une
anneacutee deacutecennale humide
Mots clefs Bassin versant pluie eacutevapotranspiration sol nappe eacutecoulement modeacutelisation
Kou
ABSTRACT
This study is a contribution to the development of technical tools intended to improve
knowledge on the water resources of the Kou catchment area It deals with a hydrological
modelling approach and the calculation of the water balance of the catchment For this
purpose a hydrometeorological data base was made up The rainfall and evapotranspiration
recorded data available are of acceptable quality where as it was necessary to sort and
correct the discharge data The implementation of the model showed acceptable restitutions
of the main hydrological characteristics (flows volume) as well in the process of calibration
as in validation Then the reconstitution of daily outflows over the period going from 1986 to
2005 was carried out Lastly the water balance was calculated for an average year a dry
decennial year and a wet decennial year
Keywords Catchment rainfall evapotranspiration soil groundwater runoff modelling
Kou
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REMERCIEMENTS
Toutes les louanges sont agrave Dieu le tregraves miseacutericordieux le tout miseacutericordieux qui
nous permet de clore par ce travail trois longues anneacutees drsquoeacutetudes Tes bienfaits sont
innombrables mon Seigneur malgreacute nos faiblesses et nos manquements Guide nos pas
vers ce que Tu agreacutee et ne deacutevie pas nos cœurs apregraves les avoir guideacute
Qursquoil me soit ensuite permis de remercier Messieurs Babacar DIENG Harouna
Karambiri et Amadou Lamine MAR mes encadreurs dans le cadre de ce meacutemoire Qursquoils
trouvent ici lrsquoexpression de ma tregraves profonde gratitude pour la disponibiliteacute sans faille
consacreacutee agrave lrsquoencadrement de ce travail
Mes sincegraveres remerciements vont de mecircme agrave M Joost WELLENS pour les moyens mis
agrave notre disposition ainsi que pour sa participation tregraves estimable pour lrsquoencadrement de ce
meacutemoire
Je tiens agrave remercier eacutegalement tout le corps enseignant le personnel technique et
administratif du groupe EIER-ETSHER pour les inestimables efforts qursquoils deacuteploient
quotidiennement dans le cadre de notre formation
Ma penseacutee va eacutegalement agrave lrsquoendroit de tous les membres de la Oumma islamique la
communauteacute nigeacuterienne et les compagnons et amis de la 35egraveme promotion gracircce agrave qui nous
avons joui au sein drsquoune ambiance fraternelle et amicale pendant tout le cycle
Enfin the last but not the least ma profondeur gratitude va aux organismes du Nord
et aux eacutetats membres du Groupe EIER-ETSHER qui financent les diffeacuterentes activiteacutes du
Groupe
Que tous et toute trouvent ici lrsquoexpression de ma sympathie et de ma profonde
reconnaissance
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A mon fils Mouhamad Moujahid que le seigneur a rappeleacute agrave lui pendant que je poursuivais ces eacutetudes puisse-t-il pardonner mon absence agrave son chevethellip A ma femme Nahissatou Hassan A mes enfants Abdallah et Ahmad A mon pegravere Elhadji Mamadou Cheroumi et mes megraveres Hadjia Fandi Mahaman Lawal et Kaltoum Mamane A mon beau pegravere Elhadji Hassan Issa et sa famille
A tonton Ibrahim Abdou A mon pays
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LISTE DES FIGURES Figure 1 Carte de situation du bassin du Kou --------------------------------------------------------- 20
Figure 2 Carte du modeleacute de terrain du bassin versant du Kou ----------------------------------- 21
Figure 3 Deacutecoupage en sous-bassins ------------------------------------------------------------------- 21
Figure 5 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Badara --------------------------------------- 23
Figure 6 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de la confluence NIameacute-Baouleacute ----------- 23
Figure 7 Carte geacuteologique du bassin versant du Kou ----------------------------------------------- 26
Figure 8 Carte des sols du bassin versant du Kou --------------------------------------------------- 27
Figure 9 Carte de veacutegeacutetation de la valleacutee du Kou ---------------------------------------------------- 29
Figure 10 Carte dlsquooccupation des terres du bassin versant du Kou ------------------------------ 31
Figure 11 Situation geacuteographique des stations pluviomeacutetriques ---------------------------------- 34
Figure 12 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station Bobo-Dioulasso -- 35
Figure 13 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Farako-ba ----- 35
Figure 14 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Bama ----------- 35
Figure 15 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Nasso ---------- 36
Figure 16 Test de la meacutethode des doubles masses appliqueacutee agrave la station de Farakoba --- 36
Figure 17 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Bama (valleacutee du Kou) -- 37
Figure 18 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Nasso ---------------------- 37
Figure 19 Variabiliteacute saisonniegravere et spatiale de la pluviomeacutetrie (moyenne calculeacutee de 1976 agrave
2005) ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 41
Figure 20 Polygone de Thiessen des stations pluviomeacutetriques (NB la station de Nasso
nrsquoest pas prise en compte) ---------------------------------------------------------------------------- 45
Figure 21 Reacuteseau hydrographique du bassin du Kou et emplacement des stations
hydromeacutetriques ------------------------------------------------------------------------------------------- 48
Figure 22 Chronogramme des deacutebits mesureacutes aux stations hydromeacutetriques ------------------ 49
Figure 23 Deacutebits moyens annuels agrave la station de la confluence et lacunes -------------------- 50
Figure 24 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Koumi et lacunes ----------------------------- 50
Figure 25 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Badara et lacunes ---------------------------- 51
Figure 26 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de la
Confluence Niameacute-Baouleacute (1993) ------------------------------------------------------------------- 52
Figure 27 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de
Badara (1997) -------------------------------------------------------------------------------------------- 52
Figure 28 Variation saisonniegravere de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle ------------------------------ 54
Figure 29 Variation interannuelle de LrsquoETP (de 1976 agrave 2003) ------------------------------------- 55
Figure 30 Comparaison de la pluviomeacutetrie avec lrsquoeacutevapotranspiration potentielle ------------- 55
Figure 31 Scheacutema de fonctionnement du modegravele --------------------------------------------------- 60
Figure 32 Paramegravetres hydrauliques du modegravele ------------------------------------------------------- 63
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques ------------------------------------------ 67
Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997 ----------------------------------- 78
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997 ----------------------------------- 78
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998 ----------------------------------- 79
Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999 ------------------------------------ 80
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999 ----------------------------------- 80
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000 ------------------------------------- 81
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000 ------------------------------------ 82
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001 ------------------------------------ 82
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001 ------------------------------------ 83
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002 ------------------------------------ 83
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002 ------------------------------------ 84
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou ----------------------------------------------------- 85
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel ----------------------------------------------------------- 85
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes ----------------------------------- 86
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LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants 24
Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou 28
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM 32
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA 32
Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet 33
Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles 39
Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou 40
Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude 42
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 13 Coefficients de Thiessen 44
Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants 46
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo 47
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes 48
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques 56
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol 70
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage 75
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours
drsquoHydrogeacuteologie de M DIENG (EIER)) 76
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage 77
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation 81
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee
moyenne deacutecennale segraveche et deacutecennale humide 88
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale
segraveche et humide 88
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998 89
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide 89
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou 90
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso 92
Tableau 29Consommation en eau du cheptel 93
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou 93
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LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS
AEP Alimentation en Eau Potable
APEFE association belge drsquoappui au deacuteveloppement
CIEH Comiteacute Inter africain drsquoEtudes Hydrauliques
DRAHRHHB Direction Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des
Ressources Halieutiques des Hauts Bassins
EIER-ETSHER Groupe des Ecoles Inter-Etats drsquoIngeacutenieurs de lrsquoEquipement Rural et
des Techniciens Supeacuterieurs de lrsquoHydraulique et lrsquoEquipement Rural
ETP Evapotranspiration Potentielle
FIT Front Inter Tropical
GEeau Projet Gestion des Ressources en eau du Sud-Ouest du Burkina
GIRE Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
MAHRH Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources
halieutiques
VREO Projet de Valorisation des Ressources en Eau du Ouest
SIG Systegravemes drsquoInformations Geacuteographiques
PAGIRE Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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INTRODUCTION GENERALE
I1 CADRE DE LrsquoETUDE
La preacutesente eacutetude entre dans le cadre des meacutemoires de fin drsquoeacutetudes drsquoingeacutenieur du
geacutenie rural du GROUPE EIER-ETSHER de Ouagadougou Le Groupe EIER-ETSHER est
un Institut inter Etats drsquoenseignement supeacuterieur et de recherche dans les domaines de lrsquoeau
lrsquoeacutenergie lrsquoenvironnement et les infrastructures baseacute agrave Ouagadougou la capitale du Burkina
Faso Creacuteeacute en 1968 et eacutemanant de 14 Etats africains francophones lrsquoeacutecole forme des
ingeacutenieurs des techniciens supeacuterieurs et des titulaires de DESS
Il megravene en collaboration avec des eacutetablissements du Nord et du Sud comme
Katholieke Universiteit Leuven (KUL) des travaux de recherche principalement dans les
domaines de lrsquoeau de lrsquoeacutenergie et de lrsquoenvironnement
Crsquoest dans le cadre de cette collaboration que le sujet du preacutesent meacutemoire a eacuteteacute
deacutefini entre le projet laquo GEeau raquo de Bobo-Dioulasso et laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement
et de recherche en gestion et valorisation de lrsquoeau et de lrsquoassainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER Ce sujet est intituleacute laquo Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du
bassin versant du Kouraquo
Le rapport est subdiviseacute en six parties
Partie I Introduction geacuteneacuterale ougrave nous exposons le cadre la probleacutematique et les
objectifs de lrsquoeacutetude drsquoune part et drsquoautre part la meacutethodologie adopteacutee pour reacutepondre
aux questions souleveacutees
Partie II On y preacutesente les geacuteneacuteraliteacutes sur la reacutegion des Hauts-Bassins Le
promoteur du thegraveme de cette eacutetude ainsi que sur le site de lrsquoeacutetude
Partie III Crsquoest lrsquoeacutetape de la constitution de la base des donneacutees de lrsquoeacutetude
Partie IV Cette partie est consacreacutee agrave la modeacutelisation
Partie V Etude du bilan
Partie VI Conclusion geacuteneacuterale
I2 PROBLEMATIQUE
Le bassin versant du Kou avec une superficie de 1821 km2 comprenant le systegraveme
hydraulique de la riviegravere du Kou ses affluents et les sources de Nasso constitue une
importante ressource en eau
Cette ressource assure drsquoune part lrsquoalimentation en eau drsquoune population estimeacutee en
2003 agrave 600 000 habitants dont celle de Bobo-Dioulasso la 2egraveme ville du pays Une population
appeleacutee agrave franchir le cap du million en 2025 Elle permet drsquoautre part lrsquoirrigation de vastes
peacuterimegravetres agricoles dont la superficie totale qui avoisine 3200 ha est en constante
augmentation notamment du fait du deacuteveloppement drsquoune filiegravere laquo fruits et leacutegumes raquo sous
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lrsquoimpulsion de lrsquoinitiative priveacutee Cette production irrigueacutee est agrave lrsquoorigine du deacuteveloppement
drsquoactiviteacutes eacuteconomiques de transports transformations et commerce qui font lrsquoessor de la
ville de Bobo-Dioulasso
Dans le contexte climatique actuel du Burkina marqueacute par une baisse de la
pluviomeacutetrie une telle tendance agrave la hausse des diffeacuterentes utilisations de cette ressource
nrsquoa pas manqueacute drsquoentraicircner un deacuteseacutequilibre au niveau de la satisfaction des besoins en eau
Citons agrave titre drsquoexemple le cas du principal peacuterimegravetre rizicole de la valleacutee du Kou (1200ha)
qui est confronteacute agrave des deacuteficits hydriques pendant les mois de janvier agrave mai
Le deacuteveloppement industriel conseacutecutif au deacuteveloppement de la production agricole
constitue eacutegalement avec ses rejets incontrocircleacutes drsquoeffluents divers une autre menace
seacuterieuse cette fois-ci sur la qualiteacute de ces eaux
Pour faire face agrave cette nouvelle donne et dans la perspective de creacuteer les conditions
drsquoun deacuteveloppement durable lrsquoEtat burkinabeacute a mis en place une politique de gestion
inteacutegreacutee des ressources en eau Cette politique se traduit dans les faits par les objectifs
assigneacutes aux diffeacuterents projets intervenant dans la zone parmi lesquels se trouve le projet
GEeau initiateur de la preacutesente eacutetude
Toute gestion des ressources en eau pour ecirctre efficace doit en effet partir de leur
bonne connaissance A cet effet il peut ecirctre utile de rappeler que la mesure quantitative et
qualitative des eacuteleacutements du cycle hydrologique et la mesure des autres caracteacuteristiques de
lenvironnement qui influent sur leau constituent une base essentielle pour une gestion
efficace de leau (Deacuteclaration de Dublin 1992) Au Burkina Faso pays ougrave les eaux de
surface jouent un rocircle primordial la compreacutehension et lanalyse du bilan hydrologique est de
fait la base de toute eacutetude et reacuteflexion au sujet de la gestion des eaux
Atteindre un tel objectif suppose la disponibiliteacute de donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques
portant sur une longue peacuteriode et couvrant drsquoune maniegravere adeacutequate la zone drsquoeacutetude Si
aujourdrsquohui une telle exigence est relativement satisfaite pour la pluviomeacutetrie dans le cas de
la valleacutee du Kou on ne peut pas en dire autant des deacutebits dont les stations de mesures sont
reacutecentes En pareille situation la solution couramment adopteacutee est de faire recours aux
modegraveles matheacutematiques qui permettent alors de transformer les pluies en deacutebits et de fournir
une seacuterie de longueur comparable agrave celle de la pluviomeacutetrie
Crsquoest dans cette optique que le thegraveme de cette eacutetude a eacuteteacute mis au point par le projet
GEeau et lrsquouniteacute theacutematique drsquoenseignement et de recherche en gestion et valorisation de
lrsquoeau et de lrsquoassainissement du Groupe EIER-ETSHER
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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I3 OBJECTIFS DE LrsquoETUDE
Cette eacutetude a pour objectif geacuteneacuteral de contribuer agrave la connaissance des ressources
en eau du bassin versant du Kou en vue drsquoune gestion efficace et durable Ses objectifs
speacutecifiques sont
- La mise en place drsquoune base de donneacutees assainies par une synthegravese et la
valorisation des donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques et de sol disponibles
- Mise en œuvre agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant drsquoune deacutemarche de modeacutelisation agrave
lrsquoaide drsquoun logiciel (HYSIM)
- Le calcul du bilan en eau pour quelques sceacutenarii de saisons des pluies
I4 METHODOLOGIE
La meacutethodologie adopteacutee pour cette eacutetude srsquoarticule en trois points
1) Recherche documentaire
Elle comprend
Une revue des connaissances bibliographiques relatives agrave la zone drsquoeacutetude et agrave la
modeacutelisation hydrologique en geacuteneacuteral Il srsquoest agit dans un premier temps de faire le point
des diffeacuterentes eacutetudes ayant porteacute sur la zone drsquoeacutetude et ayant trait au thegraveme Notre regard
srsquoest eacutegalement porteacute sur des eacutetudes similaires effectueacutees dans drsquoautres reacutegions du monde
En deuxiegraveme lieu nous avons approfondi nos connaissances en modeacutelisation
hydrologique
La prise en main de lrsquooutil de modeacutelisation Ceci inclut les techniques drsquoimportation
et drsquoexportation des donneacutees le test de sensibiliteacute des paramegravetres et les strateacutegies de
calage
La collecte des donneacutees relatives au site Il srsquoagit de cartes diverses de donneacutees
numeacuteriques hydromeacuteteacuteorologiques de donneacutees sur le sol et de donneacutees geacuteneacuterales sur le
site
2) Visite de terrain
Elle a eu pour but de faire
des observations sur les caracteacuteristiques geacuteneacuterales du site nature du terrain relief
veacutegeacutetation
une appreacuteciation in situ de la configuration actuelle du reacuteseau hydrographique
une appreacuteciation visuelle de lrsquooccupation de lrsquoespace les positions relatives des
diffeacuterents utilisateurs vis-agrave-vis du cours drsquoeau etc
des observations de la manifestation des menaces sur la qualiteacute des eaux
3) Travaux de bureaux
Les travaux de bureau ont porteacute sur les points suivants
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Constitution des seacuteries de donneacutees pluviomeacutetriques le protocole adopteacute agrave cette fin
est le suivant
a) Choix des stations suivant des critegraveres comme la position geacuteographique la
longueur de la seacuterie absence de lacuneshellip
b) Controcircle de la qualiteacute des donneacutees par lrsquoemploi des meacutethodes classiques de
doubles masses et de la moyenne mobile
c) Remplissage des laquo lacunes raquo eacuteventuelles et passage des pluies ponctuelles aux
pluies moyennes sur le bassin versant suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
d) Analyse de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere agrave lrsquoaide drsquoajustement agrave des
lois statistiques
Constitution des seacuteries de donneacutees hydromeacutetriques
A ce niveau nous avons fait lrsquoinventaire des donneacutees disponibles leur critique et leur
correction quand cela est neacutecessaire et faisable
Modeacutelisation crsquoest la plus laborieuse de toutes les eacutetapes Elle comporte les points
suivants
a) Preacuteparation et transfert des donneacutees vers le modegravele
b) Nous proceacutedons ensuite au calage ou calibration du modegravele cest-agrave-dire le
choix du jeu de paramegravetres optimaux pour la transformation pluie-deacutebit
c) La validation consistera agrave veacuterifier la pertinence et le reacutealisme du choix des
paramegravetres sur une peacuteriode autre que celle ayant servi au calage
d) La simulation va consister agrave deacuteterminer agrave lrsquoaide du modegravele caleacute les deacutebits
des anneacutees sans observations hydromeacutetriques
Calcul du bilan hydrologique Les reacutesultats des simulations ci-dessus eacutevoqueacutees vont
nous permettre de faire le bilan sur des anneacutees caracteacuteristiques comme la moyenne la
deacutecennale segravechehellip
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
GENERALITES
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II GENERALITES
Le thegraveme de ce meacutemoire a eacuteteacute deacutefini par laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement et
de Recherche en Gestion et Valorisation de lrsquoEau et de lrsquoAssainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER en collaboration avec laquo le projet de renforcement structurel de la capaciteacute de
gestion des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo baseacute agrave la Direction
Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources Halieutiques des Hauts-
Bassins (DRAHRHHB) Nous commenccedilons de ce fait ce rapport par une preacutesentation de la
reacutegion du projet et de la zone drsquoeacutetude
II1 PRESENTATION DE LA REGION DES HAUTS-BASSINS
La reacutegion des Hauts-Bassins est situeacutee agrave lrsquoouest du Burkina Elle srsquoeacutetend sur une
superficie de 26606 kmsup2 (94 du territoire national) Elle est limitrophe agrave lrsquoest des reacutegions
du Sud-Ouest et de la Boucle du Mouhoun agrave lrsquoouest de la Reacutepublique du Mali au nord de la
reacutegion de la Boucle du Mouhoun et la Reacutepublique du Mali et au sud de la reacutegion des
Cascades
Sur le plan administratif elle est subdiviseacutee en trois (3) provinces Le Houet le
Keacuteneacutedougou et le Tuy Il faut eacutegalement citer une sous-subdivision en 33 deacutepartements 3
communes urbaines 30 communes rurales et 449 villages Bobo-Dioulasso est le chef-lieu
de cette reacutegion
La population de la reacutegion des Hauts-Bassins eacutetait estimeacutee en 2002 agrave 1232 891
habitants (104 de la population du Burkina) soit une densiteacute drsquoenviron 48 habitantskmsup2 Il
srsquoagit drsquoune population cosmopolite on y rencontre toutes les ethnies du pays les
populations dominantes en nombre sont les Bobos autochtones du terroir les Mossis et les
peulhs allogegravenes venus du Nord du pays
A lrsquoinstar de tout le Burkina Faso les principales activiteacutes eacuteconomiques y demeurent
lrsquoagriculture et lrsquoeacutelevage
Lrsquoagriculture hivernale est domineacutee par la production de coton et de ceacutereacuteales (maϊs
sorgho mil seacutesame foniohellip) La riziculture et la maraicirccher-culture se pratiquent sur les
peacuterimegravetres irrigueacutes On note eacutegalement la preacutesence drsquoexploitations fruitiegraveres dont le nombre
est actuellement en pleine croissance La production agricole est exceacutedentaire
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
GENERALITES
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Dans la reacutegion des Hauts-Bassins la province du Houet est la zone par excellence
de lrsquoeacutelevage Les ressources halieutiques ne sont pas neacutegligeables non plus mais la pecircche
est de type artisanal
La reacutegion des Hauts-Bassins est une des principales zones industrielles du Burkina
Faso La province du Houet est celle qui possegravede le plus grand nombre drsquouniteacutes industrielles
drsquoune certaine importance apregraves celles du Kadiogo Les plus importantes interviennent dans
la fabrication drsquoouvrages en meacutetaux de produits alimentaires de boissons de tabac et de
textile
Du fait de la position de carrefour international de Bobo-Dioulasso le commerce y
occupe une place de choix Un grand nombre de maisons de commerce nationales et
eacutetrangegraveres ont leur siegravege agrave Bobo-Dioulasso
La reacutegion est bien desservie pour ce qui est des infrastructures socioeacuteconomiques
sans ecirctre exhaustif on pourra citer
les infrastructures de communication dix radios dont un drsquoEtat six priveacutes et trois
communautaires
la couverture en infrastructures de santeacute est globalement satisfaisante 193
formations sanitaires en 2002
en matiegravere de transport le reacuteseau routier repreacutesente 10 du reacuteseau national soit
1517 km Il est constitueacute de 22 de routes bitumeacutees du Burkina 3 de routes en terre
ordinaire et 7 de routes en terre moderne La reacutegion est traverseacutee par plus de 100 km de
chemin de fer et dispose drsquoun aeacuteroport de classe internationale
La probleacutematique de deacuteveloppement de la reacutegion se fonde sur les atouts
eacuteconomiques En effet elle dispose drsquoun potentiel naturel agrave mecircme drsquoassurer et de soutenir
les objectifs de deacuteveloppement Ce potentiel naturel constitueacutee drsquoeau de sols etc est
surtout favorable aux activiteacutes de production agricole drsquoeacutelevage et de production miniegravere Ce
qui en fait une des reacutegions les plus favoriseacutees du Burkina Faso
Le relief de la reacutegion est marqueacute par la preacutesence de plateaux et de plaines
auxquels srsquoajoutent quelques buttes collines et valleacutees
Le climat est tropical de type nord-soudanien et sud-soudanien Il est marqueacute par 2
grandes saisons une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobrenovembre) et une
saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (novembredeacutecembre agrave avril) La reacutegion beacuteneacuteficie
drsquoune pluviomeacutetrie moyenne annuelle comprise entre 800 et 1 100 mm
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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La particulariteacute de la topographie et du climat de la reacutegion des Hauts-Bassins en
fait un veacuteritable chacircteau drsquoeau Crsquoest dans cette reacutegion que les principaux fleuves du
Burkina prennent leur source Le Mouhoun le Banifing et le Tuy (Grand Baleacute)
La veacutegeacutetation drsquoensemble de la reacutegion est essentiellement une veacutegeacutetation de
savane comportant tous les sous-types depuis la savane boiseacutee jusqursquoagrave la savane herbeuse
La faune est assez riche et varieacutee du fait de lrsquoexistence de nombreuses forecircts
classeacutees (16 au total)
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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II2 PRESENTATION DU PROJET
II21 Cadre
Le laquo projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en
eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo est un des fruits de la coopeacuteration entre la
reacutegion Wallonne du royaume de Belgique et le Burkina Faso Il entre dans le cadre de la
mise en oeuvre des actions du laquo Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en
Eau raquo PAGIRE La laquo Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau (GIRE) raquo est en effet la
strateacutegie adopteacutee par lrsquoeacutetat burkinabeacute pour atteindre ses objectifs en matiegravere drsquoeau qui se
reacutesument en les points suivants
satisfaction durable des besoins en eau
protection contre lrsquoaction agressive de lrsquoeau
ameacutelioration des finances publiques par le partage de charges
preacutevention des conflits dans la gestion des ressources en eau
Ce projet srsquoinscrit eacutegalement dans le cadre de la mise en œuvre du programme
laquo Valorisation des ressources en eau de lrsquoOuest raquo (VREO) qui est un programme national
relatif aux ressources en eaux couvrant la moitieacute Ouest du pays
Enfin il srsquoinscrit en continuiteacute du projet de recherche laquo GEeau raquo initieacute par la
DRAHRHHB le groupe EIERETSHER et la Katholieke Universiteit Leuven (KUL) et
cherche agrave lui assurer un environnement institutionnel et organisationnel adapteacute au
deacuteveloppement agrave la peacuterennisation de ses reacutesultats et agrave sa duplication dans la reacutegion Ouest
du pays
II22 Geacuteneacuteraliteacutes
Nous preacutesentons dans lrsquoencadreacute ci-dessous la fiche donnant les renseignements geacuteneacuteraux sur le projet
Fiche de projet
Intituleacute Projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en eau
pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou
Zone drsquointervention Bassin versant du Kou (Reacutegion des Hauts-Bassins)
Thegraveme Preacuteservation de lrsquoenvironnement
Secteurs et sous secteurs Politique agricole et gestion administrative des ressources en
eau agrave usage agricole
Dureacutee de mise en œuvre 48 mois
Sources de financement Reacutegion Wallonne (Belgique)
Maicirctre drsquoœuvre APEFE
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Maicirctre drsquoouvrage Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des ressources
Halieutiques
II23 Objectifs du projet
Le principal objectif geacuteneacuteral du projet est de contribuer agrave la mise en œuvre de la
GIRE Son objectif speacutecifique est le renforcement des connaissances de la gestion la
valorisation et la protection des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans la reacutegion des
Hauts-Bassins
II24 Strateacutegie
La strateacutegie retenue est baseacutee sur le renforcement des capaciteacutes institutionnelles et
de gestion de lrsquoeau pour lrsquoagriculture au niveau local
Inteacutegration de lrsquointervention dans les perspectives drsquoaction du Comiteacute de Gestion du
Bassin du Kou
Ameacutelioration de la productiviteacute de lrsquoeau en agriculture vivriegravere
Appui agrave la peacuterennisation des actions
II25 Reacutesultats attendus
Les reacutesultats attendus de ce projet sont
Mise au point drsquooutils techniques destineacutes agrave ameacuteliorer les connaissances sur les
ressources en eau du bassin (bilan hydrique) et agrave servir au suivieacutevaluation de la
situation dans le bassin quasiment en temps reacuteel afin de servir agrave la gestion et agrave la
planification des ressources en eau
Transfert de connaissances vers les autres acteurs locaux qui se seront ainsi
approprieacutes les outils de gestion eacutelaboreacutes au cours du projet pour leurs propres
inteacuterecircts
Valorisation de la deacutemarche sur un autre bassin apregraves une eacutetude de transposabiliteacute
Creacuteer les conditions drsquoune capitalisation de lrsquoacquis de ce projet et des eacutetudes
anteacuterieures deacutejagrave effectueacutees ou des expertises locales reconnues sur la zone par la
mise en place drsquoune structure capable de conserver ces informations mais aussi et
surtout de les exploiter agrave des fins de recherche pour des activiteacutes lieacutees agrave la GIRE
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II3 PRESENTATON DE LA ZONE DrsquoETUDE
II31 Situation geacuteographique
Le bassin versant du Kou est lrsquoespace geacuteographique situeacute agrave lrsquoouest du Burkina Faso
dans la reacutegion des Hauts-Bassins entre les longitudes 4deg40rsquoO et 4deg10rsquoO et les latitudes 11degN
et 11deg30N et draineacute par la riviegravere du mecircme nom Cette riviegravere qui est un affluent du Mouhoun
(ex Volta noire) draine ainsi une superficie de 1821km2
La figure 1 preacutesente la carte de situation du bassin versant
0 300 600 Kilomegravetres
CARTE DE SITUATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Autres province du Burkina FasoProvince du HouetBassin-versant du Kou
Figure 1 Carte de situation du bassin du Kou
II32 Geacuteomorphologie
Le bassin du Kou a une forme allongeacutee Il est orienteacute Nord-est Sud-ouest avec une
longueur de 51 km et une largeur de 33 km Il est constitueacute essentiellement drsquoun plateau
greacuteseux culminant aux environs de 500 m drsquoaltitude au sud et srsquoabaissant progressivement
jusqursquoagrave 300 m agrave lrsquoaval de la plaine vers Baouleacute le point de confluence avec le Mouhoun
Lrsquoaltitude moyenne est de 407 m (figure 2)
On peut le subdiviser en trois sous bassins emboiteacutes qui sont (figure 3)
- Sous-bassin de Koumi 347 km2
- Sous-bassin de Badara 989 km2
- Sous-bassin de la confluence Niameacute-Baouleacute 1605 km2
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
GENERALITES
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Figure 2 Carte du modeleacute de terrain du bassin versant du Kou
U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
Exutoire du bassin versant
0 30 60 Kilomegravetres
Carte de deacutecoupage en sous bassins du bassin versant du Kou
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
IVIII
II I
Reacuteseau hydrographique stations pluviometriquesU Stations hydrometriques
Figure 3 Deacutecoupage en sous-bassins
(NB I= sous-bassin de Koumi I+II= sous-bassin de Badara I+II+II=sous bassin de Confluence I+II+III+IV=
bassin versant du Kou)
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II33 Caracteacuteristiques morphomeacutetriques
Les caracteacuteristiques de forme et de relief des sous-bassins reacutesumeacutees au tableau 1 ont
eacuteteacute deacutetermineacutees par BICABA (1991)
Superficie du bassin versant (S)
La deacutelimitation du bassin versant a eacuteteacute faite sur une carte IGB au 1200 000
La mesure de la superficie a eacuteteacute effectueacutee agrave lrsquoaide drsquoun planimegravetre
Peacuterimegravetre (P)
Il a eacuteteacute mesureacute sur la carte au 1200 000
Rectangle eacutequivalent
Le rectangle eacutequivalent est un rectangle ayant la mecircme superficie le mecircme indice de
compaciteacute et la mecircme distribution hypsomeacutetrique que le basin versant Sa longueur (L)
est donneacutee par lrsquoexpression
]))1281(1(1[)1281( 21221
compcomp IISL
avec S surface du bassin versant et Icomp indice de compaciteacute
Indice de compaciteacute (Icomp)
Il correspond au rapport du peacuterimegravetre du bassin versant agrave celui drsquoun cercle de mecircme
superficie et srsquoexprime par la relation suivante
212820 SPIcomp avec
P peacuterimegravetre styliseacute du bassin versant en km
S superficie du bassin versant en km2
Indice global de pente (Ig)
Cet indice caracteacuterise le relief drsquoun bassin et il est deacutefini par la formule suivante
LHI g
Ougrave ΔH est lu sur la courbe hypsomeacutetrique1 (figure 4 agrave 6) et repreacutesente la
deacuteniveleacutee exprimeacutee en megravetres entre les altitudes ayant approximativement 5 et
95 de la superficie du bassin versant au dessus drsquoelles
L est la longueur du rectangle eacutequivalent exprimeacutee en km
Relief fort pour 100lt Ds
Ds est donneacutee par la relation suivante SIDs g
1 Courbe repreacutesentant le pourcentage de la superficie du bassin versant situeacutee au-delagrave drsquoune altitude H donneacutee en
fonction de cette altitude
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Courbe hypsometrique du bassin versant de Koumi
350
390
430
470
510
550
590
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
de la surface totale
Alt
itu
de
s (
m)
Figure 4 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Koumi
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Badara
280
320
360
400
440
480
520
560
600
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
de
Figure 5 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Badara
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Niameacute-Baouleacute
280
320
360
400
440
480
520
560
600
640
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
des (
m)
Figure 6 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de la confluence NIameacute-Baouleacute
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Deacuteniveleacutee speacutecifique (Ds)
Elle permet de classer le relief du bassin en
Relief faible pour Ds lt50 m
Relief modeacutereacute pour 50 mlt Ds lt100 m
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants
Sous-Bassins Versants
Caracteacuteristiques Koumi Badara
Confluence
Niame-Baouleacute
Superficie (km2) 347 989 1605
Peacuterimegravetre styliseacute (m) 77 151 175
Coefficient de Gravelius 115 137 126
Longueur du rectangle eacutequivalent (km2) 242 5930 6403
Largeur du rectangle eacutequivalent (km2) 1420 1600 2380
Indice global de pente (mkm) 480 317 317
Densiteacute de drainage 065 068 058
Deacuteniveleacutee speacutecifique (m)
(nature du relief)
894
(Modeacutereacute)
975
(Modeacutereacute)
127
(Fort)
II34 Climatologie
Le bassin versant du Kou se situe agrave la limite sud de la zone climatique tropicale
soudano-saheacutelienne Ses caracteacuteristiques climatiques sont
Tempeacuteratures
Lrsquoamplitude thermique annuelle est faible La tempeacuterature moyenne mensuelle
minimale varie toute lrsquoanneacutee de 17 agrave 22degC tandis que la tempeacuterature moyenne maximale
varie de 33 agrave 37degC en saison segraveche et de 29 agrave 34degC en saison des pluies
Les vents
On note lrsquoinfluence de deux vents dominants
Lrsquoharmattan ou alizeacute vent chaud et sec des anticyclones du Sahara de secteur Nord-
Est agrave Est et soufflant pendant la saison segraveche
la mousson vent de secteur Sud-ouest chargeacute drsquohumiditeacute et provenant de la zone
eacutequatoriale
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La limite de seacuteparation entre ces deux masses drsquoair ou Front Inter Tropical (FIT)
connaicirct au cours de lrsquoanneacutee un deacuteplacement du Sud au Nord ce qui se traduit par
lrsquoalternance de deux saisons bien distinctes
- une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobre)
- une saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (de novembre agrave avril)
Insolation
La dureacutee moyenne pour lrsquoensoleillement est de 7 h 42rsquo Lrsquoinsolation varie de 75 mmj
agrave 87 mmj Elle est agrave son minimum en juillet-aoucirct et maximale en avril-mai
Humiditeacute de lrsquoair
Lrsquohumiditeacute de lrsquoair est tregraves faible en saison segraveche (20 ndash 40 ) tandis qursquo en saison de
pluie elle atteint 70 agrave 80 voire 90 au cours des averses
II35 Geacuteologie
La description de la geacuteologie est baseacutee sur les travaux de IWACO citeacute par BICABA
(1991)
La geacuteologie du bassin du Kou est une superposition de greacutes encastreacutes entre un socle
essentiellement granito-gneissique de roches orthomeacutetamorphiques et eacuteruptives au fond et
une couche de deacutepocircts reacutecents ou de lateacuterite en surface composeacutee de sables et drsquoargiles
(figure 7)
De bas en haut on distingue
- Le socle absolument impermeacuteable composeacute de roches plutoniques (migmatites et
granites diffeacuterencieacutes) et de roches meacutetamorphiques birrimiennes (schistes micaceacutes
schistes greacuteseux schistes verts amphiboles)
- Les greacutes de base qui sont des greacutes agrave grains grossiers de silice ou de feldspaths tregraves
fissureacutes drsquoune eacutepaisseur de 200 m environ tregraves peu lateacuteriseacutes bien que poreux et
permeacuteables
- Les greacutes de Sotuba glauconieux sur une eacutepaisseur de 80 m drsquoallure schisteuse
poreux fissureacute et tregraves lateacuteriseacutes
- Les greacutes siliceux agrave ciment argileux de Bobo-Dioulasso aux faciegraves nombreux
(schistes de Toun greacutes de Koutiala et greacutes de Bandiagara) Ils sont tendres
heacuteteacuterogegravenes et tregraves lateacuteriseacutes
- Des roches eacuteruptives basiques (doleacuterites et basaltes) impermeacuteables infiltreacutees dans
les fissures des greacutes
- La couverture quaternaire constitueacutee drsquoalluvions sablo-ferrigineux de granulomeacutetrie
disparate drsquoune profondeur drsquoenviron 30 m passablement lateriseacutes
Les formations superficielles sont constitueacutees de cuirasse lateacuteritique et drsquoalluvions
dans les bas-fonds
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Cette geacuteologie qui constitue une situation favorable au stockage et agrave la transmission
de lrsquoeau souterraine est de ce fait lrsquoun des deacuteterminants principaux du systegraveme drsquoeau du
bassin du Kou
0 30 60 Kilomegravetres
CARTE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
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Legende
Geologie du bassin bersantshpDoleritesEtage schistogreso-dolomitiqueGres a galets de quartzGres de baseGres de Sotuba
Figure 7 Carte geacuteologique du bassin versant du Kou
II36 Peacutedologie
Le tableau 2 donne les deacutetails des types de sols en preacutesence sur le bassin ainsi que
leurs profondeurs respectives tandis que la figure 8 donne leur reacutepartition geacuteographique On
remarquera lrsquoomnipreacutesence des sols ferrugineux tropicaux lessiveacutes des sols ferrallitiques et
de sols peu eacutevolueacutes superficiels
Selon la classification de R BOULET et R FAUCK citeacutes par BICABA (1991) on peut
distinguer deux cateacutegories de sols dans le bassin
Les sols profonds (gt100 cm) ce sont
- les sols argilo-sableux en surface argileux en profondeur riches en base satureacutees et
le plus souvent drsquoexcellente qualiteacute
- les sols limono-argileux agrave argilo-limoneux en surface argileux en profondeur
caracteacuteriseacutes par un drainage interne et un drainage externe faibles
- les sols sableux en surface argileux en profondeur (preacutesence de sols mal draineacute)
les sols sableux en surface et sablo-argileux en profondeur
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Les sols agrave profondeurs faibles (lt40 cm) ce sont les sols gravillonnaires de faible valeur
agricole
Figure 8 Carte des sols du bassin versant du Kou
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Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou
Symboles Classification CPCS 1967 Classification BRM 2001
Classes de
sols
Groupes de sols Uniteacutes de
sols de
reference
Uniteacutes infeacuterieures des
sols de reference
Profon-
deur
(m)
LITH Sols mineacuteraux
bruts deacuterosion
Sols mineacuteraux bruts
deacuterosion lithiques
Leptosols Leptosols lithiques 0
PEEL Sols peu
eacutevolueacutes
deacuterosion lithiques Leptosols Leptosols lithiques lt15
PEER deacuterosion Reacutegiques Reacutegosols Reacutegosols eacutepi
squeletiques
50
PEACM dapport colluvio-
alluvial modal
Fluvisols Lixisols ferriques 70
PEAAH dapport alluvial
hydromorphe
Fluvisols Fluvisols gleyiques
BEHV Bruns eutophe
tropicaux
hydromorphes
vertiques
Cambisols Cambisols vertiques
gleyiques
114
VV Vertisols Vertisol vertique Vertisols Vertisols magiques
pelliques
100
FLIS Sols
ferrugineux
tropicaux
lessiveacutes
superficiels Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques
ferriques
20
FLIPP indureacutes peu profonds Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 32
FLIMP indureacutes moyennent
profonds
Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 42
FLIP indureacutes profonds Lixisols Lixisols endo
petroplithiques
101
FLM modal Lixisols Lixisols chromques 120
FLC agrave concreacutetions Lixisols Lixisols ferriques 105
FLTC agrave taches et agrave
concreacutetions
Lixisols Lixisols gleyiques
ferriques
110
FRR Sols
ferrallitiques
faiblement deacutesatureacutes
remanieacutes faiblement
rajeunis
Ferralsols Lixisols rhodiques 124
FRI faiblement deacutesatureacutes
en B remanieacutes indureacutes
Ferralsols Lixisols chromiques
bathiplinthiques
82
FRM deacutesatureacutes en B
remanieacutes modaux
Ferralsols Lixisols rhodiques 125
FTM faiblement deacutesatureacutes Ferralsols Lixisols rhodiques 110
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en B typiques modaux
FTH faiblement deacutesatureacutes
en B typiques
hydromorphes
Ferralsols Lixisols gleyiques
rhodiques
120
HPGE Sols
hydromorphes
humifegraveres
agrave pseudogley
densemble
Gleysols Gleysols gleyiques 107
II37 Veacutegeacutetation
La veacutegeacutetation du bassin (figure 9) est agrave dominance de type savane arbustive agrave
arboreacutee composeacutee de Butyrospermum parkii et de Detarium microcarpum On trouve
eacutegalement des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave boiseacute et forecirct claire (Isoberlinia
doka Burkea africana Terminalia spp) et des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave
arbustive et boiseacute (Burkea africana Butyrospermum parkii Pterocarpus erinaceus)
0 20 40 Kilomegravetres
CARTE DE VEGETATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
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EO
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Legende
Vegetation du bassin versant shpCulture industrielle Savane arboreacutee agrave arbustive et boiseacutee Savane arboreacutee agrave boiseacutee et forecirct claire Savane arbustive agrave arboreacutee
Figure 9 Carte de veacutegeacutetation de la valleacutee du Kou
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II38 Hydrographie
Le reacuteseau hydrographique est dense et est constitueacute drsquoun ensemble de riviegraveres
sources et mares
II381 Les riviegraveres
Le Kou est une riviegravere peacuterenne qui prend sa source aux environs de Kodala agrave une
trentaine de kilomegravetres au sud-ouest de Bobo-Dioulasso Lrsquoaltitude est de 440 m dans ces
reacutegions Il est formeacute par la jonction de deux marigots Kieacuteneacute et Farakoba et coule vers le Nord
recevant successivement les eaux des sources de Nasso celles du marigot de Yengueacute en
rive gauche et en rive droite celles des marigots Niameacute et Weacute
Les principaux affluents sont
agrave lrsquoOuest les riviegraveres suivantes Farakoba Kieacuteneacute Yengueacute SO Suo et Bango
agrave lrsquoEst le Houet le Bingbeacuteleacute et le Niameacute
II382 Les sources mares et lacs
Les principales sources sont
- Les sources de la Guinguette situeacutees en rive gauche
- Les sources de Kokoroueacute situeacutees eacutegalement en rive gauche
- Les sources capteacutees par lrsquoONEA en rive droite en aval desquelles existent drsquoautres
sources non capteacutees mais alimentant eacutegalement la riviegravere du Kou
Pour ce qui est des mares on peut en citer deux
- La mare de Bama situeacutee dans le lit du marigot Bongo qui lrsquoalimente Cette riviegravere a un
bassin versant de 30 km2
- La mare de Tumbagama moins importante que la preacuteceacutedente est situeacutee dans le lit
drsquoun petit affluent du Kou avec un bassin versant de 15 km2
II39 Occupation des sols
Dans la valleacutee du Kou agrave partir de la Guinguette on trouve de zones morphologiques
diffeacuterentes avec des occupations des sols adapteacutees aux conditions de terrain
Au sud de Nasso la valleacutee est eacutetroite dans un terrain onduleacute et peu occupeacute par
lrsquoagriculture Au Nord de Nasso la valleacutee srsquoouvre et continue dans une plaine alluviale drsquoune
largeur de 200 agrave 700 m La plaine est drsquoabord occupeacutee par une forecirct dense puis apregraves
quelques kilomegravetres par des petites parcelles de cultures irrigueacutees ou non A partir du
village de Sosongona situeacute agrave 8 km de la source les terrains cultiveacutes occupent la valleacutee On
remarquera notamment le peacuterimegravetre rizicole de 1100 ha reacutealiseacute au deacutebut des anneacutees 1970
gracircce agrave la coopeacuteration avec la chine ainsi que le peacuterimegravetre maraicirccher reacutealiseacute beaucoup plus
tard pour diversifier la production agricole
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Lrsquooccupation agricole de la valleacutee connaicirct actuellement une certaine acceacuteleacuteration
avec lrsquoameacutenagement informel et spontaneacute de parcelles le long du canal drsquoameneacutee du
peacuterimegravetre rizicole Ceci est actuellement lrsquoune des cause du conflit qui subsiste dans la valleacutee
autour de la question de lrsquoeau Il y a eacutegalement la creacuteation de plantations drsquoarbres fruitiers
par de nouveaux investisseurs galvaniseacutes par lrsquoouverture du marcheacute agrave cause de la difficile
situation de la production en Cote drsquoIvoire
Lrsquooccupation des sols dans le bassin du Kou est eacutegalement marqueacutee par lrsquoexpansion
de la ville de Bobo-Dioulasso pousseacutee par lrsquoaccroissement de la population et le
deacuteveloppement des activiteacutes industrielles
La figure 10 donne un aperccedilu de lrsquooccupation des terres
Figure 10 Carte dlsquooccupation des terres du bassin versant du Kou
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CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE
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III CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE
III1 DONNEES PLUVIOMETRIQUES
III11 Choix des stations et des peacuteriodes drsquoobservation
Avant drsquoenvisager lrsquoeacutetude hydrologique il importe de deacutefinir une peacuteriode et des
stations de reacutefeacuterence agrave partir desquelles les diffeacuterentes investigations srsquoarticuleront
Le bassin versant du Kou est bien desservi pour ce qui est des observations de la
pluviomeacutetrie Les donneacutees disponibles sont des donneacutees journaliegraveres et elles ont plusieurs
sources
Des anciennes donneacutees de la base de donneacutees PLUVIOM de la Direction Reacutegionale de
lrsquoHydraulique des Hauts-Bassins (tableau 3)
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Beregadougou 1974 2000 27 0
Bondoukuy 1963 1998 36 57
Koumbia 1964 2000 37 0
Moussoudougou 1992 1996 5 0
Nasso 1960 1996 37 83
Orodara 1955 2000 46 0
Samorogouan 1964 1998 35 58
Des donneacutees de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et des stations de lrsquoINERA (tableau 4)
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Bama 1986 2005 20 10
Farakoba 1960 2005 46 67
Bobo-Dioulasso 1959 2005 47 0
Les nouvelles stations pluviomeacutetriques de la Direction Provinciale de lrsquoAgriculture de
lrsquoHydrauliques et des Ressources Halieutiques du Houet (tableau 5)
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE
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Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Karankasso-Sambla 2003 2005 3 0
Badema 2003 2005 3 0
Satiri 2003 2005 3 0
Toussiana 2003 2005 3 0
Nota Les donneacutees dont la disponibiliteacute est indiqueacutee dans les tableaux 13 agrave 15 sont des
hauteurs de pluies journaliegraveres Les lacunes repreacutesentent les taux drsquoanneacutees dont les
donneacutees ne sont pas disponibles Les anneacutees prises en compte sont donc des anneacutees sans
lacune quant agrave la pluie journaliegravere
La figure 11 donne la situation geacuteographique des diffeacuterentes stations on
remarquera que quatre drsquoentre elles sont situeacutees sur le bassin versant On peut en conclure
que le bassin est bien desservi en stations pluviomeacutetriques mecircme si lrsquoon doit noter
eacutegalement leur concentration au centre Ces stations agrave savoir Nasso Farakoba Bobo-
Dioulasso et Bama ont des chroniques assez longues et des taux de lacunes acceptables
Nous nous baserons de ce fait sur elles pour lrsquoeacutetude de notre bassin versant
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE
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Figure 11 Situation geacuteographique des stations pluviomeacutetriques
Pour ce qui est de la peacuteriode drsquoobservation pour cette eacutetude nous retiendrons une
peacuteriode de trente ans de 1976 agrave 2005 Nous nous limitons en arriegravere agrave 1976 pour ecirctre sucircr
de deacutepasser la rupture climatique intervenue en 1970 (Albergel 1987 Maheacute 2001) ce qui
devrait confeacuterer une certaine homogeacuteneacuteiteacute agrave nos donneacutees
III12 Controcircle de la qualiteacute des donneacutees
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de pluies ainsi que leur qualiteacute ont eacuteteacute veacuterifieacutees par les
meacutethodes de la moyenne mobile et lrsquoeacutetude des correacutelations entre stations
III121 Veacuterification de lrsquohomogeacuteneacuteiteacute intrinsegraveque des seacuteries
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute drsquoune seacuterie traduit le fait que les proprieacuteteacutes de la loi statistique qui
reacutegit le pheacutenomegravene (moyenne variance ou moments dordre supeacuterieur) sont invariantes au
cours du temps Lrsquoeacutechantillon ne doit preacutesenter ni tendance (agrave la hausse ou agrave la baisse) ni
pheacutenomegravene cyclique ni rupture La meacutethode de la moyenne mobile permet drsquoeffectuer une
telle veacuterification Nous lrsquoavons appliqueacutee aux diffeacuterentes stations avec un pas de temps de 3
et 5 ans Pour ce faire nous avons dresseacute les graphiques des pluies annuelles (p_an) des
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE
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pluies moyennes annuelles (Pmoy) des moyennes mobiles sur trois ans ( mob_3) et sur
cinq ans (mob_5) pour les quatre stations pluviomeacutetriques retenues
Le deacutetail de ces calculs est reacutesumeacute dans lrsquo annexe I et les figures 12 agrave 15 ci-
dessous nous montrent les reacutesultats des diffeacuterents controcircles effectueacutes
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
anneacutees
plu
ies (
mm
)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 12 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station Bobo-Dioulasso
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
Anneacutee
Hau
teu
r (m
m)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 13 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Farako-ba
0
200
400
600
800
1000
1200
1992 1996 2000 2004 2008
Anneacutees
Plu
ie (
mm
) P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 14 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Bama
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 15 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Nasso
Conclusion Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale on constate que les seacuteries sont homogegravenes
III122 Etude des correacutelations entre stations
La meacutethode utiliseacutee est celle du double cumul sur les pluviomeacutetries annuelles des
quatre stations
Cette meacutethode consiste agrave faire pour la station eacutetudieacutee (A) et la station de
comparaison (B) le calcul de la pluviomeacutetrie cumuleacutee jusqursquoagrave lrsquoanneacutee i soit Ta (i) et Tb(i) et
agrave porter sur un graphique les diffeacuterents points Mi de coordonneacutees respectives Ta(i) et Tb(i)
Le principe est qursquoen en absence drsquoanomalie ces deux stations mesurent chaque anneacutee une
pluviomeacutetrie annuelle dans un rapport sensiblement constant et en conseacutequence les points
Mi sont pratiquement aligneacutes par contre si une erreur systeacutematique a pu srsquointroduire la
droite des Mi preacutesentera alors une cassure
Lrsquoapplication de cette meacutethode aux stations pluviomeacutetriques de Bama Koumi et laquo la
confluence raquo (stations eacutetudieacutees) drsquoune part et celle de Bobo-Dioulasso (station de reacutefeacuterence)
drsquoautre part est repreacutesenteacutee par les figures 16 agrave 18 Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de Bobo-
Dioulasso a en effet deacutejagrave eacuteteacute eacutetablie par des eacutetudes anteacuterieures BICABA (1991)
0
10000
20000
30000
40000
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Pluies Bobo-Dioulasso cumuleacutees (mm)
Plu
ies
Fa
rak
ob
a c
um
uleacute
e
(mm
)
Figure 16 Test de la meacutethode des doubles masses appliqueacutee agrave la station de Farakoba
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
Pluies cumuleacutees Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ies c
um
uleacute
es B
am
a
(mm
)
Figure 17 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Bama (valleacutee du Kou)
0
10000
20000
30000
40000
00 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000
P cumuleacutee Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ie c
um
uleacute
Nasso
(m
m)
Figure 18 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Nasso
On ne constate pas de rupture pour les stations de Nasso et Farakoba ceci nrsquoest
pas le cas de la station de Bama ougrave lrsquoon observe une cassure qui intervient entre 1990 et
1995 Ceci est certainement une anomalie car elle nrsquoapparaicirct pas au niveau des autres
stations pourtant voisines
Nous proceacutedons au prochain paragraphe agrave la correction de cette anomalie et au
comblement des lacunes
Plusieurs meacutethodes de correction sont proposeacutees dans la litteacuterature nous utilisons ici
celles preacuteconiseacutees par Andreacute MUSY de lrsquoEPFL dans son cours drsquoHydrologie geacuteneacuterale en
ligne Deux techniques sont employeacutees
Remplacement de la valeur manquante par la moyenne de la station de reacutefeacuterence Cette
meacutethode a eacuteteacute utiliseacutee lorsque les preacutecipitations moyennes annuelles de la station agrave
compleacuteter ne diffegraverent pas de plus de 10 des preacutecipitations moyennes annuelles de la
station de reacutefeacuterence
Remplacement de la valeur manquante par une moyenne pondeacutereacutee par la tendance
annuelle des stations pluviomeacutetriques soit
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Ougrave
donneacutee manquante de preacutecipitation (par exemple) estimeacutee
nombre de stations de reacutefeacuterence
preacutecipitation agrave la station de reacutefeacuterence
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station de reacutefeacuterence
Les reacutesultats sont consigneacutes dans le tableau 6
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles
Anneacutee Bobo-Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
2005 8611 8582 6274 8011
2004 9420 8333 7455 8642
2003 11559 11456 10885 11657
2002 8027 6747 6543 7320
2001 9140 7761 7884 8523
2000 11714 10736 10421 11300
1999 10652 10915 10391 10995
1998 11214 12323 9280 11223
1997 8729 11939 8096 9829
1996 9005 10236 7577 9170
1995 12777 11604 9414 11558
1994 8957 10758 8572 9698
1993 9430 834 7736 8753
1992 12382 12382 10775 9506
1991 11981 952 11521 12936
1990 9947 10308 9170 9102
1989 8275 9212 8280 9661
1988 10145 10145 8828 8570
1987 8663 8663 8361 9522
1986 8798 9281 7894 8717
1985 13315 13056 11475 8565
1984 9716 8156 7782 9496
1983 7781 7528 6662 8830
1982 9456 12123 9380 9634
1981 10423 11451 9514 7869
1980 8414 9043 7594 10817
1979 10657 10189 9072 13323
1978 10367 11284 9417 11283
1977 8354 996 7963 9018
1976 9961 10836 9046 11125
lacunes () 00 10 467 433
Moyenne 9609 10096 8507 9822
NB Les cases en gris contiennent les valeurs compleacuteteacutees ou corrigeacutees
III13 Etude de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere
III131 Pluviomeacutetrie journaliegravere
Lrsquoanalyse des pluies journaliegraveres sur la peacuteriode de 1976 agrave 2006 fait ressortir que le
nombre de jour de pluie dans lrsquoanneacutee varie drsquoune station agrave lrsquoautre de 50 jours (au nord) agrave 70
jours (au sud) Le mois drsquoaoucirct est le mois le plus pluvieux avec 13 jours en moyenne sur les
quatre stations Les hauteurs maximales de pluies journaliegraveres (tableau 7) sont souvent tregraves
eacuteleveacutees et peuvent atteindre 100 mm soient 10 de la pluviomeacutetrie totale annuelle
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Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou
Bobo-
Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
1976 48 711 654
1977 618 78 728
1978 657 714 641
1979 699 897 1029
1980 76 582 687
1981 77 58 711
1982 45 782 744
1983 661 484 698
1984 73 465 537
1985 813 837 68
1986 868 814 64 78
1987 469 1226 673
1988 711 48
1989 554 609 999 86
1990 652 676 747 966
1991 55 537 732 119
1992 772 384
1993 675 44 581
1994 49 622 931
1995 806 651 1071
1996 556 713 478
1997 436 94 652
1998 943 87 87
1999 583 804 982
2000 678 465 468
2001 459 404 608
2002 666 578 45
2003 803 803 753
2004 434 538 82
2005 636 1059 672
NB Les cases en gris repreacutesentent les lacunes
III132 Variabiliteacute saisonniegravere
La figure 19 montre pour les quatre stations que les pluies se concentrent sur la
peacuteriode de mai agrave mi-octobre (saison des pluies) qui repreacutesente plus de 90 de la pluie
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annuelle Les pics sont uniques sur lrsquoanneacutee (saison monomodale) et ils se situent en aoucirct agrave
chaque station et atteignent 250 mm ce qui correspond agrave 27 de la pluie annuelle
00
500
1000
1500
2000
2500
3000
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Farako-ba
Bama
Nasso
Bobo-D
Figure 19 Variabiliteacute saisonniegravere et spatiale de la pluviomeacutetrie (moyenne calculeacutee de 1976 agrave 2005)
III133 Etude statistique des pluies annuelles
Les pluies annuelles ont eacuteteacute ajusteacutees agrave la loi normale
On sait que la loi normale a pour fonction de reacutepartition
u
t dtexXobxF 22
2
1Pr)(
avec ndashltxlt+
Les paramegravetres de la loi normale sont la moyenne m et lrsquoeacutecart type s
Lrsquoeacutequation de la droite drsquoajustement est X=m+sU
Ougrave
- X est la valeur de la pluviomeacutetrie qui correspond agrave une probabiliteacute au non
deacutepassement donneacutee
- U est la valeur de la variable centreacutee reacuteduite qui correspond agrave cette probabiliteacute au
non deacutepassement U est donneacute par la table de Gauss
Les reacutesultats de lrsquoajustement sont reacutesumeacutes dans les tableaux 8 agrave 12 Les quantiles
sont calculeacutes avec un intervalle de confiance agrave 90 Rappelons que les intervalles de
confiance sont donneacutes par la relation suivante
641902)(1)()(Pr2
avecFun
FxFxob
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Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude
statistique des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9929 10373 9485
Quinquennale Segraveche 8683 9199 8166
Humide 11175 11692 10659
Deacutecennale Segraveche 8030 8629 7431
Humide 11828 12427 11229
Centennale Segraveche 6472 7328 5616
Humide 13386 14242 12530
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 10096 10582 9609
Quinquennale
Segraveche 8732 9297 8166
Humide 11459 12025 10894
Deacutecennale
Segraveche 8018 8673 7362
Humide 12174 12829 11518
Centennale
Segraveche 6313 7250 5376
Humide 13878 14815 12941
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 8775 9193 8357
Quinquennale Segraveche 7603 8089 7117
Humide 9947 10433 9461
Deacutecennale Segraveche 6989 7553 6426
Humide 10561 11124 9997
Centennale Segraveche 5525 6330 4720
Humide 12025 12830 11220
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Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9822 9378 10265
Quinquennale Segraveche 8578 8062 9094
Humide 11065 10550 11581
Deacutecennale Segraveche 7927 7329 8525
Humide 11717 11119 12315
Centennale Segraveche 6372 5518 7226
Humide 13272 12417 14126
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du Quantile
borne infeacuterieure
Borne supeacuterieure
Anneacutees correspondantes
Moyenne 9565 9154
9977
1977 1979 1988 1990 1991 1996
Quinquennale Segraveche 8411
7932
8890
19801984 1987 1989 1993 2004
Humide 10720
10241
11198
1978 1981 1982 1994 1995 1997 1999
2000
Deacutecennale Segraveche 7806 7251 8361
1983 2001
Humide 11325 10770 11880
1992 1998 2003
centennale Segraveche 6363 5570 7156
2002
Humide 12768 11974 13561
1985
On note lrsquoextrecircme variabiliteacute interannuelle de la pluie au niveau de chacune des
stations On note eacutegalement que les valeurs des diffeacuterents quantiles sur les quatre stations
sont sensiblement les mecircmes Hormis les stations de Bama et Nasso dont les donneacutees ont
eacuteteacute reconstitueacutees agrave respectivement agrave 467 et 433 agrave partir de la station de Bobo on peut
utiliser indiffeacuteremment les stations de Farakoba et de Bobo pour la preacutedeacutetermination des
grandeurs pluviomeacutetriques sur le bassin du Kouhellip
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III14 Etude de la variabiliteacute spatiale et calcul de la pluie moyenne sur le bassin versant
La figure 19 (deacutejagrave vue) montre que la pluviomeacutetrie annuelle ne varie pas beaucoup
drsquoune station agrave lrsquoautre On note cependant une leacutegegravere baisse du sud au nord
Pour la deacutetermination de la pluie moyenne interannuelle sur le bassin nous utilisons
la meacutethode des polygones de Thiessen qui procegravede comme suit A chaque station on
affecte la surface du polygone obtenu en traccedilant les meacutediatrices des segments reliant la
station concerneacutee aux stations voisines La pluie moyenne Hm sera obtenue en faisant la
somme pondeacutereacutee des pluies aux diffeacuterentes stations le coefficient de pondeacuteration eacutetant la
surface du polygone concerneacute inteacuterieur agrave S rapporteacutee agrave la surface S
)(1
NNCCBBm SHSHSHs
H
La figure 20 donne une repreacutesentation des polygones de Thiessen traceacute en ne
consideacuterant que les trois stations de Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama La station de
Nasso nrsquoa pas eacuteteacute prise en compte pour les raisons que nous expliciterons au paragraphe
III4 Les cœfficients correspondants sont consigneacutes au tableau 13
Tableau 13 Coefficients de Thiessen
bassin versant du Kou Station hydromeacutetrique de Koumi
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 038 Farakoba 318 094
Bobo 360 025 Bobo 20 006
Bama 567 037
Total 1858 1 Total 347 1
Station hydromeacutetrique de Badara Station hydromeacutetrique de la confluence
Niameacute_Baouleacute
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 071 Farakoba 378 045
Bobo 25 007 Bobo 335 026
Bama 73 022 Bama 339 029
Total 989 1 Total 1605 1
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U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
0 30 60 Kilomegravetres
Polygone de Thiessen des stations pluviometriques
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Limite du bassin-versant
station pluviometrique
Reacuteseau hydrographique
Polygone de thiessen
U Station hydromeacutetrique
(Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama)
Figure 20 Polygone de Thiessen des stations pluviomeacutetriques (NB la station de Nasso nrsquoest pas prise en
compte) Les hauteurs des pluies moyennes agrave consideacuterer pour chaque sous-bassin versant ont eacuteteacute calculeacutees et consigneacutees au tableau 14
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Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants
calculeacutees suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
Anneacutees Bassins versants
Koumi Badara Confluence Valleacutee du Kou
Niame-Baoule
2005 8584 8076 792 7735
2004 8398 8216 8361 828
2003 11462 11338 11317 1127
2002 6824 6792 7021 6992
2001 7844 7888 8155 8151
2000 10795 10735 10899 10864
1999 10899 10781 10695 10655
1998 12256 11578 11152 1092
1997 11746 10869 999 9715
1996 10162 9565 9145 8944
1995 11674 11204 11274 11087
1994 10650 10619 10273 10286
1993 8405 8717 9019 9118
1992 12382 11898 11744 11568
1991 9668 10132 1074 10876
1990 10286 10032 9884 9797
1989 9156 8941 8698 8633
1988 10145 980 969 9565
1987 8663 8597 8575 8551
1986 9252 8942 8753 8647
1985 13072 12485 12346 12129
1984 8250 8262 8557 854
1983 7543 7469 7493 7462
1982 11963 11309 10603 10401
1981 11389 10803 10425 10226
1980 9005 886 8696 8651
1979 10217 10217 10304 10298
1978 11229 10891 10613 10502
1977 9864 9443 901 8879
1976 10784 10479 10218 10119
Moyenne 10086 9831 9719 9629
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III2 DONNEES HYDROMETRIQUES
III21 Inventaire des stations hydromeacutetriques
Les observations hydromeacutetriques dans la valleacutee du Kou ont commenceacute en 1955 par
la creacuteation de plusieurs stations de mesure Pour la peacuteriode de 1955 agrave 1985 HURE (1998)
en a deacutenombreacute 13 Drsquoautres stations ont eacuteteacute creacuteeacutees par la suite notamment agrave lrsquooccasion de la
mise en œuvre de projets de deacuteveloppement ou de programmes drsquoeacutetudes couvrant la zone
On distingue
- Les stations du reacuteseau hydromeacutetrique national
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo valleacutee du Kou raquo
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo ressource en eau de Bobo-Dioulasso raquo
- Les stations installeacutees pour 3 ans lors de la mission drsquoeacutetude neacuteerlandaise IWACO
Dans le cadre de cette eacutetude nous disposons des donneacutees de la base de donneacutees
sous Hydracces laquo GEeauPlusmdb raquo de la DRAHRHHB qui gegravere les reacutesultats issues des
observations effectueacutees sur un certain nombre de stations Le tableau 15 fait lrsquoinventaire des
stations de cette base et la figure 21 montre leur reacutepartition geacuteographique sur le bassin
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo
Id_Station Nom Latitude Longitude Superficie
bassin (kmsup2)
Deacutebut_Activiteacute
1202701600 Sources de Pesso - - - -
1202701601
Confluence
Niameacute-Baouleacute - - 1605 -
1202701603 Badara 11deg227N 4deg2202W 989 1955
1202701606 Diaradougou 1960
1202701612 Nasso Amont 11deg1202N 4deg2604W 405 1961
1202701613 Nasso Milieu 11deg1200N 4deg2600W 1961
1202701614 Nasso Aval 11deg1300N 4deg2600W 646 1961
1202701620 Koumi 11deg0800N 4deg2500W 343 1985
1202710300
Mare aux
Hippopotames 11deg3446 4deg1007 - 1997
1202711310
Exutoire de la
Mare 11deg3446 4deg2500W - 1997
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Figure 21 Reacuteseau hydrographique du bassin du Kou et emplacement des stations hydromeacutetriques
Les donneacutees de deacutebits dont nous disposons sont de pas de temps journalier Ils sont
repreacutesenteacutees dans le tableau 16 et la figure 22 en donne le chronogramme des
observations Le propre de ces stations est qursquoelles ne sont en geacuteneacuteral suivies que pendant
la peacuteriode de mise en œuvre de projets ou programmes qui les ont installeacutees Actuellement
seules trois drsquoentre elles agrave savoir celles de Koumi de Badara et de la confluence Niameacute-
Baouleacute qui appartiennent au reacuteseau national sont encore opeacuterationnelles Crsquoest
fondamentalement sur elles que nous nous appuierons pour cette eacutetude
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes
Id_Station Nom Date Deacutebut Date Fin Lacunes
()
Nombre
Valeurs
1202701601 Confluence
Niameacute-Baouleacute
02011986 08122002 466 4805
1202701603 Badara 07011984 08122002 1433 4593
1202701606 Diaradougou 03012004 31122004 303 301
1202701612 Nasso Amont 09011961 08121974 3005 1557
1202701613 Nasso Milieu 06011961 31121991 427 8823
1202701614 Nasso Aval 06011961 10121997 856 4731
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1202701620 Koumi 02011987 04121999 712 4109
Chronogramme des donneacutees de la Table Debits
06011961 29061966 20121971 11061977 02121982 24051988 14111993 07051999 27102004
Confluence Niameacute-Baouleacute
Badara
Diaradougou
Nasso amont
Nasso milieu
Nasso aval
Koumi
Figure 22 Chronogramme des deacutebits mesureacutes aux stations hydromeacutetriques
III22 Critique des donneacutees
Malgreacute ses cinquante ans drsquoexistence le reacuteseau des stations hydrographiques est
incapable de fournir des donneacutees fiables
Les seacuteries chronologiques des deacutebits observeacutes sont de tregraves mauvaise qualiteacute Elles
sont parsemeacutees de lacunes (figures 23 agrave 25) pouvant aller jusqursquoagrave lrsquoabsence de
donneacutees sur toute une anneacutee voire plusieurs anneacutees
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Station Confluence Niameacute-Baouleacute Capteur J-Qjo = Deacutebits
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =
gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 23 Deacutebits moyens annuels agrave la station de la confluence et lacunes
Station 1202701620 = Koumi Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
01
02
03
04
05
06
07
08
1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its
Mo
yen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 24 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Koumi et lacunes
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Station 1202701603 = Badara Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 25 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Badara et lacunes
De plus une analyse plus deacutetailleacutee des donneacutees brutes nous a permis de mettre en
eacutevidence des incoheacuterences dans ces donneacutees
Plusieurs jours conseacutecutifs avec exactement le mecircme deacutebit moyen journalier
(Koumi confluencehellip)
Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie particuliegraverement pour
la station de Koumi ougrave on assiste agrave une inversion des valeurs
Absence de correacutelation entre des stations cependant voisines (BICABA 1991)
Cette impreacutecision des donneacutees srsquoexplique par les problegravemes drsquoeacutetalonnage lieacutes agrave
lrsquoinstabiliteacute des seuils de jaugeage crsquoest le cas de Koumi et de la confluence Niameacute-
Badara (HURE 1998) Drsquoautre part du fait de la violence des deacutebits du cours drsquoeau
durant la saison des pluies il serait pratiquement impossible drsquoobtenir des jaugeages
preacutecis
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0
20
40
60
80
100
010
119
93
160
119
93
310
119
93
150
219
93
020
319
93
170
319
93
010
419
93
160
419
93
010
519
93
160
519
93
310
519
93
150
619
93
300
619
93
150
719
93
300
719
93
140
819
93
290
819
93
130
919
93
280
919
93
131
019
93
281
019
93
121
119
93
271
119
93
121
219
93
271
219
93P
luie
s (
mm
)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluie
Deacutebit_1993
Figure 26 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de la Confluence
Niameacute-Baouleacute (1993)
0
20
40
60
80
100
120
140
11
97
14
19
7
27
19
7
92
97
22
29
7
73
97
20
39
7
24
97
15
49
7
28
49
7
11
59
7
24
59
7
66
97
19
69
7
27
97
15
79
7
28
79
7
10
89
7
23
89
7
59
97
18
99
7
11
09
7
14
10
97
27
10
97
91
19
7
22
11
97
51
29
7
18
12
97
31
12
97
Plu
ies
(m
m)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluviomeacutetrie
Deacutebit_1997
Figure 27 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de Badara (1997)
Le deacutebit du Kou semble ne plus ecirctre tregraves laquo naturel raquo Il faut deacutejagrave noter les
preacutelegravevements effectueacutes par lrsquoONEA et les peacuterimegravetres irrigueacutes mais on note eacutegalement
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une augmentation subite et a priori injustifieacutee des deacutebits (chroniques de Badara et de la
Confluence) qui intervient du 6 au 13 de chaque mois avec un pic le 8 et ce mecircme en
saison segraveche Nous nrsquoavons pas encore eu drsquoexplication de ce pheacutenomegravene jusqursquoagrave la
reacutedaction de ce rapport malgreacute une petite enquecircte meneacutee aupregraves de lrsquoONEA Ce
pheacutenomegravene a certainement son explication dans les preacutelegravevements divers opeacutereacutes en
amont lrsquoaugmentation traduisant une lacirccheacutee drsquoeau ou un arrecirct de pompage
En somme seules les donneacutees de Badara sont vraiment exploitables agrave condition
lagrave aussi de les nettoyer des incoheacuterences qui y subsistent
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III3 DONNEES DrsquoEVAPOTRANSPIRATION
Pour lrsquoanalyse de lrsquoeacutevapotranspiration nous disposons drsquoune chronique agrave la station
meacuteteacuteorologique de Bobo-dioulasso calculeacutee suivant la formule de Penman et couvrant la
peacuteriode allant de 1961 agrave 2003 soient 43 ans
Une moyenne mensuelle a eacuteteacute calculeacutee sur la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la figure 28
illustre les variations saisonniegraveres de lrsquoETP que nous en avons deacuteduites Cette variation est
assez bien marqueacutee au cours de lrsquoanneacutee Les valeurs maximales (autour de 180 mm) sont
observeacutees en saison segraveche de deacutecembre agrave mai avec un pic en mars (196 mm) Les valeurs
minimales sont observeacutees en saison des pluies (agrave cause essentiellement de la couverture
nuageuse plus freacutequente du ciel et de lhumiditeacute eacuteleveacutee de lair) de juin agrave novembre avec un
minimum en aoucirct (120 mm)
La variation interannuelle de lrsquoeacutevapotranspiration (figure 29) est par contre moins
marqueacutee Pour la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la moyenne se situe agrave 1977mm On note
cependant une leacutegegravere tendance agrave la hausse
0
50
100
150
200
250
Janv
ier
Feacutevrie
r
mar
sav
rilm
ai
juin
juille
t
aout
sept
embr
e
octo
bre
nove
mbr
e
dece
mbr
e
ET
P (
mm
)
Figure 28 Variation saisonniegravere de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
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0
500
1000
1500
2000
2500
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
ET
P a
nn
uelle (
mm
)
Figure 29 Variation interannuelle de LrsquoETP (de 1976 agrave 2003)
La comparaison des variations saisonniegraveres de lrsquoeacutevapotranspiration et de la pluie
(figure 30) montre que seuls les mois de juillet aoucirct et septembre preacutesentent un bilan
positif cest-agrave-dire que la pluie est supeacuterieure agrave lrsquoETP
0
50
100
150
200
250
300
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Pluie Farako-ba
Pluie_Bama
Pluie_Nasso
Pluie_Bobo-D
ETP(mmmois)
Figure 30 Comparaison de la pluviomeacutetrie avec lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
III4 CONCLUSION
Le tableau 17 fait la synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
La premiegravere ligne repreacutesente les anneacutees et la couleur grise indique la preacutesence de
donneacutees hydromeacutetriques de lrsquoanneacutee consideacutereacutee
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Les lignes suivantes renseignent sur la disponibiliteacute des donneacutees pluviomeacutetriques
laquo 1 raquo signifie que les donneacutees de lrsquoanneacutee et de la station consideacutereacutees sont disponibles Si
les donneacutees drsquoune anneacutee manquent rien nrsquoest alors marqueacute
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
Bad
ara
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Ko
um
i
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Co
nfu
en
ce
Nia
meacute-b
ao
uleacute
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
On en tire les conclusions suivantes
Les donneacutees de la station pluviomeacutetrique de Nasso preacutesentent des lacunes au cours
des peacuteriodes ougrave lrsquoon dispose des donneacutees hydromeacutetriques Aussi nous nous
proposons de ne garder que les trois autres stations restantes (Farakoba Bobo-
Dioulasso Bama) Rappelons que les autres stations situeacutees hors bassin du Kou
nrsquoont que des observations de trois ans (2003-2005) Les pluies moyennes sur les
bassins versants seront calculeacutees uniquement avec les donneacutees de ces trois stations
Les donneacutees hydromeacutetriques sont de tregraves mauvaise qualiteacute Cela avait deacutejagrave eacuteteacute
remarqueacute par les eacutetudes anteacuterieures (BICABA 1991 HURE 1998 BERTHIAUD
2001) Seules les donneacutees de Badara sont utilisables et en croisant avec les
donneacutees pluviomeacutetriques on constate que la peacuteriode constitueacutee drsquoanneacutees
conseacutecutives la plus longue est celle de 1996 agrave 2002 soit sept ans Crsquoest donc sur
cette peacuteriode que nous essayerons de travailler pour la mise en œuvre de la
modeacutelisation
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MODELISATION
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IV MODELISATION
La modeacutelisation hydrologique a pour but de donner une repreacutesentation simplifieacutee du
systegraveme bassin versant qui permette drsquoexpliquer et de preacutedire la reacuteponse de ce dernier agrave une
seacuterie de sollicitations
Les modegraveles hydrologiques les plus classiques sont ceux qui permettent de faire la
transformation pluie-deacutebit HYSIM modegravele que nous utiliserons dans le cadre de ce travail
est de cette cateacutegorie Ce modegravele a eacuteteacute mis au point par la laquo water resource associates raquo de
Grande Bretagne et il a drsquoailleurs eacuteteacute reacutecemment eacutelu par lrsquoagence de lrsquoenvironnement du
Royaume Uni (United Kingdom Environment Agency) comme son principale modegravele laquo pluie-
deacutebit raquo HYSIM est en effet adapteacute pour reacutesoudre les problegravemes suivants
Lrsquoextension des chroniques de deacutebits
Lrsquoeacutetude des variations climatiques
Reconstitution des eacutecoulements naturels sur des bassins laquo anthropiseacutes raquo
Lrsquoeacutetude des interactions eaux de surface eaux souterraines
Dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous avons vu que les donneacutees
pluviomeacutetriques disponibles de la valleacutee du Kou sont de bonne qualiteacute et qursquoelles couvrent
une bonne peacuteriode ndash souvent plus de cinquante ans Par contre cela nrsquoest pas le cas des
donneacutees hydromeacutetriques Lrsquoemploi de HYSIM pourrait alors aider agrave surmonter ce handicap
en reconstituant les donneacutees manquantes de deacutebits et permettre ainsi de calculer le bilan
hydrologique qui est lrsquoobjectif principal de cette eacutetude
Lrsquoutilisation drsquoun modegravele pour simuler des deacutebits sur un bassin versant donneacute est
conditionneacutee par lrsquoachegravevement de deux opeacuterations importantes que sont le calage ou
calibration du modegravele et sa validation Ce sont lagrave les deux points importants que nous
aborderons dans cette troisiegraveme partie mais apregraves une preacutesentation plus deacutetailleacutee du
modegravele
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MODELISATION
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IV1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU MODELE
HYSIM est un modegravele de simulation hydrologique agrave reacuteservoirs faisant intervenir des
relations matheacutematiques pour deacuteterminer les eacutecoulements geacuteneacutereacutes par des preacutecipitations sur
un bassin versant Il se situe agrave mi-chemin entre un modegravele laquo physique raquo analysant et
quantifiant les pheacutenomegravenes physiques se produisant dans le bassin versant et un modegravele
empirique agrave base de reacutegressions multiples Crsquoest un modegravele conceptuel
IV11 Bases theacuteoriques du modegravele
Les processus hydrologiques au sein du bassin versant sont scheacutematiseacutes par les
transferts entre sept reacuteservoirs virtuels en communication La capaciteacute des reacuteservoirs le taux
maximum de transfert entre eux et les eacutequations qui commandent les processus de transfert
sont deacutefinis par des paramegravetres indeacutependants du temps A lrsquoopposeacute les volumes des
reacuteservoirs et les taux de transfert varient en fonction du temps
La repreacutesentation scheacutematique agrave la figure 31 illustre la faccedilon dont les reacuteservoirs sont
raccordeacutes entre eux et permet de mieux comprendre le fonctionnement du modegravele
Ces reacuteservoirs se deacutefinissent comme suit
Reacuteservoir de neige
Toutes les preacutecipitations tombant sous forme de neige sont retenues dans ce
reacuteservoir avant drsquoecirctre libeacutereacutees vers le reacuteservoir drsquointerception Le taux de transfert entre ces
deux reacuteservoirs est eacutegal au taux de fusion potentiel de la neige
Reacuteservoir drsquointerception
La pluie (ou dans certains cas la neige) peut ecirctre retenue par la veacutegeacutetation puis
redistribueacutee en une partie qui parvient au sol et une autre qui seacutevapore La partie
natteignant jamais le sol forme linterception Ce reacuteservoir est la premiegravere destination des
eaux de pluies de mecircme il est le premier agrave ecirctre deacutebiteacute par lrsquoeacutevapotranspiration
Stockage dans les deacutepressions
On deacutefinit leau de stockage dans les deacutepressions comme leau retenue dans les
creux et les deacutepressions topographiques du sol pendant et apregraves une averse
Horizon supeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute retenue dans les couches superficielles du sol Il a
une capaciteacute finie eacutegale agrave la profondeur de lrsquohorizon multiplieacutee par sa porositeacute
Le taux drsquohumidification de lrsquohorizon dont la distribution spatiale est consideacutereacutee triangulaire
est majoreacute par le taux drsquoinfiltration potentielle Ce taux drsquoinfiltration potentielle est baseacute sur
lrsquoeacutequation de Philips ci-dessous
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5150 tttx
Avec
x = distance parcourue par le front drsquohumectation
t = temps pour lequel 0x
et sont fonctions du type et des conditions du sol Manley (1978) deacutemontre que cette
relation peut ecirctre approcheacutee par lrsquoexpression suivante
ktkPtx 50)2( avec
P= succion capillaire
K = permeacuteabiliteacute agrave saturation du medium drsquoougrave lrsquoon tire le taux drsquoinfiltration potentielle
Brooks et Corey (1964) deacutemontrent que P srsquoexprime par
1
eb SPP
Ougrave Pb = Pression de bouillonnement (bubbling presure en mm de colonne drsquoeau)
= indice de composition granulomeacutetrique
Se= Humiditeacute efficace deacutefinie par la relation suivante
)01()( rre SSmS
Avec m = humiditeacute agrave saturation du sol
Sr = Humiditeacute reacutesiduel correspondant agrave lrsquohumiditeacute minimale agrave laquelle on peut
emmener le sol en lrsquoasseacutechant par augmentation de la succion En simulant la teneur en eau
de lrsquohorizon supeacuterieur on pourra alors simuler les forces qui causent le mouvement de lrsquoeau
La principale perte drsquoeau de lrsquohorizon superficiel est due agrave lrsquoeacutevapotranspiration qui si
la succion capillaire est infeacuterieure agrave 15 atmosphegraveres srsquoeacutetablit au taux potentiel (toute perte
drsquointerception ayant eacuteteacute pris en compte) Si la succion capillaire est supeacuterieure agrave 15
atmosphegraveres aucune eacutevaporation ne se produit
Le deuxiegraveme transfert drsquohumiditeacute agrave consideacuterer est lrsquoeacutecoulement hypodermique ou
retardeacute Il se produit suivant un taux qui est une fonction complexe de la permeacuteabiliteacute
horizontale efficace la pente de la couche et la distance au chenal
Brooks et Corey (1964) citeacute par Manley (2003) ont deacutemontreacute que la permeacuteabiliteacute
efficace des milieux poreux est donneacutee par
)32()( ee SKK ougrave
Ke est la permeacuteabiliteacute efficace et les autres termes sont tels que deacutefinis
preacuteceacutedemment
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Figure 31 Scheacutema de fonctionnement du modegravele
Lrsquoeacutecoulement hypodermique ou retardeacute est donneacute par la relation suivante
Reacuteservoir de neige
Nappe
intermeacutediaire
Horizon infeacuterieur
Horizon
superficiel
Reacuteservoir
drsquointerception
Nappe profonde
Chenaux mineurs
Reacutetention dans les deacutepressions
Ruissellement
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
souterrain
Ecoulement
souterrain
EVAPOTRANSPIRATION
PLUIE
NEIGE
Recharge ou
reacutecession de la nappe
Ecoulement dans
les riviegraveres
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)32()(1 SeRfacuehypodermiqEcoulement
Avec Rfac1= permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation mmh
La percolation est le dernier type de transfert se produisant agrave partir de cet horizon
Elle est donneacutee par
)32()( eb SKnPercolatio ougrave
Kb = permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la limite de lrsquohorizon
Se = Humiditeacute efficace de lrsquohorizon superficiel
En combinant les eacutequations preacuteceacutedentes le taux drsquoaccroissement du stock est donneacute
par
)32()1(
eb SKRfaci
dt
ds
Ougrave i = Flux entrant
S = reacuteservoir drsquohumiditeacute
t = le temps
Cette eacutequation ne peut malheureusement ecirctre reacutesolue de maniegravere explicite Mais en
faisant lrsquohypothegravese selon laquelle la variation du stock serait neacutegligeable devant le stock
initial cela conduit agrave une simplification de lrsquoeacutequation et permet alors drsquoobtenir une solution
approximative Pour tenir compte des situations extrecircmes la variation du stock doit ecirctre
comprise entre une limite supeacuterieure et une limite infeacuterieure La limite supeacuterieure est deacutefinie
par le niveau de stockage agrave partir duquel le flux de sortie est eacutegal au flux drsquoentreacutee La limite
infeacuterieure se deacuteduit en donnant agrave i la valeur zeacutero dans lrsquoeacutequation preacuteceacutedente cas pour lequel
une solution explicite est possible
Horizon infeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute du sol du situeacute en dessous de lrsquohorizon supeacuterieur
mais restant encore dans la zone racinaire (horizons B et C) Lrsquoexceacutedent de la demande
en eacutevapotranspiration nrsquoayant pas encore eacuteteacute satisfaite est alors soustraite de ce
reacuteservoir au taux potentiel avec les mecircmes restrictions que dans le cas de lrsquohorizon
superficiel
Nappe souterraine intermeacutediaire
Il srsquoagit drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini repreacutesentant le premier niveau de stockage des
eaux souterraines En particulier dans les zones calcaires la plupart des fissures
retenant de lrsquoeau communiquent avec un ruisseau plutocirct qursquoavec les nappes profondes
ce reacuteservoir repreacutesente cet eacutetat de fait Deux paramegravetres deacuteterminent les opeacuterations qui
srsquoy deacuteroulent le coefficient de deacutebit et la proportion drsquohumiditeacute qui sort du reacuteservoir pour
entrer dans le canaux Le reacuteservoir eacutetant lineacuteaire la relation entre le stockage et le temps
se deacuteduit immeacutediatement
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Nappe profonde
Il srsquoagit eacutegalement drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini ayant un coefficient de deacutebit constant
Crsquoest de lagrave que les eaux souterraines sont extraites Comme dans le cas preacuteceacutedent la
deacutetermination du flux (deacutebit de lrsquoeacutecoulement) est immeacutediate
Chenaux mineurs
Ce composant repreacutesente le dispatching des eacutecoulements agrave travers des petits
ruisseaux et des fosseacutes et dans des canaux eacutepheacutemegraveres en cas de saturation du bassin
versant Lrsquohydrogramme unitaire est triangulaire avec un temps de base eacutegal agrave 25 fois le
temps de monteacutee
IV12 Les variables drsquoentreacutee et de sortie du modegravele
Les principales variables drsquoentreacutee du modegravele sont
La pluviomeacutetrie Il srsquoagit de pluie moyenne sur le bassin ou le sous bassin versant
consideacutereacute ou des donneacutees brutes des stations pluviomeacutetriques Dans ce dernier cas
HYSIM effectue alors le test de double masse corrige les lacunes agrave lrsquoaide de
reacutegressions et calcule la pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant
Lrsquoeacutevapotranspiration (ETP) Lagrave aussi HYSIM peut recevoir directement lrsquoETP deacutejagrave
calculeacutee ou faire ce travail lui-mecircme quand on lui introduit les diffeacuterents termes de
lrsquoeacutevapotranspiration suivant la formule de Penman
Les autres variables drsquoentreacutees sont
Taux de fusion potentiel de la neige
Recharge et tarissement des riviegraveres
Coefficient de reacutecession de la nappe
Notons cependant que le modegravele peut tourner mecircme dans une situation ougrave les
donneacutees concernant une ou plusieurs de ces variables ne seraient pas disponibles
De mecircme le modegravele se preacutesente avec une certaine souplesse quant au pas de
temps des donneacutees Ce dernier peut en effet ecirctre journalier hebdomadaire mensuel ou
mecircme drsquoune fraction entiegravere journaliegravere
Les variables de sortie sont
Les deacutebits simuleacutes
Les contenances de diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps choisi
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Les flux drsquoeau entre les diffeacuterents reacuteservoirs
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IV13 Les paramegravetres du modegravele
La philosophie de deacuteveloppement de HYSIM est fondeacutee sur le souci de donner une
signification physique reacutealiste agrave tous le paramegravetres auxquels le modegravele fait recours La
plupart des paramegravetres employeacutes sont familiers aux hydrologues crsquoest le cas du reacuteservoir
drsquointerception ou de la superficie du bassin versant par exemple Mais bien drsquoautres
paramegravetres en particulier ceux relatifs agrave la physique du sol sont moins bien eacutevidents
Le bassin versant agrave modeacuteliser peut ecirctre subdiviseacute en sous bassins qui srsquoemboicirctent
Chaque sous bassin peut agrave son tour ecirctre subdiviseacute en plus de trois zones hydrologiques
individualiseacutees par leurs caracteacuteristiques climatiques et de sols Dans ce cas on deacutefinira
alors pour chaque sous-bassin la seacuterie de paramegravetres qui lui est propre Le reacuteseau
hydrographique est eacutegalement scheacutematiseacute en reacuteseau de chenaux
La premiegravere eacutetape de la modeacutelisation est de ce fait de deacutecider de la subdivision en
sous bassins et de la structuration du reacuteseau hydrographique agrave adopter
Ce modegravele est prolifique en paramegravetres On en distingue deux types les paramegravetres
hydrauliques et les paramegravetres hydrologiques
Les paramegravetres hydrauliques concernent les caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques la
pente et la rugositeacute des chenaux (Figure 32)
Figure 32 Paramegravetres hydrauliques du modegravele
Les paramegravetres hydrologiques
Ils sont les plus nombreux et on les regroupe en laquo paramegravetres de base raquo et
laquo paramegravetres avanceacutes raquo On les verra plus en deacutetail un peu plus loin
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IV2 MISE EN ŒUVRE DU MODELE SUR LE BASSIN DU KOU
laquo Le calage drsquoun model consiste agrave trouver le jeu optimal de paramegravetres cest-agrave-dire
celui qui optimise (bien souvent minimise) un critegravere numeacuterique permettant de juger de
lrsquoadeacutequation du modegravele pour des donneacutees disponibles En geacuteneacuteral ce critegravere mesure un eacutecart
entre la chronique des valeurs de deacutebits produites par le modegravele et la chronique des valeurs
observeacutees raquo Il traduit la performance du modegravele Ce Critegravere sera pour nous le critegravere de
Nash pour les raisons que nous expliciterons plus loin La deacutetermination des paramegravetres se
fera en deux eacutetapes
Une premiegravere eacutetape ougrave les paramegravetres sont deacutetermineacutes sur la base des
caracteacuteristiques notamment physiques du bassin versant et
Une deuxiegraveme eacutetape drsquoajustement (drsquooptimisation) des paramegravetres
Mais commenccedilons drsquoabord par deacuteterminer la peacuteriode de calage et le pas de temps
des donneacutees
IV21 Choix des eacutechelles de modeacutelisation
IV211 Echelle spatiale
La modeacutelisation hydrologique srsquoopegravere suivant diffeacuterentes eacutechelles spatiales
(KARAMBIRI 2003) On distinguera entre autres
- Premiegraverement lrsquoeacutechelle du bassin versant Cela se traduit par le deacutecoupage du
bassin versant en uniteacutes hydrologiques homogegravenes doteacutees de paramegravetres initiaux
mesureacutes ou estimeacutes qui seront ensuite optimiseacutes au cours du calage
- On peut eacutegalement conduire la modeacutelisation agrave lrsquoeacutechelle de la parcelle en deacuteterminant
les paramegravetres speacutecifiques agrave chaque eacutetat de surface eacuteleacutementaire qui seront ensuite
reporteacutes sur tout le bassin
- hellip
Le modegravele HYSIM est dans le premier cas Le bassin versant est conccedilu comme un
complexe de sous-bassins hydrologiques emboicircteacutes Le calage du modegravele consistera alors agrave
optimiser des paramegravetres deacutetermineacutes ou estimeacutes dans un premier temps sur la base
drsquoobservations et de mesures effectueacutees sur le terrain
La version laquo deacutemo raquo du modegravele que nous utilisons dans le cadre de cette eacutetude est
cependant soumise aux deux limitations suivantes
- Impossibiliteacute de travailler avec des seacuteries de plus de cinq ans de donneacutees
- Impossibiliteacute drsquoutiliser la subdivision en sous-bassins emboicircteacutes tout le bassin versant
devra ecirctre conccedilu comme un ensemble hydrologiquement homogegravene
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Drsquoautre part dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous eacutetions arriveacutes agrave la
conclusion qursquoau niveau des trois stations hydromeacutetriques seacutelectionneacutees seules les donneacutees
de Badara eacutetaient utilisables dans le cadre drsquoune modeacutelisation
Pour ces deux raisons ci-dessus eacutevoqueacutees notre uniteacute drsquoeacutetude sera le sous-bassin
de Badara Sans arriver jusqursquoagrave lrsquoexutoire du bassin versant le poste hydromeacutetrique de
Badara est geacuteographiquement suffisamment bien situeacute en aval des principaux utilisateurs
des ressources en eau du Kou (peacuterimegravetres irrigueacutes station de pompage de lrsquoONEA etc) On
pourra de ce fait assimiler le sous-bassin dont Badara est lrsquoexutoire agrave lrsquoensemble du bassin
versant du Kou sans trop de biais sur les conclusions
IV212 Echelle de temps
Pour ce qui est du pas de temps nous gardons un pas de temps journalier car drsquoune
part le modegravele lrsquoaccepte et drsquoautre part toutes les donneacutees disponibles sont agrave ce pas de
temps
IV22 Choix des eacuteveacutenements agrave modeacuteliser
Lrsquoobjectif principal de cette eacutetude est la deacutetermination du bilan hydrologique La
modeacutelisation devrait aider agrave deacuteterminer un terme important du bilan agrave savoir les volumes
eacutecouleacutes Ce volume est deacutetermineacute par inteacutegration du deacutebit moyen journalier sur la dureacutee sur
laquelle sera effectueacute le bilan Lrsquoeacuteveacutenement agrave modeacuteliser est de ce fait le deacutebit moyen
journalier Les donneacutees journaliegraveres drsquoETP et de pluies srsquoeacutetalent sur la peacuteriode 1996-2002
IV23 Choix des peacuteriodes et des fonctions critegraveres de calage et de validation
IV231 Choix des peacuteriodes de calage et de validation
Nous avons subdiviseacute la peacuteriode totale (1996 agrave 2002) couverte par nos donneacutees en
deux seacuteries de trois ans chacune La premiegravere anneacutee (1996) devant servir pour la mise en
route du modegravele le calage sera fait sur les trois anneacutees suivantes (1997 agrave 1999) dont les
donneacutees sont les meilleures La deuxiegraveme seacuterie (2000 agrave 2002) va ecirctre utiliseacutee pour la
validation
IV232 Choix de la fonction critegravere de calage et de validation
Lorsqursquoil srsquoagit de juger de la qualiteacute drsquoune simulation il est fait appel agrave des fonctions
objectives ou fonctions de critegraveres qui permettent drsquoestimer globalement sous forme drsquoun
seul nombre lrsquoeacutecart entre les sorties calculeacutees et les deacutebits observeacutes Plusieurs fonctions
critegraveres sont utiliseacutees pour lrsquoappreacuteciation des modegraveles pluies-deacutebits Nous pouvons en citer agrave
titre drsquoexemple le critegravere de Fortin (Fortin et al 1971) le critegravere de Nash (Nash et sutcliffe
1970) etchellip
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Pour ce qui est de notre eacutetude nous utiliserons dans un premier temps un critegravere
visuel qui consistera agrave repreacutesenter sur un graphique les valeurs observeacutees des deacutebits en
fonction des valeurs simuleacutees Ensuite ce critegravere visuel sera quantifieacute par la fonction critegravere
de Nash Il est en effet de lrsquoavis de nombreux auteurs que crsquoest la fonction qui permet
drsquoobtenir les meilleurs reacutesultats A preuve cette conclusion des eacutetudes comparatives
SERVAT ET DEZETTER (1990) puis DEZETTER (1991) laquo Au regard des objectifs viseacutes
(reconstitution la plus preacutecise possible des volumes de crue en saison des pluies restitution
de la dynamique des hydrogrammes absence de deacutecalage dans le temps entre les
hydrogrammes observeacutes et calculeacutes) et de la nature des donneacutees disponibles quelque soit
lrsquoalgorithme utiliseacute crsquoest son association avec le critegravere de Nash qui permet drsquoacceacuteder au
meilleur niveau de reacutesultats raquo
La fonction de critegravere de Nash est donneacutee par lrsquoexpression suivante
N
i
moyobs
i
obs
i
obs
N
i
i
Cal
NashdeCritegravere
1
2
2
1
)(
)(
1
Avec Qcal Deacutebit calculeacute
Qobs Deacutebit observeacute
Qobs-moy Deacutebit observeacute moyen
On sait que 1NashdeCritere Le modegravele sera alors consideacutereacute
comme performant lorsque la valeur du NashdeCritere est proche de 1 Pour
mieux appreacutecier cette performance nous adoptons lrsquoeacutechelle drsquoappreacuteciation
suivante (PACOME 2004)
Si NashdeCritere gt 08 alors le critegravere de Nash est bon pour le modegravele
Si 07 lt NashdeCritere 08 alors le critegravere de Nash est satisfaisant
Si 06 lt NashdeCritere 0 7 alors le critegravere de Nash est acceptable
Si 05 lt NashdeCritere 0 6 alors le critegravere de Nash est peu acceptable
Si NashdeCritere 05 alors le critegravere de Nash est mauvais
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IV24 Deacutetermination des paramegravetres du modegravele
IV241 Les paramegravetres hydrauliques
Les paramegravetres suivants ont eacuteteacute deacutetermineacutes agrave lrsquoaide des donneacutees topographiques
disponibles et sur la base des observations de terrain Nous adoptons ainsi les dimensions
moyennes suivantes
Largeur en gueule 30 m largeur au plafond = 15 m
Profondeur = 2 m longueur = 40 Km
Pente longitudinale = 2permil Largeur du lit majeur = 100m
Cœfficient de rugositeacute de Manning du chenal = 0033
Cœfficient de rugositeacute de Manning du lit majeur = 006
Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques
IV242 Paramegravetres hydrologiques de base
La deacutetermination de ces paramegravetres a eacuteteacute faite le plus souvent sur la base des
indications donneacutees par le manuel drsquoutilisation du modegravele
Reacuteservoir drsquointerception (Interception Storage)
Une valeur de 2 mm est raisonnable pour les prairies tandis que pour des zones de
forecirct on pourra deacutepasser 10 mm La carte drsquooccupation du sol du bassin montre une
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heacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute avec une preacutedominance de zone arbustive (66) suivi de plantations
(19) champ (134) et plaine rizicole (8) Nous retenons de ce fait une valeur 10
mm
Proportion de zone impermeacuteable (Impermeable Proportion)
Il srsquoagit de la proportion de la partie du bassin versant que lrsquoon peut consideacuterer
comme impermeacuteable Ceci inclus non seulement les routes et parkings mais
eacutegalement les aires naturels reacuteputeacutees avoir cette proprieacuteteacute ainsi que la riviegravere elle-
mecircme Une valeur de 002 est typique des zones rurales pour les zones urbaniseacutees
cette valeur pourra deacutepasser 20 Ce dernier taux nous semble exageacutereacute pour le
contexte africain en geacuteneacuterale et pour celui de la valleacutee du Kou en particulier La ville
de Bobo-Dioulasso ne peut pas ecirctre en effet consideacutereacutee impermeacuteabiliseacutee au mecircme
degreacute que le villes anglaises qui appartiennent au contexte de creacuteation et de
conception de HYSIM Nous estimons ce paramegravetre agrave 002 sur la base de la carte
drsquooccupation des sols du bassin versant
Temps de monteacutee des petits chenaux (Time to peak - minor channels)
Ce paramegravetre controcircle la simulation de la reacuteponse des canaux affluents
mineurs qui nrsquoauront pas eacuteteacute pris en compte dans la scheacutematisation du reacuteseau
hydrographique Ce paramegravetre srsquoestime par la formule suivante
470)(82 SLTp
Ougrave Tp = Temps de monteacutee en heures
L = longueur de la riviegravere consideacutereacutee en km
S = pente de la riviegravere consideacutereacutee mkm
On retiendra comme valeur du paramegravetre la moyenne des Tp calculeacutes avec la formule
preacuteceacutedente pour 4 agrave 5 affluents mineurs
Ce paramegravetre a eacuteteacute deacutetermineacute agrave lrsquoaide de la carte topographique de la valleacutee du Kou
On trouve Tp = 43h
Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
Sa valeur est normalement comprise entre 500 et 1000 mm mais cela
deacutependra surtout des types de veacutegeacutetations et de sols en preacutesence Ce paramegravetre
deacutetermine la capaciteacute de reacutetention totale des horizons superficiel et infeacuterieur du sol Il
est cependant difficile agrave deacuteterminer agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant crsquoest donc par
iteacuteration que nous le deacuteterminerons en partant drsquoune valeur de 1000 mm
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Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Crsquoest lrsquoun des plus importants paramegravetres du modegravele car il controcircle la
reacuteponse du sol Sa valeur se deacutetermine agrave lrsquoaide du tableau 18 avec comme entreacutee la
texture du sol Dans notre cas sa valeur est de 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et lrsquohorizon
qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute entre les deux
horizons du sol Sa valeur varie de 50 mmh pour les sols argileux agrave plus de
200mmh pour le sable Pour commencer les iteacuterations on prendra comme valeur de
deacutepart soit le double de la valeur donneacutee par le tableau 18 soit la valeur par deacutefaut
du modegravele qui est de 10 mmh Ce paramegravetre est en effet normalement moduleacute et
ajusteacute par le modegravele
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute du sol vers la nappe
souterraine En lrsquoabsence de nappe souterraine la valeur de ce paramegravetre est zeacutero
Dans le cas contraire sa valeur va de 10 mmh pour les sols lourds agrave 100 mmh et
plus pour les sols sableux et graveleux On pourra comme preacuteceacutedemment utiliser les
valeurs du tableau 18 ou garder la valeur par deacutefaut de 10 mmh donneacute par le
modegravele agrave titre de valeur de deacutemarrage car ce paramegravetre est eacutegalement moduleacute et
ajusteacute automatiquement
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-off from
the upper horizon at saturation)
La valeur de ce paramegravetre est ajusteacutee au cours de la calibration en partant de
la valeur par deacutefaut de deacutemarrage de 10 mmh
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
La proceacutedure de deacutetermination de ce paramegravetre est la mecircme que celle du
paramegravetre preacuteceacutedent
Coefficient de reacutecession de la nappe (groundwater recession)
La valeur de ce paramegravetre est donneacutee par la relation suivante
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)1(
12 )( mqqrecessiondetCoefficien
Ougrave q1 et q2 sont respectivement les deacutebits au deacutebut et agrave la fin de la saison segraveche et
m la dureacutee en mois de cette saison segraveche
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol
Texture Teneur
en argile
()
PSDI Pression
de
bouillone
ment
permeabiliteacute
mmh
Porositeacute Humiditeacute
residuelle
Peat 0 050 100 500 070 010
Sable 3 025 120 630 040 010
Loamy Sand 6 023 90 560 041 010
Marne sableuse 9 020 220 125 044 015
Silt Loam 14 019 80 26 049 015
Loam 19 018 500 25 045 015
Sandy Clay Loam 28 014 300 23 042 015
Silty Clay Loam 34 013 360 6 048 020
Limon argileux 34 012 630 9 048 020
Argile sableuse 43 010 150 8 043 020
Argile limoneuse 49 010 490 4 049 020
Argile 63 009 410 4 048 025
Nota
1 Ces valeurs sont baseacutee sur des donneacutee expeacuterimentales Certains parmis elles varient drsquoune maniegravere
rendant difficile lrsquoestimation drsquoune moyenne quand plusieurs types de sols sont concerneacutes A titre
drsquoexemple dans le cas de la pression de bouillonnement la valeur par deacutefaut de 250 doit ecirctre utiliseacutee agrave
moins que le bassin versant ne soit agrave 100 drsquoun type particulier
2 La teneur en argile et lrsquohumiditeacute reacutesiduelle ne sont pas utiliseacutees par HYSIM mais incluses dans le
tableau agrave titre de compleacutement
Coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (Precipitation correction factor)
Ce paramegravetre a eacuteteacute preacutevu pour corriger une eacuteventuelle sous-estimation ou
une eacuteventuelle surestimation de la pluviomeacutetrie Le test de sensibiliteacute a montreacute que le
modegravele reacuteagit trop par rapport agrave la pluviomeacutetrie de sorte que les deacutebits simuleacutes sont
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nettement supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes Lrsquointroduction de ce paramegravetre en
diminuant (dans notre cas) la pluviomeacutetrie permet alors de coller les deacutebits simuleacutes
avec les deacutebits observeacutes Apregraves plusieurs essais la valeur de 06 a eacuteteacute retenue
Coefficient de correction de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (Potential
evapotranspiration correction factor)
La deacutetermination de lrsquoeacutevapotranspiration eacutetant reacuteputeacutee moins preacutecise que celle
de la pluviomeacutetrie crsquoest sur ce paramegravetre que lrsquoon va le plus souvent jouer pour
obtenir lrsquoeacutequilibre du bilan hydrologique (optimisation agrave paramegravetre unique)
Superficie du sous-bassin (sub-catchment area)
Crsquoest la superficie du sous bassin versant en km2 Elle est de 989 km2
IV243 Paramegravetres hydrologiques avanceacutes
Ils ne sont dits laquo avanceacutes raquo que parce que le modegravele est moins sensible agrave leur
modulation Le plus souvent on se contentera des valeurs par deacutefaut suggeacutereacutees
Permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la surface de lrsquohorizon superficiel (saturated
permeability at the top of the Upper horizon boundary)
La valeur par deacutefaut proposeacutee et que nous retiendrons est 1000 mmh
Proportion de stockage dhumiditeacute dans lhorizon supeacuterieur
Cest un paramegravetre difficile agrave ajuster avec assurance Mais il serait peu
commun de deacutepasser la valeur par deacutefaut de 03 Srsquoil se trouve que la reacuteponse du
modegravele agrave de petits orages est geacuteneacuteralement tregraves faible la valeur de ce paramegravetre
peut ecirctre reacuteduite cest-agrave-dire que lhorizon supeacuterieur se remplira plus rapidement et
se deacutechargera aussitocirct
Rapport de la surface du bassin versant souterrain participant au bilan au bassin
versant de surface (Ratio of Contributing Groundwater Catchment Area to Surface
Catchment Area)
Ce ratio tient compte du fait que les deux bassins pourraient ne pas coiumlncider
Proportion du bassin versant qui soit sans contribution de nappe souterraine
(Proportion of Catchment without Contributing Groundwater)
Idem avec le paramegravetre preacuteceacutedent
Proportion de zone mareacutecageuse (Riparian proportion) soumise agrave
lrsquoeacutevapotranspiration au taux potentiel pendant toute lrsquoanneacutee et ce mecircme quand tout le
reste du bassin versant serait sec
Porositeacute (prosity)
Le tableau 18 donne une valeur de 44
Pression de bouillonnement (bubbling pressure)
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Cette valeur repreacutesente la succion capillaire agrave partir de laquelle des bulles
apparaissent quand le sol est soumis agrave un assegravechement Ce paramegravetre est lun des
deux paramegravetres qui commandent la reacuteponse de la succion capillaire dans le sol agrave la
teneur en eau Des valeurs typiques sont indiqueacutees dans le tableau 18 mais la
valeur par deacutefaut approprieacutee pour un bassin versant reacuteputeacute heacuteteacuterogegravene est 250
Coefficient de reacutecession de la nappe souterraine intermeacutediaire
Valeur par deacutefaut 05
Proportion drsquohumiditeacute quittant les nappes intermeacutediaires en direction des canaux
Valeur par deacutefaut 0
Facteur drsquointerception
Ceci est un coefficient de pondeacuteration de lrsquoeacutevapotranspiration qui se produit au
droit du reacuteservoir drsquointerception Lrsquoeacutevaporation srsquoy produit en effet agrave un taux
eacutequivalent agrave ce qui se produirait sur un plan drsquoeau libre dont le taux est nettement
supeacuterieur agrave lrsquoeacutevapotranspiration Valeur par deacutefaut 1
IV244 Test de sensibiliteacute
Ce test permet drsquoidentifier les paramegravetres qui influencent le plus les reacutesultats du
modegravele Le test a consisteacute agrave faire varier les paramegravetres dans des plages raisonnables et
reacutealistes vis agrave vis des observations de terrain A lrsquoissu de ce test on fait le constat suivant
- Le facteur de zone impermeacuteable a de lrsquoinfluence sur lrsquoeffet des petites pluies sur les
deacutebits Plus ce facteur est grand plus les deacutebits simuleacutes seront eacuteleveacutes
- La profondeur racinaire a une grande influence sur les volumes et les deacutebits ruisseleacutes
Le volume ruisseleacute croit en sens inverse de la profondeur racinaire
- Le facteur de reacutecession de la nappe a quant agrave lui de lrsquoinfluence sur le deacutebit de saison
segraveche ou deacutebit de base
- Les facteurs de correction de la pluviomeacutetrie et de lrsquoeacutevapotranspiration jouent dans le
mecircme sens que le deacutebit Quand les deacutebits simuleacutes sont supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes
il faut diminuer le paramegravetre de correction de la pluie et augmenter celui de lrsquoETP Mais
ces deux paramegravetres ont moins de conseacutequences que la profondeur racinaire
- Un autre facteur dont lrsquoinfluence sur les deacutebits et les volumes est important crsquoest lrsquoindice
de composition granulomeacutetrique Plus cet indice est grand moins il y a drsquoeacutecoulement
Mais cela a une influence positive sur le deacutebit de base
Les autres facteurs comme les permeacuteabiliteacutes ont eacutegalement des influences notables sur
lrsquoeacutecoulement mais comme ces paramegravetres sont optimiseacutes automatiquement on nrsquoen tiendra
pas trop compte
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IV245 Optimisation des paramegravetres du modegravele
Lrsquooptimisation des paramegravetres a pour but de trouver le jeu de paramegravetres qui
rapproche le plus possible le comportement du modegravele de celui du bassin modeacuteliseacute la
similitude des comportements eacutetant quantifieacutee par un critegravere (fonction objectif) servant agrave
lrsquooptimisation des paramegravetres et mesurant ce degreacute de similitude
Lrsquooptimisation des paramegravetres se fait en deux eacutetapes
Lrsquooptimisation agrave paramegravetre unique Crsquoest lrsquooptimisation par ajustement de
lrsquoun des trois paramegravetres suivants
- Le coefficient correcteur de la pluviomeacutetrie
- Le coefficient correcteur de lrsquoeacutevapotranspiration
- Et la profondeur racinaire
Le choix du paramegravetre agrave ajuster va largement deacutependre de la qualiteacute des donneacutees
pluviomeacutetriques Si ces donneacutees donnent une bonne couverture spatiale du bassin (cest-agrave-
dire une bonne repreacutesentativiteacute) il serait alors preacutefeacuterable drsquooptimiser le coefficient correcteur
de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (ETP) Dans le cas contraire choisir le coefficient
correcteur de la pluviomeacutetrie La profondeur racinaire ne sera choisie que dans le seul cas
ougrave les donneacutees pluviomeacutetriques et drsquoeacutevapotranspiration seraient tregraves sucircres
Lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres
Lrsquooptimisation porte sur quatre au moins des six paramegravetres suivants
1) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et
lrsquohorizon qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
2) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
3) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-
off from the upper horizon at saturation)
4) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
5) Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
6) Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Quatre fonctions objectives sont disponibles dans cette option drsquooptimisation agrave
multiples paramegravetres En effet lrsquoon doit choisir lrsquoune de ces quatre fonctions avant de lancer
lrsquooptimisation HYSIM va alors essayer de minimiser cette fonction objective en choisissant
une direction agrave partir du jeu initial de paramegravetres pour effectuer des deacuteplacements dans
lrsquoespace ces derniers et calculer la valeur de la fonction au nouveau point Srsquoil y a
ameacutelioration lrsquoopeacuteration est renouveleacutee agrave partir de ces nouveaux paramegravetres Sinon on
choisit une nouvelle direction agrave partir de ce mecircme point
Ces quatre fonctions objectives sont les suivantes
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a) Erreur reacuteduite destimation (Reduced error estimate (REE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
5022 )()( mR FFFFEER
Ougrave F = Deacutebit moyen journalier simuleacute
Fm = Deacutebit moyen journalier observeacute
FR = Deacutebit journalier observeacute
Cette fonction donne le mecircme poids agrave des erreurs eacutequivalentes par exemple une
erreur de 1m3s aura le mecircme poids que le deacutebit soit de 10 ou de 1m3s Le choix du
REE est bien indiqueacute pour la modeacutelisation des eacutecoulements ou pour des bassins
versants agrave activiteacute saisonniegravere
b) Erreur proportionnelle destimation (Proportional error of estimate (PEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
502 )1())(( nFFFEEP RR
Ougrave n deacutesigne le nombre de jours utiliseacutes pour le calage et les autres termes restent
tels que deacutefinis ci-dessus Cette fonction conduit agrave la minimisation des erreurs
proportionnelles par exemple une erreur de 1m3s ougrave le deacutebit est de 10m3s a le mecircme
poids qursquoune erreur de 01m3s ougrave le deacutebit est de 1m3s Cette fonction objective est
particuliegraverement utile dans le cas des eacutecoulements lents
c) Erreur extrecircme destimation (Extreme error of estimate (EEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
50)1(()))()((( nFFFFFFEEE mRmR
Cette fonction objective donne des poids plus grands aux extrecircmes (maxi et mini)
Elle sera geacuteneacuteralement preacutefeacutereacutee agrave toutes les autres Ce sera celle que nous allons
utiliser
d) Deacutebit de base (base flow)
Cette fonction est baseacutee sur la somme des carreacutes des erreurs des deacutebits de base
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IV3 RESULTATS ET DISCUSSIONS
IV31 Analyse de la qualiteacute des reacutesultats du modegravele
La pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee par la meacutethode des
polygones de Thiessen et agrave partir des observations faites sur trois stations assez bien
reparties dans lrsquoespace Elle nous parait de ce fait plus sucircre que lrsquoeacutevapotranspiration qui a
eacuteteacute deacutetermineacutee agrave partir drsquoune seule station Crsquoest pour cette raison que nous avons choisi de
jouer sur le coefficient se rapportant agrave lrsquoETP dans lrsquoeacutetape de lrsquooptimisation agrave paramegravetre
unique
Pour lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres nous avons joueacute sur les quatre paramegravetres
que le concepteur conseille dans les cas courants (voir paragraphe IV244)
Apregraves plusieurs simulations ougrave nous avons chaque fois deacutetermineacute la fonction critegravere
nous sommes arriveacute au reacutesultat suivant
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage
Reacuteservoir drsquointerception (mm)
10
Proportion de terrain impermeacuteable 010
Temps de monteacutee (heure) 43
Profondeur racinaire (mm) 6000
Index de composition granulomeacutetrique 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation a lrsquointerface des deux horizons (mmh) 140
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon superficiel (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon infeacuterieur (mmh) 11
Facteur de reacutecession de la nappe (par mois) 0999
Facteur de correction de la pluviomeacutetrie 060
Facteur de correction de lrsquoeacutevapotranspiration 0307
Surface du bassin versant (Km2) 989
Il convient de voir si les valeurs de paramegravetres trouveacutes sont reacutealistes La critique va
porter sur les paramegravetres marqueacutes par un asteacuterix dans le tableau 19 les autres paramegravetres
ayant deacutejagrave eacuteteacute choisis sur la base des donneacutees de terrain
La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave lrsquointerface des deux couches (140 mm) est
caracteacuteristique des terrains sableux (voir tableau 20) et ceci correspond agrave notre terrain
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La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la base de la couche infeacuterieure est
caracteacuteristique de sols lourds ce qui est eacutegalement le cas du bassin du Kou
Quant aux eacutecoulements hypodermiques les taux qui sont les leurs nous
semblent raisonnables
La valeur de la profondeur racinaire semble cependant exageacutereacutee mais crsquoest
tout de mecircme une valeur plausible du fait de la nature seacutedimentaire du terrain et drsquoapregraves
CHABI GONNI (2003) la nappe se situerait en moyenne agrave 20 m de profondeur
Le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (060) semble ecirctre faible Cela
pourrait srsquoexpliquer par les diverses preacutelegravevements en amont de Badara car les erreurs sur la
mesure de la pluie ne pourraient agrave elle seule expliquer un rabattement de 40 pour passer
de la pluie mesureacutee agrave la pluie efficace
Le coefficient de correction de lrsquoETP semble ecirctre eacutegalement sous-estimeacute Cela
pourrait srsquoexpliquer par la faiblesse du coefficient de correction de la pluviomeacutetrie Les
valeurs de ces deux derniers paramegravetres posent la question de la surparametrisation du
modegravele
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours drsquoHydrogeacuteologie
de M DIENG (EIER))
Diamegravetre (mm) 5 005 0005
Nature des
sols
Graviers ou
Gravillons sans
eacuteleacutements fins
Sable pur ou sable
et Gravier sans
eacuteleacutements fins
Sable tregraves fin silts
et meacutelange de sables
et argiles
Argiles
homogegravenes
K en ms 1 10-2
10-5
10-9
Tregraves bonne Bonne Mauvaise Impermeacuteable
Les valeurs des paramegravetres deacutetermineacutes agrave partir du calage sont reacutealistes et
acceptables
IV32 Analyse des reacutesultats du calage
Les graphiques des figures 34 agrave 39 preacutesentent les reacutesultats du calage Lrsquoobservation
visuelle des graphiques et les valeurs du critegravere de Nash sur les deacutebits et de lrsquoerreur relative
sur les volumes du tableau 21 autorisent les remarques suivantes
Critegravere de Nash gt 06 bonne restitution des deacutebits cependant lrsquoobservation
des graphiques (semis des points) montre que le modegravele a tendance agrave sous-estimer les
deacutebits maximums et moyens (simuleacutes) Par contre les deacutebits minimums simuleacutes sont
surestimeacutes
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Lrsquoerreur relative exprimeacutee par la diffeacuterence entre les volumes observeacutes et
simuleacutes est infeacuterieure en valeur absolue agrave 5 ce qui est acceptable drsquoougrave nous concluons
qursquoil y a une bonne restitution des volumes
Une bonne synchronisation des deacutebits observeacutes et simuleacutes au cours des
anneacutees 1997 et 1999 par contre au deacutebut de lrsquoanneacutee 1998 on constate un certain
deacutecrochage des deux courbes cela peut ecirctre du agrave la qualiteacute des donneacutees drsquoobservation Le
modegravele annonce une crue cela est confirmeacute en regardant lrsquohistogramme des pluies ougrave on
peut remarquer qursquoil y a effectivement une pluie correspondant agrave ce jour La courbe des
deacutebits observeacutes reste cependant muette lagrave-dessus
Il y a une meilleure sensibiliteacute du modegravele aux eacuteveacutenements pluvieux mecircmes les
plus faibles par rapport aux deacutebits observeacutes
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage
Date 1997 1998 1999 1997-1999
Nash 061 079 086 076
Erreur relative
()
01 34 05 22
Correacutelation ()
079 892 938 883
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacute
bit
s (
m3
s)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
RecordedNash (1997) = 061
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Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash(Q)= 061
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
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1998
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bs
erv
eacutes
(m
3s
)
Nash(1998)=079
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
0
5
10
15
20
25
11
19
99
11
71
99
9
22
19
99
21
81
99
9
63
19
99
32
21
99
9
74
19
99
42
31
99
9
95
19
99
52
51
99
9
10
61
99
9
62
61
99
9
12
71
99
9
72
81
99
9
81
31
99
9
82
91
99
9
91
41
99
9
93
01
99
9
10
16
19
99
11
11
99
9
11
17
19
99
31
21
99
9
12
19
19
99
Dates
Deacuteb
its
m3
s)
0
20
40
60
80
100
120
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Nash (1999)=086
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Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
1999
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash (1999)=086
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
IV33 Analyse des reacutesultats de la validation
La calibration ou calage a consisteacute en gros agrave partir de la pluviomeacutetrie et de
lrsquoeacutevapotranspiration pour deacuteterminer les paramegravetres du modegravele La validation sera lrsquoopeacuteration
inverse permettant drsquoeacutevaluer la performance du modegravele (muni des paramegravetres deacutetermineacutes en
calibration) agrave deacutecrire fidegravelement le processus hydrologique au sein du bassin versant Pour
ce faire on fait tourner le modegravele pour une peacuteriode autre que celle ayant servi agrave la calibration
et on compare les reacutesultats ainsi obtenus aux reacutesultats mesureacutes Nous analysons lagrave aussi la
restitution des volumes drsquoeau eacutecouleacutes et des deacutebits avec les mecircmes moyens qursquoau calage
(tableau 22 et figures 39 agrave 44)
Le critegravere de Nash que nous trouvons est de 06 pour chaque anneacutee du calage prise
individuellement ou pour lrsquoensemble des trois anneacutees Cela confirme le fait que modegravele
restitue de faccedilon acceptable les deacutebits Les deacutebits maximums et moyens sont lagrave aussi
minoreacutes par rapport aux observations Lrsquoobservation est valable pour les deacutebits minimums
eacutegalement Le biais est assez net pour 2001 et 2000
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Lrsquoerreur sur le volume est pour chaque anneacutee prise individuellement ou pour
lrsquoensemble de la peacuteriode de calage tregraves eacuteleveacutee car deacutepassant mecircme les 10 Cela est agrave
imputer agrave la qualiteacute des donneacutees de cette peacuteriode
Il y a une bonne synchronisation entre deacutebits simuleacutes et observeacutes en particulier pour
les deacutebits maximums
On observe lagrave aussi une bonne sensibiliteacute aux eacuteveacutenements pluvieux
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation
Date 2000 2001 2002 2000-2002
Nash 066 063 056 061
Erreur relative
()
130 240 110 22
0
5
10
15
20
25
30
01
01
20
00
16
01
20
00
31
01
20
00
15
02
20
00
03
01
20
00
16
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05
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29
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27
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Deacuteb
its
(m
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Plu
ies
(m
m)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Nash(2000) = 066
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
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0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
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s (
m3
s)
Nash(2000) = 066
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
0
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Dates
Deacuteb
its (
3s
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Plu
ies (
mm
)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 83
0
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8
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0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2001) = 063
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
0
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00
2
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02
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20
02
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
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40
50
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100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Simulated
Recorded
Nash (2002) = 06
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
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Promotion (2006) 84
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash (2002) = 06
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
IV34 Reconstitution des donneacutees hydromeacutetriques manquantes agrave laide du modegravele
La simulation consiste agrave mettre en œuvre le modegravele caleacute preacuteceacutedemment pour
deacuteterminer les deacutebits correspondants agrave des peacuteriodes sans observation hydromeacutetrique ou
dont les donneacutees contiennent des lacunes
Nous retenons comme peacuteriode de simulation la peacuteriode comprise entre 1986 et 2003
qui correspond agrave celle dont les observations des trois stations pluviomeacutetriques utiliseacutees plus
haut sont disponibles
A lrsquoanalyse des reacutesultats nous faisons le constat suivant
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale les variations des deacutebits suivent les saisons
meacuteteacuteorologiques Pendant la saison des pluies le deacutebit augmente et atteint son maximum en
aoucirct (53m3s) Les deacutebits baissent rapidement agrave partir drsquooctobre et continuerons ensuite agrave
baisser graduellement de novembre agrave juin Le deacutebit drsquoeacutetiage moyen (correspondant agrave la
peacuteriode de deacutecembre agrave mai) est de lrsquoordre de 07m3s La figure 45 illustre la variation inter-
saisonniegravere du deacutebit moyen
Le deacutebit moyen annuel calculeacute pour la peacuteriode de 1984 agrave 2003 est de 17m3s le
volume eacutecouleacute correspondant srsquoeacutelegraveve agrave 536 million de m3 On obtient ainsi un coefficient
drsquoeacutecoulement de 53
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
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Promotion (2006) 85
000100200300400500600
Janv
ier
Mar
sM
ai
Juillet
Sep
tem
bre
Nov
embr
e
Mois
Deacute
bit
s (
m3
s)
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou
Pour analyser les variations interannuelles des deacutebits nous avons appliqueacute la
meacutethode de la moyenne mobile au deacutebit drsquoeacutetiage cest-agrave-dire de deacutecembre agrave mai Lrsquoanalyse
des deacutebits annuels (figure 46) ne permet pas en effet de conclure sur lrsquoeacutevolution des
deacutebits car des anneacutees ougrave les deacutebits paraissent eacuteleveacutes il peut y avoir des mois sans
eacutecoulement en fait compenseacutes par des mois pluvieux
000
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2003
anneacutees
Deacuteb
its (
m3s
)
Deacutebit moyen annuel
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 86
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2000
2001
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2003
deacuteb
it(m
3s
)
Deacutebit deacutetiage
Moyenne arithmetique
Moyenne mobile
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes
A lrsquoissue du test de la moyenne mobile le constat est qursquoon ne deacutecegravele pas de
tendance Cela est normal car le deacutebit est fonction de la pluviomeacutetrie qui elle-mecircme ne
connaicirct pas de tendance comme nous lrsquoavons vu plus loin
IV35 Conclusion
HYSIM est un modegravele prolifique en paramegravetres ce qui a rendu le calage tregraves
laborieux La multipliciteacute des paramegravetres peut eacutegalement conduire agrave des solutions locales
Un autre fait deacuteplorable crsquoest la petitesse de la chronique utiliseacutee Il faut eacutegalement citer le
fait que la station hydromeacutetrique dont les donneacutees ont eacuteteacute utiliseacutees nrsquoest pas celle qui est le
plus agrave lrsquoaval du bassin versant Cela est de nature agrave biaiser le reacutesultat obtenu Cependant la
mise en oeuvre de HYSIM sur le bassin du Kou a donneacute des bons reacutesultats On peut donc
lrsquoemployer pour simuler les deacutebits et compleacuteter les donneacutees neacutecessaires au calcul du bilan
hydrologique
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
BILAN EN EAU DU BASSIN
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V BILAN EN EAU DU BASSIN
V1 APPROCHE METHODOLOGIQUE
Faire un bilan hydrique agrave lrsquoeacutechelle drsquoun objet revient toujours agrave consideacuterer que la loi
de conservation de la masse est satisfaite pour la peacuteriode retenue
Le bilan hydrologique que lrsquoon peut comparer agrave une simple opeacuteration comptable vise
agrave eacutetablir le budget entre les entreacutees et les sorties en eau dune uniteacute hydrologique deacutefinie
pendant une peacuteriode de temps donneacute
Dans sa formulation la plus geacuteneacuterale il seacutecrit
)( huRETRQP
Tout ce qui tombe (P) dans un espace hydrologique et dans un laps de temps donneacute
soit seacutecoule (Q) soit repart dans latmosphegravere par eacutevapotranspiration (ETR) soit participe agrave
la recharge des reacuteserves en eau du sol (Ru) ou du sous-sol (Rh) Les variations de reacuteserve
peuvent ecirctre eacutegalement neacutegatives et contribuer aux eacutecoulements etou agrave
leacutevapotranspiration
La meacutethodologie ci-dessous deacuteveloppeacutee consistera agrave deacuteterminer tous les termes du
bilan hydrologique et agrave poser lrsquoeacutequation du bilan On prendra le cas drsquoune anneacutee moyenne
drsquoune anneacutee deacutecennale segraveche et drsquoune anneacutee deacutecennale humide
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
BILAN EN EAU DU BASSIN
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V2 LES DIFFERENTS TERMES DU BILAN
V21 Les apports pluviomeacutetriques
La pluviomeacutetrie annuelle moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee dans la
premiegravere partie De mecircme une analyse freacutequentielle en a eacuteteacute faite Cela a reacuteveacuteleacute lrsquoextrecircme
variabiliteacute interannuelle de la pluie Crsquoest pour cette raison que dans cette eacutevaluation des
apports nous prenons le cas drsquoune pluie en anneacutee moyenne (1996) en anneacutee deacutecennale
segraveche (2001) et en anneacutee deacutecennale humide (1998) La surface eacutetant de 989 km2 nous en
deacuteduisons les volumes des apports pluviomeacutetriques correspondant aux anneacutees retenues
pour lrsquoeacutetude du bilan Les reacutesultats sont consigneacutes au tableau
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee moyenne deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Hauteur (mm) 9299 7888 11579
Volume apports (m3) 919 671 800 780 123 200 1 145 163 100
V22 Les eacutecoulements
Les deacutebits correspondant agrave la peacuteriode de 1984 agrave 2003 ont eacuteteacute simuleacutes avec le modegravele
HYSIM Ils sont catalogueacutes en annexe IV Nous notons au tableau 24 les lames eacutecouleacutees
les deacutebits moyens et les volumes eacutecouleacutes correspondant aux anneacutees du bilan
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale segraveche et humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Deacutebit moyen annuel (m3s)
1501 1233 1952
Volume eacutecouleacute (m3) 47 274 200 29 768 900 61 318 000
Coefficient drsquoeacutecoulement ()
51 50 54
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
BILAN EN EAU DU BASSIN
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On note un tregraves faible coefficient drsquoeacutecoulement quelque soit le quantile consideacutereacute A
titre de comparaison lrsquoeacutetude IWACO (1989) citeacutee par BERTHIAUD (2001) a trouveacute un
coefficient drsquoeacutecoulement de 52 pour la peacuteriode de 1974 agrave 1985
V23 Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle (ETR) est lrsquoune des variables de sortie du modegravele Nous
preacutesentons dans le tableau 25 suivant les valeurs correspondant agrave lrsquoETR des anneacutees du
Bilan
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
LrsquoETR reste au mecircme niveau quelque soit lrsquoissu de la saison des pluies Elle est cependant
plus accentueacutee en anneacutee segraveche agrave cause de la faible teneur en eau de lrsquoair
V24 La variation du stock des diffeacuterents reacuteservoirs
Le modegravele sort eacutegalement lrsquoeacutetat des diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps journalier
On peut donc calculer la variation du contenu de chaque reacuteservoir et de lagrave la variation de
stock totale au cour drsquoune peacuteriode (tableau 26)
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et deacutecennale
humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Neige 00 00 00
Interception 00 00 00
Horizon superficiel -689 -1859 452
Horizon infeacuterieur -22 -45 130
Nappe intermeacutediaire 00 00 00
Nappe souterraine -223 -223 -217
Chenaux mineurs 00 00 01
Variation du stock totale (mm)
-931 -21268 +3656
On constate une variation de stock (Stockfinal ndash Stockinitial) neacutegative en anneacutee moyenne
et en anneacutee segraveche Les deux premiegraveres couches du sol perdent leurs eaux au profit de la
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Promotion (2006) 90
demande eacutevaporative De mecircme elles sont mises agrave contribution ainsi que la nappe
souterraine pour renflouer la riviegravere En anneacutee humide les horizons superficiel et infeacuterieur du
sol sont reacutealimenteacutes
V25 Bilan en eau du bassin versant
Le tableau 27suivant preacutesente le bilan
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Pluie (mm) 9299 7888 11579
Pluie efficace (mm) 5579 4733 6947
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
Variation du stock (mm)
- 931 - 21268 + 3656
Fermeture (mm) -215 -46 395
La fermeture du bilan nrsquoest pas nulle Mais les eacutecarts sont faibles et acceptables
drsquoautant plus qursquoils sont imputables aux erreurs et incertitudes dans la deacutetermination des
diffeacuterents termes du bilan Pour obtenir la fermeture du bilan nous avons du consideacuterer la
pluie efficace plutocirct que la pluie reacuteellement observeacutee dans lrsquoeacutequation du bilan En calculant le
bilan avec la pluie observeacutee obtenons les eacutecarts suivants 3501 mm pour 1996 3108 mm
pour 2001 et 3993 mm pour 1998 La pluie efficace est deacutetermineacutee en multipliant la pluie
observeacutee par le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute dans lrsquoeacutetape de calage
du modegravele Ce coefficient a normalement pour but de corriger les erreurs drsquoeacutevaluation sur la
pluviomeacutetrie mais la valeur de 06 nous parait exageacutereacutee pour de simples erreurs
drsquoestimation La raison de la faiblesse de ce coefficient est agrave rechercher ailleurs dans les
divers preacutelegravevements effectueacutes et dans les stockages en surface non pris en compte par le
modegravele Pour eacutetayer cette affirmation nous allons estimer les stockages en surface et les
principales utilisations de lrsquoeau
V3 LES UTILISATIONS DrsquoEAU
Les principaux utilisateurs de lrsquoeau sont
- Lrsquoadduction drsquoeau potable de la ville de Bobo-Dioulasso
- Les peacuterimegravetres irrigueacutes formels et informels
- Lrsquoeacutelevage et les autres
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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Promotion (2006) 91
V31 LrsquoAEP de Bobo-Dioulasso
Lrsquoalimentation en eau potable de Bobo-Dioulasso la deuxiegraveme ville du Burkina Faso
est assureacutee principalement par lrsquoONEA agrave partir des installations de captage des sources de
Nasso Les sources de Nasso sont comme nous lrsquoavons vu parmi les principales ressources
drsquoalimentation des eacutecoulements du Kou Il est de ce fait important de quantifier lrsquoampleur de
ce preacutelegravevement
La population de la ville de Bobo-Dioulasso a eacuteteacute estimeacute en agrave 600000 habitants en
2003 avec un taux drsquoaccroissement de 43 Actuellement cette Population serait alors
de 700000 habitants Pour avoir une ideacutee de la demande induite par cette population nous lui
appliquons une consommation speacutecifique moyenne de 40 ljourhabitant (D ZOUNGRANA
2003) La demande journaliegravere serait de ce fait de 28 000 m3
V32 Le peacuterimegravetre rizicole
Le peacuterimegravetre irrigueacute de la valleacutee du Kou est situeacute au nord-ouest de la ville de Bobo-
Dioulasso dans la commune de Bama Il a eacuteteacute reacutealiseacute dans le cadre de la coopeacuteration entre
le Burkina Faso (Haute Volta agrave lrsquoeacutepoque) et la Reacutepublique de Chine Taiwan
Le peacuterimegravetre couvre une superficie de 1250 ha dont 1021 ha sont effectivement
susceptibles drsquoecirctre mis en valeur Il est alimenteacute en eau agrave partir drsquoune prise reacutealiseacutee sur la
riviegravere Kou agrave Diaradougou Le canal drsquoameneacute de forme trapeacutezoiumldale en beacuteton a une
longueur de 11 km et a eacuteteacute dimensionneacute pour un deacutebit maximum de 35 m3s A lrsquoeacutetiage tout
le deacutebit du Kou est deacuteriveacute vers le peacuterimegravetre irrigueacute
Le peacuterimegravetre est exclusivement consacreacute agrave la production de riz conformeacutement agrave son
objectif drsquoorigine qui est de pourvoir agrave la demande en riz
On note lrsquoexistence de deux campagnes de production par an
- la campagne hivernale et
- la campagne de saison segraveche de janvier agrave mai et pendant laquelle
lrsquoalimentation en eau des cultures est assureacutee par irrigation
Nous avons estimeacutes les consommations en eau du peacuterimegravetre rizicole agrave 20 000 m3ha
drsquoougrave une demande totale de 40840 millions de megravetres cubes Les hypothegraveses et les deacutetails
de calcul sont consigneacutes en annexe V
V33 Lrsquoirrigation informelle
Lrsquoirrigation informelle est repreacutesenteacutee par les exploitations agricoles installeacutees
spontaneacutement ccedilagrave et lagrave dans la valleacutee du Kou et en particulier le long du canal drsquoamener du
peacuterimegravetre rizicole du Kou
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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Lrsquoinventaire reacutealiseacute par le ministegravere de la question paysanne (HURE 1998) sur la
base des photographies aeacuteriennes donne lrsquoampleur de cette occupation informelle des
terres
en amont de la prise de Diaradougou 170 ha
agrave lrsquoaval de Diaradougou 200 ha dont 100 ha appartiennent agrave lrsquoIRFA lrsquoORD et
lrsquoINERA
Les cultures pratiqueacutees sur ces terres sont geacuteneacuteralement des cultures maraicircchegraveres
On note eacutegalement la preacutesence de plantations de bananiers et de papayers drsquoailleurs en
nette expansion
En estimant les besoins en eau des cultures maraicircchegraveres agrave 8700 m3ha (Hypothegraveses
et deacutetails des calculs en annexe VI) la demande en eau de lrsquoirrigation informelle pourra ecirctre
estimeacutee agrave 2 349 000 m3
V34 Les utilisateurs pastoraux
Lrsquoeacutelevage est comme nous lrsquoavons vu la deuxiegraveme activiteacute eacuteconomique de la reacutegion
des hauts bassins
On notera dans un premier temps lrsquoeacutelevage pratiqueacute par les populations reacutesidentes
agrave titre drsquoactiviteacute secondaire utilisant les sous produits de lrsquoagriculture et apportant juste un
suppleacutement de revenu Les effectifs impliqueacutes sont alors modestes et de moindre
conseacutequence sur la demande globale en eau du bassin du Kou
Les plus grands effectifs drsquoanimaux rencontreacutes dans la valleacutee appartiennent aux
pasteurs transhumants des reacutegions moins favoriseacutees par la pluviomeacutetrie du Burkina Faso
Ces derniers freacutequentent la valleacutee en particulier pendant la saison segraveche quand les
ressources en eau et en pacircturage se sont eacutepuiseacutees dans leur reacutegion drsquoorigine Le cheptel est
constitueacute majoritairement de bovins et dans une moindre mesure de caprins et ovins
On note eacutegalement la preacutesence drsquoun eacutelevage semi intensif pratiqueacute par des
groupements drsquoeacuteleveurs ou par des particuliers
Les eacuteleveurs ont une preacutefeacuterence pour les eaux de surface car cela implique pour eux
moins drsquoeffort Ils seront orienteacutes plus vers lrsquoexploitation des mares et des riviegraveres
Le rapport drsquoIWACO (1999) sur le pastoralisme donne les effectifs suivants
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso
Bovins Ovins Caprins Asins
Bobo-Dioulasso 7587 1170 577 3106
Source laquo le pastoralisme dans les zones de Bobo-Dioulasso-Samorogouan-
Barani-Djibasso raquo Adama Deme)
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Nous retenons les consommations speacutecifiques (D ZOUNGRANA 2003) indiqueacutees au
tableau et cela donne la demande pastorale correspondante
Tableau 29Consommation en eau du cheptel
Espegravece Bovins Ovins Caprins Asins total
Effectif 7587 1170 577 3106 -
Consommation
Speacutecifique (ljindividu) 40 15 15 20 -
Consommation annuelle
(m3) 110 770 32028 3159 22674 168 631
V35 Retentions en surfaces et recharge de la nappe
Les retentions en surface concernent les retentions dans les mares lacs et autres
deacutepressions Le cas le plus repreacutesentatif est la mare de Bama qui stocke un million de m3
(HURE 1998) ce qui eacutequivaut agrave 1mm (infime)
Par contre les recharges de la nappe repreacutesentent un volume plus significatif Dans
lrsquoeacutetat des lieux des ressources en eau au Burkina Faso (GIRE 2001) on les estime agrave 16
de la pluie tombeacutee par an Cela correspond respectivement agrave 1488 mm pour 1996 1262
mm pour 2001 et 1853 pour 1998
V36 Synthegravese des utilisations drsquoeau
Le tableau 29 suivant reacutesume les consommations en eau de la valleacutee du Kou
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou
Uniteacute Quantiteacute (Volume m3)
AEP Bobo-Dioulasso m3s 28 000
Demande pastorale m3 168 631
Peacuterimegravetre rizicole m3s 40 840 000
Peacuterimegravetre informel m3s 2 349 000
Total en m3 43 385 631
Total en mm (par rapport agrave la superficie du bassin versant)
439
Anneacutee 1996 1998 2001
Recharge nappe (mm) 1488 1262 1853
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V4 CONCLUSION
Nous avons calculeacute le bilan pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche
et une anneacutee deacutecennale humide Nous sommes arriveacutes agrave des fermetures non nulles que lrsquoon
a expliqueacute par les erreurs accumuleacutees dans la deacutetermination des termes du bilan annuel
Nous avons ensuite essayeacute drsquoexpliquer le rabattement de 40 qursquoimplique le coefficient de
correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute au Calage du modegravele en recherchant du coteacute des
preacutelegravevements drsquoeau effectueacutes sur le bassin versant en amont de lrsquoexutoire de Badara Nous
avons pour cela effectuer une eacutevaluation grossiegravere de ces eacutevaluations Les quantiteacutes
trouveacutees sont loin drsquoexpliquer cette diffeacuterence entre pluie efficace et pluie mesureacutee La
question de la compreacutehension de la signification reste encore drsquoactualiteacute agrave la sortie de
chapitre sur le bilan
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CONCLUSION GENERALE
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VI CONCLUSION GENERALE
La premiegravere tacircche que nous nous sommes donneacutee dans le cadre de cette eacutetude
crsquoest la constitution drsquoune base de donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques assainies Si
on peut juger la disponibiliteacute et la qualiteacute des donneacutees pluviomeacutetriques de satisfaisant on ne
peut pas en dire autant des donneacutees hydromeacutetriques Le reacuteseau hydromeacutetrique est en effet
de tregraves qualiteacute mauvaise qualiteacute Cela rend impossible toute eacutetude hydrologique rigoureuse
sur la base des seules donneacutees disponibles Drsquoougrave la neacutecessiteacute de faire recours agrave drsquoautres
moyens et en lrsquooccurrence agrave la modeacutelisation
Nous avons ensuite essayeacute de mettre en œuvre un modegravele hydrologique de type
pluies-debit (HYSIM) sur le bassin versant Malgreacute lrsquoinsuffisance de donneacutees de qualiteacute et les
limitations de la version du modegravele dont nous disposons nous sommes parvenus agrave de
reacutesultats satisfaisants Lrsquoutilisation du modegravele nous a ensuite permis de reconstituer une
chronique de deacutebits de vingt ans de 1984 agrave 2003 nous donnant ainsi des eacuteleacutements
drsquoanalyse de notre bilan en eau
Le bilan a eacuteteacute calculeacute pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et une
anneacutee deacutecennale humide On constate que 40 de la pluie qui tombe ne participe pas aux
activiteacutes hydrologiques proprement dites Une eacutevaluation des diffeacuterentes utilisations a
confirmeacute ce fait
Drsquoautre part cette eacutetude a reacuteveacuteleacute les difficulteacutes qursquoil y a agrave obtenir de donneacutees fiables
avec un reacuteseau drsquoobservations hydromeacutetriques du type traditionnel agrave cause des problegravemes
de gestion qursquoil implique moyen financier section de controcircle en perpeacutetuel changement
techniques de jaugeage inadapteacute au reacutegime (turbulent) des cours drsquoeauhellipLa modeacutelisation
par contre permet drsquoavoir une chronique de deacutebit acceptable tout en srsquoaffranchissant des
inconveacutenients de gestion de plusieurs stations hydromeacutetriques Crsquoest lagrave une voie agrave suivre
pour nos pays agrave faible moyen et ougrave la gestion de stations drsquoobservation nlsquoest pas encore
eacutevidente
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BIBLIOGRAPHIE
BERTHIAUD A 2001 Contribution pour une eacutevaluation des relations entre lrsquousage des eaux
de surface et lrsquooccupation de lrsquoespace Bassin du Moun-Hou supeacuterieur Rapport de stage
Universiteacute Paul VALERY Montpellier III 117 pages+ annexes
BICABA K 1991 Etude hydrologique du bassin versant du Kou au confluent Niameacute-Baouleacute
Meacutemoire de fin drsquoeacutetudes drsquoingeacutenieur du centre AGRIMETH de Niamey 113 pages +
annexes
CHABI-GONNI B G F 2003 Synthegravese hydrologique sur la valleacutee du Kou Mise en place
drsquoun systegraveme de suivi et drsquoeacutevaluation de la ressource Meacutemoire drsquoingeacutenieur de lrsquoEIER de
Ouagadougou 83 pages + annexes
CIEH ORSTOM et LCT-CEMAGREF-ENAGREF 1996 Crue et apports Rome 245 pages
GAETAN M 1985 Hydrologie geacuteneacuterale Principe et application
GINESTE P et GUINAUDEAU M Cours drsquoHydrologie tome1 hydromeacutetrie et Hydrologie
statistiques Polycopieacute EIER Ouagadougou 221 pages
HURE A Juillet 1998 Etude et modeacutelisation du systegraveme drsquoeau de la valleacutee du Kou Rapport
de stage ENSG de Nancy France 151 pages
KARAMBIRI H 2003 Crue et eacuterosion hydrique au Sahel Etude et modeacutelisation des flux
drsquoeau et de matiegraveres sur un petit bassin versant pastoral au Nord du Burkina Faso Thegravese de
doctorat Universiteacute Paris 6 318 pages
LUC J P 2005 Water accounting blue and green water IRD-IWMI-INAT 78 pages
MANLEY R E and Water resource association Ltd 2003 A guid to using HYSIM
Londres 105 pages
ZOUNGRANA D EIER Ouagadougou 2003 Cours drsquoApprovisionnement en eau potable
Polycopieacute EIER Ouagadougou 142 pages
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ANNEXES
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IV3 RESULTATS ET DISCUSSIONS 75 IV31 Analyse de la qualiteacute des reacutesultats du modegravele 75 IV32 Analyse des reacutesultats du calage 76 IV33 Analyse des reacutesultats de la validation 80 IV34 Reconstitution des donneacutees hydromeacutetriques manquantes 84 IV35 Conclusion 86
V BILAN EN EAU DU BASSIN 87 V1 APPROCHE METHODOLOGIQUE87 V2 LES DIFFERENTS TERMES DU BILAN 88
V21 Les apports pluviomeacutetriques 88 V22 Les eacutecoulements 88 V23 Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle 89 V24 La variation du stock des diffeacuterents reacuteservoirs 89 V25 Bilan en eau du bassin versant 90
V3 LES UTILISATIONS DrsquoEAU 90 V31 LrsquoAEP de Bobo-Dioulasso 91 V32 Le peacuterimegravetre rizicole 91 V33 Lrsquoirrigation informelle 91 V34 Les utilisateurs pastoraux 92 V35 Retentions en surfaces et recharge de la nappe 93 V36 Synthegravese des utilisations drsquoeau 93
V4 CONCLUSION 94 VI CONCLUSION GENERALE 95 BIBLIOGRAPHIE 96 ANNEXES
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AUTEUR MAMADOU CHERIF Idrissa
Professeur responsable KARAMBIRI Harouna Organisme encadreur GEeau
THEME
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
RESUME
Cette eacutetude entre dans le cadre de la mise au point drsquooutils techniques destineacutes agrave
ameacuteliorer les connaissances sur les ressources en eau du bassin versant du Kou Elle porte
sur la mise en œuvre drsquoun modegravele hydrologique et le calcul du bilan en eau du bassin
versant Pour ce faire une base de donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques a eacuteteacute constitueacutee Les
donneacutees pluviomeacutetriques et drsquoeacutevapotranspiration disponibles sont de qualiteacute acceptable par
contre il a fallu trier et corriger les donneacutees hydromeacutetriques La mise en oeuvre du modegravele a
montreacute des restitutions des principales caracteacuteristiques hydrologiques (deacutebits volumeshellip)
acceptables tant dans le processus de calage qursquoen validation Il a ensuite eacuteteacute proceacutedeacute agrave la
reconstitution drsquoune chronique de deacutebits journaliers sur la peacuteriode allant de 1986 agrave 2005
Enfin le bilan a eacuteteacute calculeacute pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et une
anneacutee deacutecennale humide
Mots clefs Bassin versant pluie eacutevapotranspiration sol nappe eacutecoulement modeacutelisation
Kou
ABSTRACT
This study is a contribution to the development of technical tools intended to improve
knowledge on the water resources of the Kou catchment area It deals with a hydrological
modelling approach and the calculation of the water balance of the catchment For this
purpose a hydrometeorological data base was made up The rainfall and evapotranspiration
recorded data available are of acceptable quality where as it was necessary to sort and
correct the discharge data The implementation of the model showed acceptable restitutions
of the main hydrological characteristics (flows volume) as well in the process of calibration
as in validation Then the reconstitution of daily outflows over the period going from 1986 to
2005 was carried out Lastly the water balance was calculated for an average year a dry
decennial year and a wet decennial year
Keywords Catchment rainfall evapotranspiration soil groundwater runoff modelling
Kou
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REMERCIEMENTS
Toutes les louanges sont agrave Dieu le tregraves miseacutericordieux le tout miseacutericordieux qui
nous permet de clore par ce travail trois longues anneacutees drsquoeacutetudes Tes bienfaits sont
innombrables mon Seigneur malgreacute nos faiblesses et nos manquements Guide nos pas
vers ce que Tu agreacutee et ne deacutevie pas nos cœurs apregraves les avoir guideacute
Qursquoil me soit ensuite permis de remercier Messieurs Babacar DIENG Harouna
Karambiri et Amadou Lamine MAR mes encadreurs dans le cadre de ce meacutemoire Qursquoils
trouvent ici lrsquoexpression de ma tregraves profonde gratitude pour la disponibiliteacute sans faille
consacreacutee agrave lrsquoencadrement de ce travail
Mes sincegraveres remerciements vont de mecircme agrave M Joost WELLENS pour les moyens mis
agrave notre disposition ainsi que pour sa participation tregraves estimable pour lrsquoencadrement de ce
meacutemoire
Je tiens agrave remercier eacutegalement tout le corps enseignant le personnel technique et
administratif du groupe EIER-ETSHER pour les inestimables efforts qursquoils deacuteploient
quotidiennement dans le cadre de notre formation
Ma penseacutee va eacutegalement agrave lrsquoendroit de tous les membres de la Oumma islamique la
communauteacute nigeacuterienne et les compagnons et amis de la 35egraveme promotion gracircce agrave qui nous
avons joui au sein drsquoune ambiance fraternelle et amicale pendant tout le cycle
Enfin the last but not the least ma profondeur gratitude va aux organismes du Nord
et aux eacutetats membres du Groupe EIER-ETSHER qui financent les diffeacuterentes activiteacutes du
Groupe
Que tous et toute trouvent ici lrsquoexpression de ma sympathie et de ma profonde
reconnaissance
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A mon fils Mouhamad Moujahid que le seigneur a rappeleacute agrave lui pendant que je poursuivais ces eacutetudes puisse-t-il pardonner mon absence agrave son chevethellip A ma femme Nahissatou Hassan A mes enfants Abdallah et Ahmad A mon pegravere Elhadji Mamadou Cheroumi et mes megraveres Hadjia Fandi Mahaman Lawal et Kaltoum Mamane A mon beau pegravere Elhadji Hassan Issa et sa famille
A tonton Ibrahim Abdou A mon pays
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LISTE DES FIGURES Figure 1 Carte de situation du bassin du Kou --------------------------------------------------------- 20
Figure 2 Carte du modeleacute de terrain du bassin versant du Kou ----------------------------------- 21
Figure 3 Deacutecoupage en sous-bassins ------------------------------------------------------------------- 21
Figure 5 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Badara --------------------------------------- 23
Figure 6 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de la confluence NIameacute-Baouleacute ----------- 23
Figure 7 Carte geacuteologique du bassin versant du Kou ----------------------------------------------- 26
Figure 8 Carte des sols du bassin versant du Kou --------------------------------------------------- 27
Figure 9 Carte de veacutegeacutetation de la valleacutee du Kou ---------------------------------------------------- 29
Figure 10 Carte dlsquooccupation des terres du bassin versant du Kou ------------------------------ 31
Figure 11 Situation geacuteographique des stations pluviomeacutetriques ---------------------------------- 34
Figure 12 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station Bobo-Dioulasso -- 35
Figure 13 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Farako-ba ----- 35
Figure 14 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Bama ----------- 35
Figure 15 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Nasso ---------- 36
Figure 16 Test de la meacutethode des doubles masses appliqueacutee agrave la station de Farakoba --- 36
Figure 17 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Bama (valleacutee du Kou) -- 37
Figure 18 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Nasso ---------------------- 37
Figure 19 Variabiliteacute saisonniegravere et spatiale de la pluviomeacutetrie (moyenne calculeacutee de 1976 agrave
2005) ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 41
Figure 20 Polygone de Thiessen des stations pluviomeacutetriques (NB la station de Nasso
nrsquoest pas prise en compte) ---------------------------------------------------------------------------- 45
Figure 21 Reacuteseau hydrographique du bassin du Kou et emplacement des stations
hydromeacutetriques ------------------------------------------------------------------------------------------- 48
Figure 22 Chronogramme des deacutebits mesureacutes aux stations hydromeacutetriques ------------------ 49
Figure 23 Deacutebits moyens annuels agrave la station de la confluence et lacunes -------------------- 50
Figure 24 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Koumi et lacunes ----------------------------- 50
Figure 25 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Badara et lacunes ---------------------------- 51
Figure 26 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de la
Confluence Niameacute-Baouleacute (1993) ------------------------------------------------------------------- 52
Figure 27 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de
Badara (1997) -------------------------------------------------------------------------------------------- 52
Figure 28 Variation saisonniegravere de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle ------------------------------ 54
Figure 29 Variation interannuelle de LrsquoETP (de 1976 agrave 2003) ------------------------------------- 55
Figure 30 Comparaison de la pluviomeacutetrie avec lrsquoeacutevapotranspiration potentielle ------------- 55
Figure 31 Scheacutema de fonctionnement du modegravele --------------------------------------------------- 60
Figure 32 Paramegravetres hydrauliques du modegravele ------------------------------------------------------- 63
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Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques ------------------------------------------ 67
Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997 ----------------------------------- 78
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997 ----------------------------------- 78
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998 ----------------------------------- 79
Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999 ------------------------------------ 80
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999 ----------------------------------- 80
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000 ------------------------------------- 81
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000 ------------------------------------ 82
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001 ------------------------------------ 82
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001 ------------------------------------ 83
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002 ------------------------------------ 83
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002 ------------------------------------ 84
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou ----------------------------------------------------- 85
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel ----------------------------------------------------------- 85
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes ----------------------------------- 86
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LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants 24
Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou 28
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM 32
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA 32
Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet 33
Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles 39
Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou 40
Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude 42
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 13 Coefficients de Thiessen 44
Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants 46
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo 47
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes 48
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques 56
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol 70
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage 75
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours
drsquoHydrogeacuteologie de M DIENG (EIER)) 76
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage 77
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation 81
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee
moyenne deacutecennale segraveche et deacutecennale humide 88
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale
segraveche et humide 88
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998 89
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide 89
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou 90
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso 92
Tableau 29Consommation en eau du cheptel 93
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou 93
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LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS
AEP Alimentation en Eau Potable
APEFE association belge drsquoappui au deacuteveloppement
CIEH Comiteacute Inter africain drsquoEtudes Hydrauliques
DRAHRHHB Direction Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des
Ressources Halieutiques des Hauts Bassins
EIER-ETSHER Groupe des Ecoles Inter-Etats drsquoIngeacutenieurs de lrsquoEquipement Rural et
des Techniciens Supeacuterieurs de lrsquoHydraulique et lrsquoEquipement Rural
ETP Evapotranspiration Potentielle
FIT Front Inter Tropical
GEeau Projet Gestion des Ressources en eau du Sud-Ouest du Burkina
GIRE Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
MAHRH Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources
halieutiques
VREO Projet de Valorisation des Ressources en Eau du Ouest
SIG Systegravemes drsquoInformations Geacuteographiques
PAGIRE Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
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INTRODUCTION GENERALE
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INTRODUCTION GENERALE
I1 CADRE DE LrsquoETUDE
La preacutesente eacutetude entre dans le cadre des meacutemoires de fin drsquoeacutetudes drsquoingeacutenieur du
geacutenie rural du GROUPE EIER-ETSHER de Ouagadougou Le Groupe EIER-ETSHER est
un Institut inter Etats drsquoenseignement supeacuterieur et de recherche dans les domaines de lrsquoeau
lrsquoeacutenergie lrsquoenvironnement et les infrastructures baseacute agrave Ouagadougou la capitale du Burkina
Faso Creacuteeacute en 1968 et eacutemanant de 14 Etats africains francophones lrsquoeacutecole forme des
ingeacutenieurs des techniciens supeacuterieurs et des titulaires de DESS
Il megravene en collaboration avec des eacutetablissements du Nord et du Sud comme
Katholieke Universiteit Leuven (KUL) des travaux de recherche principalement dans les
domaines de lrsquoeau de lrsquoeacutenergie et de lrsquoenvironnement
Crsquoest dans le cadre de cette collaboration que le sujet du preacutesent meacutemoire a eacuteteacute
deacutefini entre le projet laquo GEeau raquo de Bobo-Dioulasso et laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement
et de recherche en gestion et valorisation de lrsquoeau et de lrsquoassainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER Ce sujet est intituleacute laquo Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du
bassin versant du Kouraquo
Le rapport est subdiviseacute en six parties
Partie I Introduction geacuteneacuterale ougrave nous exposons le cadre la probleacutematique et les
objectifs de lrsquoeacutetude drsquoune part et drsquoautre part la meacutethodologie adopteacutee pour reacutepondre
aux questions souleveacutees
Partie II On y preacutesente les geacuteneacuteraliteacutes sur la reacutegion des Hauts-Bassins Le
promoteur du thegraveme de cette eacutetude ainsi que sur le site de lrsquoeacutetude
Partie III Crsquoest lrsquoeacutetape de la constitution de la base des donneacutees de lrsquoeacutetude
Partie IV Cette partie est consacreacutee agrave la modeacutelisation
Partie V Etude du bilan
Partie VI Conclusion geacuteneacuterale
I2 PROBLEMATIQUE
Le bassin versant du Kou avec une superficie de 1821 km2 comprenant le systegraveme
hydraulique de la riviegravere du Kou ses affluents et les sources de Nasso constitue une
importante ressource en eau
Cette ressource assure drsquoune part lrsquoalimentation en eau drsquoune population estimeacutee en
2003 agrave 600 000 habitants dont celle de Bobo-Dioulasso la 2egraveme ville du pays Une population
appeleacutee agrave franchir le cap du million en 2025 Elle permet drsquoautre part lrsquoirrigation de vastes
peacuterimegravetres agricoles dont la superficie totale qui avoisine 3200 ha est en constante
augmentation notamment du fait du deacuteveloppement drsquoune filiegravere laquo fruits et leacutegumes raquo sous
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
INTRODUCTION GENERALE
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Promotion (2006) 12
lrsquoimpulsion de lrsquoinitiative priveacutee Cette production irrigueacutee est agrave lrsquoorigine du deacuteveloppement
drsquoactiviteacutes eacuteconomiques de transports transformations et commerce qui font lrsquoessor de la
ville de Bobo-Dioulasso
Dans le contexte climatique actuel du Burkina marqueacute par une baisse de la
pluviomeacutetrie une telle tendance agrave la hausse des diffeacuterentes utilisations de cette ressource
nrsquoa pas manqueacute drsquoentraicircner un deacuteseacutequilibre au niveau de la satisfaction des besoins en eau
Citons agrave titre drsquoexemple le cas du principal peacuterimegravetre rizicole de la valleacutee du Kou (1200ha)
qui est confronteacute agrave des deacuteficits hydriques pendant les mois de janvier agrave mai
Le deacuteveloppement industriel conseacutecutif au deacuteveloppement de la production agricole
constitue eacutegalement avec ses rejets incontrocircleacutes drsquoeffluents divers une autre menace
seacuterieuse cette fois-ci sur la qualiteacute de ces eaux
Pour faire face agrave cette nouvelle donne et dans la perspective de creacuteer les conditions
drsquoun deacuteveloppement durable lrsquoEtat burkinabeacute a mis en place une politique de gestion
inteacutegreacutee des ressources en eau Cette politique se traduit dans les faits par les objectifs
assigneacutes aux diffeacuterents projets intervenant dans la zone parmi lesquels se trouve le projet
GEeau initiateur de la preacutesente eacutetude
Toute gestion des ressources en eau pour ecirctre efficace doit en effet partir de leur
bonne connaissance A cet effet il peut ecirctre utile de rappeler que la mesure quantitative et
qualitative des eacuteleacutements du cycle hydrologique et la mesure des autres caracteacuteristiques de
lenvironnement qui influent sur leau constituent une base essentielle pour une gestion
efficace de leau (Deacuteclaration de Dublin 1992) Au Burkina Faso pays ougrave les eaux de
surface jouent un rocircle primordial la compreacutehension et lanalyse du bilan hydrologique est de
fait la base de toute eacutetude et reacuteflexion au sujet de la gestion des eaux
Atteindre un tel objectif suppose la disponibiliteacute de donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques
portant sur une longue peacuteriode et couvrant drsquoune maniegravere adeacutequate la zone drsquoeacutetude Si
aujourdrsquohui une telle exigence est relativement satisfaite pour la pluviomeacutetrie dans le cas de
la valleacutee du Kou on ne peut pas en dire autant des deacutebits dont les stations de mesures sont
reacutecentes En pareille situation la solution couramment adopteacutee est de faire recours aux
modegraveles matheacutematiques qui permettent alors de transformer les pluies en deacutebits et de fournir
une seacuterie de longueur comparable agrave celle de la pluviomeacutetrie
Crsquoest dans cette optique que le thegraveme de cette eacutetude a eacuteteacute mis au point par le projet
GEeau et lrsquouniteacute theacutematique drsquoenseignement et de recherche en gestion et valorisation de
lrsquoeau et de lrsquoassainissement du Groupe EIER-ETSHER
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
INTRODUCTION GENERALE
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I3 OBJECTIFS DE LrsquoETUDE
Cette eacutetude a pour objectif geacuteneacuteral de contribuer agrave la connaissance des ressources
en eau du bassin versant du Kou en vue drsquoune gestion efficace et durable Ses objectifs
speacutecifiques sont
- La mise en place drsquoune base de donneacutees assainies par une synthegravese et la
valorisation des donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques et de sol disponibles
- Mise en œuvre agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant drsquoune deacutemarche de modeacutelisation agrave
lrsquoaide drsquoun logiciel (HYSIM)
- Le calcul du bilan en eau pour quelques sceacutenarii de saisons des pluies
I4 METHODOLOGIE
La meacutethodologie adopteacutee pour cette eacutetude srsquoarticule en trois points
1) Recherche documentaire
Elle comprend
Une revue des connaissances bibliographiques relatives agrave la zone drsquoeacutetude et agrave la
modeacutelisation hydrologique en geacuteneacuteral Il srsquoest agit dans un premier temps de faire le point
des diffeacuterentes eacutetudes ayant porteacute sur la zone drsquoeacutetude et ayant trait au thegraveme Notre regard
srsquoest eacutegalement porteacute sur des eacutetudes similaires effectueacutees dans drsquoautres reacutegions du monde
En deuxiegraveme lieu nous avons approfondi nos connaissances en modeacutelisation
hydrologique
La prise en main de lrsquooutil de modeacutelisation Ceci inclut les techniques drsquoimportation
et drsquoexportation des donneacutees le test de sensibiliteacute des paramegravetres et les strateacutegies de
calage
La collecte des donneacutees relatives au site Il srsquoagit de cartes diverses de donneacutees
numeacuteriques hydromeacuteteacuteorologiques de donneacutees sur le sol et de donneacutees geacuteneacuterales sur le
site
2) Visite de terrain
Elle a eu pour but de faire
des observations sur les caracteacuteristiques geacuteneacuterales du site nature du terrain relief
veacutegeacutetation
une appreacuteciation in situ de la configuration actuelle du reacuteseau hydrographique
une appreacuteciation visuelle de lrsquooccupation de lrsquoespace les positions relatives des
diffeacuterents utilisateurs vis-agrave-vis du cours drsquoeau etc
des observations de la manifestation des menaces sur la qualiteacute des eaux
3) Travaux de bureaux
Les travaux de bureau ont porteacute sur les points suivants
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INTRODUCTION GENERALE
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Constitution des seacuteries de donneacutees pluviomeacutetriques le protocole adopteacute agrave cette fin
est le suivant
a) Choix des stations suivant des critegraveres comme la position geacuteographique la
longueur de la seacuterie absence de lacuneshellip
b) Controcircle de la qualiteacute des donneacutees par lrsquoemploi des meacutethodes classiques de
doubles masses et de la moyenne mobile
c) Remplissage des laquo lacunes raquo eacuteventuelles et passage des pluies ponctuelles aux
pluies moyennes sur le bassin versant suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
d) Analyse de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere agrave lrsquoaide drsquoajustement agrave des
lois statistiques
Constitution des seacuteries de donneacutees hydromeacutetriques
A ce niveau nous avons fait lrsquoinventaire des donneacutees disponibles leur critique et leur
correction quand cela est neacutecessaire et faisable
Modeacutelisation crsquoest la plus laborieuse de toutes les eacutetapes Elle comporte les points
suivants
a) Preacuteparation et transfert des donneacutees vers le modegravele
b) Nous proceacutedons ensuite au calage ou calibration du modegravele cest-agrave-dire le
choix du jeu de paramegravetres optimaux pour la transformation pluie-deacutebit
c) La validation consistera agrave veacuterifier la pertinence et le reacutealisme du choix des
paramegravetres sur une peacuteriode autre que celle ayant servi au calage
d) La simulation va consister agrave deacuteterminer agrave lrsquoaide du modegravele caleacute les deacutebits
des anneacutees sans observations hydromeacutetriques
Calcul du bilan hydrologique Les reacutesultats des simulations ci-dessus eacutevoqueacutees vont
nous permettre de faire le bilan sur des anneacutees caracteacuteristiques comme la moyenne la
deacutecennale segravechehellip
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GENERALITES
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II GENERALITES
Le thegraveme de ce meacutemoire a eacuteteacute deacutefini par laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement et
de Recherche en Gestion et Valorisation de lrsquoEau et de lrsquoAssainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER en collaboration avec laquo le projet de renforcement structurel de la capaciteacute de
gestion des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo baseacute agrave la Direction
Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources Halieutiques des Hauts-
Bassins (DRAHRHHB) Nous commenccedilons de ce fait ce rapport par une preacutesentation de la
reacutegion du projet et de la zone drsquoeacutetude
II1 PRESENTATION DE LA REGION DES HAUTS-BASSINS
La reacutegion des Hauts-Bassins est situeacutee agrave lrsquoouest du Burkina Elle srsquoeacutetend sur une
superficie de 26606 kmsup2 (94 du territoire national) Elle est limitrophe agrave lrsquoest des reacutegions
du Sud-Ouest et de la Boucle du Mouhoun agrave lrsquoouest de la Reacutepublique du Mali au nord de la
reacutegion de la Boucle du Mouhoun et la Reacutepublique du Mali et au sud de la reacutegion des
Cascades
Sur le plan administratif elle est subdiviseacutee en trois (3) provinces Le Houet le
Keacuteneacutedougou et le Tuy Il faut eacutegalement citer une sous-subdivision en 33 deacutepartements 3
communes urbaines 30 communes rurales et 449 villages Bobo-Dioulasso est le chef-lieu
de cette reacutegion
La population de la reacutegion des Hauts-Bassins eacutetait estimeacutee en 2002 agrave 1232 891
habitants (104 de la population du Burkina) soit une densiteacute drsquoenviron 48 habitantskmsup2 Il
srsquoagit drsquoune population cosmopolite on y rencontre toutes les ethnies du pays les
populations dominantes en nombre sont les Bobos autochtones du terroir les Mossis et les
peulhs allogegravenes venus du Nord du pays
A lrsquoinstar de tout le Burkina Faso les principales activiteacutes eacuteconomiques y demeurent
lrsquoagriculture et lrsquoeacutelevage
Lrsquoagriculture hivernale est domineacutee par la production de coton et de ceacutereacuteales (maϊs
sorgho mil seacutesame foniohellip) La riziculture et la maraicirccher-culture se pratiquent sur les
peacuterimegravetres irrigueacutes On note eacutegalement la preacutesence drsquoexploitations fruitiegraveres dont le nombre
est actuellement en pleine croissance La production agricole est exceacutedentaire
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Dans la reacutegion des Hauts-Bassins la province du Houet est la zone par excellence
de lrsquoeacutelevage Les ressources halieutiques ne sont pas neacutegligeables non plus mais la pecircche
est de type artisanal
La reacutegion des Hauts-Bassins est une des principales zones industrielles du Burkina
Faso La province du Houet est celle qui possegravede le plus grand nombre drsquouniteacutes industrielles
drsquoune certaine importance apregraves celles du Kadiogo Les plus importantes interviennent dans
la fabrication drsquoouvrages en meacutetaux de produits alimentaires de boissons de tabac et de
textile
Du fait de la position de carrefour international de Bobo-Dioulasso le commerce y
occupe une place de choix Un grand nombre de maisons de commerce nationales et
eacutetrangegraveres ont leur siegravege agrave Bobo-Dioulasso
La reacutegion est bien desservie pour ce qui est des infrastructures socioeacuteconomiques
sans ecirctre exhaustif on pourra citer
les infrastructures de communication dix radios dont un drsquoEtat six priveacutes et trois
communautaires
la couverture en infrastructures de santeacute est globalement satisfaisante 193
formations sanitaires en 2002
en matiegravere de transport le reacuteseau routier repreacutesente 10 du reacuteseau national soit
1517 km Il est constitueacute de 22 de routes bitumeacutees du Burkina 3 de routes en terre
ordinaire et 7 de routes en terre moderne La reacutegion est traverseacutee par plus de 100 km de
chemin de fer et dispose drsquoun aeacuteroport de classe internationale
La probleacutematique de deacuteveloppement de la reacutegion se fonde sur les atouts
eacuteconomiques En effet elle dispose drsquoun potentiel naturel agrave mecircme drsquoassurer et de soutenir
les objectifs de deacuteveloppement Ce potentiel naturel constitueacutee drsquoeau de sols etc est
surtout favorable aux activiteacutes de production agricole drsquoeacutelevage et de production miniegravere Ce
qui en fait une des reacutegions les plus favoriseacutees du Burkina Faso
Le relief de la reacutegion est marqueacute par la preacutesence de plateaux et de plaines
auxquels srsquoajoutent quelques buttes collines et valleacutees
Le climat est tropical de type nord-soudanien et sud-soudanien Il est marqueacute par 2
grandes saisons une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobrenovembre) et une
saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (novembredeacutecembre agrave avril) La reacutegion beacuteneacuteficie
drsquoune pluviomeacutetrie moyenne annuelle comprise entre 800 et 1 100 mm
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La particulariteacute de la topographie et du climat de la reacutegion des Hauts-Bassins en
fait un veacuteritable chacircteau drsquoeau Crsquoest dans cette reacutegion que les principaux fleuves du
Burkina prennent leur source Le Mouhoun le Banifing et le Tuy (Grand Baleacute)
La veacutegeacutetation drsquoensemble de la reacutegion est essentiellement une veacutegeacutetation de
savane comportant tous les sous-types depuis la savane boiseacutee jusqursquoagrave la savane herbeuse
La faune est assez riche et varieacutee du fait de lrsquoexistence de nombreuses forecircts
classeacutees (16 au total)
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II2 PRESENTATION DU PROJET
II21 Cadre
Le laquo projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en
eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo est un des fruits de la coopeacuteration entre la
reacutegion Wallonne du royaume de Belgique et le Burkina Faso Il entre dans le cadre de la
mise en oeuvre des actions du laquo Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en
Eau raquo PAGIRE La laquo Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau (GIRE) raquo est en effet la
strateacutegie adopteacutee par lrsquoeacutetat burkinabeacute pour atteindre ses objectifs en matiegravere drsquoeau qui se
reacutesument en les points suivants
satisfaction durable des besoins en eau
protection contre lrsquoaction agressive de lrsquoeau
ameacutelioration des finances publiques par le partage de charges
preacutevention des conflits dans la gestion des ressources en eau
Ce projet srsquoinscrit eacutegalement dans le cadre de la mise en œuvre du programme
laquo Valorisation des ressources en eau de lrsquoOuest raquo (VREO) qui est un programme national
relatif aux ressources en eaux couvrant la moitieacute Ouest du pays
Enfin il srsquoinscrit en continuiteacute du projet de recherche laquo GEeau raquo initieacute par la
DRAHRHHB le groupe EIERETSHER et la Katholieke Universiteit Leuven (KUL) et
cherche agrave lui assurer un environnement institutionnel et organisationnel adapteacute au
deacuteveloppement agrave la peacuterennisation de ses reacutesultats et agrave sa duplication dans la reacutegion Ouest
du pays
II22 Geacuteneacuteraliteacutes
Nous preacutesentons dans lrsquoencadreacute ci-dessous la fiche donnant les renseignements geacuteneacuteraux sur le projet
Fiche de projet
Intituleacute Projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en eau
pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou
Zone drsquointervention Bassin versant du Kou (Reacutegion des Hauts-Bassins)
Thegraveme Preacuteservation de lrsquoenvironnement
Secteurs et sous secteurs Politique agricole et gestion administrative des ressources en
eau agrave usage agricole
Dureacutee de mise en œuvre 48 mois
Sources de financement Reacutegion Wallonne (Belgique)
Maicirctre drsquoœuvre APEFE
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Maicirctre drsquoouvrage Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des ressources
Halieutiques
II23 Objectifs du projet
Le principal objectif geacuteneacuteral du projet est de contribuer agrave la mise en œuvre de la
GIRE Son objectif speacutecifique est le renforcement des connaissances de la gestion la
valorisation et la protection des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans la reacutegion des
Hauts-Bassins
II24 Strateacutegie
La strateacutegie retenue est baseacutee sur le renforcement des capaciteacutes institutionnelles et
de gestion de lrsquoeau pour lrsquoagriculture au niveau local
Inteacutegration de lrsquointervention dans les perspectives drsquoaction du Comiteacute de Gestion du
Bassin du Kou
Ameacutelioration de la productiviteacute de lrsquoeau en agriculture vivriegravere
Appui agrave la peacuterennisation des actions
II25 Reacutesultats attendus
Les reacutesultats attendus de ce projet sont
Mise au point drsquooutils techniques destineacutes agrave ameacuteliorer les connaissances sur les
ressources en eau du bassin (bilan hydrique) et agrave servir au suivieacutevaluation de la
situation dans le bassin quasiment en temps reacuteel afin de servir agrave la gestion et agrave la
planification des ressources en eau
Transfert de connaissances vers les autres acteurs locaux qui se seront ainsi
approprieacutes les outils de gestion eacutelaboreacutes au cours du projet pour leurs propres
inteacuterecircts
Valorisation de la deacutemarche sur un autre bassin apregraves une eacutetude de transposabiliteacute
Creacuteer les conditions drsquoune capitalisation de lrsquoacquis de ce projet et des eacutetudes
anteacuterieures deacutejagrave effectueacutees ou des expertises locales reconnues sur la zone par la
mise en place drsquoune structure capable de conserver ces informations mais aussi et
surtout de les exploiter agrave des fins de recherche pour des activiteacutes lieacutees agrave la GIRE
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II3 PRESENTATON DE LA ZONE DrsquoETUDE
II31 Situation geacuteographique
Le bassin versant du Kou est lrsquoespace geacuteographique situeacute agrave lrsquoouest du Burkina Faso
dans la reacutegion des Hauts-Bassins entre les longitudes 4deg40rsquoO et 4deg10rsquoO et les latitudes 11degN
et 11deg30N et draineacute par la riviegravere du mecircme nom Cette riviegravere qui est un affluent du Mouhoun
(ex Volta noire) draine ainsi une superficie de 1821km2
La figure 1 preacutesente la carte de situation du bassin versant
0 300 600 Kilomegravetres
CARTE DE SITUATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Autres province du Burkina FasoProvince du HouetBassin-versant du Kou
Figure 1 Carte de situation du bassin du Kou
II32 Geacuteomorphologie
Le bassin du Kou a une forme allongeacutee Il est orienteacute Nord-est Sud-ouest avec une
longueur de 51 km et une largeur de 33 km Il est constitueacute essentiellement drsquoun plateau
greacuteseux culminant aux environs de 500 m drsquoaltitude au sud et srsquoabaissant progressivement
jusqursquoagrave 300 m agrave lrsquoaval de la plaine vers Baouleacute le point de confluence avec le Mouhoun
Lrsquoaltitude moyenne est de 407 m (figure 2)
On peut le subdiviser en trois sous bassins emboiteacutes qui sont (figure 3)
- Sous-bassin de Koumi 347 km2
- Sous-bassin de Badara 989 km2
- Sous-bassin de la confluence Niameacute-Baouleacute 1605 km2
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Figure 2 Carte du modeleacute de terrain du bassin versant du Kou
U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
Exutoire du bassin versant
0 30 60 Kilomegravetres
Carte de deacutecoupage en sous bassins du bassin versant du Kou
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
IVIII
II I
Reacuteseau hydrographique stations pluviometriquesU Stations hydrometriques
Figure 3 Deacutecoupage en sous-bassins
(NB I= sous-bassin de Koumi I+II= sous-bassin de Badara I+II+II=sous bassin de Confluence I+II+III+IV=
bassin versant du Kou)
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II33 Caracteacuteristiques morphomeacutetriques
Les caracteacuteristiques de forme et de relief des sous-bassins reacutesumeacutees au tableau 1 ont
eacuteteacute deacutetermineacutees par BICABA (1991)
Superficie du bassin versant (S)
La deacutelimitation du bassin versant a eacuteteacute faite sur une carte IGB au 1200 000
La mesure de la superficie a eacuteteacute effectueacutee agrave lrsquoaide drsquoun planimegravetre
Peacuterimegravetre (P)
Il a eacuteteacute mesureacute sur la carte au 1200 000
Rectangle eacutequivalent
Le rectangle eacutequivalent est un rectangle ayant la mecircme superficie le mecircme indice de
compaciteacute et la mecircme distribution hypsomeacutetrique que le basin versant Sa longueur (L)
est donneacutee par lrsquoexpression
]))1281(1(1[)1281( 21221
compcomp IISL
avec S surface du bassin versant et Icomp indice de compaciteacute
Indice de compaciteacute (Icomp)
Il correspond au rapport du peacuterimegravetre du bassin versant agrave celui drsquoun cercle de mecircme
superficie et srsquoexprime par la relation suivante
212820 SPIcomp avec
P peacuterimegravetre styliseacute du bassin versant en km
S superficie du bassin versant en km2
Indice global de pente (Ig)
Cet indice caracteacuterise le relief drsquoun bassin et il est deacutefini par la formule suivante
LHI g
Ougrave ΔH est lu sur la courbe hypsomeacutetrique1 (figure 4 agrave 6) et repreacutesente la
deacuteniveleacutee exprimeacutee en megravetres entre les altitudes ayant approximativement 5 et
95 de la superficie du bassin versant au dessus drsquoelles
L est la longueur du rectangle eacutequivalent exprimeacutee en km
Relief fort pour 100lt Ds
Ds est donneacutee par la relation suivante SIDs g
1 Courbe repreacutesentant le pourcentage de la superficie du bassin versant situeacutee au-delagrave drsquoune altitude H donneacutee en
fonction de cette altitude
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Courbe hypsometrique du bassin versant de Koumi
350
390
430
470
510
550
590
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
de la surface totale
Alt
itu
de
s (
m)
Figure 4 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Koumi
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Badara
280
320
360
400
440
480
520
560
600
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
de
Figure 5 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Badara
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Niameacute-Baouleacute
280
320
360
400
440
480
520
560
600
640
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
des (
m)
Figure 6 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de la confluence NIameacute-Baouleacute
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Deacuteniveleacutee speacutecifique (Ds)
Elle permet de classer le relief du bassin en
Relief faible pour Ds lt50 m
Relief modeacutereacute pour 50 mlt Ds lt100 m
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants
Sous-Bassins Versants
Caracteacuteristiques Koumi Badara
Confluence
Niame-Baouleacute
Superficie (km2) 347 989 1605
Peacuterimegravetre styliseacute (m) 77 151 175
Coefficient de Gravelius 115 137 126
Longueur du rectangle eacutequivalent (km2) 242 5930 6403
Largeur du rectangle eacutequivalent (km2) 1420 1600 2380
Indice global de pente (mkm) 480 317 317
Densiteacute de drainage 065 068 058
Deacuteniveleacutee speacutecifique (m)
(nature du relief)
894
(Modeacutereacute)
975
(Modeacutereacute)
127
(Fort)
II34 Climatologie
Le bassin versant du Kou se situe agrave la limite sud de la zone climatique tropicale
soudano-saheacutelienne Ses caracteacuteristiques climatiques sont
Tempeacuteratures
Lrsquoamplitude thermique annuelle est faible La tempeacuterature moyenne mensuelle
minimale varie toute lrsquoanneacutee de 17 agrave 22degC tandis que la tempeacuterature moyenne maximale
varie de 33 agrave 37degC en saison segraveche et de 29 agrave 34degC en saison des pluies
Les vents
On note lrsquoinfluence de deux vents dominants
Lrsquoharmattan ou alizeacute vent chaud et sec des anticyclones du Sahara de secteur Nord-
Est agrave Est et soufflant pendant la saison segraveche
la mousson vent de secteur Sud-ouest chargeacute drsquohumiditeacute et provenant de la zone
eacutequatoriale
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La limite de seacuteparation entre ces deux masses drsquoair ou Front Inter Tropical (FIT)
connaicirct au cours de lrsquoanneacutee un deacuteplacement du Sud au Nord ce qui se traduit par
lrsquoalternance de deux saisons bien distinctes
- une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobre)
- une saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (de novembre agrave avril)
Insolation
La dureacutee moyenne pour lrsquoensoleillement est de 7 h 42rsquo Lrsquoinsolation varie de 75 mmj
agrave 87 mmj Elle est agrave son minimum en juillet-aoucirct et maximale en avril-mai
Humiditeacute de lrsquoair
Lrsquohumiditeacute de lrsquoair est tregraves faible en saison segraveche (20 ndash 40 ) tandis qursquo en saison de
pluie elle atteint 70 agrave 80 voire 90 au cours des averses
II35 Geacuteologie
La description de la geacuteologie est baseacutee sur les travaux de IWACO citeacute par BICABA
(1991)
La geacuteologie du bassin du Kou est une superposition de greacutes encastreacutes entre un socle
essentiellement granito-gneissique de roches orthomeacutetamorphiques et eacuteruptives au fond et
une couche de deacutepocircts reacutecents ou de lateacuterite en surface composeacutee de sables et drsquoargiles
(figure 7)
De bas en haut on distingue
- Le socle absolument impermeacuteable composeacute de roches plutoniques (migmatites et
granites diffeacuterencieacutes) et de roches meacutetamorphiques birrimiennes (schistes micaceacutes
schistes greacuteseux schistes verts amphiboles)
- Les greacutes de base qui sont des greacutes agrave grains grossiers de silice ou de feldspaths tregraves
fissureacutes drsquoune eacutepaisseur de 200 m environ tregraves peu lateacuteriseacutes bien que poreux et
permeacuteables
- Les greacutes de Sotuba glauconieux sur une eacutepaisseur de 80 m drsquoallure schisteuse
poreux fissureacute et tregraves lateacuteriseacutes
- Les greacutes siliceux agrave ciment argileux de Bobo-Dioulasso aux faciegraves nombreux
(schistes de Toun greacutes de Koutiala et greacutes de Bandiagara) Ils sont tendres
heacuteteacuterogegravenes et tregraves lateacuteriseacutes
- Des roches eacuteruptives basiques (doleacuterites et basaltes) impermeacuteables infiltreacutees dans
les fissures des greacutes
- La couverture quaternaire constitueacutee drsquoalluvions sablo-ferrigineux de granulomeacutetrie
disparate drsquoune profondeur drsquoenviron 30 m passablement lateriseacutes
Les formations superficielles sont constitueacutees de cuirasse lateacuteritique et drsquoalluvions
dans les bas-fonds
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Cette geacuteologie qui constitue une situation favorable au stockage et agrave la transmission
de lrsquoeau souterraine est de ce fait lrsquoun des deacuteterminants principaux du systegraveme drsquoeau du
bassin du Kou
0 30 60 Kilomegravetres
CARTE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Geologie du bassin bersantshpDoleritesEtage schistogreso-dolomitiqueGres a galets de quartzGres de baseGres de Sotuba
Figure 7 Carte geacuteologique du bassin versant du Kou
II36 Peacutedologie
Le tableau 2 donne les deacutetails des types de sols en preacutesence sur le bassin ainsi que
leurs profondeurs respectives tandis que la figure 8 donne leur reacutepartition geacuteographique On
remarquera lrsquoomnipreacutesence des sols ferrugineux tropicaux lessiveacutes des sols ferrallitiques et
de sols peu eacutevolueacutes superficiels
Selon la classification de R BOULET et R FAUCK citeacutes par BICABA (1991) on peut
distinguer deux cateacutegories de sols dans le bassin
Les sols profonds (gt100 cm) ce sont
- les sols argilo-sableux en surface argileux en profondeur riches en base satureacutees et
le plus souvent drsquoexcellente qualiteacute
- les sols limono-argileux agrave argilo-limoneux en surface argileux en profondeur
caracteacuteriseacutes par un drainage interne et un drainage externe faibles
- les sols sableux en surface argileux en profondeur (preacutesence de sols mal draineacute)
les sols sableux en surface et sablo-argileux en profondeur
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Les sols agrave profondeurs faibles (lt40 cm) ce sont les sols gravillonnaires de faible valeur
agricole
Figure 8 Carte des sols du bassin versant du Kou
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Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou
Symboles Classification CPCS 1967 Classification BRM 2001
Classes de
sols
Groupes de sols Uniteacutes de
sols de
reference
Uniteacutes infeacuterieures des
sols de reference
Profon-
deur
(m)
LITH Sols mineacuteraux
bruts deacuterosion
Sols mineacuteraux bruts
deacuterosion lithiques
Leptosols Leptosols lithiques 0
PEEL Sols peu
eacutevolueacutes
deacuterosion lithiques Leptosols Leptosols lithiques lt15
PEER deacuterosion Reacutegiques Reacutegosols Reacutegosols eacutepi
squeletiques
50
PEACM dapport colluvio-
alluvial modal
Fluvisols Lixisols ferriques 70
PEAAH dapport alluvial
hydromorphe
Fluvisols Fluvisols gleyiques
BEHV Bruns eutophe
tropicaux
hydromorphes
vertiques
Cambisols Cambisols vertiques
gleyiques
114
VV Vertisols Vertisol vertique Vertisols Vertisols magiques
pelliques
100
FLIS Sols
ferrugineux
tropicaux
lessiveacutes
superficiels Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques
ferriques
20
FLIPP indureacutes peu profonds Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 32
FLIMP indureacutes moyennent
profonds
Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 42
FLIP indureacutes profonds Lixisols Lixisols endo
petroplithiques
101
FLM modal Lixisols Lixisols chromques 120
FLC agrave concreacutetions Lixisols Lixisols ferriques 105
FLTC agrave taches et agrave
concreacutetions
Lixisols Lixisols gleyiques
ferriques
110
FRR Sols
ferrallitiques
faiblement deacutesatureacutes
remanieacutes faiblement
rajeunis
Ferralsols Lixisols rhodiques 124
FRI faiblement deacutesatureacutes
en B remanieacutes indureacutes
Ferralsols Lixisols chromiques
bathiplinthiques
82
FRM deacutesatureacutes en B
remanieacutes modaux
Ferralsols Lixisols rhodiques 125
FTM faiblement deacutesatureacutes Ferralsols Lixisols rhodiques 110
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en B typiques modaux
FTH faiblement deacutesatureacutes
en B typiques
hydromorphes
Ferralsols Lixisols gleyiques
rhodiques
120
HPGE Sols
hydromorphes
humifegraveres
agrave pseudogley
densemble
Gleysols Gleysols gleyiques 107
II37 Veacutegeacutetation
La veacutegeacutetation du bassin (figure 9) est agrave dominance de type savane arbustive agrave
arboreacutee composeacutee de Butyrospermum parkii et de Detarium microcarpum On trouve
eacutegalement des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave boiseacute et forecirct claire (Isoberlinia
doka Burkea africana Terminalia spp) et des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave
arbustive et boiseacute (Burkea africana Butyrospermum parkii Pterocarpus erinaceus)
0 20 40 Kilomegravetres
CARTE DE VEGETATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Vegetation du bassin versant shpCulture industrielle Savane arboreacutee agrave arbustive et boiseacutee Savane arboreacutee agrave boiseacutee et forecirct claire Savane arbustive agrave arboreacutee
Figure 9 Carte de veacutegeacutetation de la valleacutee du Kou
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II38 Hydrographie
Le reacuteseau hydrographique est dense et est constitueacute drsquoun ensemble de riviegraveres
sources et mares
II381 Les riviegraveres
Le Kou est une riviegravere peacuterenne qui prend sa source aux environs de Kodala agrave une
trentaine de kilomegravetres au sud-ouest de Bobo-Dioulasso Lrsquoaltitude est de 440 m dans ces
reacutegions Il est formeacute par la jonction de deux marigots Kieacuteneacute et Farakoba et coule vers le Nord
recevant successivement les eaux des sources de Nasso celles du marigot de Yengueacute en
rive gauche et en rive droite celles des marigots Niameacute et Weacute
Les principaux affluents sont
agrave lrsquoOuest les riviegraveres suivantes Farakoba Kieacuteneacute Yengueacute SO Suo et Bango
agrave lrsquoEst le Houet le Bingbeacuteleacute et le Niameacute
II382 Les sources mares et lacs
Les principales sources sont
- Les sources de la Guinguette situeacutees en rive gauche
- Les sources de Kokoroueacute situeacutees eacutegalement en rive gauche
- Les sources capteacutees par lrsquoONEA en rive droite en aval desquelles existent drsquoautres
sources non capteacutees mais alimentant eacutegalement la riviegravere du Kou
Pour ce qui est des mares on peut en citer deux
- La mare de Bama situeacutee dans le lit du marigot Bongo qui lrsquoalimente Cette riviegravere a un
bassin versant de 30 km2
- La mare de Tumbagama moins importante que la preacuteceacutedente est situeacutee dans le lit
drsquoun petit affluent du Kou avec un bassin versant de 15 km2
II39 Occupation des sols
Dans la valleacutee du Kou agrave partir de la Guinguette on trouve de zones morphologiques
diffeacuterentes avec des occupations des sols adapteacutees aux conditions de terrain
Au sud de Nasso la valleacutee est eacutetroite dans un terrain onduleacute et peu occupeacute par
lrsquoagriculture Au Nord de Nasso la valleacutee srsquoouvre et continue dans une plaine alluviale drsquoune
largeur de 200 agrave 700 m La plaine est drsquoabord occupeacutee par une forecirct dense puis apregraves
quelques kilomegravetres par des petites parcelles de cultures irrigueacutees ou non A partir du
village de Sosongona situeacute agrave 8 km de la source les terrains cultiveacutes occupent la valleacutee On
remarquera notamment le peacuterimegravetre rizicole de 1100 ha reacutealiseacute au deacutebut des anneacutees 1970
gracircce agrave la coopeacuteration avec la chine ainsi que le peacuterimegravetre maraicirccher reacutealiseacute beaucoup plus
tard pour diversifier la production agricole
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Lrsquooccupation agricole de la valleacutee connaicirct actuellement une certaine acceacuteleacuteration
avec lrsquoameacutenagement informel et spontaneacute de parcelles le long du canal drsquoameneacutee du
peacuterimegravetre rizicole Ceci est actuellement lrsquoune des cause du conflit qui subsiste dans la valleacutee
autour de la question de lrsquoeau Il y a eacutegalement la creacuteation de plantations drsquoarbres fruitiers
par de nouveaux investisseurs galvaniseacutes par lrsquoouverture du marcheacute agrave cause de la difficile
situation de la production en Cote drsquoIvoire
Lrsquooccupation des sols dans le bassin du Kou est eacutegalement marqueacutee par lrsquoexpansion
de la ville de Bobo-Dioulasso pousseacutee par lrsquoaccroissement de la population et le
deacuteveloppement des activiteacutes industrielles
La figure 10 donne un aperccedilu de lrsquooccupation des terres
Figure 10 Carte dlsquooccupation des terres du bassin versant du Kou
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III CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE
III1 DONNEES PLUVIOMETRIQUES
III11 Choix des stations et des peacuteriodes drsquoobservation
Avant drsquoenvisager lrsquoeacutetude hydrologique il importe de deacutefinir une peacuteriode et des
stations de reacutefeacuterence agrave partir desquelles les diffeacuterentes investigations srsquoarticuleront
Le bassin versant du Kou est bien desservi pour ce qui est des observations de la
pluviomeacutetrie Les donneacutees disponibles sont des donneacutees journaliegraveres et elles ont plusieurs
sources
Des anciennes donneacutees de la base de donneacutees PLUVIOM de la Direction Reacutegionale de
lrsquoHydraulique des Hauts-Bassins (tableau 3)
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Beregadougou 1974 2000 27 0
Bondoukuy 1963 1998 36 57
Koumbia 1964 2000 37 0
Moussoudougou 1992 1996 5 0
Nasso 1960 1996 37 83
Orodara 1955 2000 46 0
Samorogouan 1964 1998 35 58
Des donneacutees de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et des stations de lrsquoINERA (tableau 4)
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Bama 1986 2005 20 10
Farakoba 1960 2005 46 67
Bobo-Dioulasso 1959 2005 47 0
Les nouvelles stations pluviomeacutetriques de la Direction Provinciale de lrsquoAgriculture de
lrsquoHydrauliques et des Ressources Halieutiques du Houet (tableau 5)
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Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Karankasso-Sambla 2003 2005 3 0
Badema 2003 2005 3 0
Satiri 2003 2005 3 0
Toussiana 2003 2005 3 0
Nota Les donneacutees dont la disponibiliteacute est indiqueacutee dans les tableaux 13 agrave 15 sont des
hauteurs de pluies journaliegraveres Les lacunes repreacutesentent les taux drsquoanneacutees dont les
donneacutees ne sont pas disponibles Les anneacutees prises en compte sont donc des anneacutees sans
lacune quant agrave la pluie journaliegravere
La figure 11 donne la situation geacuteographique des diffeacuterentes stations on
remarquera que quatre drsquoentre elles sont situeacutees sur le bassin versant On peut en conclure
que le bassin est bien desservi en stations pluviomeacutetriques mecircme si lrsquoon doit noter
eacutegalement leur concentration au centre Ces stations agrave savoir Nasso Farakoba Bobo-
Dioulasso et Bama ont des chroniques assez longues et des taux de lacunes acceptables
Nous nous baserons de ce fait sur elles pour lrsquoeacutetude de notre bassin versant
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Figure 11 Situation geacuteographique des stations pluviomeacutetriques
Pour ce qui est de la peacuteriode drsquoobservation pour cette eacutetude nous retiendrons une
peacuteriode de trente ans de 1976 agrave 2005 Nous nous limitons en arriegravere agrave 1976 pour ecirctre sucircr
de deacutepasser la rupture climatique intervenue en 1970 (Albergel 1987 Maheacute 2001) ce qui
devrait confeacuterer une certaine homogeacuteneacuteiteacute agrave nos donneacutees
III12 Controcircle de la qualiteacute des donneacutees
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de pluies ainsi que leur qualiteacute ont eacuteteacute veacuterifieacutees par les
meacutethodes de la moyenne mobile et lrsquoeacutetude des correacutelations entre stations
III121 Veacuterification de lrsquohomogeacuteneacuteiteacute intrinsegraveque des seacuteries
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute drsquoune seacuterie traduit le fait que les proprieacuteteacutes de la loi statistique qui
reacutegit le pheacutenomegravene (moyenne variance ou moments dordre supeacuterieur) sont invariantes au
cours du temps Lrsquoeacutechantillon ne doit preacutesenter ni tendance (agrave la hausse ou agrave la baisse) ni
pheacutenomegravene cyclique ni rupture La meacutethode de la moyenne mobile permet drsquoeffectuer une
telle veacuterification Nous lrsquoavons appliqueacutee aux diffeacuterentes stations avec un pas de temps de 3
et 5 ans Pour ce faire nous avons dresseacute les graphiques des pluies annuelles (p_an) des
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pluies moyennes annuelles (Pmoy) des moyennes mobiles sur trois ans ( mob_3) et sur
cinq ans (mob_5) pour les quatre stations pluviomeacutetriques retenues
Le deacutetail de ces calculs est reacutesumeacute dans lrsquo annexe I et les figures 12 agrave 15 ci-
dessous nous montrent les reacutesultats des diffeacuterents controcircles effectueacutes
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
anneacutees
plu
ies (
mm
)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 12 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station Bobo-Dioulasso
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
Anneacutee
Hau
teu
r (m
m)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 13 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Farako-ba
0
200
400
600
800
1000
1200
1992 1996 2000 2004 2008
Anneacutees
Plu
ie (
mm
) P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 14 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Bama
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0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 15 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Nasso
Conclusion Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale on constate que les seacuteries sont homogegravenes
III122 Etude des correacutelations entre stations
La meacutethode utiliseacutee est celle du double cumul sur les pluviomeacutetries annuelles des
quatre stations
Cette meacutethode consiste agrave faire pour la station eacutetudieacutee (A) et la station de
comparaison (B) le calcul de la pluviomeacutetrie cumuleacutee jusqursquoagrave lrsquoanneacutee i soit Ta (i) et Tb(i) et
agrave porter sur un graphique les diffeacuterents points Mi de coordonneacutees respectives Ta(i) et Tb(i)
Le principe est qursquoen en absence drsquoanomalie ces deux stations mesurent chaque anneacutee une
pluviomeacutetrie annuelle dans un rapport sensiblement constant et en conseacutequence les points
Mi sont pratiquement aligneacutes par contre si une erreur systeacutematique a pu srsquointroduire la
droite des Mi preacutesentera alors une cassure
Lrsquoapplication de cette meacutethode aux stations pluviomeacutetriques de Bama Koumi et laquo la
confluence raquo (stations eacutetudieacutees) drsquoune part et celle de Bobo-Dioulasso (station de reacutefeacuterence)
drsquoautre part est repreacutesenteacutee par les figures 16 agrave 18 Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de Bobo-
Dioulasso a en effet deacutejagrave eacuteteacute eacutetablie par des eacutetudes anteacuterieures BICABA (1991)
0
10000
20000
30000
40000
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Pluies Bobo-Dioulasso cumuleacutees (mm)
Plu
ies
Fa
rak
ob
a c
um
uleacute
e
(mm
)
Figure 16 Test de la meacutethode des doubles masses appliqueacutee agrave la station de Farakoba
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0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
Pluies cumuleacutees Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ies c
um
uleacute
es B
am
a
(mm
)
Figure 17 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Bama (valleacutee du Kou)
0
10000
20000
30000
40000
00 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000
P cumuleacutee Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ie c
um
uleacute
Nasso
(m
m)
Figure 18 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Nasso
On ne constate pas de rupture pour les stations de Nasso et Farakoba ceci nrsquoest
pas le cas de la station de Bama ougrave lrsquoon observe une cassure qui intervient entre 1990 et
1995 Ceci est certainement une anomalie car elle nrsquoapparaicirct pas au niveau des autres
stations pourtant voisines
Nous proceacutedons au prochain paragraphe agrave la correction de cette anomalie et au
comblement des lacunes
Plusieurs meacutethodes de correction sont proposeacutees dans la litteacuterature nous utilisons ici
celles preacuteconiseacutees par Andreacute MUSY de lrsquoEPFL dans son cours drsquoHydrologie geacuteneacuterale en
ligne Deux techniques sont employeacutees
Remplacement de la valeur manquante par la moyenne de la station de reacutefeacuterence Cette
meacutethode a eacuteteacute utiliseacutee lorsque les preacutecipitations moyennes annuelles de la station agrave
compleacuteter ne diffegraverent pas de plus de 10 des preacutecipitations moyennes annuelles de la
station de reacutefeacuterence
Remplacement de la valeur manquante par une moyenne pondeacutereacutee par la tendance
annuelle des stations pluviomeacutetriques soit
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Ougrave
donneacutee manquante de preacutecipitation (par exemple) estimeacutee
nombre de stations de reacutefeacuterence
preacutecipitation agrave la station de reacutefeacuterence
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station de reacutefeacuterence
Les reacutesultats sont consigneacutes dans le tableau 6
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Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles
Anneacutee Bobo-Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
2005 8611 8582 6274 8011
2004 9420 8333 7455 8642
2003 11559 11456 10885 11657
2002 8027 6747 6543 7320
2001 9140 7761 7884 8523
2000 11714 10736 10421 11300
1999 10652 10915 10391 10995
1998 11214 12323 9280 11223
1997 8729 11939 8096 9829
1996 9005 10236 7577 9170
1995 12777 11604 9414 11558
1994 8957 10758 8572 9698
1993 9430 834 7736 8753
1992 12382 12382 10775 9506
1991 11981 952 11521 12936
1990 9947 10308 9170 9102
1989 8275 9212 8280 9661
1988 10145 10145 8828 8570
1987 8663 8663 8361 9522
1986 8798 9281 7894 8717
1985 13315 13056 11475 8565
1984 9716 8156 7782 9496
1983 7781 7528 6662 8830
1982 9456 12123 9380 9634
1981 10423 11451 9514 7869
1980 8414 9043 7594 10817
1979 10657 10189 9072 13323
1978 10367 11284 9417 11283
1977 8354 996 7963 9018
1976 9961 10836 9046 11125
lacunes () 00 10 467 433
Moyenne 9609 10096 8507 9822
NB Les cases en gris contiennent les valeurs compleacuteteacutees ou corrigeacutees
III13 Etude de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere
III131 Pluviomeacutetrie journaliegravere
Lrsquoanalyse des pluies journaliegraveres sur la peacuteriode de 1976 agrave 2006 fait ressortir que le
nombre de jour de pluie dans lrsquoanneacutee varie drsquoune station agrave lrsquoautre de 50 jours (au nord) agrave 70
jours (au sud) Le mois drsquoaoucirct est le mois le plus pluvieux avec 13 jours en moyenne sur les
quatre stations Les hauteurs maximales de pluies journaliegraveres (tableau 7) sont souvent tregraves
eacuteleveacutees et peuvent atteindre 100 mm soient 10 de la pluviomeacutetrie totale annuelle
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Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou
Bobo-
Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
1976 48 711 654
1977 618 78 728
1978 657 714 641
1979 699 897 1029
1980 76 582 687
1981 77 58 711
1982 45 782 744
1983 661 484 698
1984 73 465 537
1985 813 837 68
1986 868 814 64 78
1987 469 1226 673
1988 711 48
1989 554 609 999 86
1990 652 676 747 966
1991 55 537 732 119
1992 772 384
1993 675 44 581
1994 49 622 931
1995 806 651 1071
1996 556 713 478
1997 436 94 652
1998 943 87 87
1999 583 804 982
2000 678 465 468
2001 459 404 608
2002 666 578 45
2003 803 803 753
2004 434 538 82
2005 636 1059 672
NB Les cases en gris repreacutesentent les lacunes
III132 Variabiliteacute saisonniegravere
La figure 19 montre pour les quatre stations que les pluies se concentrent sur la
peacuteriode de mai agrave mi-octobre (saison des pluies) qui repreacutesente plus de 90 de la pluie
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annuelle Les pics sont uniques sur lrsquoanneacutee (saison monomodale) et ils se situent en aoucirct agrave
chaque station et atteignent 250 mm ce qui correspond agrave 27 de la pluie annuelle
00
500
1000
1500
2000
2500
3000
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Farako-ba
Bama
Nasso
Bobo-D
Figure 19 Variabiliteacute saisonniegravere et spatiale de la pluviomeacutetrie (moyenne calculeacutee de 1976 agrave 2005)
III133 Etude statistique des pluies annuelles
Les pluies annuelles ont eacuteteacute ajusteacutees agrave la loi normale
On sait que la loi normale a pour fonction de reacutepartition
u
t dtexXobxF 22
2
1Pr)(
avec ndashltxlt+
Les paramegravetres de la loi normale sont la moyenne m et lrsquoeacutecart type s
Lrsquoeacutequation de la droite drsquoajustement est X=m+sU
Ougrave
- X est la valeur de la pluviomeacutetrie qui correspond agrave une probabiliteacute au non
deacutepassement donneacutee
- U est la valeur de la variable centreacutee reacuteduite qui correspond agrave cette probabiliteacute au
non deacutepassement U est donneacute par la table de Gauss
Les reacutesultats de lrsquoajustement sont reacutesumeacutes dans les tableaux 8 agrave 12 Les quantiles
sont calculeacutes avec un intervalle de confiance agrave 90 Rappelons que les intervalles de
confiance sont donneacutes par la relation suivante
641902)(1)()(Pr2
avecFun
FxFxob
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Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude
statistique des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9929 10373 9485
Quinquennale Segraveche 8683 9199 8166
Humide 11175 11692 10659
Deacutecennale Segraveche 8030 8629 7431
Humide 11828 12427 11229
Centennale Segraveche 6472 7328 5616
Humide 13386 14242 12530
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 10096 10582 9609
Quinquennale
Segraveche 8732 9297 8166
Humide 11459 12025 10894
Deacutecennale
Segraveche 8018 8673 7362
Humide 12174 12829 11518
Centennale
Segraveche 6313 7250 5376
Humide 13878 14815 12941
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 8775 9193 8357
Quinquennale Segraveche 7603 8089 7117
Humide 9947 10433 9461
Deacutecennale Segraveche 6989 7553 6426
Humide 10561 11124 9997
Centennale Segraveche 5525 6330 4720
Humide 12025 12830 11220
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Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9822 9378 10265
Quinquennale Segraveche 8578 8062 9094
Humide 11065 10550 11581
Deacutecennale Segraveche 7927 7329 8525
Humide 11717 11119 12315
Centennale Segraveche 6372 5518 7226
Humide 13272 12417 14126
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du Quantile
borne infeacuterieure
Borne supeacuterieure
Anneacutees correspondantes
Moyenne 9565 9154
9977
1977 1979 1988 1990 1991 1996
Quinquennale Segraveche 8411
7932
8890
19801984 1987 1989 1993 2004
Humide 10720
10241
11198
1978 1981 1982 1994 1995 1997 1999
2000
Deacutecennale Segraveche 7806 7251 8361
1983 2001
Humide 11325 10770 11880
1992 1998 2003
centennale Segraveche 6363 5570 7156
2002
Humide 12768 11974 13561
1985
On note lrsquoextrecircme variabiliteacute interannuelle de la pluie au niveau de chacune des
stations On note eacutegalement que les valeurs des diffeacuterents quantiles sur les quatre stations
sont sensiblement les mecircmes Hormis les stations de Bama et Nasso dont les donneacutees ont
eacuteteacute reconstitueacutees agrave respectivement agrave 467 et 433 agrave partir de la station de Bobo on peut
utiliser indiffeacuteremment les stations de Farakoba et de Bobo pour la preacutedeacutetermination des
grandeurs pluviomeacutetriques sur le bassin du Kouhellip
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III14 Etude de la variabiliteacute spatiale et calcul de la pluie moyenne sur le bassin versant
La figure 19 (deacutejagrave vue) montre que la pluviomeacutetrie annuelle ne varie pas beaucoup
drsquoune station agrave lrsquoautre On note cependant une leacutegegravere baisse du sud au nord
Pour la deacutetermination de la pluie moyenne interannuelle sur le bassin nous utilisons
la meacutethode des polygones de Thiessen qui procegravede comme suit A chaque station on
affecte la surface du polygone obtenu en traccedilant les meacutediatrices des segments reliant la
station concerneacutee aux stations voisines La pluie moyenne Hm sera obtenue en faisant la
somme pondeacutereacutee des pluies aux diffeacuterentes stations le coefficient de pondeacuteration eacutetant la
surface du polygone concerneacute inteacuterieur agrave S rapporteacutee agrave la surface S
)(1
NNCCBBm SHSHSHs
H
La figure 20 donne une repreacutesentation des polygones de Thiessen traceacute en ne
consideacuterant que les trois stations de Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama La station de
Nasso nrsquoa pas eacuteteacute prise en compte pour les raisons que nous expliciterons au paragraphe
III4 Les cœfficients correspondants sont consigneacutes au tableau 13
Tableau 13 Coefficients de Thiessen
bassin versant du Kou Station hydromeacutetrique de Koumi
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 038 Farakoba 318 094
Bobo 360 025 Bobo 20 006
Bama 567 037
Total 1858 1 Total 347 1
Station hydromeacutetrique de Badara Station hydromeacutetrique de la confluence
Niameacute_Baouleacute
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 071 Farakoba 378 045
Bobo 25 007 Bobo 335 026
Bama 73 022 Bama 339 029
Total 989 1 Total 1605 1
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U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
0 30 60 Kilomegravetres
Polygone de Thiessen des stations pluviometriques
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Limite du bassin-versant
station pluviometrique
Reacuteseau hydrographique
Polygone de thiessen
U Station hydromeacutetrique
(Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama)
Figure 20 Polygone de Thiessen des stations pluviomeacutetriques (NB la station de Nasso nrsquoest pas prise en
compte) Les hauteurs des pluies moyennes agrave consideacuterer pour chaque sous-bassin versant ont eacuteteacute calculeacutees et consigneacutees au tableau 14
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Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants
calculeacutees suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
Anneacutees Bassins versants
Koumi Badara Confluence Valleacutee du Kou
Niame-Baoule
2005 8584 8076 792 7735
2004 8398 8216 8361 828
2003 11462 11338 11317 1127
2002 6824 6792 7021 6992
2001 7844 7888 8155 8151
2000 10795 10735 10899 10864
1999 10899 10781 10695 10655
1998 12256 11578 11152 1092
1997 11746 10869 999 9715
1996 10162 9565 9145 8944
1995 11674 11204 11274 11087
1994 10650 10619 10273 10286
1993 8405 8717 9019 9118
1992 12382 11898 11744 11568
1991 9668 10132 1074 10876
1990 10286 10032 9884 9797
1989 9156 8941 8698 8633
1988 10145 980 969 9565
1987 8663 8597 8575 8551
1986 9252 8942 8753 8647
1985 13072 12485 12346 12129
1984 8250 8262 8557 854
1983 7543 7469 7493 7462
1982 11963 11309 10603 10401
1981 11389 10803 10425 10226
1980 9005 886 8696 8651
1979 10217 10217 10304 10298
1978 11229 10891 10613 10502
1977 9864 9443 901 8879
1976 10784 10479 10218 10119
Moyenne 10086 9831 9719 9629
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III2 DONNEES HYDROMETRIQUES
III21 Inventaire des stations hydromeacutetriques
Les observations hydromeacutetriques dans la valleacutee du Kou ont commenceacute en 1955 par
la creacuteation de plusieurs stations de mesure Pour la peacuteriode de 1955 agrave 1985 HURE (1998)
en a deacutenombreacute 13 Drsquoautres stations ont eacuteteacute creacuteeacutees par la suite notamment agrave lrsquooccasion de la
mise en œuvre de projets de deacuteveloppement ou de programmes drsquoeacutetudes couvrant la zone
On distingue
- Les stations du reacuteseau hydromeacutetrique national
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo valleacutee du Kou raquo
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo ressource en eau de Bobo-Dioulasso raquo
- Les stations installeacutees pour 3 ans lors de la mission drsquoeacutetude neacuteerlandaise IWACO
Dans le cadre de cette eacutetude nous disposons des donneacutees de la base de donneacutees
sous Hydracces laquo GEeauPlusmdb raquo de la DRAHRHHB qui gegravere les reacutesultats issues des
observations effectueacutees sur un certain nombre de stations Le tableau 15 fait lrsquoinventaire des
stations de cette base et la figure 21 montre leur reacutepartition geacuteographique sur le bassin
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo
Id_Station Nom Latitude Longitude Superficie
bassin (kmsup2)
Deacutebut_Activiteacute
1202701600 Sources de Pesso - - - -
1202701601
Confluence
Niameacute-Baouleacute - - 1605 -
1202701603 Badara 11deg227N 4deg2202W 989 1955
1202701606 Diaradougou 1960
1202701612 Nasso Amont 11deg1202N 4deg2604W 405 1961
1202701613 Nasso Milieu 11deg1200N 4deg2600W 1961
1202701614 Nasso Aval 11deg1300N 4deg2600W 646 1961
1202701620 Koumi 11deg0800N 4deg2500W 343 1985
1202710300
Mare aux
Hippopotames 11deg3446 4deg1007 - 1997
1202711310
Exutoire de la
Mare 11deg3446 4deg2500W - 1997
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Figure 21 Reacuteseau hydrographique du bassin du Kou et emplacement des stations hydromeacutetriques
Les donneacutees de deacutebits dont nous disposons sont de pas de temps journalier Ils sont
repreacutesenteacutees dans le tableau 16 et la figure 22 en donne le chronogramme des
observations Le propre de ces stations est qursquoelles ne sont en geacuteneacuteral suivies que pendant
la peacuteriode de mise en œuvre de projets ou programmes qui les ont installeacutees Actuellement
seules trois drsquoentre elles agrave savoir celles de Koumi de Badara et de la confluence Niameacute-
Baouleacute qui appartiennent au reacuteseau national sont encore opeacuterationnelles Crsquoest
fondamentalement sur elles que nous nous appuierons pour cette eacutetude
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes
Id_Station Nom Date Deacutebut Date Fin Lacunes
()
Nombre
Valeurs
1202701601 Confluence
Niameacute-Baouleacute
02011986 08122002 466 4805
1202701603 Badara 07011984 08122002 1433 4593
1202701606 Diaradougou 03012004 31122004 303 301
1202701612 Nasso Amont 09011961 08121974 3005 1557
1202701613 Nasso Milieu 06011961 31121991 427 8823
1202701614 Nasso Aval 06011961 10121997 856 4731
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1202701620 Koumi 02011987 04121999 712 4109
Chronogramme des donneacutees de la Table Debits
06011961 29061966 20121971 11061977 02121982 24051988 14111993 07051999 27102004
Confluence Niameacute-Baouleacute
Badara
Diaradougou
Nasso amont
Nasso milieu
Nasso aval
Koumi
Figure 22 Chronogramme des deacutebits mesureacutes aux stations hydromeacutetriques
III22 Critique des donneacutees
Malgreacute ses cinquante ans drsquoexistence le reacuteseau des stations hydrographiques est
incapable de fournir des donneacutees fiables
Les seacuteries chronologiques des deacutebits observeacutes sont de tregraves mauvaise qualiteacute Elles
sont parsemeacutees de lacunes (figures 23 agrave 25) pouvant aller jusqursquoagrave lrsquoabsence de
donneacutees sur toute une anneacutee voire plusieurs anneacutees
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Station Confluence Niameacute-Baouleacute Capteur J-Qjo = Deacutebits
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =
gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 23 Deacutebits moyens annuels agrave la station de la confluence et lacunes
Station 1202701620 = Koumi Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
01
02
03
04
05
06
07
08
1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its
Mo
yen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 24 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Koumi et lacunes
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Station 1202701603 = Badara Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 25 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Badara et lacunes
De plus une analyse plus deacutetailleacutee des donneacutees brutes nous a permis de mettre en
eacutevidence des incoheacuterences dans ces donneacutees
Plusieurs jours conseacutecutifs avec exactement le mecircme deacutebit moyen journalier
(Koumi confluencehellip)
Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie particuliegraverement pour
la station de Koumi ougrave on assiste agrave une inversion des valeurs
Absence de correacutelation entre des stations cependant voisines (BICABA 1991)
Cette impreacutecision des donneacutees srsquoexplique par les problegravemes drsquoeacutetalonnage lieacutes agrave
lrsquoinstabiliteacute des seuils de jaugeage crsquoest le cas de Koumi et de la confluence Niameacute-
Badara (HURE 1998) Drsquoautre part du fait de la violence des deacutebits du cours drsquoeau
durant la saison des pluies il serait pratiquement impossible drsquoobtenir des jaugeages
preacutecis
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0
20
40
60
80
100
010
119
93
160
119
93
310
119
93
150
219
93
020
319
93
170
319
93
010
419
93
160
419
93
010
519
93
160
519
93
310
519
93
150
619
93
300
619
93
150
719
93
300
719
93
140
819
93
290
819
93
130
919
93
280
919
93
131
019
93
281
019
93
121
119
93
271
119
93
121
219
93
271
219
93P
luie
s (
mm
)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluie
Deacutebit_1993
Figure 26 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de la Confluence
Niameacute-Baouleacute (1993)
0
20
40
60
80
100
120
140
11
97
14
19
7
27
19
7
92
97
22
29
7
73
97
20
39
7
24
97
15
49
7
28
49
7
11
59
7
24
59
7
66
97
19
69
7
27
97
15
79
7
28
79
7
10
89
7
23
89
7
59
97
18
99
7
11
09
7
14
10
97
27
10
97
91
19
7
22
11
97
51
29
7
18
12
97
31
12
97
Plu
ies
(m
m)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluviomeacutetrie
Deacutebit_1997
Figure 27 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de Badara (1997)
Le deacutebit du Kou semble ne plus ecirctre tregraves laquo naturel raquo Il faut deacutejagrave noter les
preacutelegravevements effectueacutes par lrsquoONEA et les peacuterimegravetres irrigueacutes mais on note eacutegalement
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une augmentation subite et a priori injustifieacutee des deacutebits (chroniques de Badara et de la
Confluence) qui intervient du 6 au 13 de chaque mois avec un pic le 8 et ce mecircme en
saison segraveche Nous nrsquoavons pas encore eu drsquoexplication de ce pheacutenomegravene jusqursquoagrave la
reacutedaction de ce rapport malgreacute une petite enquecircte meneacutee aupregraves de lrsquoONEA Ce
pheacutenomegravene a certainement son explication dans les preacutelegravevements divers opeacutereacutes en
amont lrsquoaugmentation traduisant une lacirccheacutee drsquoeau ou un arrecirct de pompage
En somme seules les donneacutees de Badara sont vraiment exploitables agrave condition
lagrave aussi de les nettoyer des incoheacuterences qui y subsistent
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III3 DONNEES DrsquoEVAPOTRANSPIRATION
Pour lrsquoanalyse de lrsquoeacutevapotranspiration nous disposons drsquoune chronique agrave la station
meacuteteacuteorologique de Bobo-dioulasso calculeacutee suivant la formule de Penman et couvrant la
peacuteriode allant de 1961 agrave 2003 soient 43 ans
Une moyenne mensuelle a eacuteteacute calculeacutee sur la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la figure 28
illustre les variations saisonniegraveres de lrsquoETP que nous en avons deacuteduites Cette variation est
assez bien marqueacutee au cours de lrsquoanneacutee Les valeurs maximales (autour de 180 mm) sont
observeacutees en saison segraveche de deacutecembre agrave mai avec un pic en mars (196 mm) Les valeurs
minimales sont observeacutees en saison des pluies (agrave cause essentiellement de la couverture
nuageuse plus freacutequente du ciel et de lhumiditeacute eacuteleveacutee de lair) de juin agrave novembre avec un
minimum en aoucirct (120 mm)
La variation interannuelle de lrsquoeacutevapotranspiration (figure 29) est par contre moins
marqueacutee Pour la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la moyenne se situe agrave 1977mm On note
cependant une leacutegegravere tendance agrave la hausse
0
50
100
150
200
250
Janv
ier
Feacutevrie
r
mar
sav
rilm
ai
juin
juille
t
aout
sept
embr
e
octo
bre
nove
mbr
e
dece
mbr
e
ET
P (
mm
)
Figure 28 Variation saisonniegravere de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
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0
500
1000
1500
2000
2500
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
ET
P a
nn
uelle (
mm
)
Figure 29 Variation interannuelle de LrsquoETP (de 1976 agrave 2003)
La comparaison des variations saisonniegraveres de lrsquoeacutevapotranspiration et de la pluie
(figure 30) montre que seuls les mois de juillet aoucirct et septembre preacutesentent un bilan
positif cest-agrave-dire que la pluie est supeacuterieure agrave lrsquoETP
0
50
100
150
200
250
300
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Pluie Farako-ba
Pluie_Bama
Pluie_Nasso
Pluie_Bobo-D
ETP(mmmois)
Figure 30 Comparaison de la pluviomeacutetrie avec lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
III4 CONCLUSION
Le tableau 17 fait la synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
La premiegravere ligne repreacutesente les anneacutees et la couleur grise indique la preacutesence de
donneacutees hydromeacutetriques de lrsquoanneacutee consideacutereacutee
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Les lignes suivantes renseignent sur la disponibiliteacute des donneacutees pluviomeacutetriques
laquo 1 raquo signifie que les donneacutees de lrsquoanneacutee et de la station consideacutereacutees sont disponibles Si
les donneacutees drsquoune anneacutee manquent rien nrsquoest alors marqueacute
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
Bad
ara
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Ko
um
i
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Co
nfu
en
ce
Nia
meacute-b
ao
uleacute
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
On en tire les conclusions suivantes
Les donneacutees de la station pluviomeacutetrique de Nasso preacutesentent des lacunes au cours
des peacuteriodes ougrave lrsquoon dispose des donneacutees hydromeacutetriques Aussi nous nous
proposons de ne garder que les trois autres stations restantes (Farakoba Bobo-
Dioulasso Bama) Rappelons que les autres stations situeacutees hors bassin du Kou
nrsquoont que des observations de trois ans (2003-2005) Les pluies moyennes sur les
bassins versants seront calculeacutees uniquement avec les donneacutees de ces trois stations
Les donneacutees hydromeacutetriques sont de tregraves mauvaise qualiteacute Cela avait deacutejagrave eacuteteacute
remarqueacute par les eacutetudes anteacuterieures (BICABA 1991 HURE 1998 BERTHIAUD
2001) Seules les donneacutees de Badara sont utilisables et en croisant avec les
donneacutees pluviomeacutetriques on constate que la peacuteriode constitueacutee drsquoanneacutees
conseacutecutives la plus longue est celle de 1996 agrave 2002 soit sept ans Crsquoest donc sur
cette peacuteriode que nous essayerons de travailler pour la mise en œuvre de la
modeacutelisation
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IV MODELISATION
La modeacutelisation hydrologique a pour but de donner une repreacutesentation simplifieacutee du
systegraveme bassin versant qui permette drsquoexpliquer et de preacutedire la reacuteponse de ce dernier agrave une
seacuterie de sollicitations
Les modegraveles hydrologiques les plus classiques sont ceux qui permettent de faire la
transformation pluie-deacutebit HYSIM modegravele que nous utiliserons dans le cadre de ce travail
est de cette cateacutegorie Ce modegravele a eacuteteacute mis au point par la laquo water resource associates raquo de
Grande Bretagne et il a drsquoailleurs eacuteteacute reacutecemment eacutelu par lrsquoagence de lrsquoenvironnement du
Royaume Uni (United Kingdom Environment Agency) comme son principale modegravele laquo pluie-
deacutebit raquo HYSIM est en effet adapteacute pour reacutesoudre les problegravemes suivants
Lrsquoextension des chroniques de deacutebits
Lrsquoeacutetude des variations climatiques
Reconstitution des eacutecoulements naturels sur des bassins laquo anthropiseacutes raquo
Lrsquoeacutetude des interactions eaux de surface eaux souterraines
Dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous avons vu que les donneacutees
pluviomeacutetriques disponibles de la valleacutee du Kou sont de bonne qualiteacute et qursquoelles couvrent
une bonne peacuteriode ndash souvent plus de cinquante ans Par contre cela nrsquoest pas le cas des
donneacutees hydromeacutetriques Lrsquoemploi de HYSIM pourrait alors aider agrave surmonter ce handicap
en reconstituant les donneacutees manquantes de deacutebits et permettre ainsi de calculer le bilan
hydrologique qui est lrsquoobjectif principal de cette eacutetude
Lrsquoutilisation drsquoun modegravele pour simuler des deacutebits sur un bassin versant donneacute est
conditionneacutee par lrsquoachegravevement de deux opeacuterations importantes que sont le calage ou
calibration du modegravele et sa validation Ce sont lagrave les deux points importants que nous
aborderons dans cette troisiegraveme partie mais apregraves une preacutesentation plus deacutetailleacutee du
modegravele
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IV1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU MODELE
HYSIM est un modegravele de simulation hydrologique agrave reacuteservoirs faisant intervenir des
relations matheacutematiques pour deacuteterminer les eacutecoulements geacuteneacutereacutes par des preacutecipitations sur
un bassin versant Il se situe agrave mi-chemin entre un modegravele laquo physique raquo analysant et
quantifiant les pheacutenomegravenes physiques se produisant dans le bassin versant et un modegravele
empirique agrave base de reacutegressions multiples Crsquoest un modegravele conceptuel
IV11 Bases theacuteoriques du modegravele
Les processus hydrologiques au sein du bassin versant sont scheacutematiseacutes par les
transferts entre sept reacuteservoirs virtuels en communication La capaciteacute des reacuteservoirs le taux
maximum de transfert entre eux et les eacutequations qui commandent les processus de transfert
sont deacutefinis par des paramegravetres indeacutependants du temps A lrsquoopposeacute les volumes des
reacuteservoirs et les taux de transfert varient en fonction du temps
La repreacutesentation scheacutematique agrave la figure 31 illustre la faccedilon dont les reacuteservoirs sont
raccordeacutes entre eux et permet de mieux comprendre le fonctionnement du modegravele
Ces reacuteservoirs se deacutefinissent comme suit
Reacuteservoir de neige
Toutes les preacutecipitations tombant sous forme de neige sont retenues dans ce
reacuteservoir avant drsquoecirctre libeacutereacutees vers le reacuteservoir drsquointerception Le taux de transfert entre ces
deux reacuteservoirs est eacutegal au taux de fusion potentiel de la neige
Reacuteservoir drsquointerception
La pluie (ou dans certains cas la neige) peut ecirctre retenue par la veacutegeacutetation puis
redistribueacutee en une partie qui parvient au sol et une autre qui seacutevapore La partie
natteignant jamais le sol forme linterception Ce reacuteservoir est la premiegravere destination des
eaux de pluies de mecircme il est le premier agrave ecirctre deacutebiteacute par lrsquoeacutevapotranspiration
Stockage dans les deacutepressions
On deacutefinit leau de stockage dans les deacutepressions comme leau retenue dans les
creux et les deacutepressions topographiques du sol pendant et apregraves une averse
Horizon supeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute retenue dans les couches superficielles du sol Il a
une capaciteacute finie eacutegale agrave la profondeur de lrsquohorizon multiplieacutee par sa porositeacute
Le taux drsquohumidification de lrsquohorizon dont la distribution spatiale est consideacutereacutee triangulaire
est majoreacute par le taux drsquoinfiltration potentielle Ce taux drsquoinfiltration potentielle est baseacute sur
lrsquoeacutequation de Philips ci-dessous
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5150 tttx
Avec
x = distance parcourue par le front drsquohumectation
t = temps pour lequel 0x
et sont fonctions du type et des conditions du sol Manley (1978) deacutemontre que cette
relation peut ecirctre approcheacutee par lrsquoexpression suivante
ktkPtx 50)2( avec
P= succion capillaire
K = permeacuteabiliteacute agrave saturation du medium drsquoougrave lrsquoon tire le taux drsquoinfiltration potentielle
Brooks et Corey (1964) deacutemontrent que P srsquoexprime par
1
eb SPP
Ougrave Pb = Pression de bouillonnement (bubbling presure en mm de colonne drsquoeau)
= indice de composition granulomeacutetrique
Se= Humiditeacute efficace deacutefinie par la relation suivante
)01()( rre SSmS
Avec m = humiditeacute agrave saturation du sol
Sr = Humiditeacute reacutesiduel correspondant agrave lrsquohumiditeacute minimale agrave laquelle on peut
emmener le sol en lrsquoasseacutechant par augmentation de la succion En simulant la teneur en eau
de lrsquohorizon supeacuterieur on pourra alors simuler les forces qui causent le mouvement de lrsquoeau
La principale perte drsquoeau de lrsquohorizon superficiel est due agrave lrsquoeacutevapotranspiration qui si
la succion capillaire est infeacuterieure agrave 15 atmosphegraveres srsquoeacutetablit au taux potentiel (toute perte
drsquointerception ayant eacuteteacute pris en compte) Si la succion capillaire est supeacuterieure agrave 15
atmosphegraveres aucune eacutevaporation ne se produit
Le deuxiegraveme transfert drsquohumiditeacute agrave consideacuterer est lrsquoeacutecoulement hypodermique ou
retardeacute Il se produit suivant un taux qui est une fonction complexe de la permeacuteabiliteacute
horizontale efficace la pente de la couche et la distance au chenal
Brooks et Corey (1964) citeacute par Manley (2003) ont deacutemontreacute que la permeacuteabiliteacute
efficace des milieux poreux est donneacutee par
)32()( ee SKK ougrave
Ke est la permeacuteabiliteacute efficace et les autres termes sont tels que deacutefinis
preacuteceacutedemment
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Figure 31 Scheacutema de fonctionnement du modegravele
Lrsquoeacutecoulement hypodermique ou retardeacute est donneacute par la relation suivante
Reacuteservoir de neige
Nappe
intermeacutediaire
Horizon infeacuterieur
Horizon
superficiel
Reacuteservoir
drsquointerception
Nappe profonde
Chenaux mineurs
Reacutetention dans les deacutepressions
Ruissellement
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
souterrain
Ecoulement
souterrain
EVAPOTRANSPIRATION
PLUIE
NEIGE
Recharge ou
reacutecession de la nappe
Ecoulement dans
les riviegraveres
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)32()(1 SeRfacuehypodermiqEcoulement
Avec Rfac1= permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation mmh
La percolation est le dernier type de transfert se produisant agrave partir de cet horizon
Elle est donneacutee par
)32()( eb SKnPercolatio ougrave
Kb = permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la limite de lrsquohorizon
Se = Humiditeacute efficace de lrsquohorizon superficiel
En combinant les eacutequations preacuteceacutedentes le taux drsquoaccroissement du stock est donneacute
par
)32()1(
eb SKRfaci
dt
ds
Ougrave i = Flux entrant
S = reacuteservoir drsquohumiditeacute
t = le temps
Cette eacutequation ne peut malheureusement ecirctre reacutesolue de maniegravere explicite Mais en
faisant lrsquohypothegravese selon laquelle la variation du stock serait neacutegligeable devant le stock
initial cela conduit agrave une simplification de lrsquoeacutequation et permet alors drsquoobtenir une solution
approximative Pour tenir compte des situations extrecircmes la variation du stock doit ecirctre
comprise entre une limite supeacuterieure et une limite infeacuterieure La limite supeacuterieure est deacutefinie
par le niveau de stockage agrave partir duquel le flux de sortie est eacutegal au flux drsquoentreacutee La limite
infeacuterieure se deacuteduit en donnant agrave i la valeur zeacutero dans lrsquoeacutequation preacuteceacutedente cas pour lequel
une solution explicite est possible
Horizon infeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute du sol du situeacute en dessous de lrsquohorizon supeacuterieur
mais restant encore dans la zone racinaire (horizons B et C) Lrsquoexceacutedent de la demande
en eacutevapotranspiration nrsquoayant pas encore eacuteteacute satisfaite est alors soustraite de ce
reacuteservoir au taux potentiel avec les mecircmes restrictions que dans le cas de lrsquohorizon
superficiel
Nappe souterraine intermeacutediaire
Il srsquoagit drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini repreacutesentant le premier niveau de stockage des
eaux souterraines En particulier dans les zones calcaires la plupart des fissures
retenant de lrsquoeau communiquent avec un ruisseau plutocirct qursquoavec les nappes profondes
ce reacuteservoir repreacutesente cet eacutetat de fait Deux paramegravetres deacuteterminent les opeacuterations qui
srsquoy deacuteroulent le coefficient de deacutebit et la proportion drsquohumiditeacute qui sort du reacuteservoir pour
entrer dans le canaux Le reacuteservoir eacutetant lineacuteaire la relation entre le stockage et le temps
se deacuteduit immeacutediatement
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Nappe profonde
Il srsquoagit eacutegalement drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini ayant un coefficient de deacutebit constant
Crsquoest de lagrave que les eaux souterraines sont extraites Comme dans le cas preacuteceacutedent la
deacutetermination du flux (deacutebit de lrsquoeacutecoulement) est immeacutediate
Chenaux mineurs
Ce composant repreacutesente le dispatching des eacutecoulements agrave travers des petits
ruisseaux et des fosseacutes et dans des canaux eacutepheacutemegraveres en cas de saturation du bassin
versant Lrsquohydrogramme unitaire est triangulaire avec un temps de base eacutegal agrave 25 fois le
temps de monteacutee
IV12 Les variables drsquoentreacutee et de sortie du modegravele
Les principales variables drsquoentreacutee du modegravele sont
La pluviomeacutetrie Il srsquoagit de pluie moyenne sur le bassin ou le sous bassin versant
consideacutereacute ou des donneacutees brutes des stations pluviomeacutetriques Dans ce dernier cas
HYSIM effectue alors le test de double masse corrige les lacunes agrave lrsquoaide de
reacutegressions et calcule la pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant
Lrsquoeacutevapotranspiration (ETP) Lagrave aussi HYSIM peut recevoir directement lrsquoETP deacutejagrave
calculeacutee ou faire ce travail lui-mecircme quand on lui introduit les diffeacuterents termes de
lrsquoeacutevapotranspiration suivant la formule de Penman
Les autres variables drsquoentreacutees sont
Taux de fusion potentiel de la neige
Recharge et tarissement des riviegraveres
Coefficient de reacutecession de la nappe
Notons cependant que le modegravele peut tourner mecircme dans une situation ougrave les
donneacutees concernant une ou plusieurs de ces variables ne seraient pas disponibles
De mecircme le modegravele se preacutesente avec une certaine souplesse quant au pas de
temps des donneacutees Ce dernier peut en effet ecirctre journalier hebdomadaire mensuel ou
mecircme drsquoune fraction entiegravere journaliegravere
Les variables de sortie sont
Les deacutebits simuleacutes
Les contenances de diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps choisi
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Les flux drsquoeau entre les diffeacuterents reacuteservoirs
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IV13 Les paramegravetres du modegravele
La philosophie de deacuteveloppement de HYSIM est fondeacutee sur le souci de donner une
signification physique reacutealiste agrave tous le paramegravetres auxquels le modegravele fait recours La
plupart des paramegravetres employeacutes sont familiers aux hydrologues crsquoest le cas du reacuteservoir
drsquointerception ou de la superficie du bassin versant par exemple Mais bien drsquoautres
paramegravetres en particulier ceux relatifs agrave la physique du sol sont moins bien eacutevidents
Le bassin versant agrave modeacuteliser peut ecirctre subdiviseacute en sous bassins qui srsquoemboicirctent
Chaque sous bassin peut agrave son tour ecirctre subdiviseacute en plus de trois zones hydrologiques
individualiseacutees par leurs caracteacuteristiques climatiques et de sols Dans ce cas on deacutefinira
alors pour chaque sous-bassin la seacuterie de paramegravetres qui lui est propre Le reacuteseau
hydrographique est eacutegalement scheacutematiseacute en reacuteseau de chenaux
La premiegravere eacutetape de la modeacutelisation est de ce fait de deacutecider de la subdivision en
sous bassins et de la structuration du reacuteseau hydrographique agrave adopter
Ce modegravele est prolifique en paramegravetres On en distingue deux types les paramegravetres
hydrauliques et les paramegravetres hydrologiques
Les paramegravetres hydrauliques concernent les caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques la
pente et la rugositeacute des chenaux (Figure 32)
Figure 32 Paramegravetres hydrauliques du modegravele
Les paramegravetres hydrologiques
Ils sont les plus nombreux et on les regroupe en laquo paramegravetres de base raquo et
laquo paramegravetres avanceacutes raquo On les verra plus en deacutetail un peu plus loin
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IV2 MISE EN ŒUVRE DU MODELE SUR LE BASSIN DU KOU
laquo Le calage drsquoun model consiste agrave trouver le jeu optimal de paramegravetres cest-agrave-dire
celui qui optimise (bien souvent minimise) un critegravere numeacuterique permettant de juger de
lrsquoadeacutequation du modegravele pour des donneacutees disponibles En geacuteneacuteral ce critegravere mesure un eacutecart
entre la chronique des valeurs de deacutebits produites par le modegravele et la chronique des valeurs
observeacutees raquo Il traduit la performance du modegravele Ce Critegravere sera pour nous le critegravere de
Nash pour les raisons que nous expliciterons plus loin La deacutetermination des paramegravetres se
fera en deux eacutetapes
Une premiegravere eacutetape ougrave les paramegravetres sont deacutetermineacutes sur la base des
caracteacuteristiques notamment physiques du bassin versant et
Une deuxiegraveme eacutetape drsquoajustement (drsquooptimisation) des paramegravetres
Mais commenccedilons drsquoabord par deacuteterminer la peacuteriode de calage et le pas de temps
des donneacutees
IV21 Choix des eacutechelles de modeacutelisation
IV211 Echelle spatiale
La modeacutelisation hydrologique srsquoopegravere suivant diffeacuterentes eacutechelles spatiales
(KARAMBIRI 2003) On distinguera entre autres
- Premiegraverement lrsquoeacutechelle du bassin versant Cela se traduit par le deacutecoupage du
bassin versant en uniteacutes hydrologiques homogegravenes doteacutees de paramegravetres initiaux
mesureacutes ou estimeacutes qui seront ensuite optimiseacutes au cours du calage
- On peut eacutegalement conduire la modeacutelisation agrave lrsquoeacutechelle de la parcelle en deacuteterminant
les paramegravetres speacutecifiques agrave chaque eacutetat de surface eacuteleacutementaire qui seront ensuite
reporteacutes sur tout le bassin
- hellip
Le modegravele HYSIM est dans le premier cas Le bassin versant est conccedilu comme un
complexe de sous-bassins hydrologiques emboicircteacutes Le calage du modegravele consistera alors agrave
optimiser des paramegravetres deacutetermineacutes ou estimeacutes dans un premier temps sur la base
drsquoobservations et de mesures effectueacutees sur le terrain
La version laquo deacutemo raquo du modegravele que nous utilisons dans le cadre de cette eacutetude est
cependant soumise aux deux limitations suivantes
- Impossibiliteacute de travailler avec des seacuteries de plus de cinq ans de donneacutees
- Impossibiliteacute drsquoutiliser la subdivision en sous-bassins emboicircteacutes tout le bassin versant
devra ecirctre conccedilu comme un ensemble hydrologiquement homogegravene
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Drsquoautre part dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous eacutetions arriveacutes agrave la
conclusion qursquoau niveau des trois stations hydromeacutetriques seacutelectionneacutees seules les donneacutees
de Badara eacutetaient utilisables dans le cadre drsquoune modeacutelisation
Pour ces deux raisons ci-dessus eacutevoqueacutees notre uniteacute drsquoeacutetude sera le sous-bassin
de Badara Sans arriver jusqursquoagrave lrsquoexutoire du bassin versant le poste hydromeacutetrique de
Badara est geacuteographiquement suffisamment bien situeacute en aval des principaux utilisateurs
des ressources en eau du Kou (peacuterimegravetres irrigueacutes station de pompage de lrsquoONEA etc) On
pourra de ce fait assimiler le sous-bassin dont Badara est lrsquoexutoire agrave lrsquoensemble du bassin
versant du Kou sans trop de biais sur les conclusions
IV212 Echelle de temps
Pour ce qui est du pas de temps nous gardons un pas de temps journalier car drsquoune
part le modegravele lrsquoaccepte et drsquoautre part toutes les donneacutees disponibles sont agrave ce pas de
temps
IV22 Choix des eacuteveacutenements agrave modeacuteliser
Lrsquoobjectif principal de cette eacutetude est la deacutetermination du bilan hydrologique La
modeacutelisation devrait aider agrave deacuteterminer un terme important du bilan agrave savoir les volumes
eacutecouleacutes Ce volume est deacutetermineacute par inteacutegration du deacutebit moyen journalier sur la dureacutee sur
laquelle sera effectueacute le bilan Lrsquoeacuteveacutenement agrave modeacuteliser est de ce fait le deacutebit moyen
journalier Les donneacutees journaliegraveres drsquoETP et de pluies srsquoeacutetalent sur la peacuteriode 1996-2002
IV23 Choix des peacuteriodes et des fonctions critegraveres de calage et de validation
IV231 Choix des peacuteriodes de calage et de validation
Nous avons subdiviseacute la peacuteriode totale (1996 agrave 2002) couverte par nos donneacutees en
deux seacuteries de trois ans chacune La premiegravere anneacutee (1996) devant servir pour la mise en
route du modegravele le calage sera fait sur les trois anneacutees suivantes (1997 agrave 1999) dont les
donneacutees sont les meilleures La deuxiegraveme seacuterie (2000 agrave 2002) va ecirctre utiliseacutee pour la
validation
IV232 Choix de la fonction critegravere de calage et de validation
Lorsqursquoil srsquoagit de juger de la qualiteacute drsquoune simulation il est fait appel agrave des fonctions
objectives ou fonctions de critegraveres qui permettent drsquoestimer globalement sous forme drsquoun
seul nombre lrsquoeacutecart entre les sorties calculeacutees et les deacutebits observeacutes Plusieurs fonctions
critegraveres sont utiliseacutees pour lrsquoappreacuteciation des modegraveles pluies-deacutebits Nous pouvons en citer agrave
titre drsquoexemple le critegravere de Fortin (Fortin et al 1971) le critegravere de Nash (Nash et sutcliffe
1970) etchellip
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Pour ce qui est de notre eacutetude nous utiliserons dans un premier temps un critegravere
visuel qui consistera agrave repreacutesenter sur un graphique les valeurs observeacutees des deacutebits en
fonction des valeurs simuleacutees Ensuite ce critegravere visuel sera quantifieacute par la fonction critegravere
de Nash Il est en effet de lrsquoavis de nombreux auteurs que crsquoest la fonction qui permet
drsquoobtenir les meilleurs reacutesultats A preuve cette conclusion des eacutetudes comparatives
SERVAT ET DEZETTER (1990) puis DEZETTER (1991) laquo Au regard des objectifs viseacutes
(reconstitution la plus preacutecise possible des volumes de crue en saison des pluies restitution
de la dynamique des hydrogrammes absence de deacutecalage dans le temps entre les
hydrogrammes observeacutes et calculeacutes) et de la nature des donneacutees disponibles quelque soit
lrsquoalgorithme utiliseacute crsquoest son association avec le critegravere de Nash qui permet drsquoacceacuteder au
meilleur niveau de reacutesultats raquo
La fonction de critegravere de Nash est donneacutee par lrsquoexpression suivante
N
i
moyobs
i
obs
i
obs
N
i
i
Cal
NashdeCritegravere
1
2
2
1
)(
)(
1
Avec Qcal Deacutebit calculeacute
Qobs Deacutebit observeacute
Qobs-moy Deacutebit observeacute moyen
On sait que 1NashdeCritere Le modegravele sera alors consideacutereacute
comme performant lorsque la valeur du NashdeCritere est proche de 1 Pour
mieux appreacutecier cette performance nous adoptons lrsquoeacutechelle drsquoappreacuteciation
suivante (PACOME 2004)
Si NashdeCritere gt 08 alors le critegravere de Nash est bon pour le modegravele
Si 07 lt NashdeCritere 08 alors le critegravere de Nash est satisfaisant
Si 06 lt NashdeCritere 0 7 alors le critegravere de Nash est acceptable
Si 05 lt NashdeCritere 0 6 alors le critegravere de Nash est peu acceptable
Si NashdeCritere 05 alors le critegravere de Nash est mauvais
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IV24 Deacutetermination des paramegravetres du modegravele
IV241 Les paramegravetres hydrauliques
Les paramegravetres suivants ont eacuteteacute deacutetermineacutes agrave lrsquoaide des donneacutees topographiques
disponibles et sur la base des observations de terrain Nous adoptons ainsi les dimensions
moyennes suivantes
Largeur en gueule 30 m largeur au plafond = 15 m
Profondeur = 2 m longueur = 40 Km
Pente longitudinale = 2permil Largeur du lit majeur = 100m
Cœfficient de rugositeacute de Manning du chenal = 0033
Cœfficient de rugositeacute de Manning du lit majeur = 006
Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques
IV242 Paramegravetres hydrologiques de base
La deacutetermination de ces paramegravetres a eacuteteacute faite le plus souvent sur la base des
indications donneacutees par le manuel drsquoutilisation du modegravele
Reacuteservoir drsquointerception (Interception Storage)
Une valeur de 2 mm est raisonnable pour les prairies tandis que pour des zones de
forecirct on pourra deacutepasser 10 mm La carte drsquooccupation du sol du bassin montre une
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heacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute avec une preacutedominance de zone arbustive (66) suivi de plantations
(19) champ (134) et plaine rizicole (8) Nous retenons de ce fait une valeur 10
mm
Proportion de zone impermeacuteable (Impermeable Proportion)
Il srsquoagit de la proportion de la partie du bassin versant que lrsquoon peut consideacuterer
comme impermeacuteable Ceci inclus non seulement les routes et parkings mais
eacutegalement les aires naturels reacuteputeacutees avoir cette proprieacuteteacute ainsi que la riviegravere elle-
mecircme Une valeur de 002 est typique des zones rurales pour les zones urbaniseacutees
cette valeur pourra deacutepasser 20 Ce dernier taux nous semble exageacutereacute pour le
contexte africain en geacuteneacuterale et pour celui de la valleacutee du Kou en particulier La ville
de Bobo-Dioulasso ne peut pas ecirctre en effet consideacutereacutee impermeacuteabiliseacutee au mecircme
degreacute que le villes anglaises qui appartiennent au contexte de creacuteation et de
conception de HYSIM Nous estimons ce paramegravetre agrave 002 sur la base de la carte
drsquooccupation des sols du bassin versant
Temps de monteacutee des petits chenaux (Time to peak - minor channels)
Ce paramegravetre controcircle la simulation de la reacuteponse des canaux affluents
mineurs qui nrsquoauront pas eacuteteacute pris en compte dans la scheacutematisation du reacuteseau
hydrographique Ce paramegravetre srsquoestime par la formule suivante
470)(82 SLTp
Ougrave Tp = Temps de monteacutee en heures
L = longueur de la riviegravere consideacutereacutee en km
S = pente de la riviegravere consideacutereacutee mkm
On retiendra comme valeur du paramegravetre la moyenne des Tp calculeacutes avec la formule
preacuteceacutedente pour 4 agrave 5 affluents mineurs
Ce paramegravetre a eacuteteacute deacutetermineacute agrave lrsquoaide de la carte topographique de la valleacutee du Kou
On trouve Tp = 43h
Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
Sa valeur est normalement comprise entre 500 et 1000 mm mais cela
deacutependra surtout des types de veacutegeacutetations et de sols en preacutesence Ce paramegravetre
deacutetermine la capaciteacute de reacutetention totale des horizons superficiel et infeacuterieur du sol Il
est cependant difficile agrave deacuteterminer agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant crsquoest donc par
iteacuteration que nous le deacuteterminerons en partant drsquoune valeur de 1000 mm
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Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Crsquoest lrsquoun des plus importants paramegravetres du modegravele car il controcircle la
reacuteponse du sol Sa valeur se deacutetermine agrave lrsquoaide du tableau 18 avec comme entreacutee la
texture du sol Dans notre cas sa valeur est de 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et lrsquohorizon
qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute entre les deux
horizons du sol Sa valeur varie de 50 mmh pour les sols argileux agrave plus de
200mmh pour le sable Pour commencer les iteacuterations on prendra comme valeur de
deacutepart soit le double de la valeur donneacutee par le tableau 18 soit la valeur par deacutefaut
du modegravele qui est de 10 mmh Ce paramegravetre est en effet normalement moduleacute et
ajusteacute par le modegravele
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute du sol vers la nappe
souterraine En lrsquoabsence de nappe souterraine la valeur de ce paramegravetre est zeacutero
Dans le cas contraire sa valeur va de 10 mmh pour les sols lourds agrave 100 mmh et
plus pour les sols sableux et graveleux On pourra comme preacuteceacutedemment utiliser les
valeurs du tableau 18 ou garder la valeur par deacutefaut de 10 mmh donneacute par le
modegravele agrave titre de valeur de deacutemarrage car ce paramegravetre est eacutegalement moduleacute et
ajusteacute automatiquement
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-off from
the upper horizon at saturation)
La valeur de ce paramegravetre est ajusteacutee au cours de la calibration en partant de
la valeur par deacutefaut de deacutemarrage de 10 mmh
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
La proceacutedure de deacutetermination de ce paramegravetre est la mecircme que celle du
paramegravetre preacuteceacutedent
Coefficient de reacutecession de la nappe (groundwater recession)
La valeur de ce paramegravetre est donneacutee par la relation suivante
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)1(
12 )( mqqrecessiondetCoefficien
Ougrave q1 et q2 sont respectivement les deacutebits au deacutebut et agrave la fin de la saison segraveche et
m la dureacutee en mois de cette saison segraveche
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol
Texture Teneur
en argile
()
PSDI Pression
de
bouillone
ment
permeabiliteacute
mmh
Porositeacute Humiditeacute
residuelle
Peat 0 050 100 500 070 010
Sable 3 025 120 630 040 010
Loamy Sand 6 023 90 560 041 010
Marne sableuse 9 020 220 125 044 015
Silt Loam 14 019 80 26 049 015
Loam 19 018 500 25 045 015
Sandy Clay Loam 28 014 300 23 042 015
Silty Clay Loam 34 013 360 6 048 020
Limon argileux 34 012 630 9 048 020
Argile sableuse 43 010 150 8 043 020
Argile limoneuse 49 010 490 4 049 020
Argile 63 009 410 4 048 025
Nota
1 Ces valeurs sont baseacutee sur des donneacutee expeacuterimentales Certains parmis elles varient drsquoune maniegravere
rendant difficile lrsquoestimation drsquoune moyenne quand plusieurs types de sols sont concerneacutes A titre
drsquoexemple dans le cas de la pression de bouillonnement la valeur par deacutefaut de 250 doit ecirctre utiliseacutee agrave
moins que le bassin versant ne soit agrave 100 drsquoun type particulier
2 La teneur en argile et lrsquohumiditeacute reacutesiduelle ne sont pas utiliseacutees par HYSIM mais incluses dans le
tableau agrave titre de compleacutement
Coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (Precipitation correction factor)
Ce paramegravetre a eacuteteacute preacutevu pour corriger une eacuteventuelle sous-estimation ou
une eacuteventuelle surestimation de la pluviomeacutetrie Le test de sensibiliteacute a montreacute que le
modegravele reacuteagit trop par rapport agrave la pluviomeacutetrie de sorte que les deacutebits simuleacutes sont
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nettement supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes Lrsquointroduction de ce paramegravetre en
diminuant (dans notre cas) la pluviomeacutetrie permet alors de coller les deacutebits simuleacutes
avec les deacutebits observeacutes Apregraves plusieurs essais la valeur de 06 a eacuteteacute retenue
Coefficient de correction de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (Potential
evapotranspiration correction factor)
La deacutetermination de lrsquoeacutevapotranspiration eacutetant reacuteputeacutee moins preacutecise que celle
de la pluviomeacutetrie crsquoest sur ce paramegravetre que lrsquoon va le plus souvent jouer pour
obtenir lrsquoeacutequilibre du bilan hydrologique (optimisation agrave paramegravetre unique)
Superficie du sous-bassin (sub-catchment area)
Crsquoest la superficie du sous bassin versant en km2 Elle est de 989 km2
IV243 Paramegravetres hydrologiques avanceacutes
Ils ne sont dits laquo avanceacutes raquo que parce que le modegravele est moins sensible agrave leur
modulation Le plus souvent on se contentera des valeurs par deacutefaut suggeacutereacutees
Permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la surface de lrsquohorizon superficiel (saturated
permeability at the top of the Upper horizon boundary)
La valeur par deacutefaut proposeacutee et que nous retiendrons est 1000 mmh
Proportion de stockage dhumiditeacute dans lhorizon supeacuterieur
Cest un paramegravetre difficile agrave ajuster avec assurance Mais il serait peu
commun de deacutepasser la valeur par deacutefaut de 03 Srsquoil se trouve que la reacuteponse du
modegravele agrave de petits orages est geacuteneacuteralement tregraves faible la valeur de ce paramegravetre
peut ecirctre reacuteduite cest-agrave-dire que lhorizon supeacuterieur se remplira plus rapidement et
se deacutechargera aussitocirct
Rapport de la surface du bassin versant souterrain participant au bilan au bassin
versant de surface (Ratio of Contributing Groundwater Catchment Area to Surface
Catchment Area)
Ce ratio tient compte du fait que les deux bassins pourraient ne pas coiumlncider
Proportion du bassin versant qui soit sans contribution de nappe souterraine
(Proportion of Catchment without Contributing Groundwater)
Idem avec le paramegravetre preacuteceacutedent
Proportion de zone mareacutecageuse (Riparian proportion) soumise agrave
lrsquoeacutevapotranspiration au taux potentiel pendant toute lrsquoanneacutee et ce mecircme quand tout le
reste du bassin versant serait sec
Porositeacute (prosity)
Le tableau 18 donne une valeur de 44
Pression de bouillonnement (bubbling pressure)
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Cette valeur repreacutesente la succion capillaire agrave partir de laquelle des bulles
apparaissent quand le sol est soumis agrave un assegravechement Ce paramegravetre est lun des
deux paramegravetres qui commandent la reacuteponse de la succion capillaire dans le sol agrave la
teneur en eau Des valeurs typiques sont indiqueacutees dans le tableau 18 mais la
valeur par deacutefaut approprieacutee pour un bassin versant reacuteputeacute heacuteteacuterogegravene est 250
Coefficient de reacutecession de la nappe souterraine intermeacutediaire
Valeur par deacutefaut 05
Proportion drsquohumiditeacute quittant les nappes intermeacutediaires en direction des canaux
Valeur par deacutefaut 0
Facteur drsquointerception
Ceci est un coefficient de pondeacuteration de lrsquoeacutevapotranspiration qui se produit au
droit du reacuteservoir drsquointerception Lrsquoeacutevaporation srsquoy produit en effet agrave un taux
eacutequivalent agrave ce qui se produirait sur un plan drsquoeau libre dont le taux est nettement
supeacuterieur agrave lrsquoeacutevapotranspiration Valeur par deacutefaut 1
IV244 Test de sensibiliteacute
Ce test permet drsquoidentifier les paramegravetres qui influencent le plus les reacutesultats du
modegravele Le test a consisteacute agrave faire varier les paramegravetres dans des plages raisonnables et
reacutealistes vis agrave vis des observations de terrain A lrsquoissu de ce test on fait le constat suivant
- Le facteur de zone impermeacuteable a de lrsquoinfluence sur lrsquoeffet des petites pluies sur les
deacutebits Plus ce facteur est grand plus les deacutebits simuleacutes seront eacuteleveacutes
- La profondeur racinaire a une grande influence sur les volumes et les deacutebits ruisseleacutes
Le volume ruisseleacute croit en sens inverse de la profondeur racinaire
- Le facteur de reacutecession de la nappe a quant agrave lui de lrsquoinfluence sur le deacutebit de saison
segraveche ou deacutebit de base
- Les facteurs de correction de la pluviomeacutetrie et de lrsquoeacutevapotranspiration jouent dans le
mecircme sens que le deacutebit Quand les deacutebits simuleacutes sont supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes
il faut diminuer le paramegravetre de correction de la pluie et augmenter celui de lrsquoETP Mais
ces deux paramegravetres ont moins de conseacutequences que la profondeur racinaire
- Un autre facteur dont lrsquoinfluence sur les deacutebits et les volumes est important crsquoest lrsquoindice
de composition granulomeacutetrique Plus cet indice est grand moins il y a drsquoeacutecoulement
Mais cela a une influence positive sur le deacutebit de base
Les autres facteurs comme les permeacuteabiliteacutes ont eacutegalement des influences notables sur
lrsquoeacutecoulement mais comme ces paramegravetres sont optimiseacutes automatiquement on nrsquoen tiendra
pas trop compte
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IV245 Optimisation des paramegravetres du modegravele
Lrsquooptimisation des paramegravetres a pour but de trouver le jeu de paramegravetres qui
rapproche le plus possible le comportement du modegravele de celui du bassin modeacuteliseacute la
similitude des comportements eacutetant quantifieacutee par un critegravere (fonction objectif) servant agrave
lrsquooptimisation des paramegravetres et mesurant ce degreacute de similitude
Lrsquooptimisation des paramegravetres se fait en deux eacutetapes
Lrsquooptimisation agrave paramegravetre unique Crsquoest lrsquooptimisation par ajustement de
lrsquoun des trois paramegravetres suivants
- Le coefficient correcteur de la pluviomeacutetrie
- Le coefficient correcteur de lrsquoeacutevapotranspiration
- Et la profondeur racinaire
Le choix du paramegravetre agrave ajuster va largement deacutependre de la qualiteacute des donneacutees
pluviomeacutetriques Si ces donneacutees donnent une bonne couverture spatiale du bassin (cest-agrave-
dire une bonne repreacutesentativiteacute) il serait alors preacutefeacuterable drsquooptimiser le coefficient correcteur
de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (ETP) Dans le cas contraire choisir le coefficient
correcteur de la pluviomeacutetrie La profondeur racinaire ne sera choisie que dans le seul cas
ougrave les donneacutees pluviomeacutetriques et drsquoeacutevapotranspiration seraient tregraves sucircres
Lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres
Lrsquooptimisation porte sur quatre au moins des six paramegravetres suivants
1) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et
lrsquohorizon qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
2) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
3) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-
off from the upper horizon at saturation)
4) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
5) Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
6) Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Quatre fonctions objectives sont disponibles dans cette option drsquooptimisation agrave
multiples paramegravetres En effet lrsquoon doit choisir lrsquoune de ces quatre fonctions avant de lancer
lrsquooptimisation HYSIM va alors essayer de minimiser cette fonction objective en choisissant
une direction agrave partir du jeu initial de paramegravetres pour effectuer des deacuteplacements dans
lrsquoespace ces derniers et calculer la valeur de la fonction au nouveau point Srsquoil y a
ameacutelioration lrsquoopeacuteration est renouveleacutee agrave partir de ces nouveaux paramegravetres Sinon on
choisit une nouvelle direction agrave partir de ce mecircme point
Ces quatre fonctions objectives sont les suivantes
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a) Erreur reacuteduite destimation (Reduced error estimate (REE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
5022 )()( mR FFFFEER
Ougrave F = Deacutebit moyen journalier simuleacute
Fm = Deacutebit moyen journalier observeacute
FR = Deacutebit journalier observeacute
Cette fonction donne le mecircme poids agrave des erreurs eacutequivalentes par exemple une
erreur de 1m3s aura le mecircme poids que le deacutebit soit de 10 ou de 1m3s Le choix du
REE est bien indiqueacute pour la modeacutelisation des eacutecoulements ou pour des bassins
versants agrave activiteacute saisonniegravere
b) Erreur proportionnelle destimation (Proportional error of estimate (PEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
502 )1())(( nFFFEEP RR
Ougrave n deacutesigne le nombre de jours utiliseacutes pour le calage et les autres termes restent
tels que deacutefinis ci-dessus Cette fonction conduit agrave la minimisation des erreurs
proportionnelles par exemple une erreur de 1m3s ougrave le deacutebit est de 10m3s a le mecircme
poids qursquoune erreur de 01m3s ougrave le deacutebit est de 1m3s Cette fonction objective est
particuliegraverement utile dans le cas des eacutecoulements lents
c) Erreur extrecircme destimation (Extreme error of estimate (EEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
50)1(()))()((( nFFFFFFEEE mRmR
Cette fonction objective donne des poids plus grands aux extrecircmes (maxi et mini)
Elle sera geacuteneacuteralement preacutefeacutereacutee agrave toutes les autres Ce sera celle que nous allons
utiliser
d) Deacutebit de base (base flow)
Cette fonction est baseacutee sur la somme des carreacutes des erreurs des deacutebits de base
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IV3 RESULTATS ET DISCUSSIONS
IV31 Analyse de la qualiteacute des reacutesultats du modegravele
La pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee par la meacutethode des
polygones de Thiessen et agrave partir des observations faites sur trois stations assez bien
reparties dans lrsquoespace Elle nous parait de ce fait plus sucircre que lrsquoeacutevapotranspiration qui a
eacuteteacute deacutetermineacutee agrave partir drsquoune seule station Crsquoest pour cette raison que nous avons choisi de
jouer sur le coefficient se rapportant agrave lrsquoETP dans lrsquoeacutetape de lrsquooptimisation agrave paramegravetre
unique
Pour lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres nous avons joueacute sur les quatre paramegravetres
que le concepteur conseille dans les cas courants (voir paragraphe IV244)
Apregraves plusieurs simulations ougrave nous avons chaque fois deacutetermineacute la fonction critegravere
nous sommes arriveacute au reacutesultat suivant
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage
Reacuteservoir drsquointerception (mm)
10
Proportion de terrain impermeacuteable 010
Temps de monteacutee (heure) 43
Profondeur racinaire (mm) 6000
Index de composition granulomeacutetrique 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation a lrsquointerface des deux horizons (mmh) 140
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon superficiel (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon infeacuterieur (mmh) 11
Facteur de reacutecession de la nappe (par mois) 0999
Facteur de correction de la pluviomeacutetrie 060
Facteur de correction de lrsquoeacutevapotranspiration 0307
Surface du bassin versant (Km2) 989
Il convient de voir si les valeurs de paramegravetres trouveacutes sont reacutealistes La critique va
porter sur les paramegravetres marqueacutes par un asteacuterix dans le tableau 19 les autres paramegravetres
ayant deacutejagrave eacuteteacute choisis sur la base des donneacutees de terrain
La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave lrsquointerface des deux couches (140 mm) est
caracteacuteristique des terrains sableux (voir tableau 20) et ceci correspond agrave notre terrain
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 76
La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la base de la couche infeacuterieure est
caracteacuteristique de sols lourds ce qui est eacutegalement le cas du bassin du Kou
Quant aux eacutecoulements hypodermiques les taux qui sont les leurs nous
semblent raisonnables
La valeur de la profondeur racinaire semble cependant exageacutereacutee mais crsquoest
tout de mecircme une valeur plausible du fait de la nature seacutedimentaire du terrain et drsquoapregraves
CHABI GONNI (2003) la nappe se situerait en moyenne agrave 20 m de profondeur
Le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (060) semble ecirctre faible Cela
pourrait srsquoexpliquer par les diverses preacutelegravevements en amont de Badara car les erreurs sur la
mesure de la pluie ne pourraient agrave elle seule expliquer un rabattement de 40 pour passer
de la pluie mesureacutee agrave la pluie efficace
Le coefficient de correction de lrsquoETP semble ecirctre eacutegalement sous-estimeacute Cela
pourrait srsquoexpliquer par la faiblesse du coefficient de correction de la pluviomeacutetrie Les
valeurs de ces deux derniers paramegravetres posent la question de la surparametrisation du
modegravele
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours drsquoHydrogeacuteologie
de M DIENG (EIER))
Diamegravetre (mm) 5 005 0005
Nature des
sols
Graviers ou
Gravillons sans
eacuteleacutements fins
Sable pur ou sable
et Gravier sans
eacuteleacutements fins
Sable tregraves fin silts
et meacutelange de sables
et argiles
Argiles
homogegravenes
K en ms 1 10-2
10-5
10-9
Tregraves bonne Bonne Mauvaise Impermeacuteable
Les valeurs des paramegravetres deacutetermineacutes agrave partir du calage sont reacutealistes et
acceptables
IV32 Analyse des reacutesultats du calage
Les graphiques des figures 34 agrave 39 preacutesentent les reacutesultats du calage Lrsquoobservation
visuelle des graphiques et les valeurs du critegravere de Nash sur les deacutebits et de lrsquoerreur relative
sur les volumes du tableau 21 autorisent les remarques suivantes
Critegravere de Nash gt 06 bonne restitution des deacutebits cependant lrsquoobservation
des graphiques (semis des points) montre que le modegravele a tendance agrave sous-estimer les
deacutebits maximums et moyens (simuleacutes) Par contre les deacutebits minimums simuleacutes sont
surestimeacutes
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 77
Lrsquoerreur relative exprimeacutee par la diffeacuterence entre les volumes observeacutes et
simuleacutes est infeacuterieure en valeur absolue agrave 5 ce qui est acceptable drsquoougrave nous concluons
qursquoil y a une bonne restitution des volumes
Une bonne synchronisation des deacutebits observeacutes et simuleacutes au cours des
anneacutees 1997 et 1999 par contre au deacutebut de lrsquoanneacutee 1998 on constate un certain
deacutecrochage des deux courbes cela peut ecirctre du agrave la qualiteacute des donneacutees drsquoobservation Le
modegravele annonce une crue cela est confirmeacute en regardant lrsquohistogramme des pluies ougrave on
peut remarquer qursquoil y a effectivement une pluie correspondant agrave ce jour La courbe des
deacutebits observeacutes reste cependant muette lagrave-dessus
Il y a une meilleure sensibiliteacute du modegravele aux eacuteveacutenements pluvieux mecircmes les
plus faibles par rapport aux deacutebits observeacutes
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage
Date 1997 1998 1999 1997-1999
Nash 061 079 086 076
Erreur relative
()
01 34 05 22
Correacutelation ()
079 892 938 883
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacute
bit
s (
m3
s)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
RecordedNash (1997) = 061
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
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Promotion (2006) 78
Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash(Q)= 061
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
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Promotion (2006) 79
1998
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bs
erv
eacutes
(m
3s
)
Nash(1998)=079
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
0
5
10
15
20
25
11
19
99
11
71
99
9
22
19
99
21
81
99
9
63
19
99
32
21
99
9
74
19
99
42
31
99
9
95
19
99
52
51
99
9
10
61
99
9
62
61
99
9
12
71
99
9
72
81
99
9
81
31
99
9
82
91
99
9
91
41
99
9
93
01
99
9
10
16
19
99
11
11
99
9
11
17
19
99
31
21
99
9
12
19
19
99
Dates
Deacuteb
its
m3
s)
0
20
40
60
80
100
120
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Nash (1999)=086
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
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Promotion (2006) 80
Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
1999
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash (1999)=086
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
IV33 Analyse des reacutesultats de la validation
La calibration ou calage a consisteacute en gros agrave partir de la pluviomeacutetrie et de
lrsquoeacutevapotranspiration pour deacuteterminer les paramegravetres du modegravele La validation sera lrsquoopeacuteration
inverse permettant drsquoeacutevaluer la performance du modegravele (muni des paramegravetres deacutetermineacutes en
calibration) agrave deacutecrire fidegravelement le processus hydrologique au sein du bassin versant Pour
ce faire on fait tourner le modegravele pour une peacuteriode autre que celle ayant servi agrave la calibration
et on compare les reacutesultats ainsi obtenus aux reacutesultats mesureacutes Nous analysons lagrave aussi la
restitution des volumes drsquoeau eacutecouleacutes et des deacutebits avec les mecircmes moyens qursquoau calage
(tableau 22 et figures 39 agrave 44)
Le critegravere de Nash que nous trouvons est de 06 pour chaque anneacutee du calage prise
individuellement ou pour lrsquoensemble des trois anneacutees Cela confirme le fait que modegravele
restitue de faccedilon acceptable les deacutebits Les deacutebits maximums et moyens sont lagrave aussi
minoreacutes par rapport aux observations Lrsquoobservation est valable pour les deacutebits minimums
eacutegalement Le biais est assez net pour 2001 et 2000
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Promotion (2006) 81
Lrsquoerreur sur le volume est pour chaque anneacutee prise individuellement ou pour
lrsquoensemble de la peacuteriode de calage tregraves eacuteleveacutee car deacutepassant mecircme les 10 Cela est agrave
imputer agrave la qualiteacute des donneacutees de cette peacuteriode
Il y a une bonne synchronisation entre deacutebits simuleacutes et observeacutes en particulier pour
les deacutebits maximums
On observe lagrave aussi une bonne sensibiliteacute aux eacuteveacutenements pluvieux
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation
Date 2000 2001 2002 2000-2002
Nash 066 063 056 061
Erreur relative
()
130 240 110 22
0
5
10
15
20
25
30
01
01
20
00
16
01
20
00
31
01
20
00
15
02
20
00
03
01
20
00
16
03
20
00
31
03
20
00
15
04
20
00
30
04
20
00
15
05
20
00
30
05
20
00
14
06
20
00
29
06
20
00
14
07
20
00
29
07
20
00
13
08
20
00
28
08
20
00
09
12
20
00
27
09
20
00
10
12
20
00
27
10
20
00
11
11
20
00
26
11
20
00
12
11
20
00
26
12
20
00
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Nash(2000) = 066
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 82
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2000) = 066
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
0
5
10
15
20
25
30
11
20
01
11
72
00
1
22
20
01
21
82
00
1
63
20
01
32
22
00
1
74
20
01
42
32
00
1
95
20
01
52
52
00
1
10
62
00
1
62
62
00
1
12
72
00
1
72
82
00
1
81
32
00
1
82
92
00
1
91
42
00
1
93
02
00
1
10
16
20
01
11
12
00
1
11
17
20
01
31
22
00
1
12
19
20
01
Dates
Deacuteb
its (
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies (
mm
)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 83
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2001) = 063
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
0
5
10
15
20
25
30
11
20
02
11
52
00
2
12
92
00
2
12
22
00
2
22
62
00
2
12
32
00
2
32
62
00
2
94
20
02
42
32
00
2
75
20
02
52
12
00
2
46
20
02
61
82
00
2
27
20
02
71
62
00
2
73
02
00
2
81
32
00
2
82
72
00
2
10
92
00
2
92
42
00
2
81
02
00
2
10
22
20
02
51
12
00
2
11
19
20
02
31
22
00
2
12
17
20
02
12
31
20
02
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Simulated
Recorded
Nash (2002) = 06
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
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Promotion (2006) 84
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash (2002) = 06
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
IV34 Reconstitution des donneacutees hydromeacutetriques manquantes agrave laide du modegravele
La simulation consiste agrave mettre en œuvre le modegravele caleacute preacuteceacutedemment pour
deacuteterminer les deacutebits correspondants agrave des peacuteriodes sans observation hydromeacutetrique ou
dont les donneacutees contiennent des lacunes
Nous retenons comme peacuteriode de simulation la peacuteriode comprise entre 1986 et 2003
qui correspond agrave celle dont les observations des trois stations pluviomeacutetriques utiliseacutees plus
haut sont disponibles
A lrsquoanalyse des reacutesultats nous faisons le constat suivant
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale les variations des deacutebits suivent les saisons
meacuteteacuteorologiques Pendant la saison des pluies le deacutebit augmente et atteint son maximum en
aoucirct (53m3s) Les deacutebits baissent rapidement agrave partir drsquooctobre et continuerons ensuite agrave
baisser graduellement de novembre agrave juin Le deacutebit drsquoeacutetiage moyen (correspondant agrave la
peacuteriode de deacutecembre agrave mai) est de lrsquoordre de 07m3s La figure 45 illustre la variation inter-
saisonniegravere du deacutebit moyen
Le deacutebit moyen annuel calculeacute pour la peacuteriode de 1984 agrave 2003 est de 17m3s le
volume eacutecouleacute correspondant srsquoeacutelegraveve agrave 536 million de m3 On obtient ainsi un coefficient
drsquoeacutecoulement de 53
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 85
000100200300400500600
Janv
ier
Mar
sM
ai
Juillet
Sep
tem
bre
Nov
embr
e
Mois
Deacute
bit
s (
m3
s)
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou
Pour analyser les variations interannuelles des deacutebits nous avons appliqueacute la
meacutethode de la moyenne mobile au deacutebit drsquoeacutetiage cest-agrave-dire de deacutecembre agrave mai Lrsquoanalyse
des deacutebits annuels (figure 46) ne permet pas en effet de conclure sur lrsquoeacutevolution des
deacutebits car des anneacutees ougrave les deacutebits paraissent eacuteleveacutes il peut y avoir des mois sans
eacutecoulement en fait compenseacutes par des mois pluvieux
000
050
100
150
200
250
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
anneacutees
Deacuteb
its (
m3s
)
Deacutebit moyen annuel
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 86
000
020
040
060
080
100
120
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
deacuteb
it(m
3s
)
Deacutebit deacutetiage
Moyenne arithmetique
Moyenne mobile
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes
A lrsquoissue du test de la moyenne mobile le constat est qursquoon ne deacutecegravele pas de
tendance Cela est normal car le deacutebit est fonction de la pluviomeacutetrie qui elle-mecircme ne
connaicirct pas de tendance comme nous lrsquoavons vu plus loin
IV35 Conclusion
HYSIM est un modegravele prolifique en paramegravetres ce qui a rendu le calage tregraves
laborieux La multipliciteacute des paramegravetres peut eacutegalement conduire agrave des solutions locales
Un autre fait deacuteplorable crsquoest la petitesse de la chronique utiliseacutee Il faut eacutegalement citer le
fait que la station hydromeacutetrique dont les donneacutees ont eacuteteacute utiliseacutees nrsquoest pas celle qui est le
plus agrave lrsquoaval du bassin versant Cela est de nature agrave biaiser le reacutesultat obtenu Cependant la
mise en oeuvre de HYSIM sur le bassin du Kou a donneacute des bons reacutesultats On peut donc
lrsquoemployer pour simuler les deacutebits et compleacuteter les donneacutees neacutecessaires au calcul du bilan
hydrologique
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V BILAN EN EAU DU BASSIN
V1 APPROCHE METHODOLOGIQUE
Faire un bilan hydrique agrave lrsquoeacutechelle drsquoun objet revient toujours agrave consideacuterer que la loi
de conservation de la masse est satisfaite pour la peacuteriode retenue
Le bilan hydrologique que lrsquoon peut comparer agrave une simple opeacuteration comptable vise
agrave eacutetablir le budget entre les entreacutees et les sorties en eau dune uniteacute hydrologique deacutefinie
pendant une peacuteriode de temps donneacute
Dans sa formulation la plus geacuteneacuterale il seacutecrit
)( huRETRQP
Tout ce qui tombe (P) dans un espace hydrologique et dans un laps de temps donneacute
soit seacutecoule (Q) soit repart dans latmosphegravere par eacutevapotranspiration (ETR) soit participe agrave
la recharge des reacuteserves en eau du sol (Ru) ou du sous-sol (Rh) Les variations de reacuteserve
peuvent ecirctre eacutegalement neacutegatives et contribuer aux eacutecoulements etou agrave
leacutevapotranspiration
La meacutethodologie ci-dessous deacuteveloppeacutee consistera agrave deacuteterminer tous les termes du
bilan hydrologique et agrave poser lrsquoeacutequation du bilan On prendra le cas drsquoune anneacutee moyenne
drsquoune anneacutee deacutecennale segraveche et drsquoune anneacutee deacutecennale humide
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V2 LES DIFFERENTS TERMES DU BILAN
V21 Les apports pluviomeacutetriques
La pluviomeacutetrie annuelle moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee dans la
premiegravere partie De mecircme une analyse freacutequentielle en a eacuteteacute faite Cela a reacuteveacuteleacute lrsquoextrecircme
variabiliteacute interannuelle de la pluie Crsquoest pour cette raison que dans cette eacutevaluation des
apports nous prenons le cas drsquoune pluie en anneacutee moyenne (1996) en anneacutee deacutecennale
segraveche (2001) et en anneacutee deacutecennale humide (1998) La surface eacutetant de 989 km2 nous en
deacuteduisons les volumes des apports pluviomeacutetriques correspondant aux anneacutees retenues
pour lrsquoeacutetude du bilan Les reacutesultats sont consigneacutes au tableau
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee moyenne deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Hauteur (mm) 9299 7888 11579
Volume apports (m3) 919 671 800 780 123 200 1 145 163 100
V22 Les eacutecoulements
Les deacutebits correspondant agrave la peacuteriode de 1984 agrave 2003 ont eacuteteacute simuleacutes avec le modegravele
HYSIM Ils sont catalogueacutes en annexe IV Nous notons au tableau 24 les lames eacutecouleacutees
les deacutebits moyens et les volumes eacutecouleacutes correspondant aux anneacutees du bilan
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale segraveche et humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Deacutebit moyen annuel (m3s)
1501 1233 1952
Volume eacutecouleacute (m3) 47 274 200 29 768 900 61 318 000
Coefficient drsquoeacutecoulement ()
51 50 54
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On note un tregraves faible coefficient drsquoeacutecoulement quelque soit le quantile consideacutereacute A
titre de comparaison lrsquoeacutetude IWACO (1989) citeacutee par BERTHIAUD (2001) a trouveacute un
coefficient drsquoeacutecoulement de 52 pour la peacuteriode de 1974 agrave 1985
V23 Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle (ETR) est lrsquoune des variables de sortie du modegravele Nous
preacutesentons dans le tableau 25 suivant les valeurs correspondant agrave lrsquoETR des anneacutees du
Bilan
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
LrsquoETR reste au mecircme niveau quelque soit lrsquoissu de la saison des pluies Elle est cependant
plus accentueacutee en anneacutee segraveche agrave cause de la faible teneur en eau de lrsquoair
V24 La variation du stock des diffeacuterents reacuteservoirs
Le modegravele sort eacutegalement lrsquoeacutetat des diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps journalier
On peut donc calculer la variation du contenu de chaque reacuteservoir et de lagrave la variation de
stock totale au cour drsquoune peacuteriode (tableau 26)
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et deacutecennale
humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Neige 00 00 00
Interception 00 00 00
Horizon superficiel -689 -1859 452
Horizon infeacuterieur -22 -45 130
Nappe intermeacutediaire 00 00 00
Nappe souterraine -223 -223 -217
Chenaux mineurs 00 00 01
Variation du stock totale (mm)
-931 -21268 +3656
On constate une variation de stock (Stockfinal ndash Stockinitial) neacutegative en anneacutee moyenne
et en anneacutee segraveche Les deux premiegraveres couches du sol perdent leurs eaux au profit de la
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demande eacutevaporative De mecircme elles sont mises agrave contribution ainsi que la nappe
souterraine pour renflouer la riviegravere En anneacutee humide les horizons superficiel et infeacuterieur du
sol sont reacutealimenteacutes
V25 Bilan en eau du bassin versant
Le tableau 27suivant preacutesente le bilan
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Pluie (mm) 9299 7888 11579
Pluie efficace (mm) 5579 4733 6947
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
Variation du stock (mm)
- 931 - 21268 + 3656
Fermeture (mm) -215 -46 395
La fermeture du bilan nrsquoest pas nulle Mais les eacutecarts sont faibles et acceptables
drsquoautant plus qursquoils sont imputables aux erreurs et incertitudes dans la deacutetermination des
diffeacuterents termes du bilan Pour obtenir la fermeture du bilan nous avons du consideacuterer la
pluie efficace plutocirct que la pluie reacuteellement observeacutee dans lrsquoeacutequation du bilan En calculant le
bilan avec la pluie observeacutee obtenons les eacutecarts suivants 3501 mm pour 1996 3108 mm
pour 2001 et 3993 mm pour 1998 La pluie efficace est deacutetermineacutee en multipliant la pluie
observeacutee par le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute dans lrsquoeacutetape de calage
du modegravele Ce coefficient a normalement pour but de corriger les erreurs drsquoeacutevaluation sur la
pluviomeacutetrie mais la valeur de 06 nous parait exageacutereacutee pour de simples erreurs
drsquoestimation La raison de la faiblesse de ce coefficient est agrave rechercher ailleurs dans les
divers preacutelegravevements effectueacutes et dans les stockages en surface non pris en compte par le
modegravele Pour eacutetayer cette affirmation nous allons estimer les stockages en surface et les
principales utilisations de lrsquoeau
V3 LES UTILISATIONS DrsquoEAU
Les principaux utilisateurs de lrsquoeau sont
- Lrsquoadduction drsquoeau potable de la ville de Bobo-Dioulasso
- Les peacuterimegravetres irrigueacutes formels et informels
- Lrsquoeacutelevage et les autres
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V31 LrsquoAEP de Bobo-Dioulasso
Lrsquoalimentation en eau potable de Bobo-Dioulasso la deuxiegraveme ville du Burkina Faso
est assureacutee principalement par lrsquoONEA agrave partir des installations de captage des sources de
Nasso Les sources de Nasso sont comme nous lrsquoavons vu parmi les principales ressources
drsquoalimentation des eacutecoulements du Kou Il est de ce fait important de quantifier lrsquoampleur de
ce preacutelegravevement
La population de la ville de Bobo-Dioulasso a eacuteteacute estimeacute en agrave 600000 habitants en
2003 avec un taux drsquoaccroissement de 43 Actuellement cette Population serait alors
de 700000 habitants Pour avoir une ideacutee de la demande induite par cette population nous lui
appliquons une consommation speacutecifique moyenne de 40 ljourhabitant (D ZOUNGRANA
2003) La demande journaliegravere serait de ce fait de 28 000 m3
V32 Le peacuterimegravetre rizicole
Le peacuterimegravetre irrigueacute de la valleacutee du Kou est situeacute au nord-ouest de la ville de Bobo-
Dioulasso dans la commune de Bama Il a eacuteteacute reacutealiseacute dans le cadre de la coopeacuteration entre
le Burkina Faso (Haute Volta agrave lrsquoeacutepoque) et la Reacutepublique de Chine Taiwan
Le peacuterimegravetre couvre une superficie de 1250 ha dont 1021 ha sont effectivement
susceptibles drsquoecirctre mis en valeur Il est alimenteacute en eau agrave partir drsquoune prise reacutealiseacutee sur la
riviegravere Kou agrave Diaradougou Le canal drsquoameneacute de forme trapeacutezoiumldale en beacuteton a une
longueur de 11 km et a eacuteteacute dimensionneacute pour un deacutebit maximum de 35 m3s A lrsquoeacutetiage tout
le deacutebit du Kou est deacuteriveacute vers le peacuterimegravetre irrigueacute
Le peacuterimegravetre est exclusivement consacreacute agrave la production de riz conformeacutement agrave son
objectif drsquoorigine qui est de pourvoir agrave la demande en riz
On note lrsquoexistence de deux campagnes de production par an
- la campagne hivernale et
- la campagne de saison segraveche de janvier agrave mai et pendant laquelle
lrsquoalimentation en eau des cultures est assureacutee par irrigation
Nous avons estimeacutes les consommations en eau du peacuterimegravetre rizicole agrave 20 000 m3ha
drsquoougrave une demande totale de 40840 millions de megravetres cubes Les hypothegraveses et les deacutetails
de calcul sont consigneacutes en annexe V
V33 Lrsquoirrigation informelle
Lrsquoirrigation informelle est repreacutesenteacutee par les exploitations agricoles installeacutees
spontaneacutement ccedilagrave et lagrave dans la valleacutee du Kou et en particulier le long du canal drsquoamener du
peacuterimegravetre rizicole du Kou
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Lrsquoinventaire reacutealiseacute par le ministegravere de la question paysanne (HURE 1998) sur la
base des photographies aeacuteriennes donne lrsquoampleur de cette occupation informelle des
terres
en amont de la prise de Diaradougou 170 ha
agrave lrsquoaval de Diaradougou 200 ha dont 100 ha appartiennent agrave lrsquoIRFA lrsquoORD et
lrsquoINERA
Les cultures pratiqueacutees sur ces terres sont geacuteneacuteralement des cultures maraicircchegraveres
On note eacutegalement la preacutesence de plantations de bananiers et de papayers drsquoailleurs en
nette expansion
En estimant les besoins en eau des cultures maraicircchegraveres agrave 8700 m3ha (Hypothegraveses
et deacutetails des calculs en annexe VI) la demande en eau de lrsquoirrigation informelle pourra ecirctre
estimeacutee agrave 2 349 000 m3
V34 Les utilisateurs pastoraux
Lrsquoeacutelevage est comme nous lrsquoavons vu la deuxiegraveme activiteacute eacuteconomique de la reacutegion
des hauts bassins
On notera dans un premier temps lrsquoeacutelevage pratiqueacute par les populations reacutesidentes
agrave titre drsquoactiviteacute secondaire utilisant les sous produits de lrsquoagriculture et apportant juste un
suppleacutement de revenu Les effectifs impliqueacutes sont alors modestes et de moindre
conseacutequence sur la demande globale en eau du bassin du Kou
Les plus grands effectifs drsquoanimaux rencontreacutes dans la valleacutee appartiennent aux
pasteurs transhumants des reacutegions moins favoriseacutees par la pluviomeacutetrie du Burkina Faso
Ces derniers freacutequentent la valleacutee en particulier pendant la saison segraveche quand les
ressources en eau et en pacircturage se sont eacutepuiseacutees dans leur reacutegion drsquoorigine Le cheptel est
constitueacute majoritairement de bovins et dans une moindre mesure de caprins et ovins
On note eacutegalement la preacutesence drsquoun eacutelevage semi intensif pratiqueacute par des
groupements drsquoeacuteleveurs ou par des particuliers
Les eacuteleveurs ont une preacutefeacuterence pour les eaux de surface car cela implique pour eux
moins drsquoeffort Ils seront orienteacutes plus vers lrsquoexploitation des mares et des riviegraveres
Le rapport drsquoIWACO (1999) sur le pastoralisme donne les effectifs suivants
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso
Bovins Ovins Caprins Asins
Bobo-Dioulasso 7587 1170 577 3106
Source laquo le pastoralisme dans les zones de Bobo-Dioulasso-Samorogouan-
Barani-Djibasso raquo Adama Deme)
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Nous retenons les consommations speacutecifiques (D ZOUNGRANA 2003) indiqueacutees au
tableau et cela donne la demande pastorale correspondante
Tableau 29Consommation en eau du cheptel
Espegravece Bovins Ovins Caprins Asins total
Effectif 7587 1170 577 3106 -
Consommation
Speacutecifique (ljindividu) 40 15 15 20 -
Consommation annuelle
(m3) 110 770 32028 3159 22674 168 631
V35 Retentions en surfaces et recharge de la nappe
Les retentions en surface concernent les retentions dans les mares lacs et autres
deacutepressions Le cas le plus repreacutesentatif est la mare de Bama qui stocke un million de m3
(HURE 1998) ce qui eacutequivaut agrave 1mm (infime)
Par contre les recharges de la nappe repreacutesentent un volume plus significatif Dans
lrsquoeacutetat des lieux des ressources en eau au Burkina Faso (GIRE 2001) on les estime agrave 16
de la pluie tombeacutee par an Cela correspond respectivement agrave 1488 mm pour 1996 1262
mm pour 2001 et 1853 pour 1998
V36 Synthegravese des utilisations drsquoeau
Le tableau 29 suivant reacutesume les consommations en eau de la valleacutee du Kou
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou
Uniteacute Quantiteacute (Volume m3)
AEP Bobo-Dioulasso m3s 28 000
Demande pastorale m3 168 631
Peacuterimegravetre rizicole m3s 40 840 000
Peacuterimegravetre informel m3s 2 349 000
Total en m3 43 385 631
Total en mm (par rapport agrave la superficie du bassin versant)
439
Anneacutee 1996 1998 2001
Recharge nappe (mm) 1488 1262 1853
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V4 CONCLUSION
Nous avons calculeacute le bilan pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche
et une anneacutee deacutecennale humide Nous sommes arriveacutes agrave des fermetures non nulles que lrsquoon
a expliqueacute par les erreurs accumuleacutees dans la deacutetermination des termes du bilan annuel
Nous avons ensuite essayeacute drsquoexpliquer le rabattement de 40 qursquoimplique le coefficient de
correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute au Calage du modegravele en recherchant du coteacute des
preacutelegravevements drsquoeau effectueacutes sur le bassin versant en amont de lrsquoexutoire de Badara Nous
avons pour cela effectuer une eacutevaluation grossiegravere de ces eacutevaluations Les quantiteacutes
trouveacutees sont loin drsquoexpliquer cette diffeacuterence entre pluie efficace et pluie mesureacutee La
question de la compreacutehension de la signification reste encore drsquoactualiteacute agrave la sortie de
chapitre sur le bilan
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CONCLUSION GENERALE
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VI CONCLUSION GENERALE
La premiegravere tacircche que nous nous sommes donneacutee dans le cadre de cette eacutetude
crsquoest la constitution drsquoune base de donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques assainies Si
on peut juger la disponibiliteacute et la qualiteacute des donneacutees pluviomeacutetriques de satisfaisant on ne
peut pas en dire autant des donneacutees hydromeacutetriques Le reacuteseau hydromeacutetrique est en effet
de tregraves qualiteacute mauvaise qualiteacute Cela rend impossible toute eacutetude hydrologique rigoureuse
sur la base des seules donneacutees disponibles Drsquoougrave la neacutecessiteacute de faire recours agrave drsquoautres
moyens et en lrsquooccurrence agrave la modeacutelisation
Nous avons ensuite essayeacute de mettre en œuvre un modegravele hydrologique de type
pluies-debit (HYSIM) sur le bassin versant Malgreacute lrsquoinsuffisance de donneacutees de qualiteacute et les
limitations de la version du modegravele dont nous disposons nous sommes parvenus agrave de
reacutesultats satisfaisants Lrsquoutilisation du modegravele nous a ensuite permis de reconstituer une
chronique de deacutebits de vingt ans de 1984 agrave 2003 nous donnant ainsi des eacuteleacutements
drsquoanalyse de notre bilan en eau
Le bilan a eacuteteacute calculeacute pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et une
anneacutee deacutecennale humide On constate que 40 de la pluie qui tombe ne participe pas aux
activiteacutes hydrologiques proprement dites Une eacutevaluation des diffeacuterentes utilisations a
confirmeacute ce fait
Drsquoautre part cette eacutetude a reacuteveacuteleacute les difficulteacutes qursquoil y a agrave obtenir de donneacutees fiables
avec un reacuteseau drsquoobservations hydromeacutetriques du type traditionnel agrave cause des problegravemes
de gestion qursquoil implique moyen financier section de controcircle en perpeacutetuel changement
techniques de jaugeage inadapteacute au reacutegime (turbulent) des cours drsquoeauhellipLa modeacutelisation
par contre permet drsquoavoir une chronique de deacutebit acceptable tout en srsquoaffranchissant des
inconveacutenients de gestion de plusieurs stations hydromeacutetriques Crsquoest lagrave une voie agrave suivre
pour nos pays agrave faible moyen et ougrave la gestion de stations drsquoobservation nlsquoest pas encore
eacutevidente
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ANNEXES
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AUTEUR MAMADOU CHERIF Idrissa
Professeur responsable KARAMBIRI Harouna Organisme encadreur GEeau
THEME
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
RESUME
Cette eacutetude entre dans le cadre de la mise au point drsquooutils techniques destineacutes agrave
ameacuteliorer les connaissances sur les ressources en eau du bassin versant du Kou Elle porte
sur la mise en œuvre drsquoun modegravele hydrologique et le calcul du bilan en eau du bassin
versant Pour ce faire une base de donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques a eacuteteacute constitueacutee Les
donneacutees pluviomeacutetriques et drsquoeacutevapotranspiration disponibles sont de qualiteacute acceptable par
contre il a fallu trier et corriger les donneacutees hydromeacutetriques La mise en oeuvre du modegravele a
montreacute des restitutions des principales caracteacuteristiques hydrologiques (deacutebits volumeshellip)
acceptables tant dans le processus de calage qursquoen validation Il a ensuite eacuteteacute proceacutedeacute agrave la
reconstitution drsquoune chronique de deacutebits journaliers sur la peacuteriode allant de 1986 agrave 2005
Enfin le bilan a eacuteteacute calculeacute pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et une
anneacutee deacutecennale humide
Mots clefs Bassin versant pluie eacutevapotranspiration sol nappe eacutecoulement modeacutelisation
Kou
ABSTRACT
This study is a contribution to the development of technical tools intended to improve
knowledge on the water resources of the Kou catchment area It deals with a hydrological
modelling approach and the calculation of the water balance of the catchment For this
purpose a hydrometeorological data base was made up The rainfall and evapotranspiration
recorded data available are of acceptable quality where as it was necessary to sort and
correct the discharge data The implementation of the model showed acceptable restitutions
of the main hydrological characteristics (flows volume) as well in the process of calibration
as in validation Then the reconstitution of daily outflows over the period going from 1986 to
2005 was carried out Lastly the water balance was calculated for an average year a dry
decennial year and a wet decennial year
Keywords Catchment rainfall evapotranspiration soil groundwater runoff modelling
Kou
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REMERCIEMENTS
Toutes les louanges sont agrave Dieu le tregraves miseacutericordieux le tout miseacutericordieux qui
nous permet de clore par ce travail trois longues anneacutees drsquoeacutetudes Tes bienfaits sont
innombrables mon Seigneur malgreacute nos faiblesses et nos manquements Guide nos pas
vers ce que Tu agreacutee et ne deacutevie pas nos cœurs apregraves les avoir guideacute
Qursquoil me soit ensuite permis de remercier Messieurs Babacar DIENG Harouna
Karambiri et Amadou Lamine MAR mes encadreurs dans le cadre de ce meacutemoire Qursquoils
trouvent ici lrsquoexpression de ma tregraves profonde gratitude pour la disponibiliteacute sans faille
consacreacutee agrave lrsquoencadrement de ce travail
Mes sincegraveres remerciements vont de mecircme agrave M Joost WELLENS pour les moyens mis
agrave notre disposition ainsi que pour sa participation tregraves estimable pour lrsquoencadrement de ce
meacutemoire
Je tiens agrave remercier eacutegalement tout le corps enseignant le personnel technique et
administratif du groupe EIER-ETSHER pour les inestimables efforts qursquoils deacuteploient
quotidiennement dans le cadre de notre formation
Ma penseacutee va eacutegalement agrave lrsquoendroit de tous les membres de la Oumma islamique la
communauteacute nigeacuterienne et les compagnons et amis de la 35egraveme promotion gracircce agrave qui nous
avons joui au sein drsquoune ambiance fraternelle et amicale pendant tout le cycle
Enfin the last but not the least ma profondeur gratitude va aux organismes du Nord
et aux eacutetats membres du Groupe EIER-ETSHER qui financent les diffeacuterentes activiteacutes du
Groupe
Que tous et toute trouvent ici lrsquoexpression de ma sympathie et de ma profonde
reconnaissance
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A mon fils Mouhamad Moujahid que le seigneur a rappeleacute agrave lui pendant que je poursuivais ces eacutetudes puisse-t-il pardonner mon absence agrave son chevethellip A ma femme Nahissatou Hassan A mes enfants Abdallah et Ahmad A mon pegravere Elhadji Mamadou Cheroumi et mes megraveres Hadjia Fandi Mahaman Lawal et Kaltoum Mamane A mon beau pegravere Elhadji Hassan Issa et sa famille
A tonton Ibrahim Abdou A mon pays
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LISTE DES FIGURES Figure 1 Carte de situation du bassin du Kou --------------------------------------------------------- 20
Figure 2 Carte du modeleacute de terrain du bassin versant du Kou ----------------------------------- 21
Figure 3 Deacutecoupage en sous-bassins ------------------------------------------------------------------- 21
Figure 5 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Badara --------------------------------------- 23
Figure 6 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de la confluence NIameacute-Baouleacute ----------- 23
Figure 7 Carte geacuteologique du bassin versant du Kou ----------------------------------------------- 26
Figure 8 Carte des sols du bassin versant du Kou --------------------------------------------------- 27
Figure 9 Carte de veacutegeacutetation de la valleacutee du Kou ---------------------------------------------------- 29
Figure 10 Carte dlsquooccupation des terres du bassin versant du Kou ------------------------------ 31
Figure 11 Situation geacuteographique des stations pluviomeacutetriques ---------------------------------- 34
Figure 12 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station Bobo-Dioulasso -- 35
Figure 13 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Farako-ba ----- 35
Figure 14 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Bama ----------- 35
Figure 15 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Nasso ---------- 36
Figure 16 Test de la meacutethode des doubles masses appliqueacutee agrave la station de Farakoba --- 36
Figure 17 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Bama (valleacutee du Kou) -- 37
Figure 18 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Nasso ---------------------- 37
Figure 19 Variabiliteacute saisonniegravere et spatiale de la pluviomeacutetrie (moyenne calculeacutee de 1976 agrave
2005) ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 41
Figure 20 Polygone de Thiessen des stations pluviomeacutetriques (NB la station de Nasso
nrsquoest pas prise en compte) ---------------------------------------------------------------------------- 45
Figure 21 Reacuteseau hydrographique du bassin du Kou et emplacement des stations
hydromeacutetriques ------------------------------------------------------------------------------------------- 48
Figure 22 Chronogramme des deacutebits mesureacutes aux stations hydromeacutetriques ------------------ 49
Figure 23 Deacutebits moyens annuels agrave la station de la confluence et lacunes -------------------- 50
Figure 24 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Koumi et lacunes ----------------------------- 50
Figure 25 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Badara et lacunes ---------------------------- 51
Figure 26 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de la
Confluence Niameacute-Baouleacute (1993) ------------------------------------------------------------------- 52
Figure 27 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de
Badara (1997) -------------------------------------------------------------------------------------------- 52
Figure 28 Variation saisonniegravere de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle ------------------------------ 54
Figure 29 Variation interannuelle de LrsquoETP (de 1976 agrave 2003) ------------------------------------- 55
Figure 30 Comparaison de la pluviomeacutetrie avec lrsquoeacutevapotranspiration potentielle ------------- 55
Figure 31 Scheacutema de fonctionnement du modegravele --------------------------------------------------- 60
Figure 32 Paramegravetres hydrauliques du modegravele ------------------------------------------------------- 63
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Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques ------------------------------------------ 67
Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997 ----------------------------------- 78
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997 ----------------------------------- 78
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998 ----------------------------------- 79
Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999 ------------------------------------ 80
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999 ----------------------------------- 80
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000 ------------------------------------- 81
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000 ------------------------------------ 82
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001 ------------------------------------ 82
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001 ------------------------------------ 83
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002 ------------------------------------ 83
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002 ------------------------------------ 84
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou ----------------------------------------------------- 85
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel ----------------------------------------------------------- 85
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes ----------------------------------- 86
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LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants 24
Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou 28
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM 32
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA 32
Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet 33
Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles 39
Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou 40
Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude 42
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 13 Coefficients de Thiessen 44
Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants 46
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo 47
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes 48
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques 56
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol 70
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage 75
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours
drsquoHydrogeacuteologie de M DIENG (EIER)) 76
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage 77
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation 81
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee
moyenne deacutecennale segraveche et deacutecennale humide 88
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale
segraveche et humide 88
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998 89
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide 89
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou 90
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso 92
Tableau 29Consommation en eau du cheptel 93
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou 93
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LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS
AEP Alimentation en Eau Potable
APEFE association belge drsquoappui au deacuteveloppement
CIEH Comiteacute Inter africain drsquoEtudes Hydrauliques
DRAHRHHB Direction Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des
Ressources Halieutiques des Hauts Bassins
EIER-ETSHER Groupe des Ecoles Inter-Etats drsquoIngeacutenieurs de lrsquoEquipement Rural et
des Techniciens Supeacuterieurs de lrsquoHydraulique et lrsquoEquipement Rural
ETP Evapotranspiration Potentielle
FIT Front Inter Tropical
GEeau Projet Gestion des Ressources en eau du Sud-Ouest du Burkina
GIRE Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
MAHRH Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources
halieutiques
VREO Projet de Valorisation des Ressources en Eau du Ouest
SIG Systegravemes drsquoInformations Geacuteographiques
PAGIRE Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
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INTRODUCTION GENERALE
I1 CADRE DE LrsquoETUDE
La preacutesente eacutetude entre dans le cadre des meacutemoires de fin drsquoeacutetudes drsquoingeacutenieur du
geacutenie rural du GROUPE EIER-ETSHER de Ouagadougou Le Groupe EIER-ETSHER est
un Institut inter Etats drsquoenseignement supeacuterieur et de recherche dans les domaines de lrsquoeau
lrsquoeacutenergie lrsquoenvironnement et les infrastructures baseacute agrave Ouagadougou la capitale du Burkina
Faso Creacuteeacute en 1968 et eacutemanant de 14 Etats africains francophones lrsquoeacutecole forme des
ingeacutenieurs des techniciens supeacuterieurs et des titulaires de DESS
Il megravene en collaboration avec des eacutetablissements du Nord et du Sud comme
Katholieke Universiteit Leuven (KUL) des travaux de recherche principalement dans les
domaines de lrsquoeau de lrsquoeacutenergie et de lrsquoenvironnement
Crsquoest dans le cadre de cette collaboration que le sujet du preacutesent meacutemoire a eacuteteacute
deacutefini entre le projet laquo GEeau raquo de Bobo-Dioulasso et laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement
et de recherche en gestion et valorisation de lrsquoeau et de lrsquoassainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER Ce sujet est intituleacute laquo Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du
bassin versant du Kouraquo
Le rapport est subdiviseacute en six parties
Partie I Introduction geacuteneacuterale ougrave nous exposons le cadre la probleacutematique et les
objectifs de lrsquoeacutetude drsquoune part et drsquoautre part la meacutethodologie adopteacutee pour reacutepondre
aux questions souleveacutees
Partie II On y preacutesente les geacuteneacuteraliteacutes sur la reacutegion des Hauts-Bassins Le
promoteur du thegraveme de cette eacutetude ainsi que sur le site de lrsquoeacutetude
Partie III Crsquoest lrsquoeacutetape de la constitution de la base des donneacutees de lrsquoeacutetude
Partie IV Cette partie est consacreacutee agrave la modeacutelisation
Partie V Etude du bilan
Partie VI Conclusion geacuteneacuterale
I2 PROBLEMATIQUE
Le bassin versant du Kou avec une superficie de 1821 km2 comprenant le systegraveme
hydraulique de la riviegravere du Kou ses affluents et les sources de Nasso constitue une
importante ressource en eau
Cette ressource assure drsquoune part lrsquoalimentation en eau drsquoune population estimeacutee en
2003 agrave 600 000 habitants dont celle de Bobo-Dioulasso la 2egraveme ville du pays Une population
appeleacutee agrave franchir le cap du million en 2025 Elle permet drsquoautre part lrsquoirrigation de vastes
peacuterimegravetres agricoles dont la superficie totale qui avoisine 3200 ha est en constante
augmentation notamment du fait du deacuteveloppement drsquoune filiegravere laquo fruits et leacutegumes raquo sous
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lrsquoimpulsion de lrsquoinitiative priveacutee Cette production irrigueacutee est agrave lrsquoorigine du deacuteveloppement
drsquoactiviteacutes eacuteconomiques de transports transformations et commerce qui font lrsquoessor de la
ville de Bobo-Dioulasso
Dans le contexte climatique actuel du Burkina marqueacute par une baisse de la
pluviomeacutetrie une telle tendance agrave la hausse des diffeacuterentes utilisations de cette ressource
nrsquoa pas manqueacute drsquoentraicircner un deacuteseacutequilibre au niveau de la satisfaction des besoins en eau
Citons agrave titre drsquoexemple le cas du principal peacuterimegravetre rizicole de la valleacutee du Kou (1200ha)
qui est confronteacute agrave des deacuteficits hydriques pendant les mois de janvier agrave mai
Le deacuteveloppement industriel conseacutecutif au deacuteveloppement de la production agricole
constitue eacutegalement avec ses rejets incontrocircleacutes drsquoeffluents divers une autre menace
seacuterieuse cette fois-ci sur la qualiteacute de ces eaux
Pour faire face agrave cette nouvelle donne et dans la perspective de creacuteer les conditions
drsquoun deacuteveloppement durable lrsquoEtat burkinabeacute a mis en place une politique de gestion
inteacutegreacutee des ressources en eau Cette politique se traduit dans les faits par les objectifs
assigneacutes aux diffeacuterents projets intervenant dans la zone parmi lesquels se trouve le projet
GEeau initiateur de la preacutesente eacutetude
Toute gestion des ressources en eau pour ecirctre efficace doit en effet partir de leur
bonne connaissance A cet effet il peut ecirctre utile de rappeler que la mesure quantitative et
qualitative des eacuteleacutements du cycle hydrologique et la mesure des autres caracteacuteristiques de
lenvironnement qui influent sur leau constituent une base essentielle pour une gestion
efficace de leau (Deacuteclaration de Dublin 1992) Au Burkina Faso pays ougrave les eaux de
surface jouent un rocircle primordial la compreacutehension et lanalyse du bilan hydrologique est de
fait la base de toute eacutetude et reacuteflexion au sujet de la gestion des eaux
Atteindre un tel objectif suppose la disponibiliteacute de donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques
portant sur une longue peacuteriode et couvrant drsquoune maniegravere adeacutequate la zone drsquoeacutetude Si
aujourdrsquohui une telle exigence est relativement satisfaite pour la pluviomeacutetrie dans le cas de
la valleacutee du Kou on ne peut pas en dire autant des deacutebits dont les stations de mesures sont
reacutecentes En pareille situation la solution couramment adopteacutee est de faire recours aux
modegraveles matheacutematiques qui permettent alors de transformer les pluies en deacutebits et de fournir
une seacuterie de longueur comparable agrave celle de la pluviomeacutetrie
Crsquoest dans cette optique que le thegraveme de cette eacutetude a eacuteteacute mis au point par le projet
GEeau et lrsquouniteacute theacutematique drsquoenseignement et de recherche en gestion et valorisation de
lrsquoeau et de lrsquoassainissement du Groupe EIER-ETSHER
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I3 OBJECTIFS DE LrsquoETUDE
Cette eacutetude a pour objectif geacuteneacuteral de contribuer agrave la connaissance des ressources
en eau du bassin versant du Kou en vue drsquoune gestion efficace et durable Ses objectifs
speacutecifiques sont
- La mise en place drsquoune base de donneacutees assainies par une synthegravese et la
valorisation des donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques et de sol disponibles
- Mise en œuvre agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant drsquoune deacutemarche de modeacutelisation agrave
lrsquoaide drsquoun logiciel (HYSIM)
- Le calcul du bilan en eau pour quelques sceacutenarii de saisons des pluies
I4 METHODOLOGIE
La meacutethodologie adopteacutee pour cette eacutetude srsquoarticule en trois points
1) Recherche documentaire
Elle comprend
Une revue des connaissances bibliographiques relatives agrave la zone drsquoeacutetude et agrave la
modeacutelisation hydrologique en geacuteneacuteral Il srsquoest agit dans un premier temps de faire le point
des diffeacuterentes eacutetudes ayant porteacute sur la zone drsquoeacutetude et ayant trait au thegraveme Notre regard
srsquoest eacutegalement porteacute sur des eacutetudes similaires effectueacutees dans drsquoautres reacutegions du monde
En deuxiegraveme lieu nous avons approfondi nos connaissances en modeacutelisation
hydrologique
La prise en main de lrsquooutil de modeacutelisation Ceci inclut les techniques drsquoimportation
et drsquoexportation des donneacutees le test de sensibiliteacute des paramegravetres et les strateacutegies de
calage
La collecte des donneacutees relatives au site Il srsquoagit de cartes diverses de donneacutees
numeacuteriques hydromeacuteteacuteorologiques de donneacutees sur le sol et de donneacutees geacuteneacuterales sur le
site
2) Visite de terrain
Elle a eu pour but de faire
des observations sur les caracteacuteristiques geacuteneacuterales du site nature du terrain relief
veacutegeacutetation
une appreacuteciation in situ de la configuration actuelle du reacuteseau hydrographique
une appreacuteciation visuelle de lrsquooccupation de lrsquoespace les positions relatives des
diffeacuterents utilisateurs vis-agrave-vis du cours drsquoeau etc
des observations de la manifestation des menaces sur la qualiteacute des eaux
3) Travaux de bureaux
Les travaux de bureau ont porteacute sur les points suivants
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Constitution des seacuteries de donneacutees pluviomeacutetriques le protocole adopteacute agrave cette fin
est le suivant
a) Choix des stations suivant des critegraveres comme la position geacuteographique la
longueur de la seacuterie absence de lacuneshellip
b) Controcircle de la qualiteacute des donneacutees par lrsquoemploi des meacutethodes classiques de
doubles masses et de la moyenne mobile
c) Remplissage des laquo lacunes raquo eacuteventuelles et passage des pluies ponctuelles aux
pluies moyennes sur le bassin versant suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
d) Analyse de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere agrave lrsquoaide drsquoajustement agrave des
lois statistiques
Constitution des seacuteries de donneacutees hydromeacutetriques
A ce niveau nous avons fait lrsquoinventaire des donneacutees disponibles leur critique et leur
correction quand cela est neacutecessaire et faisable
Modeacutelisation crsquoest la plus laborieuse de toutes les eacutetapes Elle comporte les points
suivants
a) Preacuteparation et transfert des donneacutees vers le modegravele
b) Nous proceacutedons ensuite au calage ou calibration du modegravele cest-agrave-dire le
choix du jeu de paramegravetres optimaux pour la transformation pluie-deacutebit
c) La validation consistera agrave veacuterifier la pertinence et le reacutealisme du choix des
paramegravetres sur une peacuteriode autre que celle ayant servi au calage
d) La simulation va consister agrave deacuteterminer agrave lrsquoaide du modegravele caleacute les deacutebits
des anneacutees sans observations hydromeacutetriques
Calcul du bilan hydrologique Les reacutesultats des simulations ci-dessus eacutevoqueacutees vont
nous permettre de faire le bilan sur des anneacutees caracteacuteristiques comme la moyenne la
deacutecennale segravechehellip
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GENERALITES
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II GENERALITES
Le thegraveme de ce meacutemoire a eacuteteacute deacutefini par laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement et
de Recherche en Gestion et Valorisation de lrsquoEau et de lrsquoAssainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER en collaboration avec laquo le projet de renforcement structurel de la capaciteacute de
gestion des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo baseacute agrave la Direction
Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources Halieutiques des Hauts-
Bassins (DRAHRHHB) Nous commenccedilons de ce fait ce rapport par une preacutesentation de la
reacutegion du projet et de la zone drsquoeacutetude
II1 PRESENTATION DE LA REGION DES HAUTS-BASSINS
La reacutegion des Hauts-Bassins est situeacutee agrave lrsquoouest du Burkina Elle srsquoeacutetend sur une
superficie de 26606 kmsup2 (94 du territoire national) Elle est limitrophe agrave lrsquoest des reacutegions
du Sud-Ouest et de la Boucle du Mouhoun agrave lrsquoouest de la Reacutepublique du Mali au nord de la
reacutegion de la Boucle du Mouhoun et la Reacutepublique du Mali et au sud de la reacutegion des
Cascades
Sur le plan administratif elle est subdiviseacutee en trois (3) provinces Le Houet le
Keacuteneacutedougou et le Tuy Il faut eacutegalement citer une sous-subdivision en 33 deacutepartements 3
communes urbaines 30 communes rurales et 449 villages Bobo-Dioulasso est le chef-lieu
de cette reacutegion
La population de la reacutegion des Hauts-Bassins eacutetait estimeacutee en 2002 agrave 1232 891
habitants (104 de la population du Burkina) soit une densiteacute drsquoenviron 48 habitantskmsup2 Il
srsquoagit drsquoune population cosmopolite on y rencontre toutes les ethnies du pays les
populations dominantes en nombre sont les Bobos autochtones du terroir les Mossis et les
peulhs allogegravenes venus du Nord du pays
A lrsquoinstar de tout le Burkina Faso les principales activiteacutes eacuteconomiques y demeurent
lrsquoagriculture et lrsquoeacutelevage
Lrsquoagriculture hivernale est domineacutee par la production de coton et de ceacutereacuteales (maϊs
sorgho mil seacutesame foniohellip) La riziculture et la maraicirccher-culture se pratiquent sur les
peacuterimegravetres irrigueacutes On note eacutegalement la preacutesence drsquoexploitations fruitiegraveres dont le nombre
est actuellement en pleine croissance La production agricole est exceacutedentaire
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Dans la reacutegion des Hauts-Bassins la province du Houet est la zone par excellence
de lrsquoeacutelevage Les ressources halieutiques ne sont pas neacutegligeables non plus mais la pecircche
est de type artisanal
La reacutegion des Hauts-Bassins est une des principales zones industrielles du Burkina
Faso La province du Houet est celle qui possegravede le plus grand nombre drsquouniteacutes industrielles
drsquoune certaine importance apregraves celles du Kadiogo Les plus importantes interviennent dans
la fabrication drsquoouvrages en meacutetaux de produits alimentaires de boissons de tabac et de
textile
Du fait de la position de carrefour international de Bobo-Dioulasso le commerce y
occupe une place de choix Un grand nombre de maisons de commerce nationales et
eacutetrangegraveres ont leur siegravege agrave Bobo-Dioulasso
La reacutegion est bien desservie pour ce qui est des infrastructures socioeacuteconomiques
sans ecirctre exhaustif on pourra citer
les infrastructures de communication dix radios dont un drsquoEtat six priveacutes et trois
communautaires
la couverture en infrastructures de santeacute est globalement satisfaisante 193
formations sanitaires en 2002
en matiegravere de transport le reacuteseau routier repreacutesente 10 du reacuteseau national soit
1517 km Il est constitueacute de 22 de routes bitumeacutees du Burkina 3 de routes en terre
ordinaire et 7 de routes en terre moderne La reacutegion est traverseacutee par plus de 100 km de
chemin de fer et dispose drsquoun aeacuteroport de classe internationale
La probleacutematique de deacuteveloppement de la reacutegion se fonde sur les atouts
eacuteconomiques En effet elle dispose drsquoun potentiel naturel agrave mecircme drsquoassurer et de soutenir
les objectifs de deacuteveloppement Ce potentiel naturel constitueacutee drsquoeau de sols etc est
surtout favorable aux activiteacutes de production agricole drsquoeacutelevage et de production miniegravere Ce
qui en fait une des reacutegions les plus favoriseacutees du Burkina Faso
Le relief de la reacutegion est marqueacute par la preacutesence de plateaux et de plaines
auxquels srsquoajoutent quelques buttes collines et valleacutees
Le climat est tropical de type nord-soudanien et sud-soudanien Il est marqueacute par 2
grandes saisons une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobrenovembre) et une
saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (novembredeacutecembre agrave avril) La reacutegion beacuteneacuteficie
drsquoune pluviomeacutetrie moyenne annuelle comprise entre 800 et 1 100 mm
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La particulariteacute de la topographie et du climat de la reacutegion des Hauts-Bassins en
fait un veacuteritable chacircteau drsquoeau Crsquoest dans cette reacutegion que les principaux fleuves du
Burkina prennent leur source Le Mouhoun le Banifing et le Tuy (Grand Baleacute)
La veacutegeacutetation drsquoensemble de la reacutegion est essentiellement une veacutegeacutetation de
savane comportant tous les sous-types depuis la savane boiseacutee jusqursquoagrave la savane herbeuse
La faune est assez riche et varieacutee du fait de lrsquoexistence de nombreuses forecircts
classeacutees (16 au total)
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II2 PRESENTATION DU PROJET
II21 Cadre
Le laquo projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en
eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo est un des fruits de la coopeacuteration entre la
reacutegion Wallonne du royaume de Belgique et le Burkina Faso Il entre dans le cadre de la
mise en oeuvre des actions du laquo Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en
Eau raquo PAGIRE La laquo Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau (GIRE) raquo est en effet la
strateacutegie adopteacutee par lrsquoeacutetat burkinabeacute pour atteindre ses objectifs en matiegravere drsquoeau qui se
reacutesument en les points suivants
satisfaction durable des besoins en eau
protection contre lrsquoaction agressive de lrsquoeau
ameacutelioration des finances publiques par le partage de charges
preacutevention des conflits dans la gestion des ressources en eau
Ce projet srsquoinscrit eacutegalement dans le cadre de la mise en œuvre du programme
laquo Valorisation des ressources en eau de lrsquoOuest raquo (VREO) qui est un programme national
relatif aux ressources en eaux couvrant la moitieacute Ouest du pays
Enfin il srsquoinscrit en continuiteacute du projet de recherche laquo GEeau raquo initieacute par la
DRAHRHHB le groupe EIERETSHER et la Katholieke Universiteit Leuven (KUL) et
cherche agrave lui assurer un environnement institutionnel et organisationnel adapteacute au
deacuteveloppement agrave la peacuterennisation de ses reacutesultats et agrave sa duplication dans la reacutegion Ouest
du pays
II22 Geacuteneacuteraliteacutes
Nous preacutesentons dans lrsquoencadreacute ci-dessous la fiche donnant les renseignements geacuteneacuteraux sur le projet
Fiche de projet
Intituleacute Projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en eau
pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou
Zone drsquointervention Bassin versant du Kou (Reacutegion des Hauts-Bassins)
Thegraveme Preacuteservation de lrsquoenvironnement
Secteurs et sous secteurs Politique agricole et gestion administrative des ressources en
eau agrave usage agricole
Dureacutee de mise en œuvre 48 mois
Sources de financement Reacutegion Wallonne (Belgique)
Maicirctre drsquoœuvre APEFE
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Maicirctre drsquoouvrage Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des ressources
Halieutiques
II23 Objectifs du projet
Le principal objectif geacuteneacuteral du projet est de contribuer agrave la mise en œuvre de la
GIRE Son objectif speacutecifique est le renforcement des connaissances de la gestion la
valorisation et la protection des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans la reacutegion des
Hauts-Bassins
II24 Strateacutegie
La strateacutegie retenue est baseacutee sur le renforcement des capaciteacutes institutionnelles et
de gestion de lrsquoeau pour lrsquoagriculture au niveau local
Inteacutegration de lrsquointervention dans les perspectives drsquoaction du Comiteacute de Gestion du
Bassin du Kou
Ameacutelioration de la productiviteacute de lrsquoeau en agriculture vivriegravere
Appui agrave la peacuterennisation des actions
II25 Reacutesultats attendus
Les reacutesultats attendus de ce projet sont
Mise au point drsquooutils techniques destineacutes agrave ameacuteliorer les connaissances sur les
ressources en eau du bassin (bilan hydrique) et agrave servir au suivieacutevaluation de la
situation dans le bassin quasiment en temps reacuteel afin de servir agrave la gestion et agrave la
planification des ressources en eau
Transfert de connaissances vers les autres acteurs locaux qui se seront ainsi
approprieacutes les outils de gestion eacutelaboreacutes au cours du projet pour leurs propres
inteacuterecircts
Valorisation de la deacutemarche sur un autre bassin apregraves une eacutetude de transposabiliteacute
Creacuteer les conditions drsquoune capitalisation de lrsquoacquis de ce projet et des eacutetudes
anteacuterieures deacutejagrave effectueacutees ou des expertises locales reconnues sur la zone par la
mise en place drsquoune structure capable de conserver ces informations mais aussi et
surtout de les exploiter agrave des fins de recherche pour des activiteacutes lieacutees agrave la GIRE
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
GENERALITES
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II3 PRESENTATON DE LA ZONE DrsquoETUDE
II31 Situation geacuteographique
Le bassin versant du Kou est lrsquoespace geacuteographique situeacute agrave lrsquoouest du Burkina Faso
dans la reacutegion des Hauts-Bassins entre les longitudes 4deg40rsquoO et 4deg10rsquoO et les latitudes 11degN
et 11deg30N et draineacute par la riviegravere du mecircme nom Cette riviegravere qui est un affluent du Mouhoun
(ex Volta noire) draine ainsi une superficie de 1821km2
La figure 1 preacutesente la carte de situation du bassin versant
0 300 600 Kilomegravetres
CARTE DE SITUATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Autres province du Burkina FasoProvince du HouetBassin-versant du Kou
Figure 1 Carte de situation du bassin du Kou
II32 Geacuteomorphologie
Le bassin du Kou a une forme allongeacutee Il est orienteacute Nord-est Sud-ouest avec une
longueur de 51 km et une largeur de 33 km Il est constitueacute essentiellement drsquoun plateau
greacuteseux culminant aux environs de 500 m drsquoaltitude au sud et srsquoabaissant progressivement
jusqursquoagrave 300 m agrave lrsquoaval de la plaine vers Baouleacute le point de confluence avec le Mouhoun
Lrsquoaltitude moyenne est de 407 m (figure 2)
On peut le subdiviser en trois sous bassins emboiteacutes qui sont (figure 3)
- Sous-bassin de Koumi 347 km2
- Sous-bassin de Badara 989 km2
- Sous-bassin de la confluence Niameacute-Baouleacute 1605 km2
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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Figure 2 Carte du modeleacute de terrain du bassin versant du Kou
U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
Exutoire du bassin versant
0 30 60 Kilomegravetres
Carte de deacutecoupage en sous bassins du bassin versant du Kou
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
IVIII
II I
Reacuteseau hydrographique stations pluviometriquesU Stations hydrometriques
Figure 3 Deacutecoupage en sous-bassins
(NB I= sous-bassin de Koumi I+II= sous-bassin de Badara I+II+II=sous bassin de Confluence I+II+III+IV=
bassin versant du Kou)
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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II33 Caracteacuteristiques morphomeacutetriques
Les caracteacuteristiques de forme et de relief des sous-bassins reacutesumeacutees au tableau 1 ont
eacuteteacute deacutetermineacutees par BICABA (1991)
Superficie du bassin versant (S)
La deacutelimitation du bassin versant a eacuteteacute faite sur une carte IGB au 1200 000
La mesure de la superficie a eacuteteacute effectueacutee agrave lrsquoaide drsquoun planimegravetre
Peacuterimegravetre (P)
Il a eacuteteacute mesureacute sur la carte au 1200 000
Rectangle eacutequivalent
Le rectangle eacutequivalent est un rectangle ayant la mecircme superficie le mecircme indice de
compaciteacute et la mecircme distribution hypsomeacutetrique que le basin versant Sa longueur (L)
est donneacutee par lrsquoexpression
]))1281(1(1[)1281( 21221
compcomp IISL
avec S surface du bassin versant et Icomp indice de compaciteacute
Indice de compaciteacute (Icomp)
Il correspond au rapport du peacuterimegravetre du bassin versant agrave celui drsquoun cercle de mecircme
superficie et srsquoexprime par la relation suivante
212820 SPIcomp avec
P peacuterimegravetre styliseacute du bassin versant en km
S superficie du bassin versant en km2
Indice global de pente (Ig)
Cet indice caracteacuterise le relief drsquoun bassin et il est deacutefini par la formule suivante
LHI g
Ougrave ΔH est lu sur la courbe hypsomeacutetrique1 (figure 4 agrave 6) et repreacutesente la
deacuteniveleacutee exprimeacutee en megravetres entre les altitudes ayant approximativement 5 et
95 de la superficie du bassin versant au dessus drsquoelles
L est la longueur du rectangle eacutequivalent exprimeacutee en km
Relief fort pour 100lt Ds
Ds est donneacutee par la relation suivante SIDs g
1 Courbe repreacutesentant le pourcentage de la superficie du bassin versant situeacutee au-delagrave drsquoune altitude H donneacutee en
fonction de cette altitude
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Courbe hypsometrique du bassin versant de Koumi
350
390
430
470
510
550
590
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
de la surface totale
Alt
itu
de
s (
m)
Figure 4 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Koumi
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Badara
280
320
360
400
440
480
520
560
600
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
de
Figure 5 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Badara
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Niameacute-Baouleacute
280
320
360
400
440
480
520
560
600
640
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
des (
m)
Figure 6 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de la confluence NIameacute-Baouleacute
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Deacuteniveleacutee speacutecifique (Ds)
Elle permet de classer le relief du bassin en
Relief faible pour Ds lt50 m
Relief modeacutereacute pour 50 mlt Ds lt100 m
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants
Sous-Bassins Versants
Caracteacuteristiques Koumi Badara
Confluence
Niame-Baouleacute
Superficie (km2) 347 989 1605
Peacuterimegravetre styliseacute (m) 77 151 175
Coefficient de Gravelius 115 137 126
Longueur du rectangle eacutequivalent (km2) 242 5930 6403
Largeur du rectangle eacutequivalent (km2) 1420 1600 2380
Indice global de pente (mkm) 480 317 317
Densiteacute de drainage 065 068 058
Deacuteniveleacutee speacutecifique (m)
(nature du relief)
894
(Modeacutereacute)
975
(Modeacutereacute)
127
(Fort)
II34 Climatologie
Le bassin versant du Kou se situe agrave la limite sud de la zone climatique tropicale
soudano-saheacutelienne Ses caracteacuteristiques climatiques sont
Tempeacuteratures
Lrsquoamplitude thermique annuelle est faible La tempeacuterature moyenne mensuelle
minimale varie toute lrsquoanneacutee de 17 agrave 22degC tandis que la tempeacuterature moyenne maximale
varie de 33 agrave 37degC en saison segraveche et de 29 agrave 34degC en saison des pluies
Les vents
On note lrsquoinfluence de deux vents dominants
Lrsquoharmattan ou alizeacute vent chaud et sec des anticyclones du Sahara de secteur Nord-
Est agrave Est et soufflant pendant la saison segraveche
la mousson vent de secteur Sud-ouest chargeacute drsquohumiditeacute et provenant de la zone
eacutequatoriale
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La limite de seacuteparation entre ces deux masses drsquoair ou Front Inter Tropical (FIT)
connaicirct au cours de lrsquoanneacutee un deacuteplacement du Sud au Nord ce qui se traduit par
lrsquoalternance de deux saisons bien distinctes
- une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobre)
- une saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (de novembre agrave avril)
Insolation
La dureacutee moyenne pour lrsquoensoleillement est de 7 h 42rsquo Lrsquoinsolation varie de 75 mmj
agrave 87 mmj Elle est agrave son minimum en juillet-aoucirct et maximale en avril-mai
Humiditeacute de lrsquoair
Lrsquohumiditeacute de lrsquoair est tregraves faible en saison segraveche (20 ndash 40 ) tandis qursquo en saison de
pluie elle atteint 70 agrave 80 voire 90 au cours des averses
II35 Geacuteologie
La description de la geacuteologie est baseacutee sur les travaux de IWACO citeacute par BICABA
(1991)
La geacuteologie du bassin du Kou est une superposition de greacutes encastreacutes entre un socle
essentiellement granito-gneissique de roches orthomeacutetamorphiques et eacuteruptives au fond et
une couche de deacutepocircts reacutecents ou de lateacuterite en surface composeacutee de sables et drsquoargiles
(figure 7)
De bas en haut on distingue
- Le socle absolument impermeacuteable composeacute de roches plutoniques (migmatites et
granites diffeacuterencieacutes) et de roches meacutetamorphiques birrimiennes (schistes micaceacutes
schistes greacuteseux schistes verts amphiboles)
- Les greacutes de base qui sont des greacutes agrave grains grossiers de silice ou de feldspaths tregraves
fissureacutes drsquoune eacutepaisseur de 200 m environ tregraves peu lateacuteriseacutes bien que poreux et
permeacuteables
- Les greacutes de Sotuba glauconieux sur une eacutepaisseur de 80 m drsquoallure schisteuse
poreux fissureacute et tregraves lateacuteriseacutes
- Les greacutes siliceux agrave ciment argileux de Bobo-Dioulasso aux faciegraves nombreux
(schistes de Toun greacutes de Koutiala et greacutes de Bandiagara) Ils sont tendres
heacuteteacuterogegravenes et tregraves lateacuteriseacutes
- Des roches eacuteruptives basiques (doleacuterites et basaltes) impermeacuteables infiltreacutees dans
les fissures des greacutes
- La couverture quaternaire constitueacutee drsquoalluvions sablo-ferrigineux de granulomeacutetrie
disparate drsquoune profondeur drsquoenviron 30 m passablement lateriseacutes
Les formations superficielles sont constitueacutees de cuirasse lateacuteritique et drsquoalluvions
dans les bas-fonds
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Cette geacuteologie qui constitue une situation favorable au stockage et agrave la transmission
de lrsquoeau souterraine est de ce fait lrsquoun des deacuteterminants principaux du systegraveme drsquoeau du
bassin du Kou
0 30 60 Kilomegravetres
CARTE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Geologie du bassin bersantshpDoleritesEtage schistogreso-dolomitiqueGres a galets de quartzGres de baseGres de Sotuba
Figure 7 Carte geacuteologique du bassin versant du Kou
II36 Peacutedologie
Le tableau 2 donne les deacutetails des types de sols en preacutesence sur le bassin ainsi que
leurs profondeurs respectives tandis que la figure 8 donne leur reacutepartition geacuteographique On
remarquera lrsquoomnipreacutesence des sols ferrugineux tropicaux lessiveacutes des sols ferrallitiques et
de sols peu eacutevolueacutes superficiels
Selon la classification de R BOULET et R FAUCK citeacutes par BICABA (1991) on peut
distinguer deux cateacutegories de sols dans le bassin
Les sols profonds (gt100 cm) ce sont
- les sols argilo-sableux en surface argileux en profondeur riches en base satureacutees et
le plus souvent drsquoexcellente qualiteacute
- les sols limono-argileux agrave argilo-limoneux en surface argileux en profondeur
caracteacuteriseacutes par un drainage interne et un drainage externe faibles
- les sols sableux en surface argileux en profondeur (preacutesence de sols mal draineacute)
les sols sableux en surface et sablo-argileux en profondeur
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Les sols agrave profondeurs faibles (lt40 cm) ce sont les sols gravillonnaires de faible valeur
agricole
Figure 8 Carte des sols du bassin versant du Kou
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Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou
Symboles Classification CPCS 1967 Classification BRM 2001
Classes de
sols
Groupes de sols Uniteacutes de
sols de
reference
Uniteacutes infeacuterieures des
sols de reference
Profon-
deur
(m)
LITH Sols mineacuteraux
bruts deacuterosion
Sols mineacuteraux bruts
deacuterosion lithiques
Leptosols Leptosols lithiques 0
PEEL Sols peu
eacutevolueacutes
deacuterosion lithiques Leptosols Leptosols lithiques lt15
PEER deacuterosion Reacutegiques Reacutegosols Reacutegosols eacutepi
squeletiques
50
PEACM dapport colluvio-
alluvial modal
Fluvisols Lixisols ferriques 70
PEAAH dapport alluvial
hydromorphe
Fluvisols Fluvisols gleyiques
BEHV Bruns eutophe
tropicaux
hydromorphes
vertiques
Cambisols Cambisols vertiques
gleyiques
114
VV Vertisols Vertisol vertique Vertisols Vertisols magiques
pelliques
100
FLIS Sols
ferrugineux
tropicaux
lessiveacutes
superficiels Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques
ferriques
20
FLIPP indureacutes peu profonds Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 32
FLIMP indureacutes moyennent
profonds
Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 42
FLIP indureacutes profonds Lixisols Lixisols endo
petroplithiques
101
FLM modal Lixisols Lixisols chromques 120
FLC agrave concreacutetions Lixisols Lixisols ferriques 105
FLTC agrave taches et agrave
concreacutetions
Lixisols Lixisols gleyiques
ferriques
110
FRR Sols
ferrallitiques
faiblement deacutesatureacutes
remanieacutes faiblement
rajeunis
Ferralsols Lixisols rhodiques 124
FRI faiblement deacutesatureacutes
en B remanieacutes indureacutes
Ferralsols Lixisols chromiques
bathiplinthiques
82
FRM deacutesatureacutes en B
remanieacutes modaux
Ferralsols Lixisols rhodiques 125
FTM faiblement deacutesatureacutes Ferralsols Lixisols rhodiques 110
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en B typiques modaux
FTH faiblement deacutesatureacutes
en B typiques
hydromorphes
Ferralsols Lixisols gleyiques
rhodiques
120
HPGE Sols
hydromorphes
humifegraveres
agrave pseudogley
densemble
Gleysols Gleysols gleyiques 107
II37 Veacutegeacutetation
La veacutegeacutetation du bassin (figure 9) est agrave dominance de type savane arbustive agrave
arboreacutee composeacutee de Butyrospermum parkii et de Detarium microcarpum On trouve
eacutegalement des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave boiseacute et forecirct claire (Isoberlinia
doka Burkea africana Terminalia spp) et des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave
arbustive et boiseacute (Burkea africana Butyrospermum parkii Pterocarpus erinaceus)
0 20 40 Kilomegravetres
CARTE DE VEGETATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Vegetation du bassin versant shpCulture industrielle Savane arboreacutee agrave arbustive et boiseacutee Savane arboreacutee agrave boiseacutee et forecirct claire Savane arbustive agrave arboreacutee
Figure 9 Carte de veacutegeacutetation de la valleacutee du Kou
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II38 Hydrographie
Le reacuteseau hydrographique est dense et est constitueacute drsquoun ensemble de riviegraveres
sources et mares
II381 Les riviegraveres
Le Kou est une riviegravere peacuterenne qui prend sa source aux environs de Kodala agrave une
trentaine de kilomegravetres au sud-ouest de Bobo-Dioulasso Lrsquoaltitude est de 440 m dans ces
reacutegions Il est formeacute par la jonction de deux marigots Kieacuteneacute et Farakoba et coule vers le Nord
recevant successivement les eaux des sources de Nasso celles du marigot de Yengueacute en
rive gauche et en rive droite celles des marigots Niameacute et Weacute
Les principaux affluents sont
agrave lrsquoOuest les riviegraveres suivantes Farakoba Kieacuteneacute Yengueacute SO Suo et Bango
agrave lrsquoEst le Houet le Bingbeacuteleacute et le Niameacute
II382 Les sources mares et lacs
Les principales sources sont
- Les sources de la Guinguette situeacutees en rive gauche
- Les sources de Kokoroueacute situeacutees eacutegalement en rive gauche
- Les sources capteacutees par lrsquoONEA en rive droite en aval desquelles existent drsquoautres
sources non capteacutees mais alimentant eacutegalement la riviegravere du Kou
Pour ce qui est des mares on peut en citer deux
- La mare de Bama situeacutee dans le lit du marigot Bongo qui lrsquoalimente Cette riviegravere a un
bassin versant de 30 km2
- La mare de Tumbagama moins importante que la preacuteceacutedente est situeacutee dans le lit
drsquoun petit affluent du Kou avec un bassin versant de 15 km2
II39 Occupation des sols
Dans la valleacutee du Kou agrave partir de la Guinguette on trouve de zones morphologiques
diffeacuterentes avec des occupations des sols adapteacutees aux conditions de terrain
Au sud de Nasso la valleacutee est eacutetroite dans un terrain onduleacute et peu occupeacute par
lrsquoagriculture Au Nord de Nasso la valleacutee srsquoouvre et continue dans une plaine alluviale drsquoune
largeur de 200 agrave 700 m La plaine est drsquoabord occupeacutee par une forecirct dense puis apregraves
quelques kilomegravetres par des petites parcelles de cultures irrigueacutees ou non A partir du
village de Sosongona situeacute agrave 8 km de la source les terrains cultiveacutes occupent la valleacutee On
remarquera notamment le peacuterimegravetre rizicole de 1100 ha reacutealiseacute au deacutebut des anneacutees 1970
gracircce agrave la coopeacuteration avec la chine ainsi que le peacuterimegravetre maraicirccher reacutealiseacute beaucoup plus
tard pour diversifier la production agricole
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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Lrsquooccupation agricole de la valleacutee connaicirct actuellement une certaine acceacuteleacuteration
avec lrsquoameacutenagement informel et spontaneacute de parcelles le long du canal drsquoameneacutee du
peacuterimegravetre rizicole Ceci est actuellement lrsquoune des cause du conflit qui subsiste dans la valleacutee
autour de la question de lrsquoeau Il y a eacutegalement la creacuteation de plantations drsquoarbres fruitiers
par de nouveaux investisseurs galvaniseacutes par lrsquoouverture du marcheacute agrave cause de la difficile
situation de la production en Cote drsquoIvoire
Lrsquooccupation des sols dans le bassin du Kou est eacutegalement marqueacutee par lrsquoexpansion
de la ville de Bobo-Dioulasso pousseacutee par lrsquoaccroissement de la population et le
deacuteveloppement des activiteacutes industrielles
La figure 10 donne un aperccedilu de lrsquooccupation des terres
Figure 10 Carte dlsquooccupation des terres du bassin versant du Kou
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE
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III CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE
III1 DONNEES PLUVIOMETRIQUES
III11 Choix des stations et des peacuteriodes drsquoobservation
Avant drsquoenvisager lrsquoeacutetude hydrologique il importe de deacutefinir une peacuteriode et des
stations de reacutefeacuterence agrave partir desquelles les diffeacuterentes investigations srsquoarticuleront
Le bassin versant du Kou est bien desservi pour ce qui est des observations de la
pluviomeacutetrie Les donneacutees disponibles sont des donneacutees journaliegraveres et elles ont plusieurs
sources
Des anciennes donneacutees de la base de donneacutees PLUVIOM de la Direction Reacutegionale de
lrsquoHydraulique des Hauts-Bassins (tableau 3)
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Beregadougou 1974 2000 27 0
Bondoukuy 1963 1998 36 57
Koumbia 1964 2000 37 0
Moussoudougou 1992 1996 5 0
Nasso 1960 1996 37 83
Orodara 1955 2000 46 0
Samorogouan 1964 1998 35 58
Des donneacutees de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et des stations de lrsquoINERA (tableau 4)
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Bama 1986 2005 20 10
Farakoba 1960 2005 46 67
Bobo-Dioulasso 1959 2005 47 0
Les nouvelles stations pluviomeacutetriques de la Direction Provinciale de lrsquoAgriculture de
lrsquoHydrauliques et des Ressources Halieutiques du Houet (tableau 5)
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE
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Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Karankasso-Sambla 2003 2005 3 0
Badema 2003 2005 3 0
Satiri 2003 2005 3 0
Toussiana 2003 2005 3 0
Nota Les donneacutees dont la disponibiliteacute est indiqueacutee dans les tableaux 13 agrave 15 sont des
hauteurs de pluies journaliegraveres Les lacunes repreacutesentent les taux drsquoanneacutees dont les
donneacutees ne sont pas disponibles Les anneacutees prises en compte sont donc des anneacutees sans
lacune quant agrave la pluie journaliegravere
La figure 11 donne la situation geacuteographique des diffeacuterentes stations on
remarquera que quatre drsquoentre elles sont situeacutees sur le bassin versant On peut en conclure
que le bassin est bien desservi en stations pluviomeacutetriques mecircme si lrsquoon doit noter
eacutegalement leur concentration au centre Ces stations agrave savoir Nasso Farakoba Bobo-
Dioulasso et Bama ont des chroniques assez longues et des taux de lacunes acceptables
Nous nous baserons de ce fait sur elles pour lrsquoeacutetude de notre bassin versant
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE
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Figure 11 Situation geacuteographique des stations pluviomeacutetriques
Pour ce qui est de la peacuteriode drsquoobservation pour cette eacutetude nous retiendrons une
peacuteriode de trente ans de 1976 agrave 2005 Nous nous limitons en arriegravere agrave 1976 pour ecirctre sucircr
de deacutepasser la rupture climatique intervenue en 1970 (Albergel 1987 Maheacute 2001) ce qui
devrait confeacuterer une certaine homogeacuteneacuteiteacute agrave nos donneacutees
III12 Controcircle de la qualiteacute des donneacutees
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de pluies ainsi que leur qualiteacute ont eacuteteacute veacuterifieacutees par les
meacutethodes de la moyenne mobile et lrsquoeacutetude des correacutelations entre stations
III121 Veacuterification de lrsquohomogeacuteneacuteiteacute intrinsegraveque des seacuteries
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute drsquoune seacuterie traduit le fait que les proprieacuteteacutes de la loi statistique qui
reacutegit le pheacutenomegravene (moyenne variance ou moments dordre supeacuterieur) sont invariantes au
cours du temps Lrsquoeacutechantillon ne doit preacutesenter ni tendance (agrave la hausse ou agrave la baisse) ni
pheacutenomegravene cyclique ni rupture La meacutethode de la moyenne mobile permet drsquoeffectuer une
telle veacuterification Nous lrsquoavons appliqueacutee aux diffeacuterentes stations avec un pas de temps de 3
et 5 ans Pour ce faire nous avons dresseacute les graphiques des pluies annuelles (p_an) des
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pluies moyennes annuelles (Pmoy) des moyennes mobiles sur trois ans ( mob_3) et sur
cinq ans (mob_5) pour les quatre stations pluviomeacutetriques retenues
Le deacutetail de ces calculs est reacutesumeacute dans lrsquo annexe I et les figures 12 agrave 15 ci-
dessous nous montrent les reacutesultats des diffeacuterents controcircles effectueacutes
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
anneacutees
plu
ies (
mm
)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 12 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station Bobo-Dioulasso
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
Anneacutee
Hau
teu
r (m
m)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 13 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Farako-ba
0
200
400
600
800
1000
1200
1992 1996 2000 2004 2008
Anneacutees
Plu
ie (
mm
) P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 14 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Bama
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 15 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Nasso
Conclusion Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale on constate que les seacuteries sont homogegravenes
III122 Etude des correacutelations entre stations
La meacutethode utiliseacutee est celle du double cumul sur les pluviomeacutetries annuelles des
quatre stations
Cette meacutethode consiste agrave faire pour la station eacutetudieacutee (A) et la station de
comparaison (B) le calcul de la pluviomeacutetrie cumuleacutee jusqursquoagrave lrsquoanneacutee i soit Ta (i) et Tb(i) et
agrave porter sur un graphique les diffeacuterents points Mi de coordonneacutees respectives Ta(i) et Tb(i)
Le principe est qursquoen en absence drsquoanomalie ces deux stations mesurent chaque anneacutee une
pluviomeacutetrie annuelle dans un rapport sensiblement constant et en conseacutequence les points
Mi sont pratiquement aligneacutes par contre si une erreur systeacutematique a pu srsquointroduire la
droite des Mi preacutesentera alors une cassure
Lrsquoapplication de cette meacutethode aux stations pluviomeacutetriques de Bama Koumi et laquo la
confluence raquo (stations eacutetudieacutees) drsquoune part et celle de Bobo-Dioulasso (station de reacutefeacuterence)
drsquoautre part est repreacutesenteacutee par les figures 16 agrave 18 Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de Bobo-
Dioulasso a en effet deacutejagrave eacuteteacute eacutetablie par des eacutetudes anteacuterieures BICABA (1991)
0
10000
20000
30000
40000
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Pluies Bobo-Dioulasso cumuleacutees (mm)
Plu
ies
Fa
rak
ob
a c
um
uleacute
e
(mm
)
Figure 16 Test de la meacutethode des doubles masses appliqueacutee agrave la station de Farakoba
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0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
Pluies cumuleacutees Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ies c
um
uleacute
es B
am
a
(mm
)
Figure 17 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Bama (valleacutee du Kou)
0
10000
20000
30000
40000
00 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000
P cumuleacutee Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ie c
um
uleacute
Nasso
(m
m)
Figure 18 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Nasso
On ne constate pas de rupture pour les stations de Nasso et Farakoba ceci nrsquoest
pas le cas de la station de Bama ougrave lrsquoon observe une cassure qui intervient entre 1990 et
1995 Ceci est certainement une anomalie car elle nrsquoapparaicirct pas au niveau des autres
stations pourtant voisines
Nous proceacutedons au prochain paragraphe agrave la correction de cette anomalie et au
comblement des lacunes
Plusieurs meacutethodes de correction sont proposeacutees dans la litteacuterature nous utilisons ici
celles preacuteconiseacutees par Andreacute MUSY de lrsquoEPFL dans son cours drsquoHydrologie geacuteneacuterale en
ligne Deux techniques sont employeacutees
Remplacement de la valeur manquante par la moyenne de la station de reacutefeacuterence Cette
meacutethode a eacuteteacute utiliseacutee lorsque les preacutecipitations moyennes annuelles de la station agrave
compleacuteter ne diffegraverent pas de plus de 10 des preacutecipitations moyennes annuelles de la
station de reacutefeacuterence
Remplacement de la valeur manquante par une moyenne pondeacutereacutee par la tendance
annuelle des stations pluviomeacutetriques soit
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Ougrave
donneacutee manquante de preacutecipitation (par exemple) estimeacutee
nombre de stations de reacutefeacuterence
preacutecipitation agrave la station de reacutefeacuterence
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station de reacutefeacuterence
Les reacutesultats sont consigneacutes dans le tableau 6
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Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles
Anneacutee Bobo-Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
2005 8611 8582 6274 8011
2004 9420 8333 7455 8642
2003 11559 11456 10885 11657
2002 8027 6747 6543 7320
2001 9140 7761 7884 8523
2000 11714 10736 10421 11300
1999 10652 10915 10391 10995
1998 11214 12323 9280 11223
1997 8729 11939 8096 9829
1996 9005 10236 7577 9170
1995 12777 11604 9414 11558
1994 8957 10758 8572 9698
1993 9430 834 7736 8753
1992 12382 12382 10775 9506
1991 11981 952 11521 12936
1990 9947 10308 9170 9102
1989 8275 9212 8280 9661
1988 10145 10145 8828 8570
1987 8663 8663 8361 9522
1986 8798 9281 7894 8717
1985 13315 13056 11475 8565
1984 9716 8156 7782 9496
1983 7781 7528 6662 8830
1982 9456 12123 9380 9634
1981 10423 11451 9514 7869
1980 8414 9043 7594 10817
1979 10657 10189 9072 13323
1978 10367 11284 9417 11283
1977 8354 996 7963 9018
1976 9961 10836 9046 11125
lacunes () 00 10 467 433
Moyenne 9609 10096 8507 9822
NB Les cases en gris contiennent les valeurs compleacuteteacutees ou corrigeacutees
III13 Etude de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere
III131 Pluviomeacutetrie journaliegravere
Lrsquoanalyse des pluies journaliegraveres sur la peacuteriode de 1976 agrave 2006 fait ressortir que le
nombre de jour de pluie dans lrsquoanneacutee varie drsquoune station agrave lrsquoautre de 50 jours (au nord) agrave 70
jours (au sud) Le mois drsquoaoucirct est le mois le plus pluvieux avec 13 jours en moyenne sur les
quatre stations Les hauteurs maximales de pluies journaliegraveres (tableau 7) sont souvent tregraves
eacuteleveacutees et peuvent atteindre 100 mm soient 10 de la pluviomeacutetrie totale annuelle
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Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou
Bobo-
Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
1976 48 711 654
1977 618 78 728
1978 657 714 641
1979 699 897 1029
1980 76 582 687
1981 77 58 711
1982 45 782 744
1983 661 484 698
1984 73 465 537
1985 813 837 68
1986 868 814 64 78
1987 469 1226 673
1988 711 48
1989 554 609 999 86
1990 652 676 747 966
1991 55 537 732 119
1992 772 384
1993 675 44 581
1994 49 622 931
1995 806 651 1071
1996 556 713 478
1997 436 94 652
1998 943 87 87
1999 583 804 982
2000 678 465 468
2001 459 404 608
2002 666 578 45
2003 803 803 753
2004 434 538 82
2005 636 1059 672
NB Les cases en gris repreacutesentent les lacunes
III132 Variabiliteacute saisonniegravere
La figure 19 montre pour les quatre stations que les pluies se concentrent sur la
peacuteriode de mai agrave mi-octobre (saison des pluies) qui repreacutesente plus de 90 de la pluie
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annuelle Les pics sont uniques sur lrsquoanneacutee (saison monomodale) et ils se situent en aoucirct agrave
chaque station et atteignent 250 mm ce qui correspond agrave 27 de la pluie annuelle
00
500
1000
1500
2000
2500
3000
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Farako-ba
Bama
Nasso
Bobo-D
Figure 19 Variabiliteacute saisonniegravere et spatiale de la pluviomeacutetrie (moyenne calculeacutee de 1976 agrave 2005)
III133 Etude statistique des pluies annuelles
Les pluies annuelles ont eacuteteacute ajusteacutees agrave la loi normale
On sait que la loi normale a pour fonction de reacutepartition
u
t dtexXobxF 22
2
1Pr)(
avec ndashltxlt+
Les paramegravetres de la loi normale sont la moyenne m et lrsquoeacutecart type s
Lrsquoeacutequation de la droite drsquoajustement est X=m+sU
Ougrave
- X est la valeur de la pluviomeacutetrie qui correspond agrave une probabiliteacute au non
deacutepassement donneacutee
- U est la valeur de la variable centreacutee reacuteduite qui correspond agrave cette probabiliteacute au
non deacutepassement U est donneacute par la table de Gauss
Les reacutesultats de lrsquoajustement sont reacutesumeacutes dans les tableaux 8 agrave 12 Les quantiles
sont calculeacutes avec un intervalle de confiance agrave 90 Rappelons que les intervalles de
confiance sont donneacutes par la relation suivante
641902)(1)()(Pr2
avecFun
FxFxob
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Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude
statistique des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9929 10373 9485
Quinquennale Segraveche 8683 9199 8166
Humide 11175 11692 10659
Deacutecennale Segraveche 8030 8629 7431
Humide 11828 12427 11229
Centennale Segraveche 6472 7328 5616
Humide 13386 14242 12530
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 10096 10582 9609
Quinquennale
Segraveche 8732 9297 8166
Humide 11459 12025 10894
Deacutecennale
Segraveche 8018 8673 7362
Humide 12174 12829 11518
Centennale
Segraveche 6313 7250 5376
Humide 13878 14815 12941
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 8775 9193 8357
Quinquennale Segraveche 7603 8089 7117
Humide 9947 10433 9461
Deacutecennale Segraveche 6989 7553 6426
Humide 10561 11124 9997
Centennale Segraveche 5525 6330 4720
Humide 12025 12830 11220
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Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9822 9378 10265
Quinquennale Segraveche 8578 8062 9094
Humide 11065 10550 11581
Deacutecennale Segraveche 7927 7329 8525
Humide 11717 11119 12315
Centennale Segraveche 6372 5518 7226
Humide 13272 12417 14126
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du Quantile
borne infeacuterieure
Borne supeacuterieure
Anneacutees correspondantes
Moyenne 9565 9154
9977
1977 1979 1988 1990 1991 1996
Quinquennale Segraveche 8411
7932
8890
19801984 1987 1989 1993 2004
Humide 10720
10241
11198
1978 1981 1982 1994 1995 1997 1999
2000
Deacutecennale Segraveche 7806 7251 8361
1983 2001
Humide 11325 10770 11880
1992 1998 2003
centennale Segraveche 6363 5570 7156
2002
Humide 12768 11974 13561
1985
On note lrsquoextrecircme variabiliteacute interannuelle de la pluie au niveau de chacune des
stations On note eacutegalement que les valeurs des diffeacuterents quantiles sur les quatre stations
sont sensiblement les mecircmes Hormis les stations de Bama et Nasso dont les donneacutees ont
eacuteteacute reconstitueacutees agrave respectivement agrave 467 et 433 agrave partir de la station de Bobo on peut
utiliser indiffeacuteremment les stations de Farakoba et de Bobo pour la preacutedeacutetermination des
grandeurs pluviomeacutetriques sur le bassin du Kouhellip
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III14 Etude de la variabiliteacute spatiale et calcul de la pluie moyenne sur le bassin versant
La figure 19 (deacutejagrave vue) montre que la pluviomeacutetrie annuelle ne varie pas beaucoup
drsquoune station agrave lrsquoautre On note cependant une leacutegegravere baisse du sud au nord
Pour la deacutetermination de la pluie moyenne interannuelle sur le bassin nous utilisons
la meacutethode des polygones de Thiessen qui procegravede comme suit A chaque station on
affecte la surface du polygone obtenu en traccedilant les meacutediatrices des segments reliant la
station concerneacutee aux stations voisines La pluie moyenne Hm sera obtenue en faisant la
somme pondeacutereacutee des pluies aux diffeacuterentes stations le coefficient de pondeacuteration eacutetant la
surface du polygone concerneacute inteacuterieur agrave S rapporteacutee agrave la surface S
)(1
NNCCBBm SHSHSHs
H
La figure 20 donne une repreacutesentation des polygones de Thiessen traceacute en ne
consideacuterant que les trois stations de Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama La station de
Nasso nrsquoa pas eacuteteacute prise en compte pour les raisons que nous expliciterons au paragraphe
III4 Les cœfficients correspondants sont consigneacutes au tableau 13
Tableau 13 Coefficients de Thiessen
bassin versant du Kou Station hydromeacutetrique de Koumi
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 038 Farakoba 318 094
Bobo 360 025 Bobo 20 006
Bama 567 037
Total 1858 1 Total 347 1
Station hydromeacutetrique de Badara Station hydromeacutetrique de la confluence
Niameacute_Baouleacute
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 071 Farakoba 378 045
Bobo 25 007 Bobo 335 026
Bama 73 022 Bama 339 029
Total 989 1 Total 1605 1
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U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
0 30 60 Kilomegravetres
Polygone de Thiessen des stations pluviometriques
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Limite du bassin-versant
station pluviometrique
Reacuteseau hydrographique
Polygone de thiessen
U Station hydromeacutetrique
(Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama)
Figure 20 Polygone de Thiessen des stations pluviomeacutetriques (NB la station de Nasso nrsquoest pas prise en
compte) Les hauteurs des pluies moyennes agrave consideacuterer pour chaque sous-bassin versant ont eacuteteacute calculeacutees et consigneacutees au tableau 14
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Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants
calculeacutees suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
Anneacutees Bassins versants
Koumi Badara Confluence Valleacutee du Kou
Niame-Baoule
2005 8584 8076 792 7735
2004 8398 8216 8361 828
2003 11462 11338 11317 1127
2002 6824 6792 7021 6992
2001 7844 7888 8155 8151
2000 10795 10735 10899 10864
1999 10899 10781 10695 10655
1998 12256 11578 11152 1092
1997 11746 10869 999 9715
1996 10162 9565 9145 8944
1995 11674 11204 11274 11087
1994 10650 10619 10273 10286
1993 8405 8717 9019 9118
1992 12382 11898 11744 11568
1991 9668 10132 1074 10876
1990 10286 10032 9884 9797
1989 9156 8941 8698 8633
1988 10145 980 969 9565
1987 8663 8597 8575 8551
1986 9252 8942 8753 8647
1985 13072 12485 12346 12129
1984 8250 8262 8557 854
1983 7543 7469 7493 7462
1982 11963 11309 10603 10401
1981 11389 10803 10425 10226
1980 9005 886 8696 8651
1979 10217 10217 10304 10298
1978 11229 10891 10613 10502
1977 9864 9443 901 8879
1976 10784 10479 10218 10119
Moyenne 10086 9831 9719 9629
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III2 DONNEES HYDROMETRIQUES
III21 Inventaire des stations hydromeacutetriques
Les observations hydromeacutetriques dans la valleacutee du Kou ont commenceacute en 1955 par
la creacuteation de plusieurs stations de mesure Pour la peacuteriode de 1955 agrave 1985 HURE (1998)
en a deacutenombreacute 13 Drsquoautres stations ont eacuteteacute creacuteeacutees par la suite notamment agrave lrsquooccasion de la
mise en œuvre de projets de deacuteveloppement ou de programmes drsquoeacutetudes couvrant la zone
On distingue
- Les stations du reacuteseau hydromeacutetrique national
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo valleacutee du Kou raquo
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo ressource en eau de Bobo-Dioulasso raquo
- Les stations installeacutees pour 3 ans lors de la mission drsquoeacutetude neacuteerlandaise IWACO
Dans le cadre de cette eacutetude nous disposons des donneacutees de la base de donneacutees
sous Hydracces laquo GEeauPlusmdb raquo de la DRAHRHHB qui gegravere les reacutesultats issues des
observations effectueacutees sur un certain nombre de stations Le tableau 15 fait lrsquoinventaire des
stations de cette base et la figure 21 montre leur reacutepartition geacuteographique sur le bassin
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo
Id_Station Nom Latitude Longitude Superficie
bassin (kmsup2)
Deacutebut_Activiteacute
1202701600 Sources de Pesso - - - -
1202701601
Confluence
Niameacute-Baouleacute - - 1605 -
1202701603 Badara 11deg227N 4deg2202W 989 1955
1202701606 Diaradougou 1960
1202701612 Nasso Amont 11deg1202N 4deg2604W 405 1961
1202701613 Nasso Milieu 11deg1200N 4deg2600W 1961
1202701614 Nasso Aval 11deg1300N 4deg2600W 646 1961
1202701620 Koumi 11deg0800N 4deg2500W 343 1985
1202710300
Mare aux
Hippopotames 11deg3446 4deg1007 - 1997
1202711310
Exutoire de la
Mare 11deg3446 4deg2500W - 1997
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Figure 21 Reacuteseau hydrographique du bassin du Kou et emplacement des stations hydromeacutetriques
Les donneacutees de deacutebits dont nous disposons sont de pas de temps journalier Ils sont
repreacutesenteacutees dans le tableau 16 et la figure 22 en donne le chronogramme des
observations Le propre de ces stations est qursquoelles ne sont en geacuteneacuteral suivies que pendant
la peacuteriode de mise en œuvre de projets ou programmes qui les ont installeacutees Actuellement
seules trois drsquoentre elles agrave savoir celles de Koumi de Badara et de la confluence Niameacute-
Baouleacute qui appartiennent au reacuteseau national sont encore opeacuterationnelles Crsquoest
fondamentalement sur elles que nous nous appuierons pour cette eacutetude
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes
Id_Station Nom Date Deacutebut Date Fin Lacunes
()
Nombre
Valeurs
1202701601 Confluence
Niameacute-Baouleacute
02011986 08122002 466 4805
1202701603 Badara 07011984 08122002 1433 4593
1202701606 Diaradougou 03012004 31122004 303 301
1202701612 Nasso Amont 09011961 08121974 3005 1557
1202701613 Nasso Milieu 06011961 31121991 427 8823
1202701614 Nasso Aval 06011961 10121997 856 4731
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1202701620 Koumi 02011987 04121999 712 4109
Chronogramme des donneacutees de la Table Debits
06011961 29061966 20121971 11061977 02121982 24051988 14111993 07051999 27102004
Confluence Niameacute-Baouleacute
Badara
Diaradougou
Nasso amont
Nasso milieu
Nasso aval
Koumi
Figure 22 Chronogramme des deacutebits mesureacutes aux stations hydromeacutetriques
III22 Critique des donneacutees
Malgreacute ses cinquante ans drsquoexistence le reacuteseau des stations hydrographiques est
incapable de fournir des donneacutees fiables
Les seacuteries chronologiques des deacutebits observeacutes sont de tregraves mauvaise qualiteacute Elles
sont parsemeacutees de lacunes (figures 23 agrave 25) pouvant aller jusqursquoagrave lrsquoabsence de
donneacutees sur toute une anneacutee voire plusieurs anneacutees
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Station Confluence Niameacute-Baouleacute Capteur J-Qjo = Deacutebits
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =
gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 23 Deacutebits moyens annuels agrave la station de la confluence et lacunes
Station 1202701620 = Koumi Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
01
02
03
04
05
06
07
08
1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its
Mo
yen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 24 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Koumi et lacunes
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Station 1202701603 = Badara Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 25 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Badara et lacunes
De plus une analyse plus deacutetailleacutee des donneacutees brutes nous a permis de mettre en
eacutevidence des incoheacuterences dans ces donneacutees
Plusieurs jours conseacutecutifs avec exactement le mecircme deacutebit moyen journalier
(Koumi confluencehellip)
Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie particuliegraverement pour
la station de Koumi ougrave on assiste agrave une inversion des valeurs
Absence de correacutelation entre des stations cependant voisines (BICABA 1991)
Cette impreacutecision des donneacutees srsquoexplique par les problegravemes drsquoeacutetalonnage lieacutes agrave
lrsquoinstabiliteacute des seuils de jaugeage crsquoest le cas de Koumi et de la confluence Niameacute-
Badara (HURE 1998) Drsquoautre part du fait de la violence des deacutebits du cours drsquoeau
durant la saison des pluies il serait pratiquement impossible drsquoobtenir des jaugeages
preacutecis
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0
20
40
60
80
100
010
119
93
160
119
93
310
119
93
150
219
93
020
319
93
170
319
93
010
419
93
160
419
93
010
519
93
160
519
93
310
519
93
150
619
93
300
619
93
150
719
93
300
719
93
140
819
93
290
819
93
130
919
93
280
919
93
131
019
93
281
019
93
121
119
93
271
119
93
121
219
93
271
219
93P
luie
s (
mm
)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluie
Deacutebit_1993
Figure 26 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de la Confluence
Niameacute-Baouleacute (1993)
0
20
40
60
80
100
120
140
11
97
14
19
7
27
19
7
92
97
22
29
7
73
97
20
39
7
24
97
15
49
7
28
49
7
11
59
7
24
59
7
66
97
19
69
7
27
97
15
79
7
28
79
7
10
89
7
23
89
7
59
97
18
99
7
11
09
7
14
10
97
27
10
97
91
19
7
22
11
97
51
29
7
18
12
97
31
12
97
Plu
ies
(m
m)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluviomeacutetrie
Deacutebit_1997
Figure 27 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de Badara (1997)
Le deacutebit du Kou semble ne plus ecirctre tregraves laquo naturel raquo Il faut deacutejagrave noter les
preacutelegravevements effectueacutes par lrsquoONEA et les peacuterimegravetres irrigueacutes mais on note eacutegalement
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une augmentation subite et a priori injustifieacutee des deacutebits (chroniques de Badara et de la
Confluence) qui intervient du 6 au 13 de chaque mois avec un pic le 8 et ce mecircme en
saison segraveche Nous nrsquoavons pas encore eu drsquoexplication de ce pheacutenomegravene jusqursquoagrave la
reacutedaction de ce rapport malgreacute une petite enquecircte meneacutee aupregraves de lrsquoONEA Ce
pheacutenomegravene a certainement son explication dans les preacutelegravevements divers opeacutereacutes en
amont lrsquoaugmentation traduisant une lacirccheacutee drsquoeau ou un arrecirct de pompage
En somme seules les donneacutees de Badara sont vraiment exploitables agrave condition
lagrave aussi de les nettoyer des incoheacuterences qui y subsistent
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III3 DONNEES DrsquoEVAPOTRANSPIRATION
Pour lrsquoanalyse de lrsquoeacutevapotranspiration nous disposons drsquoune chronique agrave la station
meacuteteacuteorologique de Bobo-dioulasso calculeacutee suivant la formule de Penman et couvrant la
peacuteriode allant de 1961 agrave 2003 soient 43 ans
Une moyenne mensuelle a eacuteteacute calculeacutee sur la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la figure 28
illustre les variations saisonniegraveres de lrsquoETP que nous en avons deacuteduites Cette variation est
assez bien marqueacutee au cours de lrsquoanneacutee Les valeurs maximales (autour de 180 mm) sont
observeacutees en saison segraveche de deacutecembre agrave mai avec un pic en mars (196 mm) Les valeurs
minimales sont observeacutees en saison des pluies (agrave cause essentiellement de la couverture
nuageuse plus freacutequente du ciel et de lhumiditeacute eacuteleveacutee de lair) de juin agrave novembre avec un
minimum en aoucirct (120 mm)
La variation interannuelle de lrsquoeacutevapotranspiration (figure 29) est par contre moins
marqueacutee Pour la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la moyenne se situe agrave 1977mm On note
cependant une leacutegegravere tendance agrave la hausse
0
50
100
150
200
250
Janv
ier
Feacutevrie
r
mar
sav
rilm
ai
juin
juille
t
aout
sept
embr
e
octo
bre
nove
mbr
e
dece
mbr
e
ET
P (
mm
)
Figure 28 Variation saisonniegravere de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
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0
500
1000
1500
2000
2500
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
ET
P a
nn
uelle (
mm
)
Figure 29 Variation interannuelle de LrsquoETP (de 1976 agrave 2003)
La comparaison des variations saisonniegraveres de lrsquoeacutevapotranspiration et de la pluie
(figure 30) montre que seuls les mois de juillet aoucirct et septembre preacutesentent un bilan
positif cest-agrave-dire que la pluie est supeacuterieure agrave lrsquoETP
0
50
100
150
200
250
300
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Pluie Farako-ba
Pluie_Bama
Pluie_Nasso
Pluie_Bobo-D
ETP(mmmois)
Figure 30 Comparaison de la pluviomeacutetrie avec lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
III4 CONCLUSION
Le tableau 17 fait la synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
La premiegravere ligne repreacutesente les anneacutees et la couleur grise indique la preacutesence de
donneacutees hydromeacutetriques de lrsquoanneacutee consideacutereacutee
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Les lignes suivantes renseignent sur la disponibiliteacute des donneacutees pluviomeacutetriques
laquo 1 raquo signifie que les donneacutees de lrsquoanneacutee et de la station consideacutereacutees sont disponibles Si
les donneacutees drsquoune anneacutee manquent rien nrsquoest alors marqueacute
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
Bad
ara
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Ko
um
i
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Co
nfu
en
ce
Nia
meacute-b
ao
uleacute
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
On en tire les conclusions suivantes
Les donneacutees de la station pluviomeacutetrique de Nasso preacutesentent des lacunes au cours
des peacuteriodes ougrave lrsquoon dispose des donneacutees hydromeacutetriques Aussi nous nous
proposons de ne garder que les trois autres stations restantes (Farakoba Bobo-
Dioulasso Bama) Rappelons que les autres stations situeacutees hors bassin du Kou
nrsquoont que des observations de trois ans (2003-2005) Les pluies moyennes sur les
bassins versants seront calculeacutees uniquement avec les donneacutees de ces trois stations
Les donneacutees hydromeacutetriques sont de tregraves mauvaise qualiteacute Cela avait deacutejagrave eacuteteacute
remarqueacute par les eacutetudes anteacuterieures (BICABA 1991 HURE 1998 BERTHIAUD
2001) Seules les donneacutees de Badara sont utilisables et en croisant avec les
donneacutees pluviomeacutetriques on constate que la peacuteriode constitueacutee drsquoanneacutees
conseacutecutives la plus longue est celle de 1996 agrave 2002 soit sept ans Crsquoest donc sur
cette peacuteriode que nous essayerons de travailler pour la mise en œuvre de la
modeacutelisation
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MODELISATION
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IV MODELISATION
La modeacutelisation hydrologique a pour but de donner une repreacutesentation simplifieacutee du
systegraveme bassin versant qui permette drsquoexpliquer et de preacutedire la reacuteponse de ce dernier agrave une
seacuterie de sollicitations
Les modegraveles hydrologiques les plus classiques sont ceux qui permettent de faire la
transformation pluie-deacutebit HYSIM modegravele que nous utiliserons dans le cadre de ce travail
est de cette cateacutegorie Ce modegravele a eacuteteacute mis au point par la laquo water resource associates raquo de
Grande Bretagne et il a drsquoailleurs eacuteteacute reacutecemment eacutelu par lrsquoagence de lrsquoenvironnement du
Royaume Uni (United Kingdom Environment Agency) comme son principale modegravele laquo pluie-
deacutebit raquo HYSIM est en effet adapteacute pour reacutesoudre les problegravemes suivants
Lrsquoextension des chroniques de deacutebits
Lrsquoeacutetude des variations climatiques
Reconstitution des eacutecoulements naturels sur des bassins laquo anthropiseacutes raquo
Lrsquoeacutetude des interactions eaux de surface eaux souterraines
Dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous avons vu que les donneacutees
pluviomeacutetriques disponibles de la valleacutee du Kou sont de bonne qualiteacute et qursquoelles couvrent
une bonne peacuteriode ndash souvent plus de cinquante ans Par contre cela nrsquoest pas le cas des
donneacutees hydromeacutetriques Lrsquoemploi de HYSIM pourrait alors aider agrave surmonter ce handicap
en reconstituant les donneacutees manquantes de deacutebits et permettre ainsi de calculer le bilan
hydrologique qui est lrsquoobjectif principal de cette eacutetude
Lrsquoutilisation drsquoun modegravele pour simuler des deacutebits sur un bassin versant donneacute est
conditionneacutee par lrsquoachegravevement de deux opeacuterations importantes que sont le calage ou
calibration du modegravele et sa validation Ce sont lagrave les deux points importants que nous
aborderons dans cette troisiegraveme partie mais apregraves une preacutesentation plus deacutetailleacutee du
modegravele
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IV1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU MODELE
HYSIM est un modegravele de simulation hydrologique agrave reacuteservoirs faisant intervenir des
relations matheacutematiques pour deacuteterminer les eacutecoulements geacuteneacutereacutes par des preacutecipitations sur
un bassin versant Il se situe agrave mi-chemin entre un modegravele laquo physique raquo analysant et
quantifiant les pheacutenomegravenes physiques se produisant dans le bassin versant et un modegravele
empirique agrave base de reacutegressions multiples Crsquoest un modegravele conceptuel
IV11 Bases theacuteoriques du modegravele
Les processus hydrologiques au sein du bassin versant sont scheacutematiseacutes par les
transferts entre sept reacuteservoirs virtuels en communication La capaciteacute des reacuteservoirs le taux
maximum de transfert entre eux et les eacutequations qui commandent les processus de transfert
sont deacutefinis par des paramegravetres indeacutependants du temps A lrsquoopposeacute les volumes des
reacuteservoirs et les taux de transfert varient en fonction du temps
La repreacutesentation scheacutematique agrave la figure 31 illustre la faccedilon dont les reacuteservoirs sont
raccordeacutes entre eux et permet de mieux comprendre le fonctionnement du modegravele
Ces reacuteservoirs se deacutefinissent comme suit
Reacuteservoir de neige
Toutes les preacutecipitations tombant sous forme de neige sont retenues dans ce
reacuteservoir avant drsquoecirctre libeacutereacutees vers le reacuteservoir drsquointerception Le taux de transfert entre ces
deux reacuteservoirs est eacutegal au taux de fusion potentiel de la neige
Reacuteservoir drsquointerception
La pluie (ou dans certains cas la neige) peut ecirctre retenue par la veacutegeacutetation puis
redistribueacutee en une partie qui parvient au sol et une autre qui seacutevapore La partie
natteignant jamais le sol forme linterception Ce reacuteservoir est la premiegravere destination des
eaux de pluies de mecircme il est le premier agrave ecirctre deacutebiteacute par lrsquoeacutevapotranspiration
Stockage dans les deacutepressions
On deacutefinit leau de stockage dans les deacutepressions comme leau retenue dans les
creux et les deacutepressions topographiques du sol pendant et apregraves une averse
Horizon supeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute retenue dans les couches superficielles du sol Il a
une capaciteacute finie eacutegale agrave la profondeur de lrsquohorizon multiplieacutee par sa porositeacute
Le taux drsquohumidification de lrsquohorizon dont la distribution spatiale est consideacutereacutee triangulaire
est majoreacute par le taux drsquoinfiltration potentielle Ce taux drsquoinfiltration potentielle est baseacute sur
lrsquoeacutequation de Philips ci-dessous
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5150 tttx
Avec
x = distance parcourue par le front drsquohumectation
t = temps pour lequel 0x
et sont fonctions du type et des conditions du sol Manley (1978) deacutemontre que cette
relation peut ecirctre approcheacutee par lrsquoexpression suivante
ktkPtx 50)2( avec
P= succion capillaire
K = permeacuteabiliteacute agrave saturation du medium drsquoougrave lrsquoon tire le taux drsquoinfiltration potentielle
Brooks et Corey (1964) deacutemontrent que P srsquoexprime par
1
eb SPP
Ougrave Pb = Pression de bouillonnement (bubbling presure en mm de colonne drsquoeau)
= indice de composition granulomeacutetrique
Se= Humiditeacute efficace deacutefinie par la relation suivante
)01()( rre SSmS
Avec m = humiditeacute agrave saturation du sol
Sr = Humiditeacute reacutesiduel correspondant agrave lrsquohumiditeacute minimale agrave laquelle on peut
emmener le sol en lrsquoasseacutechant par augmentation de la succion En simulant la teneur en eau
de lrsquohorizon supeacuterieur on pourra alors simuler les forces qui causent le mouvement de lrsquoeau
La principale perte drsquoeau de lrsquohorizon superficiel est due agrave lrsquoeacutevapotranspiration qui si
la succion capillaire est infeacuterieure agrave 15 atmosphegraveres srsquoeacutetablit au taux potentiel (toute perte
drsquointerception ayant eacuteteacute pris en compte) Si la succion capillaire est supeacuterieure agrave 15
atmosphegraveres aucune eacutevaporation ne se produit
Le deuxiegraveme transfert drsquohumiditeacute agrave consideacuterer est lrsquoeacutecoulement hypodermique ou
retardeacute Il se produit suivant un taux qui est une fonction complexe de la permeacuteabiliteacute
horizontale efficace la pente de la couche et la distance au chenal
Brooks et Corey (1964) citeacute par Manley (2003) ont deacutemontreacute que la permeacuteabiliteacute
efficace des milieux poreux est donneacutee par
)32()( ee SKK ougrave
Ke est la permeacuteabiliteacute efficace et les autres termes sont tels que deacutefinis
preacuteceacutedemment
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Figure 31 Scheacutema de fonctionnement du modegravele
Lrsquoeacutecoulement hypodermique ou retardeacute est donneacute par la relation suivante
Reacuteservoir de neige
Nappe
intermeacutediaire
Horizon infeacuterieur
Horizon
superficiel
Reacuteservoir
drsquointerception
Nappe profonde
Chenaux mineurs
Reacutetention dans les deacutepressions
Ruissellement
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
souterrain
Ecoulement
souterrain
EVAPOTRANSPIRATION
PLUIE
NEIGE
Recharge ou
reacutecession de la nappe
Ecoulement dans
les riviegraveres
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)32()(1 SeRfacuehypodermiqEcoulement
Avec Rfac1= permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation mmh
La percolation est le dernier type de transfert se produisant agrave partir de cet horizon
Elle est donneacutee par
)32()( eb SKnPercolatio ougrave
Kb = permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la limite de lrsquohorizon
Se = Humiditeacute efficace de lrsquohorizon superficiel
En combinant les eacutequations preacuteceacutedentes le taux drsquoaccroissement du stock est donneacute
par
)32()1(
eb SKRfaci
dt
ds
Ougrave i = Flux entrant
S = reacuteservoir drsquohumiditeacute
t = le temps
Cette eacutequation ne peut malheureusement ecirctre reacutesolue de maniegravere explicite Mais en
faisant lrsquohypothegravese selon laquelle la variation du stock serait neacutegligeable devant le stock
initial cela conduit agrave une simplification de lrsquoeacutequation et permet alors drsquoobtenir une solution
approximative Pour tenir compte des situations extrecircmes la variation du stock doit ecirctre
comprise entre une limite supeacuterieure et une limite infeacuterieure La limite supeacuterieure est deacutefinie
par le niveau de stockage agrave partir duquel le flux de sortie est eacutegal au flux drsquoentreacutee La limite
infeacuterieure se deacuteduit en donnant agrave i la valeur zeacutero dans lrsquoeacutequation preacuteceacutedente cas pour lequel
une solution explicite est possible
Horizon infeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute du sol du situeacute en dessous de lrsquohorizon supeacuterieur
mais restant encore dans la zone racinaire (horizons B et C) Lrsquoexceacutedent de la demande
en eacutevapotranspiration nrsquoayant pas encore eacuteteacute satisfaite est alors soustraite de ce
reacuteservoir au taux potentiel avec les mecircmes restrictions que dans le cas de lrsquohorizon
superficiel
Nappe souterraine intermeacutediaire
Il srsquoagit drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini repreacutesentant le premier niveau de stockage des
eaux souterraines En particulier dans les zones calcaires la plupart des fissures
retenant de lrsquoeau communiquent avec un ruisseau plutocirct qursquoavec les nappes profondes
ce reacuteservoir repreacutesente cet eacutetat de fait Deux paramegravetres deacuteterminent les opeacuterations qui
srsquoy deacuteroulent le coefficient de deacutebit et la proportion drsquohumiditeacute qui sort du reacuteservoir pour
entrer dans le canaux Le reacuteservoir eacutetant lineacuteaire la relation entre le stockage et le temps
se deacuteduit immeacutediatement
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Nappe profonde
Il srsquoagit eacutegalement drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini ayant un coefficient de deacutebit constant
Crsquoest de lagrave que les eaux souterraines sont extraites Comme dans le cas preacuteceacutedent la
deacutetermination du flux (deacutebit de lrsquoeacutecoulement) est immeacutediate
Chenaux mineurs
Ce composant repreacutesente le dispatching des eacutecoulements agrave travers des petits
ruisseaux et des fosseacutes et dans des canaux eacutepheacutemegraveres en cas de saturation du bassin
versant Lrsquohydrogramme unitaire est triangulaire avec un temps de base eacutegal agrave 25 fois le
temps de monteacutee
IV12 Les variables drsquoentreacutee et de sortie du modegravele
Les principales variables drsquoentreacutee du modegravele sont
La pluviomeacutetrie Il srsquoagit de pluie moyenne sur le bassin ou le sous bassin versant
consideacutereacute ou des donneacutees brutes des stations pluviomeacutetriques Dans ce dernier cas
HYSIM effectue alors le test de double masse corrige les lacunes agrave lrsquoaide de
reacutegressions et calcule la pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant
Lrsquoeacutevapotranspiration (ETP) Lagrave aussi HYSIM peut recevoir directement lrsquoETP deacutejagrave
calculeacutee ou faire ce travail lui-mecircme quand on lui introduit les diffeacuterents termes de
lrsquoeacutevapotranspiration suivant la formule de Penman
Les autres variables drsquoentreacutees sont
Taux de fusion potentiel de la neige
Recharge et tarissement des riviegraveres
Coefficient de reacutecession de la nappe
Notons cependant que le modegravele peut tourner mecircme dans une situation ougrave les
donneacutees concernant une ou plusieurs de ces variables ne seraient pas disponibles
De mecircme le modegravele se preacutesente avec une certaine souplesse quant au pas de
temps des donneacutees Ce dernier peut en effet ecirctre journalier hebdomadaire mensuel ou
mecircme drsquoune fraction entiegravere journaliegravere
Les variables de sortie sont
Les deacutebits simuleacutes
Les contenances de diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps choisi
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Les flux drsquoeau entre les diffeacuterents reacuteservoirs
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IV13 Les paramegravetres du modegravele
La philosophie de deacuteveloppement de HYSIM est fondeacutee sur le souci de donner une
signification physique reacutealiste agrave tous le paramegravetres auxquels le modegravele fait recours La
plupart des paramegravetres employeacutes sont familiers aux hydrologues crsquoest le cas du reacuteservoir
drsquointerception ou de la superficie du bassin versant par exemple Mais bien drsquoautres
paramegravetres en particulier ceux relatifs agrave la physique du sol sont moins bien eacutevidents
Le bassin versant agrave modeacuteliser peut ecirctre subdiviseacute en sous bassins qui srsquoemboicirctent
Chaque sous bassin peut agrave son tour ecirctre subdiviseacute en plus de trois zones hydrologiques
individualiseacutees par leurs caracteacuteristiques climatiques et de sols Dans ce cas on deacutefinira
alors pour chaque sous-bassin la seacuterie de paramegravetres qui lui est propre Le reacuteseau
hydrographique est eacutegalement scheacutematiseacute en reacuteseau de chenaux
La premiegravere eacutetape de la modeacutelisation est de ce fait de deacutecider de la subdivision en
sous bassins et de la structuration du reacuteseau hydrographique agrave adopter
Ce modegravele est prolifique en paramegravetres On en distingue deux types les paramegravetres
hydrauliques et les paramegravetres hydrologiques
Les paramegravetres hydrauliques concernent les caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques la
pente et la rugositeacute des chenaux (Figure 32)
Figure 32 Paramegravetres hydrauliques du modegravele
Les paramegravetres hydrologiques
Ils sont les plus nombreux et on les regroupe en laquo paramegravetres de base raquo et
laquo paramegravetres avanceacutes raquo On les verra plus en deacutetail un peu plus loin
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IV2 MISE EN ŒUVRE DU MODELE SUR LE BASSIN DU KOU
laquo Le calage drsquoun model consiste agrave trouver le jeu optimal de paramegravetres cest-agrave-dire
celui qui optimise (bien souvent minimise) un critegravere numeacuterique permettant de juger de
lrsquoadeacutequation du modegravele pour des donneacutees disponibles En geacuteneacuteral ce critegravere mesure un eacutecart
entre la chronique des valeurs de deacutebits produites par le modegravele et la chronique des valeurs
observeacutees raquo Il traduit la performance du modegravele Ce Critegravere sera pour nous le critegravere de
Nash pour les raisons que nous expliciterons plus loin La deacutetermination des paramegravetres se
fera en deux eacutetapes
Une premiegravere eacutetape ougrave les paramegravetres sont deacutetermineacutes sur la base des
caracteacuteristiques notamment physiques du bassin versant et
Une deuxiegraveme eacutetape drsquoajustement (drsquooptimisation) des paramegravetres
Mais commenccedilons drsquoabord par deacuteterminer la peacuteriode de calage et le pas de temps
des donneacutees
IV21 Choix des eacutechelles de modeacutelisation
IV211 Echelle spatiale
La modeacutelisation hydrologique srsquoopegravere suivant diffeacuterentes eacutechelles spatiales
(KARAMBIRI 2003) On distinguera entre autres
- Premiegraverement lrsquoeacutechelle du bassin versant Cela se traduit par le deacutecoupage du
bassin versant en uniteacutes hydrologiques homogegravenes doteacutees de paramegravetres initiaux
mesureacutes ou estimeacutes qui seront ensuite optimiseacutes au cours du calage
- On peut eacutegalement conduire la modeacutelisation agrave lrsquoeacutechelle de la parcelle en deacuteterminant
les paramegravetres speacutecifiques agrave chaque eacutetat de surface eacuteleacutementaire qui seront ensuite
reporteacutes sur tout le bassin
- hellip
Le modegravele HYSIM est dans le premier cas Le bassin versant est conccedilu comme un
complexe de sous-bassins hydrologiques emboicircteacutes Le calage du modegravele consistera alors agrave
optimiser des paramegravetres deacutetermineacutes ou estimeacutes dans un premier temps sur la base
drsquoobservations et de mesures effectueacutees sur le terrain
La version laquo deacutemo raquo du modegravele que nous utilisons dans le cadre de cette eacutetude est
cependant soumise aux deux limitations suivantes
- Impossibiliteacute de travailler avec des seacuteries de plus de cinq ans de donneacutees
- Impossibiliteacute drsquoutiliser la subdivision en sous-bassins emboicircteacutes tout le bassin versant
devra ecirctre conccedilu comme un ensemble hydrologiquement homogegravene
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Drsquoautre part dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous eacutetions arriveacutes agrave la
conclusion qursquoau niveau des trois stations hydromeacutetriques seacutelectionneacutees seules les donneacutees
de Badara eacutetaient utilisables dans le cadre drsquoune modeacutelisation
Pour ces deux raisons ci-dessus eacutevoqueacutees notre uniteacute drsquoeacutetude sera le sous-bassin
de Badara Sans arriver jusqursquoagrave lrsquoexutoire du bassin versant le poste hydromeacutetrique de
Badara est geacuteographiquement suffisamment bien situeacute en aval des principaux utilisateurs
des ressources en eau du Kou (peacuterimegravetres irrigueacutes station de pompage de lrsquoONEA etc) On
pourra de ce fait assimiler le sous-bassin dont Badara est lrsquoexutoire agrave lrsquoensemble du bassin
versant du Kou sans trop de biais sur les conclusions
IV212 Echelle de temps
Pour ce qui est du pas de temps nous gardons un pas de temps journalier car drsquoune
part le modegravele lrsquoaccepte et drsquoautre part toutes les donneacutees disponibles sont agrave ce pas de
temps
IV22 Choix des eacuteveacutenements agrave modeacuteliser
Lrsquoobjectif principal de cette eacutetude est la deacutetermination du bilan hydrologique La
modeacutelisation devrait aider agrave deacuteterminer un terme important du bilan agrave savoir les volumes
eacutecouleacutes Ce volume est deacutetermineacute par inteacutegration du deacutebit moyen journalier sur la dureacutee sur
laquelle sera effectueacute le bilan Lrsquoeacuteveacutenement agrave modeacuteliser est de ce fait le deacutebit moyen
journalier Les donneacutees journaliegraveres drsquoETP et de pluies srsquoeacutetalent sur la peacuteriode 1996-2002
IV23 Choix des peacuteriodes et des fonctions critegraveres de calage et de validation
IV231 Choix des peacuteriodes de calage et de validation
Nous avons subdiviseacute la peacuteriode totale (1996 agrave 2002) couverte par nos donneacutees en
deux seacuteries de trois ans chacune La premiegravere anneacutee (1996) devant servir pour la mise en
route du modegravele le calage sera fait sur les trois anneacutees suivantes (1997 agrave 1999) dont les
donneacutees sont les meilleures La deuxiegraveme seacuterie (2000 agrave 2002) va ecirctre utiliseacutee pour la
validation
IV232 Choix de la fonction critegravere de calage et de validation
Lorsqursquoil srsquoagit de juger de la qualiteacute drsquoune simulation il est fait appel agrave des fonctions
objectives ou fonctions de critegraveres qui permettent drsquoestimer globalement sous forme drsquoun
seul nombre lrsquoeacutecart entre les sorties calculeacutees et les deacutebits observeacutes Plusieurs fonctions
critegraveres sont utiliseacutees pour lrsquoappreacuteciation des modegraveles pluies-deacutebits Nous pouvons en citer agrave
titre drsquoexemple le critegravere de Fortin (Fortin et al 1971) le critegravere de Nash (Nash et sutcliffe
1970) etchellip
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Pour ce qui est de notre eacutetude nous utiliserons dans un premier temps un critegravere
visuel qui consistera agrave repreacutesenter sur un graphique les valeurs observeacutees des deacutebits en
fonction des valeurs simuleacutees Ensuite ce critegravere visuel sera quantifieacute par la fonction critegravere
de Nash Il est en effet de lrsquoavis de nombreux auteurs que crsquoest la fonction qui permet
drsquoobtenir les meilleurs reacutesultats A preuve cette conclusion des eacutetudes comparatives
SERVAT ET DEZETTER (1990) puis DEZETTER (1991) laquo Au regard des objectifs viseacutes
(reconstitution la plus preacutecise possible des volumes de crue en saison des pluies restitution
de la dynamique des hydrogrammes absence de deacutecalage dans le temps entre les
hydrogrammes observeacutes et calculeacutes) et de la nature des donneacutees disponibles quelque soit
lrsquoalgorithme utiliseacute crsquoest son association avec le critegravere de Nash qui permet drsquoacceacuteder au
meilleur niveau de reacutesultats raquo
La fonction de critegravere de Nash est donneacutee par lrsquoexpression suivante
N
i
moyobs
i
obs
i
obs
N
i
i
Cal
NashdeCritegravere
1
2
2
1
)(
)(
1
Avec Qcal Deacutebit calculeacute
Qobs Deacutebit observeacute
Qobs-moy Deacutebit observeacute moyen
On sait que 1NashdeCritere Le modegravele sera alors consideacutereacute
comme performant lorsque la valeur du NashdeCritere est proche de 1 Pour
mieux appreacutecier cette performance nous adoptons lrsquoeacutechelle drsquoappreacuteciation
suivante (PACOME 2004)
Si NashdeCritere gt 08 alors le critegravere de Nash est bon pour le modegravele
Si 07 lt NashdeCritere 08 alors le critegravere de Nash est satisfaisant
Si 06 lt NashdeCritere 0 7 alors le critegravere de Nash est acceptable
Si 05 lt NashdeCritere 0 6 alors le critegravere de Nash est peu acceptable
Si NashdeCritere 05 alors le critegravere de Nash est mauvais
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IV24 Deacutetermination des paramegravetres du modegravele
IV241 Les paramegravetres hydrauliques
Les paramegravetres suivants ont eacuteteacute deacutetermineacutes agrave lrsquoaide des donneacutees topographiques
disponibles et sur la base des observations de terrain Nous adoptons ainsi les dimensions
moyennes suivantes
Largeur en gueule 30 m largeur au plafond = 15 m
Profondeur = 2 m longueur = 40 Km
Pente longitudinale = 2permil Largeur du lit majeur = 100m
Cœfficient de rugositeacute de Manning du chenal = 0033
Cœfficient de rugositeacute de Manning du lit majeur = 006
Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques
IV242 Paramegravetres hydrologiques de base
La deacutetermination de ces paramegravetres a eacuteteacute faite le plus souvent sur la base des
indications donneacutees par le manuel drsquoutilisation du modegravele
Reacuteservoir drsquointerception (Interception Storage)
Une valeur de 2 mm est raisonnable pour les prairies tandis que pour des zones de
forecirct on pourra deacutepasser 10 mm La carte drsquooccupation du sol du bassin montre une
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heacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute avec une preacutedominance de zone arbustive (66) suivi de plantations
(19) champ (134) et plaine rizicole (8) Nous retenons de ce fait une valeur 10
mm
Proportion de zone impermeacuteable (Impermeable Proportion)
Il srsquoagit de la proportion de la partie du bassin versant que lrsquoon peut consideacuterer
comme impermeacuteable Ceci inclus non seulement les routes et parkings mais
eacutegalement les aires naturels reacuteputeacutees avoir cette proprieacuteteacute ainsi que la riviegravere elle-
mecircme Une valeur de 002 est typique des zones rurales pour les zones urbaniseacutees
cette valeur pourra deacutepasser 20 Ce dernier taux nous semble exageacutereacute pour le
contexte africain en geacuteneacuterale et pour celui de la valleacutee du Kou en particulier La ville
de Bobo-Dioulasso ne peut pas ecirctre en effet consideacutereacutee impermeacuteabiliseacutee au mecircme
degreacute que le villes anglaises qui appartiennent au contexte de creacuteation et de
conception de HYSIM Nous estimons ce paramegravetre agrave 002 sur la base de la carte
drsquooccupation des sols du bassin versant
Temps de monteacutee des petits chenaux (Time to peak - minor channels)
Ce paramegravetre controcircle la simulation de la reacuteponse des canaux affluents
mineurs qui nrsquoauront pas eacuteteacute pris en compte dans la scheacutematisation du reacuteseau
hydrographique Ce paramegravetre srsquoestime par la formule suivante
470)(82 SLTp
Ougrave Tp = Temps de monteacutee en heures
L = longueur de la riviegravere consideacutereacutee en km
S = pente de la riviegravere consideacutereacutee mkm
On retiendra comme valeur du paramegravetre la moyenne des Tp calculeacutes avec la formule
preacuteceacutedente pour 4 agrave 5 affluents mineurs
Ce paramegravetre a eacuteteacute deacutetermineacute agrave lrsquoaide de la carte topographique de la valleacutee du Kou
On trouve Tp = 43h
Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
Sa valeur est normalement comprise entre 500 et 1000 mm mais cela
deacutependra surtout des types de veacutegeacutetations et de sols en preacutesence Ce paramegravetre
deacutetermine la capaciteacute de reacutetention totale des horizons superficiel et infeacuterieur du sol Il
est cependant difficile agrave deacuteterminer agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant crsquoest donc par
iteacuteration que nous le deacuteterminerons en partant drsquoune valeur de 1000 mm
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Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Crsquoest lrsquoun des plus importants paramegravetres du modegravele car il controcircle la
reacuteponse du sol Sa valeur se deacutetermine agrave lrsquoaide du tableau 18 avec comme entreacutee la
texture du sol Dans notre cas sa valeur est de 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et lrsquohorizon
qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute entre les deux
horizons du sol Sa valeur varie de 50 mmh pour les sols argileux agrave plus de
200mmh pour le sable Pour commencer les iteacuterations on prendra comme valeur de
deacutepart soit le double de la valeur donneacutee par le tableau 18 soit la valeur par deacutefaut
du modegravele qui est de 10 mmh Ce paramegravetre est en effet normalement moduleacute et
ajusteacute par le modegravele
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute du sol vers la nappe
souterraine En lrsquoabsence de nappe souterraine la valeur de ce paramegravetre est zeacutero
Dans le cas contraire sa valeur va de 10 mmh pour les sols lourds agrave 100 mmh et
plus pour les sols sableux et graveleux On pourra comme preacuteceacutedemment utiliser les
valeurs du tableau 18 ou garder la valeur par deacutefaut de 10 mmh donneacute par le
modegravele agrave titre de valeur de deacutemarrage car ce paramegravetre est eacutegalement moduleacute et
ajusteacute automatiquement
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-off from
the upper horizon at saturation)
La valeur de ce paramegravetre est ajusteacutee au cours de la calibration en partant de
la valeur par deacutefaut de deacutemarrage de 10 mmh
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
La proceacutedure de deacutetermination de ce paramegravetre est la mecircme que celle du
paramegravetre preacuteceacutedent
Coefficient de reacutecession de la nappe (groundwater recession)
La valeur de ce paramegravetre est donneacutee par la relation suivante
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)1(
12 )( mqqrecessiondetCoefficien
Ougrave q1 et q2 sont respectivement les deacutebits au deacutebut et agrave la fin de la saison segraveche et
m la dureacutee en mois de cette saison segraveche
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol
Texture Teneur
en argile
()
PSDI Pression
de
bouillone
ment
permeabiliteacute
mmh
Porositeacute Humiditeacute
residuelle
Peat 0 050 100 500 070 010
Sable 3 025 120 630 040 010
Loamy Sand 6 023 90 560 041 010
Marne sableuse 9 020 220 125 044 015
Silt Loam 14 019 80 26 049 015
Loam 19 018 500 25 045 015
Sandy Clay Loam 28 014 300 23 042 015
Silty Clay Loam 34 013 360 6 048 020
Limon argileux 34 012 630 9 048 020
Argile sableuse 43 010 150 8 043 020
Argile limoneuse 49 010 490 4 049 020
Argile 63 009 410 4 048 025
Nota
1 Ces valeurs sont baseacutee sur des donneacutee expeacuterimentales Certains parmis elles varient drsquoune maniegravere
rendant difficile lrsquoestimation drsquoune moyenne quand plusieurs types de sols sont concerneacutes A titre
drsquoexemple dans le cas de la pression de bouillonnement la valeur par deacutefaut de 250 doit ecirctre utiliseacutee agrave
moins que le bassin versant ne soit agrave 100 drsquoun type particulier
2 La teneur en argile et lrsquohumiditeacute reacutesiduelle ne sont pas utiliseacutees par HYSIM mais incluses dans le
tableau agrave titre de compleacutement
Coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (Precipitation correction factor)
Ce paramegravetre a eacuteteacute preacutevu pour corriger une eacuteventuelle sous-estimation ou
une eacuteventuelle surestimation de la pluviomeacutetrie Le test de sensibiliteacute a montreacute que le
modegravele reacuteagit trop par rapport agrave la pluviomeacutetrie de sorte que les deacutebits simuleacutes sont
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nettement supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes Lrsquointroduction de ce paramegravetre en
diminuant (dans notre cas) la pluviomeacutetrie permet alors de coller les deacutebits simuleacutes
avec les deacutebits observeacutes Apregraves plusieurs essais la valeur de 06 a eacuteteacute retenue
Coefficient de correction de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (Potential
evapotranspiration correction factor)
La deacutetermination de lrsquoeacutevapotranspiration eacutetant reacuteputeacutee moins preacutecise que celle
de la pluviomeacutetrie crsquoest sur ce paramegravetre que lrsquoon va le plus souvent jouer pour
obtenir lrsquoeacutequilibre du bilan hydrologique (optimisation agrave paramegravetre unique)
Superficie du sous-bassin (sub-catchment area)
Crsquoest la superficie du sous bassin versant en km2 Elle est de 989 km2
IV243 Paramegravetres hydrologiques avanceacutes
Ils ne sont dits laquo avanceacutes raquo que parce que le modegravele est moins sensible agrave leur
modulation Le plus souvent on se contentera des valeurs par deacutefaut suggeacutereacutees
Permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la surface de lrsquohorizon superficiel (saturated
permeability at the top of the Upper horizon boundary)
La valeur par deacutefaut proposeacutee et que nous retiendrons est 1000 mmh
Proportion de stockage dhumiditeacute dans lhorizon supeacuterieur
Cest un paramegravetre difficile agrave ajuster avec assurance Mais il serait peu
commun de deacutepasser la valeur par deacutefaut de 03 Srsquoil se trouve que la reacuteponse du
modegravele agrave de petits orages est geacuteneacuteralement tregraves faible la valeur de ce paramegravetre
peut ecirctre reacuteduite cest-agrave-dire que lhorizon supeacuterieur se remplira plus rapidement et
se deacutechargera aussitocirct
Rapport de la surface du bassin versant souterrain participant au bilan au bassin
versant de surface (Ratio of Contributing Groundwater Catchment Area to Surface
Catchment Area)
Ce ratio tient compte du fait que les deux bassins pourraient ne pas coiumlncider
Proportion du bassin versant qui soit sans contribution de nappe souterraine
(Proportion of Catchment without Contributing Groundwater)
Idem avec le paramegravetre preacuteceacutedent
Proportion de zone mareacutecageuse (Riparian proportion) soumise agrave
lrsquoeacutevapotranspiration au taux potentiel pendant toute lrsquoanneacutee et ce mecircme quand tout le
reste du bassin versant serait sec
Porositeacute (prosity)
Le tableau 18 donne une valeur de 44
Pression de bouillonnement (bubbling pressure)
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Cette valeur repreacutesente la succion capillaire agrave partir de laquelle des bulles
apparaissent quand le sol est soumis agrave un assegravechement Ce paramegravetre est lun des
deux paramegravetres qui commandent la reacuteponse de la succion capillaire dans le sol agrave la
teneur en eau Des valeurs typiques sont indiqueacutees dans le tableau 18 mais la
valeur par deacutefaut approprieacutee pour un bassin versant reacuteputeacute heacuteteacuterogegravene est 250
Coefficient de reacutecession de la nappe souterraine intermeacutediaire
Valeur par deacutefaut 05
Proportion drsquohumiditeacute quittant les nappes intermeacutediaires en direction des canaux
Valeur par deacutefaut 0
Facteur drsquointerception
Ceci est un coefficient de pondeacuteration de lrsquoeacutevapotranspiration qui se produit au
droit du reacuteservoir drsquointerception Lrsquoeacutevaporation srsquoy produit en effet agrave un taux
eacutequivalent agrave ce qui se produirait sur un plan drsquoeau libre dont le taux est nettement
supeacuterieur agrave lrsquoeacutevapotranspiration Valeur par deacutefaut 1
IV244 Test de sensibiliteacute
Ce test permet drsquoidentifier les paramegravetres qui influencent le plus les reacutesultats du
modegravele Le test a consisteacute agrave faire varier les paramegravetres dans des plages raisonnables et
reacutealistes vis agrave vis des observations de terrain A lrsquoissu de ce test on fait le constat suivant
- Le facteur de zone impermeacuteable a de lrsquoinfluence sur lrsquoeffet des petites pluies sur les
deacutebits Plus ce facteur est grand plus les deacutebits simuleacutes seront eacuteleveacutes
- La profondeur racinaire a une grande influence sur les volumes et les deacutebits ruisseleacutes
Le volume ruisseleacute croit en sens inverse de la profondeur racinaire
- Le facteur de reacutecession de la nappe a quant agrave lui de lrsquoinfluence sur le deacutebit de saison
segraveche ou deacutebit de base
- Les facteurs de correction de la pluviomeacutetrie et de lrsquoeacutevapotranspiration jouent dans le
mecircme sens que le deacutebit Quand les deacutebits simuleacutes sont supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes
il faut diminuer le paramegravetre de correction de la pluie et augmenter celui de lrsquoETP Mais
ces deux paramegravetres ont moins de conseacutequences que la profondeur racinaire
- Un autre facteur dont lrsquoinfluence sur les deacutebits et les volumes est important crsquoest lrsquoindice
de composition granulomeacutetrique Plus cet indice est grand moins il y a drsquoeacutecoulement
Mais cela a une influence positive sur le deacutebit de base
Les autres facteurs comme les permeacuteabiliteacutes ont eacutegalement des influences notables sur
lrsquoeacutecoulement mais comme ces paramegravetres sont optimiseacutes automatiquement on nrsquoen tiendra
pas trop compte
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IV245 Optimisation des paramegravetres du modegravele
Lrsquooptimisation des paramegravetres a pour but de trouver le jeu de paramegravetres qui
rapproche le plus possible le comportement du modegravele de celui du bassin modeacuteliseacute la
similitude des comportements eacutetant quantifieacutee par un critegravere (fonction objectif) servant agrave
lrsquooptimisation des paramegravetres et mesurant ce degreacute de similitude
Lrsquooptimisation des paramegravetres se fait en deux eacutetapes
Lrsquooptimisation agrave paramegravetre unique Crsquoest lrsquooptimisation par ajustement de
lrsquoun des trois paramegravetres suivants
- Le coefficient correcteur de la pluviomeacutetrie
- Le coefficient correcteur de lrsquoeacutevapotranspiration
- Et la profondeur racinaire
Le choix du paramegravetre agrave ajuster va largement deacutependre de la qualiteacute des donneacutees
pluviomeacutetriques Si ces donneacutees donnent une bonne couverture spatiale du bassin (cest-agrave-
dire une bonne repreacutesentativiteacute) il serait alors preacutefeacuterable drsquooptimiser le coefficient correcteur
de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (ETP) Dans le cas contraire choisir le coefficient
correcteur de la pluviomeacutetrie La profondeur racinaire ne sera choisie que dans le seul cas
ougrave les donneacutees pluviomeacutetriques et drsquoeacutevapotranspiration seraient tregraves sucircres
Lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres
Lrsquooptimisation porte sur quatre au moins des six paramegravetres suivants
1) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et
lrsquohorizon qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
2) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
3) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-
off from the upper horizon at saturation)
4) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
5) Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
6) Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Quatre fonctions objectives sont disponibles dans cette option drsquooptimisation agrave
multiples paramegravetres En effet lrsquoon doit choisir lrsquoune de ces quatre fonctions avant de lancer
lrsquooptimisation HYSIM va alors essayer de minimiser cette fonction objective en choisissant
une direction agrave partir du jeu initial de paramegravetres pour effectuer des deacuteplacements dans
lrsquoespace ces derniers et calculer la valeur de la fonction au nouveau point Srsquoil y a
ameacutelioration lrsquoopeacuteration est renouveleacutee agrave partir de ces nouveaux paramegravetres Sinon on
choisit une nouvelle direction agrave partir de ce mecircme point
Ces quatre fonctions objectives sont les suivantes
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a) Erreur reacuteduite destimation (Reduced error estimate (REE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
5022 )()( mR FFFFEER
Ougrave F = Deacutebit moyen journalier simuleacute
Fm = Deacutebit moyen journalier observeacute
FR = Deacutebit journalier observeacute
Cette fonction donne le mecircme poids agrave des erreurs eacutequivalentes par exemple une
erreur de 1m3s aura le mecircme poids que le deacutebit soit de 10 ou de 1m3s Le choix du
REE est bien indiqueacute pour la modeacutelisation des eacutecoulements ou pour des bassins
versants agrave activiteacute saisonniegravere
b) Erreur proportionnelle destimation (Proportional error of estimate (PEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
502 )1())(( nFFFEEP RR
Ougrave n deacutesigne le nombre de jours utiliseacutes pour le calage et les autres termes restent
tels que deacutefinis ci-dessus Cette fonction conduit agrave la minimisation des erreurs
proportionnelles par exemple une erreur de 1m3s ougrave le deacutebit est de 10m3s a le mecircme
poids qursquoune erreur de 01m3s ougrave le deacutebit est de 1m3s Cette fonction objective est
particuliegraverement utile dans le cas des eacutecoulements lents
c) Erreur extrecircme destimation (Extreme error of estimate (EEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
50)1(()))()((( nFFFFFFEEE mRmR
Cette fonction objective donne des poids plus grands aux extrecircmes (maxi et mini)
Elle sera geacuteneacuteralement preacutefeacutereacutee agrave toutes les autres Ce sera celle que nous allons
utiliser
d) Deacutebit de base (base flow)
Cette fonction est baseacutee sur la somme des carreacutes des erreurs des deacutebits de base
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IV3 RESULTATS ET DISCUSSIONS
IV31 Analyse de la qualiteacute des reacutesultats du modegravele
La pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee par la meacutethode des
polygones de Thiessen et agrave partir des observations faites sur trois stations assez bien
reparties dans lrsquoespace Elle nous parait de ce fait plus sucircre que lrsquoeacutevapotranspiration qui a
eacuteteacute deacutetermineacutee agrave partir drsquoune seule station Crsquoest pour cette raison que nous avons choisi de
jouer sur le coefficient se rapportant agrave lrsquoETP dans lrsquoeacutetape de lrsquooptimisation agrave paramegravetre
unique
Pour lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres nous avons joueacute sur les quatre paramegravetres
que le concepteur conseille dans les cas courants (voir paragraphe IV244)
Apregraves plusieurs simulations ougrave nous avons chaque fois deacutetermineacute la fonction critegravere
nous sommes arriveacute au reacutesultat suivant
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage
Reacuteservoir drsquointerception (mm)
10
Proportion de terrain impermeacuteable 010
Temps de monteacutee (heure) 43
Profondeur racinaire (mm) 6000
Index de composition granulomeacutetrique 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation a lrsquointerface des deux horizons (mmh) 140
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon superficiel (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon infeacuterieur (mmh) 11
Facteur de reacutecession de la nappe (par mois) 0999
Facteur de correction de la pluviomeacutetrie 060
Facteur de correction de lrsquoeacutevapotranspiration 0307
Surface du bassin versant (Km2) 989
Il convient de voir si les valeurs de paramegravetres trouveacutes sont reacutealistes La critique va
porter sur les paramegravetres marqueacutes par un asteacuterix dans le tableau 19 les autres paramegravetres
ayant deacutejagrave eacuteteacute choisis sur la base des donneacutees de terrain
La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave lrsquointerface des deux couches (140 mm) est
caracteacuteristique des terrains sableux (voir tableau 20) et ceci correspond agrave notre terrain
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La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la base de la couche infeacuterieure est
caracteacuteristique de sols lourds ce qui est eacutegalement le cas du bassin du Kou
Quant aux eacutecoulements hypodermiques les taux qui sont les leurs nous
semblent raisonnables
La valeur de la profondeur racinaire semble cependant exageacutereacutee mais crsquoest
tout de mecircme une valeur plausible du fait de la nature seacutedimentaire du terrain et drsquoapregraves
CHABI GONNI (2003) la nappe se situerait en moyenne agrave 20 m de profondeur
Le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (060) semble ecirctre faible Cela
pourrait srsquoexpliquer par les diverses preacutelegravevements en amont de Badara car les erreurs sur la
mesure de la pluie ne pourraient agrave elle seule expliquer un rabattement de 40 pour passer
de la pluie mesureacutee agrave la pluie efficace
Le coefficient de correction de lrsquoETP semble ecirctre eacutegalement sous-estimeacute Cela
pourrait srsquoexpliquer par la faiblesse du coefficient de correction de la pluviomeacutetrie Les
valeurs de ces deux derniers paramegravetres posent la question de la surparametrisation du
modegravele
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours drsquoHydrogeacuteologie
de M DIENG (EIER))
Diamegravetre (mm) 5 005 0005
Nature des
sols
Graviers ou
Gravillons sans
eacuteleacutements fins
Sable pur ou sable
et Gravier sans
eacuteleacutements fins
Sable tregraves fin silts
et meacutelange de sables
et argiles
Argiles
homogegravenes
K en ms 1 10-2
10-5
10-9
Tregraves bonne Bonne Mauvaise Impermeacuteable
Les valeurs des paramegravetres deacutetermineacutes agrave partir du calage sont reacutealistes et
acceptables
IV32 Analyse des reacutesultats du calage
Les graphiques des figures 34 agrave 39 preacutesentent les reacutesultats du calage Lrsquoobservation
visuelle des graphiques et les valeurs du critegravere de Nash sur les deacutebits et de lrsquoerreur relative
sur les volumes du tableau 21 autorisent les remarques suivantes
Critegravere de Nash gt 06 bonne restitution des deacutebits cependant lrsquoobservation
des graphiques (semis des points) montre que le modegravele a tendance agrave sous-estimer les
deacutebits maximums et moyens (simuleacutes) Par contre les deacutebits minimums simuleacutes sont
surestimeacutes
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Lrsquoerreur relative exprimeacutee par la diffeacuterence entre les volumes observeacutes et
simuleacutes est infeacuterieure en valeur absolue agrave 5 ce qui est acceptable drsquoougrave nous concluons
qursquoil y a une bonne restitution des volumes
Une bonne synchronisation des deacutebits observeacutes et simuleacutes au cours des
anneacutees 1997 et 1999 par contre au deacutebut de lrsquoanneacutee 1998 on constate un certain
deacutecrochage des deux courbes cela peut ecirctre du agrave la qualiteacute des donneacutees drsquoobservation Le
modegravele annonce une crue cela est confirmeacute en regardant lrsquohistogramme des pluies ougrave on
peut remarquer qursquoil y a effectivement une pluie correspondant agrave ce jour La courbe des
deacutebits observeacutes reste cependant muette lagrave-dessus
Il y a une meilleure sensibiliteacute du modegravele aux eacuteveacutenements pluvieux mecircmes les
plus faibles par rapport aux deacutebits observeacutes
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage
Date 1997 1998 1999 1997-1999
Nash 061 079 086 076
Erreur relative
()
01 34 05 22
Correacutelation ()
079 892 938 883
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacute
bit
s (
m3
s)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
RecordedNash (1997) = 061
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Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash(Q)= 061
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
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1998
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bs
erv
eacutes
(m
3s
)
Nash(1998)=079
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
0
5
10
15
20
25
11
19
99
11
71
99
9
22
19
99
21
81
99
9
63
19
99
32
21
99
9
74
19
99
42
31
99
9
95
19
99
52
51
99
9
10
61
99
9
62
61
99
9
12
71
99
9
72
81
99
9
81
31
99
9
82
91
99
9
91
41
99
9
93
01
99
9
10
16
19
99
11
11
99
9
11
17
19
99
31
21
99
9
12
19
19
99
Dates
Deacuteb
its
m3
s)
0
20
40
60
80
100
120
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Nash (1999)=086
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Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
1999
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash (1999)=086
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
IV33 Analyse des reacutesultats de la validation
La calibration ou calage a consisteacute en gros agrave partir de la pluviomeacutetrie et de
lrsquoeacutevapotranspiration pour deacuteterminer les paramegravetres du modegravele La validation sera lrsquoopeacuteration
inverse permettant drsquoeacutevaluer la performance du modegravele (muni des paramegravetres deacutetermineacutes en
calibration) agrave deacutecrire fidegravelement le processus hydrologique au sein du bassin versant Pour
ce faire on fait tourner le modegravele pour une peacuteriode autre que celle ayant servi agrave la calibration
et on compare les reacutesultats ainsi obtenus aux reacutesultats mesureacutes Nous analysons lagrave aussi la
restitution des volumes drsquoeau eacutecouleacutes et des deacutebits avec les mecircmes moyens qursquoau calage
(tableau 22 et figures 39 agrave 44)
Le critegravere de Nash que nous trouvons est de 06 pour chaque anneacutee du calage prise
individuellement ou pour lrsquoensemble des trois anneacutees Cela confirme le fait que modegravele
restitue de faccedilon acceptable les deacutebits Les deacutebits maximums et moyens sont lagrave aussi
minoreacutes par rapport aux observations Lrsquoobservation est valable pour les deacutebits minimums
eacutegalement Le biais est assez net pour 2001 et 2000
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MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 81
Lrsquoerreur sur le volume est pour chaque anneacutee prise individuellement ou pour
lrsquoensemble de la peacuteriode de calage tregraves eacuteleveacutee car deacutepassant mecircme les 10 Cela est agrave
imputer agrave la qualiteacute des donneacutees de cette peacuteriode
Il y a une bonne synchronisation entre deacutebits simuleacutes et observeacutes en particulier pour
les deacutebits maximums
On observe lagrave aussi une bonne sensibiliteacute aux eacuteveacutenements pluvieux
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation
Date 2000 2001 2002 2000-2002
Nash 066 063 056 061
Erreur relative
()
130 240 110 22
0
5
10
15
20
25
30
01
01
20
00
16
01
20
00
31
01
20
00
15
02
20
00
03
01
20
00
16
03
20
00
31
03
20
00
15
04
20
00
30
04
20
00
15
05
20
00
30
05
20
00
14
06
20
00
29
06
20
00
14
07
20
00
29
07
20
00
13
08
20
00
28
08
20
00
09
12
20
00
27
09
20
00
10
12
20
00
27
10
20
00
11
11
20
00
26
11
20
00
12
11
20
00
26
12
20
00
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Nash(2000) = 066
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
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Promotion (2006) 82
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2000) = 066
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
0
5
10
15
20
25
30
11
20
01
11
72
00
1
22
20
01
21
82
00
1
63
20
01
32
22
00
1
74
20
01
42
32
00
1
95
20
01
52
52
00
1
10
62
00
1
62
62
00
1
12
72
00
1
72
82
00
1
81
32
00
1
82
92
00
1
91
42
00
1
93
02
00
1
10
16
20
01
11
12
00
1
11
17
20
01
31
22
00
1
12
19
20
01
Dates
Deacuteb
its (
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies (
mm
)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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Promotion (2006) 83
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2001) = 063
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
0
5
10
15
20
25
30
11
20
02
11
52
00
2
12
92
00
2
12
22
00
2
22
62
00
2
12
32
00
2
32
62
00
2
94
20
02
42
32
00
2
75
20
02
52
12
00
2
46
20
02
61
82
00
2
27
20
02
71
62
00
2
73
02
00
2
81
32
00
2
82
72
00
2
10
92
00
2
92
42
00
2
81
02
00
2
10
22
20
02
51
12
00
2
11
19
20
02
31
22
00
2
12
17
20
02
12
31
20
02
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Simulated
Recorded
Nash (2002) = 06
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
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Promotion (2006) 84
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash (2002) = 06
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
IV34 Reconstitution des donneacutees hydromeacutetriques manquantes agrave laide du modegravele
La simulation consiste agrave mettre en œuvre le modegravele caleacute preacuteceacutedemment pour
deacuteterminer les deacutebits correspondants agrave des peacuteriodes sans observation hydromeacutetrique ou
dont les donneacutees contiennent des lacunes
Nous retenons comme peacuteriode de simulation la peacuteriode comprise entre 1986 et 2003
qui correspond agrave celle dont les observations des trois stations pluviomeacutetriques utiliseacutees plus
haut sont disponibles
A lrsquoanalyse des reacutesultats nous faisons le constat suivant
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale les variations des deacutebits suivent les saisons
meacuteteacuteorologiques Pendant la saison des pluies le deacutebit augmente et atteint son maximum en
aoucirct (53m3s) Les deacutebits baissent rapidement agrave partir drsquooctobre et continuerons ensuite agrave
baisser graduellement de novembre agrave juin Le deacutebit drsquoeacutetiage moyen (correspondant agrave la
peacuteriode de deacutecembre agrave mai) est de lrsquoordre de 07m3s La figure 45 illustre la variation inter-
saisonniegravere du deacutebit moyen
Le deacutebit moyen annuel calculeacute pour la peacuteriode de 1984 agrave 2003 est de 17m3s le
volume eacutecouleacute correspondant srsquoeacutelegraveve agrave 536 million de m3 On obtient ainsi un coefficient
drsquoeacutecoulement de 53
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000100200300400500600
Janv
ier
Mar
sM
ai
Juillet
Sep
tem
bre
Nov
embr
e
Mois
Deacute
bit
s (
m3
s)
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou
Pour analyser les variations interannuelles des deacutebits nous avons appliqueacute la
meacutethode de la moyenne mobile au deacutebit drsquoeacutetiage cest-agrave-dire de deacutecembre agrave mai Lrsquoanalyse
des deacutebits annuels (figure 46) ne permet pas en effet de conclure sur lrsquoeacutevolution des
deacutebits car des anneacutees ougrave les deacutebits paraissent eacuteleveacutes il peut y avoir des mois sans
eacutecoulement en fait compenseacutes par des mois pluvieux
000
050
100
150
200
250
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
anneacutees
Deacuteb
its (
m3s
)
Deacutebit moyen annuel
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
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Promotion (2006) 86
000
020
040
060
080
100
120
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
deacuteb
it(m
3s
)
Deacutebit deacutetiage
Moyenne arithmetique
Moyenne mobile
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes
A lrsquoissue du test de la moyenne mobile le constat est qursquoon ne deacutecegravele pas de
tendance Cela est normal car le deacutebit est fonction de la pluviomeacutetrie qui elle-mecircme ne
connaicirct pas de tendance comme nous lrsquoavons vu plus loin
IV35 Conclusion
HYSIM est un modegravele prolifique en paramegravetres ce qui a rendu le calage tregraves
laborieux La multipliciteacute des paramegravetres peut eacutegalement conduire agrave des solutions locales
Un autre fait deacuteplorable crsquoest la petitesse de la chronique utiliseacutee Il faut eacutegalement citer le
fait que la station hydromeacutetrique dont les donneacutees ont eacuteteacute utiliseacutees nrsquoest pas celle qui est le
plus agrave lrsquoaval du bassin versant Cela est de nature agrave biaiser le reacutesultat obtenu Cependant la
mise en oeuvre de HYSIM sur le bassin du Kou a donneacute des bons reacutesultats On peut donc
lrsquoemployer pour simuler les deacutebits et compleacuteter les donneacutees neacutecessaires au calcul du bilan
hydrologique
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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V BILAN EN EAU DU BASSIN
V1 APPROCHE METHODOLOGIQUE
Faire un bilan hydrique agrave lrsquoeacutechelle drsquoun objet revient toujours agrave consideacuterer que la loi
de conservation de la masse est satisfaite pour la peacuteriode retenue
Le bilan hydrologique que lrsquoon peut comparer agrave une simple opeacuteration comptable vise
agrave eacutetablir le budget entre les entreacutees et les sorties en eau dune uniteacute hydrologique deacutefinie
pendant une peacuteriode de temps donneacute
Dans sa formulation la plus geacuteneacuterale il seacutecrit
)( huRETRQP
Tout ce qui tombe (P) dans un espace hydrologique et dans un laps de temps donneacute
soit seacutecoule (Q) soit repart dans latmosphegravere par eacutevapotranspiration (ETR) soit participe agrave
la recharge des reacuteserves en eau du sol (Ru) ou du sous-sol (Rh) Les variations de reacuteserve
peuvent ecirctre eacutegalement neacutegatives et contribuer aux eacutecoulements etou agrave
leacutevapotranspiration
La meacutethodologie ci-dessous deacuteveloppeacutee consistera agrave deacuteterminer tous les termes du
bilan hydrologique et agrave poser lrsquoeacutequation du bilan On prendra le cas drsquoune anneacutee moyenne
drsquoune anneacutee deacutecennale segraveche et drsquoune anneacutee deacutecennale humide
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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V2 LES DIFFERENTS TERMES DU BILAN
V21 Les apports pluviomeacutetriques
La pluviomeacutetrie annuelle moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee dans la
premiegravere partie De mecircme une analyse freacutequentielle en a eacuteteacute faite Cela a reacuteveacuteleacute lrsquoextrecircme
variabiliteacute interannuelle de la pluie Crsquoest pour cette raison que dans cette eacutevaluation des
apports nous prenons le cas drsquoune pluie en anneacutee moyenne (1996) en anneacutee deacutecennale
segraveche (2001) et en anneacutee deacutecennale humide (1998) La surface eacutetant de 989 km2 nous en
deacuteduisons les volumes des apports pluviomeacutetriques correspondant aux anneacutees retenues
pour lrsquoeacutetude du bilan Les reacutesultats sont consigneacutes au tableau
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee moyenne deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Hauteur (mm) 9299 7888 11579
Volume apports (m3) 919 671 800 780 123 200 1 145 163 100
V22 Les eacutecoulements
Les deacutebits correspondant agrave la peacuteriode de 1984 agrave 2003 ont eacuteteacute simuleacutes avec le modegravele
HYSIM Ils sont catalogueacutes en annexe IV Nous notons au tableau 24 les lames eacutecouleacutees
les deacutebits moyens et les volumes eacutecouleacutes correspondant aux anneacutees du bilan
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale segraveche et humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Deacutebit moyen annuel (m3s)
1501 1233 1952
Volume eacutecouleacute (m3) 47 274 200 29 768 900 61 318 000
Coefficient drsquoeacutecoulement ()
51 50 54
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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On note un tregraves faible coefficient drsquoeacutecoulement quelque soit le quantile consideacutereacute A
titre de comparaison lrsquoeacutetude IWACO (1989) citeacutee par BERTHIAUD (2001) a trouveacute un
coefficient drsquoeacutecoulement de 52 pour la peacuteriode de 1974 agrave 1985
V23 Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle (ETR) est lrsquoune des variables de sortie du modegravele Nous
preacutesentons dans le tableau 25 suivant les valeurs correspondant agrave lrsquoETR des anneacutees du
Bilan
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
LrsquoETR reste au mecircme niveau quelque soit lrsquoissu de la saison des pluies Elle est cependant
plus accentueacutee en anneacutee segraveche agrave cause de la faible teneur en eau de lrsquoair
V24 La variation du stock des diffeacuterents reacuteservoirs
Le modegravele sort eacutegalement lrsquoeacutetat des diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps journalier
On peut donc calculer la variation du contenu de chaque reacuteservoir et de lagrave la variation de
stock totale au cour drsquoune peacuteriode (tableau 26)
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et deacutecennale
humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Neige 00 00 00
Interception 00 00 00
Horizon superficiel -689 -1859 452
Horizon infeacuterieur -22 -45 130
Nappe intermeacutediaire 00 00 00
Nappe souterraine -223 -223 -217
Chenaux mineurs 00 00 01
Variation du stock totale (mm)
-931 -21268 +3656
On constate une variation de stock (Stockfinal ndash Stockinitial) neacutegative en anneacutee moyenne
et en anneacutee segraveche Les deux premiegraveres couches du sol perdent leurs eaux au profit de la
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BILAN EN EAU DU BASSIN
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Promotion (2006) 90
demande eacutevaporative De mecircme elles sont mises agrave contribution ainsi que la nappe
souterraine pour renflouer la riviegravere En anneacutee humide les horizons superficiel et infeacuterieur du
sol sont reacutealimenteacutes
V25 Bilan en eau du bassin versant
Le tableau 27suivant preacutesente le bilan
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Pluie (mm) 9299 7888 11579
Pluie efficace (mm) 5579 4733 6947
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
Variation du stock (mm)
- 931 - 21268 + 3656
Fermeture (mm) -215 -46 395
La fermeture du bilan nrsquoest pas nulle Mais les eacutecarts sont faibles et acceptables
drsquoautant plus qursquoils sont imputables aux erreurs et incertitudes dans la deacutetermination des
diffeacuterents termes du bilan Pour obtenir la fermeture du bilan nous avons du consideacuterer la
pluie efficace plutocirct que la pluie reacuteellement observeacutee dans lrsquoeacutequation du bilan En calculant le
bilan avec la pluie observeacutee obtenons les eacutecarts suivants 3501 mm pour 1996 3108 mm
pour 2001 et 3993 mm pour 1998 La pluie efficace est deacutetermineacutee en multipliant la pluie
observeacutee par le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute dans lrsquoeacutetape de calage
du modegravele Ce coefficient a normalement pour but de corriger les erreurs drsquoeacutevaluation sur la
pluviomeacutetrie mais la valeur de 06 nous parait exageacutereacutee pour de simples erreurs
drsquoestimation La raison de la faiblesse de ce coefficient est agrave rechercher ailleurs dans les
divers preacutelegravevements effectueacutes et dans les stockages en surface non pris en compte par le
modegravele Pour eacutetayer cette affirmation nous allons estimer les stockages en surface et les
principales utilisations de lrsquoeau
V3 LES UTILISATIONS DrsquoEAU
Les principaux utilisateurs de lrsquoeau sont
- Lrsquoadduction drsquoeau potable de la ville de Bobo-Dioulasso
- Les peacuterimegravetres irrigueacutes formels et informels
- Lrsquoeacutelevage et les autres
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BILAN EN EAU DU BASSIN
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V31 LrsquoAEP de Bobo-Dioulasso
Lrsquoalimentation en eau potable de Bobo-Dioulasso la deuxiegraveme ville du Burkina Faso
est assureacutee principalement par lrsquoONEA agrave partir des installations de captage des sources de
Nasso Les sources de Nasso sont comme nous lrsquoavons vu parmi les principales ressources
drsquoalimentation des eacutecoulements du Kou Il est de ce fait important de quantifier lrsquoampleur de
ce preacutelegravevement
La population de la ville de Bobo-Dioulasso a eacuteteacute estimeacute en agrave 600000 habitants en
2003 avec un taux drsquoaccroissement de 43 Actuellement cette Population serait alors
de 700000 habitants Pour avoir une ideacutee de la demande induite par cette population nous lui
appliquons une consommation speacutecifique moyenne de 40 ljourhabitant (D ZOUNGRANA
2003) La demande journaliegravere serait de ce fait de 28 000 m3
V32 Le peacuterimegravetre rizicole
Le peacuterimegravetre irrigueacute de la valleacutee du Kou est situeacute au nord-ouest de la ville de Bobo-
Dioulasso dans la commune de Bama Il a eacuteteacute reacutealiseacute dans le cadre de la coopeacuteration entre
le Burkina Faso (Haute Volta agrave lrsquoeacutepoque) et la Reacutepublique de Chine Taiwan
Le peacuterimegravetre couvre une superficie de 1250 ha dont 1021 ha sont effectivement
susceptibles drsquoecirctre mis en valeur Il est alimenteacute en eau agrave partir drsquoune prise reacutealiseacutee sur la
riviegravere Kou agrave Diaradougou Le canal drsquoameneacute de forme trapeacutezoiumldale en beacuteton a une
longueur de 11 km et a eacuteteacute dimensionneacute pour un deacutebit maximum de 35 m3s A lrsquoeacutetiage tout
le deacutebit du Kou est deacuteriveacute vers le peacuterimegravetre irrigueacute
Le peacuterimegravetre est exclusivement consacreacute agrave la production de riz conformeacutement agrave son
objectif drsquoorigine qui est de pourvoir agrave la demande en riz
On note lrsquoexistence de deux campagnes de production par an
- la campagne hivernale et
- la campagne de saison segraveche de janvier agrave mai et pendant laquelle
lrsquoalimentation en eau des cultures est assureacutee par irrigation
Nous avons estimeacutes les consommations en eau du peacuterimegravetre rizicole agrave 20 000 m3ha
drsquoougrave une demande totale de 40840 millions de megravetres cubes Les hypothegraveses et les deacutetails
de calcul sont consigneacutes en annexe V
V33 Lrsquoirrigation informelle
Lrsquoirrigation informelle est repreacutesenteacutee par les exploitations agricoles installeacutees
spontaneacutement ccedilagrave et lagrave dans la valleacutee du Kou et en particulier le long du canal drsquoamener du
peacuterimegravetre rizicole du Kou
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Lrsquoinventaire reacutealiseacute par le ministegravere de la question paysanne (HURE 1998) sur la
base des photographies aeacuteriennes donne lrsquoampleur de cette occupation informelle des
terres
en amont de la prise de Diaradougou 170 ha
agrave lrsquoaval de Diaradougou 200 ha dont 100 ha appartiennent agrave lrsquoIRFA lrsquoORD et
lrsquoINERA
Les cultures pratiqueacutees sur ces terres sont geacuteneacuteralement des cultures maraicircchegraveres
On note eacutegalement la preacutesence de plantations de bananiers et de papayers drsquoailleurs en
nette expansion
En estimant les besoins en eau des cultures maraicircchegraveres agrave 8700 m3ha (Hypothegraveses
et deacutetails des calculs en annexe VI) la demande en eau de lrsquoirrigation informelle pourra ecirctre
estimeacutee agrave 2 349 000 m3
V34 Les utilisateurs pastoraux
Lrsquoeacutelevage est comme nous lrsquoavons vu la deuxiegraveme activiteacute eacuteconomique de la reacutegion
des hauts bassins
On notera dans un premier temps lrsquoeacutelevage pratiqueacute par les populations reacutesidentes
agrave titre drsquoactiviteacute secondaire utilisant les sous produits de lrsquoagriculture et apportant juste un
suppleacutement de revenu Les effectifs impliqueacutes sont alors modestes et de moindre
conseacutequence sur la demande globale en eau du bassin du Kou
Les plus grands effectifs drsquoanimaux rencontreacutes dans la valleacutee appartiennent aux
pasteurs transhumants des reacutegions moins favoriseacutees par la pluviomeacutetrie du Burkina Faso
Ces derniers freacutequentent la valleacutee en particulier pendant la saison segraveche quand les
ressources en eau et en pacircturage se sont eacutepuiseacutees dans leur reacutegion drsquoorigine Le cheptel est
constitueacute majoritairement de bovins et dans une moindre mesure de caprins et ovins
On note eacutegalement la preacutesence drsquoun eacutelevage semi intensif pratiqueacute par des
groupements drsquoeacuteleveurs ou par des particuliers
Les eacuteleveurs ont une preacutefeacuterence pour les eaux de surface car cela implique pour eux
moins drsquoeffort Ils seront orienteacutes plus vers lrsquoexploitation des mares et des riviegraveres
Le rapport drsquoIWACO (1999) sur le pastoralisme donne les effectifs suivants
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso
Bovins Ovins Caprins Asins
Bobo-Dioulasso 7587 1170 577 3106
Source laquo le pastoralisme dans les zones de Bobo-Dioulasso-Samorogouan-
Barani-Djibasso raquo Adama Deme)
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Nous retenons les consommations speacutecifiques (D ZOUNGRANA 2003) indiqueacutees au
tableau et cela donne la demande pastorale correspondante
Tableau 29Consommation en eau du cheptel
Espegravece Bovins Ovins Caprins Asins total
Effectif 7587 1170 577 3106 -
Consommation
Speacutecifique (ljindividu) 40 15 15 20 -
Consommation annuelle
(m3) 110 770 32028 3159 22674 168 631
V35 Retentions en surfaces et recharge de la nappe
Les retentions en surface concernent les retentions dans les mares lacs et autres
deacutepressions Le cas le plus repreacutesentatif est la mare de Bama qui stocke un million de m3
(HURE 1998) ce qui eacutequivaut agrave 1mm (infime)
Par contre les recharges de la nappe repreacutesentent un volume plus significatif Dans
lrsquoeacutetat des lieux des ressources en eau au Burkina Faso (GIRE 2001) on les estime agrave 16
de la pluie tombeacutee par an Cela correspond respectivement agrave 1488 mm pour 1996 1262
mm pour 2001 et 1853 pour 1998
V36 Synthegravese des utilisations drsquoeau
Le tableau 29 suivant reacutesume les consommations en eau de la valleacutee du Kou
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou
Uniteacute Quantiteacute (Volume m3)
AEP Bobo-Dioulasso m3s 28 000
Demande pastorale m3 168 631
Peacuterimegravetre rizicole m3s 40 840 000
Peacuterimegravetre informel m3s 2 349 000
Total en m3 43 385 631
Total en mm (par rapport agrave la superficie du bassin versant)
439
Anneacutee 1996 1998 2001
Recharge nappe (mm) 1488 1262 1853
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V4 CONCLUSION
Nous avons calculeacute le bilan pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche
et une anneacutee deacutecennale humide Nous sommes arriveacutes agrave des fermetures non nulles que lrsquoon
a expliqueacute par les erreurs accumuleacutees dans la deacutetermination des termes du bilan annuel
Nous avons ensuite essayeacute drsquoexpliquer le rabattement de 40 qursquoimplique le coefficient de
correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute au Calage du modegravele en recherchant du coteacute des
preacutelegravevements drsquoeau effectueacutes sur le bassin versant en amont de lrsquoexutoire de Badara Nous
avons pour cela effectuer une eacutevaluation grossiegravere de ces eacutevaluations Les quantiteacutes
trouveacutees sont loin drsquoexpliquer cette diffeacuterence entre pluie efficace et pluie mesureacutee La
question de la compreacutehension de la signification reste encore drsquoactualiteacute agrave la sortie de
chapitre sur le bilan
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CONCLUSION GENERALE
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VI CONCLUSION GENERALE
La premiegravere tacircche que nous nous sommes donneacutee dans le cadre de cette eacutetude
crsquoest la constitution drsquoune base de donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques assainies Si
on peut juger la disponibiliteacute et la qualiteacute des donneacutees pluviomeacutetriques de satisfaisant on ne
peut pas en dire autant des donneacutees hydromeacutetriques Le reacuteseau hydromeacutetrique est en effet
de tregraves qualiteacute mauvaise qualiteacute Cela rend impossible toute eacutetude hydrologique rigoureuse
sur la base des seules donneacutees disponibles Drsquoougrave la neacutecessiteacute de faire recours agrave drsquoautres
moyens et en lrsquooccurrence agrave la modeacutelisation
Nous avons ensuite essayeacute de mettre en œuvre un modegravele hydrologique de type
pluies-debit (HYSIM) sur le bassin versant Malgreacute lrsquoinsuffisance de donneacutees de qualiteacute et les
limitations de la version du modegravele dont nous disposons nous sommes parvenus agrave de
reacutesultats satisfaisants Lrsquoutilisation du modegravele nous a ensuite permis de reconstituer une
chronique de deacutebits de vingt ans de 1984 agrave 2003 nous donnant ainsi des eacuteleacutements
drsquoanalyse de notre bilan en eau
Le bilan a eacuteteacute calculeacute pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et une
anneacutee deacutecennale humide On constate que 40 de la pluie qui tombe ne participe pas aux
activiteacutes hydrologiques proprement dites Une eacutevaluation des diffeacuterentes utilisations a
confirmeacute ce fait
Drsquoautre part cette eacutetude a reacuteveacuteleacute les difficulteacutes qursquoil y a agrave obtenir de donneacutees fiables
avec un reacuteseau drsquoobservations hydromeacutetriques du type traditionnel agrave cause des problegravemes
de gestion qursquoil implique moyen financier section de controcircle en perpeacutetuel changement
techniques de jaugeage inadapteacute au reacutegime (turbulent) des cours drsquoeauhellipLa modeacutelisation
par contre permet drsquoavoir une chronique de deacutebit acceptable tout en srsquoaffranchissant des
inconveacutenients de gestion de plusieurs stations hydromeacutetriques Crsquoest lagrave une voie agrave suivre
pour nos pays agrave faible moyen et ougrave la gestion de stations drsquoobservation nlsquoest pas encore
eacutevidente
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BIBLIOGRAPHIE
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Meacutemoire de fin drsquoeacutetudes drsquoingeacutenieur du centre AGRIMETH de Niamey 113 pages +
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CHABI-GONNI B G F 2003 Synthegravese hydrologique sur la valleacutee du Kou Mise en place
drsquoun systegraveme de suivi et drsquoeacutevaluation de la ressource Meacutemoire drsquoingeacutenieur de lrsquoEIER de
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CIEH ORSTOM et LCT-CEMAGREF-ENAGREF 1996 Crue et apports Rome 245 pages
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GINESTE P et GUINAUDEAU M Cours drsquoHydrologie tome1 hydromeacutetrie et Hydrologie
statistiques Polycopieacute EIER Ouagadougou 221 pages
HURE A Juillet 1998 Etude et modeacutelisation du systegraveme drsquoeau de la valleacutee du Kou Rapport
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KARAMBIRI H 2003 Crue et eacuterosion hydrique au Sahel Etude et modeacutelisation des flux
drsquoeau et de matiegraveres sur un petit bassin versant pastoral au Nord du Burkina Faso Thegravese de
doctorat Universiteacute Paris 6 318 pages
LUC J P 2005 Water accounting blue and green water IRD-IWMI-INAT 78 pages
MANLEY R E and Water resource association Ltd 2003 A guid to using HYSIM
Londres 105 pages
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Polycopieacute EIER Ouagadougou 142 pages
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ANNEXES
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REMERCIEMENTS
Toutes les louanges sont agrave Dieu le tregraves miseacutericordieux le tout miseacutericordieux qui
nous permet de clore par ce travail trois longues anneacutees drsquoeacutetudes Tes bienfaits sont
innombrables mon Seigneur malgreacute nos faiblesses et nos manquements Guide nos pas
vers ce que Tu agreacutee et ne deacutevie pas nos cœurs apregraves les avoir guideacute
Qursquoil me soit ensuite permis de remercier Messieurs Babacar DIENG Harouna
Karambiri et Amadou Lamine MAR mes encadreurs dans le cadre de ce meacutemoire Qursquoils
trouvent ici lrsquoexpression de ma tregraves profonde gratitude pour la disponibiliteacute sans faille
consacreacutee agrave lrsquoencadrement de ce travail
Mes sincegraveres remerciements vont de mecircme agrave M Joost WELLENS pour les moyens mis
agrave notre disposition ainsi que pour sa participation tregraves estimable pour lrsquoencadrement de ce
meacutemoire
Je tiens agrave remercier eacutegalement tout le corps enseignant le personnel technique et
administratif du groupe EIER-ETSHER pour les inestimables efforts qursquoils deacuteploient
quotidiennement dans le cadre de notre formation
Ma penseacutee va eacutegalement agrave lrsquoendroit de tous les membres de la Oumma islamique la
communauteacute nigeacuterienne et les compagnons et amis de la 35egraveme promotion gracircce agrave qui nous
avons joui au sein drsquoune ambiance fraternelle et amicale pendant tout le cycle
Enfin the last but not the least ma profondeur gratitude va aux organismes du Nord
et aux eacutetats membres du Groupe EIER-ETSHER qui financent les diffeacuterentes activiteacutes du
Groupe
Que tous et toute trouvent ici lrsquoexpression de ma sympathie et de ma profonde
reconnaissance
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A mon fils Mouhamad Moujahid que le seigneur a rappeleacute agrave lui pendant que je poursuivais ces eacutetudes puisse-t-il pardonner mon absence agrave son chevethellip A ma femme Nahissatou Hassan A mes enfants Abdallah et Ahmad A mon pegravere Elhadji Mamadou Cheroumi et mes megraveres Hadjia Fandi Mahaman Lawal et Kaltoum Mamane A mon beau pegravere Elhadji Hassan Issa et sa famille
A tonton Ibrahim Abdou A mon pays
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LISTE DES FIGURES Figure 1 Carte de situation du bassin du Kou --------------------------------------------------------- 20
Figure 2 Carte du modeleacute de terrain du bassin versant du Kou ----------------------------------- 21
Figure 3 Deacutecoupage en sous-bassins ------------------------------------------------------------------- 21
Figure 5 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Badara --------------------------------------- 23
Figure 6 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de la confluence NIameacute-Baouleacute ----------- 23
Figure 7 Carte geacuteologique du bassin versant du Kou ----------------------------------------------- 26
Figure 8 Carte des sols du bassin versant du Kou --------------------------------------------------- 27
Figure 9 Carte de veacutegeacutetation de la valleacutee du Kou ---------------------------------------------------- 29
Figure 10 Carte dlsquooccupation des terres du bassin versant du Kou ------------------------------ 31
Figure 11 Situation geacuteographique des stations pluviomeacutetriques ---------------------------------- 34
Figure 12 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station Bobo-Dioulasso -- 35
Figure 13 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Farako-ba ----- 35
Figure 14 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Bama ----------- 35
Figure 15 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Nasso ---------- 36
Figure 16 Test de la meacutethode des doubles masses appliqueacutee agrave la station de Farakoba --- 36
Figure 17 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Bama (valleacutee du Kou) -- 37
Figure 18 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Nasso ---------------------- 37
Figure 19 Variabiliteacute saisonniegravere et spatiale de la pluviomeacutetrie (moyenne calculeacutee de 1976 agrave
2005) ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 41
Figure 20 Polygone de Thiessen des stations pluviomeacutetriques (NB la station de Nasso
nrsquoest pas prise en compte) ---------------------------------------------------------------------------- 45
Figure 21 Reacuteseau hydrographique du bassin du Kou et emplacement des stations
hydromeacutetriques ------------------------------------------------------------------------------------------- 48
Figure 22 Chronogramme des deacutebits mesureacutes aux stations hydromeacutetriques ------------------ 49
Figure 23 Deacutebits moyens annuels agrave la station de la confluence et lacunes -------------------- 50
Figure 24 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Koumi et lacunes ----------------------------- 50
Figure 25 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Badara et lacunes ---------------------------- 51
Figure 26 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de la
Confluence Niameacute-Baouleacute (1993) ------------------------------------------------------------------- 52
Figure 27 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de
Badara (1997) -------------------------------------------------------------------------------------------- 52
Figure 28 Variation saisonniegravere de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle ------------------------------ 54
Figure 29 Variation interannuelle de LrsquoETP (de 1976 agrave 2003) ------------------------------------- 55
Figure 30 Comparaison de la pluviomeacutetrie avec lrsquoeacutevapotranspiration potentielle ------------- 55
Figure 31 Scheacutema de fonctionnement du modegravele --------------------------------------------------- 60
Figure 32 Paramegravetres hydrauliques du modegravele ------------------------------------------------------- 63
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Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques ------------------------------------------ 67
Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997 ----------------------------------- 78
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997 ----------------------------------- 78
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998 ----------------------------------- 79
Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999 ------------------------------------ 80
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999 ----------------------------------- 80
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000 ------------------------------------- 81
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000 ------------------------------------ 82
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001 ------------------------------------ 82
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001 ------------------------------------ 83
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002 ------------------------------------ 83
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002 ------------------------------------ 84
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou ----------------------------------------------------- 85
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel ----------------------------------------------------------- 85
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes ----------------------------------- 86
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LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants 24
Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou 28
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM 32
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA 32
Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet 33
Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles 39
Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou 40
Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude 42
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 13 Coefficients de Thiessen 44
Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants 46
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo 47
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes 48
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques 56
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol 70
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage 75
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours
drsquoHydrogeacuteologie de M DIENG (EIER)) 76
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage 77
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation 81
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee
moyenne deacutecennale segraveche et deacutecennale humide 88
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale
segraveche et humide 88
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998 89
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide 89
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou 90
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso 92
Tableau 29Consommation en eau du cheptel 93
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou 93
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LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS
AEP Alimentation en Eau Potable
APEFE association belge drsquoappui au deacuteveloppement
CIEH Comiteacute Inter africain drsquoEtudes Hydrauliques
DRAHRHHB Direction Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des
Ressources Halieutiques des Hauts Bassins
EIER-ETSHER Groupe des Ecoles Inter-Etats drsquoIngeacutenieurs de lrsquoEquipement Rural et
des Techniciens Supeacuterieurs de lrsquoHydraulique et lrsquoEquipement Rural
ETP Evapotranspiration Potentielle
FIT Front Inter Tropical
GEeau Projet Gestion des Ressources en eau du Sud-Ouest du Burkina
GIRE Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
MAHRH Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources
halieutiques
VREO Projet de Valorisation des Ressources en Eau du Ouest
SIG Systegravemes drsquoInformations Geacuteographiques
PAGIRE Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
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INTRODUCTION GENERALE
I1 CADRE DE LrsquoETUDE
La preacutesente eacutetude entre dans le cadre des meacutemoires de fin drsquoeacutetudes drsquoingeacutenieur du
geacutenie rural du GROUPE EIER-ETSHER de Ouagadougou Le Groupe EIER-ETSHER est
un Institut inter Etats drsquoenseignement supeacuterieur et de recherche dans les domaines de lrsquoeau
lrsquoeacutenergie lrsquoenvironnement et les infrastructures baseacute agrave Ouagadougou la capitale du Burkina
Faso Creacuteeacute en 1968 et eacutemanant de 14 Etats africains francophones lrsquoeacutecole forme des
ingeacutenieurs des techniciens supeacuterieurs et des titulaires de DESS
Il megravene en collaboration avec des eacutetablissements du Nord et du Sud comme
Katholieke Universiteit Leuven (KUL) des travaux de recherche principalement dans les
domaines de lrsquoeau de lrsquoeacutenergie et de lrsquoenvironnement
Crsquoest dans le cadre de cette collaboration que le sujet du preacutesent meacutemoire a eacuteteacute
deacutefini entre le projet laquo GEeau raquo de Bobo-Dioulasso et laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement
et de recherche en gestion et valorisation de lrsquoeau et de lrsquoassainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER Ce sujet est intituleacute laquo Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du
bassin versant du Kouraquo
Le rapport est subdiviseacute en six parties
Partie I Introduction geacuteneacuterale ougrave nous exposons le cadre la probleacutematique et les
objectifs de lrsquoeacutetude drsquoune part et drsquoautre part la meacutethodologie adopteacutee pour reacutepondre
aux questions souleveacutees
Partie II On y preacutesente les geacuteneacuteraliteacutes sur la reacutegion des Hauts-Bassins Le
promoteur du thegraveme de cette eacutetude ainsi que sur le site de lrsquoeacutetude
Partie III Crsquoest lrsquoeacutetape de la constitution de la base des donneacutees de lrsquoeacutetude
Partie IV Cette partie est consacreacutee agrave la modeacutelisation
Partie V Etude du bilan
Partie VI Conclusion geacuteneacuterale
I2 PROBLEMATIQUE
Le bassin versant du Kou avec une superficie de 1821 km2 comprenant le systegraveme
hydraulique de la riviegravere du Kou ses affluents et les sources de Nasso constitue une
importante ressource en eau
Cette ressource assure drsquoune part lrsquoalimentation en eau drsquoune population estimeacutee en
2003 agrave 600 000 habitants dont celle de Bobo-Dioulasso la 2egraveme ville du pays Une population
appeleacutee agrave franchir le cap du million en 2025 Elle permet drsquoautre part lrsquoirrigation de vastes
peacuterimegravetres agricoles dont la superficie totale qui avoisine 3200 ha est en constante
augmentation notamment du fait du deacuteveloppement drsquoune filiegravere laquo fruits et leacutegumes raquo sous
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lrsquoimpulsion de lrsquoinitiative priveacutee Cette production irrigueacutee est agrave lrsquoorigine du deacuteveloppement
drsquoactiviteacutes eacuteconomiques de transports transformations et commerce qui font lrsquoessor de la
ville de Bobo-Dioulasso
Dans le contexte climatique actuel du Burkina marqueacute par une baisse de la
pluviomeacutetrie une telle tendance agrave la hausse des diffeacuterentes utilisations de cette ressource
nrsquoa pas manqueacute drsquoentraicircner un deacuteseacutequilibre au niveau de la satisfaction des besoins en eau
Citons agrave titre drsquoexemple le cas du principal peacuterimegravetre rizicole de la valleacutee du Kou (1200ha)
qui est confronteacute agrave des deacuteficits hydriques pendant les mois de janvier agrave mai
Le deacuteveloppement industriel conseacutecutif au deacuteveloppement de la production agricole
constitue eacutegalement avec ses rejets incontrocircleacutes drsquoeffluents divers une autre menace
seacuterieuse cette fois-ci sur la qualiteacute de ces eaux
Pour faire face agrave cette nouvelle donne et dans la perspective de creacuteer les conditions
drsquoun deacuteveloppement durable lrsquoEtat burkinabeacute a mis en place une politique de gestion
inteacutegreacutee des ressources en eau Cette politique se traduit dans les faits par les objectifs
assigneacutes aux diffeacuterents projets intervenant dans la zone parmi lesquels se trouve le projet
GEeau initiateur de la preacutesente eacutetude
Toute gestion des ressources en eau pour ecirctre efficace doit en effet partir de leur
bonne connaissance A cet effet il peut ecirctre utile de rappeler que la mesure quantitative et
qualitative des eacuteleacutements du cycle hydrologique et la mesure des autres caracteacuteristiques de
lenvironnement qui influent sur leau constituent une base essentielle pour une gestion
efficace de leau (Deacuteclaration de Dublin 1992) Au Burkina Faso pays ougrave les eaux de
surface jouent un rocircle primordial la compreacutehension et lanalyse du bilan hydrologique est de
fait la base de toute eacutetude et reacuteflexion au sujet de la gestion des eaux
Atteindre un tel objectif suppose la disponibiliteacute de donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques
portant sur une longue peacuteriode et couvrant drsquoune maniegravere adeacutequate la zone drsquoeacutetude Si
aujourdrsquohui une telle exigence est relativement satisfaite pour la pluviomeacutetrie dans le cas de
la valleacutee du Kou on ne peut pas en dire autant des deacutebits dont les stations de mesures sont
reacutecentes En pareille situation la solution couramment adopteacutee est de faire recours aux
modegraveles matheacutematiques qui permettent alors de transformer les pluies en deacutebits et de fournir
une seacuterie de longueur comparable agrave celle de la pluviomeacutetrie
Crsquoest dans cette optique que le thegraveme de cette eacutetude a eacuteteacute mis au point par le projet
GEeau et lrsquouniteacute theacutematique drsquoenseignement et de recherche en gestion et valorisation de
lrsquoeau et de lrsquoassainissement du Groupe EIER-ETSHER
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INTRODUCTION GENERALE
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I3 OBJECTIFS DE LrsquoETUDE
Cette eacutetude a pour objectif geacuteneacuteral de contribuer agrave la connaissance des ressources
en eau du bassin versant du Kou en vue drsquoune gestion efficace et durable Ses objectifs
speacutecifiques sont
- La mise en place drsquoune base de donneacutees assainies par une synthegravese et la
valorisation des donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques et de sol disponibles
- Mise en œuvre agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant drsquoune deacutemarche de modeacutelisation agrave
lrsquoaide drsquoun logiciel (HYSIM)
- Le calcul du bilan en eau pour quelques sceacutenarii de saisons des pluies
I4 METHODOLOGIE
La meacutethodologie adopteacutee pour cette eacutetude srsquoarticule en trois points
1) Recherche documentaire
Elle comprend
Une revue des connaissances bibliographiques relatives agrave la zone drsquoeacutetude et agrave la
modeacutelisation hydrologique en geacuteneacuteral Il srsquoest agit dans un premier temps de faire le point
des diffeacuterentes eacutetudes ayant porteacute sur la zone drsquoeacutetude et ayant trait au thegraveme Notre regard
srsquoest eacutegalement porteacute sur des eacutetudes similaires effectueacutees dans drsquoautres reacutegions du monde
En deuxiegraveme lieu nous avons approfondi nos connaissances en modeacutelisation
hydrologique
La prise en main de lrsquooutil de modeacutelisation Ceci inclut les techniques drsquoimportation
et drsquoexportation des donneacutees le test de sensibiliteacute des paramegravetres et les strateacutegies de
calage
La collecte des donneacutees relatives au site Il srsquoagit de cartes diverses de donneacutees
numeacuteriques hydromeacuteteacuteorologiques de donneacutees sur le sol et de donneacutees geacuteneacuterales sur le
site
2) Visite de terrain
Elle a eu pour but de faire
des observations sur les caracteacuteristiques geacuteneacuterales du site nature du terrain relief
veacutegeacutetation
une appreacuteciation in situ de la configuration actuelle du reacuteseau hydrographique
une appreacuteciation visuelle de lrsquooccupation de lrsquoespace les positions relatives des
diffeacuterents utilisateurs vis-agrave-vis du cours drsquoeau etc
des observations de la manifestation des menaces sur la qualiteacute des eaux
3) Travaux de bureaux
Les travaux de bureau ont porteacute sur les points suivants
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Constitution des seacuteries de donneacutees pluviomeacutetriques le protocole adopteacute agrave cette fin
est le suivant
a) Choix des stations suivant des critegraveres comme la position geacuteographique la
longueur de la seacuterie absence de lacuneshellip
b) Controcircle de la qualiteacute des donneacutees par lrsquoemploi des meacutethodes classiques de
doubles masses et de la moyenne mobile
c) Remplissage des laquo lacunes raquo eacuteventuelles et passage des pluies ponctuelles aux
pluies moyennes sur le bassin versant suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
d) Analyse de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere agrave lrsquoaide drsquoajustement agrave des
lois statistiques
Constitution des seacuteries de donneacutees hydromeacutetriques
A ce niveau nous avons fait lrsquoinventaire des donneacutees disponibles leur critique et leur
correction quand cela est neacutecessaire et faisable
Modeacutelisation crsquoest la plus laborieuse de toutes les eacutetapes Elle comporte les points
suivants
a) Preacuteparation et transfert des donneacutees vers le modegravele
b) Nous proceacutedons ensuite au calage ou calibration du modegravele cest-agrave-dire le
choix du jeu de paramegravetres optimaux pour la transformation pluie-deacutebit
c) La validation consistera agrave veacuterifier la pertinence et le reacutealisme du choix des
paramegravetres sur une peacuteriode autre que celle ayant servi au calage
d) La simulation va consister agrave deacuteterminer agrave lrsquoaide du modegravele caleacute les deacutebits
des anneacutees sans observations hydromeacutetriques
Calcul du bilan hydrologique Les reacutesultats des simulations ci-dessus eacutevoqueacutees vont
nous permettre de faire le bilan sur des anneacutees caracteacuteristiques comme la moyenne la
deacutecennale segravechehellip
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II GENERALITES
Le thegraveme de ce meacutemoire a eacuteteacute deacutefini par laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement et
de Recherche en Gestion et Valorisation de lrsquoEau et de lrsquoAssainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER en collaboration avec laquo le projet de renforcement structurel de la capaciteacute de
gestion des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo baseacute agrave la Direction
Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources Halieutiques des Hauts-
Bassins (DRAHRHHB) Nous commenccedilons de ce fait ce rapport par une preacutesentation de la
reacutegion du projet et de la zone drsquoeacutetude
II1 PRESENTATION DE LA REGION DES HAUTS-BASSINS
La reacutegion des Hauts-Bassins est situeacutee agrave lrsquoouest du Burkina Elle srsquoeacutetend sur une
superficie de 26606 kmsup2 (94 du territoire national) Elle est limitrophe agrave lrsquoest des reacutegions
du Sud-Ouest et de la Boucle du Mouhoun agrave lrsquoouest de la Reacutepublique du Mali au nord de la
reacutegion de la Boucle du Mouhoun et la Reacutepublique du Mali et au sud de la reacutegion des
Cascades
Sur le plan administratif elle est subdiviseacutee en trois (3) provinces Le Houet le
Keacuteneacutedougou et le Tuy Il faut eacutegalement citer une sous-subdivision en 33 deacutepartements 3
communes urbaines 30 communes rurales et 449 villages Bobo-Dioulasso est le chef-lieu
de cette reacutegion
La population de la reacutegion des Hauts-Bassins eacutetait estimeacutee en 2002 agrave 1232 891
habitants (104 de la population du Burkina) soit une densiteacute drsquoenviron 48 habitantskmsup2 Il
srsquoagit drsquoune population cosmopolite on y rencontre toutes les ethnies du pays les
populations dominantes en nombre sont les Bobos autochtones du terroir les Mossis et les
peulhs allogegravenes venus du Nord du pays
A lrsquoinstar de tout le Burkina Faso les principales activiteacutes eacuteconomiques y demeurent
lrsquoagriculture et lrsquoeacutelevage
Lrsquoagriculture hivernale est domineacutee par la production de coton et de ceacutereacuteales (maϊs
sorgho mil seacutesame foniohellip) La riziculture et la maraicirccher-culture se pratiquent sur les
peacuterimegravetres irrigueacutes On note eacutegalement la preacutesence drsquoexploitations fruitiegraveres dont le nombre
est actuellement en pleine croissance La production agricole est exceacutedentaire
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Dans la reacutegion des Hauts-Bassins la province du Houet est la zone par excellence
de lrsquoeacutelevage Les ressources halieutiques ne sont pas neacutegligeables non plus mais la pecircche
est de type artisanal
La reacutegion des Hauts-Bassins est une des principales zones industrielles du Burkina
Faso La province du Houet est celle qui possegravede le plus grand nombre drsquouniteacutes industrielles
drsquoune certaine importance apregraves celles du Kadiogo Les plus importantes interviennent dans
la fabrication drsquoouvrages en meacutetaux de produits alimentaires de boissons de tabac et de
textile
Du fait de la position de carrefour international de Bobo-Dioulasso le commerce y
occupe une place de choix Un grand nombre de maisons de commerce nationales et
eacutetrangegraveres ont leur siegravege agrave Bobo-Dioulasso
La reacutegion est bien desservie pour ce qui est des infrastructures socioeacuteconomiques
sans ecirctre exhaustif on pourra citer
les infrastructures de communication dix radios dont un drsquoEtat six priveacutes et trois
communautaires
la couverture en infrastructures de santeacute est globalement satisfaisante 193
formations sanitaires en 2002
en matiegravere de transport le reacuteseau routier repreacutesente 10 du reacuteseau national soit
1517 km Il est constitueacute de 22 de routes bitumeacutees du Burkina 3 de routes en terre
ordinaire et 7 de routes en terre moderne La reacutegion est traverseacutee par plus de 100 km de
chemin de fer et dispose drsquoun aeacuteroport de classe internationale
La probleacutematique de deacuteveloppement de la reacutegion se fonde sur les atouts
eacuteconomiques En effet elle dispose drsquoun potentiel naturel agrave mecircme drsquoassurer et de soutenir
les objectifs de deacuteveloppement Ce potentiel naturel constitueacutee drsquoeau de sols etc est
surtout favorable aux activiteacutes de production agricole drsquoeacutelevage et de production miniegravere Ce
qui en fait une des reacutegions les plus favoriseacutees du Burkina Faso
Le relief de la reacutegion est marqueacute par la preacutesence de plateaux et de plaines
auxquels srsquoajoutent quelques buttes collines et valleacutees
Le climat est tropical de type nord-soudanien et sud-soudanien Il est marqueacute par 2
grandes saisons une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobrenovembre) et une
saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (novembredeacutecembre agrave avril) La reacutegion beacuteneacuteficie
drsquoune pluviomeacutetrie moyenne annuelle comprise entre 800 et 1 100 mm
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La particulariteacute de la topographie et du climat de la reacutegion des Hauts-Bassins en
fait un veacuteritable chacircteau drsquoeau Crsquoest dans cette reacutegion que les principaux fleuves du
Burkina prennent leur source Le Mouhoun le Banifing et le Tuy (Grand Baleacute)
La veacutegeacutetation drsquoensemble de la reacutegion est essentiellement une veacutegeacutetation de
savane comportant tous les sous-types depuis la savane boiseacutee jusqursquoagrave la savane herbeuse
La faune est assez riche et varieacutee du fait de lrsquoexistence de nombreuses forecircts
classeacutees (16 au total)
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II2 PRESENTATION DU PROJET
II21 Cadre
Le laquo projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en
eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo est un des fruits de la coopeacuteration entre la
reacutegion Wallonne du royaume de Belgique et le Burkina Faso Il entre dans le cadre de la
mise en oeuvre des actions du laquo Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en
Eau raquo PAGIRE La laquo Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau (GIRE) raquo est en effet la
strateacutegie adopteacutee par lrsquoeacutetat burkinabeacute pour atteindre ses objectifs en matiegravere drsquoeau qui se
reacutesument en les points suivants
satisfaction durable des besoins en eau
protection contre lrsquoaction agressive de lrsquoeau
ameacutelioration des finances publiques par le partage de charges
preacutevention des conflits dans la gestion des ressources en eau
Ce projet srsquoinscrit eacutegalement dans le cadre de la mise en œuvre du programme
laquo Valorisation des ressources en eau de lrsquoOuest raquo (VREO) qui est un programme national
relatif aux ressources en eaux couvrant la moitieacute Ouest du pays
Enfin il srsquoinscrit en continuiteacute du projet de recherche laquo GEeau raquo initieacute par la
DRAHRHHB le groupe EIERETSHER et la Katholieke Universiteit Leuven (KUL) et
cherche agrave lui assurer un environnement institutionnel et organisationnel adapteacute au
deacuteveloppement agrave la peacuterennisation de ses reacutesultats et agrave sa duplication dans la reacutegion Ouest
du pays
II22 Geacuteneacuteraliteacutes
Nous preacutesentons dans lrsquoencadreacute ci-dessous la fiche donnant les renseignements geacuteneacuteraux sur le projet
Fiche de projet
Intituleacute Projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en eau
pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou
Zone drsquointervention Bassin versant du Kou (Reacutegion des Hauts-Bassins)
Thegraveme Preacuteservation de lrsquoenvironnement
Secteurs et sous secteurs Politique agricole et gestion administrative des ressources en
eau agrave usage agricole
Dureacutee de mise en œuvre 48 mois
Sources de financement Reacutegion Wallonne (Belgique)
Maicirctre drsquoœuvre APEFE
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Maicirctre drsquoouvrage Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des ressources
Halieutiques
II23 Objectifs du projet
Le principal objectif geacuteneacuteral du projet est de contribuer agrave la mise en œuvre de la
GIRE Son objectif speacutecifique est le renforcement des connaissances de la gestion la
valorisation et la protection des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans la reacutegion des
Hauts-Bassins
II24 Strateacutegie
La strateacutegie retenue est baseacutee sur le renforcement des capaciteacutes institutionnelles et
de gestion de lrsquoeau pour lrsquoagriculture au niveau local
Inteacutegration de lrsquointervention dans les perspectives drsquoaction du Comiteacute de Gestion du
Bassin du Kou
Ameacutelioration de la productiviteacute de lrsquoeau en agriculture vivriegravere
Appui agrave la peacuterennisation des actions
II25 Reacutesultats attendus
Les reacutesultats attendus de ce projet sont
Mise au point drsquooutils techniques destineacutes agrave ameacuteliorer les connaissances sur les
ressources en eau du bassin (bilan hydrique) et agrave servir au suivieacutevaluation de la
situation dans le bassin quasiment en temps reacuteel afin de servir agrave la gestion et agrave la
planification des ressources en eau
Transfert de connaissances vers les autres acteurs locaux qui se seront ainsi
approprieacutes les outils de gestion eacutelaboreacutes au cours du projet pour leurs propres
inteacuterecircts
Valorisation de la deacutemarche sur un autre bassin apregraves une eacutetude de transposabiliteacute
Creacuteer les conditions drsquoune capitalisation de lrsquoacquis de ce projet et des eacutetudes
anteacuterieures deacutejagrave effectueacutees ou des expertises locales reconnues sur la zone par la
mise en place drsquoune structure capable de conserver ces informations mais aussi et
surtout de les exploiter agrave des fins de recherche pour des activiteacutes lieacutees agrave la GIRE
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II3 PRESENTATON DE LA ZONE DrsquoETUDE
II31 Situation geacuteographique
Le bassin versant du Kou est lrsquoespace geacuteographique situeacute agrave lrsquoouest du Burkina Faso
dans la reacutegion des Hauts-Bassins entre les longitudes 4deg40rsquoO et 4deg10rsquoO et les latitudes 11degN
et 11deg30N et draineacute par la riviegravere du mecircme nom Cette riviegravere qui est un affluent du Mouhoun
(ex Volta noire) draine ainsi une superficie de 1821km2
La figure 1 preacutesente la carte de situation du bassin versant
0 300 600 Kilomegravetres
CARTE DE SITUATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Autres province du Burkina FasoProvince du HouetBassin-versant du Kou
Figure 1 Carte de situation du bassin du Kou
II32 Geacuteomorphologie
Le bassin du Kou a une forme allongeacutee Il est orienteacute Nord-est Sud-ouest avec une
longueur de 51 km et une largeur de 33 km Il est constitueacute essentiellement drsquoun plateau
greacuteseux culminant aux environs de 500 m drsquoaltitude au sud et srsquoabaissant progressivement
jusqursquoagrave 300 m agrave lrsquoaval de la plaine vers Baouleacute le point de confluence avec le Mouhoun
Lrsquoaltitude moyenne est de 407 m (figure 2)
On peut le subdiviser en trois sous bassins emboiteacutes qui sont (figure 3)
- Sous-bassin de Koumi 347 km2
- Sous-bassin de Badara 989 km2
- Sous-bassin de la confluence Niameacute-Baouleacute 1605 km2
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Figure 2 Carte du modeleacute de terrain du bassin versant du Kou
U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
Exutoire du bassin versant
0 30 60 Kilomegravetres
Carte de deacutecoupage en sous bassins du bassin versant du Kou
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
IVIII
II I
Reacuteseau hydrographique stations pluviometriquesU Stations hydrometriques
Figure 3 Deacutecoupage en sous-bassins
(NB I= sous-bassin de Koumi I+II= sous-bassin de Badara I+II+II=sous bassin de Confluence I+II+III+IV=
bassin versant du Kou)
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II33 Caracteacuteristiques morphomeacutetriques
Les caracteacuteristiques de forme et de relief des sous-bassins reacutesumeacutees au tableau 1 ont
eacuteteacute deacutetermineacutees par BICABA (1991)
Superficie du bassin versant (S)
La deacutelimitation du bassin versant a eacuteteacute faite sur une carte IGB au 1200 000
La mesure de la superficie a eacuteteacute effectueacutee agrave lrsquoaide drsquoun planimegravetre
Peacuterimegravetre (P)
Il a eacuteteacute mesureacute sur la carte au 1200 000
Rectangle eacutequivalent
Le rectangle eacutequivalent est un rectangle ayant la mecircme superficie le mecircme indice de
compaciteacute et la mecircme distribution hypsomeacutetrique que le basin versant Sa longueur (L)
est donneacutee par lrsquoexpression
]))1281(1(1[)1281( 21221
compcomp IISL
avec S surface du bassin versant et Icomp indice de compaciteacute
Indice de compaciteacute (Icomp)
Il correspond au rapport du peacuterimegravetre du bassin versant agrave celui drsquoun cercle de mecircme
superficie et srsquoexprime par la relation suivante
212820 SPIcomp avec
P peacuterimegravetre styliseacute du bassin versant en km
S superficie du bassin versant en km2
Indice global de pente (Ig)
Cet indice caracteacuterise le relief drsquoun bassin et il est deacutefini par la formule suivante
LHI g
Ougrave ΔH est lu sur la courbe hypsomeacutetrique1 (figure 4 agrave 6) et repreacutesente la
deacuteniveleacutee exprimeacutee en megravetres entre les altitudes ayant approximativement 5 et
95 de la superficie du bassin versant au dessus drsquoelles
L est la longueur du rectangle eacutequivalent exprimeacutee en km
Relief fort pour 100lt Ds
Ds est donneacutee par la relation suivante SIDs g
1 Courbe repreacutesentant le pourcentage de la superficie du bassin versant situeacutee au-delagrave drsquoune altitude H donneacutee en
fonction de cette altitude
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Courbe hypsometrique du bassin versant de Koumi
350
390
430
470
510
550
590
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
de la surface totale
Alt
itu
de
s (
m)
Figure 4 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Koumi
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Badara
280
320
360
400
440
480
520
560
600
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
de
Figure 5 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Badara
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Niameacute-Baouleacute
280
320
360
400
440
480
520
560
600
640
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
des (
m)
Figure 6 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de la confluence NIameacute-Baouleacute
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Deacuteniveleacutee speacutecifique (Ds)
Elle permet de classer le relief du bassin en
Relief faible pour Ds lt50 m
Relief modeacutereacute pour 50 mlt Ds lt100 m
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants
Sous-Bassins Versants
Caracteacuteristiques Koumi Badara
Confluence
Niame-Baouleacute
Superficie (km2) 347 989 1605
Peacuterimegravetre styliseacute (m) 77 151 175
Coefficient de Gravelius 115 137 126
Longueur du rectangle eacutequivalent (km2) 242 5930 6403
Largeur du rectangle eacutequivalent (km2) 1420 1600 2380
Indice global de pente (mkm) 480 317 317
Densiteacute de drainage 065 068 058
Deacuteniveleacutee speacutecifique (m)
(nature du relief)
894
(Modeacutereacute)
975
(Modeacutereacute)
127
(Fort)
II34 Climatologie
Le bassin versant du Kou se situe agrave la limite sud de la zone climatique tropicale
soudano-saheacutelienne Ses caracteacuteristiques climatiques sont
Tempeacuteratures
Lrsquoamplitude thermique annuelle est faible La tempeacuterature moyenne mensuelle
minimale varie toute lrsquoanneacutee de 17 agrave 22degC tandis que la tempeacuterature moyenne maximale
varie de 33 agrave 37degC en saison segraveche et de 29 agrave 34degC en saison des pluies
Les vents
On note lrsquoinfluence de deux vents dominants
Lrsquoharmattan ou alizeacute vent chaud et sec des anticyclones du Sahara de secteur Nord-
Est agrave Est et soufflant pendant la saison segraveche
la mousson vent de secteur Sud-ouest chargeacute drsquohumiditeacute et provenant de la zone
eacutequatoriale
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La limite de seacuteparation entre ces deux masses drsquoair ou Front Inter Tropical (FIT)
connaicirct au cours de lrsquoanneacutee un deacuteplacement du Sud au Nord ce qui se traduit par
lrsquoalternance de deux saisons bien distinctes
- une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobre)
- une saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (de novembre agrave avril)
Insolation
La dureacutee moyenne pour lrsquoensoleillement est de 7 h 42rsquo Lrsquoinsolation varie de 75 mmj
agrave 87 mmj Elle est agrave son minimum en juillet-aoucirct et maximale en avril-mai
Humiditeacute de lrsquoair
Lrsquohumiditeacute de lrsquoair est tregraves faible en saison segraveche (20 ndash 40 ) tandis qursquo en saison de
pluie elle atteint 70 agrave 80 voire 90 au cours des averses
II35 Geacuteologie
La description de la geacuteologie est baseacutee sur les travaux de IWACO citeacute par BICABA
(1991)
La geacuteologie du bassin du Kou est une superposition de greacutes encastreacutes entre un socle
essentiellement granito-gneissique de roches orthomeacutetamorphiques et eacuteruptives au fond et
une couche de deacutepocircts reacutecents ou de lateacuterite en surface composeacutee de sables et drsquoargiles
(figure 7)
De bas en haut on distingue
- Le socle absolument impermeacuteable composeacute de roches plutoniques (migmatites et
granites diffeacuterencieacutes) et de roches meacutetamorphiques birrimiennes (schistes micaceacutes
schistes greacuteseux schistes verts amphiboles)
- Les greacutes de base qui sont des greacutes agrave grains grossiers de silice ou de feldspaths tregraves
fissureacutes drsquoune eacutepaisseur de 200 m environ tregraves peu lateacuteriseacutes bien que poreux et
permeacuteables
- Les greacutes de Sotuba glauconieux sur une eacutepaisseur de 80 m drsquoallure schisteuse
poreux fissureacute et tregraves lateacuteriseacutes
- Les greacutes siliceux agrave ciment argileux de Bobo-Dioulasso aux faciegraves nombreux
(schistes de Toun greacutes de Koutiala et greacutes de Bandiagara) Ils sont tendres
heacuteteacuterogegravenes et tregraves lateacuteriseacutes
- Des roches eacuteruptives basiques (doleacuterites et basaltes) impermeacuteables infiltreacutees dans
les fissures des greacutes
- La couverture quaternaire constitueacutee drsquoalluvions sablo-ferrigineux de granulomeacutetrie
disparate drsquoune profondeur drsquoenviron 30 m passablement lateriseacutes
Les formations superficielles sont constitueacutees de cuirasse lateacuteritique et drsquoalluvions
dans les bas-fonds
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Cette geacuteologie qui constitue une situation favorable au stockage et agrave la transmission
de lrsquoeau souterraine est de ce fait lrsquoun des deacuteterminants principaux du systegraveme drsquoeau du
bassin du Kou
0 30 60 Kilomegravetres
CARTE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Geologie du bassin bersantshpDoleritesEtage schistogreso-dolomitiqueGres a galets de quartzGres de baseGres de Sotuba
Figure 7 Carte geacuteologique du bassin versant du Kou
II36 Peacutedologie
Le tableau 2 donne les deacutetails des types de sols en preacutesence sur le bassin ainsi que
leurs profondeurs respectives tandis que la figure 8 donne leur reacutepartition geacuteographique On
remarquera lrsquoomnipreacutesence des sols ferrugineux tropicaux lessiveacutes des sols ferrallitiques et
de sols peu eacutevolueacutes superficiels
Selon la classification de R BOULET et R FAUCK citeacutes par BICABA (1991) on peut
distinguer deux cateacutegories de sols dans le bassin
Les sols profonds (gt100 cm) ce sont
- les sols argilo-sableux en surface argileux en profondeur riches en base satureacutees et
le plus souvent drsquoexcellente qualiteacute
- les sols limono-argileux agrave argilo-limoneux en surface argileux en profondeur
caracteacuteriseacutes par un drainage interne et un drainage externe faibles
- les sols sableux en surface argileux en profondeur (preacutesence de sols mal draineacute)
les sols sableux en surface et sablo-argileux en profondeur
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Les sols agrave profondeurs faibles (lt40 cm) ce sont les sols gravillonnaires de faible valeur
agricole
Figure 8 Carte des sols du bassin versant du Kou
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou
Symboles Classification CPCS 1967 Classification BRM 2001
Classes de
sols
Groupes de sols Uniteacutes de
sols de
reference
Uniteacutes infeacuterieures des
sols de reference
Profon-
deur
(m)
LITH Sols mineacuteraux
bruts deacuterosion
Sols mineacuteraux bruts
deacuterosion lithiques
Leptosols Leptosols lithiques 0
PEEL Sols peu
eacutevolueacutes
deacuterosion lithiques Leptosols Leptosols lithiques lt15
PEER deacuterosion Reacutegiques Reacutegosols Reacutegosols eacutepi
squeletiques
50
PEACM dapport colluvio-
alluvial modal
Fluvisols Lixisols ferriques 70
PEAAH dapport alluvial
hydromorphe
Fluvisols Fluvisols gleyiques
BEHV Bruns eutophe
tropicaux
hydromorphes
vertiques
Cambisols Cambisols vertiques
gleyiques
114
VV Vertisols Vertisol vertique Vertisols Vertisols magiques
pelliques
100
FLIS Sols
ferrugineux
tropicaux
lessiveacutes
superficiels Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques
ferriques
20
FLIPP indureacutes peu profonds Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 32
FLIMP indureacutes moyennent
profonds
Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 42
FLIP indureacutes profonds Lixisols Lixisols endo
petroplithiques
101
FLM modal Lixisols Lixisols chromques 120
FLC agrave concreacutetions Lixisols Lixisols ferriques 105
FLTC agrave taches et agrave
concreacutetions
Lixisols Lixisols gleyiques
ferriques
110
FRR Sols
ferrallitiques
faiblement deacutesatureacutes
remanieacutes faiblement
rajeunis
Ferralsols Lixisols rhodiques 124
FRI faiblement deacutesatureacutes
en B remanieacutes indureacutes
Ferralsols Lixisols chromiques
bathiplinthiques
82
FRM deacutesatureacutes en B
remanieacutes modaux
Ferralsols Lixisols rhodiques 125
FTM faiblement deacutesatureacutes Ferralsols Lixisols rhodiques 110
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en B typiques modaux
FTH faiblement deacutesatureacutes
en B typiques
hydromorphes
Ferralsols Lixisols gleyiques
rhodiques
120
HPGE Sols
hydromorphes
humifegraveres
agrave pseudogley
densemble
Gleysols Gleysols gleyiques 107
II37 Veacutegeacutetation
La veacutegeacutetation du bassin (figure 9) est agrave dominance de type savane arbustive agrave
arboreacutee composeacutee de Butyrospermum parkii et de Detarium microcarpum On trouve
eacutegalement des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave boiseacute et forecirct claire (Isoberlinia
doka Burkea africana Terminalia spp) et des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave
arbustive et boiseacute (Burkea africana Butyrospermum parkii Pterocarpus erinaceus)
0 20 40 Kilomegravetres
CARTE DE VEGETATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Vegetation du bassin versant shpCulture industrielle Savane arboreacutee agrave arbustive et boiseacutee Savane arboreacutee agrave boiseacutee et forecirct claire Savane arbustive agrave arboreacutee
Figure 9 Carte de veacutegeacutetation de la valleacutee du Kou
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II38 Hydrographie
Le reacuteseau hydrographique est dense et est constitueacute drsquoun ensemble de riviegraveres
sources et mares
II381 Les riviegraveres
Le Kou est une riviegravere peacuterenne qui prend sa source aux environs de Kodala agrave une
trentaine de kilomegravetres au sud-ouest de Bobo-Dioulasso Lrsquoaltitude est de 440 m dans ces
reacutegions Il est formeacute par la jonction de deux marigots Kieacuteneacute et Farakoba et coule vers le Nord
recevant successivement les eaux des sources de Nasso celles du marigot de Yengueacute en
rive gauche et en rive droite celles des marigots Niameacute et Weacute
Les principaux affluents sont
agrave lrsquoOuest les riviegraveres suivantes Farakoba Kieacuteneacute Yengueacute SO Suo et Bango
agrave lrsquoEst le Houet le Bingbeacuteleacute et le Niameacute
II382 Les sources mares et lacs
Les principales sources sont
- Les sources de la Guinguette situeacutees en rive gauche
- Les sources de Kokoroueacute situeacutees eacutegalement en rive gauche
- Les sources capteacutees par lrsquoONEA en rive droite en aval desquelles existent drsquoautres
sources non capteacutees mais alimentant eacutegalement la riviegravere du Kou
Pour ce qui est des mares on peut en citer deux
- La mare de Bama situeacutee dans le lit du marigot Bongo qui lrsquoalimente Cette riviegravere a un
bassin versant de 30 km2
- La mare de Tumbagama moins importante que la preacuteceacutedente est situeacutee dans le lit
drsquoun petit affluent du Kou avec un bassin versant de 15 km2
II39 Occupation des sols
Dans la valleacutee du Kou agrave partir de la Guinguette on trouve de zones morphologiques
diffeacuterentes avec des occupations des sols adapteacutees aux conditions de terrain
Au sud de Nasso la valleacutee est eacutetroite dans un terrain onduleacute et peu occupeacute par
lrsquoagriculture Au Nord de Nasso la valleacutee srsquoouvre et continue dans une plaine alluviale drsquoune
largeur de 200 agrave 700 m La plaine est drsquoabord occupeacutee par une forecirct dense puis apregraves
quelques kilomegravetres par des petites parcelles de cultures irrigueacutees ou non A partir du
village de Sosongona situeacute agrave 8 km de la source les terrains cultiveacutes occupent la valleacutee On
remarquera notamment le peacuterimegravetre rizicole de 1100 ha reacutealiseacute au deacutebut des anneacutees 1970
gracircce agrave la coopeacuteration avec la chine ainsi que le peacuterimegravetre maraicirccher reacutealiseacute beaucoup plus
tard pour diversifier la production agricole
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Lrsquooccupation agricole de la valleacutee connaicirct actuellement une certaine acceacuteleacuteration
avec lrsquoameacutenagement informel et spontaneacute de parcelles le long du canal drsquoameneacutee du
peacuterimegravetre rizicole Ceci est actuellement lrsquoune des cause du conflit qui subsiste dans la valleacutee
autour de la question de lrsquoeau Il y a eacutegalement la creacuteation de plantations drsquoarbres fruitiers
par de nouveaux investisseurs galvaniseacutes par lrsquoouverture du marcheacute agrave cause de la difficile
situation de la production en Cote drsquoIvoire
Lrsquooccupation des sols dans le bassin du Kou est eacutegalement marqueacutee par lrsquoexpansion
de la ville de Bobo-Dioulasso pousseacutee par lrsquoaccroissement de la population et le
deacuteveloppement des activiteacutes industrielles
La figure 10 donne un aperccedilu de lrsquooccupation des terres
Figure 10 Carte dlsquooccupation des terres du bassin versant du Kou
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III CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE
III1 DONNEES PLUVIOMETRIQUES
III11 Choix des stations et des peacuteriodes drsquoobservation
Avant drsquoenvisager lrsquoeacutetude hydrologique il importe de deacutefinir une peacuteriode et des
stations de reacutefeacuterence agrave partir desquelles les diffeacuterentes investigations srsquoarticuleront
Le bassin versant du Kou est bien desservi pour ce qui est des observations de la
pluviomeacutetrie Les donneacutees disponibles sont des donneacutees journaliegraveres et elles ont plusieurs
sources
Des anciennes donneacutees de la base de donneacutees PLUVIOM de la Direction Reacutegionale de
lrsquoHydraulique des Hauts-Bassins (tableau 3)
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Beregadougou 1974 2000 27 0
Bondoukuy 1963 1998 36 57
Koumbia 1964 2000 37 0
Moussoudougou 1992 1996 5 0
Nasso 1960 1996 37 83
Orodara 1955 2000 46 0
Samorogouan 1964 1998 35 58
Des donneacutees de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et des stations de lrsquoINERA (tableau 4)
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Bama 1986 2005 20 10
Farakoba 1960 2005 46 67
Bobo-Dioulasso 1959 2005 47 0
Les nouvelles stations pluviomeacutetriques de la Direction Provinciale de lrsquoAgriculture de
lrsquoHydrauliques et des Ressources Halieutiques du Houet (tableau 5)
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Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Karankasso-Sambla 2003 2005 3 0
Badema 2003 2005 3 0
Satiri 2003 2005 3 0
Toussiana 2003 2005 3 0
Nota Les donneacutees dont la disponibiliteacute est indiqueacutee dans les tableaux 13 agrave 15 sont des
hauteurs de pluies journaliegraveres Les lacunes repreacutesentent les taux drsquoanneacutees dont les
donneacutees ne sont pas disponibles Les anneacutees prises en compte sont donc des anneacutees sans
lacune quant agrave la pluie journaliegravere
La figure 11 donne la situation geacuteographique des diffeacuterentes stations on
remarquera que quatre drsquoentre elles sont situeacutees sur le bassin versant On peut en conclure
que le bassin est bien desservi en stations pluviomeacutetriques mecircme si lrsquoon doit noter
eacutegalement leur concentration au centre Ces stations agrave savoir Nasso Farakoba Bobo-
Dioulasso et Bama ont des chroniques assez longues et des taux de lacunes acceptables
Nous nous baserons de ce fait sur elles pour lrsquoeacutetude de notre bassin versant
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Figure 11 Situation geacuteographique des stations pluviomeacutetriques
Pour ce qui est de la peacuteriode drsquoobservation pour cette eacutetude nous retiendrons une
peacuteriode de trente ans de 1976 agrave 2005 Nous nous limitons en arriegravere agrave 1976 pour ecirctre sucircr
de deacutepasser la rupture climatique intervenue en 1970 (Albergel 1987 Maheacute 2001) ce qui
devrait confeacuterer une certaine homogeacuteneacuteiteacute agrave nos donneacutees
III12 Controcircle de la qualiteacute des donneacutees
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de pluies ainsi que leur qualiteacute ont eacuteteacute veacuterifieacutees par les
meacutethodes de la moyenne mobile et lrsquoeacutetude des correacutelations entre stations
III121 Veacuterification de lrsquohomogeacuteneacuteiteacute intrinsegraveque des seacuteries
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute drsquoune seacuterie traduit le fait que les proprieacuteteacutes de la loi statistique qui
reacutegit le pheacutenomegravene (moyenne variance ou moments dordre supeacuterieur) sont invariantes au
cours du temps Lrsquoeacutechantillon ne doit preacutesenter ni tendance (agrave la hausse ou agrave la baisse) ni
pheacutenomegravene cyclique ni rupture La meacutethode de la moyenne mobile permet drsquoeffectuer une
telle veacuterification Nous lrsquoavons appliqueacutee aux diffeacuterentes stations avec un pas de temps de 3
et 5 ans Pour ce faire nous avons dresseacute les graphiques des pluies annuelles (p_an) des
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pluies moyennes annuelles (Pmoy) des moyennes mobiles sur trois ans ( mob_3) et sur
cinq ans (mob_5) pour les quatre stations pluviomeacutetriques retenues
Le deacutetail de ces calculs est reacutesumeacute dans lrsquo annexe I et les figures 12 agrave 15 ci-
dessous nous montrent les reacutesultats des diffeacuterents controcircles effectueacutes
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
anneacutees
plu
ies (
mm
)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 12 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station Bobo-Dioulasso
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
Anneacutee
Hau
teu
r (m
m)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 13 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Farako-ba
0
200
400
600
800
1000
1200
1992 1996 2000 2004 2008
Anneacutees
Plu
ie (
mm
) P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 14 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Bama
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0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 15 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Nasso
Conclusion Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale on constate que les seacuteries sont homogegravenes
III122 Etude des correacutelations entre stations
La meacutethode utiliseacutee est celle du double cumul sur les pluviomeacutetries annuelles des
quatre stations
Cette meacutethode consiste agrave faire pour la station eacutetudieacutee (A) et la station de
comparaison (B) le calcul de la pluviomeacutetrie cumuleacutee jusqursquoagrave lrsquoanneacutee i soit Ta (i) et Tb(i) et
agrave porter sur un graphique les diffeacuterents points Mi de coordonneacutees respectives Ta(i) et Tb(i)
Le principe est qursquoen en absence drsquoanomalie ces deux stations mesurent chaque anneacutee une
pluviomeacutetrie annuelle dans un rapport sensiblement constant et en conseacutequence les points
Mi sont pratiquement aligneacutes par contre si une erreur systeacutematique a pu srsquointroduire la
droite des Mi preacutesentera alors une cassure
Lrsquoapplication de cette meacutethode aux stations pluviomeacutetriques de Bama Koumi et laquo la
confluence raquo (stations eacutetudieacutees) drsquoune part et celle de Bobo-Dioulasso (station de reacutefeacuterence)
drsquoautre part est repreacutesenteacutee par les figures 16 agrave 18 Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de Bobo-
Dioulasso a en effet deacutejagrave eacuteteacute eacutetablie par des eacutetudes anteacuterieures BICABA (1991)
0
10000
20000
30000
40000
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Pluies Bobo-Dioulasso cumuleacutees (mm)
Plu
ies
Fa
rak
ob
a c
um
uleacute
e
(mm
)
Figure 16 Test de la meacutethode des doubles masses appliqueacutee agrave la station de Farakoba
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0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
Pluies cumuleacutees Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ies c
um
uleacute
es B
am
a
(mm
)
Figure 17 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Bama (valleacutee du Kou)
0
10000
20000
30000
40000
00 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000
P cumuleacutee Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ie c
um
uleacute
Nasso
(m
m)
Figure 18 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Nasso
On ne constate pas de rupture pour les stations de Nasso et Farakoba ceci nrsquoest
pas le cas de la station de Bama ougrave lrsquoon observe une cassure qui intervient entre 1990 et
1995 Ceci est certainement une anomalie car elle nrsquoapparaicirct pas au niveau des autres
stations pourtant voisines
Nous proceacutedons au prochain paragraphe agrave la correction de cette anomalie et au
comblement des lacunes
Plusieurs meacutethodes de correction sont proposeacutees dans la litteacuterature nous utilisons ici
celles preacuteconiseacutees par Andreacute MUSY de lrsquoEPFL dans son cours drsquoHydrologie geacuteneacuterale en
ligne Deux techniques sont employeacutees
Remplacement de la valeur manquante par la moyenne de la station de reacutefeacuterence Cette
meacutethode a eacuteteacute utiliseacutee lorsque les preacutecipitations moyennes annuelles de la station agrave
compleacuteter ne diffegraverent pas de plus de 10 des preacutecipitations moyennes annuelles de la
station de reacutefeacuterence
Remplacement de la valeur manquante par une moyenne pondeacutereacutee par la tendance
annuelle des stations pluviomeacutetriques soit
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Ougrave
donneacutee manquante de preacutecipitation (par exemple) estimeacutee
nombre de stations de reacutefeacuterence
preacutecipitation agrave la station de reacutefeacuterence
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station de reacutefeacuterence
Les reacutesultats sont consigneacutes dans le tableau 6
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Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles
Anneacutee Bobo-Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
2005 8611 8582 6274 8011
2004 9420 8333 7455 8642
2003 11559 11456 10885 11657
2002 8027 6747 6543 7320
2001 9140 7761 7884 8523
2000 11714 10736 10421 11300
1999 10652 10915 10391 10995
1998 11214 12323 9280 11223
1997 8729 11939 8096 9829
1996 9005 10236 7577 9170
1995 12777 11604 9414 11558
1994 8957 10758 8572 9698
1993 9430 834 7736 8753
1992 12382 12382 10775 9506
1991 11981 952 11521 12936
1990 9947 10308 9170 9102
1989 8275 9212 8280 9661
1988 10145 10145 8828 8570
1987 8663 8663 8361 9522
1986 8798 9281 7894 8717
1985 13315 13056 11475 8565
1984 9716 8156 7782 9496
1983 7781 7528 6662 8830
1982 9456 12123 9380 9634
1981 10423 11451 9514 7869
1980 8414 9043 7594 10817
1979 10657 10189 9072 13323
1978 10367 11284 9417 11283
1977 8354 996 7963 9018
1976 9961 10836 9046 11125
lacunes () 00 10 467 433
Moyenne 9609 10096 8507 9822
NB Les cases en gris contiennent les valeurs compleacuteteacutees ou corrigeacutees
III13 Etude de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere
III131 Pluviomeacutetrie journaliegravere
Lrsquoanalyse des pluies journaliegraveres sur la peacuteriode de 1976 agrave 2006 fait ressortir que le
nombre de jour de pluie dans lrsquoanneacutee varie drsquoune station agrave lrsquoautre de 50 jours (au nord) agrave 70
jours (au sud) Le mois drsquoaoucirct est le mois le plus pluvieux avec 13 jours en moyenne sur les
quatre stations Les hauteurs maximales de pluies journaliegraveres (tableau 7) sont souvent tregraves
eacuteleveacutees et peuvent atteindre 100 mm soient 10 de la pluviomeacutetrie totale annuelle
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Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou
Bobo-
Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
1976 48 711 654
1977 618 78 728
1978 657 714 641
1979 699 897 1029
1980 76 582 687
1981 77 58 711
1982 45 782 744
1983 661 484 698
1984 73 465 537
1985 813 837 68
1986 868 814 64 78
1987 469 1226 673
1988 711 48
1989 554 609 999 86
1990 652 676 747 966
1991 55 537 732 119
1992 772 384
1993 675 44 581
1994 49 622 931
1995 806 651 1071
1996 556 713 478
1997 436 94 652
1998 943 87 87
1999 583 804 982
2000 678 465 468
2001 459 404 608
2002 666 578 45
2003 803 803 753
2004 434 538 82
2005 636 1059 672
NB Les cases en gris repreacutesentent les lacunes
III132 Variabiliteacute saisonniegravere
La figure 19 montre pour les quatre stations que les pluies se concentrent sur la
peacuteriode de mai agrave mi-octobre (saison des pluies) qui repreacutesente plus de 90 de la pluie
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annuelle Les pics sont uniques sur lrsquoanneacutee (saison monomodale) et ils se situent en aoucirct agrave
chaque station et atteignent 250 mm ce qui correspond agrave 27 de la pluie annuelle
00
500
1000
1500
2000
2500
3000
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Farako-ba
Bama
Nasso
Bobo-D
Figure 19 Variabiliteacute saisonniegravere et spatiale de la pluviomeacutetrie (moyenne calculeacutee de 1976 agrave 2005)
III133 Etude statistique des pluies annuelles
Les pluies annuelles ont eacuteteacute ajusteacutees agrave la loi normale
On sait que la loi normale a pour fonction de reacutepartition
u
t dtexXobxF 22
2
1Pr)(
avec ndashltxlt+
Les paramegravetres de la loi normale sont la moyenne m et lrsquoeacutecart type s
Lrsquoeacutequation de la droite drsquoajustement est X=m+sU
Ougrave
- X est la valeur de la pluviomeacutetrie qui correspond agrave une probabiliteacute au non
deacutepassement donneacutee
- U est la valeur de la variable centreacutee reacuteduite qui correspond agrave cette probabiliteacute au
non deacutepassement U est donneacute par la table de Gauss
Les reacutesultats de lrsquoajustement sont reacutesumeacutes dans les tableaux 8 agrave 12 Les quantiles
sont calculeacutes avec un intervalle de confiance agrave 90 Rappelons que les intervalles de
confiance sont donneacutes par la relation suivante
641902)(1)()(Pr2
avecFun
FxFxob
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Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude
statistique des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9929 10373 9485
Quinquennale Segraveche 8683 9199 8166
Humide 11175 11692 10659
Deacutecennale Segraveche 8030 8629 7431
Humide 11828 12427 11229
Centennale Segraveche 6472 7328 5616
Humide 13386 14242 12530
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 10096 10582 9609
Quinquennale
Segraveche 8732 9297 8166
Humide 11459 12025 10894
Deacutecennale
Segraveche 8018 8673 7362
Humide 12174 12829 11518
Centennale
Segraveche 6313 7250 5376
Humide 13878 14815 12941
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 8775 9193 8357
Quinquennale Segraveche 7603 8089 7117
Humide 9947 10433 9461
Deacutecennale Segraveche 6989 7553 6426
Humide 10561 11124 9997
Centennale Segraveche 5525 6330 4720
Humide 12025 12830 11220
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Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9822 9378 10265
Quinquennale Segraveche 8578 8062 9094
Humide 11065 10550 11581
Deacutecennale Segraveche 7927 7329 8525
Humide 11717 11119 12315
Centennale Segraveche 6372 5518 7226
Humide 13272 12417 14126
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du Quantile
borne infeacuterieure
Borne supeacuterieure
Anneacutees correspondantes
Moyenne 9565 9154
9977
1977 1979 1988 1990 1991 1996
Quinquennale Segraveche 8411
7932
8890
19801984 1987 1989 1993 2004
Humide 10720
10241
11198
1978 1981 1982 1994 1995 1997 1999
2000
Deacutecennale Segraveche 7806 7251 8361
1983 2001
Humide 11325 10770 11880
1992 1998 2003
centennale Segraveche 6363 5570 7156
2002
Humide 12768 11974 13561
1985
On note lrsquoextrecircme variabiliteacute interannuelle de la pluie au niveau de chacune des
stations On note eacutegalement que les valeurs des diffeacuterents quantiles sur les quatre stations
sont sensiblement les mecircmes Hormis les stations de Bama et Nasso dont les donneacutees ont
eacuteteacute reconstitueacutees agrave respectivement agrave 467 et 433 agrave partir de la station de Bobo on peut
utiliser indiffeacuteremment les stations de Farakoba et de Bobo pour la preacutedeacutetermination des
grandeurs pluviomeacutetriques sur le bassin du Kouhellip
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III14 Etude de la variabiliteacute spatiale et calcul de la pluie moyenne sur le bassin versant
La figure 19 (deacutejagrave vue) montre que la pluviomeacutetrie annuelle ne varie pas beaucoup
drsquoune station agrave lrsquoautre On note cependant une leacutegegravere baisse du sud au nord
Pour la deacutetermination de la pluie moyenne interannuelle sur le bassin nous utilisons
la meacutethode des polygones de Thiessen qui procegravede comme suit A chaque station on
affecte la surface du polygone obtenu en traccedilant les meacutediatrices des segments reliant la
station concerneacutee aux stations voisines La pluie moyenne Hm sera obtenue en faisant la
somme pondeacutereacutee des pluies aux diffeacuterentes stations le coefficient de pondeacuteration eacutetant la
surface du polygone concerneacute inteacuterieur agrave S rapporteacutee agrave la surface S
)(1
NNCCBBm SHSHSHs
H
La figure 20 donne une repreacutesentation des polygones de Thiessen traceacute en ne
consideacuterant que les trois stations de Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama La station de
Nasso nrsquoa pas eacuteteacute prise en compte pour les raisons que nous expliciterons au paragraphe
III4 Les cœfficients correspondants sont consigneacutes au tableau 13
Tableau 13 Coefficients de Thiessen
bassin versant du Kou Station hydromeacutetrique de Koumi
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 038 Farakoba 318 094
Bobo 360 025 Bobo 20 006
Bama 567 037
Total 1858 1 Total 347 1
Station hydromeacutetrique de Badara Station hydromeacutetrique de la confluence
Niameacute_Baouleacute
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 071 Farakoba 378 045
Bobo 25 007 Bobo 335 026
Bama 73 022 Bama 339 029
Total 989 1 Total 1605 1
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U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
0 30 60 Kilomegravetres
Polygone de Thiessen des stations pluviometriques
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Limite du bassin-versant
station pluviometrique
Reacuteseau hydrographique
Polygone de thiessen
U Station hydromeacutetrique
(Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama)
Figure 20 Polygone de Thiessen des stations pluviomeacutetriques (NB la station de Nasso nrsquoest pas prise en
compte) Les hauteurs des pluies moyennes agrave consideacuterer pour chaque sous-bassin versant ont eacuteteacute calculeacutees et consigneacutees au tableau 14
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Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants
calculeacutees suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
Anneacutees Bassins versants
Koumi Badara Confluence Valleacutee du Kou
Niame-Baoule
2005 8584 8076 792 7735
2004 8398 8216 8361 828
2003 11462 11338 11317 1127
2002 6824 6792 7021 6992
2001 7844 7888 8155 8151
2000 10795 10735 10899 10864
1999 10899 10781 10695 10655
1998 12256 11578 11152 1092
1997 11746 10869 999 9715
1996 10162 9565 9145 8944
1995 11674 11204 11274 11087
1994 10650 10619 10273 10286
1993 8405 8717 9019 9118
1992 12382 11898 11744 11568
1991 9668 10132 1074 10876
1990 10286 10032 9884 9797
1989 9156 8941 8698 8633
1988 10145 980 969 9565
1987 8663 8597 8575 8551
1986 9252 8942 8753 8647
1985 13072 12485 12346 12129
1984 8250 8262 8557 854
1983 7543 7469 7493 7462
1982 11963 11309 10603 10401
1981 11389 10803 10425 10226
1980 9005 886 8696 8651
1979 10217 10217 10304 10298
1978 11229 10891 10613 10502
1977 9864 9443 901 8879
1976 10784 10479 10218 10119
Moyenne 10086 9831 9719 9629
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III2 DONNEES HYDROMETRIQUES
III21 Inventaire des stations hydromeacutetriques
Les observations hydromeacutetriques dans la valleacutee du Kou ont commenceacute en 1955 par
la creacuteation de plusieurs stations de mesure Pour la peacuteriode de 1955 agrave 1985 HURE (1998)
en a deacutenombreacute 13 Drsquoautres stations ont eacuteteacute creacuteeacutees par la suite notamment agrave lrsquooccasion de la
mise en œuvre de projets de deacuteveloppement ou de programmes drsquoeacutetudes couvrant la zone
On distingue
- Les stations du reacuteseau hydromeacutetrique national
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo valleacutee du Kou raquo
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo ressource en eau de Bobo-Dioulasso raquo
- Les stations installeacutees pour 3 ans lors de la mission drsquoeacutetude neacuteerlandaise IWACO
Dans le cadre de cette eacutetude nous disposons des donneacutees de la base de donneacutees
sous Hydracces laquo GEeauPlusmdb raquo de la DRAHRHHB qui gegravere les reacutesultats issues des
observations effectueacutees sur un certain nombre de stations Le tableau 15 fait lrsquoinventaire des
stations de cette base et la figure 21 montre leur reacutepartition geacuteographique sur le bassin
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo
Id_Station Nom Latitude Longitude Superficie
bassin (kmsup2)
Deacutebut_Activiteacute
1202701600 Sources de Pesso - - - -
1202701601
Confluence
Niameacute-Baouleacute - - 1605 -
1202701603 Badara 11deg227N 4deg2202W 989 1955
1202701606 Diaradougou 1960
1202701612 Nasso Amont 11deg1202N 4deg2604W 405 1961
1202701613 Nasso Milieu 11deg1200N 4deg2600W 1961
1202701614 Nasso Aval 11deg1300N 4deg2600W 646 1961
1202701620 Koumi 11deg0800N 4deg2500W 343 1985
1202710300
Mare aux
Hippopotames 11deg3446 4deg1007 - 1997
1202711310
Exutoire de la
Mare 11deg3446 4deg2500W - 1997
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Figure 21 Reacuteseau hydrographique du bassin du Kou et emplacement des stations hydromeacutetriques
Les donneacutees de deacutebits dont nous disposons sont de pas de temps journalier Ils sont
repreacutesenteacutees dans le tableau 16 et la figure 22 en donne le chronogramme des
observations Le propre de ces stations est qursquoelles ne sont en geacuteneacuteral suivies que pendant
la peacuteriode de mise en œuvre de projets ou programmes qui les ont installeacutees Actuellement
seules trois drsquoentre elles agrave savoir celles de Koumi de Badara et de la confluence Niameacute-
Baouleacute qui appartiennent au reacuteseau national sont encore opeacuterationnelles Crsquoest
fondamentalement sur elles que nous nous appuierons pour cette eacutetude
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes
Id_Station Nom Date Deacutebut Date Fin Lacunes
()
Nombre
Valeurs
1202701601 Confluence
Niameacute-Baouleacute
02011986 08122002 466 4805
1202701603 Badara 07011984 08122002 1433 4593
1202701606 Diaradougou 03012004 31122004 303 301
1202701612 Nasso Amont 09011961 08121974 3005 1557
1202701613 Nasso Milieu 06011961 31121991 427 8823
1202701614 Nasso Aval 06011961 10121997 856 4731
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1202701620 Koumi 02011987 04121999 712 4109
Chronogramme des donneacutees de la Table Debits
06011961 29061966 20121971 11061977 02121982 24051988 14111993 07051999 27102004
Confluence Niameacute-Baouleacute
Badara
Diaradougou
Nasso amont
Nasso milieu
Nasso aval
Koumi
Figure 22 Chronogramme des deacutebits mesureacutes aux stations hydromeacutetriques
III22 Critique des donneacutees
Malgreacute ses cinquante ans drsquoexistence le reacuteseau des stations hydrographiques est
incapable de fournir des donneacutees fiables
Les seacuteries chronologiques des deacutebits observeacutes sont de tregraves mauvaise qualiteacute Elles
sont parsemeacutees de lacunes (figures 23 agrave 25) pouvant aller jusqursquoagrave lrsquoabsence de
donneacutees sur toute une anneacutee voire plusieurs anneacutees
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Station Confluence Niameacute-Baouleacute Capteur J-Qjo = Deacutebits
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =
gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 23 Deacutebits moyens annuels agrave la station de la confluence et lacunes
Station 1202701620 = Koumi Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
01
02
03
04
05
06
07
08
1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its
Mo
yen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 24 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Koumi et lacunes
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Station 1202701603 = Badara Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 25 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Badara et lacunes
De plus une analyse plus deacutetailleacutee des donneacutees brutes nous a permis de mettre en
eacutevidence des incoheacuterences dans ces donneacutees
Plusieurs jours conseacutecutifs avec exactement le mecircme deacutebit moyen journalier
(Koumi confluencehellip)
Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie particuliegraverement pour
la station de Koumi ougrave on assiste agrave une inversion des valeurs
Absence de correacutelation entre des stations cependant voisines (BICABA 1991)
Cette impreacutecision des donneacutees srsquoexplique par les problegravemes drsquoeacutetalonnage lieacutes agrave
lrsquoinstabiliteacute des seuils de jaugeage crsquoest le cas de Koumi et de la confluence Niameacute-
Badara (HURE 1998) Drsquoautre part du fait de la violence des deacutebits du cours drsquoeau
durant la saison des pluies il serait pratiquement impossible drsquoobtenir des jaugeages
preacutecis
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0
20
40
60
80
100
010
119
93
160
119
93
310
119
93
150
219
93
020
319
93
170
319
93
010
419
93
160
419
93
010
519
93
160
519
93
310
519
93
150
619
93
300
619
93
150
719
93
300
719
93
140
819
93
290
819
93
130
919
93
280
919
93
131
019
93
281
019
93
121
119
93
271
119
93
121
219
93
271
219
93P
luie
s (
mm
)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluie
Deacutebit_1993
Figure 26 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de la Confluence
Niameacute-Baouleacute (1993)
0
20
40
60
80
100
120
140
11
97
14
19
7
27
19
7
92
97
22
29
7
73
97
20
39
7
24
97
15
49
7
28
49
7
11
59
7
24
59
7
66
97
19
69
7
27
97
15
79
7
28
79
7
10
89
7
23
89
7
59
97
18
99
7
11
09
7
14
10
97
27
10
97
91
19
7
22
11
97
51
29
7
18
12
97
31
12
97
Plu
ies
(m
m)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluviomeacutetrie
Deacutebit_1997
Figure 27 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de Badara (1997)
Le deacutebit du Kou semble ne plus ecirctre tregraves laquo naturel raquo Il faut deacutejagrave noter les
preacutelegravevements effectueacutes par lrsquoONEA et les peacuterimegravetres irrigueacutes mais on note eacutegalement
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une augmentation subite et a priori injustifieacutee des deacutebits (chroniques de Badara et de la
Confluence) qui intervient du 6 au 13 de chaque mois avec un pic le 8 et ce mecircme en
saison segraveche Nous nrsquoavons pas encore eu drsquoexplication de ce pheacutenomegravene jusqursquoagrave la
reacutedaction de ce rapport malgreacute une petite enquecircte meneacutee aupregraves de lrsquoONEA Ce
pheacutenomegravene a certainement son explication dans les preacutelegravevements divers opeacutereacutes en
amont lrsquoaugmentation traduisant une lacirccheacutee drsquoeau ou un arrecirct de pompage
En somme seules les donneacutees de Badara sont vraiment exploitables agrave condition
lagrave aussi de les nettoyer des incoheacuterences qui y subsistent
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III3 DONNEES DrsquoEVAPOTRANSPIRATION
Pour lrsquoanalyse de lrsquoeacutevapotranspiration nous disposons drsquoune chronique agrave la station
meacuteteacuteorologique de Bobo-dioulasso calculeacutee suivant la formule de Penman et couvrant la
peacuteriode allant de 1961 agrave 2003 soient 43 ans
Une moyenne mensuelle a eacuteteacute calculeacutee sur la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la figure 28
illustre les variations saisonniegraveres de lrsquoETP que nous en avons deacuteduites Cette variation est
assez bien marqueacutee au cours de lrsquoanneacutee Les valeurs maximales (autour de 180 mm) sont
observeacutees en saison segraveche de deacutecembre agrave mai avec un pic en mars (196 mm) Les valeurs
minimales sont observeacutees en saison des pluies (agrave cause essentiellement de la couverture
nuageuse plus freacutequente du ciel et de lhumiditeacute eacuteleveacutee de lair) de juin agrave novembre avec un
minimum en aoucirct (120 mm)
La variation interannuelle de lrsquoeacutevapotranspiration (figure 29) est par contre moins
marqueacutee Pour la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la moyenne se situe agrave 1977mm On note
cependant une leacutegegravere tendance agrave la hausse
0
50
100
150
200
250
Janv
ier
Feacutevrie
r
mar
sav
rilm
ai
juin
juille
t
aout
sept
embr
e
octo
bre
nove
mbr
e
dece
mbr
e
ET
P (
mm
)
Figure 28 Variation saisonniegravere de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
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0
500
1000
1500
2000
2500
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
ET
P a
nn
uelle (
mm
)
Figure 29 Variation interannuelle de LrsquoETP (de 1976 agrave 2003)
La comparaison des variations saisonniegraveres de lrsquoeacutevapotranspiration et de la pluie
(figure 30) montre que seuls les mois de juillet aoucirct et septembre preacutesentent un bilan
positif cest-agrave-dire que la pluie est supeacuterieure agrave lrsquoETP
0
50
100
150
200
250
300
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Pluie Farako-ba
Pluie_Bama
Pluie_Nasso
Pluie_Bobo-D
ETP(mmmois)
Figure 30 Comparaison de la pluviomeacutetrie avec lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
III4 CONCLUSION
Le tableau 17 fait la synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
La premiegravere ligne repreacutesente les anneacutees et la couleur grise indique la preacutesence de
donneacutees hydromeacutetriques de lrsquoanneacutee consideacutereacutee
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Les lignes suivantes renseignent sur la disponibiliteacute des donneacutees pluviomeacutetriques
laquo 1 raquo signifie que les donneacutees de lrsquoanneacutee et de la station consideacutereacutees sont disponibles Si
les donneacutees drsquoune anneacutee manquent rien nrsquoest alors marqueacute
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
Bad
ara
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Ko
um
i
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Co
nfu
en
ce
Nia
meacute-b
ao
uleacute
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
On en tire les conclusions suivantes
Les donneacutees de la station pluviomeacutetrique de Nasso preacutesentent des lacunes au cours
des peacuteriodes ougrave lrsquoon dispose des donneacutees hydromeacutetriques Aussi nous nous
proposons de ne garder que les trois autres stations restantes (Farakoba Bobo-
Dioulasso Bama) Rappelons que les autres stations situeacutees hors bassin du Kou
nrsquoont que des observations de trois ans (2003-2005) Les pluies moyennes sur les
bassins versants seront calculeacutees uniquement avec les donneacutees de ces trois stations
Les donneacutees hydromeacutetriques sont de tregraves mauvaise qualiteacute Cela avait deacutejagrave eacuteteacute
remarqueacute par les eacutetudes anteacuterieures (BICABA 1991 HURE 1998 BERTHIAUD
2001) Seules les donneacutees de Badara sont utilisables et en croisant avec les
donneacutees pluviomeacutetriques on constate que la peacuteriode constitueacutee drsquoanneacutees
conseacutecutives la plus longue est celle de 1996 agrave 2002 soit sept ans Crsquoest donc sur
cette peacuteriode que nous essayerons de travailler pour la mise en œuvre de la
modeacutelisation
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IV MODELISATION
La modeacutelisation hydrologique a pour but de donner une repreacutesentation simplifieacutee du
systegraveme bassin versant qui permette drsquoexpliquer et de preacutedire la reacuteponse de ce dernier agrave une
seacuterie de sollicitations
Les modegraveles hydrologiques les plus classiques sont ceux qui permettent de faire la
transformation pluie-deacutebit HYSIM modegravele que nous utiliserons dans le cadre de ce travail
est de cette cateacutegorie Ce modegravele a eacuteteacute mis au point par la laquo water resource associates raquo de
Grande Bretagne et il a drsquoailleurs eacuteteacute reacutecemment eacutelu par lrsquoagence de lrsquoenvironnement du
Royaume Uni (United Kingdom Environment Agency) comme son principale modegravele laquo pluie-
deacutebit raquo HYSIM est en effet adapteacute pour reacutesoudre les problegravemes suivants
Lrsquoextension des chroniques de deacutebits
Lrsquoeacutetude des variations climatiques
Reconstitution des eacutecoulements naturels sur des bassins laquo anthropiseacutes raquo
Lrsquoeacutetude des interactions eaux de surface eaux souterraines
Dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous avons vu que les donneacutees
pluviomeacutetriques disponibles de la valleacutee du Kou sont de bonne qualiteacute et qursquoelles couvrent
une bonne peacuteriode ndash souvent plus de cinquante ans Par contre cela nrsquoest pas le cas des
donneacutees hydromeacutetriques Lrsquoemploi de HYSIM pourrait alors aider agrave surmonter ce handicap
en reconstituant les donneacutees manquantes de deacutebits et permettre ainsi de calculer le bilan
hydrologique qui est lrsquoobjectif principal de cette eacutetude
Lrsquoutilisation drsquoun modegravele pour simuler des deacutebits sur un bassin versant donneacute est
conditionneacutee par lrsquoachegravevement de deux opeacuterations importantes que sont le calage ou
calibration du modegravele et sa validation Ce sont lagrave les deux points importants que nous
aborderons dans cette troisiegraveme partie mais apregraves une preacutesentation plus deacutetailleacutee du
modegravele
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IV1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU MODELE
HYSIM est un modegravele de simulation hydrologique agrave reacuteservoirs faisant intervenir des
relations matheacutematiques pour deacuteterminer les eacutecoulements geacuteneacutereacutes par des preacutecipitations sur
un bassin versant Il se situe agrave mi-chemin entre un modegravele laquo physique raquo analysant et
quantifiant les pheacutenomegravenes physiques se produisant dans le bassin versant et un modegravele
empirique agrave base de reacutegressions multiples Crsquoest un modegravele conceptuel
IV11 Bases theacuteoriques du modegravele
Les processus hydrologiques au sein du bassin versant sont scheacutematiseacutes par les
transferts entre sept reacuteservoirs virtuels en communication La capaciteacute des reacuteservoirs le taux
maximum de transfert entre eux et les eacutequations qui commandent les processus de transfert
sont deacutefinis par des paramegravetres indeacutependants du temps A lrsquoopposeacute les volumes des
reacuteservoirs et les taux de transfert varient en fonction du temps
La repreacutesentation scheacutematique agrave la figure 31 illustre la faccedilon dont les reacuteservoirs sont
raccordeacutes entre eux et permet de mieux comprendre le fonctionnement du modegravele
Ces reacuteservoirs se deacutefinissent comme suit
Reacuteservoir de neige
Toutes les preacutecipitations tombant sous forme de neige sont retenues dans ce
reacuteservoir avant drsquoecirctre libeacutereacutees vers le reacuteservoir drsquointerception Le taux de transfert entre ces
deux reacuteservoirs est eacutegal au taux de fusion potentiel de la neige
Reacuteservoir drsquointerception
La pluie (ou dans certains cas la neige) peut ecirctre retenue par la veacutegeacutetation puis
redistribueacutee en une partie qui parvient au sol et une autre qui seacutevapore La partie
natteignant jamais le sol forme linterception Ce reacuteservoir est la premiegravere destination des
eaux de pluies de mecircme il est le premier agrave ecirctre deacutebiteacute par lrsquoeacutevapotranspiration
Stockage dans les deacutepressions
On deacutefinit leau de stockage dans les deacutepressions comme leau retenue dans les
creux et les deacutepressions topographiques du sol pendant et apregraves une averse
Horizon supeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute retenue dans les couches superficielles du sol Il a
une capaciteacute finie eacutegale agrave la profondeur de lrsquohorizon multiplieacutee par sa porositeacute
Le taux drsquohumidification de lrsquohorizon dont la distribution spatiale est consideacutereacutee triangulaire
est majoreacute par le taux drsquoinfiltration potentielle Ce taux drsquoinfiltration potentielle est baseacute sur
lrsquoeacutequation de Philips ci-dessous
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5150 tttx
Avec
x = distance parcourue par le front drsquohumectation
t = temps pour lequel 0x
et sont fonctions du type et des conditions du sol Manley (1978) deacutemontre que cette
relation peut ecirctre approcheacutee par lrsquoexpression suivante
ktkPtx 50)2( avec
P= succion capillaire
K = permeacuteabiliteacute agrave saturation du medium drsquoougrave lrsquoon tire le taux drsquoinfiltration potentielle
Brooks et Corey (1964) deacutemontrent que P srsquoexprime par
1
eb SPP
Ougrave Pb = Pression de bouillonnement (bubbling presure en mm de colonne drsquoeau)
= indice de composition granulomeacutetrique
Se= Humiditeacute efficace deacutefinie par la relation suivante
)01()( rre SSmS
Avec m = humiditeacute agrave saturation du sol
Sr = Humiditeacute reacutesiduel correspondant agrave lrsquohumiditeacute minimale agrave laquelle on peut
emmener le sol en lrsquoasseacutechant par augmentation de la succion En simulant la teneur en eau
de lrsquohorizon supeacuterieur on pourra alors simuler les forces qui causent le mouvement de lrsquoeau
La principale perte drsquoeau de lrsquohorizon superficiel est due agrave lrsquoeacutevapotranspiration qui si
la succion capillaire est infeacuterieure agrave 15 atmosphegraveres srsquoeacutetablit au taux potentiel (toute perte
drsquointerception ayant eacuteteacute pris en compte) Si la succion capillaire est supeacuterieure agrave 15
atmosphegraveres aucune eacutevaporation ne se produit
Le deuxiegraveme transfert drsquohumiditeacute agrave consideacuterer est lrsquoeacutecoulement hypodermique ou
retardeacute Il se produit suivant un taux qui est une fonction complexe de la permeacuteabiliteacute
horizontale efficace la pente de la couche et la distance au chenal
Brooks et Corey (1964) citeacute par Manley (2003) ont deacutemontreacute que la permeacuteabiliteacute
efficace des milieux poreux est donneacutee par
)32()( ee SKK ougrave
Ke est la permeacuteabiliteacute efficace et les autres termes sont tels que deacutefinis
preacuteceacutedemment
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Figure 31 Scheacutema de fonctionnement du modegravele
Lrsquoeacutecoulement hypodermique ou retardeacute est donneacute par la relation suivante
Reacuteservoir de neige
Nappe
intermeacutediaire
Horizon infeacuterieur
Horizon
superficiel
Reacuteservoir
drsquointerception
Nappe profonde
Chenaux mineurs
Reacutetention dans les deacutepressions
Ruissellement
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
souterrain
Ecoulement
souterrain
EVAPOTRANSPIRATION
PLUIE
NEIGE
Recharge ou
reacutecession de la nappe
Ecoulement dans
les riviegraveres
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)32()(1 SeRfacuehypodermiqEcoulement
Avec Rfac1= permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation mmh
La percolation est le dernier type de transfert se produisant agrave partir de cet horizon
Elle est donneacutee par
)32()( eb SKnPercolatio ougrave
Kb = permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la limite de lrsquohorizon
Se = Humiditeacute efficace de lrsquohorizon superficiel
En combinant les eacutequations preacuteceacutedentes le taux drsquoaccroissement du stock est donneacute
par
)32()1(
eb SKRfaci
dt
ds
Ougrave i = Flux entrant
S = reacuteservoir drsquohumiditeacute
t = le temps
Cette eacutequation ne peut malheureusement ecirctre reacutesolue de maniegravere explicite Mais en
faisant lrsquohypothegravese selon laquelle la variation du stock serait neacutegligeable devant le stock
initial cela conduit agrave une simplification de lrsquoeacutequation et permet alors drsquoobtenir une solution
approximative Pour tenir compte des situations extrecircmes la variation du stock doit ecirctre
comprise entre une limite supeacuterieure et une limite infeacuterieure La limite supeacuterieure est deacutefinie
par le niveau de stockage agrave partir duquel le flux de sortie est eacutegal au flux drsquoentreacutee La limite
infeacuterieure se deacuteduit en donnant agrave i la valeur zeacutero dans lrsquoeacutequation preacuteceacutedente cas pour lequel
une solution explicite est possible
Horizon infeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute du sol du situeacute en dessous de lrsquohorizon supeacuterieur
mais restant encore dans la zone racinaire (horizons B et C) Lrsquoexceacutedent de la demande
en eacutevapotranspiration nrsquoayant pas encore eacuteteacute satisfaite est alors soustraite de ce
reacuteservoir au taux potentiel avec les mecircmes restrictions que dans le cas de lrsquohorizon
superficiel
Nappe souterraine intermeacutediaire
Il srsquoagit drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini repreacutesentant le premier niveau de stockage des
eaux souterraines En particulier dans les zones calcaires la plupart des fissures
retenant de lrsquoeau communiquent avec un ruisseau plutocirct qursquoavec les nappes profondes
ce reacuteservoir repreacutesente cet eacutetat de fait Deux paramegravetres deacuteterminent les opeacuterations qui
srsquoy deacuteroulent le coefficient de deacutebit et la proportion drsquohumiditeacute qui sort du reacuteservoir pour
entrer dans le canaux Le reacuteservoir eacutetant lineacuteaire la relation entre le stockage et le temps
se deacuteduit immeacutediatement
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Nappe profonde
Il srsquoagit eacutegalement drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini ayant un coefficient de deacutebit constant
Crsquoest de lagrave que les eaux souterraines sont extraites Comme dans le cas preacuteceacutedent la
deacutetermination du flux (deacutebit de lrsquoeacutecoulement) est immeacutediate
Chenaux mineurs
Ce composant repreacutesente le dispatching des eacutecoulements agrave travers des petits
ruisseaux et des fosseacutes et dans des canaux eacutepheacutemegraveres en cas de saturation du bassin
versant Lrsquohydrogramme unitaire est triangulaire avec un temps de base eacutegal agrave 25 fois le
temps de monteacutee
IV12 Les variables drsquoentreacutee et de sortie du modegravele
Les principales variables drsquoentreacutee du modegravele sont
La pluviomeacutetrie Il srsquoagit de pluie moyenne sur le bassin ou le sous bassin versant
consideacutereacute ou des donneacutees brutes des stations pluviomeacutetriques Dans ce dernier cas
HYSIM effectue alors le test de double masse corrige les lacunes agrave lrsquoaide de
reacutegressions et calcule la pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant
Lrsquoeacutevapotranspiration (ETP) Lagrave aussi HYSIM peut recevoir directement lrsquoETP deacutejagrave
calculeacutee ou faire ce travail lui-mecircme quand on lui introduit les diffeacuterents termes de
lrsquoeacutevapotranspiration suivant la formule de Penman
Les autres variables drsquoentreacutees sont
Taux de fusion potentiel de la neige
Recharge et tarissement des riviegraveres
Coefficient de reacutecession de la nappe
Notons cependant que le modegravele peut tourner mecircme dans une situation ougrave les
donneacutees concernant une ou plusieurs de ces variables ne seraient pas disponibles
De mecircme le modegravele se preacutesente avec une certaine souplesse quant au pas de
temps des donneacutees Ce dernier peut en effet ecirctre journalier hebdomadaire mensuel ou
mecircme drsquoune fraction entiegravere journaliegravere
Les variables de sortie sont
Les deacutebits simuleacutes
Les contenances de diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps choisi
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Les flux drsquoeau entre les diffeacuterents reacuteservoirs
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IV13 Les paramegravetres du modegravele
La philosophie de deacuteveloppement de HYSIM est fondeacutee sur le souci de donner une
signification physique reacutealiste agrave tous le paramegravetres auxquels le modegravele fait recours La
plupart des paramegravetres employeacutes sont familiers aux hydrologues crsquoest le cas du reacuteservoir
drsquointerception ou de la superficie du bassin versant par exemple Mais bien drsquoautres
paramegravetres en particulier ceux relatifs agrave la physique du sol sont moins bien eacutevidents
Le bassin versant agrave modeacuteliser peut ecirctre subdiviseacute en sous bassins qui srsquoemboicirctent
Chaque sous bassin peut agrave son tour ecirctre subdiviseacute en plus de trois zones hydrologiques
individualiseacutees par leurs caracteacuteristiques climatiques et de sols Dans ce cas on deacutefinira
alors pour chaque sous-bassin la seacuterie de paramegravetres qui lui est propre Le reacuteseau
hydrographique est eacutegalement scheacutematiseacute en reacuteseau de chenaux
La premiegravere eacutetape de la modeacutelisation est de ce fait de deacutecider de la subdivision en
sous bassins et de la structuration du reacuteseau hydrographique agrave adopter
Ce modegravele est prolifique en paramegravetres On en distingue deux types les paramegravetres
hydrauliques et les paramegravetres hydrologiques
Les paramegravetres hydrauliques concernent les caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques la
pente et la rugositeacute des chenaux (Figure 32)
Figure 32 Paramegravetres hydrauliques du modegravele
Les paramegravetres hydrologiques
Ils sont les plus nombreux et on les regroupe en laquo paramegravetres de base raquo et
laquo paramegravetres avanceacutes raquo On les verra plus en deacutetail un peu plus loin
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IV2 MISE EN ŒUVRE DU MODELE SUR LE BASSIN DU KOU
laquo Le calage drsquoun model consiste agrave trouver le jeu optimal de paramegravetres cest-agrave-dire
celui qui optimise (bien souvent minimise) un critegravere numeacuterique permettant de juger de
lrsquoadeacutequation du modegravele pour des donneacutees disponibles En geacuteneacuteral ce critegravere mesure un eacutecart
entre la chronique des valeurs de deacutebits produites par le modegravele et la chronique des valeurs
observeacutees raquo Il traduit la performance du modegravele Ce Critegravere sera pour nous le critegravere de
Nash pour les raisons que nous expliciterons plus loin La deacutetermination des paramegravetres se
fera en deux eacutetapes
Une premiegravere eacutetape ougrave les paramegravetres sont deacutetermineacutes sur la base des
caracteacuteristiques notamment physiques du bassin versant et
Une deuxiegraveme eacutetape drsquoajustement (drsquooptimisation) des paramegravetres
Mais commenccedilons drsquoabord par deacuteterminer la peacuteriode de calage et le pas de temps
des donneacutees
IV21 Choix des eacutechelles de modeacutelisation
IV211 Echelle spatiale
La modeacutelisation hydrologique srsquoopegravere suivant diffeacuterentes eacutechelles spatiales
(KARAMBIRI 2003) On distinguera entre autres
- Premiegraverement lrsquoeacutechelle du bassin versant Cela se traduit par le deacutecoupage du
bassin versant en uniteacutes hydrologiques homogegravenes doteacutees de paramegravetres initiaux
mesureacutes ou estimeacutes qui seront ensuite optimiseacutes au cours du calage
- On peut eacutegalement conduire la modeacutelisation agrave lrsquoeacutechelle de la parcelle en deacuteterminant
les paramegravetres speacutecifiques agrave chaque eacutetat de surface eacuteleacutementaire qui seront ensuite
reporteacutes sur tout le bassin
- hellip
Le modegravele HYSIM est dans le premier cas Le bassin versant est conccedilu comme un
complexe de sous-bassins hydrologiques emboicircteacutes Le calage du modegravele consistera alors agrave
optimiser des paramegravetres deacutetermineacutes ou estimeacutes dans un premier temps sur la base
drsquoobservations et de mesures effectueacutees sur le terrain
La version laquo deacutemo raquo du modegravele que nous utilisons dans le cadre de cette eacutetude est
cependant soumise aux deux limitations suivantes
- Impossibiliteacute de travailler avec des seacuteries de plus de cinq ans de donneacutees
- Impossibiliteacute drsquoutiliser la subdivision en sous-bassins emboicircteacutes tout le bassin versant
devra ecirctre conccedilu comme un ensemble hydrologiquement homogegravene
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Drsquoautre part dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous eacutetions arriveacutes agrave la
conclusion qursquoau niveau des trois stations hydromeacutetriques seacutelectionneacutees seules les donneacutees
de Badara eacutetaient utilisables dans le cadre drsquoune modeacutelisation
Pour ces deux raisons ci-dessus eacutevoqueacutees notre uniteacute drsquoeacutetude sera le sous-bassin
de Badara Sans arriver jusqursquoagrave lrsquoexutoire du bassin versant le poste hydromeacutetrique de
Badara est geacuteographiquement suffisamment bien situeacute en aval des principaux utilisateurs
des ressources en eau du Kou (peacuterimegravetres irrigueacutes station de pompage de lrsquoONEA etc) On
pourra de ce fait assimiler le sous-bassin dont Badara est lrsquoexutoire agrave lrsquoensemble du bassin
versant du Kou sans trop de biais sur les conclusions
IV212 Echelle de temps
Pour ce qui est du pas de temps nous gardons un pas de temps journalier car drsquoune
part le modegravele lrsquoaccepte et drsquoautre part toutes les donneacutees disponibles sont agrave ce pas de
temps
IV22 Choix des eacuteveacutenements agrave modeacuteliser
Lrsquoobjectif principal de cette eacutetude est la deacutetermination du bilan hydrologique La
modeacutelisation devrait aider agrave deacuteterminer un terme important du bilan agrave savoir les volumes
eacutecouleacutes Ce volume est deacutetermineacute par inteacutegration du deacutebit moyen journalier sur la dureacutee sur
laquelle sera effectueacute le bilan Lrsquoeacuteveacutenement agrave modeacuteliser est de ce fait le deacutebit moyen
journalier Les donneacutees journaliegraveres drsquoETP et de pluies srsquoeacutetalent sur la peacuteriode 1996-2002
IV23 Choix des peacuteriodes et des fonctions critegraveres de calage et de validation
IV231 Choix des peacuteriodes de calage et de validation
Nous avons subdiviseacute la peacuteriode totale (1996 agrave 2002) couverte par nos donneacutees en
deux seacuteries de trois ans chacune La premiegravere anneacutee (1996) devant servir pour la mise en
route du modegravele le calage sera fait sur les trois anneacutees suivantes (1997 agrave 1999) dont les
donneacutees sont les meilleures La deuxiegraveme seacuterie (2000 agrave 2002) va ecirctre utiliseacutee pour la
validation
IV232 Choix de la fonction critegravere de calage et de validation
Lorsqursquoil srsquoagit de juger de la qualiteacute drsquoune simulation il est fait appel agrave des fonctions
objectives ou fonctions de critegraveres qui permettent drsquoestimer globalement sous forme drsquoun
seul nombre lrsquoeacutecart entre les sorties calculeacutees et les deacutebits observeacutes Plusieurs fonctions
critegraveres sont utiliseacutees pour lrsquoappreacuteciation des modegraveles pluies-deacutebits Nous pouvons en citer agrave
titre drsquoexemple le critegravere de Fortin (Fortin et al 1971) le critegravere de Nash (Nash et sutcliffe
1970) etchellip
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Pour ce qui est de notre eacutetude nous utiliserons dans un premier temps un critegravere
visuel qui consistera agrave repreacutesenter sur un graphique les valeurs observeacutees des deacutebits en
fonction des valeurs simuleacutees Ensuite ce critegravere visuel sera quantifieacute par la fonction critegravere
de Nash Il est en effet de lrsquoavis de nombreux auteurs que crsquoest la fonction qui permet
drsquoobtenir les meilleurs reacutesultats A preuve cette conclusion des eacutetudes comparatives
SERVAT ET DEZETTER (1990) puis DEZETTER (1991) laquo Au regard des objectifs viseacutes
(reconstitution la plus preacutecise possible des volumes de crue en saison des pluies restitution
de la dynamique des hydrogrammes absence de deacutecalage dans le temps entre les
hydrogrammes observeacutes et calculeacutes) et de la nature des donneacutees disponibles quelque soit
lrsquoalgorithme utiliseacute crsquoest son association avec le critegravere de Nash qui permet drsquoacceacuteder au
meilleur niveau de reacutesultats raquo
La fonction de critegravere de Nash est donneacutee par lrsquoexpression suivante
N
i
moyobs
i
obs
i
obs
N
i
i
Cal
NashdeCritegravere
1
2
2
1
)(
)(
1
Avec Qcal Deacutebit calculeacute
Qobs Deacutebit observeacute
Qobs-moy Deacutebit observeacute moyen
On sait que 1NashdeCritere Le modegravele sera alors consideacutereacute
comme performant lorsque la valeur du NashdeCritere est proche de 1 Pour
mieux appreacutecier cette performance nous adoptons lrsquoeacutechelle drsquoappreacuteciation
suivante (PACOME 2004)
Si NashdeCritere gt 08 alors le critegravere de Nash est bon pour le modegravele
Si 07 lt NashdeCritere 08 alors le critegravere de Nash est satisfaisant
Si 06 lt NashdeCritere 0 7 alors le critegravere de Nash est acceptable
Si 05 lt NashdeCritere 0 6 alors le critegravere de Nash est peu acceptable
Si NashdeCritere 05 alors le critegravere de Nash est mauvais
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IV24 Deacutetermination des paramegravetres du modegravele
IV241 Les paramegravetres hydrauliques
Les paramegravetres suivants ont eacuteteacute deacutetermineacutes agrave lrsquoaide des donneacutees topographiques
disponibles et sur la base des observations de terrain Nous adoptons ainsi les dimensions
moyennes suivantes
Largeur en gueule 30 m largeur au plafond = 15 m
Profondeur = 2 m longueur = 40 Km
Pente longitudinale = 2permil Largeur du lit majeur = 100m
Cœfficient de rugositeacute de Manning du chenal = 0033
Cœfficient de rugositeacute de Manning du lit majeur = 006
Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques
IV242 Paramegravetres hydrologiques de base
La deacutetermination de ces paramegravetres a eacuteteacute faite le plus souvent sur la base des
indications donneacutees par le manuel drsquoutilisation du modegravele
Reacuteservoir drsquointerception (Interception Storage)
Une valeur de 2 mm est raisonnable pour les prairies tandis que pour des zones de
forecirct on pourra deacutepasser 10 mm La carte drsquooccupation du sol du bassin montre une
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heacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute avec une preacutedominance de zone arbustive (66) suivi de plantations
(19) champ (134) et plaine rizicole (8) Nous retenons de ce fait une valeur 10
mm
Proportion de zone impermeacuteable (Impermeable Proportion)
Il srsquoagit de la proportion de la partie du bassin versant que lrsquoon peut consideacuterer
comme impermeacuteable Ceci inclus non seulement les routes et parkings mais
eacutegalement les aires naturels reacuteputeacutees avoir cette proprieacuteteacute ainsi que la riviegravere elle-
mecircme Une valeur de 002 est typique des zones rurales pour les zones urbaniseacutees
cette valeur pourra deacutepasser 20 Ce dernier taux nous semble exageacutereacute pour le
contexte africain en geacuteneacuterale et pour celui de la valleacutee du Kou en particulier La ville
de Bobo-Dioulasso ne peut pas ecirctre en effet consideacutereacutee impermeacuteabiliseacutee au mecircme
degreacute que le villes anglaises qui appartiennent au contexte de creacuteation et de
conception de HYSIM Nous estimons ce paramegravetre agrave 002 sur la base de la carte
drsquooccupation des sols du bassin versant
Temps de monteacutee des petits chenaux (Time to peak - minor channels)
Ce paramegravetre controcircle la simulation de la reacuteponse des canaux affluents
mineurs qui nrsquoauront pas eacuteteacute pris en compte dans la scheacutematisation du reacuteseau
hydrographique Ce paramegravetre srsquoestime par la formule suivante
470)(82 SLTp
Ougrave Tp = Temps de monteacutee en heures
L = longueur de la riviegravere consideacutereacutee en km
S = pente de la riviegravere consideacutereacutee mkm
On retiendra comme valeur du paramegravetre la moyenne des Tp calculeacutes avec la formule
preacuteceacutedente pour 4 agrave 5 affluents mineurs
Ce paramegravetre a eacuteteacute deacutetermineacute agrave lrsquoaide de la carte topographique de la valleacutee du Kou
On trouve Tp = 43h
Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
Sa valeur est normalement comprise entre 500 et 1000 mm mais cela
deacutependra surtout des types de veacutegeacutetations et de sols en preacutesence Ce paramegravetre
deacutetermine la capaciteacute de reacutetention totale des horizons superficiel et infeacuterieur du sol Il
est cependant difficile agrave deacuteterminer agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant crsquoest donc par
iteacuteration que nous le deacuteterminerons en partant drsquoune valeur de 1000 mm
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Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Crsquoest lrsquoun des plus importants paramegravetres du modegravele car il controcircle la
reacuteponse du sol Sa valeur se deacutetermine agrave lrsquoaide du tableau 18 avec comme entreacutee la
texture du sol Dans notre cas sa valeur est de 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et lrsquohorizon
qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute entre les deux
horizons du sol Sa valeur varie de 50 mmh pour les sols argileux agrave plus de
200mmh pour le sable Pour commencer les iteacuterations on prendra comme valeur de
deacutepart soit le double de la valeur donneacutee par le tableau 18 soit la valeur par deacutefaut
du modegravele qui est de 10 mmh Ce paramegravetre est en effet normalement moduleacute et
ajusteacute par le modegravele
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute du sol vers la nappe
souterraine En lrsquoabsence de nappe souterraine la valeur de ce paramegravetre est zeacutero
Dans le cas contraire sa valeur va de 10 mmh pour les sols lourds agrave 100 mmh et
plus pour les sols sableux et graveleux On pourra comme preacuteceacutedemment utiliser les
valeurs du tableau 18 ou garder la valeur par deacutefaut de 10 mmh donneacute par le
modegravele agrave titre de valeur de deacutemarrage car ce paramegravetre est eacutegalement moduleacute et
ajusteacute automatiquement
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-off from
the upper horizon at saturation)
La valeur de ce paramegravetre est ajusteacutee au cours de la calibration en partant de
la valeur par deacutefaut de deacutemarrage de 10 mmh
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
La proceacutedure de deacutetermination de ce paramegravetre est la mecircme que celle du
paramegravetre preacuteceacutedent
Coefficient de reacutecession de la nappe (groundwater recession)
La valeur de ce paramegravetre est donneacutee par la relation suivante
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)1(
12 )( mqqrecessiondetCoefficien
Ougrave q1 et q2 sont respectivement les deacutebits au deacutebut et agrave la fin de la saison segraveche et
m la dureacutee en mois de cette saison segraveche
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol
Texture Teneur
en argile
()
PSDI Pression
de
bouillone
ment
permeabiliteacute
mmh
Porositeacute Humiditeacute
residuelle
Peat 0 050 100 500 070 010
Sable 3 025 120 630 040 010
Loamy Sand 6 023 90 560 041 010
Marne sableuse 9 020 220 125 044 015
Silt Loam 14 019 80 26 049 015
Loam 19 018 500 25 045 015
Sandy Clay Loam 28 014 300 23 042 015
Silty Clay Loam 34 013 360 6 048 020
Limon argileux 34 012 630 9 048 020
Argile sableuse 43 010 150 8 043 020
Argile limoneuse 49 010 490 4 049 020
Argile 63 009 410 4 048 025
Nota
1 Ces valeurs sont baseacutee sur des donneacutee expeacuterimentales Certains parmis elles varient drsquoune maniegravere
rendant difficile lrsquoestimation drsquoune moyenne quand plusieurs types de sols sont concerneacutes A titre
drsquoexemple dans le cas de la pression de bouillonnement la valeur par deacutefaut de 250 doit ecirctre utiliseacutee agrave
moins que le bassin versant ne soit agrave 100 drsquoun type particulier
2 La teneur en argile et lrsquohumiditeacute reacutesiduelle ne sont pas utiliseacutees par HYSIM mais incluses dans le
tableau agrave titre de compleacutement
Coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (Precipitation correction factor)
Ce paramegravetre a eacuteteacute preacutevu pour corriger une eacuteventuelle sous-estimation ou
une eacuteventuelle surestimation de la pluviomeacutetrie Le test de sensibiliteacute a montreacute que le
modegravele reacuteagit trop par rapport agrave la pluviomeacutetrie de sorte que les deacutebits simuleacutes sont
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nettement supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes Lrsquointroduction de ce paramegravetre en
diminuant (dans notre cas) la pluviomeacutetrie permet alors de coller les deacutebits simuleacutes
avec les deacutebits observeacutes Apregraves plusieurs essais la valeur de 06 a eacuteteacute retenue
Coefficient de correction de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (Potential
evapotranspiration correction factor)
La deacutetermination de lrsquoeacutevapotranspiration eacutetant reacuteputeacutee moins preacutecise que celle
de la pluviomeacutetrie crsquoest sur ce paramegravetre que lrsquoon va le plus souvent jouer pour
obtenir lrsquoeacutequilibre du bilan hydrologique (optimisation agrave paramegravetre unique)
Superficie du sous-bassin (sub-catchment area)
Crsquoest la superficie du sous bassin versant en km2 Elle est de 989 km2
IV243 Paramegravetres hydrologiques avanceacutes
Ils ne sont dits laquo avanceacutes raquo que parce que le modegravele est moins sensible agrave leur
modulation Le plus souvent on se contentera des valeurs par deacutefaut suggeacutereacutees
Permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la surface de lrsquohorizon superficiel (saturated
permeability at the top of the Upper horizon boundary)
La valeur par deacutefaut proposeacutee et que nous retiendrons est 1000 mmh
Proportion de stockage dhumiditeacute dans lhorizon supeacuterieur
Cest un paramegravetre difficile agrave ajuster avec assurance Mais il serait peu
commun de deacutepasser la valeur par deacutefaut de 03 Srsquoil se trouve que la reacuteponse du
modegravele agrave de petits orages est geacuteneacuteralement tregraves faible la valeur de ce paramegravetre
peut ecirctre reacuteduite cest-agrave-dire que lhorizon supeacuterieur se remplira plus rapidement et
se deacutechargera aussitocirct
Rapport de la surface du bassin versant souterrain participant au bilan au bassin
versant de surface (Ratio of Contributing Groundwater Catchment Area to Surface
Catchment Area)
Ce ratio tient compte du fait que les deux bassins pourraient ne pas coiumlncider
Proportion du bassin versant qui soit sans contribution de nappe souterraine
(Proportion of Catchment without Contributing Groundwater)
Idem avec le paramegravetre preacuteceacutedent
Proportion de zone mareacutecageuse (Riparian proportion) soumise agrave
lrsquoeacutevapotranspiration au taux potentiel pendant toute lrsquoanneacutee et ce mecircme quand tout le
reste du bassin versant serait sec
Porositeacute (prosity)
Le tableau 18 donne une valeur de 44
Pression de bouillonnement (bubbling pressure)
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Cette valeur repreacutesente la succion capillaire agrave partir de laquelle des bulles
apparaissent quand le sol est soumis agrave un assegravechement Ce paramegravetre est lun des
deux paramegravetres qui commandent la reacuteponse de la succion capillaire dans le sol agrave la
teneur en eau Des valeurs typiques sont indiqueacutees dans le tableau 18 mais la
valeur par deacutefaut approprieacutee pour un bassin versant reacuteputeacute heacuteteacuterogegravene est 250
Coefficient de reacutecession de la nappe souterraine intermeacutediaire
Valeur par deacutefaut 05
Proportion drsquohumiditeacute quittant les nappes intermeacutediaires en direction des canaux
Valeur par deacutefaut 0
Facteur drsquointerception
Ceci est un coefficient de pondeacuteration de lrsquoeacutevapotranspiration qui se produit au
droit du reacuteservoir drsquointerception Lrsquoeacutevaporation srsquoy produit en effet agrave un taux
eacutequivalent agrave ce qui se produirait sur un plan drsquoeau libre dont le taux est nettement
supeacuterieur agrave lrsquoeacutevapotranspiration Valeur par deacutefaut 1
IV244 Test de sensibiliteacute
Ce test permet drsquoidentifier les paramegravetres qui influencent le plus les reacutesultats du
modegravele Le test a consisteacute agrave faire varier les paramegravetres dans des plages raisonnables et
reacutealistes vis agrave vis des observations de terrain A lrsquoissu de ce test on fait le constat suivant
- Le facteur de zone impermeacuteable a de lrsquoinfluence sur lrsquoeffet des petites pluies sur les
deacutebits Plus ce facteur est grand plus les deacutebits simuleacutes seront eacuteleveacutes
- La profondeur racinaire a une grande influence sur les volumes et les deacutebits ruisseleacutes
Le volume ruisseleacute croit en sens inverse de la profondeur racinaire
- Le facteur de reacutecession de la nappe a quant agrave lui de lrsquoinfluence sur le deacutebit de saison
segraveche ou deacutebit de base
- Les facteurs de correction de la pluviomeacutetrie et de lrsquoeacutevapotranspiration jouent dans le
mecircme sens que le deacutebit Quand les deacutebits simuleacutes sont supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes
il faut diminuer le paramegravetre de correction de la pluie et augmenter celui de lrsquoETP Mais
ces deux paramegravetres ont moins de conseacutequences que la profondeur racinaire
- Un autre facteur dont lrsquoinfluence sur les deacutebits et les volumes est important crsquoest lrsquoindice
de composition granulomeacutetrique Plus cet indice est grand moins il y a drsquoeacutecoulement
Mais cela a une influence positive sur le deacutebit de base
Les autres facteurs comme les permeacuteabiliteacutes ont eacutegalement des influences notables sur
lrsquoeacutecoulement mais comme ces paramegravetres sont optimiseacutes automatiquement on nrsquoen tiendra
pas trop compte
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IV245 Optimisation des paramegravetres du modegravele
Lrsquooptimisation des paramegravetres a pour but de trouver le jeu de paramegravetres qui
rapproche le plus possible le comportement du modegravele de celui du bassin modeacuteliseacute la
similitude des comportements eacutetant quantifieacutee par un critegravere (fonction objectif) servant agrave
lrsquooptimisation des paramegravetres et mesurant ce degreacute de similitude
Lrsquooptimisation des paramegravetres se fait en deux eacutetapes
Lrsquooptimisation agrave paramegravetre unique Crsquoest lrsquooptimisation par ajustement de
lrsquoun des trois paramegravetres suivants
- Le coefficient correcteur de la pluviomeacutetrie
- Le coefficient correcteur de lrsquoeacutevapotranspiration
- Et la profondeur racinaire
Le choix du paramegravetre agrave ajuster va largement deacutependre de la qualiteacute des donneacutees
pluviomeacutetriques Si ces donneacutees donnent une bonne couverture spatiale du bassin (cest-agrave-
dire une bonne repreacutesentativiteacute) il serait alors preacutefeacuterable drsquooptimiser le coefficient correcteur
de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (ETP) Dans le cas contraire choisir le coefficient
correcteur de la pluviomeacutetrie La profondeur racinaire ne sera choisie que dans le seul cas
ougrave les donneacutees pluviomeacutetriques et drsquoeacutevapotranspiration seraient tregraves sucircres
Lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres
Lrsquooptimisation porte sur quatre au moins des six paramegravetres suivants
1) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et
lrsquohorizon qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
2) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
3) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-
off from the upper horizon at saturation)
4) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
5) Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
6) Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Quatre fonctions objectives sont disponibles dans cette option drsquooptimisation agrave
multiples paramegravetres En effet lrsquoon doit choisir lrsquoune de ces quatre fonctions avant de lancer
lrsquooptimisation HYSIM va alors essayer de minimiser cette fonction objective en choisissant
une direction agrave partir du jeu initial de paramegravetres pour effectuer des deacuteplacements dans
lrsquoespace ces derniers et calculer la valeur de la fonction au nouveau point Srsquoil y a
ameacutelioration lrsquoopeacuteration est renouveleacutee agrave partir de ces nouveaux paramegravetres Sinon on
choisit une nouvelle direction agrave partir de ce mecircme point
Ces quatre fonctions objectives sont les suivantes
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a) Erreur reacuteduite destimation (Reduced error estimate (REE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
5022 )()( mR FFFFEER
Ougrave F = Deacutebit moyen journalier simuleacute
Fm = Deacutebit moyen journalier observeacute
FR = Deacutebit journalier observeacute
Cette fonction donne le mecircme poids agrave des erreurs eacutequivalentes par exemple une
erreur de 1m3s aura le mecircme poids que le deacutebit soit de 10 ou de 1m3s Le choix du
REE est bien indiqueacute pour la modeacutelisation des eacutecoulements ou pour des bassins
versants agrave activiteacute saisonniegravere
b) Erreur proportionnelle destimation (Proportional error of estimate (PEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
502 )1())(( nFFFEEP RR
Ougrave n deacutesigne le nombre de jours utiliseacutes pour le calage et les autres termes restent
tels que deacutefinis ci-dessus Cette fonction conduit agrave la minimisation des erreurs
proportionnelles par exemple une erreur de 1m3s ougrave le deacutebit est de 10m3s a le mecircme
poids qursquoune erreur de 01m3s ougrave le deacutebit est de 1m3s Cette fonction objective est
particuliegraverement utile dans le cas des eacutecoulements lents
c) Erreur extrecircme destimation (Extreme error of estimate (EEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
50)1(()))()((( nFFFFFFEEE mRmR
Cette fonction objective donne des poids plus grands aux extrecircmes (maxi et mini)
Elle sera geacuteneacuteralement preacutefeacutereacutee agrave toutes les autres Ce sera celle que nous allons
utiliser
d) Deacutebit de base (base flow)
Cette fonction est baseacutee sur la somme des carreacutes des erreurs des deacutebits de base
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IV3 RESULTATS ET DISCUSSIONS
IV31 Analyse de la qualiteacute des reacutesultats du modegravele
La pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee par la meacutethode des
polygones de Thiessen et agrave partir des observations faites sur trois stations assez bien
reparties dans lrsquoespace Elle nous parait de ce fait plus sucircre que lrsquoeacutevapotranspiration qui a
eacuteteacute deacutetermineacutee agrave partir drsquoune seule station Crsquoest pour cette raison que nous avons choisi de
jouer sur le coefficient se rapportant agrave lrsquoETP dans lrsquoeacutetape de lrsquooptimisation agrave paramegravetre
unique
Pour lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres nous avons joueacute sur les quatre paramegravetres
que le concepteur conseille dans les cas courants (voir paragraphe IV244)
Apregraves plusieurs simulations ougrave nous avons chaque fois deacutetermineacute la fonction critegravere
nous sommes arriveacute au reacutesultat suivant
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage
Reacuteservoir drsquointerception (mm)
10
Proportion de terrain impermeacuteable 010
Temps de monteacutee (heure) 43
Profondeur racinaire (mm) 6000
Index de composition granulomeacutetrique 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation a lrsquointerface des deux horizons (mmh) 140
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon superficiel (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon infeacuterieur (mmh) 11
Facteur de reacutecession de la nappe (par mois) 0999
Facteur de correction de la pluviomeacutetrie 060
Facteur de correction de lrsquoeacutevapotranspiration 0307
Surface du bassin versant (Km2) 989
Il convient de voir si les valeurs de paramegravetres trouveacutes sont reacutealistes La critique va
porter sur les paramegravetres marqueacutes par un asteacuterix dans le tableau 19 les autres paramegravetres
ayant deacutejagrave eacuteteacute choisis sur la base des donneacutees de terrain
La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave lrsquointerface des deux couches (140 mm) est
caracteacuteristique des terrains sableux (voir tableau 20) et ceci correspond agrave notre terrain
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La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la base de la couche infeacuterieure est
caracteacuteristique de sols lourds ce qui est eacutegalement le cas du bassin du Kou
Quant aux eacutecoulements hypodermiques les taux qui sont les leurs nous
semblent raisonnables
La valeur de la profondeur racinaire semble cependant exageacutereacutee mais crsquoest
tout de mecircme une valeur plausible du fait de la nature seacutedimentaire du terrain et drsquoapregraves
CHABI GONNI (2003) la nappe se situerait en moyenne agrave 20 m de profondeur
Le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (060) semble ecirctre faible Cela
pourrait srsquoexpliquer par les diverses preacutelegravevements en amont de Badara car les erreurs sur la
mesure de la pluie ne pourraient agrave elle seule expliquer un rabattement de 40 pour passer
de la pluie mesureacutee agrave la pluie efficace
Le coefficient de correction de lrsquoETP semble ecirctre eacutegalement sous-estimeacute Cela
pourrait srsquoexpliquer par la faiblesse du coefficient de correction de la pluviomeacutetrie Les
valeurs de ces deux derniers paramegravetres posent la question de la surparametrisation du
modegravele
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours drsquoHydrogeacuteologie
de M DIENG (EIER))
Diamegravetre (mm) 5 005 0005
Nature des
sols
Graviers ou
Gravillons sans
eacuteleacutements fins
Sable pur ou sable
et Gravier sans
eacuteleacutements fins
Sable tregraves fin silts
et meacutelange de sables
et argiles
Argiles
homogegravenes
K en ms 1 10-2
10-5
10-9
Tregraves bonne Bonne Mauvaise Impermeacuteable
Les valeurs des paramegravetres deacutetermineacutes agrave partir du calage sont reacutealistes et
acceptables
IV32 Analyse des reacutesultats du calage
Les graphiques des figures 34 agrave 39 preacutesentent les reacutesultats du calage Lrsquoobservation
visuelle des graphiques et les valeurs du critegravere de Nash sur les deacutebits et de lrsquoerreur relative
sur les volumes du tableau 21 autorisent les remarques suivantes
Critegravere de Nash gt 06 bonne restitution des deacutebits cependant lrsquoobservation
des graphiques (semis des points) montre que le modegravele a tendance agrave sous-estimer les
deacutebits maximums et moyens (simuleacutes) Par contre les deacutebits minimums simuleacutes sont
surestimeacutes
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 77
Lrsquoerreur relative exprimeacutee par la diffeacuterence entre les volumes observeacutes et
simuleacutes est infeacuterieure en valeur absolue agrave 5 ce qui est acceptable drsquoougrave nous concluons
qursquoil y a une bonne restitution des volumes
Une bonne synchronisation des deacutebits observeacutes et simuleacutes au cours des
anneacutees 1997 et 1999 par contre au deacutebut de lrsquoanneacutee 1998 on constate un certain
deacutecrochage des deux courbes cela peut ecirctre du agrave la qualiteacute des donneacutees drsquoobservation Le
modegravele annonce une crue cela est confirmeacute en regardant lrsquohistogramme des pluies ougrave on
peut remarquer qursquoil y a effectivement une pluie correspondant agrave ce jour La courbe des
deacutebits observeacutes reste cependant muette lagrave-dessus
Il y a une meilleure sensibiliteacute du modegravele aux eacuteveacutenements pluvieux mecircmes les
plus faibles par rapport aux deacutebits observeacutes
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage
Date 1997 1998 1999 1997-1999
Nash 061 079 086 076
Erreur relative
()
01 34 05 22
Correacutelation ()
079 892 938 883
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacute
bit
s (
m3
s)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
RecordedNash (1997) = 061
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 78
Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash(Q)= 061
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 79
1998
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bs
erv
eacutes
(m
3s
)
Nash(1998)=079
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
0
5
10
15
20
25
11
19
99
11
71
99
9
22
19
99
21
81
99
9
63
19
99
32
21
99
9
74
19
99
42
31
99
9
95
19
99
52
51
99
9
10
61
99
9
62
61
99
9
12
71
99
9
72
81
99
9
81
31
99
9
82
91
99
9
91
41
99
9
93
01
99
9
10
16
19
99
11
11
99
9
11
17
19
99
31
21
99
9
12
19
19
99
Dates
Deacuteb
its
m3
s)
0
20
40
60
80
100
120
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Nash (1999)=086
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 80
Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
1999
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash (1999)=086
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
IV33 Analyse des reacutesultats de la validation
La calibration ou calage a consisteacute en gros agrave partir de la pluviomeacutetrie et de
lrsquoeacutevapotranspiration pour deacuteterminer les paramegravetres du modegravele La validation sera lrsquoopeacuteration
inverse permettant drsquoeacutevaluer la performance du modegravele (muni des paramegravetres deacutetermineacutes en
calibration) agrave deacutecrire fidegravelement le processus hydrologique au sein du bassin versant Pour
ce faire on fait tourner le modegravele pour une peacuteriode autre que celle ayant servi agrave la calibration
et on compare les reacutesultats ainsi obtenus aux reacutesultats mesureacutes Nous analysons lagrave aussi la
restitution des volumes drsquoeau eacutecouleacutes et des deacutebits avec les mecircmes moyens qursquoau calage
(tableau 22 et figures 39 agrave 44)
Le critegravere de Nash que nous trouvons est de 06 pour chaque anneacutee du calage prise
individuellement ou pour lrsquoensemble des trois anneacutees Cela confirme le fait que modegravele
restitue de faccedilon acceptable les deacutebits Les deacutebits maximums et moyens sont lagrave aussi
minoreacutes par rapport aux observations Lrsquoobservation est valable pour les deacutebits minimums
eacutegalement Le biais est assez net pour 2001 et 2000
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 81
Lrsquoerreur sur le volume est pour chaque anneacutee prise individuellement ou pour
lrsquoensemble de la peacuteriode de calage tregraves eacuteleveacutee car deacutepassant mecircme les 10 Cela est agrave
imputer agrave la qualiteacute des donneacutees de cette peacuteriode
Il y a une bonne synchronisation entre deacutebits simuleacutes et observeacutes en particulier pour
les deacutebits maximums
On observe lagrave aussi une bonne sensibiliteacute aux eacuteveacutenements pluvieux
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation
Date 2000 2001 2002 2000-2002
Nash 066 063 056 061
Erreur relative
()
130 240 110 22
0
5
10
15
20
25
30
01
01
20
00
16
01
20
00
31
01
20
00
15
02
20
00
03
01
20
00
16
03
20
00
31
03
20
00
15
04
20
00
30
04
20
00
15
05
20
00
30
05
20
00
14
06
20
00
29
06
20
00
14
07
20
00
29
07
20
00
13
08
20
00
28
08
20
00
09
12
20
00
27
09
20
00
10
12
20
00
27
10
20
00
11
11
20
00
26
11
20
00
12
11
20
00
26
12
20
00
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Nash(2000) = 066
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 82
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2000) = 066
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
0
5
10
15
20
25
30
11
20
01
11
72
00
1
22
20
01
21
82
00
1
63
20
01
32
22
00
1
74
20
01
42
32
00
1
95
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01
52
52
00
1
10
62
00
1
62
62
00
1
12
72
00
1
72
82
00
1
81
32
00
1
82
92
00
1
91
42
00
1
93
02
00
1
10
16
20
01
11
12
00
1
11
17
20
01
31
22
00
1
12
19
20
01
Dates
Deacuteb
its (
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies (
mm
)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 83
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2001) = 063
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
0
5
10
15
20
25
30
11
20
02
11
52
00
2
12
92
00
2
12
22
00
2
22
62
00
2
12
32
00
2
32
62
00
2
94
20
02
42
32
00
2
75
20
02
52
12
00
2
46
20
02
61
82
00
2
27
20
02
71
62
00
2
73
02
00
2
81
32
00
2
82
72
00
2
10
92
00
2
92
42
00
2
81
02
00
2
10
22
20
02
51
12
00
2
11
19
20
02
31
22
00
2
12
17
20
02
12
31
20
02
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Simulated
Recorded
Nash (2002) = 06
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 84
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash (2002) = 06
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
IV34 Reconstitution des donneacutees hydromeacutetriques manquantes agrave laide du modegravele
La simulation consiste agrave mettre en œuvre le modegravele caleacute preacuteceacutedemment pour
deacuteterminer les deacutebits correspondants agrave des peacuteriodes sans observation hydromeacutetrique ou
dont les donneacutees contiennent des lacunes
Nous retenons comme peacuteriode de simulation la peacuteriode comprise entre 1986 et 2003
qui correspond agrave celle dont les observations des trois stations pluviomeacutetriques utiliseacutees plus
haut sont disponibles
A lrsquoanalyse des reacutesultats nous faisons le constat suivant
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale les variations des deacutebits suivent les saisons
meacuteteacuteorologiques Pendant la saison des pluies le deacutebit augmente et atteint son maximum en
aoucirct (53m3s) Les deacutebits baissent rapidement agrave partir drsquooctobre et continuerons ensuite agrave
baisser graduellement de novembre agrave juin Le deacutebit drsquoeacutetiage moyen (correspondant agrave la
peacuteriode de deacutecembre agrave mai) est de lrsquoordre de 07m3s La figure 45 illustre la variation inter-
saisonniegravere du deacutebit moyen
Le deacutebit moyen annuel calculeacute pour la peacuteriode de 1984 agrave 2003 est de 17m3s le
volume eacutecouleacute correspondant srsquoeacutelegraveve agrave 536 million de m3 On obtient ainsi un coefficient
drsquoeacutecoulement de 53
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 85
000100200300400500600
Janv
ier
Mar
sM
ai
Juillet
Sep
tem
bre
Nov
embr
e
Mois
Deacute
bit
s (
m3
s)
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou
Pour analyser les variations interannuelles des deacutebits nous avons appliqueacute la
meacutethode de la moyenne mobile au deacutebit drsquoeacutetiage cest-agrave-dire de deacutecembre agrave mai Lrsquoanalyse
des deacutebits annuels (figure 46) ne permet pas en effet de conclure sur lrsquoeacutevolution des
deacutebits car des anneacutees ougrave les deacutebits paraissent eacuteleveacutes il peut y avoir des mois sans
eacutecoulement en fait compenseacutes par des mois pluvieux
000
050
100
150
200
250
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
anneacutees
Deacuteb
its (
m3s
)
Deacutebit moyen annuel
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 86
000
020
040
060
080
100
120
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
deacuteb
it(m
3s
)
Deacutebit deacutetiage
Moyenne arithmetique
Moyenne mobile
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes
A lrsquoissue du test de la moyenne mobile le constat est qursquoon ne deacutecegravele pas de
tendance Cela est normal car le deacutebit est fonction de la pluviomeacutetrie qui elle-mecircme ne
connaicirct pas de tendance comme nous lrsquoavons vu plus loin
IV35 Conclusion
HYSIM est un modegravele prolifique en paramegravetres ce qui a rendu le calage tregraves
laborieux La multipliciteacute des paramegravetres peut eacutegalement conduire agrave des solutions locales
Un autre fait deacuteplorable crsquoest la petitesse de la chronique utiliseacutee Il faut eacutegalement citer le
fait que la station hydromeacutetrique dont les donneacutees ont eacuteteacute utiliseacutees nrsquoest pas celle qui est le
plus agrave lrsquoaval du bassin versant Cela est de nature agrave biaiser le reacutesultat obtenu Cependant la
mise en oeuvre de HYSIM sur le bassin du Kou a donneacute des bons reacutesultats On peut donc
lrsquoemployer pour simuler les deacutebits et compleacuteter les donneacutees neacutecessaires au calcul du bilan
hydrologique
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
BILAN EN EAU DU BASSIN
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 87
V BILAN EN EAU DU BASSIN
V1 APPROCHE METHODOLOGIQUE
Faire un bilan hydrique agrave lrsquoeacutechelle drsquoun objet revient toujours agrave consideacuterer que la loi
de conservation de la masse est satisfaite pour la peacuteriode retenue
Le bilan hydrologique que lrsquoon peut comparer agrave une simple opeacuteration comptable vise
agrave eacutetablir le budget entre les entreacutees et les sorties en eau dune uniteacute hydrologique deacutefinie
pendant une peacuteriode de temps donneacute
Dans sa formulation la plus geacuteneacuterale il seacutecrit
)( huRETRQP
Tout ce qui tombe (P) dans un espace hydrologique et dans un laps de temps donneacute
soit seacutecoule (Q) soit repart dans latmosphegravere par eacutevapotranspiration (ETR) soit participe agrave
la recharge des reacuteserves en eau du sol (Ru) ou du sous-sol (Rh) Les variations de reacuteserve
peuvent ecirctre eacutegalement neacutegatives et contribuer aux eacutecoulements etou agrave
leacutevapotranspiration
La meacutethodologie ci-dessous deacuteveloppeacutee consistera agrave deacuteterminer tous les termes du
bilan hydrologique et agrave poser lrsquoeacutequation du bilan On prendra le cas drsquoune anneacutee moyenne
drsquoune anneacutee deacutecennale segraveche et drsquoune anneacutee deacutecennale humide
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V2 LES DIFFERENTS TERMES DU BILAN
V21 Les apports pluviomeacutetriques
La pluviomeacutetrie annuelle moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee dans la
premiegravere partie De mecircme une analyse freacutequentielle en a eacuteteacute faite Cela a reacuteveacuteleacute lrsquoextrecircme
variabiliteacute interannuelle de la pluie Crsquoest pour cette raison que dans cette eacutevaluation des
apports nous prenons le cas drsquoune pluie en anneacutee moyenne (1996) en anneacutee deacutecennale
segraveche (2001) et en anneacutee deacutecennale humide (1998) La surface eacutetant de 989 km2 nous en
deacuteduisons les volumes des apports pluviomeacutetriques correspondant aux anneacutees retenues
pour lrsquoeacutetude du bilan Les reacutesultats sont consigneacutes au tableau
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee moyenne deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Hauteur (mm) 9299 7888 11579
Volume apports (m3) 919 671 800 780 123 200 1 145 163 100
V22 Les eacutecoulements
Les deacutebits correspondant agrave la peacuteriode de 1984 agrave 2003 ont eacuteteacute simuleacutes avec le modegravele
HYSIM Ils sont catalogueacutes en annexe IV Nous notons au tableau 24 les lames eacutecouleacutees
les deacutebits moyens et les volumes eacutecouleacutes correspondant aux anneacutees du bilan
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale segraveche et humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Deacutebit moyen annuel (m3s)
1501 1233 1952
Volume eacutecouleacute (m3) 47 274 200 29 768 900 61 318 000
Coefficient drsquoeacutecoulement ()
51 50 54
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On note un tregraves faible coefficient drsquoeacutecoulement quelque soit le quantile consideacutereacute A
titre de comparaison lrsquoeacutetude IWACO (1989) citeacutee par BERTHIAUD (2001) a trouveacute un
coefficient drsquoeacutecoulement de 52 pour la peacuteriode de 1974 agrave 1985
V23 Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle (ETR) est lrsquoune des variables de sortie du modegravele Nous
preacutesentons dans le tableau 25 suivant les valeurs correspondant agrave lrsquoETR des anneacutees du
Bilan
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
LrsquoETR reste au mecircme niveau quelque soit lrsquoissu de la saison des pluies Elle est cependant
plus accentueacutee en anneacutee segraveche agrave cause de la faible teneur en eau de lrsquoair
V24 La variation du stock des diffeacuterents reacuteservoirs
Le modegravele sort eacutegalement lrsquoeacutetat des diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps journalier
On peut donc calculer la variation du contenu de chaque reacuteservoir et de lagrave la variation de
stock totale au cour drsquoune peacuteriode (tableau 26)
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et deacutecennale
humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Neige 00 00 00
Interception 00 00 00
Horizon superficiel -689 -1859 452
Horizon infeacuterieur -22 -45 130
Nappe intermeacutediaire 00 00 00
Nappe souterraine -223 -223 -217
Chenaux mineurs 00 00 01
Variation du stock totale (mm)
-931 -21268 +3656
On constate une variation de stock (Stockfinal ndash Stockinitial) neacutegative en anneacutee moyenne
et en anneacutee segraveche Les deux premiegraveres couches du sol perdent leurs eaux au profit de la
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demande eacutevaporative De mecircme elles sont mises agrave contribution ainsi que la nappe
souterraine pour renflouer la riviegravere En anneacutee humide les horizons superficiel et infeacuterieur du
sol sont reacutealimenteacutes
V25 Bilan en eau du bassin versant
Le tableau 27suivant preacutesente le bilan
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Pluie (mm) 9299 7888 11579
Pluie efficace (mm) 5579 4733 6947
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
Variation du stock (mm)
- 931 - 21268 + 3656
Fermeture (mm) -215 -46 395
La fermeture du bilan nrsquoest pas nulle Mais les eacutecarts sont faibles et acceptables
drsquoautant plus qursquoils sont imputables aux erreurs et incertitudes dans la deacutetermination des
diffeacuterents termes du bilan Pour obtenir la fermeture du bilan nous avons du consideacuterer la
pluie efficace plutocirct que la pluie reacuteellement observeacutee dans lrsquoeacutequation du bilan En calculant le
bilan avec la pluie observeacutee obtenons les eacutecarts suivants 3501 mm pour 1996 3108 mm
pour 2001 et 3993 mm pour 1998 La pluie efficace est deacutetermineacutee en multipliant la pluie
observeacutee par le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute dans lrsquoeacutetape de calage
du modegravele Ce coefficient a normalement pour but de corriger les erreurs drsquoeacutevaluation sur la
pluviomeacutetrie mais la valeur de 06 nous parait exageacutereacutee pour de simples erreurs
drsquoestimation La raison de la faiblesse de ce coefficient est agrave rechercher ailleurs dans les
divers preacutelegravevements effectueacutes et dans les stockages en surface non pris en compte par le
modegravele Pour eacutetayer cette affirmation nous allons estimer les stockages en surface et les
principales utilisations de lrsquoeau
V3 LES UTILISATIONS DrsquoEAU
Les principaux utilisateurs de lrsquoeau sont
- Lrsquoadduction drsquoeau potable de la ville de Bobo-Dioulasso
- Les peacuterimegravetres irrigueacutes formels et informels
- Lrsquoeacutelevage et les autres
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V31 LrsquoAEP de Bobo-Dioulasso
Lrsquoalimentation en eau potable de Bobo-Dioulasso la deuxiegraveme ville du Burkina Faso
est assureacutee principalement par lrsquoONEA agrave partir des installations de captage des sources de
Nasso Les sources de Nasso sont comme nous lrsquoavons vu parmi les principales ressources
drsquoalimentation des eacutecoulements du Kou Il est de ce fait important de quantifier lrsquoampleur de
ce preacutelegravevement
La population de la ville de Bobo-Dioulasso a eacuteteacute estimeacute en agrave 600000 habitants en
2003 avec un taux drsquoaccroissement de 43 Actuellement cette Population serait alors
de 700000 habitants Pour avoir une ideacutee de la demande induite par cette population nous lui
appliquons une consommation speacutecifique moyenne de 40 ljourhabitant (D ZOUNGRANA
2003) La demande journaliegravere serait de ce fait de 28 000 m3
V32 Le peacuterimegravetre rizicole
Le peacuterimegravetre irrigueacute de la valleacutee du Kou est situeacute au nord-ouest de la ville de Bobo-
Dioulasso dans la commune de Bama Il a eacuteteacute reacutealiseacute dans le cadre de la coopeacuteration entre
le Burkina Faso (Haute Volta agrave lrsquoeacutepoque) et la Reacutepublique de Chine Taiwan
Le peacuterimegravetre couvre une superficie de 1250 ha dont 1021 ha sont effectivement
susceptibles drsquoecirctre mis en valeur Il est alimenteacute en eau agrave partir drsquoune prise reacutealiseacutee sur la
riviegravere Kou agrave Diaradougou Le canal drsquoameneacute de forme trapeacutezoiumldale en beacuteton a une
longueur de 11 km et a eacuteteacute dimensionneacute pour un deacutebit maximum de 35 m3s A lrsquoeacutetiage tout
le deacutebit du Kou est deacuteriveacute vers le peacuterimegravetre irrigueacute
Le peacuterimegravetre est exclusivement consacreacute agrave la production de riz conformeacutement agrave son
objectif drsquoorigine qui est de pourvoir agrave la demande en riz
On note lrsquoexistence de deux campagnes de production par an
- la campagne hivernale et
- la campagne de saison segraveche de janvier agrave mai et pendant laquelle
lrsquoalimentation en eau des cultures est assureacutee par irrigation
Nous avons estimeacutes les consommations en eau du peacuterimegravetre rizicole agrave 20 000 m3ha
drsquoougrave une demande totale de 40840 millions de megravetres cubes Les hypothegraveses et les deacutetails
de calcul sont consigneacutes en annexe V
V33 Lrsquoirrigation informelle
Lrsquoirrigation informelle est repreacutesenteacutee par les exploitations agricoles installeacutees
spontaneacutement ccedilagrave et lagrave dans la valleacutee du Kou et en particulier le long du canal drsquoamener du
peacuterimegravetre rizicole du Kou
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Lrsquoinventaire reacutealiseacute par le ministegravere de la question paysanne (HURE 1998) sur la
base des photographies aeacuteriennes donne lrsquoampleur de cette occupation informelle des
terres
en amont de la prise de Diaradougou 170 ha
agrave lrsquoaval de Diaradougou 200 ha dont 100 ha appartiennent agrave lrsquoIRFA lrsquoORD et
lrsquoINERA
Les cultures pratiqueacutees sur ces terres sont geacuteneacuteralement des cultures maraicircchegraveres
On note eacutegalement la preacutesence de plantations de bananiers et de papayers drsquoailleurs en
nette expansion
En estimant les besoins en eau des cultures maraicircchegraveres agrave 8700 m3ha (Hypothegraveses
et deacutetails des calculs en annexe VI) la demande en eau de lrsquoirrigation informelle pourra ecirctre
estimeacutee agrave 2 349 000 m3
V34 Les utilisateurs pastoraux
Lrsquoeacutelevage est comme nous lrsquoavons vu la deuxiegraveme activiteacute eacuteconomique de la reacutegion
des hauts bassins
On notera dans un premier temps lrsquoeacutelevage pratiqueacute par les populations reacutesidentes
agrave titre drsquoactiviteacute secondaire utilisant les sous produits de lrsquoagriculture et apportant juste un
suppleacutement de revenu Les effectifs impliqueacutes sont alors modestes et de moindre
conseacutequence sur la demande globale en eau du bassin du Kou
Les plus grands effectifs drsquoanimaux rencontreacutes dans la valleacutee appartiennent aux
pasteurs transhumants des reacutegions moins favoriseacutees par la pluviomeacutetrie du Burkina Faso
Ces derniers freacutequentent la valleacutee en particulier pendant la saison segraveche quand les
ressources en eau et en pacircturage se sont eacutepuiseacutees dans leur reacutegion drsquoorigine Le cheptel est
constitueacute majoritairement de bovins et dans une moindre mesure de caprins et ovins
On note eacutegalement la preacutesence drsquoun eacutelevage semi intensif pratiqueacute par des
groupements drsquoeacuteleveurs ou par des particuliers
Les eacuteleveurs ont une preacutefeacuterence pour les eaux de surface car cela implique pour eux
moins drsquoeffort Ils seront orienteacutes plus vers lrsquoexploitation des mares et des riviegraveres
Le rapport drsquoIWACO (1999) sur le pastoralisme donne les effectifs suivants
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso
Bovins Ovins Caprins Asins
Bobo-Dioulasso 7587 1170 577 3106
Source laquo le pastoralisme dans les zones de Bobo-Dioulasso-Samorogouan-
Barani-Djibasso raquo Adama Deme)
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Nous retenons les consommations speacutecifiques (D ZOUNGRANA 2003) indiqueacutees au
tableau et cela donne la demande pastorale correspondante
Tableau 29Consommation en eau du cheptel
Espegravece Bovins Ovins Caprins Asins total
Effectif 7587 1170 577 3106 -
Consommation
Speacutecifique (ljindividu) 40 15 15 20 -
Consommation annuelle
(m3) 110 770 32028 3159 22674 168 631
V35 Retentions en surfaces et recharge de la nappe
Les retentions en surface concernent les retentions dans les mares lacs et autres
deacutepressions Le cas le plus repreacutesentatif est la mare de Bama qui stocke un million de m3
(HURE 1998) ce qui eacutequivaut agrave 1mm (infime)
Par contre les recharges de la nappe repreacutesentent un volume plus significatif Dans
lrsquoeacutetat des lieux des ressources en eau au Burkina Faso (GIRE 2001) on les estime agrave 16
de la pluie tombeacutee par an Cela correspond respectivement agrave 1488 mm pour 1996 1262
mm pour 2001 et 1853 pour 1998
V36 Synthegravese des utilisations drsquoeau
Le tableau 29 suivant reacutesume les consommations en eau de la valleacutee du Kou
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou
Uniteacute Quantiteacute (Volume m3)
AEP Bobo-Dioulasso m3s 28 000
Demande pastorale m3 168 631
Peacuterimegravetre rizicole m3s 40 840 000
Peacuterimegravetre informel m3s 2 349 000
Total en m3 43 385 631
Total en mm (par rapport agrave la superficie du bassin versant)
439
Anneacutee 1996 1998 2001
Recharge nappe (mm) 1488 1262 1853
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V4 CONCLUSION
Nous avons calculeacute le bilan pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche
et une anneacutee deacutecennale humide Nous sommes arriveacutes agrave des fermetures non nulles que lrsquoon
a expliqueacute par les erreurs accumuleacutees dans la deacutetermination des termes du bilan annuel
Nous avons ensuite essayeacute drsquoexpliquer le rabattement de 40 qursquoimplique le coefficient de
correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute au Calage du modegravele en recherchant du coteacute des
preacutelegravevements drsquoeau effectueacutes sur le bassin versant en amont de lrsquoexutoire de Badara Nous
avons pour cela effectuer une eacutevaluation grossiegravere de ces eacutevaluations Les quantiteacutes
trouveacutees sont loin drsquoexpliquer cette diffeacuterence entre pluie efficace et pluie mesureacutee La
question de la compreacutehension de la signification reste encore drsquoactualiteacute agrave la sortie de
chapitre sur le bilan
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CONCLUSION GENERALE
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VI CONCLUSION GENERALE
La premiegravere tacircche que nous nous sommes donneacutee dans le cadre de cette eacutetude
crsquoest la constitution drsquoune base de donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques assainies Si
on peut juger la disponibiliteacute et la qualiteacute des donneacutees pluviomeacutetriques de satisfaisant on ne
peut pas en dire autant des donneacutees hydromeacutetriques Le reacuteseau hydromeacutetrique est en effet
de tregraves qualiteacute mauvaise qualiteacute Cela rend impossible toute eacutetude hydrologique rigoureuse
sur la base des seules donneacutees disponibles Drsquoougrave la neacutecessiteacute de faire recours agrave drsquoautres
moyens et en lrsquooccurrence agrave la modeacutelisation
Nous avons ensuite essayeacute de mettre en œuvre un modegravele hydrologique de type
pluies-debit (HYSIM) sur le bassin versant Malgreacute lrsquoinsuffisance de donneacutees de qualiteacute et les
limitations de la version du modegravele dont nous disposons nous sommes parvenus agrave de
reacutesultats satisfaisants Lrsquoutilisation du modegravele nous a ensuite permis de reconstituer une
chronique de deacutebits de vingt ans de 1984 agrave 2003 nous donnant ainsi des eacuteleacutements
drsquoanalyse de notre bilan en eau
Le bilan a eacuteteacute calculeacute pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et une
anneacutee deacutecennale humide On constate que 40 de la pluie qui tombe ne participe pas aux
activiteacutes hydrologiques proprement dites Une eacutevaluation des diffeacuterentes utilisations a
confirmeacute ce fait
Drsquoautre part cette eacutetude a reacuteveacuteleacute les difficulteacutes qursquoil y a agrave obtenir de donneacutees fiables
avec un reacuteseau drsquoobservations hydromeacutetriques du type traditionnel agrave cause des problegravemes
de gestion qursquoil implique moyen financier section de controcircle en perpeacutetuel changement
techniques de jaugeage inadapteacute au reacutegime (turbulent) des cours drsquoeauhellipLa modeacutelisation
par contre permet drsquoavoir une chronique de deacutebit acceptable tout en srsquoaffranchissant des
inconveacutenients de gestion de plusieurs stations hydromeacutetriques Crsquoest lagrave une voie agrave suivre
pour nos pays agrave faible moyen et ougrave la gestion de stations drsquoobservation nlsquoest pas encore
eacutevidente
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ANNEXES
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A mon fils Mouhamad Moujahid que le seigneur a rappeleacute agrave lui pendant que je poursuivais ces eacutetudes puisse-t-il pardonner mon absence agrave son chevethellip A ma femme Nahissatou Hassan A mes enfants Abdallah et Ahmad A mon pegravere Elhadji Mamadou Cheroumi et mes megraveres Hadjia Fandi Mahaman Lawal et Kaltoum Mamane A mon beau pegravere Elhadji Hassan Issa et sa famille
A tonton Ibrahim Abdou A mon pays
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LISTE DES FIGURES Figure 1 Carte de situation du bassin du Kou --------------------------------------------------------- 20
Figure 2 Carte du modeleacute de terrain du bassin versant du Kou ----------------------------------- 21
Figure 3 Deacutecoupage en sous-bassins ------------------------------------------------------------------- 21
Figure 5 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Badara --------------------------------------- 23
Figure 6 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de la confluence NIameacute-Baouleacute ----------- 23
Figure 7 Carte geacuteologique du bassin versant du Kou ----------------------------------------------- 26
Figure 8 Carte des sols du bassin versant du Kou --------------------------------------------------- 27
Figure 9 Carte de veacutegeacutetation de la valleacutee du Kou ---------------------------------------------------- 29
Figure 10 Carte dlsquooccupation des terres du bassin versant du Kou ------------------------------ 31
Figure 11 Situation geacuteographique des stations pluviomeacutetriques ---------------------------------- 34
Figure 12 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station Bobo-Dioulasso -- 35
Figure 13 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Farako-ba ----- 35
Figure 14 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Bama ----------- 35
Figure 15 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Nasso ---------- 36
Figure 16 Test de la meacutethode des doubles masses appliqueacutee agrave la station de Farakoba --- 36
Figure 17 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Bama (valleacutee du Kou) -- 37
Figure 18 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Nasso ---------------------- 37
Figure 19 Variabiliteacute saisonniegravere et spatiale de la pluviomeacutetrie (moyenne calculeacutee de 1976 agrave
2005) ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 41
Figure 20 Polygone de Thiessen des stations pluviomeacutetriques (NB la station de Nasso
nrsquoest pas prise en compte) ---------------------------------------------------------------------------- 45
Figure 21 Reacuteseau hydrographique du bassin du Kou et emplacement des stations
hydromeacutetriques ------------------------------------------------------------------------------------------- 48
Figure 22 Chronogramme des deacutebits mesureacutes aux stations hydromeacutetriques ------------------ 49
Figure 23 Deacutebits moyens annuels agrave la station de la confluence et lacunes -------------------- 50
Figure 24 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Koumi et lacunes ----------------------------- 50
Figure 25 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Badara et lacunes ---------------------------- 51
Figure 26 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de la
Confluence Niameacute-Baouleacute (1993) ------------------------------------------------------------------- 52
Figure 27 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de
Badara (1997) -------------------------------------------------------------------------------------------- 52
Figure 28 Variation saisonniegravere de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle ------------------------------ 54
Figure 29 Variation interannuelle de LrsquoETP (de 1976 agrave 2003) ------------------------------------- 55
Figure 30 Comparaison de la pluviomeacutetrie avec lrsquoeacutevapotranspiration potentielle ------------- 55
Figure 31 Scheacutema de fonctionnement du modegravele --------------------------------------------------- 60
Figure 32 Paramegravetres hydrauliques du modegravele ------------------------------------------------------- 63
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Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques ------------------------------------------ 67
Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997 ----------------------------------- 78
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997 ----------------------------------- 78
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998 ----------------------------------- 79
Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999 ------------------------------------ 80
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999 ----------------------------------- 80
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000 ------------------------------------- 81
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000 ------------------------------------ 82
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001 ------------------------------------ 82
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001 ------------------------------------ 83
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002 ------------------------------------ 83
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002 ------------------------------------ 84
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou ----------------------------------------------------- 85
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel ----------------------------------------------------------- 85
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes ----------------------------------- 86
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants 24
Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou 28
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM 32
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA 32
Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet 33
Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles 39
Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou 40
Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude 42
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 13 Coefficients de Thiessen 44
Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants 46
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo 47
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes 48
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques 56
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol 70
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage 75
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours
drsquoHydrogeacuteologie de M DIENG (EIER)) 76
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage 77
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation 81
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee
moyenne deacutecennale segraveche et deacutecennale humide 88
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale
segraveche et humide 88
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998 89
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide 89
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou 90
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso 92
Tableau 29Consommation en eau du cheptel 93
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou 93
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LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS
AEP Alimentation en Eau Potable
APEFE association belge drsquoappui au deacuteveloppement
CIEH Comiteacute Inter africain drsquoEtudes Hydrauliques
DRAHRHHB Direction Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des
Ressources Halieutiques des Hauts Bassins
EIER-ETSHER Groupe des Ecoles Inter-Etats drsquoIngeacutenieurs de lrsquoEquipement Rural et
des Techniciens Supeacuterieurs de lrsquoHydraulique et lrsquoEquipement Rural
ETP Evapotranspiration Potentielle
FIT Front Inter Tropical
GEeau Projet Gestion des Ressources en eau du Sud-Ouest du Burkina
GIRE Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
MAHRH Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources
halieutiques
VREO Projet de Valorisation des Ressources en Eau du Ouest
SIG Systegravemes drsquoInformations Geacuteographiques
PAGIRE Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
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INTRODUCTION GENERALE
I1 CADRE DE LrsquoETUDE
La preacutesente eacutetude entre dans le cadre des meacutemoires de fin drsquoeacutetudes drsquoingeacutenieur du
geacutenie rural du GROUPE EIER-ETSHER de Ouagadougou Le Groupe EIER-ETSHER est
un Institut inter Etats drsquoenseignement supeacuterieur et de recherche dans les domaines de lrsquoeau
lrsquoeacutenergie lrsquoenvironnement et les infrastructures baseacute agrave Ouagadougou la capitale du Burkina
Faso Creacuteeacute en 1968 et eacutemanant de 14 Etats africains francophones lrsquoeacutecole forme des
ingeacutenieurs des techniciens supeacuterieurs et des titulaires de DESS
Il megravene en collaboration avec des eacutetablissements du Nord et du Sud comme
Katholieke Universiteit Leuven (KUL) des travaux de recherche principalement dans les
domaines de lrsquoeau de lrsquoeacutenergie et de lrsquoenvironnement
Crsquoest dans le cadre de cette collaboration que le sujet du preacutesent meacutemoire a eacuteteacute
deacutefini entre le projet laquo GEeau raquo de Bobo-Dioulasso et laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement
et de recherche en gestion et valorisation de lrsquoeau et de lrsquoassainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER Ce sujet est intituleacute laquo Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du
bassin versant du Kouraquo
Le rapport est subdiviseacute en six parties
Partie I Introduction geacuteneacuterale ougrave nous exposons le cadre la probleacutematique et les
objectifs de lrsquoeacutetude drsquoune part et drsquoautre part la meacutethodologie adopteacutee pour reacutepondre
aux questions souleveacutees
Partie II On y preacutesente les geacuteneacuteraliteacutes sur la reacutegion des Hauts-Bassins Le
promoteur du thegraveme de cette eacutetude ainsi que sur le site de lrsquoeacutetude
Partie III Crsquoest lrsquoeacutetape de la constitution de la base des donneacutees de lrsquoeacutetude
Partie IV Cette partie est consacreacutee agrave la modeacutelisation
Partie V Etude du bilan
Partie VI Conclusion geacuteneacuterale
I2 PROBLEMATIQUE
Le bassin versant du Kou avec une superficie de 1821 km2 comprenant le systegraveme
hydraulique de la riviegravere du Kou ses affluents et les sources de Nasso constitue une
importante ressource en eau
Cette ressource assure drsquoune part lrsquoalimentation en eau drsquoune population estimeacutee en
2003 agrave 600 000 habitants dont celle de Bobo-Dioulasso la 2egraveme ville du pays Une population
appeleacutee agrave franchir le cap du million en 2025 Elle permet drsquoautre part lrsquoirrigation de vastes
peacuterimegravetres agricoles dont la superficie totale qui avoisine 3200 ha est en constante
augmentation notamment du fait du deacuteveloppement drsquoune filiegravere laquo fruits et leacutegumes raquo sous
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lrsquoimpulsion de lrsquoinitiative priveacutee Cette production irrigueacutee est agrave lrsquoorigine du deacuteveloppement
drsquoactiviteacutes eacuteconomiques de transports transformations et commerce qui font lrsquoessor de la
ville de Bobo-Dioulasso
Dans le contexte climatique actuel du Burkina marqueacute par une baisse de la
pluviomeacutetrie une telle tendance agrave la hausse des diffeacuterentes utilisations de cette ressource
nrsquoa pas manqueacute drsquoentraicircner un deacuteseacutequilibre au niveau de la satisfaction des besoins en eau
Citons agrave titre drsquoexemple le cas du principal peacuterimegravetre rizicole de la valleacutee du Kou (1200ha)
qui est confronteacute agrave des deacuteficits hydriques pendant les mois de janvier agrave mai
Le deacuteveloppement industriel conseacutecutif au deacuteveloppement de la production agricole
constitue eacutegalement avec ses rejets incontrocircleacutes drsquoeffluents divers une autre menace
seacuterieuse cette fois-ci sur la qualiteacute de ces eaux
Pour faire face agrave cette nouvelle donne et dans la perspective de creacuteer les conditions
drsquoun deacuteveloppement durable lrsquoEtat burkinabeacute a mis en place une politique de gestion
inteacutegreacutee des ressources en eau Cette politique se traduit dans les faits par les objectifs
assigneacutes aux diffeacuterents projets intervenant dans la zone parmi lesquels se trouve le projet
GEeau initiateur de la preacutesente eacutetude
Toute gestion des ressources en eau pour ecirctre efficace doit en effet partir de leur
bonne connaissance A cet effet il peut ecirctre utile de rappeler que la mesure quantitative et
qualitative des eacuteleacutements du cycle hydrologique et la mesure des autres caracteacuteristiques de
lenvironnement qui influent sur leau constituent une base essentielle pour une gestion
efficace de leau (Deacuteclaration de Dublin 1992) Au Burkina Faso pays ougrave les eaux de
surface jouent un rocircle primordial la compreacutehension et lanalyse du bilan hydrologique est de
fait la base de toute eacutetude et reacuteflexion au sujet de la gestion des eaux
Atteindre un tel objectif suppose la disponibiliteacute de donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques
portant sur une longue peacuteriode et couvrant drsquoune maniegravere adeacutequate la zone drsquoeacutetude Si
aujourdrsquohui une telle exigence est relativement satisfaite pour la pluviomeacutetrie dans le cas de
la valleacutee du Kou on ne peut pas en dire autant des deacutebits dont les stations de mesures sont
reacutecentes En pareille situation la solution couramment adopteacutee est de faire recours aux
modegraveles matheacutematiques qui permettent alors de transformer les pluies en deacutebits et de fournir
une seacuterie de longueur comparable agrave celle de la pluviomeacutetrie
Crsquoest dans cette optique que le thegraveme de cette eacutetude a eacuteteacute mis au point par le projet
GEeau et lrsquouniteacute theacutematique drsquoenseignement et de recherche en gestion et valorisation de
lrsquoeau et de lrsquoassainissement du Groupe EIER-ETSHER
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I3 OBJECTIFS DE LrsquoETUDE
Cette eacutetude a pour objectif geacuteneacuteral de contribuer agrave la connaissance des ressources
en eau du bassin versant du Kou en vue drsquoune gestion efficace et durable Ses objectifs
speacutecifiques sont
- La mise en place drsquoune base de donneacutees assainies par une synthegravese et la
valorisation des donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques et de sol disponibles
- Mise en œuvre agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant drsquoune deacutemarche de modeacutelisation agrave
lrsquoaide drsquoun logiciel (HYSIM)
- Le calcul du bilan en eau pour quelques sceacutenarii de saisons des pluies
I4 METHODOLOGIE
La meacutethodologie adopteacutee pour cette eacutetude srsquoarticule en trois points
1) Recherche documentaire
Elle comprend
Une revue des connaissances bibliographiques relatives agrave la zone drsquoeacutetude et agrave la
modeacutelisation hydrologique en geacuteneacuteral Il srsquoest agit dans un premier temps de faire le point
des diffeacuterentes eacutetudes ayant porteacute sur la zone drsquoeacutetude et ayant trait au thegraveme Notre regard
srsquoest eacutegalement porteacute sur des eacutetudes similaires effectueacutees dans drsquoautres reacutegions du monde
En deuxiegraveme lieu nous avons approfondi nos connaissances en modeacutelisation
hydrologique
La prise en main de lrsquooutil de modeacutelisation Ceci inclut les techniques drsquoimportation
et drsquoexportation des donneacutees le test de sensibiliteacute des paramegravetres et les strateacutegies de
calage
La collecte des donneacutees relatives au site Il srsquoagit de cartes diverses de donneacutees
numeacuteriques hydromeacuteteacuteorologiques de donneacutees sur le sol et de donneacutees geacuteneacuterales sur le
site
2) Visite de terrain
Elle a eu pour but de faire
des observations sur les caracteacuteristiques geacuteneacuterales du site nature du terrain relief
veacutegeacutetation
une appreacuteciation in situ de la configuration actuelle du reacuteseau hydrographique
une appreacuteciation visuelle de lrsquooccupation de lrsquoespace les positions relatives des
diffeacuterents utilisateurs vis-agrave-vis du cours drsquoeau etc
des observations de la manifestation des menaces sur la qualiteacute des eaux
3) Travaux de bureaux
Les travaux de bureau ont porteacute sur les points suivants
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Constitution des seacuteries de donneacutees pluviomeacutetriques le protocole adopteacute agrave cette fin
est le suivant
a) Choix des stations suivant des critegraveres comme la position geacuteographique la
longueur de la seacuterie absence de lacuneshellip
b) Controcircle de la qualiteacute des donneacutees par lrsquoemploi des meacutethodes classiques de
doubles masses et de la moyenne mobile
c) Remplissage des laquo lacunes raquo eacuteventuelles et passage des pluies ponctuelles aux
pluies moyennes sur le bassin versant suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
d) Analyse de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere agrave lrsquoaide drsquoajustement agrave des
lois statistiques
Constitution des seacuteries de donneacutees hydromeacutetriques
A ce niveau nous avons fait lrsquoinventaire des donneacutees disponibles leur critique et leur
correction quand cela est neacutecessaire et faisable
Modeacutelisation crsquoest la plus laborieuse de toutes les eacutetapes Elle comporte les points
suivants
a) Preacuteparation et transfert des donneacutees vers le modegravele
b) Nous proceacutedons ensuite au calage ou calibration du modegravele cest-agrave-dire le
choix du jeu de paramegravetres optimaux pour la transformation pluie-deacutebit
c) La validation consistera agrave veacuterifier la pertinence et le reacutealisme du choix des
paramegravetres sur une peacuteriode autre que celle ayant servi au calage
d) La simulation va consister agrave deacuteterminer agrave lrsquoaide du modegravele caleacute les deacutebits
des anneacutees sans observations hydromeacutetriques
Calcul du bilan hydrologique Les reacutesultats des simulations ci-dessus eacutevoqueacutees vont
nous permettre de faire le bilan sur des anneacutees caracteacuteristiques comme la moyenne la
deacutecennale segravechehellip
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
GENERALITES
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II GENERALITES
Le thegraveme de ce meacutemoire a eacuteteacute deacutefini par laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement et
de Recherche en Gestion et Valorisation de lrsquoEau et de lrsquoAssainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER en collaboration avec laquo le projet de renforcement structurel de la capaciteacute de
gestion des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo baseacute agrave la Direction
Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources Halieutiques des Hauts-
Bassins (DRAHRHHB) Nous commenccedilons de ce fait ce rapport par une preacutesentation de la
reacutegion du projet et de la zone drsquoeacutetude
II1 PRESENTATION DE LA REGION DES HAUTS-BASSINS
La reacutegion des Hauts-Bassins est situeacutee agrave lrsquoouest du Burkina Elle srsquoeacutetend sur une
superficie de 26606 kmsup2 (94 du territoire national) Elle est limitrophe agrave lrsquoest des reacutegions
du Sud-Ouest et de la Boucle du Mouhoun agrave lrsquoouest de la Reacutepublique du Mali au nord de la
reacutegion de la Boucle du Mouhoun et la Reacutepublique du Mali et au sud de la reacutegion des
Cascades
Sur le plan administratif elle est subdiviseacutee en trois (3) provinces Le Houet le
Keacuteneacutedougou et le Tuy Il faut eacutegalement citer une sous-subdivision en 33 deacutepartements 3
communes urbaines 30 communes rurales et 449 villages Bobo-Dioulasso est le chef-lieu
de cette reacutegion
La population de la reacutegion des Hauts-Bassins eacutetait estimeacutee en 2002 agrave 1232 891
habitants (104 de la population du Burkina) soit une densiteacute drsquoenviron 48 habitantskmsup2 Il
srsquoagit drsquoune population cosmopolite on y rencontre toutes les ethnies du pays les
populations dominantes en nombre sont les Bobos autochtones du terroir les Mossis et les
peulhs allogegravenes venus du Nord du pays
A lrsquoinstar de tout le Burkina Faso les principales activiteacutes eacuteconomiques y demeurent
lrsquoagriculture et lrsquoeacutelevage
Lrsquoagriculture hivernale est domineacutee par la production de coton et de ceacutereacuteales (maϊs
sorgho mil seacutesame foniohellip) La riziculture et la maraicirccher-culture se pratiquent sur les
peacuterimegravetres irrigueacutes On note eacutegalement la preacutesence drsquoexploitations fruitiegraveres dont le nombre
est actuellement en pleine croissance La production agricole est exceacutedentaire
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GENERALITES
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Dans la reacutegion des Hauts-Bassins la province du Houet est la zone par excellence
de lrsquoeacutelevage Les ressources halieutiques ne sont pas neacutegligeables non plus mais la pecircche
est de type artisanal
La reacutegion des Hauts-Bassins est une des principales zones industrielles du Burkina
Faso La province du Houet est celle qui possegravede le plus grand nombre drsquouniteacutes industrielles
drsquoune certaine importance apregraves celles du Kadiogo Les plus importantes interviennent dans
la fabrication drsquoouvrages en meacutetaux de produits alimentaires de boissons de tabac et de
textile
Du fait de la position de carrefour international de Bobo-Dioulasso le commerce y
occupe une place de choix Un grand nombre de maisons de commerce nationales et
eacutetrangegraveres ont leur siegravege agrave Bobo-Dioulasso
La reacutegion est bien desservie pour ce qui est des infrastructures socioeacuteconomiques
sans ecirctre exhaustif on pourra citer
les infrastructures de communication dix radios dont un drsquoEtat six priveacutes et trois
communautaires
la couverture en infrastructures de santeacute est globalement satisfaisante 193
formations sanitaires en 2002
en matiegravere de transport le reacuteseau routier repreacutesente 10 du reacuteseau national soit
1517 km Il est constitueacute de 22 de routes bitumeacutees du Burkina 3 de routes en terre
ordinaire et 7 de routes en terre moderne La reacutegion est traverseacutee par plus de 100 km de
chemin de fer et dispose drsquoun aeacuteroport de classe internationale
La probleacutematique de deacuteveloppement de la reacutegion se fonde sur les atouts
eacuteconomiques En effet elle dispose drsquoun potentiel naturel agrave mecircme drsquoassurer et de soutenir
les objectifs de deacuteveloppement Ce potentiel naturel constitueacutee drsquoeau de sols etc est
surtout favorable aux activiteacutes de production agricole drsquoeacutelevage et de production miniegravere Ce
qui en fait une des reacutegions les plus favoriseacutees du Burkina Faso
Le relief de la reacutegion est marqueacute par la preacutesence de plateaux et de plaines
auxquels srsquoajoutent quelques buttes collines et valleacutees
Le climat est tropical de type nord-soudanien et sud-soudanien Il est marqueacute par 2
grandes saisons une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobrenovembre) et une
saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (novembredeacutecembre agrave avril) La reacutegion beacuteneacuteficie
drsquoune pluviomeacutetrie moyenne annuelle comprise entre 800 et 1 100 mm
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La particulariteacute de la topographie et du climat de la reacutegion des Hauts-Bassins en
fait un veacuteritable chacircteau drsquoeau Crsquoest dans cette reacutegion que les principaux fleuves du
Burkina prennent leur source Le Mouhoun le Banifing et le Tuy (Grand Baleacute)
La veacutegeacutetation drsquoensemble de la reacutegion est essentiellement une veacutegeacutetation de
savane comportant tous les sous-types depuis la savane boiseacutee jusqursquoagrave la savane herbeuse
La faune est assez riche et varieacutee du fait de lrsquoexistence de nombreuses forecircts
classeacutees (16 au total)
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II2 PRESENTATION DU PROJET
II21 Cadre
Le laquo projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en
eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo est un des fruits de la coopeacuteration entre la
reacutegion Wallonne du royaume de Belgique et le Burkina Faso Il entre dans le cadre de la
mise en oeuvre des actions du laquo Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en
Eau raquo PAGIRE La laquo Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau (GIRE) raquo est en effet la
strateacutegie adopteacutee par lrsquoeacutetat burkinabeacute pour atteindre ses objectifs en matiegravere drsquoeau qui se
reacutesument en les points suivants
satisfaction durable des besoins en eau
protection contre lrsquoaction agressive de lrsquoeau
ameacutelioration des finances publiques par le partage de charges
preacutevention des conflits dans la gestion des ressources en eau
Ce projet srsquoinscrit eacutegalement dans le cadre de la mise en œuvre du programme
laquo Valorisation des ressources en eau de lrsquoOuest raquo (VREO) qui est un programme national
relatif aux ressources en eaux couvrant la moitieacute Ouest du pays
Enfin il srsquoinscrit en continuiteacute du projet de recherche laquo GEeau raquo initieacute par la
DRAHRHHB le groupe EIERETSHER et la Katholieke Universiteit Leuven (KUL) et
cherche agrave lui assurer un environnement institutionnel et organisationnel adapteacute au
deacuteveloppement agrave la peacuterennisation de ses reacutesultats et agrave sa duplication dans la reacutegion Ouest
du pays
II22 Geacuteneacuteraliteacutes
Nous preacutesentons dans lrsquoencadreacute ci-dessous la fiche donnant les renseignements geacuteneacuteraux sur le projet
Fiche de projet
Intituleacute Projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en eau
pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou
Zone drsquointervention Bassin versant du Kou (Reacutegion des Hauts-Bassins)
Thegraveme Preacuteservation de lrsquoenvironnement
Secteurs et sous secteurs Politique agricole et gestion administrative des ressources en
eau agrave usage agricole
Dureacutee de mise en œuvre 48 mois
Sources de financement Reacutegion Wallonne (Belgique)
Maicirctre drsquoœuvre APEFE
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Maicirctre drsquoouvrage Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des ressources
Halieutiques
II23 Objectifs du projet
Le principal objectif geacuteneacuteral du projet est de contribuer agrave la mise en œuvre de la
GIRE Son objectif speacutecifique est le renforcement des connaissances de la gestion la
valorisation et la protection des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans la reacutegion des
Hauts-Bassins
II24 Strateacutegie
La strateacutegie retenue est baseacutee sur le renforcement des capaciteacutes institutionnelles et
de gestion de lrsquoeau pour lrsquoagriculture au niveau local
Inteacutegration de lrsquointervention dans les perspectives drsquoaction du Comiteacute de Gestion du
Bassin du Kou
Ameacutelioration de la productiviteacute de lrsquoeau en agriculture vivriegravere
Appui agrave la peacuterennisation des actions
II25 Reacutesultats attendus
Les reacutesultats attendus de ce projet sont
Mise au point drsquooutils techniques destineacutes agrave ameacuteliorer les connaissances sur les
ressources en eau du bassin (bilan hydrique) et agrave servir au suivieacutevaluation de la
situation dans le bassin quasiment en temps reacuteel afin de servir agrave la gestion et agrave la
planification des ressources en eau
Transfert de connaissances vers les autres acteurs locaux qui se seront ainsi
approprieacutes les outils de gestion eacutelaboreacutes au cours du projet pour leurs propres
inteacuterecircts
Valorisation de la deacutemarche sur un autre bassin apregraves une eacutetude de transposabiliteacute
Creacuteer les conditions drsquoune capitalisation de lrsquoacquis de ce projet et des eacutetudes
anteacuterieures deacutejagrave effectueacutees ou des expertises locales reconnues sur la zone par la
mise en place drsquoune structure capable de conserver ces informations mais aussi et
surtout de les exploiter agrave des fins de recherche pour des activiteacutes lieacutees agrave la GIRE
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II3 PRESENTATON DE LA ZONE DrsquoETUDE
II31 Situation geacuteographique
Le bassin versant du Kou est lrsquoespace geacuteographique situeacute agrave lrsquoouest du Burkina Faso
dans la reacutegion des Hauts-Bassins entre les longitudes 4deg40rsquoO et 4deg10rsquoO et les latitudes 11degN
et 11deg30N et draineacute par la riviegravere du mecircme nom Cette riviegravere qui est un affluent du Mouhoun
(ex Volta noire) draine ainsi une superficie de 1821km2
La figure 1 preacutesente la carte de situation du bassin versant
0 300 600 Kilomegravetres
CARTE DE SITUATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Autres province du Burkina FasoProvince du HouetBassin-versant du Kou
Figure 1 Carte de situation du bassin du Kou
II32 Geacuteomorphologie
Le bassin du Kou a une forme allongeacutee Il est orienteacute Nord-est Sud-ouest avec une
longueur de 51 km et une largeur de 33 km Il est constitueacute essentiellement drsquoun plateau
greacuteseux culminant aux environs de 500 m drsquoaltitude au sud et srsquoabaissant progressivement
jusqursquoagrave 300 m agrave lrsquoaval de la plaine vers Baouleacute le point de confluence avec le Mouhoun
Lrsquoaltitude moyenne est de 407 m (figure 2)
On peut le subdiviser en trois sous bassins emboiteacutes qui sont (figure 3)
- Sous-bassin de Koumi 347 km2
- Sous-bassin de Badara 989 km2
- Sous-bassin de la confluence Niameacute-Baouleacute 1605 km2
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Figure 2 Carte du modeleacute de terrain du bassin versant du Kou
U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
Exutoire du bassin versant
0 30 60 Kilomegravetres
Carte de deacutecoupage en sous bassins du bassin versant du Kou
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
IVIII
II I
Reacuteseau hydrographique stations pluviometriquesU Stations hydrometriques
Figure 3 Deacutecoupage en sous-bassins
(NB I= sous-bassin de Koumi I+II= sous-bassin de Badara I+II+II=sous bassin de Confluence I+II+III+IV=
bassin versant du Kou)
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II33 Caracteacuteristiques morphomeacutetriques
Les caracteacuteristiques de forme et de relief des sous-bassins reacutesumeacutees au tableau 1 ont
eacuteteacute deacutetermineacutees par BICABA (1991)
Superficie du bassin versant (S)
La deacutelimitation du bassin versant a eacuteteacute faite sur une carte IGB au 1200 000
La mesure de la superficie a eacuteteacute effectueacutee agrave lrsquoaide drsquoun planimegravetre
Peacuterimegravetre (P)
Il a eacuteteacute mesureacute sur la carte au 1200 000
Rectangle eacutequivalent
Le rectangle eacutequivalent est un rectangle ayant la mecircme superficie le mecircme indice de
compaciteacute et la mecircme distribution hypsomeacutetrique que le basin versant Sa longueur (L)
est donneacutee par lrsquoexpression
]))1281(1(1[)1281( 21221
compcomp IISL
avec S surface du bassin versant et Icomp indice de compaciteacute
Indice de compaciteacute (Icomp)
Il correspond au rapport du peacuterimegravetre du bassin versant agrave celui drsquoun cercle de mecircme
superficie et srsquoexprime par la relation suivante
212820 SPIcomp avec
P peacuterimegravetre styliseacute du bassin versant en km
S superficie du bassin versant en km2
Indice global de pente (Ig)
Cet indice caracteacuterise le relief drsquoun bassin et il est deacutefini par la formule suivante
LHI g
Ougrave ΔH est lu sur la courbe hypsomeacutetrique1 (figure 4 agrave 6) et repreacutesente la
deacuteniveleacutee exprimeacutee en megravetres entre les altitudes ayant approximativement 5 et
95 de la superficie du bassin versant au dessus drsquoelles
L est la longueur du rectangle eacutequivalent exprimeacutee en km
Relief fort pour 100lt Ds
Ds est donneacutee par la relation suivante SIDs g
1 Courbe repreacutesentant le pourcentage de la superficie du bassin versant situeacutee au-delagrave drsquoune altitude H donneacutee en
fonction de cette altitude
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Courbe hypsometrique du bassin versant de Koumi
350
390
430
470
510
550
590
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
de la surface totale
Alt
itu
de
s (
m)
Figure 4 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Koumi
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Badara
280
320
360
400
440
480
520
560
600
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
de
Figure 5 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Badara
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Niameacute-Baouleacute
280
320
360
400
440
480
520
560
600
640
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
des (
m)
Figure 6 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de la confluence NIameacute-Baouleacute
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Deacuteniveleacutee speacutecifique (Ds)
Elle permet de classer le relief du bassin en
Relief faible pour Ds lt50 m
Relief modeacutereacute pour 50 mlt Ds lt100 m
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants
Sous-Bassins Versants
Caracteacuteristiques Koumi Badara
Confluence
Niame-Baouleacute
Superficie (km2) 347 989 1605
Peacuterimegravetre styliseacute (m) 77 151 175
Coefficient de Gravelius 115 137 126
Longueur du rectangle eacutequivalent (km2) 242 5930 6403
Largeur du rectangle eacutequivalent (km2) 1420 1600 2380
Indice global de pente (mkm) 480 317 317
Densiteacute de drainage 065 068 058
Deacuteniveleacutee speacutecifique (m)
(nature du relief)
894
(Modeacutereacute)
975
(Modeacutereacute)
127
(Fort)
II34 Climatologie
Le bassin versant du Kou se situe agrave la limite sud de la zone climatique tropicale
soudano-saheacutelienne Ses caracteacuteristiques climatiques sont
Tempeacuteratures
Lrsquoamplitude thermique annuelle est faible La tempeacuterature moyenne mensuelle
minimale varie toute lrsquoanneacutee de 17 agrave 22degC tandis que la tempeacuterature moyenne maximale
varie de 33 agrave 37degC en saison segraveche et de 29 agrave 34degC en saison des pluies
Les vents
On note lrsquoinfluence de deux vents dominants
Lrsquoharmattan ou alizeacute vent chaud et sec des anticyclones du Sahara de secteur Nord-
Est agrave Est et soufflant pendant la saison segraveche
la mousson vent de secteur Sud-ouest chargeacute drsquohumiditeacute et provenant de la zone
eacutequatoriale
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La limite de seacuteparation entre ces deux masses drsquoair ou Front Inter Tropical (FIT)
connaicirct au cours de lrsquoanneacutee un deacuteplacement du Sud au Nord ce qui se traduit par
lrsquoalternance de deux saisons bien distinctes
- une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobre)
- une saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (de novembre agrave avril)
Insolation
La dureacutee moyenne pour lrsquoensoleillement est de 7 h 42rsquo Lrsquoinsolation varie de 75 mmj
agrave 87 mmj Elle est agrave son minimum en juillet-aoucirct et maximale en avril-mai
Humiditeacute de lrsquoair
Lrsquohumiditeacute de lrsquoair est tregraves faible en saison segraveche (20 ndash 40 ) tandis qursquo en saison de
pluie elle atteint 70 agrave 80 voire 90 au cours des averses
II35 Geacuteologie
La description de la geacuteologie est baseacutee sur les travaux de IWACO citeacute par BICABA
(1991)
La geacuteologie du bassin du Kou est une superposition de greacutes encastreacutes entre un socle
essentiellement granito-gneissique de roches orthomeacutetamorphiques et eacuteruptives au fond et
une couche de deacutepocircts reacutecents ou de lateacuterite en surface composeacutee de sables et drsquoargiles
(figure 7)
De bas en haut on distingue
- Le socle absolument impermeacuteable composeacute de roches plutoniques (migmatites et
granites diffeacuterencieacutes) et de roches meacutetamorphiques birrimiennes (schistes micaceacutes
schistes greacuteseux schistes verts amphiboles)
- Les greacutes de base qui sont des greacutes agrave grains grossiers de silice ou de feldspaths tregraves
fissureacutes drsquoune eacutepaisseur de 200 m environ tregraves peu lateacuteriseacutes bien que poreux et
permeacuteables
- Les greacutes de Sotuba glauconieux sur une eacutepaisseur de 80 m drsquoallure schisteuse
poreux fissureacute et tregraves lateacuteriseacutes
- Les greacutes siliceux agrave ciment argileux de Bobo-Dioulasso aux faciegraves nombreux
(schistes de Toun greacutes de Koutiala et greacutes de Bandiagara) Ils sont tendres
heacuteteacuterogegravenes et tregraves lateacuteriseacutes
- Des roches eacuteruptives basiques (doleacuterites et basaltes) impermeacuteables infiltreacutees dans
les fissures des greacutes
- La couverture quaternaire constitueacutee drsquoalluvions sablo-ferrigineux de granulomeacutetrie
disparate drsquoune profondeur drsquoenviron 30 m passablement lateriseacutes
Les formations superficielles sont constitueacutees de cuirasse lateacuteritique et drsquoalluvions
dans les bas-fonds
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Cette geacuteologie qui constitue une situation favorable au stockage et agrave la transmission
de lrsquoeau souterraine est de ce fait lrsquoun des deacuteterminants principaux du systegraveme drsquoeau du
bassin du Kou
0 30 60 Kilomegravetres
CARTE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Geologie du bassin bersantshpDoleritesEtage schistogreso-dolomitiqueGres a galets de quartzGres de baseGres de Sotuba
Figure 7 Carte geacuteologique du bassin versant du Kou
II36 Peacutedologie
Le tableau 2 donne les deacutetails des types de sols en preacutesence sur le bassin ainsi que
leurs profondeurs respectives tandis que la figure 8 donne leur reacutepartition geacuteographique On
remarquera lrsquoomnipreacutesence des sols ferrugineux tropicaux lessiveacutes des sols ferrallitiques et
de sols peu eacutevolueacutes superficiels
Selon la classification de R BOULET et R FAUCK citeacutes par BICABA (1991) on peut
distinguer deux cateacutegories de sols dans le bassin
Les sols profonds (gt100 cm) ce sont
- les sols argilo-sableux en surface argileux en profondeur riches en base satureacutees et
le plus souvent drsquoexcellente qualiteacute
- les sols limono-argileux agrave argilo-limoneux en surface argileux en profondeur
caracteacuteriseacutes par un drainage interne et un drainage externe faibles
- les sols sableux en surface argileux en profondeur (preacutesence de sols mal draineacute)
les sols sableux en surface et sablo-argileux en profondeur
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Les sols agrave profondeurs faibles (lt40 cm) ce sont les sols gravillonnaires de faible valeur
agricole
Figure 8 Carte des sols du bassin versant du Kou
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Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou
Symboles Classification CPCS 1967 Classification BRM 2001
Classes de
sols
Groupes de sols Uniteacutes de
sols de
reference
Uniteacutes infeacuterieures des
sols de reference
Profon-
deur
(m)
LITH Sols mineacuteraux
bruts deacuterosion
Sols mineacuteraux bruts
deacuterosion lithiques
Leptosols Leptosols lithiques 0
PEEL Sols peu
eacutevolueacutes
deacuterosion lithiques Leptosols Leptosols lithiques lt15
PEER deacuterosion Reacutegiques Reacutegosols Reacutegosols eacutepi
squeletiques
50
PEACM dapport colluvio-
alluvial modal
Fluvisols Lixisols ferriques 70
PEAAH dapport alluvial
hydromorphe
Fluvisols Fluvisols gleyiques
BEHV Bruns eutophe
tropicaux
hydromorphes
vertiques
Cambisols Cambisols vertiques
gleyiques
114
VV Vertisols Vertisol vertique Vertisols Vertisols magiques
pelliques
100
FLIS Sols
ferrugineux
tropicaux
lessiveacutes
superficiels Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques
ferriques
20
FLIPP indureacutes peu profonds Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 32
FLIMP indureacutes moyennent
profonds
Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 42
FLIP indureacutes profonds Lixisols Lixisols endo
petroplithiques
101
FLM modal Lixisols Lixisols chromques 120
FLC agrave concreacutetions Lixisols Lixisols ferriques 105
FLTC agrave taches et agrave
concreacutetions
Lixisols Lixisols gleyiques
ferriques
110
FRR Sols
ferrallitiques
faiblement deacutesatureacutes
remanieacutes faiblement
rajeunis
Ferralsols Lixisols rhodiques 124
FRI faiblement deacutesatureacutes
en B remanieacutes indureacutes
Ferralsols Lixisols chromiques
bathiplinthiques
82
FRM deacutesatureacutes en B
remanieacutes modaux
Ferralsols Lixisols rhodiques 125
FTM faiblement deacutesatureacutes Ferralsols Lixisols rhodiques 110
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en B typiques modaux
FTH faiblement deacutesatureacutes
en B typiques
hydromorphes
Ferralsols Lixisols gleyiques
rhodiques
120
HPGE Sols
hydromorphes
humifegraveres
agrave pseudogley
densemble
Gleysols Gleysols gleyiques 107
II37 Veacutegeacutetation
La veacutegeacutetation du bassin (figure 9) est agrave dominance de type savane arbustive agrave
arboreacutee composeacutee de Butyrospermum parkii et de Detarium microcarpum On trouve
eacutegalement des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave boiseacute et forecirct claire (Isoberlinia
doka Burkea africana Terminalia spp) et des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave
arbustive et boiseacute (Burkea africana Butyrospermum parkii Pterocarpus erinaceus)
0 20 40 Kilomegravetres
CARTE DE VEGETATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Vegetation du bassin versant shpCulture industrielle Savane arboreacutee agrave arbustive et boiseacutee Savane arboreacutee agrave boiseacutee et forecirct claire Savane arbustive agrave arboreacutee
Figure 9 Carte de veacutegeacutetation de la valleacutee du Kou
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II38 Hydrographie
Le reacuteseau hydrographique est dense et est constitueacute drsquoun ensemble de riviegraveres
sources et mares
II381 Les riviegraveres
Le Kou est une riviegravere peacuterenne qui prend sa source aux environs de Kodala agrave une
trentaine de kilomegravetres au sud-ouest de Bobo-Dioulasso Lrsquoaltitude est de 440 m dans ces
reacutegions Il est formeacute par la jonction de deux marigots Kieacuteneacute et Farakoba et coule vers le Nord
recevant successivement les eaux des sources de Nasso celles du marigot de Yengueacute en
rive gauche et en rive droite celles des marigots Niameacute et Weacute
Les principaux affluents sont
agrave lrsquoOuest les riviegraveres suivantes Farakoba Kieacuteneacute Yengueacute SO Suo et Bango
agrave lrsquoEst le Houet le Bingbeacuteleacute et le Niameacute
II382 Les sources mares et lacs
Les principales sources sont
- Les sources de la Guinguette situeacutees en rive gauche
- Les sources de Kokoroueacute situeacutees eacutegalement en rive gauche
- Les sources capteacutees par lrsquoONEA en rive droite en aval desquelles existent drsquoautres
sources non capteacutees mais alimentant eacutegalement la riviegravere du Kou
Pour ce qui est des mares on peut en citer deux
- La mare de Bama situeacutee dans le lit du marigot Bongo qui lrsquoalimente Cette riviegravere a un
bassin versant de 30 km2
- La mare de Tumbagama moins importante que la preacuteceacutedente est situeacutee dans le lit
drsquoun petit affluent du Kou avec un bassin versant de 15 km2
II39 Occupation des sols
Dans la valleacutee du Kou agrave partir de la Guinguette on trouve de zones morphologiques
diffeacuterentes avec des occupations des sols adapteacutees aux conditions de terrain
Au sud de Nasso la valleacutee est eacutetroite dans un terrain onduleacute et peu occupeacute par
lrsquoagriculture Au Nord de Nasso la valleacutee srsquoouvre et continue dans une plaine alluviale drsquoune
largeur de 200 agrave 700 m La plaine est drsquoabord occupeacutee par une forecirct dense puis apregraves
quelques kilomegravetres par des petites parcelles de cultures irrigueacutees ou non A partir du
village de Sosongona situeacute agrave 8 km de la source les terrains cultiveacutes occupent la valleacutee On
remarquera notamment le peacuterimegravetre rizicole de 1100 ha reacutealiseacute au deacutebut des anneacutees 1970
gracircce agrave la coopeacuteration avec la chine ainsi que le peacuterimegravetre maraicirccher reacutealiseacute beaucoup plus
tard pour diversifier la production agricole
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Lrsquooccupation agricole de la valleacutee connaicirct actuellement une certaine acceacuteleacuteration
avec lrsquoameacutenagement informel et spontaneacute de parcelles le long du canal drsquoameneacutee du
peacuterimegravetre rizicole Ceci est actuellement lrsquoune des cause du conflit qui subsiste dans la valleacutee
autour de la question de lrsquoeau Il y a eacutegalement la creacuteation de plantations drsquoarbres fruitiers
par de nouveaux investisseurs galvaniseacutes par lrsquoouverture du marcheacute agrave cause de la difficile
situation de la production en Cote drsquoIvoire
Lrsquooccupation des sols dans le bassin du Kou est eacutegalement marqueacutee par lrsquoexpansion
de la ville de Bobo-Dioulasso pousseacutee par lrsquoaccroissement de la population et le
deacuteveloppement des activiteacutes industrielles
La figure 10 donne un aperccedilu de lrsquooccupation des terres
Figure 10 Carte dlsquooccupation des terres du bassin versant du Kou
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III CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE
III1 DONNEES PLUVIOMETRIQUES
III11 Choix des stations et des peacuteriodes drsquoobservation
Avant drsquoenvisager lrsquoeacutetude hydrologique il importe de deacutefinir une peacuteriode et des
stations de reacutefeacuterence agrave partir desquelles les diffeacuterentes investigations srsquoarticuleront
Le bassin versant du Kou est bien desservi pour ce qui est des observations de la
pluviomeacutetrie Les donneacutees disponibles sont des donneacutees journaliegraveres et elles ont plusieurs
sources
Des anciennes donneacutees de la base de donneacutees PLUVIOM de la Direction Reacutegionale de
lrsquoHydraulique des Hauts-Bassins (tableau 3)
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Beregadougou 1974 2000 27 0
Bondoukuy 1963 1998 36 57
Koumbia 1964 2000 37 0
Moussoudougou 1992 1996 5 0
Nasso 1960 1996 37 83
Orodara 1955 2000 46 0
Samorogouan 1964 1998 35 58
Des donneacutees de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et des stations de lrsquoINERA (tableau 4)
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Bama 1986 2005 20 10
Farakoba 1960 2005 46 67
Bobo-Dioulasso 1959 2005 47 0
Les nouvelles stations pluviomeacutetriques de la Direction Provinciale de lrsquoAgriculture de
lrsquoHydrauliques et des Ressources Halieutiques du Houet (tableau 5)
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Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Karankasso-Sambla 2003 2005 3 0
Badema 2003 2005 3 0
Satiri 2003 2005 3 0
Toussiana 2003 2005 3 0
Nota Les donneacutees dont la disponibiliteacute est indiqueacutee dans les tableaux 13 agrave 15 sont des
hauteurs de pluies journaliegraveres Les lacunes repreacutesentent les taux drsquoanneacutees dont les
donneacutees ne sont pas disponibles Les anneacutees prises en compte sont donc des anneacutees sans
lacune quant agrave la pluie journaliegravere
La figure 11 donne la situation geacuteographique des diffeacuterentes stations on
remarquera que quatre drsquoentre elles sont situeacutees sur le bassin versant On peut en conclure
que le bassin est bien desservi en stations pluviomeacutetriques mecircme si lrsquoon doit noter
eacutegalement leur concentration au centre Ces stations agrave savoir Nasso Farakoba Bobo-
Dioulasso et Bama ont des chroniques assez longues et des taux de lacunes acceptables
Nous nous baserons de ce fait sur elles pour lrsquoeacutetude de notre bassin versant
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Figure 11 Situation geacuteographique des stations pluviomeacutetriques
Pour ce qui est de la peacuteriode drsquoobservation pour cette eacutetude nous retiendrons une
peacuteriode de trente ans de 1976 agrave 2005 Nous nous limitons en arriegravere agrave 1976 pour ecirctre sucircr
de deacutepasser la rupture climatique intervenue en 1970 (Albergel 1987 Maheacute 2001) ce qui
devrait confeacuterer une certaine homogeacuteneacuteiteacute agrave nos donneacutees
III12 Controcircle de la qualiteacute des donneacutees
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de pluies ainsi que leur qualiteacute ont eacuteteacute veacuterifieacutees par les
meacutethodes de la moyenne mobile et lrsquoeacutetude des correacutelations entre stations
III121 Veacuterification de lrsquohomogeacuteneacuteiteacute intrinsegraveque des seacuteries
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute drsquoune seacuterie traduit le fait que les proprieacuteteacutes de la loi statistique qui
reacutegit le pheacutenomegravene (moyenne variance ou moments dordre supeacuterieur) sont invariantes au
cours du temps Lrsquoeacutechantillon ne doit preacutesenter ni tendance (agrave la hausse ou agrave la baisse) ni
pheacutenomegravene cyclique ni rupture La meacutethode de la moyenne mobile permet drsquoeffectuer une
telle veacuterification Nous lrsquoavons appliqueacutee aux diffeacuterentes stations avec un pas de temps de 3
et 5 ans Pour ce faire nous avons dresseacute les graphiques des pluies annuelles (p_an) des
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pluies moyennes annuelles (Pmoy) des moyennes mobiles sur trois ans ( mob_3) et sur
cinq ans (mob_5) pour les quatre stations pluviomeacutetriques retenues
Le deacutetail de ces calculs est reacutesumeacute dans lrsquo annexe I et les figures 12 agrave 15 ci-
dessous nous montrent les reacutesultats des diffeacuterents controcircles effectueacutes
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
anneacutees
plu
ies (
mm
)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 12 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station Bobo-Dioulasso
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
Anneacutee
Hau
teu
r (m
m)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 13 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Farako-ba
0
200
400
600
800
1000
1200
1992 1996 2000 2004 2008
Anneacutees
Plu
ie (
mm
) P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 14 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Bama
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Promotion (2006) 36
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 15 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Nasso
Conclusion Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale on constate que les seacuteries sont homogegravenes
III122 Etude des correacutelations entre stations
La meacutethode utiliseacutee est celle du double cumul sur les pluviomeacutetries annuelles des
quatre stations
Cette meacutethode consiste agrave faire pour la station eacutetudieacutee (A) et la station de
comparaison (B) le calcul de la pluviomeacutetrie cumuleacutee jusqursquoagrave lrsquoanneacutee i soit Ta (i) et Tb(i) et
agrave porter sur un graphique les diffeacuterents points Mi de coordonneacutees respectives Ta(i) et Tb(i)
Le principe est qursquoen en absence drsquoanomalie ces deux stations mesurent chaque anneacutee une
pluviomeacutetrie annuelle dans un rapport sensiblement constant et en conseacutequence les points
Mi sont pratiquement aligneacutes par contre si une erreur systeacutematique a pu srsquointroduire la
droite des Mi preacutesentera alors une cassure
Lrsquoapplication de cette meacutethode aux stations pluviomeacutetriques de Bama Koumi et laquo la
confluence raquo (stations eacutetudieacutees) drsquoune part et celle de Bobo-Dioulasso (station de reacutefeacuterence)
drsquoautre part est repreacutesenteacutee par les figures 16 agrave 18 Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de Bobo-
Dioulasso a en effet deacutejagrave eacuteteacute eacutetablie par des eacutetudes anteacuterieures BICABA (1991)
0
10000
20000
30000
40000
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Pluies Bobo-Dioulasso cumuleacutees (mm)
Plu
ies
Fa
rak
ob
a c
um
uleacute
e
(mm
)
Figure 16 Test de la meacutethode des doubles masses appliqueacutee agrave la station de Farakoba
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
Pluies cumuleacutees Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ies c
um
uleacute
es B
am
a
(mm
)
Figure 17 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Bama (valleacutee du Kou)
0
10000
20000
30000
40000
00 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000
P cumuleacutee Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ie c
um
uleacute
Nasso
(m
m)
Figure 18 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Nasso
On ne constate pas de rupture pour les stations de Nasso et Farakoba ceci nrsquoest
pas le cas de la station de Bama ougrave lrsquoon observe une cassure qui intervient entre 1990 et
1995 Ceci est certainement une anomalie car elle nrsquoapparaicirct pas au niveau des autres
stations pourtant voisines
Nous proceacutedons au prochain paragraphe agrave la correction de cette anomalie et au
comblement des lacunes
Plusieurs meacutethodes de correction sont proposeacutees dans la litteacuterature nous utilisons ici
celles preacuteconiseacutees par Andreacute MUSY de lrsquoEPFL dans son cours drsquoHydrologie geacuteneacuterale en
ligne Deux techniques sont employeacutees
Remplacement de la valeur manquante par la moyenne de la station de reacutefeacuterence Cette
meacutethode a eacuteteacute utiliseacutee lorsque les preacutecipitations moyennes annuelles de la station agrave
compleacuteter ne diffegraverent pas de plus de 10 des preacutecipitations moyennes annuelles de la
station de reacutefeacuterence
Remplacement de la valeur manquante par une moyenne pondeacutereacutee par la tendance
annuelle des stations pluviomeacutetriques soit
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Ougrave
donneacutee manquante de preacutecipitation (par exemple) estimeacutee
nombre de stations de reacutefeacuterence
preacutecipitation agrave la station de reacutefeacuterence
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station de reacutefeacuterence
Les reacutesultats sont consigneacutes dans le tableau 6
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Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles
Anneacutee Bobo-Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
2005 8611 8582 6274 8011
2004 9420 8333 7455 8642
2003 11559 11456 10885 11657
2002 8027 6747 6543 7320
2001 9140 7761 7884 8523
2000 11714 10736 10421 11300
1999 10652 10915 10391 10995
1998 11214 12323 9280 11223
1997 8729 11939 8096 9829
1996 9005 10236 7577 9170
1995 12777 11604 9414 11558
1994 8957 10758 8572 9698
1993 9430 834 7736 8753
1992 12382 12382 10775 9506
1991 11981 952 11521 12936
1990 9947 10308 9170 9102
1989 8275 9212 8280 9661
1988 10145 10145 8828 8570
1987 8663 8663 8361 9522
1986 8798 9281 7894 8717
1985 13315 13056 11475 8565
1984 9716 8156 7782 9496
1983 7781 7528 6662 8830
1982 9456 12123 9380 9634
1981 10423 11451 9514 7869
1980 8414 9043 7594 10817
1979 10657 10189 9072 13323
1978 10367 11284 9417 11283
1977 8354 996 7963 9018
1976 9961 10836 9046 11125
lacunes () 00 10 467 433
Moyenne 9609 10096 8507 9822
NB Les cases en gris contiennent les valeurs compleacuteteacutees ou corrigeacutees
III13 Etude de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere
III131 Pluviomeacutetrie journaliegravere
Lrsquoanalyse des pluies journaliegraveres sur la peacuteriode de 1976 agrave 2006 fait ressortir que le
nombre de jour de pluie dans lrsquoanneacutee varie drsquoune station agrave lrsquoautre de 50 jours (au nord) agrave 70
jours (au sud) Le mois drsquoaoucirct est le mois le plus pluvieux avec 13 jours en moyenne sur les
quatre stations Les hauteurs maximales de pluies journaliegraveres (tableau 7) sont souvent tregraves
eacuteleveacutees et peuvent atteindre 100 mm soient 10 de la pluviomeacutetrie totale annuelle
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Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou
Bobo-
Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
1976 48 711 654
1977 618 78 728
1978 657 714 641
1979 699 897 1029
1980 76 582 687
1981 77 58 711
1982 45 782 744
1983 661 484 698
1984 73 465 537
1985 813 837 68
1986 868 814 64 78
1987 469 1226 673
1988 711 48
1989 554 609 999 86
1990 652 676 747 966
1991 55 537 732 119
1992 772 384
1993 675 44 581
1994 49 622 931
1995 806 651 1071
1996 556 713 478
1997 436 94 652
1998 943 87 87
1999 583 804 982
2000 678 465 468
2001 459 404 608
2002 666 578 45
2003 803 803 753
2004 434 538 82
2005 636 1059 672
NB Les cases en gris repreacutesentent les lacunes
III132 Variabiliteacute saisonniegravere
La figure 19 montre pour les quatre stations que les pluies se concentrent sur la
peacuteriode de mai agrave mi-octobre (saison des pluies) qui repreacutesente plus de 90 de la pluie
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annuelle Les pics sont uniques sur lrsquoanneacutee (saison monomodale) et ils se situent en aoucirct agrave
chaque station et atteignent 250 mm ce qui correspond agrave 27 de la pluie annuelle
00
500
1000
1500
2000
2500
3000
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Farako-ba
Bama
Nasso
Bobo-D
Figure 19 Variabiliteacute saisonniegravere et spatiale de la pluviomeacutetrie (moyenne calculeacutee de 1976 agrave 2005)
III133 Etude statistique des pluies annuelles
Les pluies annuelles ont eacuteteacute ajusteacutees agrave la loi normale
On sait que la loi normale a pour fonction de reacutepartition
u
t dtexXobxF 22
2
1Pr)(
avec ndashltxlt+
Les paramegravetres de la loi normale sont la moyenne m et lrsquoeacutecart type s
Lrsquoeacutequation de la droite drsquoajustement est X=m+sU
Ougrave
- X est la valeur de la pluviomeacutetrie qui correspond agrave une probabiliteacute au non
deacutepassement donneacutee
- U est la valeur de la variable centreacutee reacuteduite qui correspond agrave cette probabiliteacute au
non deacutepassement U est donneacute par la table de Gauss
Les reacutesultats de lrsquoajustement sont reacutesumeacutes dans les tableaux 8 agrave 12 Les quantiles
sont calculeacutes avec un intervalle de confiance agrave 90 Rappelons que les intervalles de
confiance sont donneacutes par la relation suivante
641902)(1)()(Pr2
avecFun
FxFxob
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Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude
statistique des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9929 10373 9485
Quinquennale Segraveche 8683 9199 8166
Humide 11175 11692 10659
Deacutecennale Segraveche 8030 8629 7431
Humide 11828 12427 11229
Centennale Segraveche 6472 7328 5616
Humide 13386 14242 12530
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 10096 10582 9609
Quinquennale
Segraveche 8732 9297 8166
Humide 11459 12025 10894
Deacutecennale
Segraveche 8018 8673 7362
Humide 12174 12829 11518
Centennale
Segraveche 6313 7250 5376
Humide 13878 14815 12941
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 8775 9193 8357
Quinquennale Segraveche 7603 8089 7117
Humide 9947 10433 9461
Deacutecennale Segraveche 6989 7553 6426
Humide 10561 11124 9997
Centennale Segraveche 5525 6330 4720
Humide 12025 12830 11220
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Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9822 9378 10265
Quinquennale Segraveche 8578 8062 9094
Humide 11065 10550 11581
Deacutecennale Segraveche 7927 7329 8525
Humide 11717 11119 12315
Centennale Segraveche 6372 5518 7226
Humide 13272 12417 14126
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du Quantile
borne infeacuterieure
Borne supeacuterieure
Anneacutees correspondantes
Moyenne 9565 9154
9977
1977 1979 1988 1990 1991 1996
Quinquennale Segraveche 8411
7932
8890
19801984 1987 1989 1993 2004
Humide 10720
10241
11198
1978 1981 1982 1994 1995 1997 1999
2000
Deacutecennale Segraveche 7806 7251 8361
1983 2001
Humide 11325 10770 11880
1992 1998 2003
centennale Segraveche 6363 5570 7156
2002
Humide 12768 11974 13561
1985
On note lrsquoextrecircme variabiliteacute interannuelle de la pluie au niveau de chacune des
stations On note eacutegalement que les valeurs des diffeacuterents quantiles sur les quatre stations
sont sensiblement les mecircmes Hormis les stations de Bama et Nasso dont les donneacutees ont
eacuteteacute reconstitueacutees agrave respectivement agrave 467 et 433 agrave partir de la station de Bobo on peut
utiliser indiffeacuteremment les stations de Farakoba et de Bobo pour la preacutedeacutetermination des
grandeurs pluviomeacutetriques sur le bassin du Kouhellip
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III14 Etude de la variabiliteacute spatiale et calcul de la pluie moyenne sur le bassin versant
La figure 19 (deacutejagrave vue) montre que la pluviomeacutetrie annuelle ne varie pas beaucoup
drsquoune station agrave lrsquoautre On note cependant une leacutegegravere baisse du sud au nord
Pour la deacutetermination de la pluie moyenne interannuelle sur le bassin nous utilisons
la meacutethode des polygones de Thiessen qui procegravede comme suit A chaque station on
affecte la surface du polygone obtenu en traccedilant les meacutediatrices des segments reliant la
station concerneacutee aux stations voisines La pluie moyenne Hm sera obtenue en faisant la
somme pondeacutereacutee des pluies aux diffeacuterentes stations le coefficient de pondeacuteration eacutetant la
surface du polygone concerneacute inteacuterieur agrave S rapporteacutee agrave la surface S
)(1
NNCCBBm SHSHSHs
H
La figure 20 donne une repreacutesentation des polygones de Thiessen traceacute en ne
consideacuterant que les trois stations de Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama La station de
Nasso nrsquoa pas eacuteteacute prise en compte pour les raisons que nous expliciterons au paragraphe
III4 Les cœfficients correspondants sont consigneacutes au tableau 13
Tableau 13 Coefficients de Thiessen
bassin versant du Kou Station hydromeacutetrique de Koumi
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 038 Farakoba 318 094
Bobo 360 025 Bobo 20 006
Bama 567 037
Total 1858 1 Total 347 1
Station hydromeacutetrique de Badara Station hydromeacutetrique de la confluence
Niameacute_Baouleacute
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 071 Farakoba 378 045
Bobo 25 007 Bobo 335 026
Bama 73 022 Bama 339 029
Total 989 1 Total 1605 1
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U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
0 30 60 Kilomegravetres
Polygone de Thiessen des stations pluviometriques
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Limite du bassin-versant
station pluviometrique
Reacuteseau hydrographique
Polygone de thiessen
U Station hydromeacutetrique
(Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama)
Figure 20 Polygone de Thiessen des stations pluviomeacutetriques (NB la station de Nasso nrsquoest pas prise en
compte) Les hauteurs des pluies moyennes agrave consideacuterer pour chaque sous-bassin versant ont eacuteteacute calculeacutees et consigneacutees au tableau 14
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Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants
calculeacutees suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
Anneacutees Bassins versants
Koumi Badara Confluence Valleacutee du Kou
Niame-Baoule
2005 8584 8076 792 7735
2004 8398 8216 8361 828
2003 11462 11338 11317 1127
2002 6824 6792 7021 6992
2001 7844 7888 8155 8151
2000 10795 10735 10899 10864
1999 10899 10781 10695 10655
1998 12256 11578 11152 1092
1997 11746 10869 999 9715
1996 10162 9565 9145 8944
1995 11674 11204 11274 11087
1994 10650 10619 10273 10286
1993 8405 8717 9019 9118
1992 12382 11898 11744 11568
1991 9668 10132 1074 10876
1990 10286 10032 9884 9797
1989 9156 8941 8698 8633
1988 10145 980 969 9565
1987 8663 8597 8575 8551
1986 9252 8942 8753 8647
1985 13072 12485 12346 12129
1984 8250 8262 8557 854
1983 7543 7469 7493 7462
1982 11963 11309 10603 10401
1981 11389 10803 10425 10226
1980 9005 886 8696 8651
1979 10217 10217 10304 10298
1978 11229 10891 10613 10502
1977 9864 9443 901 8879
1976 10784 10479 10218 10119
Moyenne 10086 9831 9719 9629
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III2 DONNEES HYDROMETRIQUES
III21 Inventaire des stations hydromeacutetriques
Les observations hydromeacutetriques dans la valleacutee du Kou ont commenceacute en 1955 par
la creacuteation de plusieurs stations de mesure Pour la peacuteriode de 1955 agrave 1985 HURE (1998)
en a deacutenombreacute 13 Drsquoautres stations ont eacuteteacute creacuteeacutees par la suite notamment agrave lrsquooccasion de la
mise en œuvre de projets de deacuteveloppement ou de programmes drsquoeacutetudes couvrant la zone
On distingue
- Les stations du reacuteseau hydromeacutetrique national
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo valleacutee du Kou raquo
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo ressource en eau de Bobo-Dioulasso raquo
- Les stations installeacutees pour 3 ans lors de la mission drsquoeacutetude neacuteerlandaise IWACO
Dans le cadre de cette eacutetude nous disposons des donneacutees de la base de donneacutees
sous Hydracces laquo GEeauPlusmdb raquo de la DRAHRHHB qui gegravere les reacutesultats issues des
observations effectueacutees sur un certain nombre de stations Le tableau 15 fait lrsquoinventaire des
stations de cette base et la figure 21 montre leur reacutepartition geacuteographique sur le bassin
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo
Id_Station Nom Latitude Longitude Superficie
bassin (kmsup2)
Deacutebut_Activiteacute
1202701600 Sources de Pesso - - - -
1202701601
Confluence
Niameacute-Baouleacute - - 1605 -
1202701603 Badara 11deg227N 4deg2202W 989 1955
1202701606 Diaradougou 1960
1202701612 Nasso Amont 11deg1202N 4deg2604W 405 1961
1202701613 Nasso Milieu 11deg1200N 4deg2600W 1961
1202701614 Nasso Aval 11deg1300N 4deg2600W 646 1961
1202701620 Koumi 11deg0800N 4deg2500W 343 1985
1202710300
Mare aux
Hippopotames 11deg3446 4deg1007 - 1997
1202711310
Exutoire de la
Mare 11deg3446 4deg2500W - 1997
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Figure 21 Reacuteseau hydrographique du bassin du Kou et emplacement des stations hydromeacutetriques
Les donneacutees de deacutebits dont nous disposons sont de pas de temps journalier Ils sont
repreacutesenteacutees dans le tableau 16 et la figure 22 en donne le chronogramme des
observations Le propre de ces stations est qursquoelles ne sont en geacuteneacuteral suivies que pendant
la peacuteriode de mise en œuvre de projets ou programmes qui les ont installeacutees Actuellement
seules trois drsquoentre elles agrave savoir celles de Koumi de Badara et de la confluence Niameacute-
Baouleacute qui appartiennent au reacuteseau national sont encore opeacuterationnelles Crsquoest
fondamentalement sur elles que nous nous appuierons pour cette eacutetude
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes
Id_Station Nom Date Deacutebut Date Fin Lacunes
()
Nombre
Valeurs
1202701601 Confluence
Niameacute-Baouleacute
02011986 08122002 466 4805
1202701603 Badara 07011984 08122002 1433 4593
1202701606 Diaradougou 03012004 31122004 303 301
1202701612 Nasso Amont 09011961 08121974 3005 1557
1202701613 Nasso Milieu 06011961 31121991 427 8823
1202701614 Nasso Aval 06011961 10121997 856 4731
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1202701620 Koumi 02011987 04121999 712 4109
Chronogramme des donneacutees de la Table Debits
06011961 29061966 20121971 11061977 02121982 24051988 14111993 07051999 27102004
Confluence Niameacute-Baouleacute
Badara
Diaradougou
Nasso amont
Nasso milieu
Nasso aval
Koumi
Figure 22 Chronogramme des deacutebits mesureacutes aux stations hydromeacutetriques
III22 Critique des donneacutees
Malgreacute ses cinquante ans drsquoexistence le reacuteseau des stations hydrographiques est
incapable de fournir des donneacutees fiables
Les seacuteries chronologiques des deacutebits observeacutes sont de tregraves mauvaise qualiteacute Elles
sont parsemeacutees de lacunes (figures 23 agrave 25) pouvant aller jusqursquoagrave lrsquoabsence de
donneacutees sur toute une anneacutee voire plusieurs anneacutees
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Station Confluence Niameacute-Baouleacute Capteur J-Qjo = Deacutebits
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =
gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 23 Deacutebits moyens annuels agrave la station de la confluence et lacunes
Station 1202701620 = Koumi Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
01
02
03
04
05
06
07
08
1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its
Mo
yen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 24 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Koumi et lacunes
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Station 1202701603 = Badara Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 25 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Badara et lacunes
De plus une analyse plus deacutetailleacutee des donneacutees brutes nous a permis de mettre en
eacutevidence des incoheacuterences dans ces donneacutees
Plusieurs jours conseacutecutifs avec exactement le mecircme deacutebit moyen journalier
(Koumi confluencehellip)
Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie particuliegraverement pour
la station de Koumi ougrave on assiste agrave une inversion des valeurs
Absence de correacutelation entre des stations cependant voisines (BICABA 1991)
Cette impreacutecision des donneacutees srsquoexplique par les problegravemes drsquoeacutetalonnage lieacutes agrave
lrsquoinstabiliteacute des seuils de jaugeage crsquoest le cas de Koumi et de la confluence Niameacute-
Badara (HURE 1998) Drsquoautre part du fait de la violence des deacutebits du cours drsquoeau
durant la saison des pluies il serait pratiquement impossible drsquoobtenir des jaugeages
preacutecis
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0
20
40
60
80
100
010
119
93
160
119
93
310
119
93
150
219
93
020
319
93
170
319
93
010
419
93
160
419
93
010
519
93
160
519
93
310
519
93
150
619
93
300
619
93
150
719
93
300
719
93
140
819
93
290
819
93
130
919
93
280
919
93
131
019
93
281
019
93
121
119
93
271
119
93
121
219
93
271
219
93P
luie
s (
mm
)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluie
Deacutebit_1993
Figure 26 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de la Confluence
Niameacute-Baouleacute (1993)
0
20
40
60
80
100
120
140
11
97
14
19
7
27
19
7
92
97
22
29
7
73
97
20
39
7
24
97
15
49
7
28
49
7
11
59
7
24
59
7
66
97
19
69
7
27
97
15
79
7
28
79
7
10
89
7
23
89
7
59
97
18
99
7
11
09
7
14
10
97
27
10
97
91
19
7
22
11
97
51
29
7
18
12
97
31
12
97
Plu
ies
(m
m)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluviomeacutetrie
Deacutebit_1997
Figure 27 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de Badara (1997)
Le deacutebit du Kou semble ne plus ecirctre tregraves laquo naturel raquo Il faut deacutejagrave noter les
preacutelegravevements effectueacutes par lrsquoONEA et les peacuterimegravetres irrigueacutes mais on note eacutegalement
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une augmentation subite et a priori injustifieacutee des deacutebits (chroniques de Badara et de la
Confluence) qui intervient du 6 au 13 de chaque mois avec un pic le 8 et ce mecircme en
saison segraveche Nous nrsquoavons pas encore eu drsquoexplication de ce pheacutenomegravene jusqursquoagrave la
reacutedaction de ce rapport malgreacute une petite enquecircte meneacutee aupregraves de lrsquoONEA Ce
pheacutenomegravene a certainement son explication dans les preacutelegravevements divers opeacutereacutes en
amont lrsquoaugmentation traduisant une lacirccheacutee drsquoeau ou un arrecirct de pompage
En somme seules les donneacutees de Badara sont vraiment exploitables agrave condition
lagrave aussi de les nettoyer des incoheacuterences qui y subsistent
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III3 DONNEES DrsquoEVAPOTRANSPIRATION
Pour lrsquoanalyse de lrsquoeacutevapotranspiration nous disposons drsquoune chronique agrave la station
meacuteteacuteorologique de Bobo-dioulasso calculeacutee suivant la formule de Penman et couvrant la
peacuteriode allant de 1961 agrave 2003 soient 43 ans
Une moyenne mensuelle a eacuteteacute calculeacutee sur la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la figure 28
illustre les variations saisonniegraveres de lrsquoETP que nous en avons deacuteduites Cette variation est
assez bien marqueacutee au cours de lrsquoanneacutee Les valeurs maximales (autour de 180 mm) sont
observeacutees en saison segraveche de deacutecembre agrave mai avec un pic en mars (196 mm) Les valeurs
minimales sont observeacutees en saison des pluies (agrave cause essentiellement de la couverture
nuageuse plus freacutequente du ciel et de lhumiditeacute eacuteleveacutee de lair) de juin agrave novembre avec un
minimum en aoucirct (120 mm)
La variation interannuelle de lrsquoeacutevapotranspiration (figure 29) est par contre moins
marqueacutee Pour la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la moyenne se situe agrave 1977mm On note
cependant une leacutegegravere tendance agrave la hausse
0
50
100
150
200
250
Janv
ier
Feacutevrie
r
mar
sav
rilm
ai
juin
juille
t
aout
sept
embr
e
octo
bre
nove
mbr
e
dece
mbr
e
ET
P (
mm
)
Figure 28 Variation saisonniegravere de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
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0
500
1000
1500
2000
2500
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
ET
P a
nn
uelle (
mm
)
Figure 29 Variation interannuelle de LrsquoETP (de 1976 agrave 2003)
La comparaison des variations saisonniegraveres de lrsquoeacutevapotranspiration et de la pluie
(figure 30) montre que seuls les mois de juillet aoucirct et septembre preacutesentent un bilan
positif cest-agrave-dire que la pluie est supeacuterieure agrave lrsquoETP
0
50
100
150
200
250
300
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Pluie Farako-ba
Pluie_Bama
Pluie_Nasso
Pluie_Bobo-D
ETP(mmmois)
Figure 30 Comparaison de la pluviomeacutetrie avec lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
III4 CONCLUSION
Le tableau 17 fait la synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
La premiegravere ligne repreacutesente les anneacutees et la couleur grise indique la preacutesence de
donneacutees hydromeacutetriques de lrsquoanneacutee consideacutereacutee
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Les lignes suivantes renseignent sur la disponibiliteacute des donneacutees pluviomeacutetriques
laquo 1 raquo signifie que les donneacutees de lrsquoanneacutee et de la station consideacutereacutees sont disponibles Si
les donneacutees drsquoune anneacutee manquent rien nrsquoest alors marqueacute
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
Bad
ara
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Ko
um
i
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Co
nfu
en
ce
Nia
meacute-b
ao
uleacute
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
On en tire les conclusions suivantes
Les donneacutees de la station pluviomeacutetrique de Nasso preacutesentent des lacunes au cours
des peacuteriodes ougrave lrsquoon dispose des donneacutees hydromeacutetriques Aussi nous nous
proposons de ne garder que les trois autres stations restantes (Farakoba Bobo-
Dioulasso Bama) Rappelons que les autres stations situeacutees hors bassin du Kou
nrsquoont que des observations de trois ans (2003-2005) Les pluies moyennes sur les
bassins versants seront calculeacutees uniquement avec les donneacutees de ces trois stations
Les donneacutees hydromeacutetriques sont de tregraves mauvaise qualiteacute Cela avait deacutejagrave eacuteteacute
remarqueacute par les eacutetudes anteacuterieures (BICABA 1991 HURE 1998 BERTHIAUD
2001) Seules les donneacutees de Badara sont utilisables et en croisant avec les
donneacutees pluviomeacutetriques on constate que la peacuteriode constitueacutee drsquoanneacutees
conseacutecutives la plus longue est celle de 1996 agrave 2002 soit sept ans Crsquoest donc sur
cette peacuteriode que nous essayerons de travailler pour la mise en œuvre de la
modeacutelisation
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MODELISATION
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IV MODELISATION
La modeacutelisation hydrologique a pour but de donner une repreacutesentation simplifieacutee du
systegraveme bassin versant qui permette drsquoexpliquer et de preacutedire la reacuteponse de ce dernier agrave une
seacuterie de sollicitations
Les modegraveles hydrologiques les plus classiques sont ceux qui permettent de faire la
transformation pluie-deacutebit HYSIM modegravele que nous utiliserons dans le cadre de ce travail
est de cette cateacutegorie Ce modegravele a eacuteteacute mis au point par la laquo water resource associates raquo de
Grande Bretagne et il a drsquoailleurs eacuteteacute reacutecemment eacutelu par lrsquoagence de lrsquoenvironnement du
Royaume Uni (United Kingdom Environment Agency) comme son principale modegravele laquo pluie-
deacutebit raquo HYSIM est en effet adapteacute pour reacutesoudre les problegravemes suivants
Lrsquoextension des chroniques de deacutebits
Lrsquoeacutetude des variations climatiques
Reconstitution des eacutecoulements naturels sur des bassins laquo anthropiseacutes raquo
Lrsquoeacutetude des interactions eaux de surface eaux souterraines
Dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous avons vu que les donneacutees
pluviomeacutetriques disponibles de la valleacutee du Kou sont de bonne qualiteacute et qursquoelles couvrent
une bonne peacuteriode ndash souvent plus de cinquante ans Par contre cela nrsquoest pas le cas des
donneacutees hydromeacutetriques Lrsquoemploi de HYSIM pourrait alors aider agrave surmonter ce handicap
en reconstituant les donneacutees manquantes de deacutebits et permettre ainsi de calculer le bilan
hydrologique qui est lrsquoobjectif principal de cette eacutetude
Lrsquoutilisation drsquoun modegravele pour simuler des deacutebits sur un bassin versant donneacute est
conditionneacutee par lrsquoachegravevement de deux opeacuterations importantes que sont le calage ou
calibration du modegravele et sa validation Ce sont lagrave les deux points importants que nous
aborderons dans cette troisiegraveme partie mais apregraves une preacutesentation plus deacutetailleacutee du
modegravele
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MODELISATION
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IV1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU MODELE
HYSIM est un modegravele de simulation hydrologique agrave reacuteservoirs faisant intervenir des
relations matheacutematiques pour deacuteterminer les eacutecoulements geacuteneacutereacutes par des preacutecipitations sur
un bassin versant Il se situe agrave mi-chemin entre un modegravele laquo physique raquo analysant et
quantifiant les pheacutenomegravenes physiques se produisant dans le bassin versant et un modegravele
empirique agrave base de reacutegressions multiples Crsquoest un modegravele conceptuel
IV11 Bases theacuteoriques du modegravele
Les processus hydrologiques au sein du bassin versant sont scheacutematiseacutes par les
transferts entre sept reacuteservoirs virtuels en communication La capaciteacute des reacuteservoirs le taux
maximum de transfert entre eux et les eacutequations qui commandent les processus de transfert
sont deacutefinis par des paramegravetres indeacutependants du temps A lrsquoopposeacute les volumes des
reacuteservoirs et les taux de transfert varient en fonction du temps
La repreacutesentation scheacutematique agrave la figure 31 illustre la faccedilon dont les reacuteservoirs sont
raccordeacutes entre eux et permet de mieux comprendre le fonctionnement du modegravele
Ces reacuteservoirs se deacutefinissent comme suit
Reacuteservoir de neige
Toutes les preacutecipitations tombant sous forme de neige sont retenues dans ce
reacuteservoir avant drsquoecirctre libeacutereacutees vers le reacuteservoir drsquointerception Le taux de transfert entre ces
deux reacuteservoirs est eacutegal au taux de fusion potentiel de la neige
Reacuteservoir drsquointerception
La pluie (ou dans certains cas la neige) peut ecirctre retenue par la veacutegeacutetation puis
redistribueacutee en une partie qui parvient au sol et une autre qui seacutevapore La partie
natteignant jamais le sol forme linterception Ce reacuteservoir est la premiegravere destination des
eaux de pluies de mecircme il est le premier agrave ecirctre deacutebiteacute par lrsquoeacutevapotranspiration
Stockage dans les deacutepressions
On deacutefinit leau de stockage dans les deacutepressions comme leau retenue dans les
creux et les deacutepressions topographiques du sol pendant et apregraves une averse
Horizon supeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute retenue dans les couches superficielles du sol Il a
une capaciteacute finie eacutegale agrave la profondeur de lrsquohorizon multiplieacutee par sa porositeacute
Le taux drsquohumidification de lrsquohorizon dont la distribution spatiale est consideacutereacutee triangulaire
est majoreacute par le taux drsquoinfiltration potentielle Ce taux drsquoinfiltration potentielle est baseacute sur
lrsquoeacutequation de Philips ci-dessous
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MODELISATION
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5150 tttx
Avec
x = distance parcourue par le front drsquohumectation
t = temps pour lequel 0x
et sont fonctions du type et des conditions du sol Manley (1978) deacutemontre que cette
relation peut ecirctre approcheacutee par lrsquoexpression suivante
ktkPtx 50)2( avec
P= succion capillaire
K = permeacuteabiliteacute agrave saturation du medium drsquoougrave lrsquoon tire le taux drsquoinfiltration potentielle
Brooks et Corey (1964) deacutemontrent que P srsquoexprime par
1
eb SPP
Ougrave Pb = Pression de bouillonnement (bubbling presure en mm de colonne drsquoeau)
= indice de composition granulomeacutetrique
Se= Humiditeacute efficace deacutefinie par la relation suivante
)01()( rre SSmS
Avec m = humiditeacute agrave saturation du sol
Sr = Humiditeacute reacutesiduel correspondant agrave lrsquohumiditeacute minimale agrave laquelle on peut
emmener le sol en lrsquoasseacutechant par augmentation de la succion En simulant la teneur en eau
de lrsquohorizon supeacuterieur on pourra alors simuler les forces qui causent le mouvement de lrsquoeau
La principale perte drsquoeau de lrsquohorizon superficiel est due agrave lrsquoeacutevapotranspiration qui si
la succion capillaire est infeacuterieure agrave 15 atmosphegraveres srsquoeacutetablit au taux potentiel (toute perte
drsquointerception ayant eacuteteacute pris en compte) Si la succion capillaire est supeacuterieure agrave 15
atmosphegraveres aucune eacutevaporation ne se produit
Le deuxiegraveme transfert drsquohumiditeacute agrave consideacuterer est lrsquoeacutecoulement hypodermique ou
retardeacute Il se produit suivant un taux qui est une fonction complexe de la permeacuteabiliteacute
horizontale efficace la pente de la couche et la distance au chenal
Brooks et Corey (1964) citeacute par Manley (2003) ont deacutemontreacute que la permeacuteabiliteacute
efficace des milieux poreux est donneacutee par
)32()( ee SKK ougrave
Ke est la permeacuteabiliteacute efficace et les autres termes sont tels que deacutefinis
preacuteceacutedemment
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Figure 31 Scheacutema de fonctionnement du modegravele
Lrsquoeacutecoulement hypodermique ou retardeacute est donneacute par la relation suivante
Reacuteservoir de neige
Nappe
intermeacutediaire
Horizon infeacuterieur
Horizon
superficiel
Reacuteservoir
drsquointerception
Nappe profonde
Chenaux mineurs
Reacutetention dans les deacutepressions
Ruissellement
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
souterrain
Ecoulement
souterrain
EVAPOTRANSPIRATION
PLUIE
NEIGE
Recharge ou
reacutecession de la nappe
Ecoulement dans
les riviegraveres
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)32()(1 SeRfacuehypodermiqEcoulement
Avec Rfac1= permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation mmh
La percolation est le dernier type de transfert se produisant agrave partir de cet horizon
Elle est donneacutee par
)32()( eb SKnPercolatio ougrave
Kb = permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la limite de lrsquohorizon
Se = Humiditeacute efficace de lrsquohorizon superficiel
En combinant les eacutequations preacuteceacutedentes le taux drsquoaccroissement du stock est donneacute
par
)32()1(
eb SKRfaci
dt
ds
Ougrave i = Flux entrant
S = reacuteservoir drsquohumiditeacute
t = le temps
Cette eacutequation ne peut malheureusement ecirctre reacutesolue de maniegravere explicite Mais en
faisant lrsquohypothegravese selon laquelle la variation du stock serait neacutegligeable devant le stock
initial cela conduit agrave une simplification de lrsquoeacutequation et permet alors drsquoobtenir une solution
approximative Pour tenir compte des situations extrecircmes la variation du stock doit ecirctre
comprise entre une limite supeacuterieure et une limite infeacuterieure La limite supeacuterieure est deacutefinie
par le niveau de stockage agrave partir duquel le flux de sortie est eacutegal au flux drsquoentreacutee La limite
infeacuterieure se deacuteduit en donnant agrave i la valeur zeacutero dans lrsquoeacutequation preacuteceacutedente cas pour lequel
une solution explicite est possible
Horizon infeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute du sol du situeacute en dessous de lrsquohorizon supeacuterieur
mais restant encore dans la zone racinaire (horizons B et C) Lrsquoexceacutedent de la demande
en eacutevapotranspiration nrsquoayant pas encore eacuteteacute satisfaite est alors soustraite de ce
reacuteservoir au taux potentiel avec les mecircmes restrictions que dans le cas de lrsquohorizon
superficiel
Nappe souterraine intermeacutediaire
Il srsquoagit drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini repreacutesentant le premier niveau de stockage des
eaux souterraines En particulier dans les zones calcaires la plupart des fissures
retenant de lrsquoeau communiquent avec un ruisseau plutocirct qursquoavec les nappes profondes
ce reacuteservoir repreacutesente cet eacutetat de fait Deux paramegravetres deacuteterminent les opeacuterations qui
srsquoy deacuteroulent le coefficient de deacutebit et la proportion drsquohumiditeacute qui sort du reacuteservoir pour
entrer dans le canaux Le reacuteservoir eacutetant lineacuteaire la relation entre le stockage et le temps
se deacuteduit immeacutediatement
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Nappe profonde
Il srsquoagit eacutegalement drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini ayant un coefficient de deacutebit constant
Crsquoest de lagrave que les eaux souterraines sont extraites Comme dans le cas preacuteceacutedent la
deacutetermination du flux (deacutebit de lrsquoeacutecoulement) est immeacutediate
Chenaux mineurs
Ce composant repreacutesente le dispatching des eacutecoulements agrave travers des petits
ruisseaux et des fosseacutes et dans des canaux eacutepheacutemegraveres en cas de saturation du bassin
versant Lrsquohydrogramme unitaire est triangulaire avec un temps de base eacutegal agrave 25 fois le
temps de monteacutee
IV12 Les variables drsquoentreacutee et de sortie du modegravele
Les principales variables drsquoentreacutee du modegravele sont
La pluviomeacutetrie Il srsquoagit de pluie moyenne sur le bassin ou le sous bassin versant
consideacutereacute ou des donneacutees brutes des stations pluviomeacutetriques Dans ce dernier cas
HYSIM effectue alors le test de double masse corrige les lacunes agrave lrsquoaide de
reacutegressions et calcule la pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant
Lrsquoeacutevapotranspiration (ETP) Lagrave aussi HYSIM peut recevoir directement lrsquoETP deacutejagrave
calculeacutee ou faire ce travail lui-mecircme quand on lui introduit les diffeacuterents termes de
lrsquoeacutevapotranspiration suivant la formule de Penman
Les autres variables drsquoentreacutees sont
Taux de fusion potentiel de la neige
Recharge et tarissement des riviegraveres
Coefficient de reacutecession de la nappe
Notons cependant que le modegravele peut tourner mecircme dans une situation ougrave les
donneacutees concernant une ou plusieurs de ces variables ne seraient pas disponibles
De mecircme le modegravele se preacutesente avec une certaine souplesse quant au pas de
temps des donneacutees Ce dernier peut en effet ecirctre journalier hebdomadaire mensuel ou
mecircme drsquoune fraction entiegravere journaliegravere
Les variables de sortie sont
Les deacutebits simuleacutes
Les contenances de diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps choisi
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Les flux drsquoeau entre les diffeacuterents reacuteservoirs
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IV13 Les paramegravetres du modegravele
La philosophie de deacuteveloppement de HYSIM est fondeacutee sur le souci de donner une
signification physique reacutealiste agrave tous le paramegravetres auxquels le modegravele fait recours La
plupart des paramegravetres employeacutes sont familiers aux hydrologues crsquoest le cas du reacuteservoir
drsquointerception ou de la superficie du bassin versant par exemple Mais bien drsquoautres
paramegravetres en particulier ceux relatifs agrave la physique du sol sont moins bien eacutevidents
Le bassin versant agrave modeacuteliser peut ecirctre subdiviseacute en sous bassins qui srsquoemboicirctent
Chaque sous bassin peut agrave son tour ecirctre subdiviseacute en plus de trois zones hydrologiques
individualiseacutees par leurs caracteacuteristiques climatiques et de sols Dans ce cas on deacutefinira
alors pour chaque sous-bassin la seacuterie de paramegravetres qui lui est propre Le reacuteseau
hydrographique est eacutegalement scheacutematiseacute en reacuteseau de chenaux
La premiegravere eacutetape de la modeacutelisation est de ce fait de deacutecider de la subdivision en
sous bassins et de la structuration du reacuteseau hydrographique agrave adopter
Ce modegravele est prolifique en paramegravetres On en distingue deux types les paramegravetres
hydrauliques et les paramegravetres hydrologiques
Les paramegravetres hydrauliques concernent les caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques la
pente et la rugositeacute des chenaux (Figure 32)
Figure 32 Paramegravetres hydrauliques du modegravele
Les paramegravetres hydrologiques
Ils sont les plus nombreux et on les regroupe en laquo paramegravetres de base raquo et
laquo paramegravetres avanceacutes raquo On les verra plus en deacutetail un peu plus loin
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IV2 MISE EN ŒUVRE DU MODELE SUR LE BASSIN DU KOU
laquo Le calage drsquoun model consiste agrave trouver le jeu optimal de paramegravetres cest-agrave-dire
celui qui optimise (bien souvent minimise) un critegravere numeacuterique permettant de juger de
lrsquoadeacutequation du modegravele pour des donneacutees disponibles En geacuteneacuteral ce critegravere mesure un eacutecart
entre la chronique des valeurs de deacutebits produites par le modegravele et la chronique des valeurs
observeacutees raquo Il traduit la performance du modegravele Ce Critegravere sera pour nous le critegravere de
Nash pour les raisons que nous expliciterons plus loin La deacutetermination des paramegravetres se
fera en deux eacutetapes
Une premiegravere eacutetape ougrave les paramegravetres sont deacutetermineacutes sur la base des
caracteacuteristiques notamment physiques du bassin versant et
Une deuxiegraveme eacutetape drsquoajustement (drsquooptimisation) des paramegravetres
Mais commenccedilons drsquoabord par deacuteterminer la peacuteriode de calage et le pas de temps
des donneacutees
IV21 Choix des eacutechelles de modeacutelisation
IV211 Echelle spatiale
La modeacutelisation hydrologique srsquoopegravere suivant diffeacuterentes eacutechelles spatiales
(KARAMBIRI 2003) On distinguera entre autres
- Premiegraverement lrsquoeacutechelle du bassin versant Cela se traduit par le deacutecoupage du
bassin versant en uniteacutes hydrologiques homogegravenes doteacutees de paramegravetres initiaux
mesureacutes ou estimeacutes qui seront ensuite optimiseacutes au cours du calage
- On peut eacutegalement conduire la modeacutelisation agrave lrsquoeacutechelle de la parcelle en deacuteterminant
les paramegravetres speacutecifiques agrave chaque eacutetat de surface eacuteleacutementaire qui seront ensuite
reporteacutes sur tout le bassin
- hellip
Le modegravele HYSIM est dans le premier cas Le bassin versant est conccedilu comme un
complexe de sous-bassins hydrologiques emboicircteacutes Le calage du modegravele consistera alors agrave
optimiser des paramegravetres deacutetermineacutes ou estimeacutes dans un premier temps sur la base
drsquoobservations et de mesures effectueacutees sur le terrain
La version laquo deacutemo raquo du modegravele que nous utilisons dans le cadre de cette eacutetude est
cependant soumise aux deux limitations suivantes
- Impossibiliteacute de travailler avec des seacuteries de plus de cinq ans de donneacutees
- Impossibiliteacute drsquoutiliser la subdivision en sous-bassins emboicircteacutes tout le bassin versant
devra ecirctre conccedilu comme un ensemble hydrologiquement homogegravene
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Drsquoautre part dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous eacutetions arriveacutes agrave la
conclusion qursquoau niveau des trois stations hydromeacutetriques seacutelectionneacutees seules les donneacutees
de Badara eacutetaient utilisables dans le cadre drsquoune modeacutelisation
Pour ces deux raisons ci-dessus eacutevoqueacutees notre uniteacute drsquoeacutetude sera le sous-bassin
de Badara Sans arriver jusqursquoagrave lrsquoexutoire du bassin versant le poste hydromeacutetrique de
Badara est geacuteographiquement suffisamment bien situeacute en aval des principaux utilisateurs
des ressources en eau du Kou (peacuterimegravetres irrigueacutes station de pompage de lrsquoONEA etc) On
pourra de ce fait assimiler le sous-bassin dont Badara est lrsquoexutoire agrave lrsquoensemble du bassin
versant du Kou sans trop de biais sur les conclusions
IV212 Echelle de temps
Pour ce qui est du pas de temps nous gardons un pas de temps journalier car drsquoune
part le modegravele lrsquoaccepte et drsquoautre part toutes les donneacutees disponibles sont agrave ce pas de
temps
IV22 Choix des eacuteveacutenements agrave modeacuteliser
Lrsquoobjectif principal de cette eacutetude est la deacutetermination du bilan hydrologique La
modeacutelisation devrait aider agrave deacuteterminer un terme important du bilan agrave savoir les volumes
eacutecouleacutes Ce volume est deacutetermineacute par inteacutegration du deacutebit moyen journalier sur la dureacutee sur
laquelle sera effectueacute le bilan Lrsquoeacuteveacutenement agrave modeacuteliser est de ce fait le deacutebit moyen
journalier Les donneacutees journaliegraveres drsquoETP et de pluies srsquoeacutetalent sur la peacuteriode 1996-2002
IV23 Choix des peacuteriodes et des fonctions critegraveres de calage et de validation
IV231 Choix des peacuteriodes de calage et de validation
Nous avons subdiviseacute la peacuteriode totale (1996 agrave 2002) couverte par nos donneacutees en
deux seacuteries de trois ans chacune La premiegravere anneacutee (1996) devant servir pour la mise en
route du modegravele le calage sera fait sur les trois anneacutees suivantes (1997 agrave 1999) dont les
donneacutees sont les meilleures La deuxiegraveme seacuterie (2000 agrave 2002) va ecirctre utiliseacutee pour la
validation
IV232 Choix de la fonction critegravere de calage et de validation
Lorsqursquoil srsquoagit de juger de la qualiteacute drsquoune simulation il est fait appel agrave des fonctions
objectives ou fonctions de critegraveres qui permettent drsquoestimer globalement sous forme drsquoun
seul nombre lrsquoeacutecart entre les sorties calculeacutees et les deacutebits observeacutes Plusieurs fonctions
critegraveres sont utiliseacutees pour lrsquoappreacuteciation des modegraveles pluies-deacutebits Nous pouvons en citer agrave
titre drsquoexemple le critegravere de Fortin (Fortin et al 1971) le critegravere de Nash (Nash et sutcliffe
1970) etchellip
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Pour ce qui est de notre eacutetude nous utiliserons dans un premier temps un critegravere
visuel qui consistera agrave repreacutesenter sur un graphique les valeurs observeacutees des deacutebits en
fonction des valeurs simuleacutees Ensuite ce critegravere visuel sera quantifieacute par la fonction critegravere
de Nash Il est en effet de lrsquoavis de nombreux auteurs que crsquoest la fonction qui permet
drsquoobtenir les meilleurs reacutesultats A preuve cette conclusion des eacutetudes comparatives
SERVAT ET DEZETTER (1990) puis DEZETTER (1991) laquo Au regard des objectifs viseacutes
(reconstitution la plus preacutecise possible des volumes de crue en saison des pluies restitution
de la dynamique des hydrogrammes absence de deacutecalage dans le temps entre les
hydrogrammes observeacutes et calculeacutes) et de la nature des donneacutees disponibles quelque soit
lrsquoalgorithme utiliseacute crsquoest son association avec le critegravere de Nash qui permet drsquoacceacuteder au
meilleur niveau de reacutesultats raquo
La fonction de critegravere de Nash est donneacutee par lrsquoexpression suivante
N
i
moyobs
i
obs
i
obs
N
i
i
Cal
NashdeCritegravere
1
2
2
1
)(
)(
1
Avec Qcal Deacutebit calculeacute
Qobs Deacutebit observeacute
Qobs-moy Deacutebit observeacute moyen
On sait que 1NashdeCritere Le modegravele sera alors consideacutereacute
comme performant lorsque la valeur du NashdeCritere est proche de 1 Pour
mieux appreacutecier cette performance nous adoptons lrsquoeacutechelle drsquoappreacuteciation
suivante (PACOME 2004)
Si NashdeCritere gt 08 alors le critegravere de Nash est bon pour le modegravele
Si 07 lt NashdeCritere 08 alors le critegravere de Nash est satisfaisant
Si 06 lt NashdeCritere 0 7 alors le critegravere de Nash est acceptable
Si 05 lt NashdeCritere 0 6 alors le critegravere de Nash est peu acceptable
Si NashdeCritere 05 alors le critegravere de Nash est mauvais
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IV24 Deacutetermination des paramegravetres du modegravele
IV241 Les paramegravetres hydrauliques
Les paramegravetres suivants ont eacuteteacute deacutetermineacutes agrave lrsquoaide des donneacutees topographiques
disponibles et sur la base des observations de terrain Nous adoptons ainsi les dimensions
moyennes suivantes
Largeur en gueule 30 m largeur au plafond = 15 m
Profondeur = 2 m longueur = 40 Km
Pente longitudinale = 2permil Largeur du lit majeur = 100m
Cœfficient de rugositeacute de Manning du chenal = 0033
Cœfficient de rugositeacute de Manning du lit majeur = 006
Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques
IV242 Paramegravetres hydrologiques de base
La deacutetermination de ces paramegravetres a eacuteteacute faite le plus souvent sur la base des
indications donneacutees par le manuel drsquoutilisation du modegravele
Reacuteservoir drsquointerception (Interception Storage)
Une valeur de 2 mm est raisonnable pour les prairies tandis que pour des zones de
forecirct on pourra deacutepasser 10 mm La carte drsquooccupation du sol du bassin montre une
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heacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute avec une preacutedominance de zone arbustive (66) suivi de plantations
(19) champ (134) et plaine rizicole (8) Nous retenons de ce fait une valeur 10
mm
Proportion de zone impermeacuteable (Impermeable Proportion)
Il srsquoagit de la proportion de la partie du bassin versant que lrsquoon peut consideacuterer
comme impermeacuteable Ceci inclus non seulement les routes et parkings mais
eacutegalement les aires naturels reacuteputeacutees avoir cette proprieacuteteacute ainsi que la riviegravere elle-
mecircme Une valeur de 002 est typique des zones rurales pour les zones urbaniseacutees
cette valeur pourra deacutepasser 20 Ce dernier taux nous semble exageacutereacute pour le
contexte africain en geacuteneacuterale et pour celui de la valleacutee du Kou en particulier La ville
de Bobo-Dioulasso ne peut pas ecirctre en effet consideacutereacutee impermeacuteabiliseacutee au mecircme
degreacute que le villes anglaises qui appartiennent au contexte de creacuteation et de
conception de HYSIM Nous estimons ce paramegravetre agrave 002 sur la base de la carte
drsquooccupation des sols du bassin versant
Temps de monteacutee des petits chenaux (Time to peak - minor channels)
Ce paramegravetre controcircle la simulation de la reacuteponse des canaux affluents
mineurs qui nrsquoauront pas eacuteteacute pris en compte dans la scheacutematisation du reacuteseau
hydrographique Ce paramegravetre srsquoestime par la formule suivante
470)(82 SLTp
Ougrave Tp = Temps de monteacutee en heures
L = longueur de la riviegravere consideacutereacutee en km
S = pente de la riviegravere consideacutereacutee mkm
On retiendra comme valeur du paramegravetre la moyenne des Tp calculeacutes avec la formule
preacuteceacutedente pour 4 agrave 5 affluents mineurs
Ce paramegravetre a eacuteteacute deacutetermineacute agrave lrsquoaide de la carte topographique de la valleacutee du Kou
On trouve Tp = 43h
Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
Sa valeur est normalement comprise entre 500 et 1000 mm mais cela
deacutependra surtout des types de veacutegeacutetations et de sols en preacutesence Ce paramegravetre
deacutetermine la capaciteacute de reacutetention totale des horizons superficiel et infeacuterieur du sol Il
est cependant difficile agrave deacuteterminer agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant crsquoest donc par
iteacuteration que nous le deacuteterminerons en partant drsquoune valeur de 1000 mm
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Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Crsquoest lrsquoun des plus importants paramegravetres du modegravele car il controcircle la
reacuteponse du sol Sa valeur se deacutetermine agrave lrsquoaide du tableau 18 avec comme entreacutee la
texture du sol Dans notre cas sa valeur est de 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et lrsquohorizon
qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute entre les deux
horizons du sol Sa valeur varie de 50 mmh pour les sols argileux agrave plus de
200mmh pour le sable Pour commencer les iteacuterations on prendra comme valeur de
deacutepart soit le double de la valeur donneacutee par le tableau 18 soit la valeur par deacutefaut
du modegravele qui est de 10 mmh Ce paramegravetre est en effet normalement moduleacute et
ajusteacute par le modegravele
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute du sol vers la nappe
souterraine En lrsquoabsence de nappe souterraine la valeur de ce paramegravetre est zeacutero
Dans le cas contraire sa valeur va de 10 mmh pour les sols lourds agrave 100 mmh et
plus pour les sols sableux et graveleux On pourra comme preacuteceacutedemment utiliser les
valeurs du tableau 18 ou garder la valeur par deacutefaut de 10 mmh donneacute par le
modegravele agrave titre de valeur de deacutemarrage car ce paramegravetre est eacutegalement moduleacute et
ajusteacute automatiquement
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-off from
the upper horizon at saturation)
La valeur de ce paramegravetre est ajusteacutee au cours de la calibration en partant de
la valeur par deacutefaut de deacutemarrage de 10 mmh
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
La proceacutedure de deacutetermination de ce paramegravetre est la mecircme que celle du
paramegravetre preacuteceacutedent
Coefficient de reacutecession de la nappe (groundwater recession)
La valeur de ce paramegravetre est donneacutee par la relation suivante
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)1(
12 )( mqqrecessiondetCoefficien
Ougrave q1 et q2 sont respectivement les deacutebits au deacutebut et agrave la fin de la saison segraveche et
m la dureacutee en mois de cette saison segraveche
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol
Texture Teneur
en argile
()
PSDI Pression
de
bouillone
ment
permeabiliteacute
mmh
Porositeacute Humiditeacute
residuelle
Peat 0 050 100 500 070 010
Sable 3 025 120 630 040 010
Loamy Sand 6 023 90 560 041 010
Marne sableuse 9 020 220 125 044 015
Silt Loam 14 019 80 26 049 015
Loam 19 018 500 25 045 015
Sandy Clay Loam 28 014 300 23 042 015
Silty Clay Loam 34 013 360 6 048 020
Limon argileux 34 012 630 9 048 020
Argile sableuse 43 010 150 8 043 020
Argile limoneuse 49 010 490 4 049 020
Argile 63 009 410 4 048 025
Nota
1 Ces valeurs sont baseacutee sur des donneacutee expeacuterimentales Certains parmis elles varient drsquoune maniegravere
rendant difficile lrsquoestimation drsquoune moyenne quand plusieurs types de sols sont concerneacutes A titre
drsquoexemple dans le cas de la pression de bouillonnement la valeur par deacutefaut de 250 doit ecirctre utiliseacutee agrave
moins que le bassin versant ne soit agrave 100 drsquoun type particulier
2 La teneur en argile et lrsquohumiditeacute reacutesiduelle ne sont pas utiliseacutees par HYSIM mais incluses dans le
tableau agrave titre de compleacutement
Coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (Precipitation correction factor)
Ce paramegravetre a eacuteteacute preacutevu pour corriger une eacuteventuelle sous-estimation ou
une eacuteventuelle surestimation de la pluviomeacutetrie Le test de sensibiliteacute a montreacute que le
modegravele reacuteagit trop par rapport agrave la pluviomeacutetrie de sorte que les deacutebits simuleacutes sont
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nettement supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes Lrsquointroduction de ce paramegravetre en
diminuant (dans notre cas) la pluviomeacutetrie permet alors de coller les deacutebits simuleacutes
avec les deacutebits observeacutes Apregraves plusieurs essais la valeur de 06 a eacuteteacute retenue
Coefficient de correction de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (Potential
evapotranspiration correction factor)
La deacutetermination de lrsquoeacutevapotranspiration eacutetant reacuteputeacutee moins preacutecise que celle
de la pluviomeacutetrie crsquoest sur ce paramegravetre que lrsquoon va le plus souvent jouer pour
obtenir lrsquoeacutequilibre du bilan hydrologique (optimisation agrave paramegravetre unique)
Superficie du sous-bassin (sub-catchment area)
Crsquoest la superficie du sous bassin versant en km2 Elle est de 989 km2
IV243 Paramegravetres hydrologiques avanceacutes
Ils ne sont dits laquo avanceacutes raquo que parce que le modegravele est moins sensible agrave leur
modulation Le plus souvent on se contentera des valeurs par deacutefaut suggeacutereacutees
Permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la surface de lrsquohorizon superficiel (saturated
permeability at the top of the Upper horizon boundary)
La valeur par deacutefaut proposeacutee et que nous retiendrons est 1000 mmh
Proportion de stockage dhumiditeacute dans lhorizon supeacuterieur
Cest un paramegravetre difficile agrave ajuster avec assurance Mais il serait peu
commun de deacutepasser la valeur par deacutefaut de 03 Srsquoil se trouve que la reacuteponse du
modegravele agrave de petits orages est geacuteneacuteralement tregraves faible la valeur de ce paramegravetre
peut ecirctre reacuteduite cest-agrave-dire que lhorizon supeacuterieur se remplira plus rapidement et
se deacutechargera aussitocirct
Rapport de la surface du bassin versant souterrain participant au bilan au bassin
versant de surface (Ratio of Contributing Groundwater Catchment Area to Surface
Catchment Area)
Ce ratio tient compte du fait que les deux bassins pourraient ne pas coiumlncider
Proportion du bassin versant qui soit sans contribution de nappe souterraine
(Proportion of Catchment without Contributing Groundwater)
Idem avec le paramegravetre preacuteceacutedent
Proportion de zone mareacutecageuse (Riparian proportion) soumise agrave
lrsquoeacutevapotranspiration au taux potentiel pendant toute lrsquoanneacutee et ce mecircme quand tout le
reste du bassin versant serait sec
Porositeacute (prosity)
Le tableau 18 donne une valeur de 44
Pression de bouillonnement (bubbling pressure)
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Cette valeur repreacutesente la succion capillaire agrave partir de laquelle des bulles
apparaissent quand le sol est soumis agrave un assegravechement Ce paramegravetre est lun des
deux paramegravetres qui commandent la reacuteponse de la succion capillaire dans le sol agrave la
teneur en eau Des valeurs typiques sont indiqueacutees dans le tableau 18 mais la
valeur par deacutefaut approprieacutee pour un bassin versant reacuteputeacute heacuteteacuterogegravene est 250
Coefficient de reacutecession de la nappe souterraine intermeacutediaire
Valeur par deacutefaut 05
Proportion drsquohumiditeacute quittant les nappes intermeacutediaires en direction des canaux
Valeur par deacutefaut 0
Facteur drsquointerception
Ceci est un coefficient de pondeacuteration de lrsquoeacutevapotranspiration qui se produit au
droit du reacuteservoir drsquointerception Lrsquoeacutevaporation srsquoy produit en effet agrave un taux
eacutequivalent agrave ce qui se produirait sur un plan drsquoeau libre dont le taux est nettement
supeacuterieur agrave lrsquoeacutevapotranspiration Valeur par deacutefaut 1
IV244 Test de sensibiliteacute
Ce test permet drsquoidentifier les paramegravetres qui influencent le plus les reacutesultats du
modegravele Le test a consisteacute agrave faire varier les paramegravetres dans des plages raisonnables et
reacutealistes vis agrave vis des observations de terrain A lrsquoissu de ce test on fait le constat suivant
- Le facteur de zone impermeacuteable a de lrsquoinfluence sur lrsquoeffet des petites pluies sur les
deacutebits Plus ce facteur est grand plus les deacutebits simuleacutes seront eacuteleveacutes
- La profondeur racinaire a une grande influence sur les volumes et les deacutebits ruisseleacutes
Le volume ruisseleacute croit en sens inverse de la profondeur racinaire
- Le facteur de reacutecession de la nappe a quant agrave lui de lrsquoinfluence sur le deacutebit de saison
segraveche ou deacutebit de base
- Les facteurs de correction de la pluviomeacutetrie et de lrsquoeacutevapotranspiration jouent dans le
mecircme sens que le deacutebit Quand les deacutebits simuleacutes sont supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes
il faut diminuer le paramegravetre de correction de la pluie et augmenter celui de lrsquoETP Mais
ces deux paramegravetres ont moins de conseacutequences que la profondeur racinaire
- Un autre facteur dont lrsquoinfluence sur les deacutebits et les volumes est important crsquoest lrsquoindice
de composition granulomeacutetrique Plus cet indice est grand moins il y a drsquoeacutecoulement
Mais cela a une influence positive sur le deacutebit de base
Les autres facteurs comme les permeacuteabiliteacutes ont eacutegalement des influences notables sur
lrsquoeacutecoulement mais comme ces paramegravetres sont optimiseacutes automatiquement on nrsquoen tiendra
pas trop compte
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Promotion (2006) 73
IV245 Optimisation des paramegravetres du modegravele
Lrsquooptimisation des paramegravetres a pour but de trouver le jeu de paramegravetres qui
rapproche le plus possible le comportement du modegravele de celui du bassin modeacuteliseacute la
similitude des comportements eacutetant quantifieacutee par un critegravere (fonction objectif) servant agrave
lrsquooptimisation des paramegravetres et mesurant ce degreacute de similitude
Lrsquooptimisation des paramegravetres se fait en deux eacutetapes
Lrsquooptimisation agrave paramegravetre unique Crsquoest lrsquooptimisation par ajustement de
lrsquoun des trois paramegravetres suivants
- Le coefficient correcteur de la pluviomeacutetrie
- Le coefficient correcteur de lrsquoeacutevapotranspiration
- Et la profondeur racinaire
Le choix du paramegravetre agrave ajuster va largement deacutependre de la qualiteacute des donneacutees
pluviomeacutetriques Si ces donneacutees donnent une bonne couverture spatiale du bassin (cest-agrave-
dire une bonne repreacutesentativiteacute) il serait alors preacutefeacuterable drsquooptimiser le coefficient correcteur
de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (ETP) Dans le cas contraire choisir le coefficient
correcteur de la pluviomeacutetrie La profondeur racinaire ne sera choisie que dans le seul cas
ougrave les donneacutees pluviomeacutetriques et drsquoeacutevapotranspiration seraient tregraves sucircres
Lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres
Lrsquooptimisation porte sur quatre au moins des six paramegravetres suivants
1) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et
lrsquohorizon qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
2) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
3) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-
off from the upper horizon at saturation)
4) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
5) Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
6) Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Quatre fonctions objectives sont disponibles dans cette option drsquooptimisation agrave
multiples paramegravetres En effet lrsquoon doit choisir lrsquoune de ces quatre fonctions avant de lancer
lrsquooptimisation HYSIM va alors essayer de minimiser cette fonction objective en choisissant
une direction agrave partir du jeu initial de paramegravetres pour effectuer des deacuteplacements dans
lrsquoespace ces derniers et calculer la valeur de la fonction au nouveau point Srsquoil y a
ameacutelioration lrsquoopeacuteration est renouveleacutee agrave partir de ces nouveaux paramegravetres Sinon on
choisit une nouvelle direction agrave partir de ce mecircme point
Ces quatre fonctions objectives sont les suivantes
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a) Erreur reacuteduite destimation (Reduced error estimate (REE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
5022 )()( mR FFFFEER
Ougrave F = Deacutebit moyen journalier simuleacute
Fm = Deacutebit moyen journalier observeacute
FR = Deacutebit journalier observeacute
Cette fonction donne le mecircme poids agrave des erreurs eacutequivalentes par exemple une
erreur de 1m3s aura le mecircme poids que le deacutebit soit de 10 ou de 1m3s Le choix du
REE est bien indiqueacute pour la modeacutelisation des eacutecoulements ou pour des bassins
versants agrave activiteacute saisonniegravere
b) Erreur proportionnelle destimation (Proportional error of estimate (PEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
502 )1())(( nFFFEEP RR
Ougrave n deacutesigne le nombre de jours utiliseacutes pour le calage et les autres termes restent
tels que deacutefinis ci-dessus Cette fonction conduit agrave la minimisation des erreurs
proportionnelles par exemple une erreur de 1m3s ougrave le deacutebit est de 10m3s a le mecircme
poids qursquoune erreur de 01m3s ougrave le deacutebit est de 1m3s Cette fonction objective est
particuliegraverement utile dans le cas des eacutecoulements lents
c) Erreur extrecircme destimation (Extreme error of estimate (EEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
50)1(()))()((( nFFFFFFEEE mRmR
Cette fonction objective donne des poids plus grands aux extrecircmes (maxi et mini)
Elle sera geacuteneacuteralement preacutefeacutereacutee agrave toutes les autres Ce sera celle que nous allons
utiliser
d) Deacutebit de base (base flow)
Cette fonction est baseacutee sur la somme des carreacutes des erreurs des deacutebits de base
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IV3 RESULTATS ET DISCUSSIONS
IV31 Analyse de la qualiteacute des reacutesultats du modegravele
La pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee par la meacutethode des
polygones de Thiessen et agrave partir des observations faites sur trois stations assez bien
reparties dans lrsquoespace Elle nous parait de ce fait plus sucircre que lrsquoeacutevapotranspiration qui a
eacuteteacute deacutetermineacutee agrave partir drsquoune seule station Crsquoest pour cette raison que nous avons choisi de
jouer sur le coefficient se rapportant agrave lrsquoETP dans lrsquoeacutetape de lrsquooptimisation agrave paramegravetre
unique
Pour lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres nous avons joueacute sur les quatre paramegravetres
que le concepteur conseille dans les cas courants (voir paragraphe IV244)
Apregraves plusieurs simulations ougrave nous avons chaque fois deacutetermineacute la fonction critegravere
nous sommes arriveacute au reacutesultat suivant
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage
Reacuteservoir drsquointerception (mm)
10
Proportion de terrain impermeacuteable 010
Temps de monteacutee (heure) 43
Profondeur racinaire (mm) 6000
Index de composition granulomeacutetrique 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation a lrsquointerface des deux horizons (mmh) 140
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon superficiel (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon infeacuterieur (mmh) 11
Facteur de reacutecession de la nappe (par mois) 0999
Facteur de correction de la pluviomeacutetrie 060
Facteur de correction de lrsquoeacutevapotranspiration 0307
Surface du bassin versant (Km2) 989
Il convient de voir si les valeurs de paramegravetres trouveacutes sont reacutealistes La critique va
porter sur les paramegravetres marqueacutes par un asteacuterix dans le tableau 19 les autres paramegravetres
ayant deacutejagrave eacuteteacute choisis sur la base des donneacutees de terrain
La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave lrsquointerface des deux couches (140 mm) est
caracteacuteristique des terrains sableux (voir tableau 20) et ceci correspond agrave notre terrain
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La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la base de la couche infeacuterieure est
caracteacuteristique de sols lourds ce qui est eacutegalement le cas du bassin du Kou
Quant aux eacutecoulements hypodermiques les taux qui sont les leurs nous
semblent raisonnables
La valeur de la profondeur racinaire semble cependant exageacutereacutee mais crsquoest
tout de mecircme une valeur plausible du fait de la nature seacutedimentaire du terrain et drsquoapregraves
CHABI GONNI (2003) la nappe se situerait en moyenne agrave 20 m de profondeur
Le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (060) semble ecirctre faible Cela
pourrait srsquoexpliquer par les diverses preacutelegravevements en amont de Badara car les erreurs sur la
mesure de la pluie ne pourraient agrave elle seule expliquer un rabattement de 40 pour passer
de la pluie mesureacutee agrave la pluie efficace
Le coefficient de correction de lrsquoETP semble ecirctre eacutegalement sous-estimeacute Cela
pourrait srsquoexpliquer par la faiblesse du coefficient de correction de la pluviomeacutetrie Les
valeurs de ces deux derniers paramegravetres posent la question de la surparametrisation du
modegravele
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours drsquoHydrogeacuteologie
de M DIENG (EIER))
Diamegravetre (mm) 5 005 0005
Nature des
sols
Graviers ou
Gravillons sans
eacuteleacutements fins
Sable pur ou sable
et Gravier sans
eacuteleacutements fins
Sable tregraves fin silts
et meacutelange de sables
et argiles
Argiles
homogegravenes
K en ms 1 10-2
10-5
10-9
Tregraves bonne Bonne Mauvaise Impermeacuteable
Les valeurs des paramegravetres deacutetermineacutes agrave partir du calage sont reacutealistes et
acceptables
IV32 Analyse des reacutesultats du calage
Les graphiques des figures 34 agrave 39 preacutesentent les reacutesultats du calage Lrsquoobservation
visuelle des graphiques et les valeurs du critegravere de Nash sur les deacutebits et de lrsquoerreur relative
sur les volumes du tableau 21 autorisent les remarques suivantes
Critegravere de Nash gt 06 bonne restitution des deacutebits cependant lrsquoobservation
des graphiques (semis des points) montre que le modegravele a tendance agrave sous-estimer les
deacutebits maximums et moyens (simuleacutes) Par contre les deacutebits minimums simuleacutes sont
surestimeacutes
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Lrsquoerreur relative exprimeacutee par la diffeacuterence entre les volumes observeacutes et
simuleacutes est infeacuterieure en valeur absolue agrave 5 ce qui est acceptable drsquoougrave nous concluons
qursquoil y a une bonne restitution des volumes
Une bonne synchronisation des deacutebits observeacutes et simuleacutes au cours des
anneacutees 1997 et 1999 par contre au deacutebut de lrsquoanneacutee 1998 on constate un certain
deacutecrochage des deux courbes cela peut ecirctre du agrave la qualiteacute des donneacutees drsquoobservation Le
modegravele annonce une crue cela est confirmeacute en regardant lrsquohistogramme des pluies ougrave on
peut remarquer qursquoil y a effectivement une pluie correspondant agrave ce jour La courbe des
deacutebits observeacutes reste cependant muette lagrave-dessus
Il y a une meilleure sensibiliteacute du modegravele aux eacuteveacutenements pluvieux mecircmes les
plus faibles par rapport aux deacutebits observeacutes
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage
Date 1997 1998 1999 1997-1999
Nash 061 079 086 076
Erreur relative
()
01 34 05 22
Correacutelation ()
079 892 938 883
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacute
bit
s (
m3
s)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
RecordedNash (1997) = 061
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Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash(Q)= 061
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
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1998
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bs
erv
eacutes
(m
3s
)
Nash(1998)=079
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
0
5
10
15
20
25
11
19
99
11
71
99
9
22
19
99
21
81
99
9
63
19
99
32
21
99
9
74
19
99
42
31
99
9
95
19
99
52
51
99
9
10
61
99
9
62
61
99
9
12
71
99
9
72
81
99
9
81
31
99
9
82
91
99
9
91
41
99
9
93
01
99
9
10
16
19
99
11
11
99
9
11
17
19
99
31
21
99
9
12
19
19
99
Dates
Deacuteb
its
m3
s)
0
20
40
60
80
100
120
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Nash (1999)=086
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Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
1999
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash (1999)=086
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
IV33 Analyse des reacutesultats de la validation
La calibration ou calage a consisteacute en gros agrave partir de la pluviomeacutetrie et de
lrsquoeacutevapotranspiration pour deacuteterminer les paramegravetres du modegravele La validation sera lrsquoopeacuteration
inverse permettant drsquoeacutevaluer la performance du modegravele (muni des paramegravetres deacutetermineacutes en
calibration) agrave deacutecrire fidegravelement le processus hydrologique au sein du bassin versant Pour
ce faire on fait tourner le modegravele pour une peacuteriode autre que celle ayant servi agrave la calibration
et on compare les reacutesultats ainsi obtenus aux reacutesultats mesureacutes Nous analysons lagrave aussi la
restitution des volumes drsquoeau eacutecouleacutes et des deacutebits avec les mecircmes moyens qursquoau calage
(tableau 22 et figures 39 agrave 44)
Le critegravere de Nash que nous trouvons est de 06 pour chaque anneacutee du calage prise
individuellement ou pour lrsquoensemble des trois anneacutees Cela confirme le fait que modegravele
restitue de faccedilon acceptable les deacutebits Les deacutebits maximums et moyens sont lagrave aussi
minoreacutes par rapport aux observations Lrsquoobservation est valable pour les deacutebits minimums
eacutegalement Le biais est assez net pour 2001 et 2000
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Lrsquoerreur sur le volume est pour chaque anneacutee prise individuellement ou pour
lrsquoensemble de la peacuteriode de calage tregraves eacuteleveacutee car deacutepassant mecircme les 10 Cela est agrave
imputer agrave la qualiteacute des donneacutees de cette peacuteriode
Il y a une bonne synchronisation entre deacutebits simuleacutes et observeacutes en particulier pour
les deacutebits maximums
On observe lagrave aussi une bonne sensibiliteacute aux eacuteveacutenements pluvieux
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation
Date 2000 2001 2002 2000-2002
Nash 066 063 056 061
Erreur relative
()
130 240 110 22
0
5
10
15
20
25
30
01
01
20
00
16
01
20
00
31
01
20
00
15
02
20
00
03
01
20
00
16
03
20
00
31
03
20
00
15
04
20
00
30
04
20
00
15
05
20
00
30
05
20
00
14
06
20
00
29
06
20
00
14
07
20
00
29
07
20
00
13
08
20
00
28
08
20
00
09
12
20
00
27
09
20
00
10
12
20
00
27
10
20
00
11
11
20
00
26
11
20
00
12
11
20
00
26
12
20
00
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Nash(2000) = 066
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
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0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2000) = 066
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
0
5
10
15
20
25
30
11
20
01
11
72
00
1
22
20
01
21
82
00
1
63
20
01
32
22
00
1
74
20
01
42
32
00
1
95
20
01
52
52
00
1
10
62
00
1
62
62
00
1
12
72
00
1
72
82
00
1
81
32
00
1
82
92
00
1
91
42
00
1
93
02
00
1
10
16
20
01
11
12
00
1
11
17
20
01
31
22
00
1
12
19
20
01
Dates
Deacuteb
its (
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies (
mm
)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 83
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2001) = 063
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
0
5
10
15
20
25
30
11
20
02
11
52
00
2
12
92
00
2
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22
00
2
22
62
00
2
12
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00
2
32
62
00
2
94
20
02
42
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2
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2
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02
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82
00
2
27
20
02
71
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00
2
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02
00
2
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32
00
2
82
72
00
2
10
92
00
2
92
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00
2
81
02
00
2
10
22
20
02
51
12
00
2
11
19
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02
31
22
00
2
12
17
20
02
12
31
20
02
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Simulated
Recorded
Nash (2002) = 06
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
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Promotion (2006) 84
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash (2002) = 06
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
IV34 Reconstitution des donneacutees hydromeacutetriques manquantes agrave laide du modegravele
La simulation consiste agrave mettre en œuvre le modegravele caleacute preacuteceacutedemment pour
deacuteterminer les deacutebits correspondants agrave des peacuteriodes sans observation hydromeacutetrique ou
dont les donneacutees contiennent des lacunes
Nous retenons comme peacuteriode de simulation la peacuteriode comprise entre 1986 et 2003
qui correspond agrave celle dont les observations des trois stations pluviomeacutetriques utiliseacutees plus
haut sont disponibles
A lrsquoanalyse des reacutesultats nous faisons le constat suivant
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale les variations des deacutebits suivent les saisons
meacuteteacuteorologiques Pendant la saison des pluies le deacutebit augmente et atteint son maximum en
aoucirct (53m3s) Les deacutebits baissent rapidement agrave partir drsquooctobre et continuerons ensuite agrave
baisser graduellement de novembre agrave juin Le deacutebit drsquoeacutetiage moyen (correspondant agrave la
peacuteriode de deacutecembre agrave mai) est de lrsquoordre de 07m3s La figure 45 illustre la variation inter-
saisonniegravere du deacutebit moyen
Le deacutebit moyen annuel calculeacute pour la peacuteriode de 1984 agrave 2003 est de 17m3s le
volume eacutecouleacute correspondant srsquoeacutelegraveve agrave 536 million de m3 On obtient ainsi un coefficient
drsquoeacutecoulement de 53
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
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Promotion (2006) 85
000100200300400500600
Janv
ier
Mar
sM
ai
Juillet
Sep
tem
bre
Nov
embr
e
Mois
Deacute
bit
s (
m3
s)
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou
Pour analyser les variations interannuelles des deacutebits nous avons appliqueacute la
meacutethode de la moyenne mobile au deacutebit drsquoeacutetiage cest-agrave-dire de deacutecembre agrave mai Lrsquoanalyse
des deacutebits annuels (figure 46) ne permet pas en effet de conclure sur lrsquoeacutevolution des
deacutebits car des anneacutees ougrave les deacutebits paraissent eacuteleveacutes il peut y avoir des mois sans
eacutecoulement en fait compenseacutes par des mois pluvieux
000
050
100
150
200
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1986
1987
1988
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2000
2001
2002
2003
anneacutees
Deacuteb
its (
m3s
)
Deacutebit moyen annuel
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
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Promotion (2006) 86
000
020
040
060
080
100
120
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
deacuteb
it(m
3s
)
Deacutebit deacutetiage
Moyenne arithmetique
Moyenne mobile
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes
A lrsquoissue du test de la moyenne mobile le constat est qursquoon ne deacutecegravele pas de
tendance Cela est normal car le deacutebit est fonction de la pluviomeacutetrie qui elle-mecircme ne
connaicirct pas de tendance comme nous lrsquoavons vu plus loin
IV35 Conclusion
HYSIM est un modegravele prolifique en paramegravetres ce qui a rendu le calage tregraves
laborieux La multipliciteacute des paramegravetres peut eacutegalement conduire agrave des solutions locales
Un autre fait deacuteplorable crsquoest la petitesse de la chronique utiliseacutee Il faut eacutegalement citer le
fait que la station hydromeacutetrique dont les donneacutees ont eacuteteacute utiliseacutees nrsquoest pas celle qui est le
plus agrave lrsquoaval du bassin versant Cela est de nature agrave biaiser le reacutesultat obtenu Cependant la
mise en oeuvre de HYSIM sur le bassin du Kou a donneacute des bons reacutesultats On peut donc
lrsquoemployer pour simuler les deacutebits et compleacuteter les donneacutees neacutecessaires au calcul du bilan
hydrologique
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
BILAN EN EAU DU BASSIN
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V BILAN EN EAU DU BASSIN
V1 APPROCHE METHODOLOGIQUE
Faire un bilan hydrique agrave lrsquoeacutechelle drsquoun objet revient toujours agrave consideacuterer que la loi
de conservation de la masse est satisfaite pour la peacuteriode retenue
Le bilan hydrologique que lrsquoon peut comparer agrave une simple opeacuteration comptable vise
agrave eacutetablir le budget entre les entreacutees et les sorties en eau dune uniteacute hydrologique deacutefinie
pendant une peacuteriode de temps donneacute
Dans sa formulation la plus geacuteneacuterale il seacutecrit
)( huRETRQP
Tout ce qui tombe (P) dans un espace hydrologique et dans un laps de temps donneacute
soit seacutecoule (Q) soit repart dans latmosphegravere par eacutevapotranspiration (ETR) soit participe agrave
la recharge des reacuteserves en eau du sol (Ru) ou du sous-sol (Rh) Les variations de reacuteserve
peuvent ecirctre eacutegalement neacutegatives et contribuer aux eacutecoulements etou agrave
leacutevapotranspiration
La meacutethodologie ci-dessous deacuteveloppeacutee consistera agrave deacuteterminer tous les termes du
bilan hydrologique et agrave poser lrsquoeacutequation du bilan On prendra le cas drsquoune anneacutee moyenne
drsquoune anneacutee deacutecennale segraveche et drsquoune anneacutee deacutecennale humide
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
BILAN EN EAU DU BASSIN
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V2 LES DIFFERENTS TERMES DU BILAN
V21 Les apports pluviomeacutetriques
La pluviomeacutetrie annuelle moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee dans la
premiegravere partie De mecircme une analyse freacutequentielle en a eacuteteacute faite Cela a reacuteveacuteleacute lrsquoextrecircme
variabiliteacute interannuelle de la pluie Crsquoest pour cette raison que dans cette eacutevaluation des
apports nous prenons le cas drsquoune pluie en anneacutee moyenne (1996) en anneacutee deacutecennale
segraveche (2001) et en anneacutee deacutecennale humide (1998) La surface eacutetant de 989 km2 nous en
deacuteduisons les volumes des apports pluviomeacutetriques correspondant aux anneacutees retenues
pour lrsquoeacutetude du bilan Les reacutesultats sont consigneacutes au tableau
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee moyenne deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Hauteur (mm) 9299 7888 11579
Volume apports (m3) 919 671 800 780 123 200 1 145 163 100
V22 Les eacutecoulements
Les deacutebits correspondant agrave la peacuteriode de 1984 agrave 2003 ont eacuteteacute simuleacutes avec le modegravele
HYSIM Ils sont catalogueacutes en annexe IV Nous notons au tableau 24 les lames eacutecouleacutees
les deacutebits moyens et les volumes eacutecouleacutes correspondant aux anneacutees du bilan
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale segraveche et humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Deacutebit moyen annuel (m3s)
1501 1233 1952
Volume eacutecouleacute (m3) 47 274 200 29 768 900 61 318 000
Coefficient drsquoeacutecoulement ()
51 50 54
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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On note un tregraves faible coefficient drsquoeacutecoulement quelque soit le quantile consideacutereacute A
titre de comparaison lrsquoeacutetude IWACO (1989) citeacutee par BERTHIAUD (2001) a trouveacute un
coefficient drsquoeacutecoulement de 52 pour la peacuteriode de 1974 agrave 1985
V23 Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle (ETR) est lrsquoune des variables de sortie du modegravele Nous
preacutesentons dans le tableau 25 suivant les valeurs correspondant agrave lrsquoETR des anneacutees du
Bilan
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
LrsquoETR reste au mecircme niveau quelque soit lrsquoissu de la saison des pluies Elle est cependant
plus accentueacutee en anneacutee segraveche agrave cause de la faible teneur en eau de lrsquoair
V24 La variation du stock des diffeacuterents reacuteservoirs
Le modegravele sort eacutegalement lrsquoeacutetat des diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps journalier
On peut donc calculer la variation du contenu de chaque reacuteservoir et de lagrave la variation de
stock totale au cour drsquoune peacuteriode (tableau 26)
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et deacutecennale
humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Neige 00 00 00
Interception 00 00 00
Horizon superficiel -689 -1859 452
Horizon infeacuterieur -22 -45 130
Nappe intermeacutediaire 00 00 00
Nappe souterraine -223 -223 -217
Chenaux mineurs 00 00 01
Variation du stock totale (mm)
-931 -21268 +3656
On constate une variation de stock (Stockfinal ndash Stockinitial) neacutegative en anneacutee moyenne
et en anneacutee segraveche Les deux premiegraveres couches du sol perdent leurs eaux au profit de la
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Promotion (2006) 90
demande eacutevaporative De mecircme elles sont mises agrave contribution ainsi que la nappe
souterraine pour renflouer la riviegravere En anneacutee humide les horizons superficiel et infeacuterieur du
sol sont reacutealimenteacutes
V25 Bilan en eau du bassin versant
Le tableau 27suivant preacutesente le bilan
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Pluie (mm) 9299 7888 11579
Pluie efficace (mm) 5579 4733 6947
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
Variation du stock (mm)
- 931 - 21268 + 3656
Fermeture (mm) -215 -46 395
La fermeture du bilan nrsquoest pas nulle Mais les eacutecarts sont faibles et acceptables
drsquoautant plus qursquoils sont imputables aux erreurs et incertitudes dans la deacutetermination des
diffeacuterents termes du bilan Pour obtenir la fermeture du bilan nous avons du consideacuterer la
pluie efficace plutocirct que la pluie reacuteellement observeacutee dans lrsquoeacutequation du bilan En calculant le
bilan avec la pluie observeacutee obtenons les eacutecarts suivants 3501 mm pour 1996 3108 mm
pour 2001 et 3993 mm pour 1998 La pluie efficace est deacutetermineacutee en multipliant la pluie
observeacutee par le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute dans lrsquoeacutetape de calage
du modegravele Ce coefficient a normalement pour but de corriger les erreurs drsquoeacutevaluation sur la
pluviomeacutetrie mais la valeur de 06 nous parait exageacutereacutee pour de simples erreurs
drsquoestimation La raison de la faiblesse de ce coefficient est agrave rechercher ailleurs dans les
divers preacutelegravevements effectueacutes et dans les stockages en surface non pris en compte par le
modegravele Pour eacutetayer cette affirmation nous allons estimer les stockages en surface et les
principales utilisations de lrsquoeau
V3 LES UTILISATIONS DrsquoEAU
Les principaux utilisateurs de lrsquoeau sont
- Lrsquoadduction drsquoeau potable de la ville de Bobo-Dioulasso
- Les peacuterimegravetres irrigueacutes formels et informels
- Lrsquoeacutelevage et les autres
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V31 LrsquoAEP de Bobo-Dioulasso
Lrsquoalimentation en eau potable de Bobo-Dioulasso la deuxiegraveme ville du Burkina Faso
est assureacutee principalement par lrsquoONEA agrave partir des installations de captage des sources de
Nasso Les sources de Nasso sont comme nous lrsquoavons vu parmi les principales ressources
drsquoalimentation des eacutecoulements du Kou Il est de ce fait important de quantifier lrsquoampleur de
ce preacutelegravevement
La population de la ville de Bobo-Dioulasso a eacuteteacute estimeacute en agrave 600000 habitants en
2003 avec un taux drsquoaccroissement de 43 Actuellement cette Population serait alors
de 700000 habitants Pour avoir une ideacutee de la demande induite par cette population nous lui
appliquons une consommation speacutecifique moyenne de 40 ljourhabitant (D ZOUNGRANA
2003) La demande journaliegravere serait de ce fait de 28 000 m3
V32 Le peacuterimegravetre rizicole
Le peacuterimegravetre irrigueacute de la valleacutee du Kou est situeacute au nord-ouest de la ville de Bobo-
Dioulasso dans la commune de Bama Il a eacuteteacute reacutealiseacute dans le cadre de la coopeacuteration entre
le Burkina Faso (Haute Volta agrave lrsquoeacutepoque) et la Reacutepublique de Chine Taiwan
Le peacuterimegravetre couvre une superficie de 1250 ha dont 1021 ha sont effectivement
susceptibles drsquoecirctre mis en valeur Il est alimenteacute en eau agrave partir drsquoune prise reacutealiseacutee sur la
riviegravere Kou agrave Diaradougou Le canal drsquoameneacute de forme trapeacutezoiumldale en beacuteton a une
longueur de 11 km et a eacuteteacute dimensionneacute pour un deacutebit maximum de 35 m3s A lrsquoeacutetiage tout
le deacutebit du Kou est deacuteriveacute vers le peacuterimegravetre irrigueacute
Le peacuterimegravetre est exclusivement consacreacute agrave la production de riz conformeacutement agrave son
objectif drsquoorigine qui est de pourvoir agrave la demande en riz
On note lrsquoexistence de deux campagnes de production par an
- la campagne hivernale et
- la campagne de saison segraveche de janvier agrave mai et pendant laquelle
lrsquoalimentation en eau des cultures est assureacutee par irrigation
Nous avons estimeacutes les consommations en eau du peacuterimegravetre rizicole agrave 20 000 m3ha
drsquoougrave une demande totale de 40840 millions de megravetres cubes Les hypothegraveses et les deacutetails
de calcul sont consigneacutes en annexe V
V33 Lrsquoirrigation informelle
Lrsquoirrigation informelle est repreacutesenteacutee par les exploitations agricoles installeacutees
spontaneacutement ccedilagrave et lagrave dans la valleacutee du Kou et en particulier le long du canal drsquoamener du
peacuterimegravetre rizicole du Kou
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Lrsquoinventaire reacutealiseacute par le ministegravere de la question paysanne (HURE 1998) sur la
base des photographies aeacuteriennes donne lrsquoampleur de cette occupation informelle des
terres
en amont de la prise de Diaradougou 170 ha
agrave lrsquoaval de Diaradougou 200 ha dont 100 ha appartiennent agrave lrsquoIRFA lrsquoORD et
lrsquoINERA
Les cultures pratiqueacutees sur ces terres sont geacuteneacuteralement des cultures maraicircchegraveres
On note eacutegalement la preacutesence de plantations de bananiers et de papayers drsquoailleurs en
nette expansion
En estimant les besoins en eau des cultures maraicircchegraveres agrave 8700 m3ha (Hypothegraveses
et deacutetails des calculs en annexe VI) la demande en eau de lrsquoirrigation informelle pourra ecirctre
estimeacutee agrave 2 349 000 m3
V34 Les utilisateurs pastoraux
Lrsquoeacutelevage est comme nous lrsquoavons vu la deuxiegraveme activiteacute eacuteconomique de la reacutegion
des hauts bassins
On notera dans un premier temps lrsquoeacutelevage pratiqueacute par les populations reacutesidentes
agrave titre drsquoactiviteacute secondaire utilisant les sous produits de lrsquoagriculture et apportant juste un
suppleacutement de revenu Les effectifs impliqueacutes sont alors modestes et de moindre
conseacutequence sur la demande globale en eau du bassin du Kou
Les plus grands effectifs drsquoanimaux rencontreacutes dans la valleacutee appartiennent aux
pasteurs transhumants des reacutegions moins favoriseacutees par la pluviomeacutetrie du Burkina Faso
Ces derniers freacutequentent la valleacutee en particulier pendant la saison segraveche quand les
ressources en eau et en pacircturage se sont eacutepuiseacutees dans leur reacutegion drsquoorigine Le cheptel est
constitueacute majoritairement de bovins et dans une moindre mesure de caprins et ovins
On note eacutegalement la preacutesence drsquoun eacutelevage semi intensif pratiqueacute par des
groupements drsquoeacuteleveurs ou par des particuliers
Les eacuteleveurs ont une preacutefeacuterence pour les eaux de surface car cela implique pour eux
moins drsquoeffort Ils seront orienteacutes plus vers lrsquoexploitation des mares et des riviegraveres
Le rapport drsquoIWACO (1999) sur le pastoralisme donne les effectifs suivants
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso
Bovins Ovins Caprins Asins
Bobo-Dioulasso 7587 1170 577 3106
Source laquo le pastoralisme dans les zones de Bobo-Dioulasso-Samorogouan-
Barani-Djibasso raquo Adama Deme)
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Nous retenons les consommations speacutecifiques (D ZOUNGRANA 2003) indiqueacutees au
tableau et cela donne la demande pastorale correspondante
Tableau 29Consommation en eau du cheptel
Espegravece Bovins Ovins Caprins Asins total
Effectif 7587 1170 577 3106 -
Consommation
Speacutecifique (ljindividu) 40 15 15 20 -
Consommation annuelle
(m3) 110 770 32028 3159 22674 168 631
V35 Retentions en surfaces et recharge de la nappe
Les retentions en surface concernent les retentions dans les mares lacs et autres
deacutepressions Le cas le plus repreacutesentatif est la mare de Bama qui stocke un million de m3
(HURE 1998) ce qui eacutequivaut agrave 1mm (infime)
Par contre les recharges de la nappe repreacutesentent un volume plus significatif Dans
lrsquoeacutetat des lieux des ressources en eau au Burkina Faso (GIRE 2001) on les estime agrave 16
de la pluie tombeacutee par an Cela correspond respectivement agrave 1488 mm pour 1996 1262
mm pour 2001 et 1853 pour 1998
V36 Synthegravese des utilisations drsquoeau
Le tableau 29 suivant reacutesume les consommations en eau de la valleacutee du Kou
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou
Uniteacute Quantiteacute (Volume m3)
AEP Bobo-Dioulasso m3s 28 000
Demande pastorale m3 168 631
Peacuterimegravetre rizicole m3s 40 840 000
Peacuterimegravetre informel m3s 2 349 000
Total en m3 43 385 631
Total en mm (par rapport agrave la superficie du bassin versant)
439
Anneacutee 1996 1998 2001
Recharge nappe (mm) 1488 1262 1853
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V4 CONCLUSION
Nous avons calculeacute le bilan pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche
et une anneacutee deacutecennale humide Nous sommes arriveacutes agrave des fermetures non nulles que lrsquoon
a expliqueacute par les erreurs accumuleacutees dans la deacutetermination des termes du bilan annuel
Nous avons ensuite essayeacute drsquoexpliquer le rabattement de 40 qursquoimplique le coefficient de
correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute au Calage du modegravele en recherchant du coteacute des
preacutelegravevements drsquoeau effectueacutes sur le bassin versant en amont de lrsquoexutoire de Badara Nous
avons pour cela effectuer une eacutevaluation grossiegravere de ces eacutevaluations Les quantiteacutes
trouveacutees sont loin drsquoexpliquer cette diffeacuterence entre pluie efficace et pluie mesureacutee La
question de la compreacutehension de la signification reste encore drsquoactualiteacute agrave la sortie de
chapitre sur le bilan
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
CONCLUSION GENERALE
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VI CONCLUSION GENERALE
La premiegravere tacircche que nous nous sommes donneacutee dans le cadre de cette eacutetude
crsquoest la constitution drsquoune base de donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques assainies Si
on peut juger la disponibiliteacute et la qualiteacute des donneacutees pluviomeacutetriques de satisfaisant on ne
peut pas en dire autant des donneacutees hydromeacutetriques Le reacuteseau hydromeacutetrique est en effet
de tregraves qualiteacute mauvaise qualiteacute Cela rend impossible toute eacutetude hydrologique rigoureuse
sur la base des seules donneacutees disponibles Drsquoougrave la neacutecessiteacute de faire recours agrave drsquoautres
moyens et en lrsquooccurrence agrave la modeacutelisation
Nous avons ensuite essayeacute de mettre en œuvre un modegravele hydrologique de type
pluies-debit (HYSIM) sur le bassin versant Malgreacute lrsquoinsuffisance de donneacutees de qualiteacute et les
limitations de la version du modegravele dont nous disposons nous sommes parvenus agrave de
reacutesultats satisfaisants Lrsquoutilisation du modegravele nous a ensuite permis de reconstituer une
chronique de deacutebits de vingt ans de 1984 agrave 2003 nous donnant ainsi des eacuteleacutements
drsquoanalyse de notre bilan en eau
Le bilan a eacuteteacute calculeacute pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et une
anneacutee deacutecennale humide On constate que 40 de la pluie qui tombe ne participe pas aux
activiteacutes hydrologiques proprement dites Une eacutevaluation des diffeacuterentes utilisations a
confirmeacute ce fait
Drsquoautre part cette eacutetude a reacuteveacuteleacute les difficulteacutes qursquoil y a agrave obtenir de donneacutees fiables
avec un reacuteseau drsquoobservations hydromeacutetriques du type traditionnel agrave cause des problegravemes
de gestion qursquoil implique moyen financier section de controcircle en perpeacutetuel changement
techniques de jaugeage inadapteacute au reacutegime (turbulent) des cours drsquoeauhellipLa modeacutelisation
par contre permet drsquoavoir une chronique de deacutebit acceptable tout en srsquoaffranchissant des
inconveacutenients de gestion de plusieurs stations hydromeacutetriques Crsquoest lagrave une voie agrave suivre
pour nos pays agrave faible moyen et ougrave la gestion de stations drsquoobservation nlsquoest pas encore
eacutevidente
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Promotion (2006) 96
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ANNEXES
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LISTE DES FIGURES Figure 1 Carte de situation du bassin du Kou --------------------------------------------------------- 20
Figure 2 Carte du modeleacute de terrain du bassin versant du Kou ----------------------------------- 21
Figure 3 Deacutecoupage en sous-bassins ------------------------------------------------------------------- 21
Figure 5 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Badara --------------------------------------- 23
Figure 6 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de la confluence NIameacute-Baouleacute ----------- 23
Figure 7 Carte geacuteologique du bassin versant du Kou ----------------------------------------------- 26
Figure 8 Carte des sols du bassin versant du Kou --------------------------------------------------- 27
Figure 9 Carte de veacutegeacutetation de la valleacutee du Kou ---------------------------------------------------- 29
Figure 10 Carte dlsquooccupation des terres du bassin versant du Kou ------------------------------ 31
Figure 11 Situation geacuteographique des stations pluviomeacutetriques ---------------------------------- 34
Figure 12 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station Bobo-Dioulasso -- 35
Figure 13 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Farako-ba ----- 35
Figure 14 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Bama ----------- 35
Figure 15 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Nasso ---------- 36
Figure 16 Test de la meacutethode des doubles masses appliqueacutee agrave la station de Farakoba --- 36
Figure 17 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Bama (valleacutee du Kou) -- 37
Figure 18 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Nasso ---------------------- 37
Figure 19 Variabiliteacute saisonniegravere et spatiale de la pluviomeacutetrie (moyenne calculeacutee de 1976 agrave
2005) ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 41
Figure 20 Polygone de Thiessen des stations pluviomeacutetriques (NB la station de Nasso
nrsquoest pas prise en compte) ---------------------------------------------------------------------------- 45
Figure 21 Reacuteseau hydrographique du bassin du Kou et emplacement des stations
hydromeacutetriques ------------------------------------------------------------------------------------------- 48
Figure 22 Chronogramme des deacutebits mesureacutes aux stations hydromeacutetriques ------------------ 49
Figure 23 Deacutebits moyens annuels agrave la station de la confluence et lacunes -------------------- 50
Figure 24 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Koumi et lacunes ----------------------------- 50
Figure 25 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Badara et lacunes ---------------------------- 51
Figure 26 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de la
Confluence Niameacute-Baouleacute (1993) ------------------------------------------------------------------- 52
Figure 27 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de
Badara (1997) -------------------------------------------------------------------------------------------- 52
Figure 28 Variation saisonniegravere de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle ------------------------------ 54
Figure 29 Variation interannuelle de LrsquoETP (de 1976 agrave 2003) ------------------------------------- 55
Figure 30 Comparaison de la pluviomeacutetrie avec lrsquoeacutevapotranspiration potentielle ------------- 55
Figure 31 Scheacutema de fonctionnement du modegravele --------------------------------------------------- 60
Figure 32 Paramegravetres hydrauliques du modegravele ------------------------------------------------------- 63
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Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques ------------------------------------------ 67
Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997 ----------------------------------- 78
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997 ----------------------------------- 78
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998 ----------------------------------- 79
Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999 ------------------------------------ 80
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999 ----------------------------------- 80
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000 ------------------------------------- 81
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000 ------------------------------------ 82
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001 ------------------------------------ 82
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001 ------------------------------------ 83
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002 ------------------------------------ 83
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002 ------------------------------------ 84
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou ----------------------------------------------------- 85
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel ----------------------------------------------------------- 85
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes ----------------------------------- 86
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LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants 24
Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou 28
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM 32
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA 32
Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet 33
Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles 39
Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou 40
Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude 42
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 13 Coefficients de Thiessen 44
Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants 46
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo 47
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes 48
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques 56
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol 70
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage 75
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours
drsquoHydrogeacuteologie de M DIENG (EIER)) 76
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage 77
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation 81
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee
moyenne deacutecennale segraveche et deacutecennale humide 88
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale
segraveche et humide 88
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998 89
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide 89
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou 90
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso 92
Tableau 29Consommation en eau du cheptel 93
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou 93
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LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS
AEP Alimentation en Eau Potable
APEFE association belge drsquoappui au deacuteveloppement
CIEH Comiteacute Inter africain drsquoEtudes Hydrauliques
DRAHRHHB Direction Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des
Ressources Halieutiques des Hauts Bassins
EIER-ETSHER Groupe des Ecoles Inter-Etats drsquoIngeacutenieurs de lrsquoEquipement Rural et
des Techniciens Supeacuterieurs de lrsquoHydraulique et lrsquoEquipement Rural
ETP Evapotranspiration Potentielle
FIT Front Inter Tropical
GEeau Projet Gestion des Ressources en eau du Sud-Ouest du Burkina
GIRE Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
MAHRH Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources
halieutiques
VREO Projet de Valorisation des Ressources en Eau du Ouest
SIG Systegravemes drsquoInformations Geacuteographiques
PAGIRE Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
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INTRODUCTION GENERALE
I1 CADRE DE LrsquoETUDE
La preacutesente eacutetude entre dans le cadre des meacutemoires de fin drsquoeacutetudes drsquoingeacutenieur du
geacutenie rural du GROUPE EIER-ETSHER de Ouagadougou Le Groupe EIER-ETSHER est
un Institut inter Etats drsquoenseignement supeacuterieur et de recherche dans les domaines de lrsquoeau
lrsquoeacutenergie lrsquoenvironnement et les infrastructures baseacute agrave Ouagadougou la capitale du Burkina
Faso Creacuteeacute en 1968 et eacutemanant de 14 Etats africains francophones lrsquoeacutecole forme des
ingeacutenieurs des techniciens supeacuterieurs et des titulaires de DESS
Il megravene en collaboration avec des eacutetablissements du Nord et du Sud comme
Katholieke Universiteit Leuven (KUL) des travaux de recherche principalement dans les
domaines de lrsquoeau de lrsquoeacutenergie et de lrsquoenvironnement
Crsquoest dans le cadre de cette collaboration que le sujet du preacutesent meacutemoire a eacuteteacute
deacutefini entre le projet laquo GEeau raquo de Bobo-Dioulasso et laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement
et de recherche en gestion et valorisation de lrsquoeau et de lrsquoassainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER Ce sujet est intituleacute laquo Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du
bassin versant du Kouraquo
Le rapport est subdiviseacute en six parties
Partie I Introduction geacuteneacuterale ougrave nous exposons le cadre la probleacutematique et les
objectifs de lrsquoeacutetude drsquoune part et drsquoautre part la meacutethodologie adopteacutee pour reacutepondre
aux questions souleveacutees
Partie II On y preacutesente les geacuteneacuteraliteacutes sur la reacutegion des Hauts-Bassins Le
promoteur du thegraveme de cette eacutetude ainsi que sur le site de lrsquoeacutetude
Partie III Crsquoest lrsquoeacutetape de la constitution de la base des donneacutees de lrsquoeacutetude
Partie IV Cette partie est consacreacutee agrave la modeacutelisation
Partie V Etude du bilan
Partie VI Conclusion geacuteneacuterale
I2 PROBLEMATIQUE
Le bassin versant du Kou avec une superficie de 1821 km2 comprenant le systegraveme
hydraulique de la riviegravere du Kou ses affluents et les sources de Nasso constitue une
importante ressource en eau
Cette ressource assure drsquoune part lrsquoalimentation en eau drsquoune population estimeacutee en
2003 agrave 600 000 habitants dont celle de Bobo-Dioulasso la 2egraveme ville du pays Une population
appeleacutee agrave franchir le cap du million en 2025 Elle permet drsquoautre part lrsquoirrigation de vastes
peacuterimegravetres agricoles dont la superficie totale qui avoisine 3200 ha est en constante
augmentation notamment du fait du deacuteveloppement drsquoune filiegravere laquo fruits et leacutegumes raquo sous
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lrsquoimpulsion de lrsquoinitiative priveacutee Cette production irrigueacutee est agrave lrsquoorigine du deacuteveloppement
drsquoactiviteacutes eacuteconomiques de transports transformations et commerce qui font lrsquoessor de la
ville de Bobo-Dioulasso
Dans le contexte climatique actuel du Burkina marqueacute par une baisse de la
pluviomeacutetrie une telle tendance agrave la hausse des diffeacuterentes utilisations de cette ressource
nrsquoa pas manqueacute drsquoentraicircner un deacuteseacutequilibre au niveau de la satisfaction des besoins en eau
Citons agrave titre drsquoexemple le cas du principal peacuterimegravetre rizicole de la valleacutee du Kou (1200ha)
qui est confronteacute agrave des deacuteficits hydriques pendant les mois de janvier agrave mai
Le deacuteveloppement industriel conseacutecutif au deacuteveloppement de la production agricole
constitue eacutegalement avec ses rejets incontrocircleacutes drsquoeffluents divers une autre menace
seacuterieuse cette fois-ci sur la qualiteacute de ces eaux
Pour faire face agrave cette nouvelle donne et dans la perspective de creacuteer les conditions
drsquoun deacuteveloppement durable lrsquoEtat burkinabeacute a mis en place une politique de gestion
inteacutegreacutee des ressources en eau Cette politique se traduit dans les faits par les objectifs
assigneacutes aux diffeacuterents projets intervenant dans la zone parmi lesquels se trouve le projet
GEeau initiateur de la preacutesente eacutetude
Toute gestion des ressources en eau pour ecirctre efficace doit en effet partir de leur
bonne connaissance A cet effet il peut ecirctre utile de rappeler que la mesure quantitative et
qualitative des eacuteleacutements du cycle hydrologique et la mesure des autres caracteacuteristiques de
lenvironnement qui influent sur leau constituent une base essentielle pour une gestion
efficace de leau (Deacuteclaration de Dublin 1992) Au Burkina Faso pays ougrave les eaux de
surface jouent un rocircle primordial la compreacutehension et lanalyse du bilan hydrologique est de
fait la base de toute eacutetude et reacuteflexion au sujet de la gestion des eaux
Atteindre un tel objectif suppose la disponibiliteacute de donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques
portant sur une longue peacuteriode et couvrant drsquoune maniegravere adeacutequate la zone drsquoeacutetude Si
aujourdrsquohui une telle exigence est relativement satisfaite pour la pluviomeacutetrie dans le cas de
la valleacutee du Kou on ne peut pas en dire autant des deacutebits dont les stations de mesures sont
reacutecentes En pareille situation la solution couramment adopteacutee est de faire recours aux
modegraveles matheacutematiques qui permettent alors de transformer les pluies en deacutebits et de fournir
une seacuterie de longueur comparable agrave celle de la pluviomeacutetrie
Crsquoest dans cette optique que le thegraveme de cette eacutetude a eacuteteacute mis au point par le projet
GEeau et lrsquouniteacute theacutematique drsquoenseignement et de recherche en gestion et valorisation de
lrsquoeau et de lrsquoassainissement du Groupe EIER-ETSHER
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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I3 OBJECTIFS DE LrsquoETUDE
Cette eacutetude a pour objectif geacuteneacuteral de contribuer agrave la connaissance des ressources
en eau du bassin versant du Kou en vue drsquoune gestion efficace et durable Ses objectifs
speacutecifiques sont
- La mise en place drsquoune base de donneacutees assainies par une synthegravese et la
valorisation des donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques et de sol disponibles
- Mise en œuvre agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant drsquoune deacutemarche de modeacutelisation agrave
lrsquoaide drsquoun logiciel (HYSIM)
- Le calcul du bilan en eau pour quelques sceacutenarii de saisons des pluies
I4 METHODOLOGIE
La meacutethodologie adopteacutee pour cette eacutetude srsquoarticule en trois points
1) Recherche documentaire
Elle comprend
Une revue des connaissances bibliographiques relatives agrave la zone drsquoeacutetude et agrave la
modeacutelisation hydrologique en geacuteneacuteral Il srsquoest agit dans un premier temps de faire le point
des diffeacuterentes eacutetudes ayant porteacute sur la zone drsquoeacutetude et ayant trait au thegraveme Notre regard
srsquoest eacutegalement porteacute sur des eacutetudes similaires effectueacutees dans drsquoautres reacutegions du monde
En deuxiegraveme lieu nous avons approfondi nos connaissances en modeacutelisation
hydrologique
La prise en main de lrsquooutil de modeacutelisation Ceci inclut les techniques drsquoimportation
et drsquoexportation des donneacutees le test de sensibiliteacute des paramegravetres et les strateacutegies de
calage
La collecte des donneacutees relatives au site Il srsquoagit de cartes diverses de donneacutees
numeacuteriques hydromeacuteteacuteorologiques de donneacutees sur le sol et de donneacutees geacuteneacuterales sur le
site
2) Visite de terrain
Elle a eu pour but de faire
des observations sur les caracteacuteristiques geacuteneacuterales du site nature du terrain relief
veacutegeacutetation
une appreacuteciation in situ de la configuration actuelle du reacuteseau hydrographique
une appreacuteciation visuelle de lrsquooccupation de lrsquoespace les positions relatives des
diffeacuterents utilisateurs vis-agrave-vis du cours drsquoeau etc
des observations de la manifestation des menaces sur la qualiteacute des eaux
3) Travaux de bureaux
Les travaux de bureau ont porteacute sur les points suivants
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Constitution des seacuteries de donneacutees pluviomeacutetriques le protocole adopteacute agrave cette fin
est le suivant
a) Choix des stations suivant des critegraveres comme la position geacuteographique la
longueur de la seacuterie absence de lacuneshellip
b) Controcircle de la qualiteacute des donneacutees par lrsquoemploi des meacutethodes classiques de
doubles masses et de la moyenne mobile
c) Remplissage des laquo lacunes raquo eacuteventuelles et passage des pluies ponctuelles aux
pluies moyennes sur le bassin versant suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
d) Analyse de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere agrave lrsquoaide drsquoajustement agrave des
lois statistiques
Constitution des seacuteries de donneacutees hydromeacutetriques
A ce niveau nous avons fait lrsquoinventaire des donneacutees disponibles leur critique et leur
correction quand cela est neacutecessaire et faisable
Modeacutelisation crsquoest la plus laborieuse de toutes les eacutetapes Elle comporte les points
suivants
a) Preacuteparation et transfert des donneacutees vers le modegravele
b) Nous proceacutedons ensuite au calage ou calibration du modegravele cest-agrave-dire le
choix du jeu de paramegravetres optimaux pour la transformation pluie-deacutebit
c) La validation consistera agrave veacuterifier la pertinence et le reacutealisme du choix des
paramegravetres sur une peacuteriode autre que celle ayant servi au calage
d) La simulation va consister agrave deacuteterminer agrave lrsquoaide du modegravele caleacute les deacutebits
des anneacutees sans observations hydromeacutetriques
Calcul du bilan hydrologique Les reacutesultats des simulations ci-dessus eacutevoqueacutees vont
nous permettre de faire le bilan sur des anneacutees caracteacuteristiques comme la moyenne la
deacutecennale segravechehellip
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GENERALITES
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II GENERALITES
Le thegraveme de ce meacutemoire a eacuteteacute deacutefini par laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement et
de Recherche en Gestion et Valorisation de lrsquoEau et de lrsquoAssainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER en collaboration avec laquo le projet de renforcement structurel de la capaciteacute de
gestion des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo baseacute agrave la Direction
Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources Halieutiques des Hauts-
Bassins (DRAHRHHB) Nous commenccedilons de ce fait ce rapport par une preacutesentation de la
reacutegion du projet et de la zone drsquoeacutetude
II1 PRESENTATION DE LA REGION DES HAUTS-BASSINS
La reacutegion des Hauts-Bassins est situeacutee agrave lrsquoouest du Burkina Elle srsquoeacutetend sur une
superficie de 26606 kmsup2 (94 du territoire national) Elle est limitrophe agrave lrsquoest des reacutegions
du Sud-Ouest et de la Boucle du Mouhoun agrave lrsquoouest de la Reacutepublique du Mali au nord de la
reacutegion de la Boucle du Mouhoun et la Reacutepublique du Mali et au sud de la reacutegion des
Cascades
Sur le plan administratif elle est subdiviseacutee en trois (3) provinces Le Houet le
Keacuteneacutedougou et le Tuy Il faut eacutegalement citer une sous-subdivision en 33 deacutepartements 3
communes urbaines 30 communes rurales et 449 villages Bobo-Dioulasso est le chef-lieu
de cette reacutegion
La population de la reacutegion des Hauts-Bassins eacutetait estimeacutee en 2002 agrave 1232 891
habitants (104 de la population du Burkina) soit une densiteacute drsquoenviron 48 habitantskmsup2 Il
srsquoagit drsquoune population cosmopolite on y rencontre toutes les ethnies du pays les
populations dominantes en nombre sont les Bobos autochtones du terroir les Mossis et les
peulhs allogegravenes venus du Nord du pays
A lrsquoinstar de tout le Burkina Faso les principales activiteacutes eacuteconomiques y demeurent
lrsquoagriculture et lrsquoeacutelevage
Lrsquoagriculture hivernale est domineacutee par la production de coton et de ceacutereacuteales (maϊs
sorgho mil seacutesame foniohellip) La riziculture et la maraicirccher-culture se pratiquent sur les
peacuterimegravetres irrigueacutes On note eacutegalement la preacutesence drsquoexploitations fruitiegraveres dont le nombre
est actuellement en pleine croissance La production agricole est exceacutedentaire
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
GENERALITES
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Dans la reacutegion des Hauts-Bassins la province du Houet est la zone par excellence
de lrsquoeacutelevage Les ressources halieutiques ne sont pas neacutegligeables non plus mais la pecircche
est de type artisanal
La reacutegion des Hauts-Bassins est une des principales zones industrielles du Burkina
Faso La province du Houet est celle qui possegravede le plus grand nombre drsquouniteacutes industrielles
drsquoune certaine importance apregraves celles du Kadiogo Les plus importantes interviennent dans
la fabrication drsquoouvrages en meacutetaux de produits alimentaires de boissons de tabac et de
textile
Du fait de la position de carrefour international de Bobo-Dioulasso le commerce y
occupe une place de choix Un grand nombre de maisons de commerce nationales et
eacutetrangegraveres ont leur siegravege agrave Bobo-Dioulasso
La reacutegion est bien desservie pour ce qui est des infrastructures socioeacuteconomiques
sans ecirctre exhaustif on pourra citer
les infrastructures de communication dix radios dont un drsquoEtat six priveacutes et trois
communautaires
la couverture en infrastructures de santeacute est globalement satisfaisante 193
formations sanitaires en 2002
en matiegravere de transport le reacuteseau routier repreacutesente 10 du reacuteseau national soit
1517 km Il est constitueacute de 22 de routes bitumeacutees du Burkina 3 de routes en terre
ordinaire et 7 de routes en terre moderne La reacutegion est traverseacutee par plus de 100 km de
chemin de fer et dispose drsquoun aeacuteroport de classe internationale
La probleacutematique de deacuteveloppement de la reacutegion se fonde sur les atouts
eacuteconomiques En effet elle dispose drsquoun potentiel naturel agrave mecircme drsquoassurer et de soutenir
les objectifs de deacuteveloppement Ce potentiel naturel constitueacutee drsquoeau de sols etc est
surtout favorable aux activiteacutes de production agricole drsquoeacutelevage et de production miniegravere Ce
qui en fait une des reacutegions les plus favoriseacutees du Burkina Faso
Le relief de la reacutegion est marqueacute par la preacutesence de plateaux et de plaines
auxquels srsquoajoutent quelques buttes collines et valleacutees
Le climat est tropical de type nord-soudanien et sud-soudanien Il est marqueacute par 2
grandes saisons une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobrenovembre) et une
saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (novembredeacutecembre agrave avril) La reacutegion beacuteneacuteficie
drsquoune pluviomeacutetrie moyenne annuelle comprise entre 800 et 1 100 mm
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La particulariteacute de la topographie et du climat de la reacutegion des Hauts-Bassins en
fait un veacuteritable chacircteau drsquoeau Crsquoest dans cette reacutegion que les principaux fleuves du
Burkina prennent leur source Le Mouhoun le Banifing et le Tuy (Grand Baleacute)
La veacutegeacutetation drsquoensemble de la reacutegion est essentiellement une veacutegeacutetation de
savane comportant tous les sous-types depuis la savane boiseacutee jusqursquoagrave la savane herbeuse
La faune est assez riche et varieacutee du fait de lrsquoexistence de nombreuses forecircts
classeacutees (16 au total)
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II2 PRESENTATION DU PROJET
II21 Cadre
Le laquo projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en
eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo est un des fruits de la coopeacuteration entre la
reacutegion Wallonne du royaume de Belgique et le Burkina Faso Il entre dans le cadre de la
mise en oeuvre des actions du laquo Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en
Eau raquo PAGIRE La laquo Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau (GIRE) raquo est en effet la
strateacutegie adopteacutee par lrsquoeacutetat burkinabeacute pour atteindre ses objectifs en matiegravere drsquoeau qui se
reacutesument en les points suivants
satisfaction durable des besoins en eau
protection contre lrsquoaction agressive de lrsquoeau
ameacutelioration des finances publiques par le partage de charges
preacutevention des conflits dans la gestion des ressources en eau
Ce projet srsquoinscrit eacutegalement dans le cadre de la mise en œuvre du programme
laquo Valorisation des ressources en eau de lrsquoOuest raquo (VREO) qui est un programme national
relatif aux ressources en eaux couvrant la moitieacute Ouest du pays
Enfin il srsquoinscrit en continuiteacute du projet de recherche laquo GEeau raquo initieacute par la
DRAHRHHB le groupe EIERETSHER et la Katholieke Universiteit Leuven (KUL) et
cherche agrave lui assurer un environnement institutionnel et organisationnel adapteacute au
deacuteveloppement agrave la peacuterennisation de ses reacutesultats et agrave sa duplication dans la reacutegion Ouest
du pays
II22 Geacuteneacuteraliteacutes
Nous preacutesentons dans lrsquoencadreacute ci-dessous la fiche donnant les renseignements geacuteneacuteraux sur le projet
Fiche de projet
Intituleacute Projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en eau
pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou
Zone drsquointervention Bassin versant du Kou (Reacutegion des Hauts-Bassins)
Thegraveme Preacuteservation de lrsquoenvironnement
Secteurs et sous secteurs Politique agricole et gestion administrative des ressources en
eau agrave usage agricole
Dureacutee de mise en œuvre 48 mois
Sources de financement Reacutegion Wallonne (Belgique)
Maicirctre drsquoœuvre APEFE
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Maicirctre drsquoouvrage Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des ressources
Halieutiques
II23 Objectifs du projet
Le principal objectif geacuteneacuteral du projet est de contribuer agrave la mise en œuvre de la
GIRE Son objectif speacutecifique est le renforcement des connaissances de la gestion la
valorisation et la protection des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans la reacutegion des
Hauts-Bassins
II24 Strateacutegie
La strateacutegie retenue est baseacutee sur le renforcement des capaciteacutes institutionnelles et
de gestion de lrsquoeau pour lrsquoagriculture au niveau local
Inteacutegration de lrsquointervention dans les perspectives drsquoaction du Comiteacute de Gestion du
Bassin du Kou
Ameacutelioration de la productiviteacute de lrsquoeau en agriculture vivriegravere
Appui agrave la peacuterennisation des actions
II25 Reacutesultats attendus
Les reacutesultats attendus de ce projet sont
Mise au point drsquooutils techniques destineacutes agrave ameacuteliorer les connaissances sur les
ressources en eau du bassin (bilan hydrique) et agrave servir au suivieacutevaluation de la
situation dans le bassin quasiment en temps reacuteel afin de servir agrave la gestion et agrave la
planification des ressources en eau
Transfert de connaissances vers les autres acteurs locaux qui se seront ainsi
approprieacutes les outils de gestion eacutelaboreacutes au cours du projet pour leurs propres
inteacuterecircts
Valorisation de la deacutemarche sur un autre bassin apregraves une eacutetude de transposabiliteacute
Creacuteer les conditions drsquoune capitalisation de lrsquoacquis de ce projet et des eacutetudes
anteacuterieures deacutejagrave effectueacutees ou des expertises locales reconnues sur la zone par la
mise en place drsquoune structure capable de conserver ces informations mais aussi et
surtout de les exploiter agrave des fins de recherche pour des activiteacutes lieacutees agrave la GIRE
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II3 PRESENTATON DE LA ZONE DrsquoETUDE
II31 Situation geacuteographique
Le bassin versant du Kou est lrsquoespace geacuteographique situeacute agrave lrsquoouest du Burkina Faso
dans la reacutegion des Hauts-Bassins entre les longitudes 4deg40rsquoO et 4deg10rsquoO et les latitudes 11degN
et 11deg30N et draineacute par la riviegravere du mecircme nom Cette riviegravere qui est un affluent du Mouhoun
(ex Volta noire) draine ainsi une superficie de 1821km2
La figure 1 preacutesente la carte de situation du bassin versant
0 300 600 Kilomegravetres
CARTE DE SITUATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Autres province du Burkina FasoProvince du HouetBassin-versant du Kou
Figure 1 Carte de situation du bassin du Kou
II32 Geacuteomorphologie
Le bassin du Kou a une forme allongeacutee Il est orienteacute Nord-est Sud-ouest avec une
longueur de 51 km et une largeur de 33 km Il est constitueacute essentiellement drsquoun plateau
greacuteseux culminant aux environs de 500 m drsquoaltitude au sud et srsquoabaissant progressivement
jusqursquoagrave 300 m agrave lrsquoaval de la plaine vers Baouleacute le point de confluence avec le Mouhoun
Lrsquoaltitude moyenne est de 407 m (figure 2)
On peut le subdiviser en trois sous bassins emboiteacutes qui sont (figure 3)
- Sous-bassin de Koumi 347 km2
- Sous-bassin de Badara 989 km2
- Sous-bassin de la confluence Niameacute-Baouleacute 1605 km2
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Figure 2 Carte du modeleacute de terrain du bassin versant du Kou
U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
Exutoire du bassin versant
0 30 60 Kilomegravetres
Carte de deacutecoupage en sous bassins du bassin versant du Kou
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
IVIII
II I
Reacuteseau hydrographique stations pluviometriquesU Stations hydrometriques
Figure 3 Deacutecoupage en sous-bassins
(NB I= sous-bassin de Koumi I+II= sous-bassin de Badara I+II+II=sous bassin de Confluence I+II+III+IV=
bassin versant du Kou)
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II33 Caracteacuteristiques morphomeacutetriques
Les caracteacuteristiques de forme et de relief des sous-bassins reacutesumeacutees au tableau 1 ont
eacuteteacute deacutetermineacutees par BICABA (1991)
Superficie du bassin versant (S)
La deacutelimitation du bassin versant a eacuteteacute faite sur une carte IGB au 1200 000
La mesure de la superficie a eacuteteacute effectueacutee agrave lrsquoaide drsquoun planimegravetre
Peacuterimegravetre (P)
Il a eacuteteacute mesureacute sur la carte au 1200 000
Rectangle eacutequivalent
Le rectangle eacutequivalent est un rectangle ayant la mecircme superficie le mecircme indice de
compaciteacute et la mecircme distribution hypsomeacutetrique que le basin versant Sa longueur (L)
est donneacutee par lrsquoexpression
]))1281(1(1[)1281( 21221
compcomp IISL
avec S surface du bassin versant et Icomp indice de compaciteacute
Indice de compaciteacute (Icomp)
Il correspond au rapport du peacuterimegravetre du bassin versant agrave celui drsquoun cercle de mecircme
superficie et srsquoexprime par la relation suivante
212820 SPIcomp avec
P peacuterimegravetre styliseacute du bassin versant en km
S superficie du bassin versant en km2
Indice global de pente (Ig)
Cet indice caracteacuterise le relief drsquoun bassin et il est deacutefini par la formule suivante
LHI g
Ougrave ΔH est lu sur la courbe hypsomeacutetrique1 (figure 4 agrave 6) et repreacutesente la
deacuteniveleacutee exprimeacutee en megravetres entre les altitudes ayant approximativement 5 et
95 de la superficie du bassin versant au dessus drsquoelles
L est la longueur du rectangle eacutequivalent exprimeacutee en km
Relief fort pour 100lt Ds
Ds est donneacutee par la relation suivante SIDs g
1 Courbe repreacutesentant le pourcentage de la superficie du bassin versant situeacutee au-delagrave drsquoune altitude H donneacutee en
fonction de cette altitude
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Courbe hypsometrique du bassin versant de Koumi
350
390
430
470
510
550
590
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
de la surface totale
Alt
itu
de
s (
m)
Figure 4 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Koumi
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Badara
280
320
360
400
440
480
520
560
600
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
de
Figure 5 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Badara
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Niameacute-Baouleacute
280
320
360
400
440
480
520
560
600
640
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
des (
m)
Figure 6 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de la confluence NIameacute-Baouleacute
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Deacuteniveleacutee speacutecifique (Ds)
Elle permet de classer le relief du bassin en
Relief faible pour Ds lt50 m
Relief modeacutereacute pour 50 mlt Ds lt100 m
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants
Sous-Bassins Versants
Caracteacuteristiques Koumi Badara
Confluence
Niame-Baouleacute
Superficie (km2) 347 989 1605
Peacuterimegravetre styliseacute (m) 77 151 175
Coefficient de Gravelius 115 137 126
Longueur du rectangle eacutequivalent (km2) 242 5930 6403
Largeur du rectangle eacutequivalent (km2) 1420 1600 2380
Indice global de pente (mkm) 480 317 317
Densiteacute de drainage 065 068 058
Deacuteniveleacutee speacutecifique (m)
(nature du relief)
894
(Modeacutereacute)
975
(Modeacutereacute)
127
(Fort)
II34 Climatologie
Le bassin versant du Kou se situe agrave la limite sud de la zone climatique tropicale
soudano-saheacutelienne Ses caracteacuteristiques climatiques sont
Tempeacuteratures
Lrsquoamplitude thermique annuelle est faible La tempeacuterature moyenne mensuelle
minimale varie toute lrsquoanneacutee de 17 agrave 22degC tandis que la tempeacuterature moyenne maximale
varie de 33 agrave 37degC en saison segraveche et de 29 agrave 34degC en saison des pluies
Les vents
On note lrsquoinfluence de deux vents dominants
Lrsquoharmattan ou alizeacute vent chaud et sec des anticyclones du Sahara de secteur Nord-
Est agrave Est et soufflant pendant la saison segraveche
la mousson vent de secteur Sud-ouest chargeacute drsquohumiditeacute et provenant de la zone
eacutequatoriale
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La limite de seacuteparation entre ces deux masses drsquoair ou Front Inter Tropical (FIT)
connaicirct au cours de lrsquoanneacutee un deacuteplacement du Sud au Nord ce qui se traduit par
lrsquoalternance de deux saisons bien distinctes
- une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobre)
- une saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (de novembre agrave avril)
Insolation
La dureacutee moyenne pour lrsquoensoleillement est de 7 h 42rsquo Lrsquoinsolation varie de 75 mmj
agrave 87 mmj Elle est agrave son minimum en juillet-aoucirct et maximale en avril-mai
Humiditeacute de lrsquoair
Lrsquohumiditeacute de lrsquoair est tregraves faible en saison segraveche (20 ndash 40 ) tandis qursquo en saison de
pluie elle atteint 70 agrave 80 voire 90 au cours des averses
II35 Geacuteologie
La description de la geacuteologie est baseacutee sur les travaux de IWACO citeacute par BICABA
(1991)
La geacuteologie du bassin du Kou est une superposition de greacutes encastreacutes entre un socle
essentiellement granito-gneissique de roches orthomeacutetamorphiques et eacuteruptives au fond et
une couche de deacutepocircts reacutecents ou de lateacuterite en surface composeacutee de sables et drsquoargiles
(figure 7)
De bas en haut on distingue
- Le socle absolument impermeacuteable composeacute de roches plutoniques (migmatites et
granites diffeacuterencieacutes) et de roches meacutetamorphiques birrimiennes (schistes micaceacutes
schistes greacuteseux schistes verts amphiboles)
- Les greacutes de base qui sont des greacutes agrave grains grossiers de silice ou de feldspaths tregraves
fissureacutes drsquoune eacutepaisseur de 200 m environ tregraves peu lateacuteriseacutes bien que poreux et
permeacuteables
- Les greacutes de Sotuba glauconieux sur une eacutepaisseur de 80 m drsquoallure schisteuse
poreux fissureacute et tregraves lateacuteriseacutes
- Les greacutes siliceux agrave ciment argileux de Bobo-Dioulasso aux faciegraves nombreux
(schistes de Toun greacutes de Koutiala et greacutes de Bandiagara) Ils sont tendres
heacuteteacuterogegravenes et tregraves lateacuteriseacutes
- Des roches eacuteruptives basiques (doleacuterites et basaltes) impermeacuteables infiltreacutees dans
les fissures des greacutes
- La couverture quaternaire constitueacutee drsquoalluvions sablo-ferrigineux de granulomeacutetrie
disparate drsquoune profondeur drsquoenviron 30 m passablement lateriseacutes
Les formations superficielles sont constitueacutees de cuirasse lateacuteritique et drsquoalluvions
dans les bas-fonds
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Cette geacuteologie qui constitue une situation favorable au stockage et agrave la transmission
de lrsquoeau souterraine est de ce fait lrsquoun des deacuteterminants principaux du systegraveme drsquoeau du
bassin du Kou
0 30 60 Kilomegravetres
CARTE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Geologie du bassin bersantshpDoleritesEtage schistogreso-dolomitiqueGres a galets de quartzGres de baseGres de Sotuba
Figure 7 Carte geacuteologique du bassin versant du Kou
II36 Peacutedologie
Le tableau 2 donne les deacutetails des types de sols en preacutesence sur le bassin ainsi que
leurs profondeurs respectives tandis que la figure 8 donne leur reacutepartition geacuteographique On
remarquera lrsquoomnipreacutesence des sols ferrugineux tropicaux lessiveacutes des sols ferrallitiques et
de sols peu eacutevolueacutes superficiels
Selon la classification de R BOULET et R FAUCK citeacutes par BICABA (1991) on peut
distinguer deux cateacutegories de sols dans le bassin
Les sols profonds (gt100 cm) ce sont
- les sols argilo-sableux en surface argileux en profondeur riches en base satureacutees et
le plus souvent drsquoexcellente qualiteacute
- les sols limono-argileux agrave argilo-limoneux en surface argileux en profondeur
caracteacuteriseacutes par un drainage interne et un drainage externe faibles
- les sols sableux en surface argileux en profondeur (preacutesence de sols mal draineacute)
les sols sableux en surface et sablo-argileux en profondeur
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Les sols agrave profondeurs faibles (lt40 cm) ce sont les sols gravillonnaires de faible valeur
agricole
Figure 8 Carte des sols du bassin versant du Kou
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Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou
Symboles Classification CPCS 1967 Classification BRM 2001
Classes de
sols
Groupes de sols Uniteacutes de
sols de
reference
Uniteacutes infeacuterieures des
sols de reference
Profon-
deur
(m)
LITH Sols mineacuteraux
bruts deacuterosion
Sols mineacuteraux bruts
deacuterosion lithiques
Leptosols Leptosols lithiques 0
PEEL Sols peu
eacutevolueacutes
deacuterosion lithiques Leptosols Leptosols lithiques lt15
PEER deacuterosion Reacutegiques Reacutegosols Reacutegosols eacutepi
squeletiques
50
PEACM dapport colluvio-
alluvial modal
Fluvisols Lixisols ferriques 70
PEAAH dapport alluvial
hydromorphe
Fluvisols Fluvisols gleyiques
BEHV Bruns eutophe
tropicaux
hydromorphes
vertiques
Cambisols Cambisols vertiques
gleyiques
114
VV Vertisols Vertisol vertique Vertisols Vertisols magiques
pelliques
100
FLIS Sols
ferrugineux
tropicaux
lessiveacutes
superficiels Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques
ferriques
20
FLIPP indureacutes peu profonds Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 32
FLIMP indureacutes moyennent
profonds
Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 42
FLIP indureacutes profonds Lixisols Lixisols endo
petroplithiques
101
FLM modal Lixisols Lixisols chromques 120
FLC agrave concreacutetions Lixisols Lixisols ferriques 105
FLTC agrave taches et agrave
concreacutetions
Lixisols Lixisols gleyiques
ferriques
110
FRR Sols
ferrallitiques
faiblement deacutesatureacutes
remanieacutes faiblement
rajeunis
Ferralsols Lixisols rhodiques 124
FRI faiblement deacutesatureacutes
en B remanieacutes indureacutes
Ferralsols Lixisols chromiques
bathiplinthiques
82
FRM deacutesatureacutes en B
remanieacutes modaux
Ferralsols Lixisols rhodiques 125
FTM faiblement deacutesatureacutes Ferralsols Lixisols rhodiques 110
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en B typiques modaux
FTH faiblement deacutesatureacutes
en B typiques
hydromorphes
Ferralsols Lixisols gleyiques
rhodiques
120
HPGE Sols
hydromorphes
humifegraveres
agrave pseudogley
densemble
Gleysols Gleysols gleyiques 107
II37 Veacutegeacutetation
La veacutegeacutetation du bassin (figure 9) est agrave dominance de type savane arbustive agrave
arboreacutee composeacutee de Butyrospermum parkii et de Detarium microcarpum On trouve
eacutegalement des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave boiseacute et forecirct claire (Isoberlinia
doka Burkea africana Terminalia spp) et des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave
arbustive et boiseacute (Burkea africana Butyrospermum parkii Pterocarpus erinaceus)
0 20 40 Kilomegravetres
CARTE DE VEGETATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Vegetation du bassin versant shpCulture industrielle Savane arboreacutee agrave arbustive et boiseacutee Savane arboreacutee agrave boiseacutee et forecirct claire Savane arbustive agrave arboreacutee
Figure 9 Carte de veacutegeacutetation de la valleacutee du Kou
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II38 Hydrographie
Le reacuteseau hydrographique est dense et est constitueacute drsquoun ensemble de riviegraveres
sources et mares
II381 Les riviegraveres
Le Kou est une riviegravere peacuterenne qui prend sa source aux environs de Kodala agrave une
trentaine de kilomegravetres au sud-ouest de Bobo-Dioulasso Lrsquoaltitude est de 440 m dans ces
reacutegions Il est formeacute par la jonction de deux marigots Kieacuteneacute et Farakoba et coule vers le Nord
recevant successivement les eaux des sources de Nasso celles du marigot de Yengueacute en
rive gauche et en rive droite celles des marigots Niameacute et Weacute
Les principaux affluents sont
agrave lrsquoOuest les riviegraveres suivantes Farakoba Kieacuteneacute Yengueacute SO Suo et Bango
agrave lrsquoEst le Houet le Bingbeacuteleacute et le Niameacute
II382 Les sources mares et lacs
Les principales sources sont
- Les sources de la Guinguette situeacutees en rive gauche
- Les sources de Kokoroueacute situeacutees eacutegalement en rive gauche
- Les sources capteacutees par lrsquoONEA en rive droite en aval desquelles existent drsquoautres
sources non capteacutees mais alimentant eacutegalement la riviegravere du Kou
Pour ce qui est des mares on peut en citer deux
- La mare de Bama situeacutee dans le lit du marigot Bongo qui lrsquoalimente Cette riviegravere a un
bassin versant de 30 km2
- La mare de Tumbagama moins importante que la preacuteceacutedente est situeacutee dans le lit
drsquoun petit affluent du Kou avec un bassin versant de 15 km2
II39 Occupation des sols
Dans la valleacutee du Kou agrave partir de la Guinguette on trouve de zones morphologiques
diffeacuterentes avec des occupations des sols adapteacutees aux conditions de terrain
Au sud de Nasso la valleacutee est eacutetroite dans un terrain onduleacute et peu occupeacute par
lrsquoagriculture Au Nord de Nasso la valleacutee srsquoouvre et continue dans une plaine alluviale drsquoune
largeur de 200 agrave 700 m La plaine est drsquoabord occupeacutee par une forecirct dense puis apregraves
quelques kilomegravetres par des petites parcelles de cultures irrigueacutees ou non A partir du
village de Sosongona situeacute agrave 8 km de la source les terrains cultiveacutes occupent la valleacutee On
remarquera notamment le peacuterimegravetre rizicole de 1100 ha reacutealiseacute au deacutebut des anneacutees 1970
gracircce agrave la coopeacuteration avec la chine ainsi que le peacuterimegravetre maraicirccher reacutealiseacute beaucoup plus
tard pour diversifier la production agricole
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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Lrsquooccupation agricole de la valleacutee connaicirct actuellement une certaine acceacuteleacuteration
avec lrsquoameacutenagement informel et spontaneacute de parcelles le long du canal drsquoameneacutee du
peacuterimegravetre rizicole Ceci est actuellement lrsquoune des cause du conflit qui subsiste dans la valleacutee
autour de la question de lrsquoeau Il y a eacutegalement la creacuteation de plantations drsquoarbres fruitiers
par de nouveaux investisseurs galvaniseacutes par lrsquoouverture du marcheacute agrave cause de la difficile
situation de la production en Cote drsquoIvoire
Lrsquooccupation des sols dans le bassin du Kou est eacutegalement marqueacutee par lrsquoexpansion
de la ville de Bobo-Dioulasso pousseacutee par lrsquoaccroissement de la population et le
deacuteveloppement des activiteacutes industrielles
La figure 10 donne un aperccedilu de lrsquooccupation des terres
Figure 10 Carte dlsquooccupation des terres du bassin versant du Kou
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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III CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE
III1 DONNEES PLUVIOMETRIQUES
III11 Choix des stations et des peacuteriodes drsquoobservation
Avant drsquoenvisager lrsquoeacutetude hydrologique il importe de deacutefinir une peacuteriode et des
stations de reacutefeacuterence agrave partir desquelles les diffeacuterentes investigations srsquoarticuleront
Le bassin versant du Kou est bien desservi pour ce qui est des observations de la
pluviomeacutetrie Les donneacutees disponibles sont des donneacutees journaliegraveres et elles ont plusieurs
sources
Des anciennes donneacutees de la base de donneacutees PLUVIOM de la Direction Reacutegionale de
lrsquoHydraulique des Hauts-Bassins (tableau 3)
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Beregadougou 1974 2000 27 0
Bondoukuy 1963 1998 36 57
Koumbia 1964 2000 37 0
Moussoudougou 1992 1996 5 0
Nasso 1960 1996 37 83
Orodara 1955 2000 46 0
Samorogouan 1964 1998 35 58
Des donneacutees de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et des stations de lrsquoINERA (tableau 4)
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Bama 1986 2005 20 10
Farakoba 1960 2005 46 67
Bobo-Dioulasso 1959 2005 47 0
Les nouvelles stations pluviomeacutetriques de la Direction Provinciale de lrsquoAgriculture de
lrsquoHydrauliques et des Ressources Halieutiques du Houet (tableau 5)
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Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Karankasso-Sambla 2003 2005 3 0
Badema 2003 2005 3 0
Satiri 2003 2005 3 0
Toussiana 2003 2005 3 0
Nota Les donneacutees dont la disponibiliteacute est indiqueacutee dans les tableaux 13 agrave 15 sont des
hauteurs de pluies journaliegraveres Les lacunes repreacutesentent les taux drsquoanneacutees dont les
donneacutees ne sont pas disponibles Les anneacutees prises en compte sont donc des anneacutees sans
lacune quant agrave la pluie journaliegravere
La figure 11 donne la situation geacuteographique des diffeacuterentes stations on
remarquera que quatre drsquoentre elles sont situeacutees sur le bassin versant On peut en conclure
que le bassin est bien desservi en stations pluviomeacutetriques mecircme si lrsquoon doit noter
eacutegalement leur concentration au centre Ces stations agrave savoir Nasso Farakoba Bobo-
Dioulasso et Bama ont des chroniques assez longues et des taux de lacunes acceptables
Nous nous baserons de ce fait sur elles pour lrsquoeacutetude de notre bassin versant
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Figure 11 Situation geacuteographique des stations pluviomeacutetriques
Pour ce qui est de la peacuteriode drsquoobservation pour cette eacutetude nous retiendrons une
peacuteriode de trente ans de 1976 agrave 2005 Nous nous limitons en arriegravere agrave 1976 pour ecirctre sucircr
de deacutepasser la rupture climatique intervenue en 1970 (Albergel 1987 Maheacute 2001) ce qui
devrait confeacuterer une certaine homogeacuteneacuteiteacute agrave nos donneacutees
III12 Controcircle de la qualiteacute des donneacutees
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de pluies ainsi que leur qualiteacute ont eacuteteacute veacuterifieacutees par les
meacutethodes de la moyenne mobile et lrsquoeacutetude des correacutelations entre stations
III121 Veacuterification de lrsquohomogeacuteneacuteiteacute intrinsegraveque des seacuteries
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute drsquoune seacuterie traduit le fait que les proprieacuteteacutes de la loi statistique qui
reacutegit le pheacutenomegravene (moyenne variance ou moments dordre supeacuterieur) sont invariantes au
cours du temps Lrsquoeacutechantillon ne doit preacutesenter ni tendance (agrave la hausse ou agrave la baisse) ni
pheacutenomegravene cyclique ni rupture La meacutethode de la moyenne mobile permet drsquoeffectuer une
telle veacuterification Nous lrsquoavons appliqueacutee aux diffeacuterentes stations avec un pas de temps de 3
et 5 ans Pour ce faire nous avons dresseacute les graphiques des pluies annuelles (p_an) des
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pluies moyennes annuelles (Pmoy) des moyennes mobiles sur trois ans ( mob_3) et sur
cinq ans (mob_5) pour les quatre stations pluviomeacutetriques retenues
Le deacutetail de ces calculs est reacutesumeacute dans lrsquo annexe I et les figures 12 agrave 15 ci-
dessous nous montrent les reacutesultats des diffeacuterents controcircles effectueacutes
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
anneacutees
plu
ies (
mm
)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 12 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station Bobo-Dioulasso
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
Anneacutee
Hau
teu
r (m
m)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 13 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Farako-ba
0
200
400
600
800
1000
1200
1992 1996 2000 2004 2008
Anneacutees
Plu
ie (
mm
) P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 14 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Bama
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0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 15 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Nasso
Conclusion Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale on constate que les seacuteries sont homogegravenes
III122 Etude des correacutelations entre stations
La meacutethode utiliseacutee est celle du double cumul sur les pluviomeacutetries annuelles des
quatre stations
Cette meacutethode consiste agrave faire pour la station eacutetudieacutee (A) et la station de
comparaison (B) le calcul de la pluviomeacutetrie cumuleacutee jusqursquoagrave lrsquoanneacutee i soit Ta (i) et Tb(i) et
agrave porter sur un graphique les diffeacuterents points Mi de coordonneacutees respectives Ta(i) et Tb(i)
Le principe est qursquoen en absence drsquoanomalie ces deux stations mesurent chaque anneacutee une
pluviomeacutetrie annuelle dans un rapport sensiblement constant et en conseacutequence les points
Mi sont pratiquement aligneacutes par contre si une erreur systeacutematique a pu srsquointroduire la
droite des Mi preacutesentera alors une cassure
Lrsquoapplication de cette meacutethode aux stations pluviomeacutetriques de Bama Koumi et laquo la
confluence raquo (stations eacutetudieacutees) drsquoune part et celle de Bobo-Dioulasso (station de reacutefeacuterence)
drsquoautre part est repreacutesenteacutee par les figures 16 agrave 18 Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de Bobo-
Dioulasso a en effet deacutejagrave eacuteteacute eacutetablie par des eacutetudes anteacuterieures BICABA (1991)
0
10000
20000
30000
40000
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Pluies Bobo-Dioulasso cumuleacutees (mm)
Plu
ies
Fa
rak
ob
a c
um
uleacute
e
(mm
)
Figure 16 Test de la meacutethode des doubles masses appliqueacutee agrave la station de Farakoba
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0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
Pluies cumuleacutees Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ies c
um
uleacute
es B
am
a
(mm
)
Figure 17 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Bama (valleacutee du Kou)
0
10000
20000
30000
40000
00 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000
P cumuleacutee Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ie c
um
uleacute
Nasso
(m
m)
Figure 18 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Nasso
On ne constate pas de rupture pour les stations de Nasso et Farakoba ceci nrsquoest
pas le cas de la station de Bama ougrave lrsquoon observe une cassure qui intervient entre 1990 et
1995 Ceci est certainement une anomalie car elle nrsquoapparaicirct pas au niveau des autres
stations pourtant voisines
Nous proceacutedons au prochain paragraphe agrave la correction de cette anomalie et au
comblement des lacunes
Plusieurs meacutethodes de correction sont proposeacutees dans la litteacuterature nous utilisons ici
celles preacuteconiseacutees par Andreacute MUSY de lrsquoEPFL dans son cours drsquoHydrologie geacuteneacuterale en
ligne Deux techniques sont employeacutees
Remplacement de la valeur manquante par la moyenne de la station de reacutefeacuterence Cette
meacutethode a eacuteteacute utiliseacutee lorsque les preacutecipitations moyennes annuelles de la station agrave
compleacuteter ne diffegraverent pas de plus de 10 des preacutecipitations moyennes annuelles de la
station de reacutefeacuterence
Remplacement de la valeur manquante par une moyenne pondeacutereacutee par la tendance
annuelle des stations pluviomeacutetriques soit
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Ougrave
donneacutee manquante de preacutecipitation (par exemple) estimeacutee
nombre de stations de reacutefeacuterence
preacutecipitation agrave la station de reacutefeacuterence
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station de reacutefeacuterence
Les reacutesultats sont consigneacutes dans le tableau 6
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Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles
Anneacutee Bobo-Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
2005 8611 8582 6274 8011
2004 9420 8333 7455 8642
2003 11559 11456 10885 11657
2002 8027 6747 6543 7320
2001 9140 7761 7884 8523
2000 11714 10736 10421 11300
1999 10652 10915 10391 10995
1998 11214 12323 9280 11223
1997 8729 11939 8096 9829
1996 9005 10236 7577 9170
1995 12777 11604 9414 11558
1994 8957 10758 8572 9698
1993 9430 834 7736 8753
1992 12382 12382 10775 9506
1991 11981 952 11521 12936
1990 9947 10308 9170 9102
1989 8275 9212 8280 9661
1988 10145 10145 8828 8570
1987 8663 8663 8361 9522
1986 8798 9281 7894 8717
1985 13315 13056 11475 8565
1984 9716 8156 7782 9496
1983 7781 7528 6662 8830
1982 9456 12123 9380 9634
1981 10423 11451 9514 7869
1980 8414 9043 7594 10817
1979 10657 10189 9072 13323
1978 10367 11284 9417 11283
1977 8354 996 7963 9018
1976 9961 10836 9046 11125
lacunes () 00 10 467 433
Moyenne 9609 10096 8507 9822
NB Les cases en gris contiennent les valeurs compleacuteteacutees ou corrigeacutees
III13 Etude de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere
III131 Pluviomeacutetrie journaliegravere
Lrsquoanalyse des pluies journaliegraveres sur la peacuteriode de 1976 agrave 2006 fait ressortir que le
nombre de jour de pluie dans lrsquoanneacutee varie drsquoune station agrave lrsquoautre de 50 jours (au nord) agrave 70
jours (au sud) Le mois drsquoaoucirct est le mois le plus pluvieux avec 13 jours en moyenne sur les
quatre stations Les hauteurs maximales de pluies journaliegraveres (tableau 7) sont souvent tregraves
eacuteleveacutees et peuvent atteindre 100 mm soient 10 de la pluviomeacutetrie totale annuelle
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Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou
Bobo-
Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
1976 48 711 654
1977 618 78 728
1978 657 714 641
1979 699 897 1029
1980 76 582 687
1981 77 58 711
1982 45 782 744
1983 661 484 698
1984 73 465 537
1985 813 837 68
1986 868 814 64 78
1987 469 1226 673
1988 711 48
1989 554 609 999 86
1990 652 676 747 966
1991 55 537 732 119
1992 772 384
1993 675 44 581
1994 49 622 931
1995 806 651 1071
1996 556 713 478
1997 436 94 652
1998 943 87 87
1999 583 804 982
2000 678 465 468
2001 459 404 608
2002 666 578 45
2003 803 803 753
2004 434 538 82
2005 636 1059 672
NB Les cases en gris repreacutesentent les lacunes
III132 Variabiliteacute saisonniegravere
La figure 19 montre pour les quatre stations que les pluies se concentrent sur la
peacuteriode de mai agrave mi-octobre (saison des pluies) qui repreacutesente plus de 90 de la pluie
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annuelle Les pics sont uniques sur lrsquoanneacutee (saison monomodale) et ils se situent en aoucirct agrave
chaque station et atteignent 250 mm ce qui correspond agrave 27 de la pluie annuelle
00
500
1000
1500
2000
2500
3000
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Farako-ba
Bama
Nasso
Bobo-D
Figure 19 Variabiliteacute saisonniegravere et spatiale de la pluviomeacutetrie (moyenne calculeacutee de 1976 agrave 2005)
III133 Etude statistique des pluies annuelles
Les pluies annuelles ont eacuteteacute ajusteacutees agrave la loi normale
On sait que la loi normale a pour fonction de reacutepartition
u
t dtexXobxF 22
2
1Pr)(
avec ndashltxlt+
Les paramegravetres de la loi normale sont la moyenne m et lrsquoeacutecart type s
Lrsquoeacutequation de la droite drsquoajustement est X=m+sU
Ougrave
- X est la valeur de la pluviomeacutetrie qui correspond agrave une probabiliteacute au non
deacutepassement donneacutee
- U est la valeur de la variable centreacutee reacuteduite qui correspond agrave cette probabiliteacute au
non deacutepassement U est donneacute par la table de Gauss
Les reacutesultats de lrsquoajustement sont reacutesumeacutes dans les tableaux 8 agrave 12 Les quantiles
sont calculeacutes avec un intervalle de confiance agrave 90 Rappelons que les intervalles de
confiance sont donneacutes par la relation suivante
641902)(1)()(Pr2
avecFun
FxFxob
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Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude
statistique des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9929 10373 9485
Quinquennale Segraveche 8683 9199 8166
Humide 11175 11692 10659
Deacutecennale Segraveche 8030 8629 7431
Humide 11828 12427 11229
Centennale Segraveche 6472 7328 5616
Humide 13386 14242 12530
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 10096 10582 9609
Quinquennale
Segraveche 8732 9297 8166
Humide 11459 12025 10894
Deacutecennale
Segraveche 8018 8673 7362
Humide 12174 12829 11518
Centennale
Segraveche 6313 7250 5376
Humide 13878 14815 12941
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 8775 9193 8357
Quinquennale Segraveche 7603 8089 7117
Humide 9947 10433 9461
Deacutecennale Segraveche 6989 7553 6426
Humide 10561 11124 9997
Centennale Segraveche 5525 6330 4720
Humide 12025 12830 11220
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Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9822 9378 10265
Quinquennale Segraveche 8578 8062 9094
Humide 11065 10550 11581
Deacutecennale Segraveche 7927 7329 8525
Humide 11717 11119 12315
Centennale Segraveche 6372 5518 7226
Humide 13272 12417 14126
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du Quantile
borne infeacuterieure
Borne supeacuterieure
Anneacutees correspondantes
Moyenne 9565 9154
9977
1977 1979 1988 1990 1991 1996
Quinquennale Segraveche 8411
7932
8890
19801984 1987 1989 1993 2004
Humide 10720
10241
11198
1978 1981 1982 1994 1995 1997 1999
2000
Deacutecennale Segraveche 7806 7251 8361
1983 2001
Humide 11325 10770 11880
1992 1998 2003
centennale Segraveche 6363 5570 7156
2002
Humide 12768 11974 13561
1985
On note lrsquoextrecircme variabiliteacute interannuelle de la pluie au niveau de chacune des
stations On note eacutegalement que les valeurs des diffeacuterents quantiles sur les quatre stations
sont sensiblement les mecircmes Hormis les stations de Bama et Nasso dont les donneacutees ont
eacuteteacute reconstitueacutees agrave respectivement agrave 467 et 433 agrave partir de la station de Bobo on peut
utiliser indiffeacuteremment les stations de Farakoba et de Bobo pour la preacutedeacutetermination des
grandeurs pluviomeacutetriques sur le bassin du Kouhellip
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III14 Etude de la variabiliteacute spatiale et calcul de la pluie moyenne sur le bassin versant
La figure 19 (deacutejagrave vue) montre que la pluviomeacutetrie annuelle ne varie pas beaucoup
drsquoune station agrave lrsquoautre On note cependant une leacutegegravere baisse du sud au nord
Pour la deacutetermination de la pluie moyenne interannuelle sur le bassin nous utilisons
la meacutethode des polygones de Thiessen qui procegravede comme suit A chaque station on
affecte la surface du polygone obtenu en traccedilant les meacutediatrices des segments reliant la
station concerneacutee aux stations voisines La pluie moyenne Hm sera obtenue en faisant la
somme pondeacutereacutee des pluies aux diffeacuterentes stations le coefficient de pondeacuteration eacutetant la
surface du polygone concerneacute inteacuterieur agrave S rapporteacutee agrave la surface S
)(1
NNCCBBm SHSHSHs
H
La figure 20 donne une repreacutesentation des polygones de Thiessen traceacute en ne
consideacuterant que les trois stations de Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama La station de
Nasso nrsquoa pas eacuteteacute prise en compte pour les raisons que nous expliciterons au paragraphe
III4 Les cœfficients correspondants sont consigneacutes au tableau 13
Tableau 13 Coefficients de Thiessen
bassin versant du Kou Station hydromeacutetrique de Koumi
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 038 Farakoba 318 094
Bobo 360 025 Bobo 20 006
Bama 567 037
Total 1858 1 Total 347 1
Station hydromeacutetrique de Badara Station hydromeacutetrique de la confluence
Niameacute_Baouleacute
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 071 Farakoba 378 045
Bobo 25 007 Bobo 335 026
Bama 73 022 Bama 339 029
Total 989 1 Total 1605 1
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U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
0 30 60 Kilomegravetres
Polygone de Thiessen des stations pluviometriques
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Limite du bassin-versant
station pluviometrique
Reacuteseau hydrographique
Polygone de thiessen
U Station hydromeacutetrique
(Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama)
Figure 20 Polygone de Thiessen des stations pluviomeacutetriques (NB la station de Nasso nrsquoest pas prise en
compte) Les hauteurs des pluies moyennes agrave consideacuterer pour chaque sous-bassin versant ont eacuteteacute calculeacutees et consigneacutees au tableau 14
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Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants
calculeacutees suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
Anneacutees Bassins versants
Koumi Badara Confluence Valleacutee du Kou
Niame-Baoule
2005 8584 8076 792 7735
2004 8398 8216 8361 828
2003 11462 11338 11317 1127
2002 6824 6792 7021 6992
2001 7844 7888 8155 8151
2000 10795 10735 10899 10864
1999 10899 10781 10695 10655
1998 12256 11578 11152 1092
1997 11746 10869 999 9715
1996 10162 9565 9145 8944
1995 11674 11204 11274 11087
1994 10650 10619 10273 10286
1993 8405 8717 9019 9118
1992 12382 11898 11744 11568
1991 9668 10132 1074 10876
1990 10286 10032 9884 9797
1989 9156 8941 8698 8633
1988 10145 980 969 9565
1987 8663 8597 8575 8551
1986 9252 8942 8753 8647
1985 13072 12485 12346 12129
1984 8250 8262 8557 854
1983 7543 7469 7493 7462
1982 11963 11309 10603 10401
1981 11389 10803 10425 10226
1980 9005 886 8696 8651
1979 10217 10217 10304 10298
1978 11229 10891 10613 10502
1977 9864 9443 901 8879
1976 10784 10479 10218 10119
Moyenne 10086 9831 9719 9629
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III2 DONNEES HYDROMETRIQUES
III21 Inventaire des stations hydromeacutetriques
Les observations hydromeacutetriques dans la valleacutee du Kou ont commenceacute en 1955 par
la creacuteation de plusieurs stations de mesure Pour la peacuteriode de 1955 agrave 1985 HURE (1998)
en a deacutenombreacute 13 Drsquoautres stations ont eacuteteacute creacuteeacutees par la suite notamment agrave lrsquooccasion de la
mise en œuvre de projets de deacuteveloppement ou de programmes drsquoeacutetudes couvrant la zone
On distingue
- Les stations du reacuteseau hydromeacutetrique national
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo valleacutee du Kou raquo
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo ressource en eau de Bobo-Dioulasso raquo
- Les stations installeacutees pour 3 ans lors de la mission drsquoeacutetude neacuteerlandaise IWACO
Dans le cadre de cette eacutetude nous disposons des donneacutees de la base de donneacutees
sous Hydracces laquo GEeauPlusmdb raquo de la DRAHRHHB qui gegravere les reacutesultats issues des
observations effectueacutees sur un certain nombre de stations Le tableau 15 fait lrsquoinventaire des
stations de cette base et la figure 21 montre leur reacutepartition geacuteographique sur le bassin
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo
Id_Station Nom Latitude Longitude Superficie
bassin (kmsup2)
Deacutebut_Activiteacute
1202701600 Sources de Pesso - - - -
1202701601
Confluence
Niameacute-Baouleacute - - 1605 -
1202701603 Badara 11deg227N 4deg2202W 989 1955
1202701606 Diaradougou 1960
1202701612 Nasso Amont 11deg1202N 4deg2604W 405 1961
1202701613 Nasso Milieu 11deg1200N 4deg2600W 1961
1202701614 Nasso Aval 11deg1300N 4deg2600W 646 1961
1202701620 Koumi 11deg0800N 4deg2500W 343 1985
1202710300
Mare aux
Hippopotames 11deg3446 4deg1007 - 1997
1202711310
Exutoire de la
Mare 11deg3446 4deg2500W - 1997
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Figure 21 Reacuteseau hydrographique du bassin du Kou et emplacement des stations hydromeacutetriques
Les donneacutees de deacutebits dont nous disposons sont de pas de temps journalier Ils sont
repreacutesenteacutees dans le tableau 16 et la figure 22 en donne le chronogramme des
observations Le propre de ces stations est qursquoelles ne sont en geacuteneacuteral suivies que pendant
la peacuteriode de mise en œuvre de projets ou programmes qui les ont installeacutees Actuellement
seules trois drsquoentre elles agrave savoir celles de Koumi de Badara et de la confluence Niameacute-
Baouleacute qui appartiennent au reacuteseau national sont encore opeacuterationnelles Crsquoest
fondamentalement sur elles que nous nous appuierons pour cette eacutetude
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes
Id_Station Nom Date Deacutebut Date Fin Lacunes
()
Nombre
Valeurs
1202701601 Confluence
Niameacute-Baouleacute
02011986 08122002 466 4805
1202701603 Badara 07011984 08122002 1433 4593
1202701606 Diaradougou 03012004 31122004 303 301
1202701612 Nasso Amont 09011961 08121974 3005 1557
1202701613 Nasso Milieu 06011961 31121991 427 8823
1202701614 Nasso Aval 06011961 10121997 856 4731
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1202701620 Koumi 02011987 04121999 712 4109
Chronogramme des donneacutees de la Table Debits
06011961 29061966 20121971 11061977 02121982 24051988 14111993 07051999 27102004
Confluence Niameacute-Baouleacute
Badara
Diaradougou
Nasso amont
Nasso milieu
Nasso aval
Koumi
Figure 22 Chronogramme des deacutebits mesureacutes aux stations hydromeacutetriques
III22 Critique des donneacutees
Malgreacute ses cinquante ans drsquoexistence le reacuteseau des stations hydrographiques est
incapable de fournir des donneacutees fiables
Les seacuteries chronologiques des deacutebits observeacutes sont de tregraves mauvaise qualiteacute Elles
sont parsemeacutees de lacunes (figures 23 agrave 25) pouvant aller jusqursquoagrave lrsquoabsence de
donneacutees sur toute une anneacutee voire plusieurs anneacutees
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Station Confluence Niameacute-Baouleacute Capteur J-Qjo = Deacutebits
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =
gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 23 Deacutebits moyens annuels agrave la station de la confluence et lacunes
Station 1202701620 = Koumi Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
01
02
03
04
05
06
07
08
1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its
Mo
yen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 24 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Koumi et lacunes
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Station 1202701603 = Badara Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 25 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Badara et lacunes
De plus une analyse plus deacutetailleacutee des donneacutees brutes nous a permis de mettre en
eacutevidence des incoheacuterences dans ces donneacutees
Plusieurs jours conseacutecutifs avec exactement le mecircme deacutebit moyen journalier
(Koumi confluencehellip)
Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie particuliegraverement pour
la station de Koumi ougrave on assiste agrave une inversion des valeurs
Absence de correacutelation entre des stations cependant voisines (BICABA 1991)
Cette impreacutecision des donneacutees srsquoexplique par les problegravemes drsquoeacutetalonnage lieacutes agrave
lrsquoinstabiliteacute des seuils de jaugeage crsquoest le cas de Koumi et de la confluence Niameacute-
Badara (HURE 1998) Drsquoautre part du fait de la violence des deacutebits du cours drsquoeau
durant la saison des pluies il serait pratiquement impossible drsquoobtenir des jaugeages
preacutecis
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0
20
40
60
80
100
010
119
93
160
119
93
310
119
93
150
219
93
020
319
93
170
319
93
010
419
93
160
419
93
010
519
93
160
519
93
310
519
93
150
619
93
300
619
93
150
719
93
300
719
93
140
819
93
290
819
93
130
919
93
280
919
93
131
019
93
281
019
93
121
119
93
271
119
93
121
219
93
271
219
93P
luie
s (
mm
)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluie
Deacutebit_1993
Figure 26 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de la Confluence
Niameacute-Baouleacute (1993)
0
20
40
60
80
100
120
140
11
97
14
19
7
27
19
7
92
97
22
29
7
73
97
20
39
7
24
97
15
49
7
28
49
7
11
59
7
24
59
7
66
97
19
69
7
27
97
15
79
7
28
79
7
10
89
7
23
89
7
59
97
18
99
7
11
09
7
14
10
97
27
10
97
91
19
7
22
11
97
51
29
7
18
12
97
31
12
97
Plu
ies
(m
m)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluviomeacutetrie
Deacutebit_1997
Figure 27 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de Badara (1997)
Le deacutebit du Kou semble ne plus ecirctre tregraves laquo naturel raquo Il faut deacutejagrave noter les
preacutelegravevements effectueacutes par lrsquoONEA et les peacuterimegravetres irrigueacutes mais on note eacutegalement
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une augmentation subite et a priori injustifieacutee des deacutebits (chroniques de Badara et de la
Confluence) qui intervient du 6 au 13 de chaque mois avec un pic le 8 et ce mecircme en
saison segraveche Nous nrsquoavons pas encore eu drsquoexplication de ce pheacutenomegravene jusqursquoagrave la
reacutedaction de ce rapport malgreacute une petite enquecircte meneacutee aupregraves de lrsquoONEA Ce
pheacutenomegravene a certainement son explication dans les preacutelegravevements divers opeacutereacutes en
amont lrsquoaugmentation traduisant une lacirccheacutee drsquoeau ou un arrecirct de pompage
En somme seules les donneacutees de Badara sont vraiment exploitables agrave condition
lagrave aussi de les nettoyer des incoheacuterences qui y subsistent
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III3 DONNEES DrsquoEVAPOTRANSPIRATION
Pour lrsquoanalyse de lrsquoeacutevapotranspiration nous disposons drsquoune chronique agrave la station
meacuteteacuteorologique de Bobo-dioulasso calculeacutee suivant la formule de Penman et couvrant la
peacuteriode allant de 1961 agrave 2003 soient 43 ans
Une moyenne mensuelle a eacuteteacute calculeacutee sur la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la figure 28
illustre les variations saisonniegraveres de lrsquoETP que nous en avons deacuteduites Cette variation est
assez bien marqueacutee au cours de lrsquoanneacutee Les valeurs maximales (autour de 180 mm) sont
observeacutees en saison segraveche de deacutecembre agrave mai avec un pic en mars (196 mm) Les valeurs
minimales sont observeacutees en saison des pluies (agrave cause essentiellement de la couverture
nuageuse plus freacutequente du ciel et de lhumiditeacute eacuteleveacutee de lair) de juin agrave novembre avec un
minimum en aoucirct (120 mm)
La variation interannuelle de lrsquoeacutevapotranspiration (figure 29) est par contre moins
marqueacutee Pour la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la moyenne se situe agrave 1977mm On note
cependant une leacutegegravere tendance agrave la hausse
0
50
100
150
200
250
Janv
ier
Feacutevrie
r
mar
sav
rilm
ai
juin
juille
t
aout
sept
embr
e
octo
bre
nove
mbr
e
dece
mbr
e
ET
P (
mm
)
Figure 28 Variation saisonniegravere de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
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0
500
1000
1500
2000
2500
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
ET
P a
nn
uelle (
mm
)
Figure 29 Variation interannuelle de LrsquoETP (de 1976 agrave 2003)
La comparaison des variations saisonniegraveres de lrsquoeacutevapotranspiration et de la pluie
(figure 30) montre que seuls les mois de juillet aoucirct et septembre preacutesentent un bilan
positif cest-agrave-dire que la pluie est supeacuterieure agrave lrsquoETP
0
50
100
150
200
250
300
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Pluie Farako-ba
Pluie_Bama
Pluie_Nasso
Pluie_Bobo-D
ETP(mmmois)
Figure 30 Comparaison de la pluviomeacutetrie avec lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
III4 CONCLUSION
Le tableau 17 fait la synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
La premiegravere ligne repreacutesente les anneacutees et la couleur grise indique la preacutesence de
donneacutees hydromeacutetriques de lrsquoanneacutee consideacutereacutee
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Les lignes suivantes renseignent sur la disponibiliteacute des donneacutees pluviomeacutetriques
laquo 1 raquo signifie que les donneacutees de lrsquoanneacutee et de la station consideacutereacutees sont disponibles Si
les donneacutees drsquoune anneacutee manquent rien nrsquoest alors marqueacute
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
Bad
ara
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Ko
um
i
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Co
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en
ce
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meacute-b
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uleacute
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
On en tire les conclusions suivantes
Les donneacutees de la station pluviomeacutetrique de Nasso preacutesentent des lacunes au cours
des peacuteriodes ougrave lrsquoon dispose des donneacutees hydromeacutetriques Aussi nous nous
proposons de ne garder que les trois autres stations restantes (Farakoba Bobo-
Dioulasso Bama) Rappelons que les autres stations situeacutees hors bassin du Kou
nrsquoont que des observations de trois ans (2003-2005) Les pluies moyennes sur les
bassins versants seront calculeacutees uniquement avec les donneacutees de ces trois stations
Les donneacutees hydromeacutetriques sont de tregraves mauvaise qualiteacute Cela avait deacutejagrave eacuteteacute
remarqueacute par les eacutetudes anteacuterieures (BICABA 1991 HURE 1998 BERTHIAUD
2001) Seules les donneacutees de Badara sont utilisables et en croisant avec les
donneacutees pluviomeacutetriques on constate que la peacuteriode constitueacutee drsquoanneacutees
conseacutecutives la plus longue est celle de 1996 agrave 2002 soit sept ans Crsquoest donc sur
cette peacuteriode que nous essayerons de travailler pour la mise en œuvre de la
modeacutelisation
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IV MODELISATION
La modeacutelisation hydrologique a pour but de donner une repreacutesentation simplifieacutee du
systegraveme bassin versant qui permette drsquoexpliquer et de preacutedire la reacuteponse de ce dernier agrave une
seacuterie de sollicitations
Les modegraveles hydrologiques les plus classiques sont ceux qui permettent de faire la
transformation pluie-deacutebit HYSIM modegravele que nous utiliserons dans le cadre de ce travail
est de cette cateacutegorie Ce modegravele a eacuteteacute mis au point par la laquo water resource associates raquo de
Grande Bretagne et il a drsquoailleurs eacuteteacute reacutecemment eacutelu par lrsquoagence de lrsquoenvironnement du
Royaume Uni (United Kingdom Environment Agency) comme son principale modegravele laquo pluie-
deacutebit raquo HYSIM est en effet adapteacute pour reacutesoudre les problegravemes suivants
Lrsquoextension des chroniques de deacutebits
Lrsquoeacutetude des variations climatiques
Reconstitution des eacutecoulements naturels sur des bassins laquo anthropiseacutes raquo
Lrsquoeacutetude des interactions eaux de surface eaux souterraines
Dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous avons vu que les donneacutees
pluviomeacutetriques disponibles de la valleacutee du Kou sont de bonne qualiteacute et qursquoelles couvrent
une bonne peacuteriode ndash souvent plus de cinquante ans Par contre cela nrsquoest pas le cas des
donneacutees hydromeacutetriques Lrsquoemploi de HYSIM pourrait alors aider agrave surmonter ce handicap
en reconstituant les donneacutees manquantes de deacutebits et permettre ainsi de calculer le bilan
hydrologique qui est lrsquoobjectif principal de cette eacutetude
Lrsquoutilisation drsquoun modegravele pour simuler des deacutebits sur un bassin versant donneacute est
conditionneacutee par lrsquoachegravevement de deux opeacuterations importantes que sont le calage ou
calibration du modegravele et sa validation Ce sont lagrave les deux points importants que nous
aborderons dans cette troisiegraveme partie mais apregraves une preacutesentation plus deacutetailleacutee du
modegravele
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IV1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU MODELE
HYSIM est un modegravele de simulation hydrologique agrave reacuteservoirs faisant intervenir des
relations matheacutematiques pour deacuteterminer les eacutecoulements geacuteneacutereacutes par des preacutecipitations sur
un bassin versant Il se situe agrave mi-chemin entre un modegravele laquo physique raquo analysant et
quantifiant les pheacutenomegravenes physiques se produisant dans le bassin versant et un modegravele
empirique agrave base de reacutegressions multiples Crsquoest un modegravele conceptuel
IV11 Bases theacuteoriques du modegravele
Les processus hydrologiques au sein du bassin versant sont scheacutematiseacutes par les
transferts entre sept reacuteservoirs virtuels en communication La capaciteacute des reacuteservoirs le taux
maximum de transfert entre eux et les eacutequations qui commandent les processus de transfert
sont deacutefinis par des paramegravetres indeacutependants du temps A lrsquoopposeacute les volumes des
reacuteservoirs et les taux de transfert varient en fonction du temps
La repreacutesentation scheacutematique agrave la figure 31 illustre la faccedilon dont les reacuteservoirs sont
raccordeacutes entre eux et permet de mieux comprendre le fonctionnement du modegravele
Ces reacuteservoirs se deacutefinissent comme suit
Reacuteservoir de neige
Toutes les preacutecipitations tombant sous forme de neige sont retenues dans ce
reacuteservoir avant drsquoecirctre libeacutereacutees vers le reacuteservoir drsquointerception Le taux de transfert entre ces
deux reacuteservoirs est eacutegal au taux de fusion potentiel de la neige
Reacuteservoir drsquointerception
La pluie (ou dans certains cas la neige) peut ecirctre retenue par la veacutegeacutetation puis
redistribueacutee en une partie qui parvient au sol et une autre qui seacutevapore La partie
natteignant jamais le sol forme linterception Ce reacuteservoir est la premiegravere destination des
eaux de pluies de mecircme il est le premier agrave ecirctre deacutebiteacute par lrsquoeacutevapotranspiration
Stockage dans les deacutepressions
On deacutefinit leau de stockage dans les deacutepressions comme leau retenue dans les
creux et les deacutepressions topographiques du sol pendant et apregraves une averse
Horizon supeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute retenue dans les couches superficielles du sol Il a
une capaciteacute finie eacutegale agrave la profondeur de lrsquohorizon multiplieacutee par sa porositeacute
Le taux drsquohumidification de lrsquohorizon dont la distribution spatiale est consideacutereacutee triangulaire
est majoreacute par le taux drsquoinfiltration potentielle Ce taux drsquoinfiltration potentielle est baseacute sur
lrsquoeacutequation de Philips ci-dessous
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5150 tttx
Avec
x = distance parcourue par le front drsquohumectation
t = temps pour lequel 0x
et sont fonctions du type et des conditions du sol Manley (1978) deacutemontre que cette
relation peut ecirctre approcheacutee par lrsquoexpression suivante
ktkPtx 50)2( avec
P= succion capillaire
K = permeacuteabiliteacute agrave saturation du medium drsquoougrave lrsquoon tire le taux drsquoinfiltration potentielle
Brooks et Corey (1964) deacutemontrent que P srsquoexprime par
1
eb SPP
Ougrave Pb = Pression de bouillonnement (bubbling presure en mm de colonne drsquoeau)
= indice de composition granulomeacutetrique
Se= Humiditeacute efficace deacutefinie par la relation suivante
)01()( rre SSmS
Avec m = humiditeacute agrave saturation du sol
Sr = Humiditeacute reacutesiduel correspondant agrave lrsquohumiditeacute minimale agrave laquelle on peut
emmener le sol en lrsquoasseacutechant par augmentation de la succion En simulant la teneur en eau
de lrsquohorizon supeacuterieur on pourra alors simuler les forces qui causent le mouvement de lrsquoeau
La principale perte drsquoeau de lrsquohorizon superficiel est due agrave lrsquoeacutevapotranspiration qui si
la succion capillaire est infeacuterieure agrave 15 atmosphegraveres srsquoeacutetablit au taux potentiel (toute perte
drsquointerception ayant eacuteteacute pris en compte) Si la succion capillaire est supeacuterieure agrave 15
atmosphegraveres aucune eacutevaporation ne se produit
Le deuxiegraveme transfert drsquohumiditeacute agrave consideacuterer est lrsquoeacutecoulement hypodermique ou
retardeacute Il se produit suivant un taux qui est une fonction complexe de la permeacuteabiliteacute
horizontale efficace la pente de la couche et la distance au chenal
Brooks et Corey (1964) citeacute par Manley (2003) ont deacutemontreacute que la permeacuteabiliteacute
efficace des milieux poreux est donneacutee par
)32()( ee SKK ougrave
Ke est la permeacuteabiliteacute efficace et les autres termes sont tels que deacutefinis
preacuteceacutedemment
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Figure 31 Scheacutema de fonctionnement du modegravele
Lrsquoeacutecoulement hypodermique ou retardeacute est donneacute par la relation suivante
Reacuteservoir de neige
Nappe
intermeacutediaire
Horizon infeacuterieur
Horizon
superficiel
Reacuteservoir
drsquointerception
Nappe profonde
Chenaux mineurs
Reacutetention dans les deacutepressions
Ruissellement
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
souterrain
Ecoulement
souterrain
EVAPOTRANSPIRATION
PLUIE
NEIGE
Recharge ou
reacutecession de la nappe
Ecoulement dans
les riviegraveres
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)32()(1 SeRfacuehypodermiqEcoulement
Avec Rfac1= permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation mmh
La percolation est le dernier type de transfert se produisant agrave partir de cet horizon
Elle est donneacutee par
)32()( eb SKnPercolatio ougrave
Kb = permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la limite de lrsquohorizon
Se = Humiditeacute efficace de lrsquohorizon superficiel
En combinant les eacutequations preacuteceacutedentes le taux drsquoaccroissement du stock est donneacute
par
)32()1(
eb SKRfaci
dt
ds
Ougrave i = Flux entrant
S = reacuteservoir drsquohumiditeacute
t = le temps
Cette eacutequation ne peut malheureusement ecirctre reacutesolue de maniegravere explicite Mais en
faisant lrsquohypothegravese selon laquelle la variation du stock serait neacutegligeable devant le stock
initial cela conduit agrave une simplification de lrsquoeacutequation et permet alors drsquoobtenir une solution
approximative Pour tenir compte des situations extrecircmes la variation du stock doit ecirctre
comprise entre une limite supeacuterieure et une limite infeacuterieure La limite supeacuterieure est deacutefinie
par le niveau de stockage agrave partir duquel le flux de sortie est eacutegal au flux drsquoentreacutee La limite
infeacuterieure se deacuteduit en donnant agrave i la valeur zeacutero dans lrsquoeacutequation preacuteceacutedente cas pour lequel
une solution explicite est possible
Horizon infeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute du sol du situeacute en dessous de lrsquohorizon supeacuterieur
mais restant encore dans la zone racinaire (horizons B et C) Lrsquoexceacutedent de la demande
en eacutevapotranspiration nrsquoayant pas encore eacuteteacute satisfaite est alors soustraite de ce
reacuteservoir au taux potentiel avec les mecircmes restrictions que dans le cas de lrsquohorizon
superficiel
Nappe souterraine intermeacutediaire
Il srsquoagit drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini repreacutesentant le premier niveau de stockage des
eaux souterraines En particulier dans les zones calcaires la plupart des fissures
retenant de lrsquoeau communiquent avec un ruisseau plutocirct qursquoavec les nappes profondes
ce reacuteservoir repreacutesente cet eacutetat de fait Deux paramegravetres deacuteterminent les opeacuterations qui
srsquoy deacuteroulent le coefficient de deacutebit et la proportion drsquohumiditeacute qui sort du reacuteservoir pour
entrer dans le canaux Le reacuteservoir eacutetant lineacuteaire la relation entre le stockage et le temps
se deacuteduit immeacutediatement
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Nappe profonde
Il srsquoagit eacutegalement drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini ayant un coefficient de deacutebit constant
Crsquoest de lagrave que les eaux souterraines sont extraites Comme dans le cas preacuteceacutedent la
deacutetermination du flux (deacutebit de lrsquoeacutecoulement) est immeacutediate
Chenaux mineurs
Ce composant repreacutesente le dispatching des eacutecoulements agrave travers des petits
ruisseaux et des fosseacutes et dans des canaux eacutepheacutemegraveres en cas de saturation du bassin
versant Lrsquohydrogramme unitaire est triangulaire avec un temps de base eacutegal agrave 25 fois le
temps de monteacutee
IV12 Les variables drsquoentreacutee et de sortie du modegravele
Les principales variables drsquoentreacutee du modegravele sont
La pluviomeacutetrie Il srsquoagit de pluie moyenne sur le bassin ou le sous bassin versant
consideacutereacute ou des donneacutees brutes des stations pluviomeacutetriques Dans ce dernier cas
HYSIM effectue alors le test de double masse corrige les lacunes agrave lrsquoaide de
reacutegressions et calcule la pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant
Lrsquoeacutevapotranspiration (ETP) Lagrave aussi HYSIM peut recevoir directement lrsquoETP deacutejagrave
calculeacutee ou faire ce travail lui-mecircme quand on lui introduit les diffeacuterents termes de
lrsquoeacutevapotranspiration suivant la formule de Penman
Les autres variables drsquoentreacutees sont
Taux de fusion potentiel de la neige
Recharge et tarissement des riviegraveres
Coefficient de reacutecession de la nappe
Notons cependant que le modegravele peut tourner mecircme dans une situation ougrave les
donneacutees concernant une ou plusieurs de ces variables ne seraient pas disponibles
De mecircme le modegravele se preacutesente avec une certaine souplesse quant au pas de
temps des donneacutees Ce dernier peut en effet ecirctre journalier hebdomadaire mensuel ou
mecircme drsquoune fraction entiegravere journaliegravere
Les variables de sortie sont
Les deacutebits simuleacutes
Les contenances de diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps choisi
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Les flux drsquoeau entre les diffeacuterents reacuteservoirs
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IV13 Les paramegravetres du modegravele
La philosophie de deacuteveloppement de HYSIM est fondeacutee sur le souci de donner une
signification physique reacutealiste agrave tous le paramegravetres auxquels le modegravele fait recours La
plupart des paramegravetres employeacutes sont familiers aux hydrologues crsquoest le cas du reacuteservoir
drsquointerception ou de la superficie du bassin versant par exemple Mais bien drsquoautres
paramegravetres en particulier ceux relatifs agrave la physique du sol sont moins bien eacutevidents
Le bassin versant agrave modeacuteliser peut ecirctre subdiviseacute en sous bassins qui srsquoemboicirctent
Chaque sous bassin peut agrave son tour ecirctre subdiviseacute en plus de trois zones hydrologiques
individualiseacutees par leurs caracteacuteristiques climatiques et de sols Dans ce cas on deacutefinira
alors pour chaque sous-bassin la seacuterie de paramegravetres qui lui est propre Le reacuteseau
hydrographique est eacutegalement scheacutematiseacute en reacuteseau de chenaux
La premiegravere eacutetape de la modeacutelisation est de ce fait de deacutecider de la subdivision en
sous bassins et de la structuration du reacuteseau hydrographique agrave adopter
Ce modegravele est prolifique en paramegravetres On en distingue deux types les paramegravetres
hydrauliques et les paramegravetres hydrologiques
Les paramegravetres hydrauliques concernent les caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques la
pente et la rugositeacute des chenaux (Figure 32)
Figure 32 Paramegravetres hydrauliques du modegravele
Les paramegravetres hydrologiques
Ils sont les plus nombreux et on les regroupe en laquo paramegravetres de base raquo et
laquo paramegravetres avanceacutes raquo On les verra plus en deacutetail un peu plus loin
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IV2 MISE EN ŒUVRE DU MODELE SUR LE BASSIN DU KOU
laquo Le calage drsquoun model consiste agrave trouver le jeu optimal de paramegravetres cest-agrave-dire
celui qui optimise (bien souvent minimise) un critegravere numeacuterique permettant de juger de
lrsquoadeacutequation du modegravele pour des donneacutees disponibles En geacuteneacuteral ce critegravere mesure un eacutecart
entre la chronique des valeurs de deacutebits produites par le modegravele et la chronique des valeurs
observeacutees raquo Il traduit la performance du modegravele Ce Critegravere sera pour nous le critegravere de
Nash pour les raisons que nous expliciterons plus loin La deacutetermination des paramegravetres se
fera en deux eacutetapes
Une premiegravere eacutetape ougrave les paramegravetres sont deacutetermineacutes sur la base des
caracteacuteristiques notamment physiques du bassin versant et
Une deuxiegraveme eacutetape drsquoajustement (drsquooptimisation) des paramegravetres
Mais commenccedilons drsquoabord par deacuteterminer la peacuteriode de calage et le pas de temps
des donneacutees
IV21 Choix des eacutechelles de modeacutelisation
IV211 Echelle spatiale
La modeacutelisation hydrologique srsquoopegravere suivant diffeacuterentes eacutechelles spatiales
(KARAMBIRI 2003) On distinguera entre autres
- Premiegraverement lrsquoeacutechelle du bassin versant Cela se traduit par le deacutecoupage du
bassin versant en uniteacutes hydrologiques homogegravenes doteacutees de paramegravetres initiaux
mesureacutes ou estimeacutes qui seront ensuite optimiseacutes au cours du calage
- On peut eacutegalement conduire la modeacutelisation agrave lrsquoeacutechelle de la parcelle en deacuteterminant
les paramegravetres speacutecifiques agrave chaque eacutetat de surface eacuteleacutementaire qui seront ensuite
reporteacutes sur tout le bassin
- hellip
Le modegravele HYSIM est dans le premier cas Le bassin versant est conccedilu comme un
complexe de sous-bassins hydrologiques emboicircteacutes Le calage du modegravele consistera alors agrave
optimiser des paramegravetres deacutetermineacutes ou estimeacutes dans un premier temps sur la base
drsquoobservations et de mesures effectueacutees sur le terrain
La version laquo deacutemo raquo du modegravele que nous utilisons dans le cadre de cette eacutetude est
cependant soumise aux deux limitations suivantes
- Impossibiliteacute de travailler avec des seacuteries de plus de cinq ans de donneacutees
- Impossibiliteacute drsquoutiliser la subdivision en sous-bassins emboicircteacutes tout le bassin versant
devra ecirctre conccedilu comme un ensemble hydrologiquement homogegravene
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Drsquoautre part dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous eacutetions arriveacutes agrave la
conclusion qursquoau niveau des trois stations hydromeacutetriques seacutelectionneacutees seules les donneacutees
de Badara eacutetaient utilisables dans le cadre drsquoune modeacutelisation
Pour ces deux raisons ci-dessus eacutevoqueacutees notre uniteacute drsquoeacutetude sera le sous-bassin
de Badara Sans arriver jusqursquoagrave lrsquoexutoire du bassin versant le poste hydromeacutetrique de
Badara est geacuteographiquement suffisamment bien situeacute en aval des principaux utilisateurs
des ressources en eau du Kou (peacuterimegravetres irrigueacutes station de pompage de lrsquoONEA etc) On
pourra de ce fait assimiler le sous-bassin dont Badara est lrsquoexutoire agrave lrsquoensemble du bassin
versant du Kou sans trop de biais sur les conclusions
IV212 Echelle de temps
Pour ce qui est du pas de temps nous gardons un pas de temps journalier car drsquoune
part le modegravele lrsquoaccepte et drsquoautre part toutes les donneacutees disponibles sont agrave ce pas de
temps
IV22 Choix des eacuteveacutenements agrave modeacuteliser
Lrsquoobjectif principal de cette eacutetude est la deacutetermination du bilan hydrologique La
modeacutelisation devrait aider agrave deacuteterminer un terme important du bilan agrave savoir les volumes
eacutecouleacutes Ce volume est deacutetermineacute par inteacutegration du deacutebit moyen journalier sur la dureacutee sur
laquelle sera effectueacute le bilan Lrsquoeacuteveacutenement agrave modeacuteliser est de ce fait le deacutebit moyen
journalier Les donneacutees journaliegraveres drsquoETP et de pluies srsquoeacutetalent sur la peacuteriode 1996-2002
IV23 Choix des peacuteriodes et des fonctions critegraveres de calage et de validation
IV231 Choix des peacuteriodes de calage et de validation
Nous avons subdiviseacute la peacuteriode totale (1996 agrave 2002) couverte par nos donneacutees en
deux seacuteries de trois ans chacune La premiegravere anneacutee (1996) devant servir pour la mise en
route du modegravele le calage sera fait sur les trois anneacutees suivantes (1997 agrave 1999) dont les
donneacutees sont les meilleures La deuxiegraveme seacuterie (2000 agrave 2002) va ecirctre utiliseacutee pour la
validation
IV232 Choix de la fonction critegravere de calage et de validation
Lorsqursquoil srsquoagit de juger de la qualiteacute drsquoune simulation il est fait appel agrave des fonctions
objectives ou fonctions de critegraveres qui permettent drsquoestimer globalement sous forme drsquoun
seul nombre lrsquoeacutecart entre les sorties calculeacutees et les deacutebits observeacutes Plusieurs fonctions
critegraveres sont utiliseacutees pour lrsquoappreacuteciation des modegraveles pluies-deacutebits Nous pouvons en citer agrave
titre drsquoexemple le critegravere de Fortin (Fortin et al 1971) le critegravere de Nash (Nash et sutcliffe
1970) etchellip
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Pour ce qui est de notre eacutetude nous utiliserons dans un premier temps un critegravere
visuel qui consistera agrave repreacutesenter sur un graphique les valeurs observeacutees des deacutebits en
fonction des valeurs simuleacutees Ensuite ce critegravere visuel sera quantifieacute par la fonction critegravere
de Nash Il est en effet de lrsquoavis de nombreux auteurs que crsquoest la fonction qui permet
drsquoobtenir les meilleurs reacutesultats A preuve cette conclusion des eacutetudes comparatives
SERVAT ET DEZETTER (1990) puis DEZETTER (1991) laquo Au regard des objectifs viseacutes
(reconstitution la plus preacutecise possible des volumes de crue en saison des pluies restitution
de la dynamique des hydrogrammes absence de deacutecalage dans le temps entre les
hydrogrammes observeacutes et calculeacutes) et de la nature des donneacutees disponibles quelque soit
lrsquoalgorithme utiliseacute crsquoest son association avec le critegravere de Nash qui permet drsquoacceacuteder au
meilleur niveau de reacutesultats raquo
La fonction de critegravere de Nash est donneacutee par lrsquoexpression suivante
N
i
moyobs
i
obs
i
obs
N
i
i
Cal
NashdeCritegravere
1
2
2
1
)(
)(
1
Avec Qcal Deacutebit calculeacute
Qobs Deacutebit observeacute
Qobs-moy Deacutebit observeacute moyen
On sait que 1NashdeCritere Le modegravele sera alors consideacutereacute
comme performant lorsque la valeur du NashdeCritere est proche de 1 Pour
mieux appreacutecier cette performance nous adoptons lrsquoeacutechelle drsquoappreacuteciation
suivante (PACOME 2004)
Si NashdeCritere gt 08 alors le critegravere de Nash est bon pour le modegravele
Si 07 lt NashdeCritere 08 alors le critegravere de Nash est satisfaisant
Si 06 lt NashdeCritere 0 7 alors le critegravere de Nash est acceptable
Si 05 lt NashdeCritere 0 6 alors le critegravere de Nash est peu acceptable
Si NashdeCritere 05 alors le critegravere de Nash est mauvais
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IV24 Deacutetermination des paramegravetres du modegravele
IV241 Les paramegravetres hydrauliques
Les paramegravetres suivants ont eacuteteacute deacutetermineacutes agrave lrsquoaide des donneacutees topographiques
disponibles et sur la base des observations de terrain Nous adoptons ainsi les dimensions
moyennes suivantes
Largeur en gueule 30 m largeur au plafond = 15 m
Profondeur = 2 m longueur = 40 Km
Pente longitudinale = 2permil Largeur du lit majeur = 100m
Cœfficient de rugositeacute de Manning du chenal = 0033
Cœfficient de rugositeacute de Manning du lit majeur = 006
Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques
IV242 Paramegravetres hydrologiques de base
La deacutetermination de ces paramegravetres a eacuteteacute faite le plus souvent sur la base des
indications donneacutees par le manuel drsquoutilisation du modegravele
Reacuteservoir drsquointerception (Interception Storage)
Une valeur de 2 mm est raisonnable pour les prairies tandis que pour des zones de
forecirct on pourra deacutepasser 10 mm La carte drsquooccupation du sol du bassin montre une
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heacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute avec une preacutedominance de zone arbustive (66) suivi de plantations
(19) champ (134) et plaine rizicole (8) Nous retenons de ce fait une valeur 10
mm
Proportion de zone impermeacuteable (Impermeable Proportion)
Il srsquoagit de la proportion de la partie du bassin versant que lrsquoon peut consideacuterer
comme impermeacuteable Ceci inclus non seulement les routes et parkings mais
eacutegalement les aires naturels reacuteputeacutees avoir cette proprieacuteteacute ainsi que la riviegravere elle-
mecircme Une valeur de 002 est typique des zones rurales pour les zones urbaniseacutees
cette valeur pourra deacutepasser 20 Ce dernier taux nous semble exageacutereacute pour le
contexte africain en geacuteneacuterale et pour celui de la valleacutee du Kou en particulier La ville
de Bobo-Dioulasso ne peut pas ecirctre en effet consideacutereacutee impermeacuteabiliseacutee au mecircme
degreacute que le villes anglaises qui appartiennent au contexte de creacuteation et de
conception de HYSIM Nous estimons ce paramegravetre agrave 002 sur la base de la carte
drsquooccupation des sols du bassin versant
Temps de monteacutee des petits chenaux (Time to peak - minor channels)
Ce paramegravetre controcircle la simulation de la reacuteponse des canaux affluents
mineurs qui nrsquoauront pas eacuteteacute pris en compte dans la scheacutematisation du reacuteseau
hydrographique Ce paramegravetre srsquoestime par la formule suivante
470)(82 SLTp
Ougrave Tp = Temps de monteacutee en heures
L = longueur de la riviegravere consideacutereacutee en km
S = pente de la riviegravere consideacutereacutee mkm
On retiendra comme valeur du paramegravetre la moyenne des Tp calculeacutes avec la formule
preacuteceacutedente pour 4 agrave 5 affluents mineurs
Ce paramegravetre a eacuteteacute deacutetermineacute agrave lrsquoaide de la carte topographique de la valleacutee du Kou
On trouve Tp = 43h
Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
Sa valeur est normalement comprise entre 500 et 1000 mm mais cela
deacutependra surtout des types de veacutegeacutetations et de sols en preacutesence Ce paramegravetre
deacutetermine la capaciteacute de reacutetention totale des horizons superficiel et infeacuterieur du sol Il
est cependant difficile agrave deacuteterminer agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant crsquoest donc par
iteacuteration que nous le deacuteterminerons en partant drsquoune valeur de 1000 mm
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Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Crsquoest lrsquoun des plus importants paramegravetres du modegravele car il controcircle la
reacuteponse du sol Sa valeur se deacutetermine agrave lrsquoaide du tableau 18 avec comme entreacutee la
texture du sol Dans notre cas sa valeur est de 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et lrsquohorizon
qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute entre les deux
horizons du sol Sa valeur varie de 50 mmh pour les sols argileux agrave plus de
200mmh pour le sable Pour commencer les iteacuterations on prendra comme valeur de
deacutepart soit le double de la valeur donneacutee par le tableau 18 soit la valeur par deacutefaut
du modegravele qui est de 10 mmh Ce paramegravetre est en effet normalement moduleacute et
ajusteacute par le modegravele
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute du sol vers la nappe
souterraine En lrsquoabsence de nappe souterraine la valeur de ce paramegravetre est zeacutero
Dans le cas contraire sa valeur va de 10 mmh pour les sols lourds agrave 100 mmh et
plus pour les sols sableux et graveleux On pourra comme preacuteceacutedemment utiliser les
valeurs du tableau 18 ou garder la valeur par deacutefaut de 10 mmh donneacute par le
modegravele agrave titre de valeur de deacutemarrage car ce paramegravetre est eacutegalement moduleacute et
ajusteacute automatiquement
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-off from
the upper horizon at saturation)
La valeur de ce paramegravetre est ajusteacutee au cours de la calibration en partant de
la valeur par deacutefaut de deacutemarrage de 10 mmh
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
La proceacutedure de deacutetermination de ce paramegravetre est la mecircme que celle du
paramegravetre preacuteceacutedent
Coefficient de reacutecession de la nappe (groundwater recession)
La valeur de ce paramegravetre est donneacutee par la relation suivante
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)1(
12 )( mqqrecessiondetCoefficien
Ougrave q1 et q2 sont respectivement les deacutebits au deacutebut et agrave la fin de la saison segraveche et
m la dureacutee en mois de cette saison segraveche
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol
Texture Teneur
en argile
()
PSDI Pression
de
bouillone
ment
permeabiliteacute
mmh
Porositeacute Humiditeacute
residuelle
Peat 0 050 100 500 070 010
Sable 3 025 120 630 040 010
Loamy Sand 6 023 90 560 041 010
Marne sableuse 9 020 220 125 044 015
Silt Loam 14 019 80 26 049 015
Loam 19 018 500 25 045 015
Sandy Clay Loam 28 014 300 23 042 015
Silty Clay Loam 34 013 360 6 048 020
Limon argileux 34 012 630 9 048 020
Argile sableuse 43 010 150 8 043 020
Argile limoneuse 49 010 490 4 049 020
Argile 63 009 410 4 048 025
Nota
1 Ces valeurs sont baseacutee sur des donneacutee expeacuterimentales Certains parmis elles varient drsquoune maniegravere
rendant difficile lrsquoestimation drsquoune moyenne quand plusieurs types de sols sont concerneacutes A titre
drsquoexemple dans le cas de la pression de bouillonnement la valeur par deacutefaut de 250 doit ecirctre utiliseacutee agrave
moins que le bassin versant ne soit agrave 100 drsquoun type particulier
2 La teneur en argile et lrsquohumiditeacute reacutesiduelle ne sont pas utiliseacutees par HYSIM mais incluses dans le
tableau agrave titre de compleacutement
Coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (Precipitation correction factor)
Ce paramegravetre a eacuteteacute preacutevu pour corriger une eacuteventuelle sous-estimation ou
une eacuteventuelle surestimation de la pluviomeacutetrie Le test de sensibiliteacute a montreacute que le
modegravele reacuteagit trop par rapport agrave la pluviomeacutetrie de sorte que les deacutebits simuleacutes sont
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nettement supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes Lrsquointroduction de ce paramegravetre en
diminuant (dans notre cas) la pluviomeacutetrie permet alors de coller les deacutebits simuleacutes
avec les deacutebits observeacutes Apregraves plusieurs essais la valeur de 06 a eacuteteacute retenue
Coefficient de correction de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (Potential
evapotranspiration correction factor)
La deacutetermination de lrsquoeacutevapotranspiration eacutetant reacuteputeacutee moins preacutecise que celle
de la pluviomeacutetrie crsquoest sur ce paramegravetre que lrsquoon va le plus souvent jouer pour
obtenir lrsquoeacutequilibre du bilan hydrologique (optimisation agrave paramegravetre unique)
Superficie du sous-bassin (sub-catchment area)
Crsquoest la superficie du sous bassin versant en km2 Elle est de 989 km2
IV243 Paramegravetres hydrologiques avanceacutes
Ils ne sont dits laquo avanceacutes raquo que parce que le modegravele est moins sensible agrave leur
modulation Le plus souvent on se contentera des valeurs par deacutefaut suggeacutereacutees
Permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la surface de lrsquohorizon superficiel (saturated
permeability at the top of the Upper horizon boundary)
La valeur par deacutefaut proposeacutee et que nous retiendrons est 1000 mmh
Proportion de stockage dhumiditeacute dans lhorizon supeacuterieur
Cest un paramegravetre difficile agrave ajuster avec assurance Mais il serait peu
commun de deacutepasser la valeur par deacutefaut de 03 Srsquoil se trouve que la reacuteponse du
modegravele agrave de petits orages est geacuteneacuteralement tregraves faible la valeur de ce paramegravetre
peut ecirctre reacuteduite cest-agrave-dire que lhorizon supeacuterieur se remplira plus rapidement et
se deacutechargera aussitocirct
Rapport de la surface du bassin versant souterrain participant au bilan au bassin
versant de surface (Ratio of Contributing Groundwater Catchment Area to Surface
Catchment Area)
Ce ratio tient compte du fait que les deux bassins pourraient ne pas coiumlncider
Proportion du bassin versant qui soit sans contribution de nappe souterraine
(Proportion of Catchment without Contributing Groundwater)
Idem avec le paramegravetre preacuteceacutedent
Proportion de zone mareacutecageuse (Riparian proportion) soumise agrave
lrsquoeacutevapotranspiration au taux potentiel pendant toute lrsquoanneacutee et ce mecircme quand tout le
reste du bassin versant serait sec
Porositeacute (prosity)
Le tableau 18 donne une valeur de 44
Pression de bouillonnement (bubbling pressure)
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Cette valeur repreacutesente la succion capillaire agrave partir de laquelle des bulles
apparaissent quand le sol est soumis agrave un assegravechement Ce paramegravetre est lun des
deux paramegravetres qui commandent la reacuteponse de la succion capillaire dans le sol agrave la
teneur en eau Des valeurs typiques sont indiqueacutees dans le tableau 18 mais la
valeur par deacutefaut approprieacutee pour un bassin versant reacuteputeacute heacuteteacuterogegravene est 250
Coefficient de reacutecession de la nappe souterraine intermeacutediaire
Valeur par deacutefaut 05
Proportion drsquohumiditeacute quittant les nappes intermeacutediaires en direction des canaux
Valeur par deacutefaut 0
Facteur drsquointerception
Ceci est un coefficient de pondeacuteration de lrsquoeacutevapotranspiration qui se produit au
droit du reacuteservoir drsquointerception Lrsquoeacutevaporation srsquoy produit en effet agrave un taux
eacutequivalent agrave ce qui se produirait sur un plan drsquoeau libre dont le taux est nettement
supeacuterieur agrave lrsquoeacutevapotranspiration Valeur par deacutefaut 1
IV244 Test de sensibiliteacute
Ce test permet drsquoidentifier les paramegravetres qui influencent le plus les reacutesultats du
modegravele Le test a consisteacute agrave faire varier les paramegravetres dans des plages raisonnables et
reacutealistes vis agrave vis des observations de terrain A lrsquoissu de ce test on fait le constat suivant
- Le facteur de zone impermeacuteable a de lrsquoinfluence sur lrsquoeffet des petites pluies sur les
deacutebits Plus ce facteur est grand plus les deacutebits simuleacutes seront eacuteleveacutes
- La profondeur racinaire a une grande influence sur les volumes et les deacutebits ruisseleacutes
Le volume ruisseleacute croit en sens inverse de la profondeur racinaire
- Le facteur de reacutecession de la nappe a quant agrave lui de lrsquoinfluence sur le deacutebit de saison
segraveche ou deacutebit de base
- Les facteurs de correction de la pluviomeacutetrie et de lrsquoeacutevapotranspiration jouent dans le
mecircme sens que le deacutebit Quand les deacutebits simuleacutes sont supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes
il faut diminuer le paramegravetre de correction de la pluie et augmenter celui de lrsquoETP Mais
ces deux paramegravetres ont moins de conseacutequences que la profondeur racinaire
- Un autre facteur dont lrsquoinfluence sur les deacutebits et les volumes est important crsquoest lrsquoindice
de composition granulomeacutetrique Plus cet indice est grand moins il y a drsquoeacutecoulement
Mais cela a une influence positive sur le deacutebit de base
Les autres facteurs comme les permeacuteabiliteacutes ont eacutegalement des influences notables sur
lrsquoeacutecoulement mais comme ces paramegravetres sont optimiseacutes automatiquement on nrsquoen tiendra
pas trop compte
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IV245 Optimisation des paramegravetres du modegravele
Lrsquooptimisation des paramegravetres a pour but de trouver le jeu de paramegravetres qui
rapproche le plus possible le comportement du modegravele de celui du bassin modeacuteliseacute la
similitude des comportements eacutetant quantifieacutee par un critegravere (fonction objectif) servant agrave
lrsquooptimisation des paramegravetres et mesurant ce degreacute de similitude
Lrsquooptimisation des paramegravetres se fait en deux eacutetapes
Lrsquooptimisation agrave paramegravetre unique Crsquoest lrsquooptimisation par ajustement de
lrsquoun des trois paramegravetres suivants
- Le coefficient correcteur de la pluviomeacutetrie
- Le coefficient correcteur de lrsquoeacutevapotranspiration
- Et la profondeur racinaire
Le choix du paramegravetre agrave ajuster va largement deacutependre de la qualiteacute des donneacutees
pluviomeacutetriques Si ces donneacutees donnent une bonne couverture spatiale du bassin (cest-agrave-
dire une bonne repreacutesentativiteacute) il serait alors preacutefeacuterable drsquooptimiser le coefficient correcteur
de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (ETP) Dans le cas contraire choisir le coefficient
correcteur de la pluviomeacutetrie La profondeur racinaire ne sera choisie que dans le seul cas
ougrave les donneacutees pluviomeacutetriques et drsquoeacutevapotranspiration seraient tregraves sucircres
Lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres
Lrsquooptimisation porte sur quatre au moins des six paramegravetres suivants
1) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et
lrsquohorizon qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
2) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
3) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-
off from the upper horizon at saturation)
4) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
5) Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
6) Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Quatre fonctions objectives sont disponibles dans cette option drsquooptimisation agrave
multiples paramegravetres En effet lrsquoon doit choisir lrsquoune de ces quatre fonctions avant de lancer
lrsquooptimisation HYSIM va alors essayer de minimiser cette fonction objective en choisissant
une direction agrave partir du jeu initial de paramegravetres pour effectuer des deacuteplacements dans
lrsquoespace ces derniers et calculer la valeur de la fonction au nouveau point Srsquoil y a
ameacutelioration lrsquoopeacuteration est renouveleacutee agrave partir de ces nouveaux paramegravetres Sinon on
choisit une nouvelle direction agrave partir de ce mecircme point
Ces quatre fonctions objectives sont les suivantes
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a) Erreur reacuteduite destimation (Reduced error estimate (REE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
5022 )()( mR FFFFEER
Ougrave F = Deacutebit moyen journalier simuleacute
Fm = Deacutebit moyen journalier observeacute
FR = Deacutebit journalier observeacute
Cette fonction donne le mecircme poids agrave des erreurs eacutequivalentes par exemple une
erreur de 1m3s aura le mecircme poids que le deacutebit soit de 10 ou de 1m3s Le choix du
REE est bien indiqueacute pour la modeacutelisation des eacutecoulements ou pour des bassins
versants agrave activiteacute saisonniegravere
b) Erreur proportionnelle destimation (Proportional error of estimate (PEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
502 )1())(( nFFFEEP RR
Ougrave n deacutesigne le nombre de jours utiliseacutes pour le calage et les autres termes restent
tels que deacutefinis ci-dessus Cette fonction conduit agrave la minimisation des erreurs
proportionnelles par exemple une erreur de 1m3s ougrave le deacutebit est de 10m3s a le mecircme
poids qursquoune erreur de 01m3s ougrave le deacutebit est de 1m3s Cette fonction objective est
particuliegraverement utile dans le cas des eacutecoulements lents
c) Erreur extrecircme destimation (Extreme error of estimate (EEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
50)1(()))()((( nFFFFFFEEE mRmR
Cette fonction objective donne des poids plus grands aux extrecircmes (maxi et mini)
Elle sera geacuteneacuteralement preacutefeacutereacutee agrave toutes les autres Ce sera celle que nous allons
utiliser
d) Deacutebit de base (base flow)
Cette fonction est baseacutee sur la somme des carreacutes des erreurs des deacutebits de base
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IV3 RESULTATS ET DISCUSSIONS
IV31 Analyse de la qualiteacute des reacutesultats du modegravele
La pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee par la meacutethode des
polygones de Thiessen et agrave partir des observations faites sur trois stations assez bien
reparties dans lrsquoespace Elle nous parait de ce fait plus sucircre que lrsquoeacutevapotranspiration qui a
eacuteteacute deacutetermineacutee agrave partir drsquoune seule station Crsquoest pour cette raison que nous avons choisi de
jouer sur le coefficient se rapportant agrave lrsquoETP dans lrsquoeacutetape de lrsquooptimisation agrave paramegravetre
unique
Pour lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres nous avons joueacute sur les quatre paramegravetres
que le concepteur conseille dans les cas courants (voir paragraphe IV244)
Apregraves plusieurs simulations ougrave nous avons chaque fois deacutetermineacute la fonction critegravere
nous sommes arriveacute au reacutesultat suivant
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage
Reacuteservoir drsquointerception (mm)
10
Proportion de terrain impermeacuteable 010
Temps de monteacutee (heure) 43
Profondeur racinaire (mm) 6000
Index de composition granulomeacutetrique 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation a lrsquointerface des deux horizons (mmh) 140
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon superficiel (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon infeacuterieur (mmh) 11
Facteur de reacutecession de la nappe (par mois) 0999
Facteur de correction de la pluviomeacutetrie 060
Facteur de correction de lrsquoeacutevapotranspiration 0307
Surface du bassin versant (Km2) 989
Il convient de voir si les valeurs de paramegravetres trouveacutes sont reacutealistes La critique va
porter sur les paramegravetres marqueacutes par un asteacuterix dans le tableau 19 les autres paramegravetres
ayant deacutejagrave eacuteteacute choisis sur la base des donneacutees de terrain
La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave lrsquointerface des deux couches (140 mm) est
caracteacuteristique des terrains sableux (voir tableau 20) et ceci correspond agrave notre terrain
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La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la base de la couche infeacuterieure est
caracteacuteristique de sols lourds ce qui est eacutegalement le cas du bassin du Kou
Quant aux eacutecoulements hypodermiques les taux qui sont les leurs nous
semblent raisonnables
La valeur de la profondeur racinaire semble cependant exageacutereacutee mais crsquoest
tout de mecircme une valeur plausible du fait de la nature seacutedimentaire du terrain et drsquoapregraves
CHABI GONNI (2003) la nappe se situerait en moyenne agrave 20 m de profondeur
Le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (060) semble ecirctre faible Cela
pourrait srsquoexpliquer par les diverses preacutelegravevements en amont de Badara car les erreurs sur la
mesure de la pluie ne pourraient agrave elle seule expliquer un rabattement de 40 pour passer
de la pluie mesureacutee agrave la pluie efficace
Le coefficient de correction de lrsquoETP semble ecirctre eacutegalement sous-estimeacute Cela
pourrait srsquoexpliquer par la faiblesse du coefficient de correction de la pluviomeacutetrie Les
valeurs de ces deux derniers paramegravetres posent la question de la surparametrisation du
modegravele
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours drsquoHydrogeacuteologie
de M DIENG (EIER))
Diamegravetre (mm) 5 005 0005
Nature des
sols
Graviers ou
Gravillons sans
eacuteleacutements fins
Sable pur ou sable
et Gravier sans
eacuteleacutements fins
Sable tregraves fin silts
et meacutelange de sables
et argiles
Argiles
homogegravenes
K en ms 1 10-2
10-5
10-9
Tregraves bonne Bonne Mauvaise Impermeacuteable
Les valeurs des paramegravetres deacutetermineacutes agrave partir du calage sont reacutealistes et
acceptables
IV32 Analyse des reacutesultats du calage
Les graphiques des figures 34 agrave 39 preacutesentent les reacutesultats du calage Lrsquoobservation
visuelle des graphiques et les valeurs du critegravere de Nash sur les deacutebits et de lrsquoerreur relative
sur les volumes du tableau 21 autorisent les remarques suivantes
Critegravere de Nash gt 06 bonne restitution des deacutebits cependant lrsquoobservation
des graphiques (semis des points) montre que le modegravele a tendance agrave sous-estimer les
deacutebits maximums et moyens (simuleacutes) Par contre les deacutebits minimums simuleacutes sont
surestimeacutes
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Lrsquoerreur relative exprimeacutee par la diffeacuterence entre les volumes observeacutes et
simuleacutes est infeacuterieure en valeur absolue agrave 5 ce qui est acceptable drsquoougrave nous concluons
qursquoil y a une bonne restitution des volumes
Une bonne synchronisation des deacutebits observeacutes et simuleacutes au cours des
anneacutees 1997 et 1999 par contre au deacutebut de lrsquoanneacutee 1998 on constate un certain
deacutecrochage des deux courbes cela peut ecirctre du agrave la qualiteacute des donneacutees drsquoobservation Le
modegravele annonce une crue cela est confirmeacute en regardant lrsquohistogramme des pluies ougrave on
peut remarquer qursquoil y a effectivement une pluie correspondant agrave ce jour La courbe des
deacutebits observeacutes reste cependant muette lagrave-dessus
Il y a une meilleure sensibiliteacute du modegravele aux eacuteveacutenements pluvieux mecircmes les
plus faibles par rapport aux deacutebits observeacutes
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage
Date 1997 1998 1999 1997-1999
Nash 061 079 086 076
Erreur relative
()
01 34 05 22
Correacutelation ()
079 892 938 883
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacute
bit
s (
m3
s)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
RecordedNash (1997) = 061
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Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash(Q)= 061
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 79
1998
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bs
erv
eacutes
(m
3s
)
Nash(1998)=079
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
0
5
10
15
20
25
11
19
99
11
71
99
9
22
19
99
21
81
99
9
63
19
99
32
21
99
9
74
19
99
42
31
99
9
95
19
99
52
51
99
9
10
61
99
9
62
61
99
9
12
71
99
9
72
81
99
9
81
31
99
9
82
91
99
9
91
41
99
9
93
01
99
9
10
16
19
99
11
11
99
9
11
17
19
99
31
21
99
9
12
19
19
99
Dates
Deacuteb
its
m3
s)
0
20
40
60
80
100
120
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Nash (1999)=086
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 80
Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
1999
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash (1999)=086
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
IV33 Analyse des reacutesultats de la validation
La calibration ou calage a consisteacute en gros agrave partir de la pluviomeacutetrie et de
lrsquoeacutevapotranspiration pour deacuteterminer les paramegravetres du modegravele La validation sera lrsquoopeacuteration
inverse permettant drsquoeacutevaluer la performance du modegravele (muni des paramegravetres deacutetermineacutes en
calibration) agrave deacutecrire fidegravelement le processus hydrologique au sein du bassin versant Pour
ce faire on fait tourner le modegravele pour une peacuteriode autre que celle ayant servi agrave la calibration
et on compare les reacutesultats ainsi obtenus aux reacutesultats mesureacutes Nous analysons lagrave aussi la
restitution des volumes drsquoeau eacutecouleacutes et des deacutebits avec les mecircmes moyens qursquoau calage
(tableau 22 et figures 39 agrave 44)
Le critegravere de Nash que nous trouvons est de 06 pour chaque anneacutee du calage prise
individuellement ou pour lrsquoensemble des trois anneacutees Cela confirme le fait que modegravele
restitue de faccedilon acceptable les deacutebits Les deacutebits maximums et moyens sont lagrave aussi
minoreacutes par rapport aux observations Lrsquoobservation est valable pour les deacutebits minimums
eacutegalement Le biais est assez net pour 2001 et 2000
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 81
Lrsquoerreur sur le volume est pour chaque anneacutee prise individuellement ou pour
lrsquoensemble de la peacuteriode de calage tregraves eacuteleveacutee car deacutepassant mecircme les 10 Cela est agrave
imputer agrave la qualiteacute des donneacutees de cette peacuteriode
Il y a une bonne synchronisation entre deacutebits simuleacutes et observeacutes en particulier pour
les deacutebits maximums
On observe lagrave aussi une bonne sensibiliteacute aux eacuteveacutenements pluvieux
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation
Date 2000 2001 2002 2000-2002
Nash 066 063 056 061
Erreur relative
()
130 240 110 22
0
5
10
15
20
25
30
01
01
20
00
16
01
20
00
31
01
20
00
15
02
20
00
03
01
20
00
16
03
20
00
31
03
20
00
15
04
20
00
30
04
20
00
15
05
20
00
30
05
20
00
14
06
20
00
29
06
20
00
14
07
20
00
29
07
20
00
13
08
20
00
28
08
20
00
09
12
20
00
27
09
20
00
10
12
20
00
27
10
20
00
11
11
20
00
26
11
20
00
12
11
20
00
26
12
20
00
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Nash(2000) = 066
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 82
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2000) = 066
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
0
5
10
15
20
25
30
11
20
01
11
72
00
1
22
20
01
21
82
00
1
63
20
01
32
22
00
1
74
20
01
42
32
00
1
95
20
01
52
52
00
1
10
62
00
1
62
62
00
1
12
72
00
1
72
82
00
1
81
32
00
1
82
92
00
1
91
42
00
1
93
02
00
1
10
16
20
01
11
12
00
1
11
17
20
01
31
22
00
1
12
19
20
01
Dates
Deacuteb
its (
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies (
mm
)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 83
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2001) = 063
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
0
5
10
15
20
25
30
11
20
02
11
52
00
2
12
92
00
2
12
22
00
2
22
62
00
2
12
32
00
2
32
62
00
2
94
20
02
42
32
00
2
75
20
02
52
12
00
2
46
20
02
61
82
00
2
27
20
02
71
62
00
2
73
02
00
2
81
32
00
2
82
72
00
2
10
92
00
2
92
42
00
2
81
02
00
2
10
22
20
02
51
12
00
2
11
19
20
02
31
22
00
2
12
17
20
02
12
31
20
02
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Simulated
Recorded
Nash (2002) = 06
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 84
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash (2002) = 06
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
IV34 Reconstitution des donneacutees hydromeacutetriques manquantes agrave laide du modegravele
La simulation consiste agrave mettre en œuvre le modegravele caleacute preacuteceacutedemment pour
deacuteterminer les deacutebits correspondants agrave des peacuteriodes sans observation hydromeacutetrique ou
dont les donneacutees contiennent des lacunes
Nous retenons comme peacuteriode de simulation la peacuteriode comprise entre 1986 et 2003
qui correspond agrave celle dont les observations des trois stations pluviomeacutetriques utiliseacutees plus
haut sont disponibles
A lrsquoanalyse des reacutesultats nous faisons le constat suivant
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale les variations des deacutebits suivent les saisons
meacuteteacuteorologiques Pendant la saison des pluies le deacutebit augmente et atteint son maximum en
aoucirct (53m3s) Les deacutebits baissent rapidement agrave partir drsquooctobre et continuerons ensuite agrave
baisser graduellement de novembre agrave juin Le deacutebit drsquoeacutetiage moyen (correspondant agrave la
peacuteriode de deacutecembre agrave mai) est de lrsquoordre de 07m3s La figure 45 illustre la variation inter-
saisonniegravere du deacutebit moyen
Le deacutebit moyen annuel calculeacute pour la peacuteriode de 1984 agrave 2003 est de 17m3s le
volume eacutecouleacute correspondant srsquoeacutelegraveve agrave 536 million de m3 On obtient ainsi un coefficient
drsquoeacutecoulement de 53
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 85
000100200300400500600
Janv
ier
Mar
sM
ai
Juillet
Sep
tem
bre
Nov
embr
e
Mois
Deacute
bit
s (
m3
s)
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou
Pour analyser les variations interannuelles des deacutebits nous avons appliqueacute la
meacutethode de la moyenne mobile au deacutebit drsquoeacutetiage cest-agrave-dire de deacutecembre agrave mai Lrsquoanalyse
des deacutebits annuels (figure 46) ne permet pas en effet de conclure sur lrsquoeacutevolution des
deacutebits car des anneacutees ougrave les deacutebits paraissent eacuteleveacutes il peut y avoir des mois sans
eacutecoulement en fait compenseacutes par des mois pluvieux
000
050
100
150
200
250
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
anneacutees
Deacuteb
its (
m3s
)
Deacutebit moyen annuel
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 86
000
020
040
060
080
100
120
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
deacuteb
it(m
3s
)
Deacutebit deacutetiage
Moyenne arithmetique
Moyenne mobile
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes
A lrsquoissue du test de la moyenne mobile le constat est qursquoon ne deacutecegravele pas de
tendance Cela est normal car le deacutebit est fonction de la pluviomeacutetrie qui elle-mecircme ne
connaicirct pas de tendance comme nous lrsquoavons vu plus loin
IV35 Conclusion
HYSIM est un modegravele prolifique en paramegravetres ce qui a rendu le calage tregraves
laborieux La multipliciteacute des paramegravetres peut eacutegalement conduire agrave des solutions locales
Un autre fait deacuteplorable crsquoest la petitesse de la chronique utiliseacutee Il faut eacutegalement citer le
fait que la station hydromeacutetrique dont les donneacutees ont eacuteteacute utiliseacutees nrsquoest pas celle qui est le
plus agrave lrsquoaval du bassin versant Cela est de nature agrave biaiser le reacutesultat obtenu Cependant la
mise en oeuvre de HYSIM sur le bassin du Kou a donneacute des bons reacutesultats On peut donc
lrsquoemployer pour simuler les deacutebits et compleacuteter les donneacutees neacutecessaires au calcul du bilan
hydrologique
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
BILAN EN EAU DU BASSIN
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 87
V BILAN EN EAU DU BASSIN
V1 APPROCHE METHODOLOGIQUE
Faire un bilan hydrique agrave lrsquoeacutechelle drsquoun objet revient toujours agrave consideacuterer que la loi
de conservation de la masse est satisfaite pour la peacuteriode retenue
Le bilan hydrologique que lrsquoon peut comparer agrave une simple opeacuteration comptable vise
agrave eacutetablir le budget entre les entreacutees et les sorties en eau dune uniteacute hydrologique deacutefinie
pendant une peacuteriode de temps donneacute
Dans sa formulation la plus geacuteneacuterale il seacutecrit
)( huRETRQP
Tout ce qui tombe (P) dans un espace hydrologique et dans un laps de temps donneacute
soit seacutecoule (Q) soit repart dans latmosphegravere par eacutevapotranspiration (ETR) soit participe agrave
la recharge des reacuteserves en eau du sol (Ru) ou du sous-sol (Rh) Les variations de reacuteserve
peuvent ecirctre eacutegalement neacutegatives et contribuer aux eacutecoulements etou agrave
leacutevapotranspiration
La meacutethodologie ci-dessous deacuteveloppeacutee consistera agrave deacuteterminer tous les termes du
bilan hydrologique et agrave poser lrsquoeacutequation du bilan On prendra le cas drsquoune anneacutee moyenne
drsquoune anneacutee deacutecennale segraveche et drsquoune anneacutee deacutecennale humide
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
BILAN EN EAU DU BASSIN
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Promotion (2006) 88
V2 LES DIFFERENTS TERMES DU BILAN
V21 Les apports pluviomeacutetriques
La pluviomeacutetrie annuelle moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee dans la
premiegravere partie De mecircme une analyse freacutequentielle en a eacuteteacute faite Cela a reacuteveacuteleacute lrsquoextrecircme
variabiliteacute interannuelle de la pluie Crsquoest pour cette raison que dans cette eacutevaluation des
apports nous prenons le cas drsquoune pluie en anneacutee moyenne (1996) en anneacutee deacutecennale
segraveche (2001) et en anneacutee deacutecennale humide (1998) La surface eacutetant de 989 km2 nous en
deacuteduisons les volumes des apports pluviomeacutetriques correspondant aux anneacutees retenues
pour lrsquoeacutetude du bilan Les reacutesultats sont consigneacutes au tableau
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee moyenne deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Hauteur (mm) 9299 7888 11579
Volume apports (m3) 919 671 800 780 123 200 1 145 163 100
V22 Les eacutecoulements
Les deacutebits correspondant agrave la peacuteriode de 1984 agrave 2003 ont eacuteteacute simuleacutes avec le modegravele
HYSIM Ils sont catalogueacutes en annexe IV Nous notons au tableau 24 les lames eacutecouleacutees
les deacutebits moyens et les volumes eacutecouleacutes correspondant aux anneacutees du bilan
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale segraveche et humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Deacutebit moyen annuel (m3s)
1501 1233 1952
Volume eacutecouleacute (m3) 47 274 200 29 768 900 61 318 000
Coefficient drsquoeacutecoulement ()
51 50 54
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
BILAN EN EAU DU BASSIN
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 89
On note un tregraves faible coefficient drsquoeacutecoulement quelque soit le quantile consideacutereacute A
titre de comparaison lrsquoeacutetude IWACO (1989) citeacutee par BERTHIAUD (2001) a trouveacute un
coefficient drsquoeacutecoulement de 52 pour la peacuteriode de 1974 agrave 1985
V23 Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle (ETR) est lrsquoune des variables de sortie du modegravele Nous
preacutesentons dans le tableau 25 suivant les valeurs correspondant agrave lrsquoETR des anneacutees du
Bilan
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
LrsquoETR reste au mecircme niveau quelque soit lrsquoissu de la saison des pluies Elle est cependant
plus accentueacutee en anneacutee segraveche agrave cause de la faible teneur en eau de lrsquoair
V24 La variation du stock des diffeacuterents reacuteservoirs
Le modegravele sort eacutegalement lrsquoeacutetat des diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps journalier
On peut donc calculer la variation du contenu de chaque reacuteservoir et de lagrave la variation de
stock totale au cour drsquoune peacuteriode (tableau 26)
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et deacutecennale
humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Neige 00 00 00
Interception 00 00 00
Horizon superficiel -689 -1859 452
Horizon infeacuterieur -22 -45 130
Nappe intermeacutediaire 00 00 00
Nappe souterraine -223 -223 -217
Chenaux mineurs 00 00 01
Variation du stock totale (mm)
-931 -21268 +3656
On constate une variation de stock (Stockfinal ndash Stockinitial) neacutegative en anneacutee moyenne
et en anneacutee segraveche Les deux premiegraveres couches du sol perdent leurs eaux au profit de la
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
BILAN EN EAU DU BASSIN
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 90
demande eacutevaporative De mecircme elles sont mises agrave contribution ainsi que la nappe
souterraine pour renflouer la riviegravere En anneacutee humide les horizons superficiel et infeacuterieur du
sol sont reacutealimenteacutes
V25 Bilan en eau du bassin versant
Le tableau 27suivant preacutesente le bilan
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Pluie (mm) 9299 7888 11579
Pluie efficace (mm) 5579 4733 6947
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
Variation du stock (mm)
- 931 - 21268 + 3656
Fermeture (mm) -215 -46 395
La fermeture du bilan nrsquoest pas nulle Mais les eacutecarts sont faibles et acceptables
drsquoautant plus qursquoils sont imputables aux erreurs et incertitudes dans la deacutetermination des
diffeacuterents termes du bilan Pour obtenir la fermeture du bilan nous avons du consideacuterer la
pluie efficace plutocirct que la pluie reacuteellement observeacutee dans lrsquoeacutequation du bilan En calculant le
bilan avec la pluie observeacutee obtenons les eacutecarts suivants 3501 mm pour 1996 3108 mm
pour 2001 et 3993 mm pour 1998 La pluie efficace est deacutetermineacutee en multipliant la pluie
observeacutee par le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute dans lrsquoeacutetape de calage
du modegravele Ce coefficient a normalement pour but de corriger les erreurs drsquoeacutevaluation sur la
pluviomeacutetrie mais la valeur de 06 nous parait exageacutereacutee pour de simples erreurs
drsquoestimation La raison de la faiblesse de ce coefficient est agrave rechercher ailleurs dans les
divers preacutelegravevements effectueacutes et dans les stockages en surface non pris en compte par le
modegravele Pour eacutetayer cette affirmation nous allons estimer les stockages en surface et les
principales utilisations de lrsquoeau
V3 LES UTILISATIONS DrsquoEAU
Les principaux utilisateurs de lrsquoeau sont
- Lrsquoadduction drsquoeau potable de la ville de Bobo-Dioulasso
- Les peacuterimegravetres irrigueacutes formels et informels
- Lrsquoeacutelevage et les autres
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V31 LrsquoAEP de Bobo-Dioulasso
Lrsquoalimentation en eau potable de Bobo-Dioulasso la deuxiegraveme ville du Burkina Faso
est assureacutee principalement par lrsquoONEA agrave partir des installations de captage des sources de
Nasso Les sources de Nasso sont comme nous lrsquoavons vu parmi les principales ressources
drsquoalimentation des eacutecoulements du Kou Il est de ce fait important de quantifier lrsquoampleur de
ce preacutelegravevement
La population de la ville de Bobo-Dioulasso a eacuteteacute estimeacute en agrave 600000 habitants en
2003 avec un taux drsquoaccroissement de 43 Actuellement cette Population serait alors
de 700000 habitants Pour avoir une ideacutee de la demande induite par cette population nous lui
appliquons une consommation speacutecifique moyenne de 40 ljourhabitant (D ZOUNGRANA
2003) La demande journaliegravere serait de ce fait de 28 000 m3
V32 Le peacuterimegravetre rizicole
Le peacuterimegravetre irrigueacute de la valleacutee du Kou est situeacute au nord-ouest de la ville de Bobo-
Dioulasso dans la commune de Bama Il a eacuteteacute reacutealiseacute dans le cadre de la coopeacuteration entre
le Burkina Faso (Haute Volta agrave lrsquoeacutepoque) et la Reacutepublique de Chine Taiwan
Le peacuterimegravetre couvre une superficie de 1250 ha dont 1021 ha sont effectivement
susceptibles drsquoecirctre mis en valeur Il est alimenteacute en eau agrave partir drsquoune prise reacutealiseacutee sur la
riviegravere Kou agrave Diaradougou Le canal drsquoameneacute de forme trapeacutezoiumldale en beacuteton a une
longueur de 11 km et a eacuteteacute dimensionneacute pour un deacutebit maximum de 35 m3s A lrsquoeacutetiage tout
le deacutebit du Kou est deacuteriveacute vers le peacuterimegravetre irrigueacute
Le peacuterimegravetre est exclusivement consacreacute agrave la production de riz conformeacutement agrave son
objectif drsquoorigine qui est de pourvoir agrave la demande en riz
On note lrsquoexistence de deux campagnes de production par an
- la campagne hivernale et
- la campagne de saison segraveche de janvier agrave mai et pendant laquelle
lrsquoalimentation en eau des cultures est assureacutee par irrigation
Nous avons estimeacutes les consommations en eau du peacuterimegravetre rizicole agrave 20 000 m3ha
drsquoougrave une demande totale de 40840 millions de megravetres cubes Les hypothegraveses et les deacutetails
de calcul sont consigneacutes en annexe V
V33 Lrsquoirrigation informelle
Lrsquoirrigation informelle est repreacutesenteacutee par les exploitations agricoles installeacutees
spontaneacutement ccedilagrave et lagrave dans la valleacutee du Kou et en particulier le long du canal drsquoamener du
peacuterimegravetre rizicole du Kou
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Lrsquoinventaire reacutealiseacute par le ministegravere de la question paysanne (HURE 1998) sur la
base des photographies aeacuteriennes donne lrsquoampleur de cette occupation informelle des
terres
en amont de la prise de Diaradougou 170 ha
agrave lrsquoaval de Diaradougou 200 ha dont 100 ha appartiennent agrave lrsquoIRFA lrsquoORD et
lrsquoINERA
Les cultures pratiqueacutees sur ces terres sont geacuteneacuteralement des cultures maraicircchegraveres
On note eacutegalement la preacutesence de plantations de bananiers et de papayers drsquoailleurs en
nette expansion
En estimant les besoins en eau des cultures maraicircchegraveres agrave 8700 m3ha (Hypothegraveses
et deacutetails des calculs en annexe VI) la demande en eau de lrsquoirrigation informelle pourra ecirctre
estimeacutee agrave 2 349 000 m3
V34 Les utilisateurs pastoraux
Lrsquoeacutelevage est comme nous lrsquoavons vu la deuxiegraveme activiteacute eacuteconomique de la reacutegion
des hauts bassins
On notera dans un premier temps lrsquoeacutelevage pratiqueacute par les populations reacutesidentes
agrave titre drsquoactiviteacute secondaire utilisant les sous produits de lrsquoagriculture et apportant juste un
suppleacutement de revenu Les effectifs impliqueacutes sont alors modestes et de moindre
conseacutequence sur la demande globale en eau du bassin du Kou
Les plus grands effectifs drsquoanimaux rencontreacutes dans la valleacutee appartiennent aux
pasteurs transhumants des reacutegions moins favoriseacutees par la pluviomeacutetrie du Burkina Faso
Ces derniers freacutequentent la valleacutee en particulier pendant la saison segraveche quand les
ressources en eau et en pacircturage se sont eacutepuiseacutees dans leur reacutegion drsquoorigine Le cheptel est
constitueacute majoritairement de bovins et dans une moindre mesure de caprins et ovins
On note eacutegalement la preacutesence drsquoun eacutelevage semi intensif pratiqueacute par des
groupements drsquoeacuteleveurs ou par des particuliers
Les eacuteleveurs ont une preacutefeacuterence pour les eaux de surface car cela implique pour eux
moins drsquoeffort Ils seront orienteacutes plus vers lrsquoexploitation des mares et des riviegraveres
Le rapport drsquoIWACO (1999) sur le pastoralisme donne les effectifs suivants
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso
Bovins Ovins Caprins Asins
Bobo-Dioulasso 7587 1170 577 3106
Source laquo le pastoralisme dans les zones de Bobo-Dioulasso-Samorogouan-
Barani-Djibasso raquo Adama Deme)
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Nous retenons les consommations speacutecifiques (D ZOUNGRANA 2003) indiqueacutees au
tableau et cela donne la demande pastorale correspondante
Tableau 29Consommation en eau du cheptel
Espegravece Bovins Ovins Caprins Asins total
Effectif 7587 1170 577 3106 -
Consommation
Speacutecifique (ljindividu) 40 15 15 20 -
Consommation annuelle
(m3) 110 770 32028 3159 22674 168 631
V35 Retentions en surfaces et recharge de la nappe
Les retentions en surface concernent les retentions dans les mares lacs et autres
deacutepressions Le cas le plus repreacutesentatif est la mare de Bama qui stocke un million de m3
(HURE 1998) ce qui eacutequivaut agrave 1mm (infime)
Par contre les recharges de la nappe repreacutesentent un volume plus significatif Dans
lrsquoeacutetat des lieux des ressources en eau au Burkina Faso (GIRE 2001) on les estime agrave 16
de la pluie tombeacutee par an Cela correspond respectivement agrave 1488 mm pour 1996 1262
mm pour 2001 et 1853 pour 1998
V36 Synthegravese des utilisations drsquoeau
Le tableau 29 suivant reacutesume les consommations en eau de la valleacutee du Kou
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou
Uniteacute Quantiteacute (Volume m3)
AEP Bobo-Dioulasso m3s 28 000
Demande pastorale m3 168 631
Peacuterimegravetre rizicole m3s 40 840 000
Peacuterimegravetre informel m3s 2 349 000
Total en m3 43 385 631
Total en mm (par rapport agrave la superficie du bassin versant)
439
Anneacutee 1996 1998 2001
Recharge nappe (mm) 1488 1262 1853
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V4 CONCLUSION
Nous avons calculeacute le bilan pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche
et une anneacutee deacutecennale humide Nous sommes arriveacutes agrave des fermetures non nulles que lrsquoon
a expliqueacute par les erreurs accumuleacutees dans la deacutetermination des termes du bilan annuel
Nous avons ensuite essayeacute drsquoexpliquer le rabattement de 40 qursquoimplique le coefficient de
correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute au Calage du modegravele en recherchant du coteacute des
preacutelegravevements drsquoeau effectueacutes sur le bassin versant en amont de lrsquoexutoire de Badara Nous
avons pour cela effectuer une eacutevaluation grossiegravere de ces eacutevaluations Les quantiteacutes
trouveacutees sont loin drsquoexpliquer cette diffeacuterence entre pluie efficace et pluie mesureacutee La
question de la compreacutehension de la signification reste encore drsquoactualiteacute agrave la sortie de
chapitre sur le bilan
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CONCLUSION GENERALE
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VI CONCLUSION GENERALE
La premiegravere tacircche que nous nous sommes donneacutee dans le cadre de cette eacutetude
crsquoest la constitution drsquoune base de donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques assainies Si
on peut juger la disponibiliteacute et la qualiteacute des donneacutees pluviomeacutetriques de satisfaisant on ne
peut pas en dire autant des donneacutees hydromeacutetriques Le reacuteseau hydromeacutetrique est en effet
de tregraves qualiteacute mauvaise qualiteacute Cela rend impossible toute eacutetude hydrologique rigoureuse
sur la base des seules donneacutees disponibles Drsquoougrave la neacutecessiteacute de faire recours agrave drsquoautres
moyens et en lrsquooccurrence agrave la modeacutelisation
Nous avons ensuite essayeacute de mettre en œuvre un modegravele hydrologique de type
pluies-debit (HYSIM) sur le bassin versant Malgreacute lrsquoinsuffisance de donneacutees de qualiteacute et les
limitations de la version du modegravele dont nous disposons nous sommes parvenus agrave de
reacutesultats satisfaisants Lrsquoutilisation du modegravele nous a ensuite permis de reconstituer une
chronique de deacutebits de vingt ans de 1984 agrave 2003 nous donnant ainsi des eacuteleacutements
drsquoanalyse de notre bilan en eau
Le bilan a eacuteteacute calculeacute pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et une
anneacutee deacutecennale humide On constate que 40 de la pluie qui tombe ne participe pas aux
activiteacutes hydrologiques proprement dites Une eacutevaluation des diffeacuterentes utilisations a
confirmeacute ce fait
Drsquoautre part cette eacutetude a reacuteveacuteleacute les difficulteacutes qursquoil y a agrave obtenir de donneacutees fiables
avec un reacuteseau drsquoobservations hydromeacutetriques du type traditionnel agrave cause des problegravemes
de gestion qursquoil implique moyen financier section de controcircle en perpeacutetuel changement
techniques de jaugeage inadapteacute au reacutegime (turbulent) des cours drsquoeauhellipLa modeacutelisation
par contre permet drsquoavoir une chronique de deacutebit acceptable tout en srsquoaffranchissant des
inconveacutenients de gestion de plusieurs stations hydromeacutetriques Crsquoest lagrave une voie agrave suivre
pour nos pays agrave faible moyen et ougrave la gestion de stations drsquoobservation nlsquoest pas encore
eacutevidente
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BIBLIOGRAPHIE
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GAETAN M 1985 Hydrologie geacuteneacuterale Principe et application
GINESTE P et GUINAUDEAU M Cours drsquoHydrologie tome1 hydromeacutetrie et Hydrologie
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Polycopieacute EIER Ouagadougou 142 pages
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ANNEXES
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Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques ------------------------------------------ 67
Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997 ----------------------------------- 78
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997 ----------------------------------- 78
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998 ----------------------------------- 79
Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999 ------------------------------------ 80
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999 ----------------------------------- 80
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000 ------------------------------------- 81
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000 ------------------------------------ 82
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001 ------------------------------------ 82
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001 ------------------------------------ 83
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002 ------------------------------------ 83
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002 ------------------------------------ 84
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou ----------------------------------------------------- 85
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel ----------------------------------------------------------- 85
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes ----------------------------------- 86
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LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants 24
Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou 28
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM 32
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA 32
Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet 33
Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles 39
Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou 40
Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude 42
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 13 Coefficients de Thiessen 44
Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants 46
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo 47
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes 48
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques 56
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol 70
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage 75
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours
drsquoHydrogeacuteologie de M DIENG (EIER)) 76
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage 77
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation 81
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee
moyenne deacutecennale segraveche et deacutecennale humide 88
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale
segraveche et humide 88
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998 89
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide 89
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou 90
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso 92
Tableau 29Consommation en eau du cheptel 93
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou 93
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LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS
AEP Alimentation en Eau Potable
APEFE association belge drsquoappui au deacuteveloppement
CIEH Comiteacute Inter africain drsquoEtudes Hydrauliques
DRAHRHHB Direction Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des
Ressources Halieutiques des Hauts Bassins
EIER-ETSHER Groupe des Ecoles Inter-Etats drsquoIngeacutenieurs de lrsquoEquipement Rural et
des Techniciens Supeacuterieurs de lrsquoHydraulique et lrsquoEquipement Rural
ETP Evapotranspiration Potentielle
FIT Front Inter Tropical
GEeau Projet Gestion des Ressources en eau du Sud-Ouest du Burkina
GIRE Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
MAHRH Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources
halieutiques
VREO Projet de Valorisation des Ressources en Eau du Ouest
SIG Systegravemes drsquoInformations Geacuteographiques
PAGIRE Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
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INTRODUCTION GENERALE
I1 CADRE DE LrsquoETUDE
La preacutesente eacutetude entre dans le cadre des meacutemoires de fin drsquoeacutetudes drsquoingeacutenieur du
geacutenie rural du GROUPE EIER-ETSHER de Ouagadougou Le Groupe EIER-ETSHER est
un Institut inter Etats drsquoenseignement supeacuterieur et de recherche dans les domaines de lrsquoeau
lrsquoeacutenergie lrsquoenvironnement et les infrastructures baseacute agrave Ouagadougou la capitale du Burkina
Faso Creacuteeacute en 1968 et eacutemanant de 14 Etats africains francophones lrsquoeacutecole forme des
ingeacutenieurs des techniciens supeacuterieurs et des titulaires de DESS
Il megravene en collaboration avec des eacutetablissements du Nord et du Sud comme
Katholieke Universiteit Leuven (KUL) des travaux de recherche principalement dans les
domaines de lrsquoeau de lrsquoeacutenergie et de lrsquoenvironnement
Crsquoest dans le cadre de cette collaboration que le sujet du preacutesent meacutemoire a eacuteteacute
deacutefini entre le projet laquo GEeau raquo de Bobo-Dioulasso et laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement
et de recherche en gestion et valorisation de lrsquoeau et de lrsquoassainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER Ce sujet est intituleacute laquo Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du
bassin versant du Kouraquo
Le rapport est subdiviseacute en six parties
Partie I Introduction geacuteneacuterale ougrave nous exposons le cadre la probleacutematique et les
objectifs de lrsquoeacutetude drsquoune part et drsquoautre part la meacutethodologie adopteacutee pour reacutepondre
aux questions souleveacutees
Partie II On y preacutesente les geacuteneacuteraliteacutes sur la reacutegion des Hauts-Bassins Le
promoteur du thegraveme de cette eacutetude ainsi que sur le site de lrsquoeacutetude
Partie III Crsquoest lrsquoeacutetape de la constitution de la base des donneacutees de lrsquoeacutetude
Partie IV Cette partie est consacreacutee agrave la modeacutelisation
Partie V Etude du bilan
Partie VI Conclusion geacuteneacuterale
I2 PROBLEMATIQUE
Le bassin versant du Kou avec une superficie de 1821 km2 comprenant le systegraveme
hydraulique de la riviegravere du Kou ses affluents et les sources de Nasso constitue une
importante ressource en eau
Cette ressource assure drsquoune part lrsquoalimentation en eau drsquoune population estimeacutee en
2003 agrave 600 000 habitants dont celle de Bobo-Dioulasso la 2egraveme ville du pays Une population
appeleacutee agrave franchir le cap du million en 2025 Elle permet drsquoautre part lrsquoirrigation de vastes
peacuterimegravetres agricoles dont la superficie totale qui avoisine 3200 ha est en constante
augmentation notamment du fait du deacuteveloppement drsquoune filiegravere laquo fruits et leacutegumes raquo sous
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lrsquoimpulsion de lrsquoinitiative priveacutee Cette production irrigueacutee est agrave lrsquoorigine du deacuteveloppement
drsquoactiviteacutes eacuteconomiques de transports transformations et commerce qui font lrsquoessor de la
ville de Bobo-Dioulasso
Dans le contexte climatique actuel du Burkina marqueacute par une baisse de la
pluviomeacutetrie une telle tendance agrave la hausse des diffeacuterentes utilisations de cette ressource
nrsquoa pas manqueacute drsquoentraicircner un deacuteseacutequilibre au niveau de la satisfaction des besoins en eau
Citons agrave titre drsquoexemple le cas du principal peacuterimegravetre rizicole de la valleacutee du Kou (1200ha)
qui est confronteacute agrave des deacuteficits hydriques pendant les mois de janvier agrave mai
Le deacuteveloppement industriel conseacutecutif au deacuteveloppement de la production agricole
constitue eacutegalement avec ses rejets incontrocircleacutes drsquoeffluents divers une autre menace
seacuterieuse cette fois-ci sur la qualiteacute de ces eaux
Pour faire face agrave cette nouvelle donne et dans la perspective de creacuteer les conditions
drsquoun deacuteveloppement durable lrsquoEtat burkinabeacute a mis en place une politique de gestion
inteacutegreacutee des ressources en eau Cette politique se traduit dans les faits par les objectifs
assigneacutes aux diffeacuterents projets intervenant dans la zone parmi lesquels se trouve le projet
GEeau initiateur de la preacutesente eacutetude
Toute gestion des ressources en eau pour ecirctre efficace doit en effet partir de leur
bonne connaissance A cet effet il peut ecirctre utile de rappeler que la mesure quantitative et
qualitative des eacuteleacutements du cycle hydrologique et la mesure des autres caracteacuteristiques de
lenvironnement qui influent sur leau constituent une base essentielle pour une gestion
efficace de leau (Deacuteclaration de Dublin 1992) Au Burkina Faso pays ougrave les eaux de
surface jouent un rocircle primordial la compreacutehension et lanalyse du bilan hydrologique est de
fait la base de toute eacutetude et reacuteflexion au sujet de la gestion des eaux
Atteindre un tel objectif suppose la disponibiliteacute de donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques
portant sur une longue peacuteriode et couvrant drsquoune maniegravere adeacutequate la zone drsquoeacutetude Si
aujourdrsquohui une telle exigence est relativement satisfaite pour la pluviomeacutetrie dans le cas de
la valleacutee du Kou on ne peut pas en dire autant des deacutebits dont les stations de mesures sont
reacutecentes En pareille situation la solution couramment adopteacutee est de faire recours aux
modegraveles matheacutematiques qui permettent alors de transformer les pluies en deacutebits et de fournir
une seacuterie de longueur comparable agrave celle de la pluviomeacutetrie
Crsquoest dans cette optique que le thegraveme de cette eacutetude a eacuteteacute mis au point par le projet
GEeau et lrsquouniteacute theacutematique drsquoenseignement et de recherche en gestion et valorisation de
lrsquoeau et de lrsquoassainissement du Groupe EIER-ETSHER
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I3 OBJECTIFS DE LrsquoETUDE
Cette eacutetude a pour objectif geacuteneacuteral de contribuer agrave la connaissance des ressources
en eau du bassin versant du Kou en vue drsquoune gestion efficace et durable Ses objectifs
speacutecifiques sont
- La mise en place drsquoune base de donneacutees assainies par une synthegravese et la
valorisation des donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques et de sol disponibles
- Mise en œuvre agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant drsquoune deacutemarche de modeacutelisation agrave
lrsquoaide drsquoun logiciel (HYSIM)
- Le calcul du bilan en eau pour quelques sceacutenarii de saisons des pluies
I4 METHODOLOGIE
La meacutethodologie adopteacutee pour cette eacutetude srsquoarticule en trois points
1) Recherche documentaire
Elle comprend
Une revue des connaissances bibliographiques relatives agrave la zone drsquoeacutetude et agrave la
modeacutelisation hydrologique en geacuteneacuteral Il srsquoest agit dans un premier temps de faire le point
des diffeacuterentes eacutetudes ayant porteacute sur la zone drsquoeacutetude et ayant trait au thegraveme Notre regard
srsquoest eacutegalement porteacute sur des eacutetudes similaires effectueacutees dans drsquoautres reacutegions du monde
En deuxiegraveme lieu nous avons approfondi nos connaissances en modeacutelisation
hydrologique
La prise en main de lrsquooutil de modeacutelisation Ceci inclut les techniques drsquoimportation
et drsquoexportation des donneacutees le test de sensibiliteacute des paramegravetres et les strateacutegies de
calage
La collecte des donneacutees relatives au site Il srsquoagit de cartes diverses de donneacutees
numeacuteriques hydromeacuteteacuteorologiques de donneacutees sur le sol et de donneacutees geacuteneacuterales sur le
site
2) Visite de terrain
Elle a eu pour but de faire
des observations sur les caracteacuteristiques geacuteneacuterales du site nature du terrain relief
veacutegeacutetation
une appreacuteciation in situ de la configuration actuelle du reacuteseau hydrographique
une appreacuteciation visuelle de lrsquooccupation de lrsquoespace les positions relatives des
diffeacuterents utilisateurs vis-agrave-vis du cours drsquoeau etc
des observations de la manifestation des menaces sur la qualiteacute des eaux
3) Travaux de bureaux
Les travaux de bureau ont porteacute sur les points suivants
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INTRODUCTION GENERALE
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Constitution des seacuteries de donneacutees pluviomeacutetriques le protocole adopteacute agrave cette fin
est le suivant
a) Choix des stations suivant des critegraveres comme la position geacuteographique la
longueur de la seacuterie absence de lacuneshellip
b) Controcircle de la qualiteacute des donneacutees par lrsquoemploi des meacutethodes classiques de
doubles masses et de la moyenne mobile
c) Remplissage des laquo lacunes raquo eacuteventuelles et passage des pluies ponctuelles aux
pluies moyennes sur le bassin versant suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
d) Analyse de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere agrave lrsquoaide drsquoajustement agrave des
lois statistiques
Constitution des seacuteries de donneacutees hydromeacutetriques
A ce niveau nous avons fait lrsquoinventaire des donneacutees disponibles leur critique et leur
correction quand cela est neacutecessaire et faisable
Modeacutelisation crsquoest la plus laborieuse de toutes les eacutetapes Elle comporte les points
suivants
a) Preacuteparation et transfert des donneacutees vers le modegravele
b) Nous proceacutedons ensuite au calage ou calibration du modegravele cest-agrave-dire le
choix du jeu de paramegravetres optimaux pour la transformation pluie-deacutebit
c) La validation consistera agrave veacuterifier la pertinence et le reacutealisme du choix des
paramegravetres sur une peacuteriode autre que celle ayant servi au calage
d) La simulation va consister agrave deacuteterminer agrave lrsquoaide du modegravele caleacute les deacutebits
des anneacutees sans observations hydromeacutetriques
Calcul du bilan hydrologique Les reacutesultats des simulations ci-dessus eacutevoqueacutees vont
nous permettre de faire le bilan sur des anneacutees caracteacuteristiques comme la moyenne la
deacutecennale segravechehellip
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GENERALITES
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II GENERALITES
Le thegraveme de ce meacutemoire a eacuteteacute deacutefini par laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement et
de Recherche en Gestion et Valorisation de lrsquoEau et de lrsquoAssainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER en collaboration avec laquo le projet de renforcement structurel de la capaciteacute de
gestion des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo baseacute agrave la Direction
Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources Halieutiques des Hauts-
Bassins (DRAHRHHB) Nous commenccedilons de ce fait ce rapport par une preacutesentation de la
reacutegion du projet et de la zone drsquoeacutetude
II1 PRESENTATION DE LA REGION DES HAUTS-BASSINS
La reacutegion des Hauts-Bassins est situeacutee agrave lrsquoouest du Burkina Elle srsquoeacutetend sur une
superficie de 26606 kmsup2 (94 du territoire national) Elle est limitrophe agrave lrsquoest des reacutegions
du Sud-Ouest et de la Boucle du Mouhoun agrave lrsquoouest de la Reacutepublique du Mali au nord de la
reacutegion de la Boucle du Mouhoun et la Reacutepublique du Mali et au sud de la reacutegion des
Cascades
Sur le plan administratif elle est subdiviseacutee en trois (3) provinces Le Houet le
Keacuteneacutedougou et le Tuy Il faut eacutegalement citer une sous-subdivision en 33 deacutepartements 3
communes urbaines 30 communes rurales et 449 villages Bobo-Dioulasso est le chef-lieu
de cette reacutegion
La population de la reacutegion des Hauts-Bassins eacutetait estimeacutee en 2002 agrave 1232 891
habitants (104 de la population du Burkina) soit une densiteacute drsquoenviron 48 habitantskmsup2 Il
srsquoagit drsquoune population cosmopolite on y rencontre toutes les ethnies du pays les
populations dominantes en nombre sont les Bobos autochtones du terroir les Mossis et les
peulhs allogegravenes venus du Nord du pays
A lrsquoinstar de tout le Burkina Faso les principales activiteacutes eacuteconomiques y demeurent
lrsquoagriculture et lrsquoeacutelevage
Lrsquoagriculture hivernale est domineacutee par la production de coton et de ceacutereacuteales (maϊs
sorgho mil seacutesame foniohellip) La riziculture et la maraicirccher-culture se pratiquent sur les
peacuterimegravetres irrigueacutes On note eacutegalement la preacutesence drsquoexploitations fruitiegraveres dont le nombre
est actuellement en pleine croissance La production agricole est exceacutedentaire
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Dans la reacutegion des Hauts-Bassins la province du Houet est la zone par excellence
de lrsquoeacutelevage Les ressources halieutiques ne sont pas neacutegligeables non plus mais la pecircche
est de type artisanal
La reacutegion des Hauts-Bassins est une des principales zones industrielles du Burkina
Faso La province du Houet est celle qui possegravede le plus grand nombre drsquouniteacutes industrielles
drsquoune certaine importance apregraves celles du Kadiogo Les plus importantes interviennent dans
la fabrication drsquoouvrages en meacutetaux de produits alimentaires de boissons de tabac et de
textile
Du fait de la position de carrefour international de Bobo-Dioulasso le commerce y
occupe une place de choix Un grand nombre de maisons de commerce nationales et
eacutetrangegraveres ont leur siegravege agrave Bobo-Dioulasso
La reacutegion est bien desservie pour ce qui est des infrastructures socioeacuteconomiques
sans ecirctre exhaustif on pourra citer
les infrastructures de communication dix radios dont un drsquoEtat six priveacutes et trois
communautaires
la couverture en infrastructures de santeacute est globalement satisfaisante 193
formations sanitaires en 2002
en matiegravere de transport le reacuteseau routier repreacutesente 10 du reacuteseau national soit
1517 km Il est constitueacute de 22 de routes bitumeacutees du Burkina 3 de routes en terre
ordinaire et 7 de routes en terre moderne La reacutegion est traverseacutee par plus de 100 km de
chemin de fer et dispose drsquoun aeacuteroport de classe internationale
La probleacutematique de deacuteveloppement de la reacutegion se fonde sur les atouts
eacuteconomiques En effet elle dispose drsquoun potentiel naturel agrave mecircme drsquoassurer et de soutenir
les objectifs de deacuteveloppement Ce potentiel naturel constitueacutee drsquoeau de sols etc est
surtout favorable aux activiteacutes de production agricole drsquoeacutelevage et de production miniegravere Ce
qui en fait une des reacutegions les plus favoriseacutees du Burkina Faso
Le relief de la reacutegion est marqueacute par la preacutesence de plateaux et de plaines
auxquels srsquoajoutent quelques buttes collines et valleacutees
Le climat est tropical de type nord-soudanien et sud-soudanien Il est marqueacute par 2
grandes saisons une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobrenovembre) et une
saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (novembredeacutecembre agrave avril) La reacutegion beacuteneacuteficie
drsquoune pluviomeacutetrie moyenne annuelle comprise entre 800 et 1 100 mm
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La particulariteacute de la topographie et du climat de la reacutegion des Hauts-Bassins en
fait un veacuteritable chacircteau drsquoeau Crsquoest dans cette reacutegion que les principaux fleuves du
Burkina prennent leur source Le Mouhoun le Banifing et le Tuy (Grand Baleacute)
La veacutegeacutetation drsquoensemble de la reacutegion est essentiellement une veacutegeacutetation de
savane comportant tous les sous-types depuis la savane boiseacutee jusqursquoagrave la savane herbeuse
La faune est assez riche et varieacutee du fait de lrsquoexistence de nombreuses forecircts
classeacutees (16 au total)
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II2 PRESENTATION DU PROJET
II21 Cadre
Le laquo projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en
eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo est un des fruits de la coopeacuteration entre la
reacutegion Wallonne du royaume de Belgique et le Burkina Faso Il entre dans le cadre de la
mise en oeuvre des actions du laquo Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en
Eau raquo PAGIRE La laquo Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau (GIRE) raquo est en effet la
strateacutegie adopteacutee par lrsquoeacutetat burkinabeacute pour atteindre ses objectifs en matiegravere drsquoeau qui se
reacutesument en les points suivants
satisfaction durable des besoins en eau
protection contre lrsquoaction agressive de lrsquoeau
ameacutelioration des finances publiques par le partage de charges
preacutevention des conflits dans la gestion des ressources en eau
Ce projet srsquoinscrit eacutegalement dans le cadre de la mise en œuvre du programme
laquo Valorisation des ressources en eau de lrsquoOuest raquo (VREO) qui est un programme national
relatif aux ressources en eaux couvrant la moitieacute Ouest du pays
Enfin il srsquoinscrit en continuiteacute du projet de recherche laquo GEeau raquo initieacute par la
DRAHRHHB le groupe EIERETSHER et la Katholieke Universiteit Leuven (KUL) et
cherche agrave lui assurer un environnement institutionnel et organisationnel adapteacute au
deacuteveloppement agrave la peacuterennisation de ses reacutesultats et agrave sa duplication dans la reacutegion Ouest
du pays
II22 Geacuteneacuteraliteacutes
Nous preacutesentons dans lrsquoencadreacute ci-dessous la fiche donnant les renseignements geacuteneacuteraux sur le projet
Fiche de projet
Intituleacute Projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en eau
pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou
Zone drsquointervention Bassin versant du Kou (Reacutegion des Hauts-Bassins)
Thegraveme Preacuteservation de lrsquoenvironnement
Secteurs et sous secteurs Politique agricole et gestion administrative des ressources en
eau agrave usage agricole
Dureacutee de mise en œuvre 48 mois
Sources de financement Reacutegion Wallonne (Belgique)
Maicirctre drsquoœuvre APEFE
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Maicirctre drsquoouvrage Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des ressources
Halieutiques
II23 Objectifs du projet
Le principal objectif geacuteneacuteral du projet est de contribuer agrave la mise en œuvre de la
GIRE Son objectif speacutecifique est le renforcement des connaissances de la gestion la
valorisation et la protection des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans la reacutegion des
Hauts-Bassins
II24 Strateacutegie
La strateacutegie retenue est baseacutee sur le renforcement des capaciteacutes institutionnelles et
de gestion de lrsquoeau pour lrsquoagriculture au niveau local
Inteacutegration de lrsquointervention dans les perspectives drsquoaction du Comiteacute de Gestion du
Bassin du Kou
Ameacutelioration de la productiviteacute de lrsquoeau en agriculture vivriegravere
Appui agrave la peacuterennisation des actions
II25 Reacutesultats attendus
Les reacutesultats attendus de ce projet sont
Mise au point drsquooutils techniques destineacutes agrave ameacuteliorer les connaissances sur les
ressources en eau du bassin (bilan hydrique) et agrave servir au suivieacutevaluation de la
situation dans le bassin quasiment en temps reacuteel afin de servir agrave la gestion et agrave la
planification des ressources en eau
Transfert de connaissances vers les autres acteurs locaux qui se seront ainsi
approprieacutes les outils de gestion eacutelaboreacutes au cours du projet pour leurs propres
inteacuterecircts
Valorisation de la deacutemarche sur un autre bassin apregraves une eacutetude de transposabiliteacute
Creacuteer les conditions drsquoune capitalisation de lrsquoacquis de ce projet et des eacutetudes
anteacuterieures deacutejagrave effectueacutees ou des expertises locales reconnues sur la zone par la
mise en place drsquoune structure capable de conserver ces informations mais aussi et
surtout de les exploiter agrave des fins de recherche pour des activiteacutes lieacutees agrave la GIRE
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II3 PRESENTATON DE LA ZONE DrsquoETUDE
II31 Situation geacuteographique
Le bassin versant du Kou est lrsquoespace geacuteographique situeacute agrave lrsquoouest du Burkina Faso
dans la reacutegion des Hauts-Bassins entre les longitudes 4deg40rsquoO et 4deg10rsquoO et les latitudes 11degN
et 11deg30N et draineacute par la riviegravere du mecircme nom Cette riviegravere qui est un affluent du Mouhoun
(ex Volta noire) draine ainsi une superficie de 1821km2
La figure 1 preacutesente la carte de situation du bassin versant
0 300 600 Kilomegravetres
CARTE DE SITUATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Autres province du Burkina FasoProvince du HouetBassin-versant du Kou
Figure 1 Carte de situation du bassin du Kou
II32 Geacuteomorphologie
Le bassin du Kou a une forme allongeacutee Il est orienteacute Nord-est Sud-ouest avec une
longueur de 51 km et une largeur de 33 km Il est constitueacute essentiellement drsquoun plateau
greacuteseux culminant aux environs de 500 m drsquoaltitude au sud et srsquoabaissant progressivement
jusqursquoagrave 300 m agrave lrsquoaval de la plaine vers Baouleacute le point de confluence avec le Mouhoun
Lrsquoaltitude moyenne est de 407 m (figure 2)
On peut le subdiviser en trois sous bassins emboiteacutes qui sont (figure 3)
- Sous-bassin de Koumi 347 km2
- Sous-bassin de Badara 989 km2
- Sous-bassin de la confluence Niameacute-Baouleacute 1605 km2
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Figure 2 Carte du modeleacute de terrain du bassin versant du Kou
U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
Exutoire du bassin versant
0 30 60 Kilomegravetres
Carte de deacutecoupage en sous bassins du bassin versant du Kou
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
IVIII
II I
Reacuteseau hydrographique stations pluviometriquesU Stations hydrometriques
Figure 3 Deacutecoupage en sous-bassins
(NB I= sous-bassin de Koumi I+II= sous-bassin de Badara I+II+II=sous bassin de Confluence I+II+III+IV=
bassin versant du Kou)
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II33 Caracteacuteristiques morphomeacutetriques
Les caracteacuteristiques de forme et de relief des sous-bassins reacutesumeacutees au tableau 1 ont
eacuteteacute deacutetermineacutees par BICABA (1991)
Superficie du bassin versant (S)
La deacutelimitation du bassin versant a eacuteteacute faite sur une carte IGB au 1200 000
La mesure de la superficie a eacuteteacute effectueacutee agrave lrsquoaide drsquoun planimegravetre
Peacuterimegravetre (P)
Il a eacuteteacute mesureacute sur la carte au 1200 000
Rectangle eacutequivalent
Le rectangle eacutequivalent est un rectangle ayant la mecircme superficie le mecircme indice de
compaciteacute et la mecircme distribution hypsomeacutetrique que le basin versant Sa longueur (L)
est donneacutee par lrsquoexpression
]))1281(1(1[)1281( 21221
compcomp IISL
avec S surface du bassin versant et Icomp indice de compaciteacute
Indice de compaciteacute (Icomp)
Il correspond au rapport du peacuterimegravetre du bassin versant agrave celui drsquoun cercle de mecircme
superficie et srsquoexprime par la relation suivante
212820 SPIcomp avec
P peacuterimegravetre styliseacute du bassin versant en km
S superficie du bassin versant en km2
Indice global de pente (Ig)
Cet indice caracteacuterise le relief drsquoun bassin et il est deacutefini par la formule suivante
LHI g
Ougrave ΔH est lu sur la courbe hypsomeacutetrique1 (figure 4 agrave 6) et repreacutesente la
deacuteniveleacutee exprimeacutee en megravetres entre les altitudes ayant approximativement 5 et
95 de la superficie du bassin versant au dessus drsquoelles
L est la longueur du rectangle eacutequivalent exprimeacutee en km
Relief fort pour 100lt Ds
Ds est donneacutee par la relation suivante SIDs g
1 Courbe repreacutesentant le pourcentage de la superficie du bassin versant situeacutee au-delagrave drsquoune altitude H donneacutee en
fonction de cette altitude
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Courbe hypsometrique du bassin versant de Koumi
350
390
430
470
510
550
590
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
de la surface totale
Alt
itu
de
s (
m)
Figure 4 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Koumi
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Badara
280
320
360
400
440
480
520
560
600
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
de
Figure 5 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Badara
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Niameacute-Baouleacute
280
320
360
400
440
480
520
560
600
640
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
des (
m)
Figure 6 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de la confluence NIameacute-Baouleacute
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Deacuteniveleacutee speacutecifique (Ds)
Elle permet de classer le relief du bassin en
Relief faible pour Ds lt50 m
Relief modeacutereacute pour 50 mlt Ds lt100 m
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants
Sous-Bassins Versants
Caracteacuteristiques Koumi Badara
Confluence
Niame-Baouleacute
Superficie (km2) 347 989 1605
Peacuterimegravetre styliseacute (m) 77 151 175
Coefficient de Gravelius 115 137 126
Longueur du rectangle eacutequivalent (km2) 242 5930 6403
Largeur du rectangle eacutequivalent (km2) 1420 1600 2380
Indice global de pente (mkm) 480 317 317
Densiteacute de drainage 065 068 058
Deacuteniveleacutee speacutecifique (m)
(nature du relief)
894
(Modeacutereacute)
975
(Modeacutereacute)
127
(Fort)
II34 Climatologie
Le bassin versant du Kou se situe agrave la limite sud de la zone climatique tropicale
soudano-saheacutelienne Ses caracteacuteristiques climatiques sont
Tempeacuteratures
Lrsquoamplitude thermique annuelle est faible La tempeacuterature moyenne mensuelle
minimale varie toute lrsquoanneacutee de 17 agrave 22degC tandis que la tempeacuterature moyenne maximale
varie de 33 agrave 37degC en saison segraveche et de 29 agrave 34degC en saison des pluies
Les vents
On note lrsquoinfluence de deux vents dominants
Lrsquoharmattan ou alizeacute vent chaud et sec des anticyclones du Sahara de secteur Nord-
Est agrave Est et soufflant pendant la saison segraveche
la mousson vent de secteur Sud-ouest chargeacute drsquohumiditeacute et provenant de la zone
eacutequatoriale
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La limite de seacuteparation entre ces deux masses drsquoair ou Front Inter Tropical (FIT)
connaicirct au cours de lrsquoanneacutee un deacuteplacement du Sud au Nord ce qui se traduit par
lrsquoalternance de deux saisons bien distinctes
- une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobre)
- une saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (de novembre agrave avril)
Insolation
La dureacutee moyenne pour lrsquoensoleillement est de 7 h 42rsquo Lrsquoinsolation varie de 75 mmj
agrave 87 mmj Elle est agrave son minimum en juillet-aoucirct et maximale en avril-mai
Humiditeacute de lrsquoair
Lrsquohumiditeacute de lrsquoair est tregraves faible en saison segraveche (20 ndash 40 ) tandis qursquo en saison de
pluie elle atteint 70 agrave 80 voire 90 au cours des averses
II35 Geacuteologie
La description de la geacuteologie est baseacutee sur les travaux de IWACO citeacute par BICABA
(1991)
La geacuteologie du bassin du Kou est une superposition de greacutes encastreacutes entre un socle
essentiellement granito-gneissique de roches orthomeacutetamorphiques et eacuteruptives au fond et
une couche de deacutepocircts reacutecents ou de lateacuterite en surface composeacutee de sables et drsquoargiles
(figure 7)
De bas en haut on distingue
- Le socle absolument impermeacuteable composeacute de roches plutoniques (migmatites et
granites diffeacuterencieacutes) et de roches meacutetamorphiques birrimiennes (schistes micaceacutes
schistes greacuteseux schistes verts amphiboles)
- Les greacutes de base qui sont des greacutes agrave grains grossiers de silice ou de feldspaths tregraves
fissureacutes drsquoune eacutepaisseur de 200 m environ tregraves peu lateacuteriseacutes bien que poreux et
permeacuteables
- Les greacutes de Sotuba glauconieux sur une eacutepaisseur de 80 m drsquoallure schisteuse
poreux fissureacute et tregraves lateacuteriseacutes
- Les greacutes siliceux agrave ciment argileux de Bobo-Dioulasso aux faciegraves nombreux
(schistes de Toun greacutes de Koutiala et greacutes de Bandiagara) Ils sont tendres
heacuteteacuterogegravenes et tregraves lateacuteriseacutes
- Des roches eacuteruptives basiques (doleacuterites et basaltes) impermeacuteables infiltreacutees dans
les fissures des greacutes
- La couverture quaternaire constitueacutee drsquoalluvions sablo-ferrigineux de granulomeacutetrie
disparate drsquoune profondeur drsquoenviron 30 m passablement lateriseacutes
Les formations superficielles sont constitueacutees de cuirasse lateacuteritique et drsquoalluvions
dans les bas-fonds
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Cette geacuteologie qui constitue une situation favorable au stockage et agrave la transmission
de lrsquoeau souterraine est de ce fait lrsquoun des deacuteterminants principaux du systegraveme drsquoeau du
bassin du Kou
0 30 60 Kilomegravetres
CARTE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Geologie du bassin bersantshpDoleritesEtage schistogreso-dolomitiqueGres a galets de quartzGres de baseGres de Sotuba
Figure 7 Carte geacuteologique du bassin versant du Kou
II36 Peacutedologie
Le tableau 2 donne les deacutetails des types de sols en preacutesence sur le bassin ainsi que
leurs profondeurs respectives tandis que la figure 8 donne leur reacutepartition geacuteographique On
remarquera lrsquoomnipreacutesence des sols ferrugineux tropicaux lessiveacutes des sols ferrallitiques et
de sols peu eacutevolueacutes superficiels
Selon la classification de R BOULET et R FAUCK citeacutes par BICABA (1991) on peut
distinguer deux cateacutegories de sols dans le bassin
Les sols profonds (gt100 cm) ce sont
- les sols argilo-sableux en surface argileux en profondeur riches en base satureacutees et
le plus souvent drsquoexcellente qualiteacute
- les sols limono-argileux agrave argilo-limoneux en surface argileux en profondeur
caracteacuteriseacutes par un drainage interne et un drainage externe faibles
- les sols sableux en surface argileux en profondeur (preacutesence de sols mal draineacute)
les sols sableux en surface et sablo-argileux en profondeur
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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Les sols agrave profondeurs faibles (lt40 cm) ce sont les sols gravillonnaires de faible valeur
agricole
Figure 8 Carte des sols du bassin versant du Kou
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Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou
Symboles Classification CPCS 1967 Classification BRM 2001
Classes de
sols
Groupes de sols Uniteacutes de
sols de
reference
Uniteacutes infeacuterieures des
sols de reference
Profon-
deur
(m)
LITH Sols mineacuteraux
bruts deacuterosion
Sols mineacuteraux bruts
deacuterosion lithiques
Leptosols Leptosols lithiques 0
PEEL Sols peu
eacutevolueacutes
deacuterosion lithiques Leptosols Leptosols lithiques lt15
PEER deacuterosion Reacutegiques Reacutegosols Reacutegosols eacutepi
squeletiques
50
PEACM dapport colluvio-
alluvial modal
Fluvisols Lixisols ferriques 70
PEAAH dapport alluvial
hydromorphe
Fluvisols Fluvisols gleyiques
BEHV Bruns eutophe
tropicaux
hydromorphes
vertiques
Cambisols Cambisols vertiques
gleyiques
114
VV Vertisols Vertisol vertique Vertisols Vertisols magiques
pelliques
100
FLIS Sols
ferrugineux
tropicaux
lessiveacutes
superficiels Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques
ferriques
20
FLIPP indureacutes peu profonds Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 32
FLIMP indureacutes moyennent
profonds
Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 42
FLIP indureacutes profonds Lixisols Lixisols endo
petroplithiques
101
FLM modal Lixisols Lixisols chromques 120
FLC agrave concreacutetions Lixisols Lixisols ferriques 105
FLTC agrave taches et agrave
concreacutetions
Lixisols Lixisols gleyiques
ferriques
110
FRR Sols
ferrallitiques
faiblement deacutesatureacutes
remanieacutes faiblement
rajeunis
Ferralsols Lixisols rhodiques 124
FRI faiblement deacutesatureacutes
en B remanieacutes indureacutes
Ferralsols Lixisols chromiques
bathiplinthiques
82
FRM deacutesatureacutes en B
remanieacutes modaux
Ferralsols Lixisols rhodiques 125
FTM faiblement deacutesatureacutes Ferralsols Lixisols rhodiques 110
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en B typiques modaux
FTH faiblement deacutesatureacutes
en B typiques
hydromorphes
Ferralsols Lixisols gleyiques
rhodiques
120
HPGE Sols
hydromorphes
humifegraveres
agrave pseudogley
densemble
Gleysols Gleysols gleyiques 107
II37 Veacutegeacutetation
La veacutegeacutetation du bassin (figure 9) est agrave dominance de type savane arbustive agrave
arboreacutee composeacutee de Butyrospermum parkii et de Detarium microcarpum On trouve
eacutegalement des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave boiseacute et forecirct claire (Isoberlinia
doka Burkea africana Terminalia spp) et des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave
arbustive et boiseacute (Burkea africana Butyrospermum parkii Pterocarpus erinaceus)
0 20 40 Kilomegravetres
CARTE DE VEGETATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Vegetation du bassin versant shpCulture industrielle Savane arboreacutee agrave arbustive et boiseacutee Savane arboreacutee agrave boiseacutee et forecirct claire Savane arbustive agrave arboreacutee
Figure 9 Carte de veacutegeacutetation de la valleacutee du Kou
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II38 Hydrographie
Le reacuteseau hydrographique est dense et est constitueacute drsquoun ensemble de riviegraveres
sources et mares
II381 Les riviegraveres
Le Kou est une riviegravere peacuterenne qui prend sa source aux environs de Kodala agrave une
trentaine de kilomegravetres au sud-ouest de Bobo-Dioulasso Lrsquoaltitude est de 440 m dans ces
reacutegions Il est formeacute par la jonction de deux marigots Kieacuteneacute et Farakoba et coule vers le Nord
recevant successivement les eaux des sources de Nasso celles du marigot de Yengueacute en
rive gauche et en rive droite celles des marigots Niameacute et Weacute
Les principaux affluents sont
agrave lrsquoOuest les riviegraveres suivantes Farakoba Kieacuteneacute Yengueacute SO Suo et Bango
agrave lrsquoEst le Houet le Bingbeacuteleacute et le Niameacute
II382 Les sources mares et lacs
Les principales sources sont
- Les sources de la Guinguette situeacutees en rive gauche
- Les sources de Kokoroueacute situeacutees eacutegalement en rive gauche
- Les sources capteacutees par lrsquoONEA en rive droite en aval desquelles existent drsquoautres
sources non capteacutees mais alimentant eacutegalement la riviegravere du Kou
Pour ce qui est des mares on peut en citer deux
- La mare de Bama situeacutee dans le lit du marigot Bongo qui lrsquoalimente Cette riviegravere a un
bassin versant de 30 km2
- La mare de Tumbagama moins importante que la preacuteceacutedente est situeacutee dans le lit
drsquoun petit affluent du Kou avec un bassin versant de 15 km2
II39 Occupation des sols
Dans la valleacutee du Kou agrave partir de la Guinguette on trouve de zones morphologiques
diffeacuterentes avec des occupations des sols adapteacutees aux conditions de terrain
Au sud de Nasso la valleacutee est eacutetroite dans un terrain onduleacute et peu occupeacute par
lrsquoagriculture Au Nord de Nasso la valleacutee srsquoouvre et continue dans une plaine alluviale drsquoune
largeur de 200 agrave 700 m La plaine est drsquoabord occupeacutee par une forecirct dense puis apregraves
quelques kilomegravetres par des petites parcelles de cultures irrigueacutees ou non A partir du
village de Sosongona situeacute agrave 8 km de la source les terrains cultiveacutes occupent la valleacutee On
remarquera notamment le peacuterimegravetre rizicole de 1100 ha reacutealiseacute au deacutebut des anneacutees 1970
gracircce agrave la coopeacuteration avec la chine ainsi que le peacuterimegravetre maraicirccher reacutealiseacute beaucoup plus
tard pour diversifier la production agricole
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Lrsquooccupation agricole de la valleacutee connaicirct actuellement une certaine acceacuteleacuteration
avec lrsquoameacutenagement informel et spontaneacute de parcelles le long du canal drsquoameneacutee du
peacuterimegravetre rizicole Ceci est actuellement lrsquoune des cause du conflit qui subsiste dans la valleacutee
autour de la question de lrsquoeau Il y a eacutegalement la creacuteation de plantations drsquoarbres fruitiers
par de nouveaux investisseurs galvaniseacutes par lrsquoouverture du marcheacute agrave cause de la difficile
situation de la production en Cote drsquoIvoire
Lrsquooccupation des sols dans le bassin du Kou est eacutegalement marqueacutee par lrsquoexpansion
de la ville de Bobo-Dioulasso pousseacutee par lrsquoaccroissement de la population et le
deacuteveloppement des activiteacutes industrielles
La figure 10 donne un aperccedilu de lrsquooccupation des terres
Figure 10 Carte dlsquooccupation des terres du bassin versant du Kou
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III CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE
III1 DONNEES PLUVIOMETRIQUES
III11 Choix des stations et des peacuteriodes drsquoobservation
Avant drsquoenvisager lrsquoeacutetude hydrologique il importe de deacutefinir une peacuteriode et des
stations de reacutefeacuterence agrave partir desquelles les diffeacuterentes investigations srsquoarticuleront
Le bassin versant du Kou est bien desservi pour ce qui est des observations de la
pluviomeacutetrie Les donneacutees disponibles sont des donneacutees journaliegraveres et elles ont plusieurs
sources
Des anciennes donneacutees de la base de donneacutees PLUVIOM de la Direction Reacutegionale de
lrsquoHydraulique des Hauts-Bassins (tableau 3)
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Beregadougou 1974 2000 27 0
Bondoukuy 1963 1998 36 57
Koumbia 1964 2000 37 0
Moussoudougou 1992 1996 5 0
Nasso 1960 1996 37 83
Orodara 1955 2000 46 0
Samorogouan 1964 1998 35 58
Des donneacutees de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et des stations de lrsquoINERA (tableau 4)
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Bama 1986 2005 20 10
Farakoba 1960 2005 46 67
Bobo-Dioulasso 1959 2005 47 0
Les nouvelles stations pluviomeacutetriques de la Direction Provinciale de lrsquoAgriculture de
lrsquoHydrauliques et des Ressources Halieutiques du Houet (tableau 5)
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Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Karankasso-Sambla 2003 2005 3 0
Badema 2003 2005 3 0
Satiri 2003 2005 3 0
Toussiana 2003 2005 3 0
Nota Les donneacutees dont la disponibiliteacute est indiqueacutee dans les tableaux 13 agrave 15 sont des
hauteurs de pluies journaliegraveres Les lacunes repreacutesentent les taux drsquoanneacutees dont les
donneacutees ne sont pas disponibles Les anneacutees prises en compte sont donc des anneacutees sans
lacune quant agrave la pluie journaliegravere
La figure 11 donne la situation geacuteographique des diffeacuterentes stations on
remarquera que quatre drsquoentre elles sont situeacutees sur le bassin versant On peut en conclure
que le bassin est bien desservi en stations pluviomeacutetriques mecircme si lrsquoon doit noter
eacutegalement leur concentration au centre Ces stations agrave savoir Nasso Farakoba Bobo-
Dioulasso et Bama ont des chroniques assez longues et des taux de lacunes acceptables
Nous nous baserons de ce fait sur elles pour lrsquoeacutetude de notre bassin versant
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Figure 11 Situation geacuteographique des stations pluviomeacutetriques
Pour ce qui est de la peacuteriode drsquoobservation pour cette eacutetude nous retiendrons une
peacuteriode de trente ans de 1976 agrave 2005 Nous nous limitons en arriegravere agrave 1976 pour ecirctre sucircr
de deacutepasser la rupture climatique intervenue en 1970 (Albergel 1987 Maheacute 2001) ce qui
devrait confeacuterer une certaine homogeacuteneacuteiteacute agrave nos donneacutees
III12 Controcircle de la qualiteacute des donneacutees
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de pluies ainsi que leur qualiteacute ont eacuteteacute veacuterifieacutees par les
meacutethodes de la moyenne mobile et lrsquoeacutetude des correacutelations entre stations
III121 Veacuterification de lrsquohomogeacuteneacuteiteacute intrinsegraveque des seacuteries
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute drsquoune seacuterie traduit le fait que les proprieacuteteacutes de la loi statistique qui
reacutegit le pheacutenomegravene (moyenne variance ou moments dordre supeacuterieur) sont invariantes au
cours du temps Lrsquoeacutechantillon ne doit preacutesenter ni tendance (agrave la hausse ou agrave la baisse) ni
pheacutenomegravene cyclique ni rupture La meacutethode de la moyenne mobile permet drsquoeffectuer une
telle veacuterification Nous lrsquoavons appliqueacutee aux diffeacuterentes stations avec un pas de temps de 3
et 5 ans Pour ce faire nous avons dresseacute les graphiques des pluies annuelles (p_an) des
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pluies moyennes annuelles (Pmoy) des moyennes mobiles sur trois ans ( mob_3) et sur
cinq ans (mob_5) pour les quatre stations pluviomeacutetriques retenues
Le deacutetail de ces calculs est reacutesumeacute dans lrsquo annexe I et les figures 12 agrave 15 ci-
dessous nous montrent les reacutesultats des diffeacuterents controcircles effectueacutes
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
anneacutees
plu
ies (
mm
)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 12 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station Bobo-Dioulasso
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
Anneacutee
Hau
teu
r (m
m)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 13 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Farako-ba
0
200
400
600
800
1000
1200
1992 1996 2000 2004 2008
Anneacutees
Plu
ie (
mm
) P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 14 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Bama
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0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 15 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Nasso
Conclusion Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale on constate que les seacuteries sont homogegravenes
III122 Etude des correacutelations entre stations
La meacutethode utiliseacutee est celle du double cumul sur les pluviomeacutetries annuelles des
quatre stations
Cette meacutethode consiste agrave faire pour la station eacutetudieacutee (A) et la station de
comparaison (B) le calcul de la pluviomeacutetrie cumuleacutee jusqursquoagrave lrsquoanneacutee i soit Ta (i) et Tb(i) et
agrave porter sur un graphique les diffeacuterents points Mi de coordonneacutees respectives Ta(i) et Tb(i)
Le principe est qursquoen en absence drsquoanomalie ces deux stations mesurent chaque anneacutee une
pluviomeacutetrie annuelle dans un rapport sensiblement constant et en conseacutequence les points
Mi sont pratiquement aligneacutes par contre si une erreur systeacutematique a pu srsquointroduire la
droite des Mi preacutesentera alors une cassure
Lrsquoapplication de cette meacutethode aux stations pluviomeacutetriques de Bama Koumi et laquo la
confluence raquo (stations eacutetudieacutees) drsquoune part et celle de Bobo-Dioulasso (station de reacutefeacuterence)
drsquoautre part est repreacutesenteacutee par les figures 16 agrave 18 Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de Bobo-
Dioulasso a en effet deacutejagrave eacuteteacute eacutetablie par des eacutetudes anteacuterieures BICABA (1991)
0
10000
20000
30000
40000
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Pluies Bobo-Dioulasso cumuleacutees (mm)
Plu
ies
Fa
rak
ob
a c
um
uleacute
e
(mm
)
Figure 16 Test de la meacutethode des doubles masses appliqueacutee agrave la station de Farakoba
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0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
Pluies cumuleacutees Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ies c
um
uleacute
es B
am
a
(mm
)
Figure 17 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Bama (valleacutee du Kou)
0
10000
20000
30000
40000
00 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000
P cumuleacutee Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ie c
um
uleacute
Nasso
(m
m)
Figure 18 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Nasso
On ne constate pas de rupture pour les stations de Nasso et Farakoba ceci nrsquoest
pas le cas de la station de Bama ougrave lrsquoon observe une cassure qui intervient entre 1990 et
1995 Ceci est certainement une anomalie car elle nrsquoapparaicirct pas au niveau des autres
stations pourtant voisines
Nous proceacutedons au prochain paragraphe agrave la correction de cette anomalie et au
comblement des lacunes
Plusieurs meacutethodes de correction sont proposeacutees dans la litteacuterature nous utilisons ici
celles preacuteconiseacutees par Andreacute MUSY de lrsquoEPFL dans son cours drsquoHydrologie geacuteneacuterale en
ligne Deux techniques sont employeacutees
Remplacement de la valeur manquante par la moyenne de la station de reacutefeacuterence Cette
meacutethode a eacuteteacute utiliseacutee lorsque les preacutecipitations moyennes annuelles de la station agrave
compleacuteter ne diffegraverent pas de plus de 10 des preacutecipitations moyennes annuelles de la
station de reacutefeacuterence
Remplacement de la valeur manquante par une moyenne pondeacutereacutee par la tendance
annuelle des stations pluviomeacutetriques soit
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Ougrave
donneacutee manquante de preacutecipitation (par exemple) estimeacutee
nombre de stations de reacutefeacuterence
preacutecipitation agrave la station de reacutefeacuterence
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station de reacutefeacuterence
Les reacutesultats sont consigneacutes dans le tableau 6
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Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles
Anneacutee Bobo-Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
2005 8611 8582 6274 8011
2004 9420 8333 7455 8642
2003 11559 11456 10885 11657
2002 8027 6747 6543 7320
2001 9140 7761 7884 8523
2000 11714 10736 10421 11300
1999 10652 10915 10391 10995
1998 11214 12323 9280 11223
1997 8729 11939 8096 9829
1996 9005 10236 7577 9170
1995 12777 11604 9414 11558
1994 8957 10758 8572 9698
1993 9430 834 7736 8753
1992 12382 12382 10775 9506
1991 11981 952 11521 12936
1990 9947 10308 9170 9102
1989 8275 9212 8280 9661
1988 10145 10145 8828 8570
1987 8663 8663 8361 9522
1986 8798 9281 7894 8717
1985 13315 13056 11475 8565
1984 9716 8156 7782 9496
1983 7781 7528 6662 8830
1982 9456 12123 9380 9634
1981 10423 11451 9514 7869
1980 8414 9043 7594 10817
1979 10657 10189 9072 13323
1978 10367 11284 9417 11283
1977 8354 996 7963 9018
1976 9961 10836 9046 11125
lacunes () 00 10 467 433
Moyenne 9609 10096 8507 9822
NB Les cases en gris contiennent les valeurs compleacuteteacutees ou corrigeacutees
III13 Etude de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere
III131 Pluviomeacutetrie journaliegravere
Lrsquoanalyse des pluies journaliegraveres sur la peacuteriode de 1976 agrave 2006 fait ressortir que le
nombre de jour de pluie dans lrsquoanneacutee varie drsquoune station agrave lrsquoautre de 50 jours (au nord) agrave 70
jours (au sud) Le mois drsquoaoucirct est le mois le plus pluvieux avec 13 jours en moyenne sur les
quatre stations Les hauteurs maximales de pluies journaliegraveres (tableau 7) sont souvent tregraves
eacuteleveacutees et peuvent atteindre 100 mm soient 10 de la pluviomeacutetrie totale annuelle
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Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou
Bobo-
Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
1976 48 711 654
1977 618 78 728
1978 657 714 641
1979 699 897 1029
1980 76 582 687
1981 77 58 711
1982 45 782 744
1983 661 484 698
1984 73 465 537
1985 813 837 68
1986 868 814 64 78
1987 469 1226 673
1988 711 48
1989 554 609 999 86
1990 652 676 747 966
1991 55 537 732 119
1992 772 384
1993 675 44 581
1994 49 622 931
1995 806 651 1071
1996 556 713 478
1997 436 94 652
1998 943 87 87
1999 583 804 982
2000 678 465 468
2001 459 404 608
2002 666 578 45
2003 803 803 753
2004 434 538 82
2005 636 1059 672
NB Les cases en gris repreacutesentent les lacunes
III132 Variabiliteacute saisonniegravere
La figure 19 montre pour les quatre stations que les pluies se concentrent sur la
peacuteriode de mai agrave mi-octobre (saison des pluies) qui repreacutesente plus de 90 de la pluie
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annuelle Les pics sont uniques sur lrsquoanneacutee (saison monomodale) et ils se situent en aoucirct agrave
chaque station et atteignent 250 mm ce qui correspond agrave 27 de la pluie annuelle
00
500
1000
1500
2000
2500
3000
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Farako-ba
Bama
Nasso
Bobo-D
Figure 19 Variabiliteacute saisonniegravere et spatiale de la pluviomeacutetrie (moyenne calculeacutee de 1976 agrave 2005)
III133 Etude statistique des pluies annuelles
Les pluies annuelles ont eacuteteacute ajusteacutees agrave la loi normale
On sait que la loi normale a pour fonction de reacutepartition
u
t dtexXobxF 22
2
1Pr)(
avec ndashltxlt+
Les paramegravetres de la loi normale sont la moyenne m et lrsquoeacutecart type s
Lrsquoeacutequation de la droite drsquoajustement est X=m+sU
Ougrave
- X est la valeur de la pluviomeacutetrie qui correspond agrave une probabiliteacute au non
deacutepassement donneacutee
- U est la valeur de la variable centreacutee reacuteduite qui correspond agrave cette probabiliteacute au
non deacutepassement U est donneacute par la table de Gauss
Les reacutesultats de lrsquoajustement sont reacutesumeacutes dans les tableaux 8 agrave 12 Les quantiles
sont calculeacutes avec un intervalle de confiance agrave 90 Rappelons que les intervalles de
confiance sont donneacutes par la relation suivante
641902)(1)()(Pr2
avecFun
FxFxob
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Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude
statistique des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9929 10373 9485
Quinquennale Segraveche 8683 9199 8166
Humide 11175 11692 10659
Deacutecennale Segraveche 8030 8629 7431
Humide 11828 12427 11229
Centennale Segraveche 6472 7328 5616
Humide 13386 14242 12530
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 10096 10582 9609
Quinquennale
Segraveche 8732 9297 8166
Humide 11459 12025 10894
Deacutecennale
Segraveche 8018 8673 7362
Humide 12174 12829 11518
Centennale
Segraveche 6313 7250 5376
Humide 13878 14815 12941
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 8775 9193 8357
Quinquennale Segraveche 7603 8089 7117
Humide 9947 10433 9461
Deacutecennale Segraveche 6989 7553 6426
Humide 10561 11124 9997
Centennale Segraveche 5525 6330 4720
Humide 12025 12830 11220
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Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9822 9378 10265
Quinquennale Segraveche 8578 8062 9094
Humide 11065 10550 11581
Deacutecennale Segraveche 7927 7329 8525
Humide 11717 11119 12315
Centennale Segraveche 6372 5518 7226
Humide 13272 12417 14126
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du Quantile
borne infeacuterieure
Borne supeacuterieure
Anneacutees correspondantes
Moyenne 9565 9154
9977
1977 1979 1988 1990 1991 1996
Quinquennale Segraveche 8411
7932
8890
19801984 1987 1989 1993 2004
Humide 10720
10241
11198
1978 1981 1982 1994 1995 1997 1999
2000
Deacutecennale Segraveche 7806 7251 8361
1983 2001
Humide 11325 10770 11880
1992 1998 2003
centennale Segraveche 6363 5570 7156
2002
Humide 12768 11974 13561
1985
On note lrsquoextrecircme variabiliteacute interannuelle de la pluie au niveau de chacune des
stations On note eacutegalement que les valeurs des diffeacuterents quantiles sur les quatre stations
sont sensiblement les mecircmes Hormis les stations de Bama et Nasso dont les donneacutees ont
eacuteteacute reconstitueacutees agrave respectivement agrave 467 et 433 agrave partir de la station de Bobo on peut
utiliser indiffeacuteremment les stations de Farakoba et de Bobo pour la preacutedeacutetermination des
grandeurs pluviomeacutetriques sur le bassin du Kouhellip
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III14 Etude de la variabiliteacute spatiale et calcul de la pluie moyenne sur le bassin versant
La figure 19 (deacutejagrave vue) montre que la pluviomeacutetrie annuelle ne varie pas beaucoup
drsquoune station agrave lrsquoautre On note cependant une leacutegegravere baisse du sud au nord
Pour la deacutetermination de la pluie moyenne interannuelle sur le bassin nous utilisons
la meacutethode des polygones de Thiessen qui procegravede comme suit A chaque station on
affecte la surface du polygone obtenu en traccedilant les meacutediatrices des segments reliant la
station concerneacutee aux stations voisines La pluie moyenne Hm sera obtenue en faisant la
somme pondeacutereacutee des pluies aux diffeacuterentes stations le coefficient de pondeacuteration eacutetant la
surface du polygone concerneacute inteacuterieur agrave S rapporteacutee agrave la surface S
)(1
NNCCBBm SHSHSHs
H
La figure 20 donne une repreacutesentation des polygones de Thiessen traceacute en ne
consideacuterant que les trois stations de Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama La station de
Nasso nrsquoa pas eacuteteacute prise en compte pour les raisons que nous expliciterons au paragraphe
III4 Les cœfficients correspondants sont consigneacutes au tableau 13
Tableau 13 Coefficients de Thiessen
bassin versant du Kou Station hydromeacutetrique de Koumi
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 038 Farakoba 318 094
Bobo 360 025 Bobo 20 006
Bama 567 037
Total 1858 1 Total 347 1
Station hydromeacutetrique de Badara Station hydromeacutetrique de la confluence
Niameacute_Baouleacute
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 071 Farakoba 378 045
Bobo 25 007 Bobo 335 026
Bama 73 022 Bama 339 029
Total 989 1 Total 1605 1
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U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
0 30 60 Kilomegravetres
Polygone de Thiessen des stations pluviometriques
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Limite du bassin-versant
station pluviometrique
Reacuteseau hydrographique
Polygone de thiessen
U Station hydromeacutetrique
(Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama)
Figure 20 Polygone de Thiessen des stations pluviomeacutetriques (NB la station de Nasso nrsquoest pas prise en
compte) Les hauteurs des pluies moyennes agrave consideacuterer pour chaque sous-bassin versant ont eacuteteacute calculeacutees et consigneacutees au tableau 14
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Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants
calculeacutees suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
Anneacutees Bassins versants
Koumi Badara Confluence Valleacutee du Kou
Niame-Baoule
2005 8584 8076 792 7735
2004 8398 8216 8361 828
2003 11462 11338 11317 1127
2002 6824 6792 7021 6992
2001 7844 7888 8155 8151
2000 10795 10735 10899 10864
1999 10899 10781 10695 10655
1998 12256 11578 11152 1092
1997 11746 10869 999 9715
1996 10162 9565 9145 8944
1995 11674 11204 11274 11087
1994 10650 10619 10273 10286
1993 8405 8717 9019 9118
1992 12382 11898 11744 11568
1991 9668 10132 1074 10876
1990 10286 10032 9884 9797
1989 9156 8941 8698 8633
1988 10145 980 969 9565
1987 8663 8597 8575 8551
1986 9252 8942 8753 8647
1985 13072 12485 12346 12129
1984 8250 8262 8557 854
1983 7543 7469 7493 7462
1982 11963 11309 10603 10401
1981 11389 10803 10425 10226
1980 9005 886 8696 8651
1979 10217 10217 10304 10298
1978 11229 10891 10613 10502
1977 9864 9443 901 8879
1976 10784 10479 10218 10119
Moyenne 10086 9831 9719 9629
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III2 DONNEES HYDROMETRIQUES
III21 Inventaire des stations hydromeacutetriques
Les observations hydromeacutetriques dans la valleacutee du Kou ont commenceacute en 1955 par
la creacuteation de plusieurs stations de mesure Pour la peacuteriode de 1955 agrave 1985 HURE (1998)
en a deacutenombreacute 13 Drsquoautres stations ont eacuteteacute creacuteeacutees par la suite notamment agrave lrsquooccasion de la
mise en œuvre de projets de deacuteveloppement ou de programmes drsquoeacutetudes couvrant la zone
On distingue
- Les stations du reacuteseau hydromeacutetrique national
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo valleacutee du Kou raquo
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo ressource en eau de Bobo-Dioulasso raquo
- Les stations installeacutees pour 3 ans lors de la mission drsquoeacutetude neacuteerlandaise IWACO
Dans le cadre de cette eacutetude nous disposons des donneacutees de la base de donneacutees
sous Hydracces laquo GEeauPlusmdb raquo de la DRAHRHHB qui gegravere les reacutesultats issues des
observations effectueacutees sur un certain nombre de stations Le tableau 15 fait lrsquoinventaire des
stations de cette base et la figure 21 montre leur reacutepartition geacuteographique sur le bassin
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo
Id_Station Nom Latitude Longitude Superficie
bassin (kmsup2)
Deacutebut_Activiteacute
1202701600 Sources de Pesso - - - -
1202701601
Confluence
Niameacute-Baouleacute - - 1605 -
1202701603 Badara 11deg227N 4deg2202W 989 1955
1202701606 Diaradougou 1960
1202701612 Nasso Amont 11deg1202N 4deg2604W 405 1961
1202701613 Nasso Milieu 11deg1200N 4deg2600W 1961
1202701614 Nasso Aval 11deg1300N 4deg2600W 646 1961
1202701620 Koumi 11deg0800N 4deg2500W 343 1985
1202710300
Mare aux
Hippopotames 11deg3446 4deg1007 - 1997
1202711310
Exutoire de la
Mare 11deg3446 4deg2500W - 1997
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Figure 21 Reacuteseau hydrographique du bassin du Kou et emplacement des stations hydromeacutetriques
Les donneacutees de deacutebits dont nous disposons sont de pas de temps journalier Ils sont
repreacutesenteacutees dans le tableau 16 et la figure 22 en donne le chronogramme des
observations Le propre de ces stations est qursquoelles ne sont en geacuteneacuteral suivies que pendant
la peacuteriode de mise en œuvre de projets ou programmes qui les ont installeacutees Actuellement
seules trois drsquoentre elles agrave savoir celles de Koumi de Badara et de la confluence Niameacute-
Baouleacute qui appartiennent au reacuteseau national sont encore opeacuterationnelles Crsquoest
fondamentalement sur elles que nous nous appuierons pour cette eacutetude
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes
Id_Station Nom Date Deacutebut Date Fin Lacunes
()
Nombre
Valeurs
1202701601 Confluence
Niameacute-Baouleacute
02011986 08122002 466 4805
1202701603 Badara 07011984 08122002 1433 4593
1202701606 Diaradougou 03012004 31122004 303 301
1202701612 Nasso Amont 09011961 08121974 3005 1557
1202701613 Nasso Milieu 06011961 31121991 427 8823
1202701614 Nasso Aval 06011961 10121997 856 4731
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1202701620 Koumi 02011987 04121999 712 4109
Chronogramme des donneacutees de la Table Debits
06011961 29061966 20121971 11061977 02121982 24051988 14111993 07051999 27102004
Confluence Niameacute-Baouleacute
Badara
Diaradougou
Nasso amont
Nasso milieu
Nasso aval
Koumi
Figure 22 Chronogramme des deacutebits mesureacutes aux stations hydromeacutetriques
III22 Critique des donneacutees
Malgreacute ses cinquante ans drsquoexistence le reacuteseau des stations hydrographiques est
incapable de fournir des donneacutees fiables
Les seacuteries chronologiques des deacutebits observeacutes sont de tregraves mauvaise qualiteacute Elles
sont parsemeacutees de lacunes (figures 23 agrave 25) pouvant aller jusqursquoagrave lrsquoabsence de
donneacutees sur toute une anneacutee voire plusieurs anneacutees
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Station Confluence Niameacute-Baouleacute Capteur J-Qjo = Deacutebits
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =
gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 23 Deacutebits moyens annuels agrave la station de la confluence et lacunes
Station 1202701620 = Koumi Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
01
02
03
04
05
06
07
08
1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its
Mo
yen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 24 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Koumi et lacunes
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Station 1202701603 = Badara Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 25 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Badara et lacunes
De plus une analyse plus deacutetailleacutee des donneacutees brutes nous a permis de mettre en
eacutevidence des incoheacuterences dans ces donneacutees
Plusieurs jours conseacutecutifs avec exactement le mecircme deacutebit moyen journalier
(Koumi confluencehellip)
Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie particuliegraverement pour
la station de Koumi ougrave on assiste agrave une inversion des valeurs
Absence de correacutelation entre des stations cependant voisines (BICABA 1991)
Cette impreacutecision des donneacutees srsquoexplique par les problegravemes drsquoeacutetalonnage lieacutes agrave
lrsquoinstabiliteacute des seuils de jaugeage crsquoest le cas de Koumi et de la confluence Niameacute-
Badara (HURE 1998) Drsquoautre part du fait de la violence des deacutebits du cours drsquoeau
durant la saison des pluies il serait pratiquement impossible drsquoobtenir des jaugeages
preacutecis
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0
20
40
60
80
100
010
119
93
160
119
93
310
119
93
150
219
93
020
319
93
170
319
93
010
419
93
160
419
93
010
519
93
160
519
93
310
519
93
150
619
93
300
619
93
150
719
93
300
719
93
140
819
93
290
819
93
130
919
93
280
919
93
131
019
93
281
019
93
121
119
93
271
119
93
121
219
93
271
219
93P
luie
s (
mm
)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluie
Deacutebit_1993
Figure 26 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de la Confluence
Niameacute-Baouleacute (1993)
0
20
40
60
80
100
120
140
11
97
14
19
7
27
19
7
92
97
22
29
7
73
97
20
39
7
24
97
15
49
7
28
49
7
11
59
7
24
59
7
66
97
19
69
7
27
97
15
79
7
28
79
7
10
89
7
23
89
7
59
97
18
99
7
11
09
7
14
10
97
27
10
97
91
19
7
22
11
97
51
29
7
18
12
97
31
12
97
Plu
ies
(m
m)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluviomeacutetrie
Deacutebit_1997
Figure 27 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de Badara (1997)
Le deacutebit du Kou semble ne plus ecirctre tregraves laquo naturel raquo Il faut deacutejagrave noter les
preacutelegravevements effectueacutes par lrsquoONEA et les peacuterimegravetres irrigueacutes mais on note eacutegalement
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une augmentation subite et a priori injustifieacutee des deacutebits (chroniques de Badara et de la
Confluence) qui intervient du 6 au 13 de chaque mois avec un pic le 8 et ce mecircme en
saison segraveche Nous nrsquoavons pas encore eu drsquoexplication de ce pheacutenomegravene jusqursquoagrave la
reacutedaction de ce rapport malgreacute une petite enquecircte meneacutee aupregraves de lrsquoONEA Ce
pheacutenomegravene a certainement son explication dans les preacutelegravevements divers opeacutereacutes en
amont lrsquoaugmentation traduisant une lacirccheacutee drsquoeau ou un arrecirct de pompage
En somme seules les donneacutees de Badara sont vraiment exploitables agrave condition
lagrave aussi de les nettoyer des incoheacuterences qui y subsistent
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III3 DONNEES DrsquoEVAPOTRANSPIRATION
Pour lrsquoanalyse de lrsquoeacutevapotranspiration nous disposons drsquoune chronique agrave la station
meacuteteacuteorologique de Bobo-dioulasso calculeacutee suivant la formule de Penman et couvrant la
peacuteriode allant de 1961 agrave 2003 soient 43 ans
Une moyenne mensuelle a eacuteteacute calculeacutee sur la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la figure 28
illustre les variations saisonniegraveres de lrsquoETP que nous en avons deacuteduites Cette variation est
assez bien marqueacutee au cours de lrsquoanneacutee Les valeurs maximales (autour de 180 mm) sont
observeacutees en saison segraveche de deacutecembre agrave mai avec un pic en mars (196 mm) Les valeurs
minimales sont observeacutees en saison des pluies (agrave cause essentiellement de la couverture
nuageuse plus freacutequente du ciel et de lhumiditeacute eacuteleveacutee de lair) de juin agrave novembre avec un
minimum en aoucirct (120 mm)
La variation interannuelle de lrsquoeacutevapotranspiration (figure 29) est par contre moins
marqueacutee Pour la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la moyenne se situe agrave 1977mm On note
cependant une leacutegegravere tendance agrave la hausse
0
50
100
150
200
250
Janv
ier
Feacutevrie
r
mar
sav
rilm
ai
juin
juille
t
aout
sept
embr
e
octo
bre
nove
mbr
e
dece
mbr
e
ET
P (
mm
)
Figure 28 Variation saisonniegravere de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
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0
500
1000
1500
2000
2500
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
ET
P a
nn
uelle (
mm
)
Figure 29 Variation interannuelle de LrsquoETP (de 1976 agrave 2003)
La comparaison des variations saisonniegraveres de lrsquoeacutevapotranspiration et de la pluie
(figure 30) montre que seuls les mois de juillet aoucirct et septembre preacutesentent un bilan
positif cest-agrave-dire que la pluie est supeacuterieure agrave lrsquoETP
0
50
100
150
200
250
300
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Pluie Farako-ba
Pluie_Bama
Pluie_Nasso
Pluie_Bobo-D
ETP(mmmois)
Figure 30 Comparaison de la pluviomeacutetrie avec lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
III4 CONCLUSION
Le tableau 17 fait la synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
La premiegravere ligne repreacutesente les anneacutees et la couleur grise indique la preacutesence de
donneacutees hydromeacutetriques de lrsquoanneacutee consideacutereacutee
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Les lignes suivantes renseignent sur la disponibiliteacute des donneacutees pluviomeacutetriques
laquo 1 raquo signifie que les donneacutees de lrsquoanneacutee et de la station consideacutereacutees sont disponibles Si
les donneacutees drsquoune anneacutee manquent rien nrsquoest alors marqueacute
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
Bad
ara
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Ko
um
i
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Co
nfu
en
ce
Nia
meacute-b
ao
uleacute
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
On en tire les conclusions suivantes
Les donneacutees de la station pluviomeacutetrique de Nasso preacutesentent des lacunes au cours
des peacuteriodes ougrave lrsquoon dispose des donneacutees hydromeacutetriques Aussi nous nous
proposons de ne garder que les trois autres stations restantes (Farakoba Bobo-
Dioulasso Bama) Rappelons que les autres stations situeacutees hors bassin du Kou
nrsquoont que des observations de trois ans (2003-2005) Les pluies moyennes sur les
bassins versants seront calculeacutees uniquement avec les donneacutees de ces trois stations
Les donneacutees hydromeacutetriques sont de tregraves mauvaise qualiteacute Cela avait deacutejagrave eacuteteacute
remarqueacute par les eacutetudes anteacuterieures (BICABA 1991 HURE 1998 BERTHIAUD
2001) Seules les donneacutees de Badara sont utilisables et en croisant avec les
donneacutees pluviomeacutetriques on constate que la peacuteriode constitueacutee drsquoanneacutees
conseacutecutives la plus longue est celle de 1996 agrave 2002 soit sept ans Crsquoest donc sur
cette peacuteriode que nous essayerons de travailler pour la mise en œuvre de la
modeacutelisation
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IV MODELISATION
La modeacutelisation hydrologique a pour but de donner une repreacutesentation simplifieacutee du
systegraveme bassin versant qui permette drsquoexpliquer et de preacutedire la reacuteponse de ce dernier agrave une
seacuterie de sollicitations
Les modegraveles hydrologiques les plus classiques sont ceux qui permettent de faire la
transformation pluie-deacutebit HYSIM modegravele que nous utiliserons dans le cadre de ce travail
est de cette cateacutegorie Ce modegravele a eacuteteacute mis au point par la laquo water resource associates raquo de
Grande Bretagne et il a drsquoailleurs eacuteteacute reacutecemment eacutelu par lrsquoagence de lrsquoenvironnement du
Royaume Uni (United Kingdom Environment Agency) comme son principale modegravele laquo pluie-
deacutebit raquo HYSIM est en effet adapteacute pour reacutesoudre les problegravemes suivants
Lrsquoextension des chroniques de deacutebits
Lrsquoeacutetude des variations climatiques
Reconstitution des eacutecoulements naturels sur des bassins laquo anthropiseacutes raquo
Lrsquoeacutetude des interactions eaux de surface eaux souterraines
Dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous avons vu que les donneacutees
pluviomeacutetriques disponibles de la valleacutee du Kou sont de bonne qualiteacute et qursquoelles couvrent
une bonne peacuteriode ndash souvent plus de cinquante ans Par contre cela nrsquoest pas le cas des
donneacutees hydromeacutetriques Lrsquoemploi de HYSIM pourrait alors aider agrave surmonter ce handicap
en reconstituant les donneacutees manquantes de deacutebits et permettre ainsi de calculer le bilan
hydrologique qui est lrsquoobjectif principal de cette eacutetude
Lrsquoutilisation drsquoun modegravele pour simuler des deacutebits sur un bassin versant donneacute est
conditionneacutee par lrsquoachegravevement de deux opeacuterations importantes que sont le calage ou
calibration du modegravele et sa validation Ce sont lagrave les deux points importants que nous
aborderons dans cette troisiegraveme partie mais apregraves une preacutesentation plus deacutetailleacutee du
modegravele
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IV1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU MODELE
HYSIM est un modegravele de simulation hydrologique agrave reacuteservoirs faisant intervenir des
relations matheacutematiques pour deacuteterminer les eacutecoulements geacuteneacutereacutes par des preacutecipitations sur
un bassin versant Il se situe agrave mi-chemin entre un modegravele laquo physique raquo analysant et
quantifiant les pheacutenomegravenes physiques se produisant dans le bassin versant et un modegravele
empirique agrave base de reacutegressions multiples Crsquoest un modegravele conceptuel
IV11 Bases theacuteoriques du modegravele
Les processus hydrologiques au sein du bassin versant sont scheacutematiseacutes par les
transferts entre sept reacuteservoirs virtuels en communication La capaciteacute des reacuteservoirs le taux
maximum de transfert entre eux et les eacutequations qui commandent les processus de transfert
sont deacutefinis par des paramegravetres indeacutependants du temps A lrsquoopposeacute les volumes des
reacuteservoirs et les taux de transfert varient en fonction du temps
La repreacutesentation scheacutematique agrave la figure 31 illustre la faccedilon dont les reacuteservoirs sont
raccordeacutes entre eux et permet de mieux comprendre le fonctionnement du modegravele
Ces reacuteservoirs se deacutefinissent comme suit
Reacuteservoir de neige
Toutes les preacutecipitations tombant sous forme de neige sont retenues dans ce
reacuteservoir avant drsquoecirctre libeacutereacutees vers le reacuteservoir drsquointerception Le taux de transfert entre ces
deux reacuteservoirs est eacutegal au taux de fusion potentiel de la neige
Reacuteservoir drsquointerception
La pluie (ou dans certains cas la neige) peut ecirctre retenue par la veacutegeacutetation puis
redistribueacutee en une partie qui parvient au sol et une autre qui seacutevapore La partie
natteignant jamais le sol forme linterception Ce reacuteservoir est la premiegravere destination des
eaux de pluies de mecircme il est le premier agrave ecirctre deacutebiteacute par lrsquoeacutevapotranspiration
Stockage dans les deacutepressions
On deacutefinit leau de stockage dans les deacutepressions comme leau retenue dans les
creux et les deacutepressions topographiques du sol pendant et apregraves une averse
Horizon supeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute retenue dans les couches superficielles du sol Il a
une capaciteacute finie eacutegale agrave la profondeur de lrsquohorizon multiplieacutee par sa porositeacute
Le taux drsquohumidification de lrsquohorizon dont la distribution spatiale est consideacutereacutee triangulaire
est majoreacute par le taux drsquoinfiltration potentielle Ce taux drsquoinfiltration potentielle est baseacute sur
lrsquoeacutequation de Philips ci-dessous
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5150 tttx
Avec
x = distance parcourue par le front drsquohumectation
t = temps pour lequel 0x
et sont fonctions du type et des conditions du sol Manley (1978) deacutemontre que cette
relation peut ecirctre approcheacutee par lrsquoexpression suivante
ktkPtx 50)2( avec
P= succion capillaire
K = permeacuteabiliteacute agrave saturation du medium drsquoougrave lrsquoon tire le taux drsquoinfiltration potentielle
Brooks et Corey (1964) deacutemontrent que P srsquoexprime par
1
eb SPP
Ougrave Pb = Pression de bouillonnement (bubbling presure en mm de colonne drsquoeau)
= indice de composition granulomeacutetrique
Se= Humiditeacute efficace deacutefinie par la relation suivante
)01()( rre SSmS
Avec m = humiditeacute agrave saturation du sol
Sr = Humiditeacute reacutesiduel correspondant agrave lrsquohumiditeacute minimale agrave laquelle on peut
emmener le sol en lrsquoasseacutechant par augmentation de la succion En simulant la teneur en eau
de lrsquohorizon supeacuterieur on pourra alors simuler les forces qui causent le mouvement de lrsquoeau
La principale perte drsquoeau de lrsquohorizon superficiel est due agrave lrsquoeacutevapotranspiration qui si
la succion capillaire est infeacuterieure agrave 15 atmosphegraveres srsquoeacutetablit au taux potentiel (toute perte
drsquointerception ayant eacuteteacute pris en compte) Si la succion capillaire est supeacuterieure agrave 15
atmosphegraveres aucune eacutevaporation ne se produit
Le deuxiegraveme transfert drsquohumiditeacute agrave consideacuterer est lrsquoeacutecoulement hypodermique ou
retardeacute Il se produit suivant un taux qui est une fonction complexe de la permeacuteabiliteacute
horizontale efficace la pente de la couche et la distance au chenal
Brooks et Corey (1964) citeacute par Manley (2003) ont deacutemontreacute que la permeacuteabiliteacute
efficace des milieux poreux est donneacutee par
)32()( ee SKK ougrave
Ke est la permeacuteabiliteacute efficace et les autres termes sont tels que deacutefinis
preacuteceacutedemment
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Figure 31 Scheacutema de fonctionnement du modegravele
Lrsquoeacutecoulement hypodermique ou retardeacute est donneacute par la relation suivante
Reacuteservoir de neige
Nappe
intermeacutediaire
Horizon infeacuterieur
Horizon
superficiel
Reacuteservoir
drsquointerception
Nappe profonde
Chenaux mineurs
Reacutetention dans les deacutepressions
Ruissellement
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
souterrain
Ecoulement
souterrain
EVAPOTRANSPIRATION
PLUIE
NEIGE
Recharge ou
reacutecession de la nappe
Ecoulement dans
les riviegraveres
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)32()(1 SeRfacuehypodermiqEcoulement
Avec Rfac1= permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation mmh
La percolation est le dernier type de transfert se produisant agrave partir de cet horizon
Elle est donneacutee par
)32()( eb SKnPercolatio ougrave
Kb = permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la limite de lrsquohorizon
Se = Humiditeacute efficace de lrsquohorizon superficiel
En combinant les eacutequations preacuteceacutedentes le taux drsquoaccroissement du stock est donneacute
par
)32()1(
eb SKRfaci
dt
ds
Ougrave i = Flux entrant
S = reacuteservoir drsquohumiditeacute
t = le temps
Cette eacutequation ne peut malheureusement ecirctre reacutesolue de maniegravere explicite Mais en
faisant lrsquohypothegravese selon laquelle la variation du stock serait neacutegligeable devant le stock
initial cela conduit agrave une simplification de lrsquoeacutequation et permet alors drsquoobtenir une solution
approximative Pour tenir compte des situations extrecircmes la variation du stock doit ecirctre
comprise entre une limite supeacuterieure et une limite infeacuterieure La limite supeacuterieure est deacutefinie
par le niveau de stockage agrave partir duquel le flux de sortie est eacutegal au flux drsquoentreacutee La limite
infeacuterieure se deacuteduit en donnant agrave i la valeur zeacutero dans lrsquoeacutequation preacuteceacutedente cas pour lequel
une solution explicite est possible
Horizon infeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute du sol du situeacute en dessous de lrsquohorizon supeacuterieur
mais restant encore dans la zone racinaire (horizons B et C) Lrsquoexceacutedent de la demande
en eacutevapotranspiration nrsquoayant pas encore eacuteteacute satisfaite est alors soustraite de ce
reacuteservoir au taux potentiel avec les mecircmes restrictions que dans le cas de lrsquohorizon
superficiel
Nappe souterraine intermeacutediaire
Il srsquoagit drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini repreacutesentant le premier niveau de stockage des
eaux souterraines En particulier dans les zones calcaires la plupart des fissures
retenant de lrsquoeau communiquent avec un ruisseau plutocirct qursquoavec les nappes profondes
ce reacuteservoir repreacutesente cet eacutetat de fait Deux paramegravetres deacuteterminent les opeacuterations qui
srsquoy deacuteroulent le coefficient de deacutebit et la proportion drsquohumiditeacute qui sort du reacuteservoir pour
entrer dans le canaux Le reacuteservoir eacutetant lineacuteaire la relation entre le stockage et le temps
se deacuteduit immeacutediatement
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Nappe profonde
Il srsquoagit eacutegalement drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini ayant un coefficient de deacutebit constant
Crsquoest de lagrave que les eaux souterraines sont extraites Comme dans le cas preacuteceacutedent la
deacutetermination du flux (deacutebit de lrsquoeacutecoulement) est immeacutediate
Chenaux mineurs
Ce composant repreacutesente le dispatching des eacutecoulements agrave travers des petits
ruisseaux et des fosseacutes et dans des canaux eacutepheacutemegraveres en cas de saturation du bassin
versant Lrsquohydrogramme unitaire est triangulaire avec un temps de base eacutegal agrave 25 fois le
temps de monteacutee
IV12 Les variables drsquoentreacutee et de sortie du modegravele
Les principales variables drsquoentreacutee du modegravele sont
La pluviomeacutetrie Il srsquoagit de pluie moyenne sur le bassin ou le sous bassin versant
consideacutereacute ou des donneacutees brutes des stations pluviomeacutetriques Dans ce dernier cas
HYSIM effectue alors le test de double masse corrige les lacunes agrave lrsquoaide de
reacutegressions et calcule la pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant
Lrsquoeacutevapotranspiration (ETP) Lagrave aussi HYSIM peut recevoir directement lrsquoETP deacutejagrave
calculeacutee ou faire ce travail lui-mecircme quand on lui introduit les diffeacuterents termes de
lrsquoeacutevapotranspiration suivant la formule de Penman
Les autres variables drsquoentreacutees sont
Taux de fusion potentiel de la neige
Recharge et tarissement des riviegraveres
Coefficient de reacutecession de la nappe
Notons cependant que le modegravele peut tourner mecircme dans une situation ougrave les
donneacutees concernant une ou plusieurs de ces variables ne seraient pas disponibles
De mecircme le modegravele se preacutesente avec une certaine souplesse quant au pas de
temps des donneacutees Ce dernier peut en effet ecirctre journalier hebdomadaire mensuel ou
mecircme drsquoune fraction entiegravere journaliegravere
Les variables de sortie sont
Les deacutebits simuleacutes
Les contenances de diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps choisi
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Les flux drsquoeau entre les diffeacuterents reacuteservoirs
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IV13 Les paramegravetres du modegravele
La philosophie de deacuteveloppement de HYSIM est fondeacutee sur le souci de donner une
signification physique reacutealiste agrave tous le paramegravetres auxquels le modegravele fait recours La
plupart des paramegravetres employeacutes sont familiers aux hydrologues crsquoest le cas du reacuteservoir
drsquointerception ou de la superficie du bassin versant par exemple Mais bien drsquoautres
paramegravetres en particulier ceux relatifs agrave la physique du sol sont moins bien eacutevidents
Le bassin versant agrave modeacuteliser peut ecirctre subdiviseacute en sous bassins qui srsquoemboicirctent
Chaque sous bassin peut agrave son tour ecirctre subdiviseacute en plus de trois zones hydrologiques
individualiseacutees par leurs caracteacuteristiques climatiques et de sols Dans ce cas on deacutefinira
alors pour chaque sous-bassin la seacuterie de paramegravetres qui lui est propre Le reacuteseau
hydrographique est eacutegalement scheacutematiseacute en reacuteseau de chenaux
La premiegravere eacutetape de la modeacutelisation est de ce fait de deacutecider de la subdivision en
sous bassins et de la structuration du reacuteseau hydrographique agrave adopter
Ce modegravele est prolifique en paramegravetres On en distingue deux types les paramegravetres
hydrauliques et les paramegravetres hydrologiques
Les paramegravetres hydrauliques concernent les caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques la
pente et la rugositeacute des chenaux (Figure 32)
Figure 32 Paramegravetres hydrauliques du modegravele
Les paramegravetres hydrologiques
Ils sont les plus nombreux et on les regroupe en laquo paramegravetres de base raquo et
laquo paramegravetres avanceacutes raquo On les verra plus en deacutetail un peu plus loin
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IV2 MISE EN ŒUVRE DU MODELE SUR LE BASSIN DU KOU
laquo Le calage drsquoun model consiste agrave trouver le jeu optimal de paramegravetres cest-agrave-dire
celui qui optimise (bien souvent minimise) un critegravere numeacuterique permettant de juger de
lrsquoadeacutequation du modegravele pour des donneacutees disponibles En geacuteneacuteral ce critegravere mesure un eacutecart
entre la chronique des valeurs de deacutebits produites par le modegravele et la chronique des valeurs
observeacutees raquo Il traduit la performance du modegravele Ce Critegravere sera pour nous le critegravere de
Nash pour les raisons que nous expliciterons plus loin La deacutetermination des paramegravetres se
fera en deux eacutetapes
Une premiegravere eacutetape ougrave les paramegravetres sont deacutetermineacutes sur la base des
caracteacuteristiques notamment physiques du bassin versant et
Une deuxiegraveme eacutetape drsquoajustement (drsquooptimisation) des paramegravetres
Mais commenccedilons drsquoabord par deacuteterminer la peacuteriode de calage et le pas de temps
des donneacutees
IV21 Choix des eacutechelles de modeacutelisation
IV211 Echelle spatiale
La modeacutelisation hydrologique srsquoopegravere suivant diffeacuterentes eacutechelles spatiales
(KARAMBIRI 2003) On distinguera entre autres
- Premiegraverement lrsquoeacutechelle du bassin versant Cela se traduit par le deacutecoupage du
bassin versant en uniteacutes hydrologiques homogegravenes doteacutees de paramegravetres initiaux
mesureacutes ou estimeacutes qui seront ensuite optimiseacutes au cours du calage
- On peut eacutegalement conduire la modeacutelisation agrave lrsquoeacutechelle de la parcelle en deacuteterminant
les paramegravetres speacutecifiques agrave chaque eacutetat de surface eacuteleacutementaire qui seront ensuite
reporteacutes sur tout le bassin
- hellip
Le modegravele HYSIM est dans le premier cas Le bassin versant est conccedilu comme un
complexe de sous-bassins hydrologiques emboicircteacutes Le calage du modegravele consistera alors agrave
optimiser des paramegravetres deacutetermineacutes ou estimeacutes dans un premier temps sur la base
drsquoobservations et de mesures effectueacutees sur le terrain
La version laquo deacutemo raquo du modegravele que nous utilisons dans le cadre de cette eacutetude est
cependant soumise aux deux limitations suivantes
- Impossibiliteacute de travailler avec des seacuteries de plus de cinq ans de donneacutees
- Impossibiliteacute drsquoutiliser la subdivision en sous-bassins emboicircteacutes tout le bassin versant
devra ecirctre conccedilu comme un ensemble hydrologiquement homogegravene
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Drsquoautre part dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous eacutetions arriveacutes agrave la
conclusion qursquoau niveau des trois stations hydromeacutetriques seacutelectionneacutees seules les donneacutees
de Badara eacutetaient utilisables dans le cadre drsquoune modeacutelisation
Pour ces deux raisons ci-dessus eacutevoqueacutees notre uniteacute drsquoeacutetude sera le sous-bassin
de Badara Sans arriver jusqursquoagrave lrsquoexutoire du bassin versant le poste hydromeacutetrique de
Badara est geacuteographiquement suffisamment bien situeacute en aval des principaux utilisateurs
des ressources en eau du Kou (peacuterimegravetres irrigueacutes station de pompage de lrsquoONEA etc) On
pourra de ce fait assimiler le sous-bassin dont Badara est lrsquoexutoire agrave lrsquoensemble du bassin
versant du Kou sans trop de biais sur les conclusions
IV212 Echelle de temps
Pour ce qui est du pas de temps nous gardons un pas de temps journalier car drsquoune
part le modegravele lrsquoaccepte et drsquoautre part toutes les donneacutees disponibles sont agrave ce pas de
temps
IV22 Choix des eacuteveacutenements agrave modeacuteliser
Lrsquoobjectif principal de cette eacutetude est la deacutetermination du bilan hydrologique La
modeacutelisation devrait aider agrave deacuteterminer un terme important du bilan agrave savoir les volumes
eacutecouleacutes Ce volume est deacutetermineacute par inteacutegration du deacutebit moyen journalier sur la dureacutee sur
laquelle sera effectueacute le bilan Lrsquoeacuteveacutenement agrave modeacuteliser est de ce fait le deacutebit moyen
journalier Les donneacutees journaliegraveres drsquoETP et de pluies srsquoeacutetalent sur la peacuteriode 1996-2002
IV23 Choix des peacuteriodes et des fonctions critegraveres de calage et de validation
IV231 Choix des peacuteriodes de calage et de validation
Nous avons subdiviseacute la peacuteriode totale (1996 agrave 2002) couverte par nos donneacutees en
deux seacuteries de trois ans chacune La premiegravere anneacutee (1996) devant servir pour la mise en
route du modegravele le calage sera fait sur les trois anneacutees suivantes (1997 agrave 1999) dont les
donneacutees sont les meilleures La deuxiegraveme seacuterie (2000 agrave 2002) va ecirctre utiliseacutee pour la
validation
IV232 Choix de la fonction critegravere de calage et de validation
Lorsqursquoil srsquoagit de juger de la qualiteacute drsquoune simulation il est fait appel agrave des fonctions
objectives ou fonctions de critegraveres qui permettent drsquoestimer globalement sous forme drsquoun
seul nombre lrsquoeacutecart entre les sorties calculeacutees et les deacutebits observeacutes Plusieurs fonctions
critegraveres sont utiliseacutees pour lrsquoappreacuteciation des modegraveles pluies-deacutebits Nous pouvons en citer agrave
titre drsquoexemple le critegravere de Fortin (Fortin et al 1971) le critegravere de Nash (Nash et sutcliffe
1970) etchellip
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Pour ce qui est de notre eacutetude nous utiliserons dans un premier temps un critegravere
visuel qui consistera agrave repreacutesenter sur un graphique les valeurs observeacutees des deacutebits en
fonction des valeurs simuleacutees Ensuite ce critegravere visuel sera quantifieacute par la fonction critegravere
de Nash Il est en effet de lrsquoavis de nombreux auteurs que crsquoest la fonction qui permet
drsquoobtenir les meilleurs reacutesultats A preuve cette conclusion des eacutetudes comparatives
SERVAT ET DEZETTER (1990) puis DEZETTER (1991) laquo Au regard des objectifs viseacutes
(reconstitution la plus preacutecise possible des volumes de crue en saison des pluies restitution
de la dynamique des hydrogrammes absence de deacutecalage dans le temps entre les
hydrogrammes observeacutes et calculeacutes) et de la nature des donneacutees disponibles quelque soit
lrsquoalgorithme utiliseacute crsquoest son association avec le critegravere de Nash qui permet drsquoacceacuteder au
meilleur niveau de reacutesultats raquo
La fonction de critegravere de Nash est donneacutee par lrsquoexpression suivante
N
i
moyobs
i
obs
i
obs
N
i
i
Cal
NashdeCritegravere
1
2
2
1
)(
)(
1
Avec Qcal Deacutebit calculeacute
Qobs Deacutebit observeacute
Qobs-moy Deacutebit observeacute moyen
On sait que 1NashdeCritere Le modegravele sera alors consideacutereacute
comme performant lorsque la valeur du NashdeCritere est proche de 1 Pour
mieux appreacutecier cette performance nous adoptons lrsquoeacutechelle drsquoappreacuteciation
suivante (PACOME 2004)
Si NashdeCritere gt 08 alors le critegravere de Nash est bon pour le modegravele
Si 07 lt NashdeCritere 08 alors le critegravere de Nash est satisfaisant
Si 06 lt NashdeCritere 0 7 alors le critegravere de Nash est acceptable
Si 05 lt NashdeCritere 0 6 alors le critegravere de Nash est peu acceptable
Si NashdeCritere 05 alors le critegravere de Nash est mauvais
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IV24 Deacutetermination des paramegravetres du modegravele
IV241 Les paramegravetres hydrauliques
Les paramegravetres suivants ont eacuteteacute deacutetermineacutes agrave lrsquoaide des donneacutees topographiques
disponibles et sur la base des observations de terrain Nous adoptons ainsi les dimensions
moyennes suivantes
Largeur en gueule 30 m largeur au plafond = 15 m
Profondeur = 2 m longueur = 40 Km
Pente longitudinale = 2permil Largeur du lit majeur = 100m
Cœfficient de rugositeacute de Manning du chenal = 0033
Cœfficient de rugositeacute de Manning du lit majeur = 006
Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques
IV242 Paramegravetres hydrologiques de base
La deacutetermination de ces paramegravetres a eacuteteacute faite le plus souvent sur la base des
indications donneacutees par le manuel drsquoutilisation du modegravele
Reacuteservoir drsquointerception (Interception Storage)
Une valeur de 2 mm est raisonnable pour les prairies tandis que pour des zones de
forecirct on pourra deacutepasser 10 mm La carte drsquooccupation du sol du bassin montre une
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heacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute avec une preacutedominance de zone arbustive (66) suivi de plantations
(19) champ (134) et plaine rizicole (8) Nous retenons de ce fait une valeur 10
mm
Proportion de zone impermeacuteable (Impermeable Proportion)
Il srsquoagit de la proportion de la partie du bassin versant que lrsquoon peut consideacuterer
comme impermeacuteable Ceci inclus non seulement les routes et parkings mais
eacutegalement les aires naturels reacuteputeacutees avoir cette proprieacuteteacute ainsi que la riviegravere elle-
mecircme Une valeur de 002 est typique des zones rurales pour les zones urbaniseacutees
cette valeur pourra deacutepasser 20 Ce dernier taux nous semble exageacutereacute pour le
contexte africain en geacuteneacuterale et pour celui de la valleacutee du Kou en particulier La ville
de Bobo-Dioulasso ne peut pas ecirctre en effet consideacutereacutee impermeacuteabiliseacutee au mecircme
degreacute que le villes anglaises qui appartiennent au contexte de creacuteation et de
conception de HYSIM Nous estimons ce paramegravetre agrave 002 sur la base de la carte
drsquooccupation des sols du bassin versant
Temps de monteacutee des petits chenaux (Time to peak - minor channels)
Ce paramegravetre controcircle la simulation de la reacuteponse des canaux affluents
mineurs qui nrsquoauront pas eacuteteacute pris en compte dans la scheacutematisation du reacuteseau
hydrographique Ce paramegravetre srsquoestime par la formule suivante
470)(82 SLTp
Ougrave Tp = Temps de monteacutee en heures
L = longueur de la riviegravere consideacutereacutee en km
S = pente de la riviegravere consideacutereacutee mkm
On retiendra comme valeur du paramegravetre la moyenne des Tp calculeacutes avec la formule
preacuteceacutedente pour 4 agrave 5 affluents mineurs
Ce paramegravetre a eacuteteacute deacutetermineacute agrave lrsquoaide de la carte topographique de la valleacutee du Kou
On trouve Tp = 43h
Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
Sa valeur est normalement comprise entre 500 et 1000 mm mais cela
deacutependra surtout des types de veacutegeacutetations et de sols en preacutesence Ce paramegravetre
deacutetermine la capaciteacute de reacutetention totale des horizons superficiel et infeacuterieur du sol Il
est cependant difficile agrave deacuteterminer agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant crsquoest donc par
iteacuteration que nous le deacuteterminerons en partant drsquoune valeur de 1000 mm
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Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Crsquoest lrsquoun des plus importants paramegravetres du modegravele car il controcircle la
reacuteponse du sol Sa valeur se deacutetermine agrave lrsquoaide du tableau 18 avec comme entreacutee la
texture du sol Dans notre cas sa valeur est de 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et lrsquohorizon
qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute entre les deux
horizons du sol Sa valeur varie de 50 mmh pour les sols argileux agrave plus de
200mmh pour le sable Pour commencer les iteacuterations on prendra comme valeur de
deacutepart soit le double de la valeur donneacutee par le tableau 18 soit la valeur par deacutefaut
du modegravele qui est de 10 mmh Ce paramegravetre est en effet normalement moduleacute et
ajusteacute par le modegravele
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute du sol vers la nappe
souterraine En lrsquoabsence de nappe souterraine la valeur de ce paramegravetre est zeacutero
Dans le cas contraire sa valeur va de 10 mmh pour les sols lourds agrave 100 mmh et
plus pour les sols sableux et graveleux On pourra comme preacuteceacutedemment utiliser les
valeurs du tableau 18 ou garder la valeur par deacutefaut de 10 mmh donneacute par le
modegravele agrave titre de valeur de deacutemarrage car ce paramegravetre est eacutegalement moduleacute et
ajusteacute automatiquement
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-off from
the upper horizon at saturation)
La valeur de ce paramegravetre est ajusteacutee au cours de la calibration en partant de
la valeur par deacutefaut de deacutemarrage de 10 mmh
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
La proceacutedure de deacutetermination de ce paramegravetre est la mecircme que celle du
paramegravetre preacuteceacutedent
Coefficient de reacutecession de la nappe (groundwater recession)
La valeur de ce paramegravetre est donneacutee par la relation suivante
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)1(
12 )( mqqrecessiondetCoefficien
Ougrave q1 et q2 sont respectivement les deacutebits au deacutebut et agrave la fin de la saison segraveche et
m la dureacutee en mois de cette saison segraveche
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol
Texture Teneur
en argile
()
PSDI Pression
de
bouillone
ment
permeabiliteacute
mmh
Porositeacute Humiditeacute
residuelle
Peat 0 050 100 500 070 010
Sable 3 025 120 630 040 010
Loamy Sand 6 023 90 560 041 010
Marne sableuse 9 020 220 125 044 015
Silt Loam 14 019 80 26 049 015
Loam 19 018 500 25 045 015
Sandy Clay Loam 28 014 300 23 042 015
Silty Clay Loam 34 013 360 6 048 020
Limon argileux 34 012 630 9 048 020
Argile sableuse 43 010 150 8 043 020
Argile limoneuse 49 010 490 4 049 020
Argile 63 009 410 4 048 025
Nota
1 Ces valeurs sont baseacutee sur des donneacutee expeacuterimentales Certains parmis elles varient drsquoune maniegravere
rendant difficile lrsquoestimation drsquoune moyenne quand plusieurs types de sols sont concerneacutes A titre
drsquoexemple dans le cas de la pression de bouillonnement la valeur par deacutefaut de 250 doit ecirctre utiliseacutee agrave
moins que le bassin versant ne soit agrave 100 drsquoun type particulier
2 La teneur en argile et lrsquohumiditeacute reacutesiduelle ne sont pas utiliseacutees par HYSIM mais incluses dans le
tableau agrave titre de compleacutement
Coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (Precipitation correction factor)
Ce paramegravetre a eacuteteacute preacutevu pour corriger une eacuteventuelle sous-estimation ou
une eacuteventuelle surestimation de la pluviomeacutetrie Le test de sensibiliteacute a montreacute que le
modegravele reacuteagit trop par rapport agrave la pluviomeacutetrie de sorte que les deacutebits simuleacutes sont
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nettement supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes Lrsquointroduction de ce paramegravetre en
diminuant (dans notre cas) la pluviomeacutetrie permet alors de coller les deacutebits simuleacutes
avec les deacutebits observeacutes Apregraves plusieurs essais la valeur de 06 a eacuteteacute retenue
Coefficient de correction de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (Potential
evapotranspiration correction factor)
La deacutetermination de lrsquoeacutevapotranspiration eacutetant reacuteputeacutee moins preacutecise que celle
de la pluviomeacutetrie crsquoest sur ce paramegravetre que lrsquoon va le plus souvent jouer pour
obtenir lrsquoeacutequilibre du bilan hydrologique (optimisation agrave paramegravetre unique)
Superficie du sous-bassin (sub-catchment area)
Crsquoest la superficie du sous bassin versant en km2 Elle est de 989 km2
IV243 Paramegravetres hydrologiques avanceacutes
Ils ne sont dits laquo avanceacutes raquo que parce que le modegravele est moins sensible agrave leur
modulation Le plus souvent on se contentera des valeurs par deacutefaut suggeacutereacutees
Permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la surface de lrsquohorizon superficiel (saturated
permeability at the top of the Upper horizon boundary)
La valeur par deacutefaut proposeacutee et que nous retiendrons est 1000 mmh
Proportion de stockage dhumiditeacute dans lhorizon supeacuterieur
Cest un paramegravetre difficile agrave ajuster avec assurance Mais il serait peu
commun de deacutepasser la valeur par deacutefaut de 03 Srsquoil se trouve que la reacuteponse du
modegravele agrave de petits orages est geacuteneacuteralement tregraves faible la valeur de ce paramegravetre
peut ecirctre reacuteduite cest-agrave-dire que lhorizon supeacuterieur se remplira plus rapidement et
se deacutechargera aussitocirct
Rapport de la surface du bassin versant souterrain participant au bilan au bassin
versant de surface (Ratio of Contributing Groundwater Catchment Area to Surface
Catchment Area)
Ce ratio tient compte du fait que les deux bassins pourraient ne pas coiumlncider
Proportion du bassin versant qui soit sans contribution de nappe souterraine
(Proportion of Catchment without Contributing Groundwater)
Idem avec le paramegravetre preacuteceacutedent
Proportion de zone mareacutecageuse (Riparian proportion) soumise agrave
lrsquoeacutevapotranspiration au taux potentiel pendant toute lrsquoanneacutee et ce mecircme quand tout le
reste du bassin versant serait sec
Porositeacute (prosity)
Le tableau 18 donne une valeur de 44
Pression de bouillonnement (bubbling pressure)
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Cette valeur repreacutesente la succion capillaire agrave partir de laquelle des bulles
apparaissent quand le sol est soumis agrave un assegravechement Ce paramegravetre est lun des
deux paramegravetres qui commandent la reacuteponse de la succion capillaire dans le sol agrave la
teneur en eau Des valeurs typiques sont indiqueacutees dans le tableau 18 mais la
valeur par deacutefaut approprieacutee pour un bassin versant reacuteputeacute heacuteteacuterogegravene est 250
Coefficient de reacutecession de la nappe souterraine intermeacutediaire
Valeur par deacutefaut 05
Proportion drsquohumiditeacute quittant les nappes intermeacutediaires en direction des canaux
Valeur par deacutefaut 0
Facteur drsquointerception
Ceci est un coefficient de pondeacuteration de lrsquoeacutevapotranspiration qui se produit au
droit du reacuteservoir drsquointerception Lrsquoeacutevaporation srsquoy produit en effet agrave un taux
eacutequivalent agrave ce qui se produirait sur un plan drsquoeau libre dont le taux est nettement
supeacuterieur agrave lrsquoeacutevapotranspiration Valeur par deacutefaut 1
IV244 Test de sensibiliteacute
Ce test permet drsquoidentifier les paramegravetres qui influencent le plus les reacutesultats du
modegravele Le test a consisteacute agrave faire varier les paramegravetres dans des plages raisonnables et
reacutealistes vis agrave vis des observations de terrain A lrsquoissu de ce test on fait le constat suivant
- Le facteur de zone impermeacuteable a de lrsquoinfluence sur lrsquoeffet des petites pluies sur les
deacutebits Plus ce facteur est grand plus les deacutebits simuleacutes seront eacuteleveacutes
- La profondeur racinaire a une grande influence sur les volumes et les deacutebits ruisseleacutes
Le volume ruisseleacute croit en sens inverse de la profondeur racinaire
- Le facteur de reacutecession de la nappe a quant agrave lui de lrsquoinfluence sur le deacutebit de saison
segraveche ou deacutebit de base
- Les facteurs de correction de la pluviomeacutetrie et de lrsquoeacutevapotranspiration jouent dans le
mecircme sens que le deacutebit Quand les deacutebits simuleacutes sont supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes
il faut diminuer le paramegravetre de correction de la pluie et augmenter celui de lrsquoETP Mais
ces deux paramegravetres ont moins de conseacutequences que la profondeur racinaire
- Un autre facteur dont lrsquoinfluence sur les deacutebits et les volumes est important crsquoest lrsquoindice
de composition granulomeacutetrique Plus cet indice est grand moins il y a drsquoeacutecoulement
Mais cela a une influence positive sur le deacutebit de base
Les autres facteurs comme les permeacuteabiliteacutes ont eacutegalement des influences notables sur
lrsquoeacutecoulement mais comme ces paramegravetres sont optimiseacutes automatiquement on nrsquoen tiendra
pas trop compte
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IV245 Optimisation des paramegravetres du modegravele
Lrsquooptimisation des paramegravetres a pour but de trouver le jeu de paramegravetres qui
rapproche le plus possible le comportement du modegravele de celui du bassin modeacuteliseacute la
similitude des comportements eacutetant quantifieacutee par un critegravere (fonction objectif) servant agrave
lrsquooptimisation des paramegravetres et mesurant ce degreacute de similitude
Lrsquooptimisation des paramegravetres se fait en deux eacutetapes
Lrsquooptimisation agrave paramegravetre unique Crsquoest lrsquooptimisation par ajustement de
lrsquoun des trois paramegravetres suivants
- Le coefficient correcteur de la pluviomeacutetrie
- Le coefficient correcteur de lrsquoeacutevapotranspiration
- Et la profondeur racinaire
Le choix du paramegravetre agrave ajuster va largement deacutependre de la qualiteacute des donneacutees
pluviomeacutetriques Si ces donneacutees donnent une bonne couverture spatiale du bassin (cest-agrave-
dire une bonne repreacutesentativiteacute) il serait alors preacutefeacuterable drsquooptimiser le coefficient correcteur
de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (ETP) Dans le cas contraire choisir le coefficient
correcteur de la pluviomeacutetrie La profondeur racinaire ne sera choisie que dans le seul cas
ougrave les donneacutees pluviomeacutetriques et drsquoeacutevapotranspiration seraient tregraves sucircres
Lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres
Lrsquooptimisation porte sur quatre au moins des six paramegravetres suivants
1) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et
lrsquohorizon qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
2) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
3) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-
off from the upper horizon at saturation)
4) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
5) Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
6) Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Quatre fonctions objectives sont disponibles dans cette option drsquooptimisation agrave
multiples paramegravetres En effet lrsquoon doit choisir lrsquoune de ces quatre fonctions avant de lancer
lrsquooptimisation HYSIM va alors essayer de minimiser cette fonction objective en choisissant
une direction agrave partir du jeu initial de paramegravetres pour effectuer des deacuteplacements dans
lrsquoespace ces derniers et calculer la valeur de la fonction au nouveau point Srsquoil y a
ameacutelioration lrsquoopeacuteration est renouveleacutee agrave partir de ces nouveaux paramegravetres Sinon on
choisit une nouvelle direction agrave partir de ce mecircme point
Ces quatre fonctions objectives sont les suivantes
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a) Erreur reacuteduite destimation (Reduced error estimate (REE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
5022 )()( mR FFFFEER
Ougrave F = Deacutebit moyen journalier simuleacute
Fm = Deacutebit moyen journalier observeacute
FR = Deacutebit journalier observeacute
Cette fonction donne le mecircme poids agrave des erreurs eacutequivalentes par exemple une
erreur de 1m3s aura le mecircme poids que le deacutebit soit de 10 ou de 1m3s Le choix du
REE est bien indiqueacute pour la modeacutelisation des eacutecoulements ou pour des bassins
versants agrave activiteacute saisonniegravere
b) Erreur proportionnelle destimation (Proportional error of estimate (PEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
502 )1())(( nFFFEEP RR
Ougrave n deacutesigne le nombre de jours utiliseacutes pour le calage et les autres termes restent
tels que deacutefinis ci-dessus Cette fonction conduit agrave la minimisation des erreurs
proportionnelles par exemple une erreur de 1m3s ougrave le deacutebit est de 10m3s a le mecircme
poids qursquoune erreur de 01m3s ougrave le deacutebit est de 1m3s Cette fonction objective est
particuliegraverement utile dans le cas des eacutecoulements lents
c) Erreur extrecircme destimation (Extreme error of estimate (EEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
50)1(()))()((( nFFFFFFEEE mRmR
Cette fonction objective donne des poids plus grands aux extrecircmes (maxi et mini)
Elle sera geacuteneacuteralement preacutefeacutereacutee agrave toutes les autres Ce sera celle que nous allons
utiliser
d) Deacutebit de base (base flow)
Cette fonction est baseacutee sur la somme des carreacutes des erreurs des deacutebits de base
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IV3 RESULTATS ET DISCUSSIONS
IV31 Analyse de la qualiteacute des reacutesultats du modegravele
La pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee par la meacutethode des
polygones de Thiessen et agrave partir des observations faites sur trois stations assez bien
reparties dans lrsquoespace Elle nous parait de ce fait plus sucircre que lrsquoeacutevapotranspiration qui a
eacuteteacute deacutetermineacutee agrave partir drsquoune seule station Crsquoest pour cette raison que nous avons choisi de
jouer sur le coefficient se rapportant agrave lrsquoETP dans lrsquoeacutetape de lrsquooptimisation agrave paramegravetre
unique
Pour lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres nous avons joueacute sur les quatre paramegravetres
que le concepteur conseille dans les cas courants (voir paragraphe IV244)
Apregraves plusieurs simulations ougrave nous avons chaque fois deacutetermineacute la fonction critegravere
nous sommes arriveacute au reacutesultat suivant
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage
Reacuteservoir drsquointerception (mm)
10
Proportion de terrain impermeacuteable 010
Temps de monteacutee (heure) 43
Profondeur racinaire (mm) 6000
Index de composition granulomeacutetrique 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation a lrsquointerface des deux horizons (mmh) 140
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon superficiel (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon infeacuterieur (mmh) 11
Facteur de reacutecession de la nappe (par mois) 0999
Facteur de correction de la pluviomeacutetrie 060
Facteur de correction de lrsquoeacutevapotranspiration 0307
Surface du bassin versant (Km2) 989
Il convient de voir si les valeurs de paramegravetres trouveacutes sont reacutealistes La critique va
porter sur les paramegravetres marqueacutes par un asteacuterix dans le tableau 19 les autres paramegravetres
ayant deacutejagrave eacuteteacute choisis sur la base des donneacutees de terrain
La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave lrsquointerface des deux couches (140 mm) est
caracteacuteristique des terrains sableux (voir tableau 20) et ceci correspond agrave notre terrain
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La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la base de la couche infeacuterieure est
caracteacuteristique de sols lourds ce qui est eacutegalement le cas du bassin du Kou
Quant aux eacutecoulements hypodermiques les taux qui sont les leurs nous
semblent raisonnables
La valeur de la profondeur racinaire semble cependant exageacutereacutee mais crsquoest
tout de mecircme une valeur plausible du fait de la nature seacutedimentaire du terrain et drsquoapregraves
CHABI GONNI (2003) la nappe se situerait en moyenne agrave 20 m de profondeur
Le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (060) semble ecirctre faible Cela
pourrait srsquoexpliquer par les diverses preacutelegravevements en amont de Badara car les erreurs sur la
mesure de la pluie ne pourraient agrave elle seule expliquer un rabattement de 40 pour passer
de la pluie mesureacutee agrave la pluie efficace
Le coefficient de correction de lrsquoETP semble ecirctre eacutegalement sous-estimeacute Cela
pourrait srsquoexpliquer par la faiblesse du coefficient de correction de la pluviomeacutetrie Les
valeurs de ces deux derniers paramegravetres posent la question de la surparametrisation du
modegravele
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours drsquoHydrogeacuteologie
de M DIENG (EIER))
Diamegravetre (mm) 5 005 0005
Nature des
sols
Graviers ou
Gravillons sans
eacuteleacutements fins
Sable pur ou sable
et Gravier sans
eacuteleacutements fins
Sable tregraves fin silts
et meacutelange de sables
et argiles
Argiles
homogegravenes
K en ms 1 10-2
10-5
10-9
Tregraves bonne Bonne Mauvaise Impermeacuteable
Les valeurs des paramegravetres deacutetermineacutes agrave partir du calage sont reacutealistes et
acceptables
IV32 Analyse des reacutesultats du calage
Les graphiques des figures 34 agrave 39 preacutesentent les reacutesultats du calage Lrsquoobservation
visuelle des graphiques et les valeurs du critegravere de Nash sur les deacutebits et de lrsquoerreur relative
sur les volumes du tableau 21 autorisent les remarques suivantes
Critegravere de Nash gt 06 bonne restitution des deacutebits cependant lrsquoobservation
des graphiques (semis des points) montre que le modegravele a tendance agrave sous-estimer les
deacutebits maximums et moyens (simuleacutes) Par contre les deacutebits minimums simuleacutes sont
surestimeacutes
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 77
Lrsquoerreur relative exprimeacutee par la diffeacuterence entre les volumes observeacutes et
simuleacutes est infeacuterieure en valeur absolue agrave 5 ce qui est acceptable drsquoougrave nous concluons
qursquoil y a une bonne restitution des volumes
Une bonne synchronisation des deacutebits observeacutes et simuleacutes au cours des
anneacutees 1997 et 1999 par contre au deacutebut de lrsquoanneacutee 1998 on constate un certain
deacutecrochage des deux courbes cela peut ecirctre du agrave la qualiteacute des donneacutees drsquoobservation Le
modegravele annonce une crue cela est confirmeacute en regardant lrsquohistogramme des pluies ougrave on
peut remarquer qursquoil y a effectivement une pluie correspondant agrave ce jour La courbe des
deacutebits observeacutes reste cependant muette lagrave-dessus
Il y a une meilleure sensibiliteacute du modegravele aux eacuteveacutenements pluvieux mecircmes les
plus faibles par rapport aux deacutebits observeacutes
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage
Date 1997 1998 1999 1997-1999
Nash 061 079 086 076
Erreur relative
()
01 34 05 22
Correacutelation ()
079 892 938 883
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacute
bit
s (
m3
s)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
RecordedNash (1997) = 061
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 78
Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash(Q)= 061
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
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1998
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bs
erv
eacutes
(m
3s
)
Nash(1998)=079
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
0
5
10
15
20
25
11
19
99
11
71
99
9
22
19
99
21
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99
9
63
19
99
32
21
99
9
74
19
99
42
31
99
9
95
19
99
52
51
99
9
10
61
99
9
62
61
99
9
12
71
99
9
72
81
99
9
81
31
99
9
82
91
99
9
91
41
99
9
93
01
99
9
10
16
19
99
11
11
99
9
11
17
19
99
31
21
99
9
12
19
19
99
Dates
Deacuteb
its
m3
s)
0
20
40
60
80
100
120
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Nash (1999)=086
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Promotion (2006) 80
Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
1999
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash (1999)=086
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
IV33 Analyse des reacutesultats de la validation
La calibration ou calage a consisteacute en gros agrave partir de la pluviomeacutetrie et de
lrsquoeacutevapotranspiration pour deacuteterminer les paramegravetres du modegravele La validation sera lrsquoopeacuteration
inverse permettant drsquoeacutevaluer la performance du modegravele (muni des paramegravetres deacutetermineacutes en
calibration) agrave deacutecrire fidegravelement le processus hydrologique au sein du bassin versant Pour
ce faire on fait tourner le modegravele pour une peacuteriode autre que celle ayant servi agrave la calibration
et on compare les reacutesultats ainsi obtenus aux reacutesultats mesureacutes Nous analysons lagrave aussi la
restitution des volumes drsquoeau eacutecouleacutes et des deacutebits avec les mecircmes moyens qursquoau calage
(tableau 22 et figures 39 agrave 44)
Le critegravere de Nash que nous trouvons est de 06 pour chaque anneacutee du calage prise
individuellement ou pour lrsquoensemble des trois anneacutees Cela confirme le fait que modegravele
restitue de faccedilon acceptable les deacutebits Les deacutebits maximums et moyens sont lagrave aussi
minoreacutes par rapport aux observations Lrsquoobservation est valable pour les deacutebits minimums
eacutegalement Le biais est assez net pour 2001 et 2000
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Promotion (2006) 81
Lrsquoerreur sur le volume est pour chaque anneacutee prise individuellement ou pour
lrsquoensemble de la peacuteriode de calage tregraves eacuteleveacutee car deacutepassant mecircme les 10 Cela est agrave
imputer agrave la qualiteacute des donneacutees de cette peacuteriode
Il y a une bonne synchronisation entre deacutebits simuleacutes et observeacutes en particulier pour
les deacutebits maximums
On observe lagrave aussi une bonne sensibiliteacute aux eacuteveacutenements pluvieux
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation
Date 2000 2001 2002 2000-2002
Nash 066 063 056 061
Erreur relative
()
130 240 110 22
0
5
10
15
20
25
30
01
01
20
00
16
01
20
00
31
01
20
00
15
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00
03
01
20
00
16
03
20
00
31
03
20
00
15
04
20
00
30
04
20
00
15
05
20
00
30
05
20
00
14
06
20
00
29
06
20
00
14
07
20
00
29
07
20
00
13
08
20
00
28
08
20
00
09
12
20
00
27
09
20
00
10
12
20
00
27
10
20
00
11
11
20
00
26
11
20
00
12
11
20
00
26
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00
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
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60
70
80
90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Nash(2000) = 066
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
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Promotion (2006) 82
0
2
4
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0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2000) = 066
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
0
5
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25
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11
20
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1
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01
21
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01
32
22
00
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74
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01
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95
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01
52
52
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1
10
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00
1
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00
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81
32
00
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82
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00
1
91
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00
1
93
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00
1
10
16
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01
11
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00
1
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20
01
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00
1
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20
01
Dates
Deacuteb
its (
3s
)
0
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20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies (
mm
)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
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Promotion (2006) 83
0
2
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6
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0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2001) = 063
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
0
5
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20
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20
02
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02
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00
2
27
20
02
71
62
00
2
73
02
00
2
81
32
00
2
82
72
00
2
10
92
00
2
92
42
00
2
81
02
00
2
10
22
20
02
51
12
00
2
11
19
20
02
31
22
00
2
12
17
20
02
12
31
20
02
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Simulated
Recorded
Nash (2002) = 06
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
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Promotion (2006) 84
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash (2002) = 06
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
IV34 Reconstitution des donneacutees hydromeacutetriques manquantes agrave laide du modegravele
La simulation consiste agrave mettre en œuvre le modegravele caleacute preacuteceacutedemment pour
deacuteterminer les deacutebits correspondants agrave des peacuteriodes sans observation hydromeacutetrique ou
dont les donneacutees contiennent des lacunes
Nous retenons comme peacuteriode de simulation la peacuteriode comprise entre 1986 et 2003
qui correspond agrave celle dont les observations des trois stations pluviomeacutetriques utiliseacutees plus
haut sont disponibles
A lrsquoanalyse des reacutesultats nous faisons le constat suivant
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale les variations des deacutebits suivent les saisons
meacuteteacuteorologiques Pendant la saison des pluies le deacutebit augmente et atteint son maximum en
aoucirct (53m3s) Les deacutebits baissent rapidement agrave partir drsquooctobre et continuerons ensuite agrave
baisser graduellement de novembre agrave juin Le deacutebit drsquoeacutetiage moyen (correspondant agrave la
peacuteriode de deacutecembre agrave mai) est de lrsquoordre de 07m3s La figure 45 illustre la variation inter-
saisonniegravere du deacutebit moyen
Le deacutebit moyen annuel calculeacute pour la peacuteriode de 1984 agrave 2003 est de 17m3s le
volume eacutecouleacute correspondant srsquoeacutelegraveve agrave 536 million de m3 On obtient ainsi un coefficient
drsquoeacutecoulement de 53
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 85
000100200300400500600
Janv
ier
Mar
sM
ai
Juillet
Sep
tem
bre
Nov
embr
e
Mois
Deacute
bit
s (
m3
s)
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou
Pour analyser les variations interannuelles des deacutebits nous avons appliqueacute la
meacutethode de la moyenne mobile au deacutebit drsquoeacutetiage cest-agrave-dire de deacutecembre agrave mai Lrsquoanalyse
des deacutebits annuels (figure 46) ne permet pas en effet de conclure sur lrsquoeacutevolution des
deacutebits car des anneacutees ougrave les deacutebits paraissent eacuteleveacutes il peut y avoir des mois sans
eacutecoulement en fait compenseacutes par des mois pluvieux
000
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150
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1986
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1998
1999
2000
2001
2002
2003
anneacutees
Deacuteb
its (
m3s
)
Deacutebit moyen annuel
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 86
000
020
040
060
080
100
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1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
deacuteb
it(m
3s
)
Deacutebit deacutetiage
Moyenne arithmetique
Moyenne mobile
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes
A lrsquoissue du test de la moyenne mobile le constat est qursquoon ne deacutecegravele pas de
tendance Cela est normal car le deacutebit est fonction de la pluviomeacutetrie qui elle-mecircme ne
connaicirct pas de tendance comme nous lrsquoavons vu plus loin
IV35 Conclusion
HYSIM est un modegravele prolifique en paramegravetres ce qui a rendu le calage tregraves
laborieux La multipliciteacute des paramegravetres peut eacutegalement conduire agrave des solutions locales
Un autre fait deacuteplorable crsquoest la petitesse de la chronique utiliseacutee Il faut eacutegalement citer le
fait que la station hydromeacutetrique dont les donneacutees ont eacuteteacute utiliseacutees nrsquoest pas celle qui est le
plus agrave lrsquoaval du bassin versant Cela est de nature agrave biaiser le reacutesultat obtenu Cependant la
mise en oeuvre de HYSIM sur le bassin du Kou a donneacute des bons reacutesultats On peut donc
lrsquoemployer pour simuler les deacutebits et compleacuteter les donneacutees neacutecessaires au calcul du bilan
hydrologique
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
BILAN EN EAU DU BASSIN
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V BILAN EN EAU DU BASSIN
V1 APPROCHE METHODOLOGIQUE
Faire un bilan hydrique agrave lrsquoeacutechelle drsquoun objet revient toujours agrave consideacuterer que la loi
de conservation de la masse est satisfaite pour la peacuteriode retenue
Le bilan hydrologique que lrsquoon peut comparer agrave une simple opeacuteration comptable vise
agrave eacutetablir le budget entre les entreacutees et les sorties en eau dune uniteacute hydrologique deacutefinie
pendant une peacuteriode de temps donneacute
Dans sa formulation la plus geacuteneacuterale il seacutecrit
)( huRETRQP
Tout ce qui tombe (P) dans un espace hydrologique et dans un laps de temps donneacute
soit seacutecoule (Q) soit repart dans latmosphegravere par eacutevapotranspiration (ETR) soit participe agrave
la recharge des reacuteserves en eau du sol (Ru) ou du sous-sol (Rh) Les variations de reacuteserve
peuvent ecirctre eacutegalement neacutegatives et contribuer aux eacutecoulements etou agrave
leacutevapotranspiration
La meacutethodologie ci-dessous deacuteveloppeacutee consistera agrave deacuteterminer tous les termes du
bilan hydrologique et agrave poser lrsquoeacutequation du bilan On prendra le cas drsquoune anneacutee moyenne
drsquoune anneacutee deacutecennale segraveche et drsquoune anneacutee deacutecennale humide
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V2 LES DIFFERENTS TERMES DU BILAN
V21 Les apports pluviomeacutetriques
La pluviomeacutetrie annuelle moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee dans la
premiegravere partie De mecircme une analyse freacutequentielle en a eacuteteacute faite Cela a reacuteveacuteleacute lrsquoextrecircme
variabiliteacute interannuelle de la pluie Crsquoest pour cette raison que dans cette eacutevaluation des
apports nous prenons le cas drsquoune pluie en anneacutee moyenne (1996) en anneacutee deacutecennale
segraveche (2001) et en anneacutee deacutecennale humide (1998) La surface eacutetant de 989 km2 nous en
deacuteduisons les volumes des apports pluviomeacutetriques correspondant aux anneacutees retenues
pour lrsquoeacutetude du bilan Les reacutesultats sont consigneacutes au tableau
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee moyenne deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Hauteur (mm) 9299 7888 11579
Volume apports (m3) 919 671 800 780 123 200 1 145 163 100
V22 Les eacutecoulements
Les deacutebits correspondant agrave la peacuteriode de 1984 agrave 2003 ont eacuteteacute simuleacutes avec le modegravele
HYSIM Ils sont catalogueacutes en annexe IV Nous notons au tableau 24 les lames eacutecouleacutees
les deacutebits moyens et les volumes eacutecouleacutes correspondant aux anneacutees du bilan
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale segraveche et humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Deacutebit moyen annuel (m3s)
1501 1233 1952
Volume eacutecouleacute (m3) 47 274 200 29 768 900 61 318 000
Coefficient drsquoeacutecoulement ()
51 50 54
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On note un tregraves faible coefficient drsquoeacutecoulement quelque soit le quantile consideacutereacute A
titre de comparaison lrsquoeacutetude IWACO (1989) citeacutee par BERTHIAUD (2001) a trouveacute un
coefficient drsquoeacutecoulement de 52 pour la peacuteriode de 1974 agrave 1985
V23 Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle (ETR) est lrsquoune des variables de sortie du modegravele Nous
preacutesentons dans le tableau 25 suivant les valeurs correspondant agrave lrsquoETR des anneacutees du
Bilan
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
LrsquoETR reste au mecircme niveau quelque soit lrsquoissu de la saison des pluies Elle est cependant
plus accentueacutee en anneacutee segraveche agrave cause de la faible teneur en eau de lrsquoair
V24 La variation du stock des diffeacuterents reacuteservoirs
Le modegravele sort eacutegalement lrsquoeacutetat des diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps journalier
On peut donc calculer la variation du contenu de chaque reacuteservoir et de lagrave la variation de
stock totale au cour drsquoune peacuteriode (tableau 26)
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et deacutecennale
humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Neige 00 00 00
Interception 00 00 00
Horizon superficiel -689 -1859 452
Horizon infeacuterieur -22 -45 130
Nappe intermeacutediaire 00 00 00
Nappe souterraine -223 -223 -217
Chenaux mineurs 00 00 01
Variation du stock totale (mm)
-931 -21268 +3656
On constate une variation de stock (Stockfinal ndash Stockinitial) neacutegative en anneacutee moyenne
et en anneacutee segraveche Les deux premiegraveres couches du sol perdent leurs eaux au profit de la
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demande eacutevaporative De mecircme elles sont mises agrave contribution ainsi que la nappe
souterraine pour renflouer la riviegravere En anneacutee humide les horizons superficiel et infeacuterieur du
sol sont reacutealimenteacutes
V25 Bilan en eau du bassin versant
Le tableau 27suivant preacutesente le bilan
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Pluie (mm) 9299 7888 11579
Pluie efficace (mm) 5579 4733 6947
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
Variation du stock (mm)
- 931 - 21268 + 3656
Fermeture (mm) -215 -46 395
La fermeture du bilan nrsquoest pas nulle Mais les eacutecarts sont faibles et acceptables
drsquoautant plus qursquoils sont imputables aux erreurs et incertitudes dans la deacutetermination des
diffeacuterents termes du bilan Pour obtenir la fermeture du bilan nous avons du consideacuterer la
pluie efficace plutocirct que la pluie reacuteellement observeacutee dans lrsquoeacutequation du bilan En calculant le
bilan avec la pluie observeacutee obtenons les eacutecarts suivants 3501 mm pour 1996 3108 mm
pour 2001 et 3993 mm pour 1998 La pluie efficace est deacutetermineacutee en multipliant la pluie
observeacutee par le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute dans lrsquoeacutetape de calage
du modegravele Ce coefficient a normalement pour but de corriger les erreurs drsquoeacutevaluation sur la
pluviomeacutetrie mais la valeur de 06 nous parait exageacutereacutee pour de simples erreurs
drsquoestimation La raison de la faiblesse de ce coefficient est agrave rechercher ailleurs dans les
divers preacutelegravevements effectueacutes et dans les stockages en surface non pris en compte par le
modegravele Pour eacutetayer cette affirmation nous allons estimer les stockages en surface et les
principales utilisations de lrsquoeau
V3 LES UTILISATIONS DrsquoEAU
Les principaux utilisateurs de lrsquoeau sont
- Lrsquoadduction drsquoeau potable de la ville de Bobo-Dioulasso
- Les peacuterimegravetres irrigueacutes formels et informels
- Lrsquoeacutelevage et les autres
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V31 LrsquoAEP de Bobo-Dioulasso
Lrsquoalimentation en eau potable de Bobo-Dioulasso la deuxiegraveme ville du Burkina Faso
est assureacutee principalement par lrsquoONEA agrave partir des installations de captage des sources de
Nasso Les sources de Nasso sont comme nous lrsquoavons vu parmi les principales ressources
drsquoalimentation des eacutecoulements du Kou Il est de ce fait important de quantifier lrsquoampleur de
ce preacutelegravevement
La population de la ville de Bobo-Dioulasso a eacuteteacute estimeacute en agrave 600000 habitants en
2003 avec un taux drsquoaccroissement de 43 Actuellement cette Population serait alors
de 700000 habitants Pour avoir une ideacutee de la demande induite par cette population nous lui
appliquons une consommation speacutecifique moyenne de 40 ljourhabitant (D ZOUNGRANA
2003) La demande journaliegravere serait de ce fait de 28 000 m3
V32 Le peacuterimegravetre rizicole
Le peacuterimegravetre irrigueacute de la valleacutee du Kou est situeacute au nord-ouest de la ville de Bobo-
Dioulasso dans la commune de Bama Il a eacuteteacute reacutealiseacute dans le cadre de la coopeacuteration entre
le Burkina Faso (Haute Volta agrave lrsquoeacutepoque) et la Reacutepublique de Chine Taiwan
Le peacuterimegravetre couvre une superficie de 1250 ha dont 1021 ha sont effectivement
susceptibles drsquoecirctre mis en valeur Il est alimenteacute en eau agrave partir drsquoune prise reacutealiseacutee sur la
riviegravere Kou agrave Diaradougou Le canal drsquoameneacute de forme trapeacutezoiumldale en beacuteton a une
longueur de 11 km et a eacuteteacute dimensionneacute pour un deacutebit maximum de 35 m3s A lrsquoeacutetiage tout
le deacutebit du Kou est deacuteriveacute vers le peacuterimegravetre irrigueacute
Le peacuterimegravetre est exclusivement consacreacute agrave la production de riz conformeacutement agrave son
objectif drsquoorigine qui est de pourvoir agrave la demande en riz
On note lrsquoexistence de deux campagnes de production par an
- la campagne hivernale et
- la campagne de saison segraveche de janvier agrave mai et pendant laquelle
lrsquoalimentation en eau des cultures est assureacutee par irrigation
Nous avons estimeacutes les consommations en eau du peacuterimegravetre rizicole agrave 20 000 m3ha
drsquoougrave une demande totale de 40840 millions de megravetres cubes Les hypothegraveses et les deacutetails
de calcul sont consigneacutes en annexe V
V33 Lrsquoirrigation informelle
Lrsquoirrigation informelle est repreacutesenteacutee par les exploitations agricoles installeacutees
spontaneacutement ccedilagrave et lagrave dans la valleacutee du Kou et en particulier le long du canal drsquoamener du
peacuterimegravetre rizicole du Kou
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Lrsquoinventaire reacutealiseacute par le ministegravere de la question paysanne (HURE 1998) sur la
base des photographies aeacuteriennes donne lrsquoampleur de cette occupation informelle des
terres
en amont de la prise de Diaradougou 170 ha
agrave lrsquoaval de Diaradougou 200 ha dont 100 ha appartiennent agrave lrsquoIRFA lrsquoORD et
lrsquoINERA
Les cultures pratiqueacutees sur ces terres sont geacuteneacuteralement des cultures maraicircchegraveres
On note eacutegalement la preacutesence de plantations de bananiers et de papayers drsquoailleurs en
nette expansion
En estimant les besoins en eau des cultures maraicircchegraveres agrave 8700 m3ha (Hypothegraveses
et deacutetails des calculs en annexe VI) la demande en eau de lrsquoirrigation informelle pourra ecirctre
estimeacutee agrave 2 349 000 m3
V34 Les utilisateurs pastoraux
Lrsquoeacutelevage est comme nous lrsquoavons vu la deuxiegraveme activiteacute eacuteconomique de la reacutegion
des hauts bassins
On notera dans un premier temps lrsquoeacutelevage pratiqueacute par les populations reacutesidentes
agrave titre drsquoactiviteacute secondaire utilisant les sous produits de lrsquoagriculture et apportant juste un
suppleacutement de revenu Les effectifs impliqueacutes sont alors modestes et de moindre
conseacutequence sur la demande globale en eau du bassin du Kou
Les plus grands effectifs drsquoanimaux rencontreacutes dans la valleacutee appartiennent aux
pasteurs transhumants des reacutegions moins favoriseacutees par la pluviomeacutetrie du Burkina Faso
Ces derniers freacutequentent la valleacutee en particulier pendant la saison segraveche quand les
ressources en eau et en pacircturage se sont eacutepuiseacutees dans leur reacutegion drsquoorigine Le cheptel est
constitueacute majoritairement de bovins et dans une moindre mesure de caprins et ovins
On note eacutegalement la preacutesence drsquoun eacutelevage semi intensif pratiqueacute par des
groupements drsquoeacuteleveurs ou par des particuliers
Les eacuteleveurs ont une preacutefeacuterence pour les eaux de surface car cela implique pour eux
moins drsquoeffort Ils seront orienteacutes plus vers lrsquoexploitation des mares et des riviegraveres
Le rapport drsquoIWACO (1999) sur le pastoralisme donne les effectifs suivants
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso
Bovins Ovins Caprins Asins
Bobo-Dioulasso 7587 1170 577 3106
Source laquo le pastoralisme dans les zones de Bobo-Dioulasso-Samorogouan-
Barani-Djibasso raquo Adama Deme)
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Nous retenons les consommations speacutecifiques (D ZOUNGRANA 2003) indiqueacutees au
tableau et cela donne la demande pastorale correspondante
Tableau 29Consommation en eau du cheptel
Espegravece Bovins Ovins Caprins Asins total
Effectif 7587 1170 577 3106 -
Consommation
Speacutecifique (ljindividu) 40 15 15 20 -
Consommation annuelle
(m3) 110 770 32028 3159 22674 168 631
V35 Retentions en surfaces et recharge de la nappe
Les retentions en surface concernent les retentions dans les mares lacs et autres
deacutepressions Le cas le plus repreacutesentatif est la mare de Bama qui stocke un million de m3
(HURE 1998) ce qui eacutequivaut agrave 1mm (infime)
Par contre les recharges de la nappe repreacutesentent un volume plus significatif Dans
lrsquoeacutetat des lieux des ressources en eau au Burkina Faso (GIRE 2001) on les estime agrave 16
de la pluie tombeacutee par an Cela correspond respectivement agrave 1488 mm pour 1996 1262
mm pour 2001 et 1853 pour 1998
V36 Synthegravese des utilisations drsquoeau
Le tableau 29 suivant reacutesume les consommations en eau de la valleacutee du Kou
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou
Uniteacute Quantiteacute (Volume m3)
AEP Bobo-Dioulasso m3s 28 000
Demande pastorale m3 168 631
Peacuterimegravetre rizicole m3s 40 840 000
Peacuterimegravetre informel m3s 2 349 000
Total en m3 43 385 631
Total en mm (par rapport agrave la superficie du bassin versant)
439
Anneacutee 1996 1998 2001
Recharge nappe (mm) 1488 1262 1853
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V4 CONCLUSION
Nous avons calculeacute le bilan pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche
et une anneacutee deacutecennale humide Nous sommes arriveacutes agrave des fermetures non nulles que lrsquoon
a expliqueacute par les erreurs accumuleacutees dans la deacutetermination des termes du bilan annuel
Nous avons ensuite essayeacute drsquoexpliquer le rabattement de 40 qursquoimplique le coefficient de
correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute au Calage du modegravele en recherchant du coteacute des
preacutelegravevements drsquoeau effectueacutes sur le bassin versant en amont de lrsquoexutoire de Badara Nous
avons pour cela effectuer une eacutevaluation grossiegravere de ces eacutevaluations Les quantiteacutes
trouveacutees sont loin drsquoexpliquer cette diffeacuterence entre pluie efficace et pluie mesureacutee La
question de la compreacutehension de la signification reste encore drsquoactualiteacute agrave la sortie de
chapitre sur le bilan
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CONCLUSION GENERALE
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VI CONCLUSION GENERALE
La premiegravere tacircche que nous nous sommes donneacutee dans le cadre de cette eacutetude
crsquoest la constitution drsquoune base de donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques assainies Si
on peut juger la disponibiliteacute et la qualiteacute des donneacutees pluviomeacutetriques de satisfaisant on ne
peut pas en dire autant des donneacutees hydromeacutetriques Le reacuteseau hydromeacutetrique est en effet
de tregraves qualiteacute mauvaise qualiteacute Cela rend impossible toute eacutetude hydrologique rigoureuse
sur la base des seules donneacutees disponibles Drsquoougrave la neacutecessiteacute de faire recours agrave drsquoautres
moyens et en lrsquooccurrence agrave la modeacutelisation
Nous avons ensuite essayeacute de mettre en œuvre un modegravele hydrologique de type
pluies-debit (HYSIM) sur le bassin versant Malgreacute lrsquoinsuffisance de donneacutees de qualiteacute et les
limitations de la version du modegravele dont nous disposons nous sommes parvenus agrave de
reacutesultats satisfaisants Lrsquoutilisation du modegravele nous a ensuite permis de reconstituer une
chronique de deacutebits de vingt ans de 1984 agrave 2003 nous donnant ainsi des eacuteleacutements
drsquoanalyse de notre bilan en eau
Le bilan a eacuteteacute calculeacute pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et une
anneacutee deacutecennale humide On constate que 40 de la pluie qui tombe ne participe pas aux
activiteacutes hydrologiques proprement dites Une eacutevaluation des diffeacuterentes utilisations a
confirmeacute ce fait
Drsquoautre part cette eacutetude a reacuteveacuteleacute les difficulteacutes qursquoil y a agrave obtenir de donneacutees fiables
avec un reacuteseau drsquoobservations hydromeacutetriques du type traditionnel agrave cause des problegravemes
de gestion qursquoil implique moyen financier section de controcircle en perpeacutetuel changement
techniques de jaugeage inadapteacute au reacutegime (turbulent) des cours drsquoeauhellipLa modeacutelisation
par contre permet drsquoavoir une chronique de deacutebit acceptable tout en srsquoaffranchissant des
inconveacutenients de gestion de plusieurs stations hydromeacutetriques Crsquoest lagrave une voie agrave suivre
pour nos pays agrave faible moyen et ougrave la gestion de stations drsquoobservation nlsquoest pas encore
eacutevidente
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BIBLIOGRAPHIE
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CHABI-GONNI B G F 2003 Synthegravese hydrologique sur la valleacutee du Kou Mise en place
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GINESTE P et GUINAUDEAU M Cours drsquoHydrologie tome1 hydromeacutetrie et Hydrologie
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KARAMBIRI H 2003 Crue et eacuterosion hydrique au Sahel Etude et modeacutelisation des flux
drsquoeau et de matiegraveres sur un petit bassin versant pastoral au Nord du Burkina Faso Thegravese de
doctorat Universiteacute Paris 6 318 pages
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Polycopieacute EIER Ouagadougou 142 pages
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ANNEXES
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LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants 24
Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou 28
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM 32
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA 32
Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet 33
Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles 39
Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou 40
Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude 42
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 42
Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique 43
Tableau 13 Coefficients de Thiessen 44
Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants 46
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo 47
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes 48
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques 56
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol 70
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage 75
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours
drsquoHydrogeacuteologie de M DIENG (EIER)) 76
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage 77
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation 81
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee
moyenne deacutecennale segraveche et deacutecennale humide 88
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale
segraveche et humide 88
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998 89
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide 89
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou 90
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso 92
Tableau 29Consommation en eau du cheptel 93
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou 93
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INTRODUCTION GENERALE
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LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS
AEP Alimentation en Eau Potable
APEFE association belge drsquoappui au deacuteveloppement
CIEH Comiteacute Inter africain drsquoEtudes Hydrauliques
DRAHRHHB Direction Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des
Ressources Halieutiques des Hauts Bassins
EIER-ETSHER Groupe des Ecoles Inter-Etats drsquoIngeacutenieurs de lrsquoEquipement Rural et
des Techniciens Supeacuterieurs de lrsquoHydraulique et lrsquoEquipement Rural
ETP Evapotranspiration Potentielle
FIT Front Inter Tropical
GEeau Projet Gestion des Ressources en eau du Sud-Ouest du Burkina
GIRE Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
MAHRH Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources
halieutiques
VREO Projet de Valorisation des Ressources en Eau du Ouest
SIG Systegravemes drsquoInformations Geacuteographiques
PAGIRE Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
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INTRODUCTION GENERALE
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INTRODUCTION GENERALE
I1 CADRE DE LrsquoETUDE
La preacutesente eacutetude entre dans le cadre des meacutemoires de fin drsquoeacutetudes drsquoingeacutenieur du
geacutenie rural du GROUPE EIER-ETSHER de Ouagadougou Le Groupe EIER-ETSHER est
un Institut inter Etats drsquoenseignement supeacuterieur et de recherche dans les domaines de lrsquoeau
lrsquoeacutenergie lrsquoenvironnement et les infrastructures baseacute agrave Ouagadougou la capitale du Burkina
Faso Creacuteeacute en 1968 et eacutemanant de 14 Etats africains francophones lrsquoeacutecole forme des
ingeacutenieurs des techniciens supeacuterieurs et des titulaires de DESS
Il megravene en collaboration avec des eacutetablissements du Nord et du Sud comme
Katholieke Universiteit Leuven (KUL) des travaux de recherche principalement dans les
domaines de lrsquoeau de lrsquoeacutenergie et de lrsquoenvironnement
Crsquoest dans le cadre de cette collaboration que le sujet du preacutesent meacutemoire a eacuteteacute
deacutefini entre le projet laquo GEeau raquo de Bobo-Dioulasso et laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement
et de recherche en gestion et valorisation de lrsquoeau et de lrsquoassainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER Ce sujet est intituleacute laquo Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du
bassin versant du Kouraquo
Le rapport est subdiviseacute en six parties
Partie I Introduction geacuteneacuterale ougrave nous exposons le cadre la probleacutematique et les
objectifs de lrsquoeacutetude drsquoune part et drsquoautre part la meacutethodologie adopteacutee pour reacutepondre
aux questions souleveacutees
Partie II On y preacutesente les geacuteneacuteraliteacutes sur la reacutegion des Hauts-Bassins Le
promoteur du thegraveme de cette eacutetude ainsi que sur le site de lrsquoeacutetude
Partie III Crsquoest lrsquoeacutetape de la constitution de la base des donneacutees de lrsquoeacutetude
Partie IV Cette partie est consacreacutee agrave la modeacutelisation
Partie V Etude du bilan
Partie VI Conclusion geacuteneacuterale
I2 PROBLEMATIQUE
Le bassin versant du Kou avec une superficie de 1821 km2 comprenant le systegraveme
hydraulique de la riviegravere du Kou ses affluents et les sources de Nasso constitue une
importante ressource en eau
Cette ressource assure drsquoune part lrsquoalimentation en eau drsquoune population estimeacutee en
2003 agrave 600 000 habitants dont celle de Bobo-Dioulasso la 2egraveme ville du pays Une population
appeleacutee agrave franchir le cap du million en 2025 Elle permet drsquoautre part lrsquoirrigation de vastes
peacuterimegravetres agricoles dont la superficie totale qui avoisine 3200 ha est en constante
augmentation notamment du fait du deacuteveloppement drsquoune filiegravere laquo fruits et leacutegumes raquo sous
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INTRODUCTION GENERALE
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lrsquoimpulsion de lrsquoinitiative priveacutee Cette production irrigueacutee est agrave lrsquoorigine du deacuteveloppement
drsquoactiviteacutes eacuteconomiques de transports transformations et commerce qui font lrsquoessor de la
ville de Bobo-Dioulasso
Dans le contexte climatique actuel du Burkina marqueacute par une baisse de la
pluviomeacutetrie une telle tendance agrave la hausse des diffeacuterentes utilisations de cette ressource
nrsquoa pas manqueacute drsquoentraicircner un deacuteseacutequilibre au niveau de la satisfaction des besoins en eau
Citons agrave titre drsquoexemple le cas du principal peacuterimegravetre rizicole de la valleacutee du Kou (1200ha)
qui est confronteacute agrave des deacuteficits hydriques pendant les mois de janvier agrave mai
Le deacuteveloppement industriel conseacutecutif au deacuteveloppement de la production agricole
constitue eacutegalement avec ses rejets incontrocircleacutes drsquoeffluents divers une autre menace
seacuterieuse cette fois-ci sur la qualiteacute de ces eaux
Pour faire face agrave cette nouvelle donne et dans la perspective de creacuteer les conditions
drsquoun deacuteveloppement durable lrsquoEtat burkinabeacute a mis en place une politique de gestion
inteacutegreacutee des ressources en eau Cette politique se traduit dans les faits par les objectifs
assigneacutes aux diffeacuterents projets intervenant dans la zone parmi lesquels se trouve le projet
GEeau initiateur de la preacutesente eacutetude
Toute gestion des ressources en eau pour ecirctre efficace doit en effet partir de leur
bonne connaissance A cet effet il peut ecirctre utile de rappeler que la mesure quantitative et
qualitative des eacuteleacutements du cycle hydrologique et la mesure des autres caracteacuteristiques de
lenvironnement qui influent sur leau constituent une base essentielle pour une gestion
efficace de leau (Deacuteclaration de Dublin 1992) Au Burkina Faso pays ougrave les eaux de
surface jouent un rocircle primordial la compreacutehension et lanalyse du bilan hydrologique est de
fait la base de toute eacutetude et reacuteflexion au sujet de la gestion des eaux
Atteindre un tel objectif suppose la disponibiliteacute de donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques
portant sur une longue peacuteriode et couvrant drsquoune maniegravere adeacutequate la zone drsquoeacutetude Si
aujourdrsquohui une telle exigence est relativement satisfaite pour la pluviomeacutetrie dans le cas de
la valleacutee du Kou on ne peut pas en dire autant des deacutebits dont les stations de mesures sont
reacutecentes En pareille situation la solution couramment adopteacutee est de faire recours aux
modegraveles matheacutematiques qui permettent alors de transformer les pluies en deacutebits et de fournir
une seacuterie de longueur comparable agrave celle de la pluviomeacutetrie
Crsquoest dans cette optique que le thegraveme de cette eacutetude a eacuteteacute mis au point par le projet
GEeau et lrsquouniteacute theacutematique drsquoenseignement et de recherche en gestion et valorisation de
lrsquoeau et de lrsquoassainissement du Groupe EIER-ETSHER
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I3 OBJECTIFS DE LrsquoETUDE
Cette eacutetude a pour objectif geacuteneacuteral de contribuer agrave la connaissance des ressources
en eau du bassin versant du Kou en vue drsquoune gestion efficace et durable Ses objectifs
speacutecifiques sont
- La mise en place drsquoune base de donneacutees assainies par une synthegravese et la
valorisation des donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques et de sol disponibles
- Mise en œuvre agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant drsquoune deacutemarche de modeacutelisation agrave
lrsquoaide drsquoun logiciel (HYSIM)
- Le calcul du bilan en eau pour quelques sceacutenarii de saisons des pluies
I4 METHODOLOGIE
La meacutethodologie adopteacutee pour cette eacutetude srsquoarticule en trois points
1) Recherche documentaire
Elle comprend
Une revue des connaissances bibliographiques relatives agrave la zone drsquoeacutetude et agrave la
modeacutelisation hydrologique en geacuteneacuteral Il srsquoest agit dans un premier temps de faire le point
des diffeacuterentes eacutetudes ayant porteacute sur la zone drsquoeacutetude et ayant trait au thegraveme Notre regard
srsquoest eacutegalement porteacute sur des eacutetudes similaires effectueacutees dans drsquoautres reacutegions du monde
En deuxiegraveme lieu nous avons approfondi nos connaissances en modeacutelisation
hydrologique
La prise en main de lrsquooutil de modeacutelisation Ceci inclut les techniques drsquoimportation
et drsquoexportation des donneacutees le test de sensibiliteacute des paramegravetres et les strateacutegies de
calage
La collecte des donneacutees relatives au site Il srsquoagit de cartes diverses de donneacutees
numeacuteriques hydromeacuteteacuteorologiques de donneacutees sur le sol et de donneacutees geacuteneacuterales sur le
site
2) Visite de terrain
Elle a eu pour but de faire
des observations sur les caracteacuteristiques geacuteneacuterales du site nature du terrain relief
veacutegeacutetation
une appreacuteciation in situ de la configuration actuelle du reacuteseau hydrographique
une appreacuteciation visuelle de lrsquooccupation de lrsquoespace les positions relatives des
diffeacuterents utilisateurs vis-agrave-vis du cours drsquoeau etc
des observations de la manifestation des menaces sur la qualiteacute des eaux
3) Travaux de bureaux
Les travaux de bureau ont porteacute sur les points suivants
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Constitution des seacuteries de donneacutees pluviomeacutetriques le protocole adopteacute agrave cette fin
est le suivant
a) Choix des stations suivant des critegraveres comme la position geacuteographique la
longueur de la seacuterie absence de lacuneshellip
b) Controcircle de la qualiteacute des donneacutees par lrsquoemploi des meacutethodes classiques de
doubles masses et de la moyenne mobile
c) Remplissage des laquo lacunes raquo eacuteventuelles et passage des pluies ponctuelles aux
pluies moyennes sur le bassin versant suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
d) Analyse de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere agrave lrsquoaide drsquoajustement agrave des
lois statistiques
Constitution des seacuteries de donneacutees hydromeacutetriques
A ce niveau nous avons fait lrsquoinventaire des donneacutees disponibles leur critique et leur
correction quand cela est neacutecessaire et faisable
Modeacutelisation crsquoest la plus laborieuse de toutes les eacutetapes Elle comporte les points
suivants
a) Preacuteparation et transfert des donneacutees vers le modegravele
b) Nous proceacutedons ensuite au calage ou calibration du modegravele cest-agrave-dire le
choix du jeu de paramegravetres optimaux pour la transformation pluie-deacutebit
c) La validation consistera agrave veacuterifier la pertinence et le reacutealisme du choix des
paramegravetres sur une peacuteriode autre que celle ayant servi au calage
d) La simulation va consister agrave deacuteterminer agrave lrsquoaide du modegravele caleacute les deacutebits
des anneacutees sans observations hydromeacutetriques
Calcul du bilan hydrologique Les reacutesultats des simulations ci-dessus eacutevoqueacutees vont
nous permettre de faire le bilan sur des anneacutees caracteacuteristiques comme la moyenne la
deacutecennale segravechehellip
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GENERALITES
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II GENERALITES
Le thegraveme de ce meacutemoire a eacuteteacute deacutefini par laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement et
de Recherche en Gestion et Valorisation de lrsquoEau et de lrsquoAssainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER en collaboration avec laquo le projet de renforcement structurel de la capaciteacute de
gestion des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo baseacute agrave la Direction
Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources Halieutiques des Hauts-
Bassins (DRAHRHHB) Nous commenccedilons de ce fait ce rapport par une preacutesentation de la
reacutegion du projet et de la zone drsquoeacutetude
II1 PRESENTATION DE LA REGION DES HAUTS-BASSINS
La reacutegion des Hauts-Bassins est situeacutee agrave lrsquoouest du Burkina Elle srsquoeacutetend sur une
superficie de 26606 kmsup2 (94 du territoire national) Elle est limitrophe agrave lrsquoest des reacutegions
du Sud-Ouest et de la Boucle du Mouhoun agrave lrsquoouest de la Reacutepublique du Mali au nord de la
reacutegion de la Boucle du Mouhoun et la Reacutepublique du Mali et au sud de la reacutegion des
Cascades
Sur le plan administratif elle est subdiviseacutee en trois (3) provinces Le Houet le
Keacuteneacutedougou et le Tuy Il faut eacutegalement citer une sous-subdivision en 33 deacutepartements 3
communes urbaines 30 communes rurales et 449 villages Bobo-Dioulasso est le chef-lieu
de cette reacutegion
La population de la reacutegion des Hauts-Bassins eacutetait estimeacutee en 2002 agrave 1232 891
habitants (104 de la population du Burkina) soit une densiteacute drsquoenviron 48 habitantskmsup2 Il
srsquoagit drsquoune population cosmopolite on y rencontre toutes les ethnies du pays les
populations dominantes en nombre sont les Bobos autochtones du terroir les Mossis et les
peulhs allogegravenes venus du Nord du pays
A lrsquoinstar de tout le Burkina Faso les principales activiteacutes eacuteconomiques y demeurent
lrsquoagriculture et lrsquoeacutelevage
Lrsquoagriculture hivernale est domineacutee par la production de coton et de ceacutereacuteales (maϊs
sorgho mil seacutesame foniohellip) La riziculture et la maraicirccher-culture se pratiquent sur les
peacuterimegravetres irrigueacutes On note eacutegalement la preacutesence drsquoexploitations fruitiegraveres dont le nombre
est actuellement en pleine croissance La production agricole est exceacutedentaire
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Dans la reacutegion des Hauts-Bassins la province du Houet est la zone par excellence
de lrsquoeacutelevage Les ressources halieutiques ne sont pas neacutegligeables non plus mais la pecircche
est de type artisanal
La reacutegion des Hauts-Bassins est une des principales zones industrielles du Burkina
Faso La province du Houet est celle qui possegravede le plus grand nombre drsquouniteacutes industrielles
drsquoune certaine importance apregraves celles du Kadiogo Les plus importantes interviennent dans
la fabrication drsquoouvrages en meacutetaux de produits alimentaires de boissons de tabac et de
textile
Du fait de la position de carrefour international de Bobo-Dioulasso le commerce y
occupe une place de choix Un grand nombre de maisons de commerce nationales et
eacutetrangegraveres ont leur siegravege agrave Bobo-Dioulasso
La reacutegion est bien desservie pour ce qui est des infrastructures socioeacuteconomiques
sans ecirctre exhaustif on pourra citer
les infrastructures de communication dix radios dont un drsquoEtat six priveacutes et trois
communautaires
la couverture en infrastructures de santeacute est globalement satisfaisante 193
formations sanitaires en 2002
en matiegravere de transport le reacuteseau routier repreacutesente 10 du reacuteseau national soit
1517 km Il est constitueacute de 22 de routes bitumeacutees du Burkina 3 de routes en terre
ordinaire et 7 de routes en terre moderne La reacutegion est traverseacutee par plus de 100 km de
chemin de fer et dispose drsquoun aeacuteroport de classe internationale
La probleacutematique de deacuteveloppement de la reacutegion se fonde sur les atouts
eacuteconomiques En effet elle dispose drsquoun potentiel naturel agrave mecircme drsquoassurer et de soutenir
les objectifs de deacuteveloppement Ce potentiel naturel constitueacutee drsquoeau de sols etc est
surtout favorable aux activiteacutes de production agricole drsquoeacutelevage et de production miniegravere Ce
qui en fait une des reacutegions les plus favoriseacutees du Burkina Faso
Le relief de la reacutegion est marqueacute par la preacutesence de plateaux et de plaines
auxquels srsquoajoutent quelques buttes collines et valleacutees
Le climat est tropical de type nord-soudanien et sud-soudanien Il est marqueacute par 2
grandes saisons une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobrenovembre) et une
saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (novembredeacutecembre agrave avril) La reacutegion beacuteneacuteficie
drsquoune pluviomeacutetrie moyenne annuelle comprise entre 800 et 1 100 mm
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La particulariteacute de la topographie et du climat de la reacutegion des Hauts-Bassins en
fait un veacuteritable chacircteau drsquoeau Crsquoest dans cette reacutegion que les principaux fleuves du
Burkina prennent leur source Le Mouhoun le Banifing et le Tuy (Grand Baleacute)
La veacutegeacutetation drsquoensemble de la reacutegion est essentiellement une veacutegeacutetation de
savane comportant tous les sous-types depuis la savane boiseacutee jusqursquoagrave la savane herbeuse
La faune est assez riche et varieacutee du fait de lrsquoexistence de nombreuses forecircts
classeacutees (16 au total)
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II2 PRESENTATION DU PROJET
II21 Cadre
Le laquo projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en
eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo est un des fruits de la coopeacuteration entre la
reacutegion Wallonne du royaume de Belgique et le Burkina Faso Il entre dans le cadre de la
mise en oeuvre des actions du laquo Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en
Eau raquo PAGIRE La laquo Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau (GIRE) raquo est en effet la
strateacutegie adopteacutee par lrsquoeacutetat burkinabeacute pour atteindre ses objectifs en matiegravere drsquoeau qui se
reacutesument en les points suivants
satisfaction durable des besoins en eau
protection contre lrsquoaction agressive de lrsquoeau
ameacutelioration des finances publiques par le partage de charges
preacutevention des conflits dans la gestion des ressources en eau
Ce projet srsquoinscrit eacutegalement dans le cadre de la mise en œuvre du programme
laquo Valorisation des ressources en eau de lrsquoOuest raquo (VREO) qui est un programme national
relatif aux ressources en eaux couvrant la moitieacute Ouest du pays
Enfin il srsquoinscrit en continuiteacute du projet de recherche laquo GEeau raquo initieacute par la
DRAHRHHB le groupe EIERETSHER et la Katholieke Universiteit Leuven (KUL) et
cherche agrave lui assurer un environnement institutionnel et organisationnel adapteacute au
deacuteveloppement agrave la peacuterennisation de ses reacutesultats et agrave sa duplication dans la reacutegion Ouest
du pays
II22 Geacuteneacuteraliteacutes
Nous preacutesentons dans lrsquoencadreacute ci-dessous la fiche donnant les renseignements geacuteneacuteraux sur le projet
Fiche de projet
Intituleacute Projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en eau
pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou
Zone drsquointervention Bassin versant du Kou (Reacutegion des Hauts-Bassins)
Thegraveme Preacuteservation de lrsquoenvironnement
Secteurs et sous secteurs Politique agricole et gestion administrative des ressources en
eau agrave usage agricole
Dureacutee de mise en œuvre 48 mois
Sources de financement Reacutegion Wallonne (Belgique)
Maicirctre drsquoœuvre APEFE
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Maicirctre drsquoouvrage Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des ressources
Halieutiques
II23 Objectifs du projet
Le principal objectif geacuteneacuteral du projet est de contribuer agrave la mise en œuvre de la
GIRE Son objectif speacutecifique est le renforcement des connaissances de la gestion la
valorisation et la protection des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans la reacutegion des
Hauts-Bassins
II24 Strateacutegie
La strateacutegie retenue est baseacutee sur le renforcement des capaciteacutes institutionnelles et
de gestion de lrsquoeau pour lrsquoagriculture au niveau local
Inteacutegration de lrsquointervention dans les perspectives drsquoaction du Comiteacute de Gestion du
Bassin du Kou
Ameacutelioration de la productiviteacute de lrsquoeau en agriculture vivriegravere
Appui agrave la peacuterennisation des actions
II25 Reacutesultats attendus
Les reacutesultats attendus de ce projet sont
Mise au point drsquooutils techniques destineacutes agrave ameacuteliorer les connaissances sur les
ressources en eau du bassin (bilan hydrique) et agrave servir au suivieacutevaluation de la
situation dans le bassin quasiment en temps reacuteel afin de servir agrave la gestion et agrave la
planification des ressources en eau
Transfert de connaissances vers les autres acteurs locaux qui se seront ainsi
approprieacutes les outils de gestion eacutelaboreacutes au cours du projet pour leurs propres
inteacuterecircts
Valorisation de la deacutemarche sur un autre bassin apregraves une eacutetude de transposabiliteacute
Creacuteer les conditions drsquoune capitalisation de lrsquoacquis de ce projet et des eacutetudes
anteacuterieures deacutejagrave effectueacutees ou des expertises locales reconnues sur la zone par la
mise en place drsquoune structure capable de conserver ces informations mais aussi et
surtout de les exploiter agrave des fins de recherche pour des activiteacutes lieacutees agrave la GIRE
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II3 PRESENTATON DE LA ZONE DrsquoETUDE
II31 Situation geacuteographique
Le bassin versant du Kou est lrsquoespace geacuteographique situeacute agrave lrsquoouest du Burkina Faso
dans la reacutegion des Hauts-Bassins entre les longitudes 4deg40rsquoO et 4deg10rsquoO et les latitudes 11degN
et 11deg30N et draineacute par la riviegravere du mecircme nom Cette riviegravere qui est un affluent du Mouhoun
(ex Volta noire) draine ainsi une superficie de 1821km2
La figure 1 preacutesente la carte de situation du bassin versant
0 300 600 Kilomegravetres
CARTE DE SITUATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Autres province du Burkina FasoProvince du HouetBassin-versant du Kou
Figure 1 Carte de situation du bassin du Kou
II32 Geacuteomorphologie
Le bassin du Kou a une forme allongeacutee Il est orienteacute Nord-est Sud-ouest avec une
longueur de 51 km et une largeur de 33 km Il est constitueacute essentiellement drsquoun plateau
greacuteseux culminant aux environs de 500 m drsquoaltitude au sud et srsquoabaissant progressivement
jusqursquoagrave 300 m agrave lrsquoaval de la plaine vers Baouleacute le point de confluence avec le Mouhoun
Lrsquoaltitude moyenne est de 407 m (figure 2)
On peut le subdiviser en trois sous bassins emboiteacutes qui sont (figure 3)
- Sous-bassin de Koumi 347 km2
- Sous-bassin de Badara 989 km2
- Sous-bassin de la confluence Niameacute-Baouleacute 1605 km2
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Figure 2 Carte du modeleacute de terrain du bassin versant du Kou
U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
Exutoire du bassin versant
0 30 60 Kilomegravetres
Carte de deacutecoupage en sous bassins du bassin versant du Kou
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
IVIII
II I
Reacuteseau hydrographique stations pluviometriquesU Stations hydrometriques
Figure 3 Deacutecoupage en sous-bassins
(NB I= sous-bassin de Koumi I+II= sous-bassin de Badara I+II+II=sous bassin de Confluence I+II+III+IV=
bassin versant du Kou)
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II33 Caracteacuteristiques morphomeacutetriques
Les caracteacuteristiques de forme et de relief des sous-bassins reacutesumeacutees au tableau 1 ont
eacuteteacute deacutetermineacutees par BICABA (1991)
Superficie du bassin versant (S)
La deacutelimitation du bassin versant a eacuteteacute faite sur une carte IGB au 1200 000
La mesure de la superficie a eacuteteacute effectueacutee agrave lrsquoaide drsquoun planimegravetre
Peacuterimegravetre (P)
Il a eacuteteacute mesureacute sur la carte au 1200 000
Rectangle eacutequivalent
Le rectangle eacutequivalent est un rectangle ayant la mecircme superficie le mecircme indice de
compaciteacute et la mecircme distribution hypsomeacutetrique que le basin versant Sa longueur (L)
est donneacutee par lrsquoexpression
]))1281(1(1[)1281( 21221
compcomp IISL
avec S surface du bassin versant et Icomp indice de compaciteacute
Indice de compaciteacute (Icomp)
Il correspond au rapport du peacuterimegravetre du bassin versant agrave celui drsquoun cercle de mecircme
superficie et srsquoexprime par la relation suivante
212820 SPIcomp avec
P peacuterimegravetre styliseacute du bassin versant en km
S superficie du bassin versant en km2
Indice global de pente (Ig)
Cet indice caracteacuterise le relief drsquoun bassin et il est deacutefini par la formule suivante
LHI g
Ougrave ΔH est lu sur la courbe hypsomeacutetrique1 (figure 4 agrave 6) et repreacutesente la
deacuteniveleacutee exprimeacutee en megravetres entre les altitudes ayant approximativement 5 et
95 de la superficie du bassin versant au dessus drsquoelles
L est la longueur du rectangle eacutequivalent exprimeacutee en km
Relief fort pour 100lt Ds
Ds est donneacutee par la relation suivante SIDs g
1 Courbe repreacutesentant le pourcentage de la superficie du bassin versant situeacutee au-delagrave drsquoune altitude H donneacutee en
fonction de cette altitude
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Courbe hypsometrique du bassin versant de Koumi
350
390
430
470
510
550
590
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
de la surface totale
Alt
itu
de
s (
m)
Figure 4 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Koumi
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Badara
280
320
360
400
440
480
520
560
600
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
de
Figure 5 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Badara
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Niameacute-Baouleacute
280
320
360
400
440
480
520
560
600
640
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
des (
m)
Figure 6 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de la confluence NIameacute-Baouleacute
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Deacuteniveleacutee speacutecifique (Ds)
Elle permet de classer le relief du bassin en
Relief faible pour Ds lt50 m
Relief modeacutereacute pour 50 mlt Ds lt100 m
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants
Sous-Bassins Versants
Caracteacuteristiques Koumi Badara
Confluence
Niame-Baouleacute
Superficie (km2) 347 989 1605
Peacuterimegravetre styliseacute (m) 77 151 175
Coefficient de Gravelius 115 137 126
Longueur du rectangle eacutequivalent (km2) 242 5930 6403
Largeur du rectangle eacutequivalent (km2) 1420 1600 2380
Indice global de pente (mkm) 480 317 317
Densiteacute de drainage 065 068 058
Deacuteniveleacutee speacutecifique (m)
(nature du relief)
894
(Modeacutereacute)
975
(Modeacutereacute)
127
(Fort)
II34 Climatologie
Le bassin versant du Kou se situe agrave la limite sud de la zone climatique tropicale
soudano-saheacutelienne Ses caracteacuteristiques climatiques sont
Tempeacuteratures
Lrsquoamplitude thermique annuelle est faible La tempeacuterature moyenne mensuelle
minimale varie toute lrsquoanneacutee de 17 agrave 22degC tandis que la tempeacuterature moyenne maximale
varie de 33 agrave 37degC en saison segraveche et de 29 agrave 34degC en saison des pluies
Les vents
On note lrsquoinfluence de deux vents dominants
Lrsquoharmattan ou alizeacute vent chaud et sec des anticyclones du Sahara de secteur Nord-
Est agrave Est et soufflant pendant la saison segraveche
la mousson vent de secteur Sud-ouest chargeacute drsquohumiditeacute et provenant de la zone
eacutequatoriale
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La limite de seacuteparation entre ces deux masses drsquoair ou Front Inter Tropical (FIT)
connaicirct au cours de lrsquoanneacutee un deacuteplacement du Sud au Nord ce qui se traduit par
lrsquoalternance de deux saisons bien distinctes
- une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobre)
- une saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (de novembre agrave avril)
Insolation
La dureacutee moyenne pour lrsquoensoleillement est de 7 h 42rsquo Lrsquoinsolation varie de 75 mmj
agrave 87 mmj Elle est agrave son minimum en juillet-aoucirct et maximale en avril-mai
Humiditeacute de lrsquoair
Lrsquohumiditeacute de lrsquoair est tregraves faible en saison segraveche (20 ndash 40 ) tandis qursquo en saison de
pluie elle atteint 70 agrave 80 voire 90 au cours des averses
II35 Geacuteologie
La description de la geacuteologie est baseacutee sur les travaux de IWACO citeacute par BICABA
(1991)
La geacuteologie du bassin du Kou est une superposition de greacutes encastreacutes entre un socle
essentiellement granito-gneissique de roches orthomeacutetamorphiques et eacuteruptives au fond et
une couche de deacutepocircts reacutecents ou de lateacuterite en surface composeacutee de sables et drsquoargiles
(figure 7)
De bas en haut on distingue
- Le socle absolument impermeacuteable composeacute de roches plutoniques (migmatites et
granites diffeacuterencieacutes) et de roches meacutetamorphiques birrimiennes (schistes micaceacutes
schistes greacuteseux schistes verts amphiboles)
- Les greacutes de base qui sont des greacutes agrave grains grossiers de silice ou de feldspaths tregraves
fissureacutes drsquoune eacutepaisseur de 200 m environ tregraves peu lateacuteriseacutes bien que poreux et
permeacuteables
- Les greacutes de Sotuba glauconieux sur une eacutepaisseur de 80 m drsquoallure schisteuse
poreux fissureacute et tregraves lateacuteriseacutes
- Les greacutes siliceux agrave ciment argileux de Bobo-Dioulasso aux faciegraves nombreux
(schistes de Toun greacutes de Koutiala et greacutes de Bandiagara) Ils sont tendres
heacuteteacuterogegravenes et tregraves lateacuteriseacutes
- Des roches eacuteruptives basiques (doleacuterites et basaltes) impermeacuteables infiltreacutees dans
les fissures des greacutes
- La couverture quaternaire constitueacutee drsquoalluvions sablo-ferrigineux de granulomeacutetrie
disparate drsquoune profondeur drsquoenviron 30 m passablement lateriseacutes
Les formations superficielles sont constitueacutees de cuirasse lateacuteritique et drsquoalluvions
dans les bas-fonds
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Cette geacuteologie qui constitue une situation favorable au stockage et agrave la transmission
de lrsquoeau souterraine est de ce fait lrsquoun des deacuteterminants principaux du systegraveme drsquoeau du
bassin du Kou
0 30 60 Kilomegravetres
CARTE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Geologie du bassin bersantshpDoleritesEtage schistogreso-dolomitiqueGres a galets de quartzGres de baseGres de Sotuba
Figure 7 Carte geacuteologique du bassin versant du Kou
II36 Peacutedologie
Le tableau 2 donne les deacutetails des types de sols en preacutesence sur le bassin ainsi que
leurs profondeurs respectives tandis que la figure 8 donne leur reacutepartition geacuteographique On
remarquera lrsquoomnipreacutesence des sols ferrugineux tropicaux lessiveacutes des sols ferrallitiques et
de sols peu eacutevolueacutes superficiels
Selon la classification de R BOULET et R FAUCK citeacutes par BICABA (1991) on peut
distinguer deux cateacutegories de sols dans le bassin
Les sols profonds (gt100 cm) ce sont
- les sols argilo-sableux en surface argileux en profondeur riches en base satureacutees et
le plus souvent drsquoexcellente qualiteacute
- les sols limono-argileux agrave argilo-limoneux en surface argileux en profondeur
caracteacuteriseacutes par un drainage interne et un drainage externe faibles
- les sols sableux en surface argileux en profondeur (preacutesence de sols mal draineacute)
les sols sableux en surface et sablo-argileux en profondeur
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Les sols agrave profondeurs faibles (lt40 cm) ce sont les sols gravillonnaires de faible valeur
agricole
Figure 8 Carte des sols du bassin versant du Kou
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Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou
Symboles Classification CPCS 1967 Classification BRM 2001
Classes de
sols
Groupes de sols Uniteacutes de
sols de
reference
Uniteacutes infeacuterieures des
sols de reference
Profon-
deur
(m)
LITH Sols mineacuteraux
bruts deacuterosion
Sols mineacuteraux bruts
deacuterosion lithiques
Leptosols Leptosols lithiques 0
PEEL Sols peu
eacutevolueacutes
deacuterosion lithiques Leptosols Leptosols lithiques lt15
PEER deacuterosion Reacutegiques Reacutegosols Reacutegosols eacutepi
squeletiques
50
PEACM dapport colluvio-
alluvial modal
Fluvisols Lixisols ferriques 70
PEAAH dapport alluvial
hydromorphe
Fluvisols Fluvisols gleyiques
BEHV Bruns eutophe
tropicaux
hydromorphes
vertiques
Cambisols Cambisols vertiques
gleyiques
114
VV Vertisols Vertisol vertique Vertisols Vertisols magiques
pelliques
100
FLIS Sols
ferrugineux
tropicaux
lessiveacutes
superficiels Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques
ferriques
20
FLIPP indureacutes peu profonds Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 32
FLIMP indureacutes moyennent
profonds
Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 42
FLIP indureacutes profonds Lixisols Lixisols endo
petroplithiques
101
FLM modal Lixisols Lixisols chromques 120
FLC agrave concreacutetions Lixisols Lixisols ferriques 105
FLTC agrave taches et agrave
concreacutetions
Lixisols Lixisols gleyiques
ferriques
110
FRR Sols
ferrallitiques
faiblement deacutesatureacutes
remanieacutes faiblement
rajeunis
Ferralsols Lixisols rhodiques 124
FRI faiblement deacutesatureacutes
en B remanieacutes indureacutes
Ferralsols Lixisols chromiques
bathiplinthiques
82
FRM deacutesatureacutes en B
remanieacutes modaux
Ferralsols Lixisols rhodiques 125
FTM faiblement deacutesatureacutes Ferralsols Lixisols rhodiques 110
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en B typiques modaux
FTH faiblement deacutesatureacutes
en B typiques
hydromorphes
Ferralsols Lixisols gleyiques
rhodiques
120
HPGE Sols
hydromorphes
humifegraveres
agrave pseudogley
densemble
Gleysols Gleysols gleyiques 107
II37 Veacutegeacutetation
La veacutegeacutetation du bassin (figure 9) est agrave dominance de type savane arbustive agrave
arboreacutee composeacutee de Butyrospermum parkii et de Detarium microcarpum On trouve
eacutegalement des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave boiseacute et forecirct claire (Isoberlinia
doka Burkea africana Terminalia spp) et des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave
arbustive et boiseacute (Burkea africana Butyrospermum parkii Pterocarpus erinaceus)
0 20 40 Kilomegravetres
CARTE DE VEGETATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Vegetation du bassin versant shpCulture industrielle Savane arboreacutee agrave arbustive et boiseacutee Savane arboreacutee agrave boiseacutee et forecirct claire Savane arbustive agrave arboreacutee
Figure 9 Carte de veacutegeacutetation de la valleacutee du Kou
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II38 Hydrographie
Le reacuteseau hydrographique est dense et est constitueacute drsquoun ensemble de riviegraveres
sources et mares
II381 Les riviegraveres
Le Kou est une riviegravere peacuterenne qui prend sa source aux environs de Kodala agrave une
trentaine de kilomegravetres au sud-ouest de Bobo-Dioulasso Lrsquoaltitude est de 440 m dans ces
reacutegions Il est formeacute par la jonction de deux marigots Kieacuteneacute et Farakoba et coule vers le Nord
recevant successivement les eaux des sources de Nasso celles du marigot de Yengueacute en
rive gauche et en rive droite celles des marigots Niameacute et Weacute
Les principaux affluents sont
agrave lrsquoOuest les riviegraveres suivantes Farakoba Kieacuteneacute Yengueacute SO Suo et Bango
agrave lrsquoEst le Houet le Bingbeacuteleacute et le Niameacute
II382 Les sources mares et lacs
Les principales sources sont
- Les sources de la Guinguette situeacutees en rive gauche
- Les sources de Kokoroueacute situeacutees eacutegalement en rive gauche
- Les sources capteacutees par lrsquoONEA en rive droite en aval desquelles existent drsquoautres
sources non capteacutees mais alimentant eacutegalement la riviegravere du Kou
Pour ce qui est des mares on peut en citer deux
- La mare de Bama situeacutee dans le lit du marigot Bongo qui lrsquoalimente Cette riviegravere a un
bassin versant de 30 km2
- La mare de Tumbagama moins importante que la preacuteceacutedente est situeacutee dans le lit
drsquoun petit affluent du Kou avec un bassin versant de 15 km2
II39 Occupation des sols
Dans la valleacutee du Kou agrave partir de la Guinguette on trouve de zones morphologiques
diffeacuterentes avec des occupations des sols adapteacutees aux conditions de terrain
Au sud de Nasso la valleacutee est eacutetroite dans un terrain onduleacute et peu occupeacute par
lrsquoagriculture Au Nord de Nasso la valleacutee srsquoouvre et continue dans une plaine alluviale drsquoune
largeur de 200 agrave 700 m La plaine est drsquoabord occupeacutee par une forecirct dense puis apregraves
quelques kilomegravetres par des petites parcelles de cultures irrigueacutees ou non A partir du
village de Sosongona situeacute agrave 8 km de la source les terrains cultiveacutes occupent la valleacutee On
remarquera notamment le peacuterimegravetre rizicole de 1100 ha reacutealiseacute au deacutebut des anneacutees 1970
gracircce agrave la coopeacuteration avec la chine ainsi que le peacuterimegravetre maraicirccher reacutealiseacute beaucoup plus
tard pour diversifier la production agricole
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Lrsquooccupation agricole de la valleacutee connaicirct actuellement une certaine acceacuteleacuteration
avec lrsquoameacutenagement informel et spontaneacute de parcelles le long du canal drsquoameneacutee du
peacuterimegravetre rizicole Ceci est actuellement lrsquoune des cause du conflit qui subsiste dans la valleacutee
autour de la question de lrsquoeau Il y a eacutegalement la creacuteation de plantations drsquoarbres fruitiers
par de nouveaux investisseurs galvaniseacutes par lrsquoouverture du marcheacute agrave cause de la difficile
situation de la production en Cote drsquoIvoire
Lrsquooccupation des sols dans le bassin du Kou est eacutegalement marqueacutee par lrsquoexpansion
de la ville de Bobo-Dioulasso pousseacutee par lrsquoaccroissement de la population et le
deacuteveloppement des activiteacutes industrielles
La figure 10 donne un aperccedilu de lrsquooccupation des terres
Figure 10 Carte dlsquooccupation des terres du bassin versant du Kou
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III CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE
III1 DONNEES PLUVIOMETRIQUES
III11 Choix des stations et des peacuteriodes drsquoobservation
Avant drsquoenvisager lrsquoeacutetude hydrologique il importe de deacutefinir une peacuteriode et des
stations de reacutefeacuterence agrave partir desquelles les diffeacuterentes investigations srsquoarticuleront
Le bassin versant du Kou est bien desservi pour ce qui est des observations de la
pluviomeacutetrie Les donneacutees disponibles sont des donneacutees journaliegraveres et elles ont plusieurs
sources
Des anciennes donneacutees de la base de donneacutees PLUVIOM de la Direction Reacutegionale de
lrsquoHydraulique des Hauts-Bassins (tableau 3)
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Beregadougou 1974 2000 27 0
Bondoukuy 1963 1998 36 57
Koumbia 1964 2000 37 0
Moussoudougou 1992 1996 5 0
Nasso 1960 1996 37 83
Orodara 1955 2000 46 0
Samorogouan 1964 1998 35 58
Des donneacutees de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et des stations de lrsquoINERA (tableau 4)
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Bama 1986 2005 20 10
Farakoba 1960 2005 46 67
Bobo-Dioulasso 1959 2005 47 0
Les nouvelles stations pluviomeacutetriques de la Direction Provinciale de lrsquoAgriculture de
lrsquoHydrauliques et des Ressources Halieutiques du Houet (tableau 5)
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Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Karankasso-Sambla 2003 2005 3 0
Badema 2003 2005 3 0
Satiri 2003 2005 3 0
Toussiana 2003 2005 3 0
Nota Les donneacutees dont la disponibiliteacute est indiqueacutee dans les tableaux 13 agrave 15 sont des
hauteurs de pluies journaliegraveres Les lacunes repreacutesentent les taux drsquoanneacutees dont les
donneacutees ne sont pas disponibles Les anneacutees prises en compte sont donc des anneacutees sans
lacune quant agrave la pluie journaliegravere
La figure 11 donne la situation geacuteographique des diffeacuterentes stations on
remarquera que quatre drsquoentre elles sont situeacutees sur le bassin versant On peut en conclure
que le bassin est bien desservi en stations pluviomeacutetriques mecircme si lrsquoon doit noter
eacutegalement leur concentration au centre Ces stations agrave savoir Nasso Farakoba Bobo-
Dioulasso et Bama ont des chroniques assez longues et des taux de lacunes acceptables
Nous nous baserons de ce fait sur elles pour lrsquoeacutetude de notre bassin versant
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Figure 11 Situation geacuteographique des stations pluviomeacutetriques
Pour ce qui est de la peacuteriode drsquoobservation pour cette eacutetude nous retiendrons une
peacuteriode de trente ans de 1976 agrave 2005 Nous nous limitons en arriegravere agrave 1976 pour ecirctre sucircr
de deacutepasser la rupture climatique intervenue en 1970 (Albergel 1987 Maheacute 2001) ce qui
devrait confeacuterer une certaine homogeacuteneacuteiteacute agrave nos donneacutees
III12 Controcircle de la qualiteacute des donneacutees
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de pluies ainsi que leur qualiteacute ont eacuteteacute veacuterifieacutees par les
meacutethodes de la moyenne mobile et lrsquoeacutetude des correacutelations entre stations
III121 Veacuterification de lrsquohomogeacuteneacuteiteacute intrinsegraveque des seacuteries
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute drsquoune seacuterie traduit le fait que les proprieacuteteacutes de la loi statistique qui
reacutegit le pheacutenomegravene (moyenne variance ou moments dordre supeacuterieur) sont invariantes au
cours du temps Lrsquoeacutechantillon ne doit preacutesenter ni tendance (agrave la hausse ou agrave la baisse) ni
pheacutenomegravene cyclique ni rupture La meacutethode de la moyenne mobile permet drsquoeffectuer une
telle veacuterification Nous lrsquoavons appliqueacutee aux diffeacuterentes stations avec un pas de temps de 3
et 5 ans Pour ce faire nous avons dresseacute les graphiques des pluies annuelles (p_an) des
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pluies moyennes annuelles (Pmoy) des moyennes mobiles sur trois ans ( mob_3) et sur
cinq ans (mob_5) pour les quatre stations pluviomeacutetriques retenues
Le deacutetail de ces calculs est reacutesumeacute dans lrsquo annexe I et les figures 12 agrave 15 ci-
dessous nous montrent les reacutesultats des diffeacuterents controcircles effectueacutes
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
anneacutees
plu
ies (
mm
)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 12 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station Bobo-Dioulasso
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
Anneacutee
Hau
teu
r (m
m)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 13 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Farako-ba
0
200
400
600
800
1000
1200
1992 1996 2000 2004 2008
Anneacutees
Plu
ie (
mm
) P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 14 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Bama
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0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 15 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Nasso
Conclusion Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale on constate que les seacuteries sont homogegravenes
III122 Etude des correacutelations entre stations
La meacutethode utiliseacutee est celle du double cumul sur les pluviomeacutetries annuelles des
quatre stations
Cette meacutethode consiste agrave faire pour la station eacutetudieacutee (A) et la station de
comparaison (B) le calcul de la pluviomeacutetrie cumuleacutee jusqursquoagrave lrsquoanneacutee i soit Ta (i) et Tb(i) et
agrave porter sur un graphique les diffeacuterents points Mi de coordonneacutees respectives Ta(i) et Tb(i)
Le principe est qursquoen en absence drsquoanomalie ces deux stations mesurent chaque anneacutee une
pluviomeacutetrie annuelle dans un rapport sensiblement constant et en conseacutequence les points
Mi sont pratiquement aligneacutes par contre si une erreur systeacutematique a pu srsquointroduire la
droite des Mi preacutesentera alors une cassure
Lrsquoapplication de cette meacutethode aux stations pluviomeacutetriques de Bama Koumi et laquo la
confluence raquo (stations eacutetudieacutees) drsquoune part et celle de Bobo-Dioulasso (station de reacutefeacuterence)
drsquoautre part est repreacutesenteacutee par les figures 16 agrave 18 Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de Bobo-
Dioulasso a en effet deacutejagrave eacuteteacute eacutetablie par des eacutetudes anteacuterieures BICABA (1991)
0
10000
20000
30000
40000
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Pluies Bobo-Dioulasso cumuleacutees (mm)
Plu
ies
Fa
rak
ob
a c
um
uleacute
e
(mm
)
Figure 16 Test de la meacutethode des doubles masses appliqueacutee agrave la station de Farakoba
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0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
Pluies cumuleacutees Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ies c
um
uleacute
es B
am
a
(mm
)
Figure 17 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Bama (valleacutee du Kou)
0
10000
20000
30000
40000
00 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000
P cumuleacutee Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ie c
um
uleacute
Nasso
(m
m)
Figure 18 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Nasso
On ne constate pas de rupture pour les stations de Nasso et Farakoba ceci nrsquoest
pas le cas de la station de Bama ougrave lrsquoon observe une cassure qui intervient entre 1990 et
1995 Ceci est certainement une anomalie car elle nrsquoapparaicirct pas au niveau des autres
stations pourtant voisines
Nous proceacutedons au prochain paragraphe agrave la correction de cette anomalie et au
comblement des lacunes
Plusieurs meacutethodes de correction sont proposeacutees dans la litteacuterature nous utilisons ici
celles preacuteconiseacutees par Andreacute MUSY de lrsquoEPFL dans son cours drsquoHydrologie geacuteneacuterale en
ligne Deux techniques sont employeacutees
Remplacement de la valeur manquante par la moyenne de la station de reacutefeacuterence Cette
meacutethode a eacuteteacute utiliseacutee lorsque les preacutecipitations moyennes annuelles de la station agrave
compleacuteter ne diffegraverent pas de plus de 10 des preacutecipitations moyennes annuelles de la
station de reacutefeacuterence
Remplacement de la valeur manquante par une moyenne pondeacutereacutee par la tendance
annuelle des stations pluviomeacutetriques soit
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Ougrave
donneacutee manquante de preacutecipitation (par exemple) estimeacutee
nombre de stations de reacutefeacuterence
preacutecipitation agrave la station de reacutefeacuterence
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station de reacutefeacuterence
Les reacutesultats sont consigneacutes dans le tableau 6
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Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles
Anneacutee Bobo-Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
2005 8611 8582 6274 8011
2004 9420 8333 7455 8642
2003 11559 11456 10885 11657
2002 8027 6747 6543 7320
2001 9140 7761 7884 8523
2000 11714 10736 10421 11300
1999 10652 10915 10391 10995
1998 11214 12323 9280 11223
1997 8729 11939 8096 9829
1996 9005 10236 7577 9170
1995 12777 11604 9414 11558
1994 8957 10758 8572 9698
1993 9430 834 7736 8753
1992 12382 12382 10775 9506
1991 11981 952 11521 12936
1990 9947 10308 9170 9102
1989 8275 9212 8280 9661
1988 10145 10145 8828 8570
1987 8663 8663 8361 9522
1986 8798 9281 7894 8717
1985 13315 13056 11475 8565
1984 9716 8156 7782 9496
1983 7781 7528 6662 8830
1982 9456 12123 9380 9634
1981 10423 11451 9514 7869
1980 8414 9043 7594 10817
1979 10657 10189 9072 13323
1978 10367 11284 9417 11283
1977 8354 996 7963 9018
1976 9961 10836 9046 11125
lacunes () 00 10 467 433
Moyenne 9609 10096 8507 9822
NB Les cases en gris contiennent les valeurs compleacuteteacutees ou corrigeacutees
III13 Etude de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere
III131 Pluviomeacutetrie journaliegravere
Lrsquoanalyse des pluies journaliegraveres sur la peacuteriode de 1976 agrave 2006 fait ressortir que le
nombre de jour de pluie dans lrsquoanneacutee varie drsquoune station agrave lrsquoautre de 50 jours (au nord) agrave 70
jours (au sud) Le mois drsquoaoucirct est le mois le plus pluvieux avec 13 jours en moyenne sur les
quatre stations Les hauteurs maximales de pluies journaliegraveres (tableau 7) sont souvent tregraves
eacuteleveacutees et peuvent atteindre 100 mm soient 10 de la pluviomeacutetrie totale annuelle
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Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou
Bobo-
Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
1976 48 711 654
1977 618 78 728
1978 657 714 641
1979 699 897 1029
1980 76 582 687
1981 77 58 711
1982 45 782 744
1983 661 484 698
1984 73 465 537
1985 813 837 68
1986 868 814 64 78
1987 469 1226 673
1988 711 48
1989 554 609 999 86
1990 652 676 747 966
1991 55 537 732 119
1992 772 384
1993 675 44 581
1994 49 622 931
1995 806 651 1071
1996 556 713 478
1997 436 94 652
1998 943 87 87
1999 583 804 982
2000 678 465 468
2001 459 404 608
2002 666 578 45
2003 803 803 753
2004 434 538 82
2005 636 1059 672
NB Les cases en gris repreacutesentent les lacunes
III132 Variabiliteacute saisonniegravere
La figure 19 montre pour les quatre stations que les pluies se concentrent sur la
peacuteriode de mai agrave mi-octobre (saison des pluies) qui repreacutesente plus de 90 de la pluie
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annuelle Les pics sont uniques sur lrsquoanneacutee (saison monomodale) et ils se situent en aoucirct agrave
chaque station et atteignent 250 mm ce qui correspond agrave 27 de la pluie annuelle
00
500
1000
1500
2000
2500
3000
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Farako-ba
Bama
Nasso
Bobo-D
Figure 19 Variabiliteacute saisonniegravere et spatiale de la pluviomeacutetrie (moyenne calculeacutee de 1976 agrave 2005)
III133 Etude statistique des pluies annuelles
Les pluies annuelles ont eacuteteacute ajusteacutees agrave la loi normale
On sait que la loi normale a pour fonction de reacutepartition
u
t dtexXobxF 22
2
1Pr)(
avec ndashltxlt+
Les paramegravetres de la loi normale sont la moyenne m et lrsquoeacutecart type s
Lrsquoeacutequation de la droite drsquoajustement est X=m+sU
Ougrave
- X est la valeur de la pluviomeacutetrie qui correspond agrave une probabiliteacute au non
deacutepassement donneacutee
- U est la valeur de la variable centreacutee reacuteduite qui correspond agrave cette probabiliteacute au
non deacutepassement U est donneacute par la table de Gauss
Les reacutesultats de lrsquoajustement sont reacutesumeacutes dans les tableaux 8 agrave 12 Les quantiles
sont calculeacutes avec un intervalle de confiance agrave 90 Rappelons que les intervalles de
confiance sont donneacutes par la relation suivante
641902)(1)()(Pr2
avecFun
FxFxob
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Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude
statistique des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9929 10373 9485
Quinquennale Segraveche 8683 9199 8166
Humide 11175 11692 10659
Deacutecennale Segraveche 8030 8629 7431
Humide 11828 12427 11229
Centennale Segraveche 6472 7328 5616
Humide 13386 14242 12530
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 10096 10582 9609
Quinquennale
Segraveche 8732 9297 8166
Humide 11459 12025 10894
Deacutecennale
Segraveche 8018 8673 7362
Humide 12174 12829 11518
Centennale
Segraveche 6313 7250 5376
Humide 13878 14815 12941
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 8775 9193 8357
Quinquennale Segraveche 7603 8089 7117
Humide 9947 10433 9461
Deacutecennale Segraveche 6989 7553 6426
Humide 10561 11124 9997
Centennale Segraveche 5525 6330 4720
Humide 12025 12830 11220
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Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9822 9378 10265
Quinquennale Segraveche 8578 8062 9094
Humide 11065 10550 11581
Deacutecennale Segraveche 7927 7329 8525
Humide 11717 11119 12315
Centennale Segraveche 6372 5518 7226
Humide 13272 12417 14126
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du Quantile
borne infeacuterieure
Borne supeacuterieure
Anneacutees correspondantes
Moyenne 9565 9154
9977
1977 1979 1988 1990 1991 1996
Quinquennale Segraveche 8411
7932
8890
19801984 1987 1989 1993 2004
Humide 10720
10241
11198
1978 1981 1982 1994 1995 1997 1999
2000
Deacutecennale Segraveche 7806 7251 8361
1983 2001
Humide 11325 10770 11880
1992 1998 2003
centennale Segraveche 6363 5570 7156
2002
Humide 12768 11974 13561
1985
On note lrsquoextrecircme variabiliteacute interannuelle de la pluie au niveau de chacune des
stations On note eacutegalement que les valeurs des diffeacuterents quantiles sur les quatre stations
sont sensiblement les mecircmes Hormis les stations de Bama et Nasso dont les donneacutees ont
eacuteteacute reconstitueacutees agrave respectivement agrave 467 et 433 agrave partir de la station de Bobo on peut
utiliser indiffeacuteremment les stations de Farakoba et de Bobo pour la preacutedeacutetermination des
grandeurs pluviomeacutetriques sur le bassin du Kouhellip
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III14 Etude de la variabiliteacute spatiale et calcul de la pluie moyenne sur le bassin versant
La figure 19 (deacutejagrave vue) montre que la pluviomeacutetrie annuelle ne varie pas beaucoup
drsquoune station agrave lrsquoautre On note cependant une leacutegegravere baisse du sud au nord
Pour la deacutetermination de la pluie moyenne interannuelle sur le bassin nous utilisons
la meacutethode des polygones de Thiessen qui procegravede comme suit A chaque station on
affecte la surface du polygone obtenu en traccedilant les meacutediatrices des segments reliant la
station concerneacutee aux stations voisines La pluie moyenne Hm sera obtenue en faisant la
somme pondeacutereacutee des pluies aux diffeacuterentes stations le coefficient de pondeacuteration eacutetant la
surface du polygone concerneacute inteacuterieur agrave S rapporteacutee agrave la surface S
)(1
NNCCBBm SHSHSHs
H
La figure 20 donne une repreacutesentation des polygones de Thiessen traceacute en ne
consideacuterant que les trois stations de Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama La station de
Nasso nrsquoa pas eacuteteacute prise en compte pour les raisons que nous expliciterons au paragraphe
III4 Les cœfficients correspondants sont consigneacutes au tableau 13
Tableau 13 Coefficients de Thiessen
bassin versant du Kou Station hydromeacutetrique de Koumi
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 038 Farakoba 318 094
Bobo 360 025 Bobo 20 006
Bama 567 037
Total 1858 1 Total 347 1
Station hydromeacutetrique de Badara Station hydromeacutetrique de la confluence
Niameacute_Baouleacute
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 071 Farakoba 378 045
Bobo 25 007 Bobo 335 026
Bama 73 022 Bama 339 029
Total 989 1 Total 1605 1
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U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
0 30 60 Kilomegravetres
Polygone de Thiessen des stations pluviometriques
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Limite du bassin-versant
station pluviometrique
Reacuteseau hydrographique
Polygone de thiessen
U Station hydromeacutetrique
(Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama)
Figure 20 Polygone de Thiessen des stations pluviomeacutetriques (NB la station de Nasso nrsquoest pas prise en
compte) Les hauteurs des pluies moyennes agrave consideacuterer pour chaque sous-bassin versant ont eacuteteacute calculeacutees et consigneacutees au tableau 14
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Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants
calculeacutees suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
Anneacutees Bassins versants
Koumi Badara Confluence Valleacutee du Kou
Niame-Baoule
2005 8584 8076 792 7735
2004 8398 8216 8361 828
2003 11462 11338 11317 1127
2002 6824 6792 7021 6992
2001 7844 7888 8155 8151
2000 10795 10735 10899 10864
1999 10899 10781 10695 10655
1998 12256 11578 11152 1092
1997 11746 10869 999 9715
1996 10162 9565 9145 8944
1995 11674 11204 11274 11087
1994 10650 10619 10273 10286
1993 8405 8717 9019 9118
1992 12382 11898 11744 11568
1991 9668 10132 1074 10876
1990 10286 10032 9884 9797
1989 9156 8941 8698 8633
1988 10145 980 969 9565
1987 8663 8597 8575 8551
1986 9252 8942 8753 8647
1985 13072 12485 12346 12129
1984 8250 8262 8557 854
1983 7543 7469 7493 7462
1982 11963 11309 10603 10401
1981 11389 10803 10425 10226
1980 9005 886 8696 8651
1979 10217 10217 10304 10298
1978 11229 10891 10613 10502
1977 9864 9443 901 8879
1976 10784 10479 10218 10119
Moyenne 10086 9831 9719 9629
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III2 DONNEES HYDROMETRIQUES
III21 Inventaire des stations hydromeacutetriques
Les observations hydromeacutetriques dans la valleacutee du Kou ont commenceacute en 1955 par
la creacuteation de plusieurs stations de mesure Pour la peacuteriode de 1955 agrave 1985 HURE (1998)
en a deacutenombreacute 13 Drsquoautres stations ont eacuteteacute creacuteeacutees par la suite notamment agrave lrsquooccasion de la
mise en œuvre de projets de deacuteveloppement ou de programmes drsquoeacutetudes couvrant la zone
On distingue
- Les stations du reacuteseau hydromeacutetrique national
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo valleacutee du Kou raquo
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo ressource en eau de Bobo-Dioulasso raquo
- Les stations installeacutees pour 3 ans lors de la mission drsquoeacutetude neacuteerlandaise IWACO
Dans le cadre de cette eacutetude nous disposons des donneacutees de la base de donneacutees
sous Hydracces laquo GEeauPlusmdb raquo de la DRAHRHHB qui gegravere les reacutesultats issues des
observations effectueacutees sur un certain nombre de stations Le tableau 15 fait lrsquoinventaire des
stations de cette base et la figure 21 montre leur reacutepartition geacuteographique sur le bassin
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo
Id_Station Nom Latitude Longitude Superficie
bassin (kmsup2)
Deacutebut_Activiteacute
1202701600 Sources de Pesso - - - -
1202701601
Confluence
Niameacute-Baouleacute - - 1605 -
1202701603 Badara 11deg227N 4deg2202W 989 1955
1202701606 Diaradougou 1960
1202701612 Nasso Amont 11deg1202N 4deg2604W 405 1961
1202701613 Nasso Milieu 11deg1200N 4deg2600W 1961
1202701614 Nasso Aval 11deg1300N 4deg2600W 646 1961
1202701620 Koumi 11deg0800N 4deg2500W 343 1985
1202710300
Mare aux
Hippopotames 11deg3446 4deg1007 - 1997
1202711310
Exutoire de la
Mare 11deg3446 4deg2500W - 1997
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Figure 21 Reacuteseau hydrographique du bassin du Kou et emplacement des stations hydromeacutetriques
Les donneacutees de deacutebits dont nous disposons sont de pas de temps journalier Ils sont
repreacutesenteacutees dans le tableau 16 et la figure 22 en donne le chronogramme des
observations Le propre de ces stations est qursquoelles ne sont en geacuteneacuteral suivies que pendant
la peacuteriode de mise en œuvre de projets ou programmes qui les ont installeacutees Actuellement
seules trois drsquoentre elles agrave savoir celles de Koumi de Badara et de la confluence Niameacute-
Baouleacute qui appartiennent au reacuteseau national sont encore opeacuterationnelles Crsquoest
fondamentalement sur elles que nous nous appuierons pour cette eacutetude
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes
Id_Station Nom Date Deacutebut Date Fin Lacunes
()
Nombre
Valeurs
1202701601 Confluence
Niameacute-Baouleacute
02011986 08122002 466 4805
1202701603 Badara 07011984 08122002 1433 4593
1202701606 Diaradougou 03012004 31122004 303 301
1202701612 Nasso Amont 09011961 08121974 3005 1557
1202701613 Nasso Milieu 06011961 31121991 427 8823
1202701614 Nasso Aval 06011961 10121997 856 4731
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1202701620 Koumi 02011987 04121999 712 4109
Chronogramme des donneacutees de la Table Debits
06011961 29061966 20121971 11061977 02121982 24051988 14111993 07051999 27102004
Confluence Niameacute-Baouleacute
Badara
Diaradougou
Nasso amont
Nasso milieu
Nasso aval
Koumi
Figure 22 Chronogramme des deacutebits mesureacutes aux stations hydromeacutetriques
III22 Critique des donneacutees
Malgreacute ses cinquante ans drsquoexistence le reacuteseau des stations hydrographiques est
incapable de fournir des donneacutees fiables
Les seacuteries chronologiques des deacutebits observeacutes sont de tregraves mauvaise qualiteacute Elles
sont parsemeacutees de lacunes (figures 23 agrave 25) pouvant aller jusqursquoagrave lrsquoabsence de
donneacutees sur toute une anneacutee voire plusieurs anneacutees
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Station Confluence Niameacute-Baouleacute Capteur J-Qjo = Deacutebits
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =
gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 23 Deacutebits moyens annuels agrave la station de la confluence et lacunes
Station 1202701620 = Koumi Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
01
02
03
04
05
06
07
08
1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its
Mo
yen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 24 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Koumi et lacunes
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Station 1202701603 = Badara Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 25 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Badara et lacunes
De plus une analyse plus deacutetailleacutee des donneacutees brutes nous a permis de mettre en
eacutevidence des incoheacuterences dans ces donneacutees
Plusieurs jours conseacutecutifs avec exactement le mecircme deacutebit moyen journalier
(Koumi confluencehellip)
Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie particuliegraverement pour
la station de Koumi ougrave on assiste agrave une inversion des valeurs
Absence de correacutelation entre des stations cependant voisines (BICABA 1991)
Cette impreacutecision des donneacutees srsquoexplique par les problegravemes drsquoeacutetalonnage lieacutes agrave
lrsquoinstabiliteacute des seuils de jaugeage crsquoest le cas de Koumi et de la confluence Niameacute-
Badara (HURE 1998) Drsquoautre part du fait de la violence des deacutebits du cours drsquoeau
durant la saison des pluies il serait pratiquement impossible drsquoobtenir des jaugeages
preacutecis
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010
119
93
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119
93
310
119
93
150
219
93
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319
93
170
319
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93
160
419
93
010
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93
160
519
93
310
519
93
150
619
93
300
619
93
150
719
93
300
719
93
140
819
93
290
819
93
130
919
93
280
919
93
131
019
93
281
019
93
121
119
93
271
119
93
121
219
93
271
219
93P
luie
s (
mm
)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluie
Deacutebit_1993
Figure 26 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de la Confluence
Niameacute-Baouleacute (1993)
0
20
40
60
80
100
120
140
11
97
14
19
7
27
19
7
92
97
22
29
7
73
97
20
39
7
24
97
15
49
7
28
49
7
11
59
7
24
59
7
66
97
19
69
7
27
97
15
79
7
28
79
7
10
89
7
23
89
7
59
97
18
99
7
11
09
7
14
10
97
27
10
97
91
19
7
22
11
97
51
29
7
18
12
97
31
12
97
Plu
ies
(m
m)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluviomeacutetrie
Deacutebit_1997
Figure 27 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de Badara (1997)
Le deacutebit du Kou semble ne plus ecirctre tregraves laquo naturel raquo Il faut deacutejagrave noter les
preacutelegravevements effectueacutes par lrsquoONEA et les peacuterimegravetres irrigueacutes mais on note eacutegalement
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une augmentation subite et a priori injustifieacutee des deacutebits (chroniques de Badara et de la
Confluence) qui intervient du 6 au 13 de chaque mois avec un pic le 8 et ce mecircme en
saison segraveche Nous nrsquoavons pas encore eu drsquoexplication de ce pheacutenomegravene jusqursquoagrave la
reacutedaction de ce rapport malgreacute une petite enquecircte meneacutee aupregraves de lrsquoONEA Ce
pheacutenomegravene a certainement son explication dans les preacutelegravevements divers opeacutereacutes en
amont lrsquoaugmentation traduisant une lacirccheacutee drsquoeau ou un arrecirct de pompage
En somme seules les donneacutees de Badara sont vraiment exploitables agrave condition
lagrave aussi de les nettoyer des incoheacuterences qui y subsistent
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III3 DONNEES DrsquoEVAPOTRANSPIRATION
Pour lrsquoanalyse de lrsquoeacutevapotranspiration nous disposons drsquoune chronique agrave la station
meacuteteacuteorologique de Bobo-dioulasso calculeacutee suivant la formule de Penman et couvrant la
peacuteriode allant de 1961 agrave 2003 soient 43 ans
Une moyenne mensuelle a eacuteteacute calculeacutee sur la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la figure 28
illustre les variations saisonniegraveres de lrsquoETP que nous en avons deacuteduites Cette variation est
assez bien marqueacutee au cours de lrsquoanneacutee Les valeurs maximales (autour de 180 mm) sont
observeacutees en saison segraveche de deacutecembre agrave mai avec un pic en mars (196 mm) Les valeurs
minimales sont observeacutees en saison des pluies (agrave cause essentiellement de la couverture
nuageuse plus freacutequente du ciel et de lhumiditeacute eacuteleveacutee de lair) de juin agrave novembre avec un
minimum en aoucirct (120 mm)
La variation interannuelle de lrsquoeacutevapotranspiration (figure 29) est par contre moins
marqueacutee Pour la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la moyenne se situe agrave 1977mm On note
cependant une leacutegegravere tendance agrave la hausse
0
50
100
150
200
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Janv
ier
Feacutevrie
r
mar
sav
rilm
ai
juin
juille
t
aout
sept
embr
e
octo
bre
nove
mbr
e
dece
mbr
e
ET
P (
mm
)
Figure 28 Variation saisonniegravere de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
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1976
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1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
ET
P a
nn
uelle (
mm
)
Figure 29 Variation interannuelle de LrsquoETP (de 1976 agrave 2003)
La comparaison des variations saisonniegraveres de lrsquoeacutevapotranspiration et de la pluie
(figure 30) montre que seuls les mois de juillet aoucirct et septembre preacutesentent un bilan
positif cest-agrave-dire que la pluie est supeacuterieure agrave lrsquoETP
0
50
100
150
200
250
300
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Pluie Farako-ba
Pluie_Bama
Pluie_Nasso
Pluie_Bobo-D
ETP(mmmois)
Figure 30 Comparaison de la pluviomeacutetrie avec lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
III4 CONCLUSION
Le tableau 17 fait la synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
La premiegravere ligne repreacutesente les anneacutees et la couleur grise indique la preacutesence de
donneacutees hydromeacutetriques de lrsquoanneacutee consideacutereacutee
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Les lignes suivantes renseignent sur la disponibiliteacute des donneacutees pluviomeacutetriques
laquo 1 raquo signifie que les donneacutees de lrsquoanneacutee et de la station consideacutereacutees sont disponibles Si
les donneacutees drsquoune anneacutee manquent rien nrsquoest alors marqueacute
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
Bad
ara
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Ko
um
i
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Co
nfu
en
ce
Nia
meacute-b
ao
uleacute
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
On en tire les conclusions suivantes
Les donneacutees de la station pluviomeacutetrique de Nasso preacutesentent des lacunes au cours
des peacuteriodes ougrave lrsquoon dispose des donneacutees hydromeacutetriques Aussi nous nous
proposons de ne garder que les trois autres stations restantes (Farakoba Bobo-
Dioulasso Bama) Rappelons que les autres stations situeacutees hors bassin du Kou
nrsquoont que des observations de trois ans (2003-2005) Les pluies moyennes sur les
bassins versants seront calculeacutees uniquement avec les donneacutees de ces trois stations
Les donneacutees hydromeacutetriques sont de tregraves mauvaise qualiteacute Cela avait deacutejagrave eacuteteacute
remarqueacute par les eacutetudes anteacuterieures (BICABA 1991 HURE 1998 BERTHIAUD
2001) Seules les donneacutees de Badara sont utilisables et en croisant avec les
donneacutees pluviomeacutetriques on constate que la peacuteriode constitueacutee drsquoanneacutees
conseacutecutives la plus longue est celle de 1996 agrave 2002 soit sept ans Crsquoest donc sur
cette peacuteriode que nous essayerons de travailler pour la mise en œuvre de la
modeacutelisation
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IV MODELISATION
La modeacutelisation hydrologique a pour but de donner une repreacutesentation simplifieacutee du
systegraveme bassin versant qui permette drsquoexpliquer et de preacutedire la reacuteponse de ce dernier agrave une
seacuterie de sollicitations
Les modegraveles hydrologiques les plus classiques sont ceux qui permettent de faire la
transformation pluie-deacutebit HYSIM modegravele que nous utiliserons dans le cadre de ce travail
est de cette cateacutegorie Ce modegravele a eacuteteacute mis au point par la laquo water resource associates raquo de
Grande Bretagne et il a drsquoailleurs eacuteteacute reacutecemment eacutelu par lrsquoagence de lrsquoenvironnement du
Royaume Uni (United Kingdom Environment Agency) comme son principale modegravele laquo pluie-
deacutebit raquo HYSIM est en effet adapteacute pour reacutesoudre les problegravemes suivants
Lrsquoextension des chroniques de deacutebits
Lrsquoeacutetude des variations climatiques
Reconstitution des eacutecoulements naturels sur des bassins laquo anthropiseacutes raquo
Lrsquoeacutetude des interactions eaux de surface eaux souterraines
Dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous avons vu que les donneacutees
pluviomeacutetriques disponibles de la valleacutee du Kou sont de bonne qualiteacute et qursquoelles couvrent
une bonne peacuteriode ndash souvent plus de cinquante ans Par contre cela nrsquoest pas le cas des
donneacutees hydromeacutetriques Lrsquoemploi de HYSIM pourrait alors aider agrave surmonter ce handicap
en reconstituant les donneacutees manquantes de deacutebits et permettre ainsi de calculer le bilan
hydrologique qui est lrsquoobjectif principal de cette eacutetude
Lrsquoutilisation drsquoun modegravele pour simuler des deacutebits sur un bassin versant donneacute est
conditionneacutee par lrsquoachegravevement de deux opeacuterations importantes que sont le calage ou
calibration du modegravele et sa validation Ce sont lagrave les deux points importants que nous
aborderons dans cette troisiegraveme partie mais apregraves une preacutesentation plus deacutetailleacutee du
modegravele
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IV1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU MODELE
HYSIM est un modegravele de simulation hydrologique agrave reacuteservoirs faisant intervenir des
relations matheacutematiques pour deacuteterminer les eacutecoulements geacuteneacutereacutes par des preacutecipitations sur
un bassin versant Il se situe agrave mi-chemin entre un modegravele laquo physique raquo analysant et
quantifiant les pheacutenomegravenes physiques se produisant dans le bassin versant et un modegravele
empirique agrave base de reacutegressions multiples Crsquoest un modegravele conceptuel
IV11 Bases theacuteoriques du modegravele
Les processus hydrologiques au sein du bassin versant sont scheacutematiseacutes par les
transferts entre sept reacuteservoirs virtuels en communication La capaciteacute des reacuteservoirs le taux
maximum de transfert entre eux et les eacutequations qui commandent les processus de transfert
sont deacutefinis par des paramegravetres indeacutependants du temps A lrsquoopposeacute les volumes des
reacuteservoirs et les taux de transfert varient en fonction du temps
La repreacutesentation scheacutematique agrave la figure 31 illustre la faccedilon dont les reacuteservoirs sont
raccordeacutes entre eux et permet de mieux comprendre le fonctionnement du modegravele
Ces reacuteservoirs se deacutefinissent comme suit
Reacuteservoir de neige
Toutes les preacutecipitations tombant sous forme de neige sont retenues dans ce
reacuteservoir avant drsquoecirctre libeacutereacutees vers le reacuteservoir drsquointerception Le taux de transfert entre ces
deux reacuteservoirs est eacutegal au taux de fusion potentiel de la neige
Reacuteservoir drsquointerception
La pluie (ou dans certains cas la neige) peut ecirctre retenue par la veacutegeacutetation puis
redistribueacutee en une partie qui parvient au sol et une autre qui seacutevapore La partie
natteignant jamais le sol forme linterception Ce reacuteservoir est la premiegravere destination des
eaux de pluies de mecircme il est le premier agrave ecirctre deacutebiteacute par lrsquoeacutevapotranspiration
Stockage dans les deacutepressions
On deacutefinit leau de stockage dans les deacutepressions comme leau retenue dans les
creux et les deacutepressions topographiques du sol pendant et apregraves une averse
Horizon supeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute retenue dans les couches superficielles du sol Il a
une capaciteacute finie eacutegale agrave la profondeur de lrsquohorizon multiplieacutee par sa porositeacute
Le taux drsquohumidification de lrsquohorizon dont la distribution spatiale est consideacutereacutee triangulaire
est majoreacute par le taux drsquoinfiltration potentielle Ce taux drsquoinfiltration potentielle est baseacute sur
lrsquoeacutequation de Philips ci-dessous
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5150 tttx
Avec
x = distance parcourue par le front drsquohumectation
t = temps pour lequel 0x
et sont fonctions du type et des conditions du sol Manley (1978) deacutemontre que cette
relation peut ecirctre approcheacutee par lrsquoexpression suivante
ktkPtx 50)2( avec
P= succion capillaire
K = permeacuteabiliteacute agrave saturation du medium drsquoougrave lrsquoon tire le taux drsquoinfiltration potentielle
Brooks et Corey (1964) deacutemontrent que P srsquoexprime par
1
eb SPP
Ougrave Pb = Pression de bouillonnement (bubbling presure en mm de colonne drsquoeau)
= indice de composition granulomeacutetrique
Se= Humiditeacute efficace deacutefinie par la relation suivante
)01()( rre SSmS
Avec m = humiditeacute agrave saturation du sol
Sr = Humiditeacute reacutesiduel correspondant agrave lrsquohumiditeacute minimale agrave laquelle on peut
emmener le sol en lrsquoasseacutechant par augmentation de la succion En simulant la teneur en eau
de lrsquohorizon supeacuterieur on pourra alors simuler les forces qui causent le mouvement de lrsquoeau
La principale perte drsquoeau de lrsquohorizon superficiel est due agrave lrsquoeacutevapotranspiration qui si
la succion capillaire est infeacuterieure agrave 15 atmosphegraveres srsquoeacutetablit au taux potentiel (toute perte
drsquointerception ayant eacuteteacute pris en compte) Si la succion capillaire est supeacuterieure agrave 15
atmosphegraveres aucune eacutevaporation ne se produit
Le deuxiegraveme transfert drsquohumiditeacute agrave consideacuterer est lrsquoeacutecoulement hypodermique ou
retardeacute Il se produit suivant un taux qui est une fonction complexe de la permeacuteabiliteacute
horizontale efficace la pente de la couche et la distance au chenal
Brooks et Corey (1964) citeacute par Manley (2003) ont deacutemontreacute que la permeacuteabiliteacute
efficace des milieux poreux est donneacutee par
)32()( ee SKK ougrave
Ke est la permeacuteabiliteacute efficace et les autres termes sont tels que deacutefinis
preacuteceacutedemment
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Figure 31 Scheacutema de fonctionnement du modegravele
Lrsquoeacutecoulement hypodermique ou retardeacute est donneacute par la relation suivante
Reacuteservoir de neige
Nappe
intermeacutediaire
Horizon infeacuterieur
Horizon
superficiel
Reacuteservoir
drsquointerception
Nappe profonde
Chenaux mineurs
Reacutetention dans les deacutepressions
Ruissellement
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
souterrain
Ecoulement
souterrain
EVAPOTRANSPIRATION
PLUIE
NEIGE
Recharge ou
reacutecession de la nappe
Ecoulement dans
les riviegraveres
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)32()(1 SeRfacuehypodermiqEcoulement
Avec Rfac1= permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation mmh
La percolation est le dernier type de transfert se produisant agrave partir de cet horizon
Elle est donneacutee par
)32()( eb SKnPercolatio ougrave
Kb = permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la limite de lrsquohorizon
Se = Humiditeacute efficace de lrsquohorizon superficiel
En combinant les eacutequations preacuteceacutedentes le taux drsquoaccroissement du stock est donneacute
par
)32()1(
eb SKRfaci
dt
ds
Ougrave i = Flux entrant
S = reacuteservoir drsquohumiditeacute
t = le temps
Cette eacutequation ne peut malheureusement ecirctre reacutesolue de maniegravere explicite Mais en
faisant lrsquohypothegravese selon laquelle la variation du stock serait neacutegligeable devant le stock
initial cela conduit agrave une simplification de lrsquoeacutequation et permet alors drsquoobtenir une solution
approximative Pour tenir compte des situations extrecircmes la variation du stock doit ecirctre
comprise entre une limite supeacuterieure et une limite infeacuterieure La limite supeacuterieure est deacutefinie
par le niveau de stockage agrave partir duquel le flux de sortie est eacutegal au flux drsquoentreacutee La limite
infeacuterieure se deacuteduit en donnant agrave i la valeur zeacutero dans lrsquoeacutequation preacuteceacutedente cas pour lequel
une solution explicite est possible
Horizon infeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute du sol du situeacute en dessous de lrsquohorizon supeacuterieur
mais restant encore dans la zone racinaire (horizons B et C) Lrsquoexceacutedent de la demande
en eacutevapotranspiration nrsquoayant pas encore eacuteteacute satisfaite est alors soustraite de ce
reacuteservoir au taux potentiel avec les mecircmes restrictions que dans le cas de lrsquohorizon
superficiel
Nappe souterraine intermeacutediaire
Il srsquoagit drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini repreacutesentant le premier niveau de stockage des
eaux souterraines En particulier dans les zones calcaires la plupart des fissures
retenant de lrsquoeau communiquent avec un ruisseau plutocirct qursquoavec les nappes profondes
ce reacuteservoir repreacutesente cet eacutetat de fait Deux paramegravetres deacuteterminent les opeacuterations qui
srsquoy deacuteroulent le coefficient de deacutebit et la proportion drsquohumiditeacute qui sort du reacuteservoir pour
entrer dans le canaux Le reacuteservoir eacutetant lineacuteaire la relation entre le stockage et le temps
se deacuteduit immeacutediatement
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Nappe profonde
Il srsquoagit eacutegalement drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini ayant un coefficient de deacutebit constant
Crsquoest de lagrave que les eaux souterraines sont extraites Comme dans le cas preacuteceacutedent la
deacutetermination du flux (deacutebit de lrsquoeacutecoulement) est immeacutediate
Chenaux mineurs
Ce composant repreacutesente le dispatching des eacutecoulements agrave travers des petits
ruisseaux et des fosseacutes et dans des canaux eacutepheacutemegraveres en cas de saturation du bassin
versant Lrsquohydrogramme unitaire est triangulaire avec un temps de base eacutegal agrave 25 fois le
temps de monteacutee
IV12 Les variables drsquoentreacutee et de sortie du modegravele
Les principales variables drsquoentreacutee du modegravele sont
La pluviomeacutetrie Il srsquoagit de pluie moyenne sur le bassin ou le sous bassin versant
consideacutereacute ou des donneacutees brutes des stations pluviomeacutetriques Dans ce dernier cas
HYSIM effectue alors le test de double masse corrige les lacunes agrave lrsquoaide de
reacutegressions et calcule la pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant
Lrsquoeacutevapotranspiration (ETP) Lagrave aussi HYSIM peut recevoir directement lrsquoETP deacutejagrave
calculeacutee ou faire ce travail lui-mecircme quand on lui introduit les diffeacuterents termes de
lrsquoeacutevapotranspiration suivant la formule de Penman
Les autres variables drsquoentreacutees sont
Taux de fusion potentiel de la neige
Recharge et tarissement des riviegraveres
Coefficient de reacutecession de la nappe
Notons cependant que le modegravele peut tourner mecircme dans une situation ougrave les
donneacutees concernant une ou plusieurs de ces variables ne seraient pas disponibles
De mecircme le modegravele se preacutesente avec une certaine souplesse quant au pas de
temps des donneacutees Ce dernier peut en effet ecirctre journalier hebdomadaire mensuel ou
mecircme drsquoune fraction entiegravere journaliegravere
Les variables de sortie sont
Les deacutebits simuleacutes
Les contenances de diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps choisi
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Les flux drsquoeau entre les diffeacuterents reacuteservoirs
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IV13 Les paramegravetres du modegravele
La philosophie de deacuteveloppement de HYSIM est fondeacutee sur le souci de donner une
signification physique reacutealiste agrave tous le paramegravetres auxquels le modegravele fait recours La
plupart des paramegravetres employeacutes sont familiers aux hydrologues crsquoest le cas du reacuteservoir
drsquointerception ou de la superficie du bassin versant par exemple Mais bien drsquoautres
paramegravetres en particulier ceux relatifs agrave la physique du sol sont moins bien eacutevidents
Le bassin versant agrave modeacuteliser peut ecirctre subdiviseacute en sous bassins qui srsquoemboicirctent
Chaque sous bassin peut agrave son tour ecirctre subdiviseacute en plus de trois zones hydrologiques
individualiseacutees par leurs caracteacuteristiques climatiques et de sols Dans ce cas on deacutefinira
alors pour chaque sous-bassin la seacuterie de paramegravetres qui lui est propre Le reacuteseau
hydrographique est eacutegalement scheacutematiseacute en reacuteseau de chenaux
La premiegravere eacutetape de la modeacutelisation est de ce fait de deacutecider de la subdivision en
sous bassins et de la structuration du reacuteseau hydrographique agrave adopter
Ce modegravele est prolifique en paramegravetres On en distingue deux types les paramegravetres
hydrauliques et les paramegravetres hydrologiques
Les paramegravetres hydrauliques concernent les caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques la
pente et la rugositeacute des chenaux (Figure 32)
Figure 32 Paramegravetres hydrauliques du modegravele
Les paramegravetres hydrologiques
Ils sont les plus nombreux et on les regroupe en laquo paramegravetres de base raquo et
laquo paramegravetres avanceacutes raquo On les verra plus en deacutetail un peu plus loin
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IV2 MISE EN ŒUVRE DU MODELE SUR LE BASSIN DU KOU
laquo Le calage drsquoun model consiste agrave trouver le jeu optimal de paramegravetres cest-agrave-dire
celui qui optimise (bien souvent minimise) un critegravere numeacuterique permettant de juger de
lrsquoadeacutequation du modegravele pour des donneacutees disponibles En geacuteneacuteral ce critegravere mesure un eacutecart
entre la chronique des valeurs de deacutebits produites par le modegravele et la chronique des valeurs
observeacutees raquo Il traduit la performance du modegravele Ce Critegravere sera pour nous le critegravere de
Nash pour les raisons que nous expliciterons plus loin La deacutetermination des paramegravetres se
fera en deux eacutetapes
Une premiegravere eacutetape ougrave les paramegravetres sont deacutetermineacutes sur la base des
caracteacuteristiques notamment physiques du bassin versant et
Une deuxiegraveme eacutetape drsquoajustement (drsquooptimisation) des paramegravetres
Mais commenccedilons drsquoabord par deacuteterminer la peacuteriode de calage et le pas de temps
des donneacutees
IV21 Choix des eacutechelles de modeacutelisation
IV211 Echelle spatiale
La modeacutelisation hydrologique srsquoopegravere suivant diffeacuterentes eacutechelles spatiales
(KARAMBIRI 2003) On distinguera entre autres
- Premiegraverement lrsquoeacutechelle du bassin versant Cela se traduit par le deacutecoupage du
bassin versant en uniteacutes hydrologiques homogegravenes doteacutees de paramegravetres initiaux
mesureacutes ou estimeacutes qui seront ensuite optimiseacutes au cours du calage
- On peut eacutegalement conduire la modeacutelisation agrave lrsquoeacutechelle de la parcelle en deacuteterminant
les paramegravetres speacutecifiques agrave chaque eacutetat de surface eacuteleacutementaire qui seront ensuite
reporteacutes sur tout le bassin
- hellip
Le modegravele HYSIM est dans le premier cas Le bassin versant est conccedilu comme un
complexe de sous-bassins hydrologiques emboicircteacutes Le calage du modegravele consistera alors agrave
optimiser des paramegravetres deacutetermineacutes ou estimeacutes dans un premier temps sur la base
drsquoobservations et de mesures effectueacutees sur le terrain
La version laquo deacutemo raquo du modegravele que nous utilisons dans le cadre de cette eacutetude est
cependant soumise aux deux limitations suivantes
- Impossibiliteacute de travailler avec des seacuteries de plus de cinq ans de donneacutees
- Impossibiliteacute drsquoutiliser la subdivision en sous-bassins emboicircteacutes tout le bassin versant
devra ecirctre conccedilu comme un ensemble hydrologiquement homogegravene
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Drsquoautre part dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous eacutetions arriveacutes agrave la
conclusion qursquoau niveau des trois stations hydromeacutetriques seacutelectionneacutees seules les donneacutees
de Badara eacutetaient utilisables dans le cadre drsquoune modeacutelisation
Pour ces deux raisons ci-dessus eacutevoqueacutees notre uniteacute drsquoeacutetude sera le sous-bassin
de Badara Sans arriver jusqursquoagrave lrsquoexutoire du bassin versant le poste hydromeacutetrique de
Badara est geacuteographiquement suffisamment bien situeacute en aval des principaux utilisateurs
des ressources en eau du Kou (peacuterimegravetres irrigueacutes station de pompage de lrsquoONEA etc) On
pourra de ce fait assimiler le sous-bassin dont Badara est lrsquoexutoire agrave lrsquoensemble du bassin
versant du Kou sans trop de biais sur les conclusions
IV212 Echelle de temps
Pour ce qui est du pas de temps nous gardons un pas de temps journalier car drsquoune
part le modegravele lrsquoaccepte et drsquoautre part toutes les donneacutees disponibles sont agrave ce pas de
temps
IV22 Choix des eacuteveacutenements agrave modeacuteliser
Lrsquoobjectif principal de cette eacutetude est la deacutetermination du bilan hydrologique La
modeacutelisation devrait aider agrave deacuteterminer un terme important du bilan agrave savoir les volumes
eacutecouleacutes Ce volume est deacutetermineacute par inteacutegration du deacutebit moyen journalier sur la dureacutee sur
laquelle sera effectueacute le bilan Lrsquoeacuteveacutenement agrave modeacuteliser est de ce fait le deacutebit moyen
journalier Les donneacutees journaliegraveres drsquoETP et de pluies srsquoeacutetalent sur la peacuteriode 1996-2002
IV23 Choix des peacuteriodes et des fonctions critegraveres de calage et de validation
IV231 Choix des peacuteriodes de calage et de validation
Nous avons subdiviseacute la peacuteriode totale (1996 agrave 2002) couverte par nos donneacutees en
deux seacuteries de trois ans chacune La premiegravere anneacutee (1996) devant servir pour la mise en
route du modegravele le calage sera fait sur les trois anneacutees suivantes (1997 agrave 1999) dont les
donneacutees sont les meilleures La deuxiegraveme seacuterie (2000 agrave 2002) va ecirctre utiliseacutee pour la
validation
IV232 Choix de la fonction critegravere de calage et de validation
Lorsqursquoil srsquoagit de juger de la qualiteacute drsquoune simulation il est fait appel agrave des fonctions
objectives ou fonctions de critegraveres qui permettent drsquoestimer globalement sous forme drsquoun
seul nombre lrsquoeacutecart entre les sorties calculeacutees et les deacutebits observeacutes Plusieurs fonctions
critegraveres sont utiliseacutees pour lrsquoappreacuteciation des modegraveles pluies-deacutebits Nous pouvons en citer agrave
titre drsquoexemple le critegravere de Fortin (Fortin et al 1971) le critegravere de Nash (Nash et sutcliffe
1970) etchellip
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Pour ce qui est de notre eacutetude nous utiliserons dans un premier temps un critegravere
visuel qui consistera agrave repreacutesenter sur un graphique les valeurs observeacutees des deacutebits en
fonction des valeurs simuleacutees Ensuite ce critegravere visuel sera quantifieacute par la fonction critegravere
de Nash Il est en effet de lrsquoavis de nombreux auteurs que crsquoest la fonction qui permet
drsquoobtenir les meilleurs reacutesultats A preuve cette conclusion des eacutetudes comparatives
SERVAT ET DEZETTER (1990) puis DEZETTER (1991) laquo Au regard des objectifs viseacutes
(reconstitution la plus preacutecise possible des volumes de crue en saison des pluies restitution
de la dynamique des hydrogrammes absence de deacutecalage dans le temps entre les
hydrogrammes observeacutes et calculeacutes) et de la nature des donneacutees disponibles quelque soit
lrsquoalgorithme utiliseacute crsquoest son association avec le critegravere de Nash qui permet drsquoacceacuteder au
meilleur niveau de reacutesultats raquo
La fonction de critegravere de Nash est donneacutee par lrsquoexpression suivante
N
i
moyobs
i
obs
i
obs
N
i
i
Cal
NashdeCritegravere
1
2
2
1
)(
)(
1
Avec Qcal Deacutebit calculeacute
Qobs Deacutebit observeacute
Qobs-moy Deacutebit observeacute moyen
On sait que 1NashdeCritere Le modegravele sera alors consideacutereacute
comme performant lorsque la valeur du NashdeCritere est proche de 1 Pour
mieux appreacutecier cette performance nous adoptons lrsquoeacutechelle drsquoappreacuteciation
suivante (PACOME 2004)
Si NashdeCritere gt 08 alors le critegravere de Nash est bon pour le modegravele
Si 07 lt NashdeCritere 08 alors le critegravere de Nash est satisfaisant
Si 06 lt NashdeCritere 0 7 alors le critegravere de Nash est acceptable
Si 05 lt NashdeCritere 0 6 alors le critegravere de Nash est peu acceptable
Si NashdeCritere 05 alors le critegravere de Nash est mauvais
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IV24 Deacutetermination des paramegravetres du modegravele
IV241 Les paramegravetres hydrauliques
Les paramegravetres suivants ont eacuteteacute deacutetermineacutes agrave lrsquoaide des donneacutees topographiques
disponibles et sur la base des observations de terrain Nous adoptons ainsi les dimensions
moyennes suivantes
Largeur en gueule 30 m largeur au plafond = 15 m
Profondeur = 2 m longueur = 40 Km
Pente longitudinale = 2permil Largeur du lit majeur = 100m
Cœfficient de rugositeacute de Manning du chenal = 0033
Cœfficient de rugositeacute de Manning du lit majeur = 006
Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques
IV242 Paramegravetres hydrologiques de base
La deacutetermination de ces paramegravetres a eacuteteacute faite le plus souvent sur la base des
indications donneacutees par le manuel drsquoutilisation du modegravele
Reacuteservoir drsquointerception (Interception Storage)
Une valeur de 2 mm est raisonnable pour les prairies tandis que pour des zones de
forecirct on pourra deacutepasser 10 mm La carte drsquooccupation du sol du bassin montre une
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heacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute avec une preacutedominance de zone arbustive (66) suivi de plantations
(19) champ (134) et plaine rizicole (8) Nous retenons de ce fait une valeur 10
mm
Proportion de zone impermeacuteable (Impermeable Proportion)
Il srsquoagit de la proportion de la partie du bassin versant que lrsquoon peut consideacuterer
comme impermeacuteable Ceci inclus non seulement les routes et parkings mais
eacutegalement les aires naturels reacuteputeacutees avoir cette proprieacuteteacute ainsi que la riviegravere elle-
mecircme Une valeur de 002 est typique des zones rurales pour les zones urbaniseacutees
cette valeur pourra deacutepasser 20 Ce dernier taux nous semble exageacutereacute pour le
contexte africain en geacuteneacuterale et pour celui de la valleacutee du Kou en particulier La ville
de Bobo-Dioulasso ne peut pas ecirctre en effet consideacutereacutee impermeacuteabiliseacutee au mecircme
degreacute que le villes anglaises qui appartiennent au contexte de creacuteation et de
conception de HYSIM Nous estimons ce paramegravetre agrave 002 sur la base de la carte
drsquooccupation des sols du bassin versant
Temps de monteacutee des petits chenaux (Time to peak - minor channels)
Ce paramegravetre controcircle la simulation de la reacuteponse des canaux affluents
mineurs qui nrsquoauront pas eacuteteacute pris en compte dans la scheacutematisation du reacuteseau
hydrographique Ce paramegravetre srsquoestime par la formule suivante
470)(82 SLTp
Ougrave Tp = Temps de monteacutee en heures
L = longueur de la riviegravere consideacutereacutee en km
S = pente de la riviegravere consideacutereacutee mkm
On retiendra comme valeur du paramegravetre la moyenne des Tp calculeacutes avec la formule
preacuteceacutedente pour 4 agrave 5 affluents mineurs
Ce paramegravetre a eacuteteacute deacutetermineacute agrave lrsquoaide de la carte topographique de la valleacutee du Kou
On trouve Tp = 43h
Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
Sa valeur est normalement comprise entre 500 et 1000 mm mais cela
deacutependra surtout des types de veacutegeacutetations et de sols en preacutesence Ce paramegravetre
deacutetermine la capaciteacute de reacutetention totale des horizons superficiel et infeacuterieur du sol Il
est cependant difficile agrave deacuteterminer agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant crsquoest donc par
iteacuteration que nous le deacuteterminerons en partant drsquoune valeur de 1000 mm
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Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Crsquoest lrsquoun des plus importants paramegravetres du modegravele car il controcircle la
reacuteponse du sol Sa valeur se deacutetermine agrave lrsquoaide du tableau 18 avec comme entreacutee la
texture du sol Dans notre cas sa valeur est de 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et lrsquohorizon
qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute entre les deux
horizons du sol Sa valeur varie de 50 mmh pour les sols argileux agrave plus de
200mmh pour le sable Pour commencer les iteacuterations on prendra comme valeur de
deacutepart soit le double de la valeur donneacutee par le tableau 18 soit la valeur par deacutefaut
du modegravele qui est de 10 mmh Ce paramegravetre est en effet normalement moduleacute et
ajusteacute par le modegravele
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute du sol vers la nappe
souterraine En lrsquoabsence de nappe souterraine la valeur de ce paramegravetre est zeacutero
Dans le cas contraire sa valeur va de 10 mmh pour les sols lourds agrave 100 mmh et
plus pour les sols sableux et graveleux On pourra comme preacuteceacutedemment utiliser les
valeurs du tableau 18 ou garder la valeur par deacutefaut de 10 mmh donneacute par le
modegravele agrave titre de valeur de deacutemarrage car ce paramegravetre est eacutegalement moduleacute et
ajusteacute automatiquement
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-off from
the upper horizon at saturation)
La valeur de ce paramegravetre est ajusteacutee au cours de la calibration en partant de
la valeur par deacutefaut de deacutemarrage de 10 mmh
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
La proceacutedure de deacutetermination de ce paramegravetre est la mecircme que celle du
paramegravetre preacuteceacutedent
Coefficient de reacutecession de la nappe (groundwater recession)
La valeur de ce paramegravetre est donneacutee par la relation suivante
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)1(
12 )( mqqrecessiondetCoefficien
Ougrave q1 et q2 sont respectivement les deacutebits au deacutebut et agrave la fin de la saison segraveche et
m la dureacutee en mois de cette saison segraveche
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol
Texture Teneur
en argile
()
PSDI Pression
de
bouillone
ment
permeabiliteacute
mmh
Porositeacute Humiditeacute
residuelle
Peat 0 050 100 500 070 010
Sable 3 025 120 630 040 010
Loamy Sand 6 023 90 560 041 010
Marne sableuse 9 020 220 125 044 015
Silt Loam 14 019 80 26 049 015
Loam 19 018 500 25 045 015
Sandy Clay Loam 28 014 300 23 042 015
Silty Clay Loam 34 013 360 6 048 020
Limon argileux 34 012 630 9 048 020
Argile sableuse 43 010 150 8 043 020
Argile limoneuse 49 010 490 4 049 020
Argile 63 009 410 4 048 025
Nota
1 Ces valeurs sont baseacutee sur des donneacutee expeacuterimentales Certains parmis elles varient drsquoune maniegravere
rendant difficile lrsquoestimation drsquoune moyenne quand plusieurs types de sols sont concerneacutes A titre
drsquoexemple dans le cas de la pression de bouillonnement la valeur par deacutefaut de 250 doit ecirctre utiliseacutee agrave
moins que le bassin versant ne soit agrave 100 drsquoun type particulier
2 La teneur en argile et lrsquohumiditeacute reacutesiduelle ne sont pas utiliseacutees par HYSIM mais incluses dans le
tableau agrave titre de compleacutement
Coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (Precipitation correction factor)
Ce paramegravetre a eacuteteacute preacutevu pour corriger une eacuteventuelle sous-estimation ou
une eacuteventuelle surestimation de la pluviomeacutetrie Le test de sensibiliteacute a montreacute que le
modegravele reacuteagit trop par rapport agrave la pluviomeacutetrie de sorte que les deacutebits simuleacutes sont
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nettement supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes Lrsquointroduction de ce paramegravetre en
diminuant (dans notre cas) la pluviomeacutetrie permet alors de coller les deacutebits simuleacutes
avec les deacutebits observeacutes Apregraves plusieurs essais la valeur de 06 a eacuteteacute retenue
Coefficient de correction de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (Potential
evapotranspiration correction factor)
La deacutetermination de lrsquoeacutevapotranspiration eacutetant reacuteputeacutee moins preacutecise que celle
de la pluviomeacutetrie crsquoest sur ce paramegravetre que lrsquoon va le plus souvent jouer pour
obtenir lrsquoeacutequilibre du bilan hydrologique (optimisation agrave paramegravetre unique)
Superficie du sous-bassin (sub-catchment area)
Crsquoest la superficie du sous bassin versant en km2 Elle est de 989 km2
IV243 Paramegravetres hydrologiques avanceacutes
Ils ne sont dits laquo avanceacutes raquo que parce que le modegravele est moins sensible agrave leur
modulation Le plus souvent on se contentera des valeurs par deacutefaut suggeacutereacutees
Permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la surface de lrsquohorizon superficiel (saturated
permeability at the top of the Upper horizon boundary)
La valeur par deacutefaut proposeacutee et que nous retiendrons est 1000 mmh
Proportion de stockage dhumiditeacute dans lhorizon supeacuterieur
Cest un paramegravetre difficile agrave ajuster avec assurance Mais il serait peu
commun de deacutepasser la valeur par deacutefaut de 03 Srsquoil se trouve que la reacuteponse du
modegravele agrave de petits orages est geacuteneacuteralement tregraves faible la valeur de ce paramegravetre
peut ecirctre reacuteduite cest-agrave-dire que lhorizon supeacuterieur se remplira plus rapidement et
se deacutechargera aussitocirct
Rapport de la surface du bassin versant souterrain participant au bilan au bassin
versant de surface (Ratio of Contributing Groundwater Catchment Area to Surface
Catchment Area)
Ce ratio tient compte du fait que les deux bassins pourraient ne pas coiumlncider
Proportion du bassin versant qui soit sans contribution de nappe souterraine
(Proportion of Catchment without Contributing Groundwater)
Idem avec le paramegravetre preacuteceacutedent
Proportion de zone mareacutecageuse (Riparian proportion) soumise agrave
lrsquoeacutevapotranspiration au taux potentiel pendant toute lrsquoanneacutee et ce mecircme quand tout le
reste du bassin versant serait sec
Porositeacute (prosity)
Le tableau 18 donne une valeur de 44
Pression de bouillonnement (bubbling pressure)
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Cette valeur repreacutesente la succion capillaire agrave partir de laquelle des bulles
apparaissent quand le sol est soumis agrave un assegravechement Ce paramegravetre est lun des
deux paramegravetres qui commandent la reacuteponse de la succion capillaire dans le sol agrave la
teneur en eau Des valeurs typiques sont indiqueacutees dans le tableau 18 mais la
valeur par deacutefaut approprieacutee pour un bassin versant reacuteputeacute heacuteteacuterogegravene est 250
Coefficient de reacutecession de la nappe souterraine intermeacutediaire
Valeur par deacutefaut 05
Proportion drsquohumiditeacute quittant les nappes intermeacutediaires en direction des canaux
Valeur par deacutefaut 0
Facteur drsquointerception
Ceci est un coefficient de pondeacuteration de lrsquoeacutevapotranspiration qui se produit au
droit du reacuteservoir drsquointerception Lrsquoeacutevaporation srsquoy produit en effet agrave un taux
eacutequivalent agrave ce qui se produirait sur un plan drsquoeau libre dont le taux est nettement
supeacuterieur agrave lrsquoeacutevapotranspiration Valeur par deacutefaut 1
IV244 Test de sensibiliteacute
Ce test permet drsquoidentifier les paramegravetres qui influencent le plus les reacutesultats du
modegravele Le test a consisteacute agrave faire varier les paramegravetres dans des plages raisonnables et
reacutealistes vis agrave vis des observations de terrain A lrsquoissu de ce test on fait le constat suivant
- Le facteur de zone impermeacuteable a de lrsquoinfluence sur lrsquoeffet des petites pluies sur les
deacutebits Plus ce facteur est grand plus les deacutebits simuleacutes seront eacuteleveacutes
- La profondeur racinaire a une grande influence sur les volumes et les deacutebits ruisseleacutes
Le volume ruisseleacute croit en sens inverse de la profondeur racinaire
- Le facteur de reacutecession de la nappe a quant agrave lui de lrsquoinfluence sur le deacutebit de saison
segraveche ou deacutebit de base
- Les facteurs de correction de la pluviomeacutetrie et de lrsquoeacutevapotranspiration jouent dans le
mecircme sens que le deacutebit Quand les deacutebits simuleacutes sont supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes
il faut diminuer le paramegravetre de correction de la pluie et augmenter celui de lrsquoETP Mais
ces deux paramegravetres ont moins de conseacutequences que la profondeur racinaire
- Un autre facteur dont lrsquoinfluence sur les deacutebits et les volumes est important crsquoest lrsquoindice
de composition granulomeacutetrique Plus cet indice est grand moins il y a drsquoeacutecoulement
Mais cela a une influence positive sur le deacutebit de base
Les autres facteurs comme les permeacuteabiliteacutes ont eacutegalement des influences notables sur
lrsquoeacutecoulement mais comme ces paramegravetres sont optimiseacutes automatiquement on nrsquoen tiendra
pas trop compte
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IV245 Optimisation des paramegravetres du modegravele
Lrsquooptimisation des paramegravetres a pour but de trouver le jeu de paramegravetres qui
rapproche le plus possible le comportement du modegravele de celui du bassin modeacuteliseacute la
similitude des comportements eacutetant quantifieacutee par un critegravere (fonction objectif) servant agrave
lrsquooptimisation des paramegravetres et mesurant ce degreacute de similitude
Lrsquooptimisation des paramegravetres se fait en deux eacutetapes
Lrsquooptimisation agrave paramegravetre unique Crsquoest lrsquooptimisation par ajustement de
lrsquoun des trois paramegravetres suivants
- Le coefficient correcteur de la pluviomeacutetrie
- Le coefficient correcteur de lrsquoeacutevapotranspiration
- Et la profondeur racinaire
Le choix du paramegravetre agrave ajuster va largement deacutependre de la qualiteacute des donneacutees
pluviomeacutetriques Si ces donneacutees donnent une bonne couverture spatiale du bassin (cest-agrave-
dire une bonne repreacutesentativiteacute) il serait alors preacutefeacuterable drsquooptimiser le coefficient correcteur
de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (ETP) Dans le cas contraire choisir le coefficient
correcteur de la pluviomeacutetrie La profondeur racinaire ne sera choisie que dans le seul cas
ougrave les donneacutees pluviomeacutetriques et drsquoeacutevapotranspiration seraient tregraves sucircres
Lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres
Lrsquooptimisation porte sur quatre au moins des six paramegravetres suivants
1) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et
lrsquohorizon qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
2) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
3) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-
off from the upper horizon at saturation)
4) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
5) Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
6) Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Quatre fonctions objectives sont disponibles dans cette option drsquooptimisation agrave
multiples paramegravetres En effet lrsquoon doit choisir lrsquoune de ces quatre fonctions avant de lancer
lrsquooptimisation HYSIM va alors essayer de minimiser cette fonction objective en choisissant
une direction agrave partir du jeu initial de paramegravetres pour effectuer des deacuteplacements dans
lrsquoespace ces derniers et calculer la valeur de la fonction au nouveau point Srsquoil y a
ameacutelioration lrsquoopeacuteration est renouveleacutee agrave partir de ces nouveaux paramegravetres Sinon on
choisit une nouvelle direction agrave partir de ce mecircme point
Ces quatre fonctions objectives sont les suivantes
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a) Erreur reacuteduite destimation (Reduced error estimate (REE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
5022 )()( mR FFFFEER
Ougrave F = Deacutebit moyen journalier simuleacute
Fm = Deacutebit moyen journalier observeacute
FR = Deacutebit journalier observeacute
Cette fonction donne le mecircme poids agrave des erreurs eacutequivalentes par exemple une
erreur de 1m3s aura le mecircme poids que le deacutebit soit de 10 ou de 1m3s Le choix du
REE est bien indiqueacute pour la modeacutelisation des eacutecoulements ou pour des bassins
versants agrave activiteacute saisonniegravere
b) Erreur proportionnelle destimation (Proportional error of estimate (PEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
502 )1())(( nFFFEEP RR
Ougrave n deacutesigne le nombre de jours utiliseacutes pour le calage et les autres termes restent
tels que deacutefinis ci-dessus Cette fonction conduit agrave la minimisation des erreurs
proportionnelles par exemple une erreur de 1m3s ougrave le deacutebit est de 10m3s a le mecircme
poids qursquoune erreur de 01m3s ougrave le deacutebit est de 1m3s Cette fonction objective est
particuliegraverement utile dans le cas des eacutecoulements lents
c) Erreur extrecircme destimation (Extreme error of estimate (EEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
50)1(()))()((( nFFFFFFEEE mRmR
Cette fonction objective donne des poids plus grands aux extrecircmes (maxi et mini)
Elle sera geacuteneacuteralement preacutefeacutereacutee agrave toutes les autres Ce sera celle que nous allons
utiliser
d) Deacutebit de base (base flow)
Cette fonction est baseacutee sur la somme des carreacutes des erreurs des deacutebits de base
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Promotion (2006) 75
IV3 RESULTATS ET DISCUSSIONS
IV31 Analyse de la qualiteacute des reacutesultats du modegravele
La pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee par la meacutethode des
polygones de Thiessen et agrave partir des observations faites sur trois stations assez bien
reparties dans lrsquoespace Elle nous parait de ce fait plus sucircre que lrsquoeacutevapotranspiration qui a
eacuteteacute deacutetermineacutee agrave partir drsquoune seule station Crsquoest pour cette raison que nous avons choisi de
jouer sur le coefficient se rapportant agrave lrsquoETP dans lrsquoeacutetape de lrsquooptimisation agrave paramegravetre
unique
Pour lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres nous avons joueacute sur les quatre paramegravetres
que le concepteur conseille dans les cas courants (voir paragraphe IV244)
Apregraves plusieurs simulations ougrave nous avons chaque fois deacutetermineacute la fonction critegravere
nous sommes arriveacute au reacutesultat suivant
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage
Reacuteservoir drsquointerception (mm)
10
Proportion de terrain impermeacuteable 010
Temps de monteacutee (heure) 43
Profondeur racinaire (mm) 6000
Index de composition granulomeacutetrique 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation a lrsquointerface des deux horizons (mmh) 140
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon superficiel (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon infeacuterieur (mmh) 11
Facteur de reacutecession de la nappe (par mois) 0999
Facteur de correction de la pluviomeacutetrie 060
Facteur de correction de lrsquoeacutevapotranspiration 0307
Surface du bassin versant (Km2) 989
Il convient de voir si les valeurs de paramegravetres trouveacutes sont reacutealistes La critique va
porter sur les paramegravetres marqueacutes par un asteacuterix dans le tableau 19 les autres paramegravetres
ayant deacutejagrave eacuteteacute choisis sur la base des donneacutees de terrain
La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave lrsquointerface des deux couches (140 mm) est
caracteacuteristique des terrains sableux (voir tableau 20) et ceci correspond agrave notre terrain
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La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la base de la couche infeacuterieure est
caracteacuteristique de sols lourds ce qui est eacutegalement le cas du bassin du Kou
Quant aux eacutecoulements hypodermiques les taux qui sont les leurs nous
semblent raisonnables
La valeur de la profondeur racinaire semble cependant exageacutereacutee mais crsquoest
tout de mecircme une valeur plausible du fait de la nature seacutedimentaire du terrain et drsquoapregraves
CHABI GONNI (2003) la nappe se situerait en moyenne agrave 20 m de profondeur
Le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (060) semble ecirctre faible Cela
pourrait srsquoexpliquer par les diverses preacutelegravevements en amont de Badara car les erreurs sur la
mesure de la pluie ne pourraient agrave elle seule expliquer un rabattement de 40 pour passer
de la pluie mesureacutee agrave la pluie efficace
Le coefficient de correction de lrsquoETP semble ecirctre eacutegalement sous-estimeacute Cela
pourrait srsquoexpliquer par la faiblesse du coefficient de correction de la pluviomeacutetrie Les
valeurs de ces deux derniers paramegravetres posent la question de la surparametrisation du
modegravele
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours drsquoHydrogeacuteologie
de M DIENG (EIER))
Diamegravetre (mm) 5 005 0005
Nature des
sols
Graviers ou
Gravillons sans
eacuteleacutements fins
Sable pur ou sable
et Gravier sans
eacuteleacutements fins
Sable tregraves fin silts
et meacutelange de sables
et argiles
Argiles
homogegravenes
K en ms 1 10-2
10-5
10-9
Tregraves bonne Bonne Mauvaise Impermeacuteable
Les valeurs des paramegravetres deacutetermineacutes agrave partir du calage sont reacutealistes et
acceptables
IV32 Analyse des reacutesultats du calage
Les graphiques des figures 34 agrave 39 preacutesentent les reacutesultats du calage Lrsquoobservation
visuelle des graphiques et les valeurs du critegravere de Nash sur les deacutebits et de lrsquoerreur relative
sur les volumes du tableau 21 autorisent les remarques suivantes
Critegravere de Nash gt 06 bonne restitution des deacutebits cependant lrsquoobservation
des graphiques (semis des points) montre que le modegravele a tendance agrave sous-estimer les
deacutebits maximums et moyens (simuleacutes) Par contre les deacutebits minimums simuleacutes sont
surestimeacutes
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Lrsquoerreur relative exprimeacutee par la diffeacuterence entre les volumes observeacutes et
simuleacutes est infeacuterieure en valeur absolue agrave 5 ce qui est acceptable drsquoougrave nous concluons
qursquoil y a une bonne restitution des volumes
Une bonne synchronisation des deacutebits observeacutes et simuleacutes au cours des
anneacutees 1997 et 1999 par contre au deacutebut de lrsquoanneacutee 1998 on constate un certain
deacutecrochage des deux courbes cela peut ecirctre du agrave la qualiteacute des donneacutees drsquoobservation Le
modegravele annonce une crue cela est confirmeacute en regardant lrsquohistogramme des pluies ougrave on
peut remarquer qursquoil y a effectivement une pluie correspondant agrave ce jour La courbe des
deacutebits observeacutes reste cependant muette lagrave-dessus
Il y a une meilleure sensibiliteacute du modegravele aux eacuteveacutenements pluvieux mecircmes les
plus faibles par rapport aux deacutebits observeacutes
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage
Date 1997 1998 1999 1997-1999
Nash 061 079 086 076
Erreur relative
()
01 34 05 22
Correacutelation ()
079 892 938 883
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacute
bit
s (
m3
s)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
RecordedNash (1997) = 061
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Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash(Q)= 061
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
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1998
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bs
erv
eacutes
(m
3s
)
Nash(1998)=079
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
0
5
10
15
20
25
11
19
99
11
71
99
9
22
19
99
21
81
99
9
63
19
99
32
21
99
9
74
19
99
42
31
99
9
95
19
99
52
51
99
9
10
61
99
9
62
61
99
9
12
71
99
9
72
81
99
9
81
31
99
9
82
91
99
9
91
41
99
9
93
01
99
9
10
16
19
99
11
11
99
9
11
17
19
99
31
21
99
9
12
19
19
99
Dates
Deacuteb
its
m3
s)
0
20
40
60
80
100
120
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Nash (1999)=086
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Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
1999
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash (1999)=086
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
IV33 Analyse des reacutesultats de la validation
La calibration ou calage a consisteacute en gros agrave partir de la pluviomeacutetrie et de
lrsquoeacutevapotranspiration pour deacuteterminer les paramegravetres du modegravele La validation sera lrsquoopeacuteration
inverse permettant drsquoeacutevaluer la performance du modegravele (muni des paramegravetres deacutetermineacutes en
calibration) agrave deacutecrire fidegravelement le processus hydrologique au sein du bassin versant Pour
ce faire on fait tourner le modegravele pour une peacuteriode autre que celle ayant servi agrave la calibration
et on compare les reacutesultats ainsi obtenus aux reacutesultats mesureacutes Nous analysons lagrave aussi la
restitution des volumes drsquoeau eacutecouleacutes et des deacutebits avec les mecircmes moyens qursquoau calage
(tableau 22 et figures 39 agrave 44)
Le critegravere de Nash que nous trouvons est de 06 pour chaque anneacutee du calage prise
individuellement ou pour lrsquoensemble des trois anneacutees Cela confirme le fait que modegravele
restitue de faccedilon acceptable les deacutebits Les deacutebits maximums et moyens sont lagrave aussi
minoreacutes par rapport aux observations Lrsquoobservation est valable pour les deacutebits minimums
eacutegalement Le biais est assez net pour 2001 et 2000
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Promotion (2006) 81
Lrsquoerreur sur le volume est pour chaque anneacutee prise individuellement ou pour
lrsquoensemble de la peacuteriode de calage tregraves eacuteleveacutee car deacutepassant mecircme les 10 Cela est agrave
imputer agrave la qualiteacute des donneacutees de cette peacuteriode
Il y a une bonne synchronisation entre deacutebits simuleacutes et observeacutes en particulier pour
les deacutebits maximums
On observe lagrave aussi une bonne sensibiliteacute aux eacuteveacutenements pluvieux
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation
Date 2000 2001 2002 2000-2002
Nash 066 063 056 061
Erreur relative
()
130 240 110 22
0
5
10
15
20
25
30
01
01
20
00
16
01
20
00
31
01
20
00
15
02
20
00
03
01
20
00
16
03
20
00
31
03
20
00
15
04
20
00
30
04
20
00
15
05
20
00
30
05
20
00
14
06
20
00
29
06
20
00
14
07
20
00
29
07
20
00
13
08
20
00
28
08
20
00
09
12
20
00
27
09
20
00
10
12
20
00
27
10
20
00
11
11
20
00
26
11
20
00
12
11
20
00
26
12
20
00
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Nash(2000) = 066
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
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Promotion (2006) 82
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2000) = 066
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
0
5
10
15
20
25
30
11
20
01
11
72
00
1
22
20
01
21
82
00
1
63
20
01
32
22
00
1
74
20
01
42
32
00
1
95
20
01
52
52
00
1
10
62
00
1
62
62
00
1
12
72
00
1
72
82
00
1
81
32
00
1
82
92
00
1
91
42
00
1
93
02
00
1
10
16
20
01
11
12
00
1
11
17
20
01
31
22
00
1
12
19
20
01
Dates
Deacuteb
its (
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies (
mm
)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
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Promotion (2006) 83
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2001) = 063
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
0
5
10
15
20
25
30
11
20
02
11
52
00
2
12
92
00
2
12
22
00
2
22
62
00
2
12
32
00
2
32
62
00
2
94
20
02
42
32
00
2
75
20
02
52
12
00
2
46
20
02
61
82
00
2
27
20
02
71
62
00
2
73
02
00
2
81
32
00
2
82
72
00
2
10
92
00
2
92
42
00
2
81
02
00
2
10
22
20
02
51
12
00
2
11
19
20
02
31
22
00
2
12
17
20
02
12
31
20
02
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Simulated
Recorded
Nash (2002) = 06
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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Promotion (2006) 84
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash (2002) = 06
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
IV34 Reconstitution des donneacutees hydromeacutetriques manquantes agrave laide du modegravele
La simulation consiste agrave mettre en œuvre le modegravele caleacute preacuteceacutedemment pour
deacuteterminer les deacutebits correspondants agrave des peacuteriodes sans observation hydromeacutetrique ou
dont les donneacutees contiennent des lacunes
Nous retenons comme peacuteriode de simulation la peacuteriode comprise entre 1986 et 2003
qui correspond agrave celle dont les observations des trois stations pluviomeacutetriques utiliseacutees plus
haut sont disponibles
A lrsquoanalyse des reacutesultats nous faisons le constat suivant
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale les variations des deacutebits suivent les saisons
meacuteteacuteorologiques Pendant la saison des pluies le deacutebit augmente et atteint son maximum en
aoucirct (53m3s) Les deacutebits baissent rapidement agrave partir drsquooctobre et continuerons ensuite agrave
baisser graduellement de novembre agrave juin Le deacutebit drsquoeacutetiage moyen (correspondant agrave la
peacuteriode de deacutecembre agrave mai) est de lrsquoordre de 07m3s La figure 45 illustre la variation inter-
saisonniegravere du deacutebit moyen
Le deacutebit moyen annuel calculeacute pour la peacuteriode de 1984 agrave 2003 est de 17m3s le
volume eacutecouleacute correspondant srsquoeacutelegraveve agrave 536 million de m3 On obtient ainsi un coefficient
drsquoeacutecoulement de 53
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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000100200300400500600
Janv
ier
Mar
sM
ai
Juillet
Sep
tem
bre
Nov
embr
e
Mois
Deacute
bit
s (
m3
s)
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou
Pour analyser les variations interannuelles des deacutebits nous avons appliqueacute la
meacutethode de la moyenne mobile au deacutebit drsquoeacutetiage cest-agrave-dire de deacutecembre agrave mai Lrsquoanalyse
des deacutebits annuels (figure 46) ne permet pas en effet de conclure sur lrsquoeacutevolution des
deacutebits car des anneacutees ougrave les deacutebits paraissent eacuteleveacutes il peut y avoir des mois sans
eacutecoulement en fait compenseacutes par des mois pluvieux
000
050
100
150
200
250
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2003
anneacutees
Deacuteb
its (
m3s
)
Deacutebit moyen annuel
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
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1996
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1998
1999
2000
2001
2002
2003
deacuteb
it(m
3s
)
Deacutebit deacutetiage
Moyenne arithmetique
Moyenne mobile
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes
A lrsquoissue du test de la moyenne mobile le constat est qursquoon ne deacutecegravele pas de
tendance Cela est normal car le deacutebit est fonction de la pluviomeacutetrie qui elle-mecircme ne
connaicirct pas de tendance comme nous lrsquoavons vu plus loin
IV35 Conclusion
HYSIM est un modegravele prolifique en paramegravetres ce qui a rendu le calage tregraves
laborieux La multipliciteacute des paramegravetres peut eacutegalement conduire agrave des solutions locales
Un autre fait deacuteplorable crsquoest la petitesse de la chronique utiliseacutee Il faut eacutegalement citer le
fait que la station hydromeacutetrique dont les donneacutees ont eacuteteacute utiliseacutees nrsquoest pas celle qui est le
plus agrave lrsquoaval du bassin versant Cela est de nature agrave biaiser le reacutesultat obtenu Cependant la
mise en oeuvre de HYSIM sur le bassin du Kou a donneacute des bons reacutesultats On peut donc
lrsquoemployer pour simuler les deacutebits et compleacuteter les donneacutees neacutecessaires au calcul du bilan
hydrologique
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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Promotion (2006) 87
V BILAN EN EAU DU BASSIN
V1 APPROCHE METHODOLOGIQUE
Faire un bilan hydrique agrave lrsquoeacutechelle drsquoun objet revient toujours agrave consideacuterer que la loi
de conservation de la masse est satisfaite pour la peacuteriode retenue
Le bilan hydrologique que lrsquoon peut comparer agrave une simple opeacuteration comptable vise
agrave eacutetablir le budget entre les entreacutees et les sorties en eau dune uniteacute hydrologique deacutefinie
pendant une peacuteriode de temps donneacute
Dans sa formulation la plus geacuteneacuterale il seacutecrit
)( huRETRQP
Tout ce qui tombe (P) dans un espace hydrologique et dans un laps de temps donneacute
soit seacutecoule (Q) soit repart dans latmosphegravere par eacutevapotranspiration (ETR) soit participe agrave
la recharge des reacuteserves en eau du sol (Ru) ou du sous-sol (Rh) Les variations de reacuteserve
peuvent ecirctre eacutegalement neacutegatives et contribuer aux eacutecoulements etou agrave
leacutevapotranspiration
La meacutethodologie ci-dessous deacuteveloppeacutee consistera agrave deacuteterminer tous les termes du
bilan hydrologique et agrave poser lrsquoeacutequation du bilan On prendra le cas drsquoune anneacutee moyenne
drsquoune anneacutee deacutecennale segraveche et drsquoune anneacutee deacutecennale humide
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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V2 LES DIFFERENTS TERMES DU BILAN
V21 Les apports pluviomeacutetriques
La pluviomeacutetrie annuelle moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee dans la
premiegravere partie De mecircme une analyse freacutequentielle en a eacuteteacute faite Cela a reacuteveacuteleacute lrsquoextrecircme
variabiliteacute interannuelle de la pluie Crsquoest pour cette raison que dans cette eacutevaluation des
apports nous prenons le cas drsquoune pluie en anneacutee moyenne (1996) en anneacutee deacutecennale
segraveche (2001) et en anneacutee deacutecennale humide (1998) La surface eacutetant de 989 km2 nous en
deacuteduisons les volumes des apports pluviomeacutetriques correspondant aux anneacutees retenues
pour lrsquoeacutetude du bilan Les reacutesultats sont consigneacutes au tableau
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee moyenne deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Hauteur (mm) 9299 7888 11579
Volume apports (m3) 919 671 800 780 123 200 1 145 163 100
V22 Les eacutecoulements
Les deacutebits correspondant agrave la peacuteriode de 1984 agrave 2003 ont eacuteteacute simuleacutes avec le modegravele
HYSIM Ils sont catalogueacutes en annexe IV Nous notons au tableau 24 les lames eacutecouleacutees
les deacutebits moyens et les volumes eacutecouleacutes correspondant aux anneacutees du bilan
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale segraveche et humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Deacutebit moyen annuel (m3s)
1501 1233 1952
Volume eacutecouleacute (m3) 47 274 200 29 768 900 61 318 000
Coefficient drsquoeacutecoulement ()
51 50 54
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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On note un tregraves faible coefficient drsquoeacutecoulement quelque soit le quantile consideacutereacute A
titre de comparaison lrsquoeacutetude IWACO (1989) citeacutee par BERTHIAUD (2001) a trouveacute un
coefficient drsquoeacutecoulement de 52 pour la peacuteriode de 1974 agrave 1985
V23 Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle (ETR) est lrsquoune des variables de sortie du modegravele Nous
preacutesentons dans le tableau 25 suivant les valeurs correspondant agrave lrsquoETR des anneacutees du
Bilan
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
LrsquoETR reste au mecircme niveau quelque soit lrsquoissu de la saison des pluies Elle est cependant
plus accentueacutee en anneacutee segraveche agrave cause de la faible teneur en eau de lrsquoair
V24 La variation du stock des diffeacuterents reacuteservoirs
Le modegravele sort eacutegalement lrsquoeacutetat des diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps journalier
On peut donc calculer la variation du contenu de chaque reacuteservoir et de lagrave la variation de
stock totale au cour drsquoune peacuteriode (tableau 26)
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et deacutecennale
humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Neige 00 00 00
Interception 00 00 00
Horizon superficiel -689 -1859 452
Horizon infeacuterieur -22 -45 130
Nappe intermeacutediaire 00 00 00
Nappe souterraine -223 -223 -217
Chenaux mineurs 00 00 01
Variation du stock totale (mm)
-931 -21268 +3656
On constate une variation de stock (Stockfinal ndash Stockinitial) neacutegative en anneacutee moyenne
et en anneacutee segraveche Les deux premiegraveres couches du sol perdent leurs eaux au profit de la
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demande eacutevaporative De mecircme elles sont mises agrave contribution ainsi que la nappe
souterraine pour renflouer la riviegravere En anneacutee humide les horizons superficiel et infeacuterieur du
sol sont reacutealimenteacutes
V25 Bilan en eau du bassin versant
Le tableau 27suivant preacutesente le bilan
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Pluie (mm) 9299 7888 11579
Pluie efficace (mm) 5579 4733 6947
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
Variation du stock (mm)
- 931 - 21268 + 3656
Fermeture (mm) -215 -46 395
La fermeture du bilan nrsquoest pas nulle Mais les eacutecarts sont faibles et acceptables
drsquoautant plus qursquoils sont imputables aux erreurs et incertitudes dans la deacutetermination des
diffeacuterents termes du bilan Pour obtenir la fermeture du bilan nous avons du consideacuterer la
pluie efficace plutocirct que la pluie reacuteellement observeacutee dans lrsquoeacutequation du bilan En calculant le
bilan avec la pluie observeacutee obtenons les eacutecarts suivants 3501 mm pour 1996 3108 mm
pour 2001 et 3993 mm pour 1998 La pluie efficace est deacutetermineacutee en multipliant la pluie
observeacutee par le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute dans lrsquoeacutetape de calage
du modegravele Ce coefficient a normalement pour but de corriger les erreurs drsquoeacutevaluation sur la
pluviomeacutetrie mais la valeur de 06 nous parait exageacutereacutee pour de simples erreurs
drsquoestimation La raison de la faiblesse de ce coefficient est agrave rechercher ailleurs dans les
divers preacutelegravevements effectueacutes et dans les stockages en surface non pris en compte par le
modegravele Pour eacutetayer cette affirmation nous allons estimer les stockages en surface et les
principales utilisations de lrsquoeau
V3 LES UTILISATIONS DrsquoEAU
Les principaux utilisateurs de lrsquoeau sont
- Lrsquoadduction drsquoeau potable de la ville de Bobo-Dioulasso
- Les peacuterimegravetres irrigueacutes formels et informels
- Lrsquoeacutelevage et les autres
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V31 LrsquoAEP de Bobo-Dioulasso
Lrsquoalimentation en eau potable de Bobo-Dioulasso la deuxiegraveme ville du Burkina Faso
est assureacutee principalement par lrsquoONEA agrave partir des installations de captage des sources de
Nasso Les sources de Nasso sont comme nous lrsquoavons vu parmi les principales ressources
drsquoalimentation des eacutecoulements du Kou Il est de ce fait important de quantifier lrsquoampleur de
ce preacutelegravevement
La population de la ville de Bobo-Dioulasso a eacuteteacute estimeacute en agrave 600000 habitants en
2003 avec un taux drsquoaccroissement de 43 Actuellement cette Population serait alors
de 700000 habitants Pour avoir une ideacutee de la demande induite par cette population nous lui
appliquons une consommation speacutecifique moyenne de 40 ljourhabitant (D ZOUNGRANA
2003) La demande journaliegravere serait de ce fait de 28 000 m3
V32 Le peacuterimegravetre rizicole
Le peacuterimegravetre irrigueacute de la valleacutee du Kou est situeacute au nord-ouest de la ville de Bobo-
Dioulasso dans la commune de Bama Il a eacuteteacute reacutealiseacute dans le cadre de la coopeacuteration entre
le Burkina Faso (Haute Volta agrave lrsquoeacutepoque) et la Reacutepublique de Chine Taiwan
Le peacuterimegravetre couvre une superficie de 1250 ha dont 1021 ha sont effectivement
susceptibles drsquoecirctre mis en valeur Il est alimenteacute en eau agrave partir drsquoune prise reacutealiseacutee sur la
riviegravere Kou agrave Diaradougou Le canal drsquoameneacute de forme trapeacutezoiumldale en beacuteton a une
longueur de 11 km et a eacuteteacute dimensionneacute pour un deacutebit maximum de 35 m3s A lrsquoeacutetiage tout
le deacutebit du Kou est deacuteriveacute vers le peacuterimegravetre irrigueacute
Le peacuterimegravetre est exclusivement consacreacute agrave la production de riz conformeacutement agrave son
objectif drsquoorigine qui est de pourvoir agrave la demande en riz
On note lrsquoexistence de deux campagnes de production par an
- la campagne hivernale et
- la campagne de saison segraveche de janvier agrave mai et pendant laquelle
lrsquoalimentation en eau des cultures est assureacutee par irrigation
Nous avons estimeacutes les consommations en eau du peacuterimegravetre rizicole agrave 20 000 m3ha
drsquoougrave une demande totale de 40840 millions de megravetres cubes Les hypothegraveses et les deacutetails
de calcul sont consigneacutes en annexe V
V33 Lrsquoirrigation informelle
Lrsquoirrigation informelle est repreacutesenteacutee par les exploitations agricoles installeacutees
spontaneacutement ccedilagrave et lagrave dans la valleacutee du Kou et en particulier le long du canal drsquoamener du
peacuterimegravetre rizicole du Kou
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Lrsquoinventaire reacutealiseacute par le ministegravere de la question paysanne (HURE 1998) sur la
base des photographies aeacuteriennes donne lrsquoampleur de cette occupation informelle des
terres
en amont de la prise de Diaradougou 170 ha
agrave lrsquoaval de Diaradougou 200 ha dont 100 ha appartiennent agrave lrsquoIRFA lrsquoORD et
lrsquoINERA
Les cultures pratiqueacutees sur ces terres sont geacuteneacuteralement des cultures maraicircchegraveres
On note eacutegalement la preacutesence de plantations de bananiers et de papayers drsquoailleurs en
nette expansion
En estimant les besoins en eau des cultures maraicircchegraveres agrave 8700 m3ha (Hypothegraveses
et deacutetails des calculs en annexe VI) la demande en eau de lrsquoirrigation informelle pourra ecirctre
estimeacutee agrave 2 349 000 m3
V34 Les utilisateurs pastoraux
Lrsquoeacutelevage est comme nous lrsquoavons vu la deuxiegraveme activiteacute eacuteconomique de la reacutegion
des hauts bassins
On notera dans un premier temps lrsquoeacutelevage pratiqueacute par les populations reacutesidentes
agrave titre drsquoactiviteacute secondaire utilisant les sous produits de lrsquoagriculture et apportant juste un
suppleacutement de revenu Les effectifs impliqueacutes sont alors modestes et de moindre
conseacutequence sur la demande globale en eau du bassin du Kou
Les plus grands effectifs drsquoanimaux rencontreacutes dans la valleacutee appartiennent aux
pasteurs transhumants des reacutegions moins favoriseacutees par la pluviomeacutetrie du Burkina Faso
Ces derniers freacutequentent la valleacutee en particulier pendant la saison segraveche quand les
ressources en eau et en pacircturage se sont eacutepuiseacutees dans leur reacutegion drsquoorigine Le cheptel est
constitueacute majoritairement de bovins et dans une moindre mesure de caprins et ovins
On note eacutegalement la preacutesence drsquoun eacutelevage semi intensif pratiqueacute par des
groupements drsquoeacuteleveurs ou par des particuliers
Les eacuteleveurs ont une preacutefeacuterence pour les eaux de surface car cela implique pour eux
moins drsquoeffort Ils seront orienteacutes plus vers lrsquoexploitation des mares et des riviegraveres
Le rapport drsquoIWACO (1999) sur le pastoralisme donne les effectifs suivants
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso
Bovins Ovins Caprins Asins
Bobo-Dioulasso 7587 1170 577 3106
Source laquo le pastoralisme dans les zones de Bobo-Dioulasso-Samorogouan-
Barani-Djibasso raquo Adama Deme)
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Nous retenons les consommations speacutecifiques (D ZOUNGRANA 2003) indiqueacutees au
tableau et cela donne la demande pastorale correspondante
Tableau 29Consommation en eau du cheptel
Espegravece Bovins Ovins Caprins Asins total
Effectif 7587 1170 577 3106 -
Consommation
Speacutecifique (ljindividu) 40 15 15 20 -
Consommation annuelle
(m3) 110 770 32028 3159 22674 168 631
V35 Retentions en surfaces et recharge de la nappe
Les retentions en surface concernent les retentions dans les mares lacs et autres
deacutepressions Le cas le plus repreacutesentatif est la mare de Bama qui stocke un million de m3
(HURE 1998) ce qui eacutequivaut agrave 1mm (infime)
Par contre les recharges de la nappe repreacutesentent un volume plus significatif Dans
lrsquoeacutetat des lieux des ressources en eau au Burkina Faso (GIRE 2001) on les estime agrave 16
de la pluie tombeacutee par an Cela correspond respectivement agrave 1488 mm pour 1996 1262
mm pour 2001 et 1853 pour 1998
V36 Synthegravese des utilisations drsquoeau
Le tableau 29 suivant reacutesume les consommations en eau de la valleacutee du Kou
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou
Uniteacute Quantiteacute (Volume m3)
AEP Bobo-Dioulasso m3s 28 000
Demande pastorale m3 168 631
Peacuterimegravetre rizicole m3s 40 840 000
Peacuterimegravetre informel m3s 2 349 000
Total en m3 43 385 631
Total en mm (par rapport agrave la superficie du bassin versant)
439
Anneacutee 1996 1998 2001
Recharge nappe (mm) 1488 1262 1853
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V4 CONCLUSION
Nous avons calculeacute le bilan pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche
et une anneacutee deacutecennale humide Nous sommes arriveacutes agrave des fermetures non nulles que lrsquoon
a expliqueacute par les erreurs accumuleacutees dans la deacutetermination des termes du bilan annuel
Nous avons ensuite essayeacute drsquoexpliquer le rabattement de 40 qursquoimplique le coefficient de
correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute au Calage du modegravele en recherchant du coteacute des
preacutelegravevements drsquoeau effectueacutes sur le bassin versant en amont de lrsquoexutoire de Badara Nous
avons pour cela effectuer une eacutevaluation grossiegravere de ces eacutevaluations Les quantiteacutes
trouveacutees sont loin drsquoexpliquer cette diffeacuterence entre pluie efficace et pluie mesureacutee La
question de la compreacutehension de la signification reste encore drsquoactualiteacute agrave la sortie de
chapitre sur le bilan
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CONCLUSION GENERALE
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VI CONCLUSION GENERALE
La premiegravere tacircche que nous nous sommes donneacutee dans le cadre de cette eacutetude
crsquoest la constitution drsquoune base de donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques assainies Si
on peut juger la disponibiliteacute et la qualiteacute des donneacutees pluviomeacutetriques de satisfaisant on ne
peut pas en dire autant des donneacutees hydromeacutetriques Le reacuteseau hydromeacutetrique est en effet
de tregraves qualiteacute mauvaise qualiteacute Cela rend impossible toute eacutetude hydrologique rigoureuse
sur la base des seules donneacutees disponibles Drsquoougrave la neacutecessiteacute de faire recours agrave drsquoautres
moyens et en lrsquooccurrence agrave la modeacutelisation
Nous avons ensuite essayeacute de mettre en œuvre un modegravele hydrologique de type
pluies-debit (HYSIM) sur le bassin versant Malgreacute lrsquoinsuffisance de donneacutees de qualiteacute et les
limitations de la version du modegravele dont nous disposons nous sommes parvenus agrave de
reacutesultats satisfaisants Lrsquoutilisation du modegravele nous a ensuite permis de reconstituer une
chronique de deacutebits de vingt ans de 1984 agrave 2003 nous donnant ainsi des eacuteleacutements
drsquoanalyse de notre bilan en eau
Le bilan a eacuteteacute calculeacute pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et une
anneacutee deacutecennale humide On constate que 40 de la pluie qui tombe ne participe pas aux
activiteacutes hydrologiques proprement dites Une eacutevaluation des diffeacuterentes utilisations a
confirmeacute ce fait
Drsquoautre part cette eacutetude a reacuteveacuteleacute les difficulteacutes qursquoil y a agrave obtenir de donneacutees fiables
avec un reacuteseau drsquoobservations hydromeacutetriques du type traditionnel agrave cause des problegravemes
de gestion qursquoil implique moyen financier section de controcircle en perpeacutetuel changement
techniques de jaugeage inadapteacute au reacutegime (turbulent) des cours drsquoeauhellipLa modeacutelisation
par contre permet drsquoavoir une chronique de deacutebit acceptable tout en srsquoaffranchissant des
inconveacutenients de gestion de plusieurs stations hydromeacutetriques Crsquoest lagrave une voie agrave suivre
pour nos pays agrave faible moyen et ougrave la gestion de stations drsquoobservation nlsquoest pas encore
eacutevidente
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BIBLIOGRAPHIE
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ANNEXES
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INTRODUCTION GENERALE
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Promotion (2006) 10
LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS
AEP Alimentation en Eau Potable
APEFE association belge drsquoappui au deacuteveloppement
CIEH Comiteacute Inter africain drsquoEtudes Hydrauliques
DRAHRHHB Direction Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des
Ressources Halieutiques des Hauts Bassins
EIER-ETSHER Groupe des Ecoles Inter-Etats drsquoIngeacutenieurs de lrsquoEquipement Rural et
des Techniciens Supeacuterieurs de lrsquoHydraulique et lrsquoEquipement Rural
ETP Evapotranspiration Potentielle
FIT Front Inter Tropical
GEeau Projet Gestion des Ressources en eau du Sud-Ouest du Burkina
GIRE Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
MAHRH Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources
halieutiques
VREO Projet de Valorisation des Ressources en Eau du Ouest
SIG Systegravemes drsquoInformations Geacuteographiques
PAGIRE Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
INTRODUCTION GENERALE
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 11
INTRODUCTION GENERALE
I1 CADRE DE LrsquoETUDE
La preacutesente eacutetude entre dans le cadre des meacutemoires de fin drsquoeacutetudes drsquoingeacutenieur du
geacutenie rural du GROUPE EIER-ETSHER de Ouagadougou Le Groupe EIER-ETSHER est
un Institut inter Etats drsquoenseignement supeacuterieur et de recherche dans les domaines de lrsquoeau
lrsquoeacutenergie lrsquoenvironnement et les infrastructures baseacute agrave Ouagadougou la capitale du Burkina
Faso Creacuteeacute en 1968 et eacutemanant de 14 Etats africains francophones lrsquoeacutecole forme des
ingeacutenieurs des techniciens supeacuterieurs et des titulaires de DESS
Il megravene en collaboration avec des eacutetablissements du Nord et du Sud comme
Katholieke Universiteit Leuven (KUL) des travaux de recherche principalement dans les
domaines de lrsquoeau de lrsquoeacutenergie et de lrsquoenvironnement
Crsquoest dans le cadre de cette collaboration que le sujet du preacutesent meacutemoire a eacuteteacute
deacutefini entre le projet laquo GEeau raquo de Bobo-Dioulasso et laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement
et de recherche en gestion et valorisation de lrsquoeau et de lrsquoassainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER Ce sujet est intituleacute laquo Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du
bassin versant du Kouraquo
Le rapport est subdiviseacute en six parties
Partie I Introduction geacuteneacuterale ougrave nous exposons le cadre la probleacutematique et les
objectifs de lrsquoeacutetude drsquoune part et drsquoautre part la meacutethodologie adopteacutee pour reacutepondre
aux questions souleveacutees
Partie II On y preacutesente les geacuteneacuteraliteacutes sur la reacutegion des Hauts-Bassins Le
promoteur du thegraveme de cette eacutetude ainsi que sur le site de lrsquoeacutetude
Partie III Crsquoest lrsquoeacutetape de la constitution de la base des donneacutees de lrsquoeacutetude
Partie IV Cette partie est consacreacutee agrave la modeacutelisation
Partie V Etude du bilan
Partie VI Conclusion geacuteneacuterale
I2 PROBLEMATIQUE
Le bassin versant du Kou avec une superficie de 1821 km2 comprenant le systegraveme
hydraulique de la riviegravere du Kou ses affluents et les sources de Nasso constitue une
importante ressource en eau
Cette ressource assure drsquoune part lrsquoalimentation en eau drsquoune population estimeacutee en
2003 agrave 600 000 habitants dont celle de Bobo-Dioulasso la 2egraveme ville du pays Une population
appeleacutee agrave franchir le cap du million en 2025 Elle permet drsquoautre part lrsquoirrigation de vastes
peacuterimegravetres agricoles dont la superficie totale qui avoisine 3200 ha est en constante
augmentation notamment du fait du deacuteveloppement drsquoune filiegravere laquo fruits et leacutegumes raquo sous
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
INTRODUCTION GENERALE
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Promotion (2006) 12
lrsquoimpulsion de lrsquoinitiative priveacutee Cette production irrigueacutee est agrave lrsquoorigine du deacuteveloppement
drsquoactiviteacutes eacuteconomiques de transports transformations et commerce qui font lrsquoessor de la
ville de Bobo-Dioulasso
Dans le contexte climatique actuel du Burkina marqueacute par une baisse de la
pluviomeacutetrie une telle tendance agrave la hausse des diffeacuterentes utilisations de cette ressource
nrsquoa pas manqueacute drsquoentraicircner un deacuteseacutequilibre au niveau de la satisfaction des besoins en eau
Citons agrave titre drsquoexemple le cas du principal peacuterimegravetre rizicole de la valleacutee du Kou (1200ha)
qui est confronteacute agrave des deacuteficits hydriques pendant les mois de janvier agrave mai
Le deacuteveloppement industriel conseacutecutif au deacuteveloppement de la production agricole
constitue eacutegalement avec ses rejets incontrocircleacutes drsquoeffluents divers une autre menace
seacuterieuse cette fois-ci sur la qualiteacute de ces eaux
Pour faire face agrave cette nouvelle donne et dans la perspective de creacuteer les conditions
drsquoun deacuteveloppement durable lrsquoEtat burkinabeacute a mis en place une politique de gestion
inteacutegreacutee des ressources en eau Cette politique se traduit dans les faits par les objectifs
assigneacutes aux diffeacuterents projets intervenant dans la zone parmi lesquels se trouve le projet
GEeau initiateur de la preacutesente eacutetude
Toute gestion des ressources en eau pour ecirctre efficace doit en effet partir de leur
bonne connaissance A cet effet il peut ecirctre utile de rappeler que la mesure quantitative et
qualitative des eacuteleacutements du cycle hydrologique et la mesure des autres caracteacuteristiques de
lenvironnement qui influent sur leau constituent une base essentielle pour une gestion
efficace de leau (Deacuteclaration de Dublin 1992) Au Burkina Faso pays ougrave les eaux de
surface jouent un rocircle primordial la compreacutehension et lanalyse du bilan hydrologique est de
fait la base de toute eacutetude et reacuteflexion au sujet de la gestion des eaux
Atteindre un tel objectif suppose la disponibiliteacute de donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques
portant sur une longue peacuteriode et couvrant drsquoune maniegravere adeacutequate la zone drsquoeacutetude Si
aujourdrsquohui une telle exigence est relativement satisfaite pour la pluviomeacutetrie dans le cas de
la valleacutee du Kou on ne peut pas en dire autant des deacutebits dont les stations de mesures sont
reacutecentes En pareille situation la solution couramment adopteacutee est de faire recours aux
modegraveles matheacutematiques qui permettent alors de transformer les pluies en deacutebits et de fournir
une seacuterie de longueur comparable agrave celle de la pluviomeacutetrie
Crsquoest dans cette optique que le thegraveme de cette eacutetude a eacuteteacute mis au point par le projet
GEeau et lrsquouniteacute theacutematique drsquoenseignement et de recherche en gestion et valorisation de
lrsquoeau et de lrsquoassainissement du Groupe EIER-ETSHER
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
INTRODUCTION GENERALE
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Promotion (2006) 13
I3 OBJECTIFS DE LrsquoETUDE
Cette eacutetude a pour objectif geacuteneacuteral de contribuer agrave la connaissance des ressources
en eau du bassin versant du Kou en vue drsquoune gestion efficace et durable Ses objectifs
speacutecifiques sont
- La mise en place drsquoune base de donneacutees assainies par une synthegravese et la
valorisation des donneacutees hydromeacuteteacuteorologiques et de sol disponibles
- Mise en œuvre agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant drsquoune deacutemarche de modeacutelisation agrave
lrsquoaide drsquoun logiciel (HYSIM)
- Le calcul du bilan en eau pour quelques sceacutenarii de saisons des pluies
I4 METHODOLOGIE
La meacutethodologie adopteacutee pour cette eacutetude srsquoarticule en trois points
1) Recherche documentaire
Elle comprend
Une revue des connaissances bibliographiques relatives agrave la zone drsquoeacutetude et agrave la
modeacutelisation hydrologique en geacuteneacuteral Il srsquoest agit dans un premier temps de faire le point
des diffeacuterentes eacutetudes ayant porteacute sur la zone drsquoeacutetude et ayant trait au thegraveme Notre regard
srsquoest eacutegalement porteacute sur des eacutetudes similaires effectueacutees dans drsquoautres reacutegions du monde
En deuxiegraveme lieu nous avons approfondi nos connaissances en modeacutelisation
hydrologique
La prise en main de lrsquooutil de modeacutelisation Ceci inclut les techniques drsquoimportation
et drsquoexportation des donneacutees le test de sensibiliteacute des paramegravetres et les strateacutegies de
calage
La collecte des donneacutees relatives au site Il srsquoagit de cartes diverses de donneacutees
numeacuteriques hydromeacuteteacuteorologiques de donneacutees sur le sol et de donneacutees geacuteneacuterales sur le
site
2) Visite de terrain
Elle a eu pour but de faire
des observations sur les caracteacuteristiques geacuteneacuterales du site nature du terrain relief
veacutegeacutetation
une appreacuteciation in situ de la configuration actuelle du reacuteseau hydrographique
une appreacuteciation visuelle de lrsquooccupation de lrsquoespace les positions relatives des
diffeacuterents utilisateurs vis-agrave-vis du cours drsquoeau etc
des observations de la manifestation des menaces sur la qualiteacute des eaux
3) Travaux de bureaux
Les travaux de bureau ont porteacute sur les points suivants
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Constitution des seacuteries de donneacutees pluviomeacutetriques le protocole adopteacute agrave cette fin
est le suivant
a) Choix des stations suivant des critegraveres comme la position geacuteographique la
longueur de la seacuterie absence de lacuneshellip
b) Controcircle de la qualiteacute des donneacutees par lrsquoemploi des meacutethodes classiques de
doubles masses et de la moyenne mobile
c) Remplissage des laquo lacunes raquo eacuteventuelles et passage des pluies ponctuelles aux
pluies moyennes sur le bassin versant suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
d) Analyse de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere agrave lrsquoaide drsquoajustement agrave des
lois statistiques
Constitution des seacuteries de donneacutees hydromeacutetriques
A ce niveau nous avons fait lrsquoinventaire des donneacutees disponibles leur critique et leur
correction quand cela est neacutecessaire et faisable
Modeacutelisation crsquoest la plus laborieuse de toutes les eacutetapes Elle comporte les points
suivants
a) Preacuteparation et transfert des donneacutees vers le modegravele
b) Nous proceacutedons ensuite au calage ou calibration du modegravele cest-agrave-dire le
choix du jeu de paramegravetres optimaux pour la transformation pluie-deacutebit
c) La validation consistera agrave veacuterifier la pertinence et le reacutealisme du choix des
paramegravetres sur une peacuteriode autre que celle ayant servi au calage
d) La simulation va consister agrave deacuteterminer agrave lrsquoaide du modegravele caleacute les deacutebits
des anneacutees sans observations hydromeacutetriques
Calcul du bilan hydrologique Les reacutesultats des simulations ci-dessus eacutevoqueacutees vont
nous permettre de faire le bilan sur des anneacutees caracteacuteristiques comme la moyenne la
deacutecennale segravechehellip
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
GENERALITES
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II GENERALITES
Le thegraveme de ce meacutemoire a eacuteteacute deacutefini par laquo lrsquoUniteacute Theacutematique drsquoEnseignement et
de Recherche en Gestion et Valorisation de lrsquoEau et de lrsquoAssainissement raquo du Groupe EIER-
ETSHER en collaboration avec laquo le projet de renforcement structurel de la capaciteacute de
gestion des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo baseacute agrave la Direction
Reacutegionale de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des Ressources Halieutiques des Hauts-
Bassins (DRAHRHHB) Nous commenccedilons de ce fait ce rapport par une preacutesentation de la
reacutegion du projet et de la zone drsquoeacutetude
II1 PRESENTATION DE LA REGION DES HAUTS-BASSINS
La reacutegion des Hauts-Bassins est situeacutee agrave lrsquoouest du Burkina Elle srsquoeacutetend sur une
superficie de 26606 kmsup2 (94 du territoire national) Elle est limitrophe agrave lrsquoest des reacutegions
du Sud-Ouest et de la Boucle du Mouhoun agrave lrsquoouest de la Reacutepublique du Mali au nord de la
reacutegion de la Boucle du Mouhoun et la Reacutepublique du Mali et au sud de la reacutegion des
Cascades
Sur le plan administratif elle est subdiviseacutee en trois (3) provinces Le Houet le
Keacuteneacutedougou et le Tuy Il faut eacutegalement citer une sous-subdivision en 33 deacutepartements 3
communes urbaines 30 communes rurales et 449 villages Bobo-Dioulasso est le chef-lieu
de cette reacutegion
La population de la reacutegion des Hauts-Bassins eacutetait estimeacutee en 2002 agrave 1232 891
habitants (104 de la population du Burkina) soit une densiteacute drsquoenviron 48 habitantskmsup2 Il
srsquoagit drsquoune population cosmopolite on y rencontre toutes les ethnies du pays les
populations dominantes en nombre sont les Bobos autochtones du terroir les Mossis et les
peulhs allogegravenes venus du Nord du pays
A lrsquoinstar de tout le Burkina Faso les principales activiteacutes eacuteconomiques y demeurent
lrsquoagriculture et lrsquoeacutelevage
Lrsquoagriculture hivernale est domineacutee par la production de coton et de ceacutereacuteales (maϊs
sorgho mil seacutesame foniohellip) La riziculture et la maraicirccher-culture se pratiquent sur les
peacuterimegravetres irrigueacutes On note eacutegalement la preacutesence drsquoexploitations fruitiegraveres dont le nombre
est actuellement en pleine croissance La production agricole est exceacutedentaire
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Dans la reacutegion des Hauts-Bassins la province du Houet est la zone par excellence
de lrsquoeacutelevage Les ressources halieutiques ne sont pas neacutegligeables non plus mais la pecircche
est de type artisanal
La reacutegion des Hauts-Bassins est une des principales zones industrielles du Burkina
Faso La province du Houet est celle qui possegravede le plus grand nombre drsquouniteacutes industrielles
drsquoune certaine importance apregraves celles du Kadiogo Les plus importantes interviennent dans
la fabrication drsquoouvrages en meacutetaux de produits alimentaires de boissons de tabac et de
textile
Du fait de la position de carrefour international de Bobo-Dioulasso le commerce y
occupe une place de choix Un grand nombre de maisons de commerce nationales et
eacutetrangegraveres ont leur siegravege agrave Bobo-Dioulasso
La reacutegion est bien desservie pour ce qui est des infrastructures socioeacuteconomiques
sans ecirctre exhaustif on pourra citer
les infrastructures de communication dix radios dont un drsquoEtat six priveacutes et trois
communautaires
la couverture en infrastructures de santeacute est globalement satisfaisante 193
formations sanitaires en 2002
en matiegravere de transport le reacuteseau routier repreacutesente 10 du reacuteseau national soit
1517 km Il est constitueacute de 22 de routes bitumeacutees du Burkina 3 de routes en terre
ordinaire et 7 de routes en terre moderne La reacutegion est traverseacutee par plus de 100 km de
chemin de fer et dispose drsquoun aeacuteroport de classe internationale
La probleacutematique de deacuteveloppement de la reacutegion se fonde sur les atouts
eacuteconomiques En effet elle dispose drsquoun potentiel naturel agrave mecircme drsquoassurer et de soutenir
les objectifs de deacuteveloppement Ce potentiel naturel constitueacutee drsquoeau de sols etc est
surtout favorable aux activiteacutes de production agricole drsquoeacutelevage et de production miniegravere Ce
qui en fait une des reacutegions les plus favoriseacutees du Burkina Faso
Le relief de la reacutegion est marqueacute par la preacutesence de plateaux et de plaines
auxquels srsquoajoutent quelques buttes collines et valleacutees
Le climat est tropical de type nord-soudanien et sud-soudanien Il est marqueacute par 2
grandes saisons une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobrenovembre) et une
saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (novembredeacutecembre agrave avril) La reacutegion beacuteneacuteficie
drsquoune pluviomeacutetrie moyenne annuelle comprise entre 800 et 1 100 mm
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La particulariteacute de la topographie et du climat de la reacutegion des Hauts-Bassins en
fait un veacuteritable chacircteau drsquoeau Crsquoest dans cette reacutegion que les principaux fleuves du
Burkina prennent leur source Le Mouhoun le Banifing et le Tuy (Grand Baleacute)
La veacutegeacutetation drsquoensemble de la reacutegion est essentiellement une veacutegeacutetation de
savane comportant tous les sous-types depuis la savane boiseacutee jusqursquoagrave la savane herbeuse
La faune est assez riche et varieacutee du fait de lrsquoexistence de nombreuses forecircts
classeacutees (16 au total)
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II2 PRESENTATION DU PROJET
II21 Cadre
Le laquo projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en
eau pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou raquo est un des fruits de la coopeacuteration entre la
reacutegion Wallonne du royaume de Belgique et le Burkina Faso Il entre dans le cadre de la
mise en oeuvre des actions du laquo Plan drsquoAction pour la Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en
Eau raquo PAGIRE La laquo Gestion Inteacutegreacutee des Ressources en Eau (GIRE) raquo est en effet la
strateacutegie adopteacutee par lrsquoeacutetat burkinabeacute pour atteindre ses objectifs en matiegravere drsquoeau qui se
reacutesument en les points suivants
satisfaction durable des besoins en eau
protection contre lrsquoaction agressive de lrsquoeau
ameacutelioration des finances publiques par le partage de charges
preacutevention des conflits dans la gestion des ressources en eau
Ce projet srsquoinscrit eacutegalement dans le cadre de la mise en œuvre du programme
laquo Valorisation des ressources en eau de lrsquoOuest raquo (VREO) qui est un programme national
relatif aux ressources en eaux couvrant la moitieacute Ouest du pays
Enfin il srsquoinscrit en continuiteacute du projet de recherche laquo GEeau raquo initieacute par la
DRAHRHHB le groupe EIERETSHER et la Katholieke Universiteit Leuven (KUL) et
cherche agrave lui assurer un environnement institutionnel et organisationnel adapteacute au
deacuteveloppement agrave la peacuterennisation de ses reacutesultats et agrave sa duplication dans la reacutegion Ouest
du pays
II22 Geacuteneacuteraliteacutes
Nous preacutesentons dans lrsquoencadreacute ci-dessous la fiche donnant les renseignements geacuteneacuteraux sur le projet
Fiche de projet
Intituleacute Projet de renforcement structurel de la capaciteacute de gestion des ressources en eau
pour lrsquoagriculture dans le bassin du Kou
Zone drsquointervention Bassin versant du Kou (Reacutegion des Hauts-Bassins)
Thegraveme Preacuteservation de lrsquoenvironnement
Secteurs et sous secteurs Politique agricole et gestion administrative des ressources en
eau agrave usage agricole
Dureacutee de mise en œuvre 48 mois
Sources de financement Reacutegion Wallonne (Belgique)
Maicirctre drsquoœuvre APEFE
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Maicirctre drsquoouvrage Ministegravere de lrsquoAgriculture de lrsquoHydraulique et des ressources
Halieutiques
II23 Objectifs du projet
Le principal objectif geacuteneacuteral du projet est de contribuer agrave la mise en œuvre de la
GIRE Son objectif speacutecifique est le renforcement des connaissances de la gestion la
valorisation et la protection des ressources en eau pour lrsquoagriculture dans la reacutegion des
Hauts-Bassins
II24 Strateacutegie
La strateacutegie retenue est baseacutee sur le renforcement des capaciteacutes institutionnelles et
de gestion de lrsquoeau pour lrsquoagriculture au niveau local
Inteacutegration de lrsquointervention dans les perspectives drsquoaction du Comiteacute de Gestion du
Bassin du Kou
Ameacutelioration de la productiviteacute de lrsquoeau en agriculture vivriegravere
Appui agrave la peacuterennisation des actions
II25 Reacutesultats attendus
Les reacutesultats attendus de ce projet sont
Mise au point drsquooutils techniques destineacutes agrave ameacuteliorer les connaissances sur les
ressources en eau du bassin (bilan hydrique) et agrave servir au suivieacutevaluation de la
situation dans le bassin quasiment en temps reacuteel afin de servir agrave la gestion et agrave la
planification des ressources en eau
Transfert de connaissances vers les autres acteurs locaux qui se seront ainsi
approprieacutes les outils de gestion eacutelaboreacutes au cours du projet pour leurs propres
inteacuterecircts
Valorisation de la deacutemarche sur un autre bassin apregraves une eacutetude de transposabiliteacute
Creacuteer les conditions drsquoune capitalisation de lrsquoacquis de ce projet et des eacutetudes
anteacuterieures deacutejagrave effectueacutees ou des expertises locales reconnues sur la zone par la
mise en place drsquoune structure capable de conserver ces informations mais aussi et
surtout de les exploiter agrave des fins de recherche pour des activiteacutes lieacutees agrave la GIRE
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II3 PRESENTATON DE LA ZONE DrsquoETUDE
II31 Situation geacuteographique
Le bassin versant du Kou est lrsquoespace geacuteographique situeacute agrave lrsquoouest du Burkina Faso
dans la reacutegion des Hauts-Bassins entre les longitudes 4deg40rsquoO et 4deg10rsquoO et les latitudes 11degN
et 11deg30N et draineacute par la riviegravere du mecircme nom Cette riviegravere qui est un affluent du Mouhoun
(ex Volta noire) draine ainsi une superficie de 1821km2
La figure 1 preacutesente la carte de situation du bassin versant
0 300 600 Kilomegravetres
CARTE DE SITUATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Autres province du Burkina FasoProvince du HouetBassin-versant du Kou
Figure 1 Carte de situation du bassin du Kou
II32 Geacuteomorphologie
Le bassin du Kou a une forme allongeacutee Il est orienteacute Nord-est Sud-ouest avec une
longueur de 51 km et une largeur de 33 km Il est constitueacute essentiellement drsquoun plateau
greacuteseux culminant aux environs de 500 m drsquoaltitude au sud et srsquoabaissant progressivement
jusqursquoagrave 300 m agrave lrsquoaval de la plaine vers Baouleacute le point de confluence avec le Mouhoun
Lrsquoaltitude moyenne est de 407 m (figure 2)
On peut le subdiviser en trois sous bassins emboiteacutes qui sont (figure 3)
- Sous-bassin de Koumi 347 km2
- Sous-bassin de Badara 989 km2
- Sous-bassin de la confluence Niameacute-Baouleacute 1605 km2
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Figure 2 Carte du modeleacute de terrain du bassin versant du Kou
U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
Exutoire du bassin versant
0 30 60 Kilomegravetres
Carte de deacutecoupage en sous bassins du bassin versant du Kou
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
IVIII
II I
Reacuteseau hydrographique stations pluviometriquesU Stations hydrometriques
Figure 3 Deacutecoupage en sous-bassins
(NB I= sous-bassin de Koumi I+II= sous-bassin de Badara I+II+II=sous bassin de Confluence I+II+III+IV=
bassin versant du Kou)
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II33 Caracteacuteristiques morphomeacutetriques
Les caracteacuteristiques de forme et de relief des sous-bassins reacutesumeacutees au tableau 1 ont
eacuteteacute deacutetermineacutees par BICABA (1991)
Superficie du bassin versant (S)
La deacutelimitation du bassin versant a eacuteteacute faite sur une carte IGB au 1200 000
La mesure de la superficie a eacuteteacute effectueacutee agrave lrsquoaide drsquoun planimegravetre
Peacuterimegravetre (P)
Il a eacuteteacute mesureacute sur la carte au 1200 000
Rectangle eacutequivalent
Le rectangle eacutequivalent est un rectangle ayant la mecircme superficie le mecircme indice de
compaciteacute et la mecircme distribution hypsomeacutetrique que le basin versant Sa longueur (L)
est donneacutee par lrsquoexpression
]))1281(1(1[)1281( 21221
compcomp IISL
avec S surface du bassin versant et Icomp indice de compaciteacute
Indice de compaciteacute (Icomp)
Il correspond au rapport du peacuterimegravetre du bassin versant agrave celui drsquoun cercle de mecircme
superficie et srsquoexprime par la relation suivante
212820 SPIcomp avec
P peacuterimegravetre styliseacute du bassin versant en km
S superficie du bassin versant en km2
Indice global de pente (Ig)
Cet indice caracteacuterise le relief drsquoun bassin et il est deacutefini par la formule suivante
LHI g
Ougrave ΔH est lu sur la courbe hypsomeacutetrique1 (figure 4 agrave 6) et repreacutesente la
deacuteniveleacutee exprimeacutee en megravetres entre les altitudes ayant approximativement 5 et
95 de la superficie du bassin versant au dessus drsquoelles
L est la longueur du rectangle eacutequivalent exprimeacutee en km
Relief fort pour 100lt Ds
Ds est donneacutee par la relation suivante SIDs g
1 Courbe repreacutesentant le pourcentage de la superficie du bassin versant situeacutee au-delagrave drsquoune altitude H donneacutee en
fonction de cette altitude
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Courbe hypsometrique du bassin versant de Koumi
350
390
430
470
510
550
590
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
de la surface totale
Alt
itu
de
s (
m)
Figure 4 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Koumi
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Badara
280
320
360
400
440
480
520
560
600
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
de
Figure 5 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de Badara
Courbe hypsomeacutetrique du bassin versant de Niameacute-Baouleacute
280
320
360
400
440
480
520
560
600
640
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
pourcentage de la surface totale
Alt
itu
des (
m)
Figure 6 Courbe Hypsomeacutetrique du sous bassin de la confluence NIameacute-Baouleacute
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Deacuteniveleacutee speacutecifique (Ds)
Elle permet de classer le relief du bassin en
Relief faible pour Ds lt50 m
Relief modeacutereacute pour 50 mlt Ds lt100 m
Tableau 1Caracteacuteristiques morphomeacutetriques des bassins versants
Sous-Bassins Versants
Caracteacuteristiques Koumi Badara
Confluence
Niame-Baouleacute
Superficie (km2) 347 989 1605
Peacuterimegravetre styliseacute (m) 77 151 175
Coefficient de Gravelius 115 137 126
Longueur du rectangle eacutequivalent (km2) 242 5930 6403
Largeur du rectangle eacutequivalent (km2) 1420 1600 2380
Indice global de pente (mkm) 480 317 317
Densiteacute de drainage 065 068 058
Deacuteniveleacutee speacutecifique (m)
(nature du relief)
894
(Modeacutereacute)
975
(Modeacutereacute)
127
(Fort)
II34 Climatologie
Le bassin versant du Kou se situe agrave la limite sud de la zone climatique tropicale
soudano-saheacutelienne Ses caracteacuteristiques climatiques sont
Tempeacuteratures
Lrsquoamplitude thermique annuelle est faible La tempeacuterature moyenne mensuelle
minimale varie toute lrsquoanneacutee de 17 agrave 22degC tandis que la tempeacuterature moyenne maximale
varie de 33 agrave 37degC en saison segraveche et de 29 agrave 34degC en saison des pluies
Les vents
On note lrsquoinfluence de deux vents dominants
Lrsquoharmattan ou alizeacute vent chaud et sec des anticyclones du Sahara de secteur Nord-
Est agrave Est et soufflant pendant la saison segraveche
la mousson vent de secteur Sud-ouest chargeacute drsquohumiditeacute et provenant de la zone
eacutequatoriale
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La limite de seacuteparation entre ces deux masses drsquoair ou Front Inter Tropical (FIT)
connaicirct au cours de lrsquoanneacutee un deacuteplacement du Sud au Nord ce qui se traduit par
lrsquoalternance de deux saisons bien distinctes
- une saison humide qui dure 6 agrave 7 mois (mai agrave octobre)
- une saison segraveche qui srsquoeacutetend sur 5 agrave 6 mois (de novembre agrave avril)
Insolation
La dureacutee moyenne pour lrsquoensoleillement est de 7 h 42rsquo Lrsquoinsolation varie de 75 mmj
agrave 87 mmj Elle est agrave son minimum en juillet-aoucirct et maximale en avril-mai
Humiditeacute de lrsquoair
Lrsquohumiditeacute de lrsquoair est tregraves faible en saison segraveche (20 ndash 40 ) tandis qursquo en saison de
pluie elle atteint 70 agrave 80 voire 90 au cours des averses
II35 Geacuteologie
La description de la geacuteologie est baseacutee sur les travaux de IWACO citeacute par BICABA
(1991)
La geacuteologie du bassin du Kou est une superposition de greacutes encastreacutes entre un socle
essentiellement granito-gneissique de roches orthomeacutetamorphiques et eacuteruptives au fond et
une couche de deacutepocircts reacutecents ou de lateacuterite en surface composeacutee de sables et drsquoargiles
(figure 7)
De bas en haut on distingue
- Le socle absolument impermeacuteable composeacute de roches plutoniques (migmatites et
granites diffeacuterencieacutes) et de roches meacutetamorphiques birrimiennes (schistes micaceacutes
schistes greacuteseux schistes verts amphiboles)
- Les greacutes de base qui sont des greacutes agrave grains grossiers de silice ou de feldspaths tregraves
fissureacutes drsquoune eacutepaisseur de 200 m environ tregraves peu lateacuteriseacutes bien que poreux et
permeacuteables
- Les greacutes de Sotuba glauconieux sur une eacutepaisseur de 80 m drsquoallure schisteuse
poreux fissureacute et tregraves lateacuteriseacutes
- Les greacutes siliceux agrave ciment argileux de Bobo-Dioulasso aux faciegraves nombreux
(schistes de Toun greacutes de Koutiala et greacutes de Bandiagara) Ils sont tendres
heacuteteacuterogegravenes et tregraves lateacuteriseacutes
- Des roches eacuteruptives basiques (doleacuterites et basaltes) impermeacuteables infiltreacutees dans
les fissures des greacutes
- La couverture quaternaire constitueacutee drsquoalluvions sablo-ferrigineux de granulomeacutetrie
disparate drsquoune profondeur drsquoenviron 30 m passablement lateriseacutes
Les formations superficielles sont constitueacutees de cuirasse lateacuteritique et drsquoalluvions
dans les bas-fonds
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Cette geacuteologie qui constitue une situation favorable au stockage et agrave la transmission
de lrsquoeau souterraine est de ce fait lrsquoun des deacuteterminants principaux du systegraveme drsquoeau du
bassin du Kou
0 30 60 Kilomegravetres
CARTE GEOLOGIQUE DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Geologie du bassin bersantshpDoleritesEtage schistogreso-dolomitiqueGres a galets de quartzGres de baseGres de Sotuba
Figure 7 Carte geacuteologique du bassin versant du Kou
II36 Peacutedologie
Le tableau 2 donne les deacutetails des types de sols en preacutesence sur le bassin ainsi que
leurs profondeurs respectives tandis que la figure 8 donne leur reacutepartition geacuteographique On
remarquera lrsquoomnipreacutesence des sols ferrugineux tropicaux lessiveacutes des sols ferrallitiques et
de sols peu eacutevolueacutes superficiels
Selon la classification de R BOULET et R FAUCK citeacutes par BICABA (1991) on peut
distinguer deux cateacutegories de sols dans le bassin
Les sols profonds (gt100 cm) ce sont
- les sols argilo-sableux en surface argileux en profondeur riches en base satureacutees et
le plus souvent drsquoexcellente qualiteacute
- les sols limono-argileux agrave argilo-limoneux en surface argileux en profondeur
caracteacuteriseacutes par un drainage interne et un drainage externe faibles
- les sols sableux en surface argileux en profondeur (preacutesence de sols mal draineacute)
les sols sableux en surface et sablo-argileux en profondeur
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Les sols agrave profondeurs faibles (lt40 cm) ce sont les sols gravillonnaires de faible valeur
agricole
Figure 8 Carte des sols du bassin versant du Kou
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Tableau 2 Classification des sols du bassin du Kou
Symboles Classification CPCS 1967 Classification BRM 2001
Classes de
sols
Groupes de sols Uniteacutes de
sols de
reference
Uniteacutes infeacuterieures des
sols de reference
Profon-
deur
(m)
LITH Sols mineacuteraux
bruts deacuterosion
Sols mineacuteraux bruts
deacuterosion lithiques
Leptosols Leptosols lithiques 0
PEEL Sols peu
eacutevolueacutes
deacuterosion lithiques Leptosols Leptosols lithiques lt15
PEER deacuterosion Reacutegiques Reacutegosols Reacutegosols eacutepi
squeletiques
50
PEACM dapport colluvio-
alluvial modal
Fluvisols Lixisols ferriques 70
PEAAH dapport alluvial
hydromorphe
Fluvisols Fluvisols gleyiques
BEHV Bruns eutophe
tropicaux
hydromorphes
vertiques
Cambisols Cambisols vertiques
gleyiques
114
VV Vertisols Vertisol vertique Vertisols Vertisols magiques
pelliques
100
FLIS Sols
ferrugineux
tropicaux
lessiveacutes
superficiels Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques
ferriques
20
FLIPP indureacutes peu profonds Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 32
FLIMP indureacutes moyennent
profonds
Lixisols Plinthosols eacutepi peacutetriques 42
FLIP indureacutes profonds Lixisols Lixisols endo
petroplithiques
101
FLM modal Lixisols Lixisols chromques 120
FLC agrave concreacutetions Lixisols Lixisols ferriques 105
FLTC agrave taches et agrave
concreacutetions
Lixisols Lixisols gleyiques
ferriques
110
FRR Sols
ferrallitiques
faiblement deacutesatureacutes
remanieacutes faiblement
rajeunis
Ferralsols Lixisols rhodiques 124
FRI faiblement deacutesatureacutes
en B remanieacutes indureacutes
Ferralsols Lixisols chromiques
bathiplinthiques
82
FRM deacutesatureacutes en B
remanieacutes modaux
Ferralsols Lixisols rhodiques 125
FTM faiblement deacutesatureacutes Ferralsols Lixisols rhodiques 110
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en B typiques modaux
FTH faiblement deacutesatureacutes
en B typiques
hydromorphes
Ferralsols Lixisols gleyiques
rhodiques
120
HPGE Sols
hydromorphes
humifegraveres
agrave pseudogley
densemble
Gleysols Gleysols gleyiques 107
II37 Veacutegeacutetation
La veacutegeacutetation du bassin (figure 9) est agrave dominance de type savane arbustive agrave
arboreacutee composeacutee de Butyrospermum parkii et de Detarium microcarpum On trouve
eacutegalement des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave boiseacute et forecirct claire (Isoberlinia
doka Burkea africana Terminalia spp) et des zones agrave veacutegeacutetation de savane arboreacutee agrave
arbustive et boiseacute (Burkea africana Butyrospermum parkii Pterocarpus erinaceus)
0 20 40 Kilomegravetres
CARTE DE VEGETATION DU BASSIN VERSANT DU KOU
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Vegetation du bassin versant shpCulture industrielle Savane arboreacutee agrave arbustive et boiseacutee Savane arboreacutee agrave boiseacutee et forecirct claire Savane arbustive agrave arboreacutee
Figure 9 Carte de veacutegeacutetation de la valleacutee du Kou
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II38 Hydrographie
Le reacuteseau hydrographique est dense et est constitueacute drsquoun ensemble de riviegraveres
sources et mares
II381 Les riviegraveres
Le Kou est une riviegravere peacuterenne qui prend sa source aux environs de Kodala agrave une
trentaine de kilomegravetres au sud-ouest de Bobo-Dioulasso Lrsquoaltitude est de 440 m dans ces
reacutegions Il est formeacute par la jonction de deux marigots Kieacuteneacute et Farakoba et coule vers le Nord
recevant successivement les eaux des sources de Nasso celles du marigot de Yengueacute en
rive gauche et en rive droite celles des marigots Niameacute et Weacute
Les principaux affluents sont
agrave lrsquoOuest les riviegraveres suivantes Farakoba Kieacuteneacute Yengueacute SO Suo et Bango
agrave lrsquoEst le Houet le Bingbeacuteleacute et le Niameacute
II382 Les sources mares et lacs
Les principales sources sont
- Les sources de la Guinguette situeacutees en rive gauche
- Les sources de Kokoroueacute situeacutees eacutegalement en rive gauche
- Les sources capteacutees par lrsquoONEA en rive droite en aval desquelles existent drsquoautres
sources non capteacutees mais alimentant eacutegalement la riviegravere du Kou
Pour ce qui est des mares on peut en citer deux
- La mare de Bama situeacutee dans le lit du marigot Bongo qui lrsquoalimente Cette riviegravere a un
bassin versant de 30 km2
- La mare de Tumbagama moins importante que la preacuteceacutedente est situeacutee dans le lit
drsquoun petit affluent du Kou avec un bassin versant de 15 km2
II39 Occupation des sols
Dans la valleacutee du Kou agrave partir de la Guinguette on trouve de zones morphologiques
diffeacuterentes avec des occupations des sols adapteacutees aux conditions de terrain
Au sud de Nasso la valleacutee est eacutetroite dans un terrain onduleacute et peu occupeacute par
lrsquoagriculture Au Nord de Nasso la valleacutee srsquoouvre et continue dans une plaine alluviale drsquoune
largeur de 200 agrave 700 m La plaine est drsquoabord occupeacutee par une forecirct dense puis apregraves
quelques kilomegravetres par des petites parcelles de cultures irrigueacutees ou non A partir du
village de Sosongona situeacute agrave 8 km de la source les terrains cultiveacutes occupent la valleacutee On
remarquera notamment le peacuterimegravetre rizicole de 1100 ha reacutealiseacute au deacutebut des anneacutees 1970
gracircce agrave la coopeacuteration avec la chine ainsi que le peacuterimegravetre maraicirccher reacutealiseacute beaucoup plus
tard pour diversifier la production agricole
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Lrsquooccupation agricole de la valleacutee connaicirct actuellement une certaine acceacuteleacuteration
avec lrsquoameacutenagement informel et spontaneacute de parcelles le long du canal drsquoameneacutee du
peacuterimegravetre rizicole Ceci est actuellement lrsquoune des cause du conflit qui subsiste dans la valleacutee
autour de la question de lrsquoeau Il y a eacutegalement la creacuteation de plantations drsquoarbres fruitiers
par de nouveaux investisseurs galvaniseacutes par lrsquoouverture du marcheacute agrave cause de la difficile
situation de la production en Cote drsquoIvoire
Lrsquooccupation des sols dans le bassin du Kou est eacutegalement marqueacutee par lrsquoexpansion
de la ville de Bobo-Dioulasso pousseacutee par lrsquoaccroissement de la population et le
deacuteveloppement des activiteacutes industrielles
La figure 10 donne un aperccedilu de lrsquooccupation des terres
Figure 10 Carte dlsquooccupation des terres du bassin versant du Kou
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III CONSTITUTION DES DONNEES DE LrsquoETUDE
III1 DONNEES PLUVIOMETRIQUES
III11 Choix des stations et des peacuteriodes drsquoobservation
Avant drsquoenvisager lrsquoeacutetude hydrologique il importe de deacutefinir une peacuteriode et des
stations de reacutefeacuterence agrave partir desquelles les diffeacuterentes investigations srsquoarticuleront
Le bassin versant du Kou est bien desservi pour ce qui est des observations de la
pluviomeacutetrie Les donneacutees disponibles sont des donneacutees journaliegraveres et elles ont plusieurs
sources
Des anciennes donneacutees de la base de donneacutees PLUVIOM de la Direction Reacutegionale de
lrsquoHydraulique des Hauts-Bassins (tableau 3)
Tableau 3 Inventaire des stations de la base PLUVIOM
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Beregadougou 1974 2000 27 0
Bondoukuy 1963 1998 36 57
Koumbia 1964 2000 37 0
Moussoudougou 1992 1996 5 0
Nasso 1960 1996 37 83
Orodara 1955 2000 46 0
Samorogouan 1964 1998 35 58
Des donneacutees de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et des stations de lrsquoINERA (tableau 4)
Tableau 4 Inventaire des stations de lrsquoaeacuteroport de Bobo-Dioulasso et de LrsquoINERA
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Bama 1986 2005 20 10
Farakoba 1960 2005 46 67
Bobo-Dioulasso 1959 2005 47 0
Les nouvelles stations pluviomeacutetriques de la Direction Provinciale de lrsquoAgriculture de
lrsquoHydrauliques et des Ressources Halieutiques du Houet (tableau 5)
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Tableau 5 Inventaire des stations pluviomeacutetriques de la DPAHRH du Houet
Stations
Peacuteriode drsquoobservation Longueur des
chroniques (ans)
Lacunes
() Deacutebut Fin
Karankasso-Sambla 2003 2005 3 0
Badema 2003 2005 3 0
Satiri 2003 2005 3 0
Toussiana 2003 2005 3 0
Nota Les donneacutees dont la disponibiliteacute est indiqueacutee dans les tableaux 13 agrave 15 sont des
hauteurs de pluies journaliegraveres Les lacunes repreacutesentent les taux drsquoanneacutees dont les
donneacutees ne sont pas disponibles Les anneacutees prises en compte sont donc des anneacutees sans
lacune quant agrave la pluie journaliegravere
La figure 11 donne la situation geacuteographique des diffeacuterentes stations on
remarquera que quatre drsquoentre elles sont situeacutees sur le bassin versant On peut en conclure
que le bassin est bien desservi en stations pluviomeacutetriques mecircme si lrsquoon doit noter
eacutegalement leur concentration au centre Ces stations agrave savoir Nasso Farakoba Bobo-
Dioulasso et Bama ont des chroniques assez longues et des taux de lacunes acceptables
Nous nous baserons de ce fait sur elles pour lrsquoeacutetude de notre bassin versant
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Figure 11 Situation geacuteographique des stations pluviomeacutetriques
Pour ce qui est de la peacuteriode drsquoobservation pour cette eacutetude nous retiendrons une
peacuteriode de trente ans de 1976 agrave 2005 Nous nous limitons en arriegravere agrave 1976 pour ecirctre sucircr
de deacutepasser la rupture climatique intervenue en 1970 (Albergel 1987 Maheacute 2001) ce qui
devrait confeacuterer une certaine homogeacuteneacuteiteacute agrave nos donneacutees
III12 Controcircle de la qualiteacute des donneacutees
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de pluies ainsi que leur qualiteacute ont eacuteteacute veacuterifieacutees par les
meacutethodes de la moyenne mobile et lrsquoeacutetude des correacutelations entre stations
III121 Veacuterification de lrsquohomogeacuteneacuteiteacute intrinsegraveque des seacuteries
Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute drsquoune seacuterie traduit le fait que les proprieacuteteacutes de la loi statistique qui
reacutegit le pheacutenomegravene (moyenne variance ou moments dordre supeacuterieur) sont invariantes au
cours du temps Lrsquoeacutechantillon ne doit preacutesenter ni tendance (agrave la hausse ou agrave la baisse) ni
pheacutenomegravene cyclique ni rupture La meacutethode de la moyenne mobile permet drsquoeffectuer une
telle veacuterification Nous lrsquoavons appliqueacutee aux diffeacuterentes stations avec un pas de temps de 3
et 5 ans Pour ce faire nous avons dresseacute les graphiques des pluies annuelles (p_an) des
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pluies moyennes annuelles (Pmoy) des moyennes mobiles sur trois ans ( mob_3) et sur
cinq ans (mob_5) pour les quatre stations pluviomeacutetriques retenues
Le deacutetail de ces calculs est reacutesumeacute dans lrsquo annexe I et les figures 12 agrave 15 ci-
dessous nous montrent les reacutesultats des diffeacuterents controcircles effectueacutes
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
anneacutees
plu
ies (
mm
)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 12 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station Bobo-Dioulasso
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007
Anneacutee
Hau
teu
r (m
m)
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 13 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Farako-ba
0
200
400
600
800
1000
1200
1992 1996 2000 2004 2008
Anneacutees
Plu
ie (
mm
) P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 14 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Bama
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0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994
P_an
Pmoy
mob_3
mob_5
Figure 15 Application de la meacutethode de la moyenne mobile agrave la station de Nasso
Conclusion Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale on constate que les seacuteries sont homogegravenes
III122 Etude des correacutelations entre stations
La meacutethode utiliseacutee est celle du double cumul sur les pluviomeacutetries annuelles des
quatre stations
Cette meacutethode consiste agrave faire pour la station eacutetudieacutee (A) et la station de
comparaison (B) le calcul de la pluviomeacutetrie cumuleacutee jusqursquoagrave lrsquoanneacutee i soit Ta (i) et Tb(i) et
agrave porter sur un graphique les diffeacuterents points Mi de coordonneacutees respectives Ta(i) et Tb(i)
Le principe est qursquoen en absence drsquoanomalie ces deux stations mesurent chaque anneacutee une
pluviomeacutetrie annuelle dans un rapport sensiblement constant et en conseacutequence les points
Mi sont pratiquement aligneacutes par contre si une erreur systeacutematique a pu srsquointroduire la
droite des Mi preacutesentera alors une cassure
Lrsquoapplication de cette meacutethode aux stations pluviomeacutetriques de Bama Koumi et laquo la
confluence raquo (stations eacutetudieacutees) drsquoune part et celle de Bobo-Dioulasso (station de reacutefeacuterence)
drsquoautre part est repreacutesenteacutee par les figures 16 agrave 18 Lrsquohomogeacuteneacuteiteacute des donneacutees de Bobo-
Dioulasso a en effet deacutejagrave eacuteteacute eacutetablie par des eacutetudes anteacuterieures BICABA (1991)
0
10000
20000
30000
40000
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Pluies Bobo-Dioulasso cumuleacutees (mm)
Plu
ies
Fa
rak
ob
a c
um
uleacute
e
(mm
)
Figure 16 Test de la meacutethode des doubles masses appliqueacutee agrave la station de Farakoba
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0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
Pluies cumuleacutees Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ies c
um
uleacute
es B
am
a
(mm
)
Figure 17 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Bama (valleacutee du Kou)
0
10000
20000
30000
40000
00 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000
P cumuleacutee Bobo-Dioulasso (mm)
Plu
ie c
um
uleacute
Nasso
(m
m)
Figure 18 Test de la meacutethode des doubles masse agrave la station de Nasso
On ne constate pas de rupture pour les stations de Nasso et Farakoba ceci nrsquoest
pas le cas de la station de Bama ougrave lrsquoon observe une cassure qui intervient entre 1990 et
1995 Ceci est certainement une anomalie car elle nrsquoapparaicirct pas au niveau des autres
stations pourtant voisines
Nous proceacutedons au prochain paragraphe agrave la correction de cette anomalie et au
comblement des lacunes
Plusieurs meacutethodes de correction sont proposeacutees dans la litteacuterature nous utilisons ici
celles preacuteconiseacutees par Andreacute MUSY de lrsquoEPFL dans son cours drsquoHydrologie geacuteneacuterale en
ligne Deux techniques sont employeacutees
Remplacement de la valeur manquante par la moyenne de la station de reacutefeacuterence Cette
meacutethode a eacuteteacute utiliseacutee lorsque les preacutecipitations moyennes annuelles de la station agrave
compleacuteter ne diffegraverent pas de plus de 10 des preacutecipitations moyennes annuelles de la
station de reacutefeacuterence
Remplacement de la valeur manquante par une moyenne pondeacutereacutee par la tendance
annuelle des stations pluviomeacutetriques soit
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Ougrave
donneacutee manquante de preacutecipitation (par exemple) estimeacutee
nombre de stations de reacutefeacuterence
preacutecipitation agrave la station de reacutefeacuterence
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station
Preacutecipitation moyenne agrave long terme de la station de reacutefeacuterence
Les reacutesultats sont consigneacutes dans le tableau 6
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Tableau 6 Comblement des lacunes des pluies annuelles
Anneacutee Bobo-Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
2005 8611 8582 6274 8011
2004 9420 8333 7455 8642
2003 11559 11456 10885 11657
2002 8027 6747 6543 7320
2001 9140 7761 7884 8523
2000 11714 10736 10421 11300
1999 10652 10915 10391 10995
1998 11214 12323 9280 11223
1997 8729 11939 8096 9829
1996 9005 10236 7577 9170
1995 12777 11604 9414 11558
1994 8957 10758 8572 9698
1993 9430 834 7736 8753
1992 12382 12382 10775 9506
1991 11981 952 11521 12936
1990 9947 10308 9170 9102
1989 8275 9212 8280 9661
1988 10145 10145 8828 8570
1987 8663 8663 8361 9522
1986 8798 9281 7894 8717
1985 13315 13056 11475 8565
1984 9716 8156 7782 9496
1983 7781 7528 6662 8830
1982 9456 12123 9380 9634
1981 10423 11451 9514 7869
1980 8414 9043 7594 10817
1979 10657 10189 9072 13323
1978 10367 11284 9417 11283
1977 8354 996 7963 9018
1976 9961 10836 9046 11125
lacunes () 00 10 467 433
Moyenne 9609 10096 8507 9822
NB Les cases en gris contiennent les valeurs compleacuteteacutees ou corrigeacutees
III13 Etude de la variabiliteacute interannuelle et saisonniegravere
III131 Pluviomeacutetrie journaliegravere
Lrsquoanalyse des pluies journaliegraveres sur la peacuteriode de 1976 agrave 2006 fait ressortir que le
nombre de jour de pluie dans lrsquoanneacutee varie drsquoune station agrave lrsquoautre de 50 jours (au nord) agrave 70
jours (au sud) Le mois drsquoaoucirct est le mois le plus pluvieux avec 13 jours en moyenne sur les
quatre stations Les hauteurs maximales de pluies journaliegraveres (tableau 7) sont souvent tregraves
eacuteleveacutees et peuvent atteindre 100 mm soient 10 de la pluviomeacutetrie totale annuelle
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Tableau 7 Pluies journaliegraveres maximales annuelles des stations du bassin du Kou
Bobo-
Dioulasso
Farakoba Bama Nasso
1976 48 711 654
1977 618 78 728
1978 657 714 641
1979 699 897 1029
1980 76 582 687
1981 77 58 711
1982 45 782 744
1983 661 484 698
1984 73 465 537
1985 813 837 68
1986 868 814 64 78
1987 469 1226 673
1988 711 48
1989 554 609 999 86
1990 652 676 747 966
1991 55 537 732 119
1992 772 384
1993 675 44 581
1994 49 622 931
1995 806 651 1071
1996 556 713 478
1997 436 94 652
1998 943 87 87
1999 583 804 982
2000 678 465 468
2001 459 404 608
2002 666 578 45
2003 803 803 753
2004 434 538 82
2005 636 1059 672
NB Les cases en gris repreacutesentent les lacunes
III132 Variabiliteacute saisonniegravere
La figure 19 montre pour les quatre stations que les pluies se concentrent sur la
peacuteriode de mai agrave mi-octobre (saison des pluies) qui repreacutesente plus de 90 de la pluie
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annuelle Les pics sont uniques sur lrsquoanneacutee (saison monomodale) et ils se situent en aoucirct agrave
chaque station et atteignent 250 mm ce qui correspond agrave 27 de la pluie annuelle
00
500
1000
1500
2000
2500
3000
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Farako-ba
Bama
Nasso
Bobo-D
Figure 19 Variabiliteacute saisonniegravere et spatiale de la pluviomeacutetrie (moyenne calculeacutee de 1976 agrave 2005)
III133 Etude statistique des pluies annuelles
Les pluies annuelles ont eacuteteacute ajusteacutees agrave la loi normale
On sait que la loi normale a pour fonction de reacutepartition
u
t dtexXobxF 22
2
1Pr)(
avec ndashltxlt+
Les paramegravetres de la loi normale sont la moyenne m et lrsquoeacutecart type s
Lrsquoeacutequation de la droite drsquoajustement est X=m+sU
Ougrave
- X est la valeur de la pluviomeacutetrie qui correspond agrave une probabiliteacute au non
deacutepassement donneacutee
- U est la valeur de la variable centreacutee reacuteduite qui correspond agrave cette probabiliteacute au
non deacutepassement U est donneacute par la table de Gauss
Les reacutesultats de lrsquoajustement sont reacutesumeacutes dans les tableaux 8 agrave 12 Les quantiles
sont calculeacutes avec un intervalle de confiance agrave 90 Rappelons que les intervalles de
confiance sont donneacutes par la relation suivante
641902)(1)()(Pr2
avecFun
FxFxob
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Tableau 8 Station de Bobo-Dioulasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude
statistique des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9929 10373 9485
Quinquennale Segraveche 8683 9199 8166
Humide 11175 11692 10659
Deacutecennale Segraveche 8030 8629 7431
Humide 11828 12427 11229
Centennale Segraveche 6472 7328 5616
Humide 13386 14242 12530
Tableau 9 Station de Farakoba Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 10096 10582 9609
Quinquennale
Segraveche 8732 9297 8166
Humide 11459 12025 10894
Deacutecennale
Segraveche 8018 8673 7362
Humide 12174 12829 11518
Centennale
Segraveche 6313 7250 5376
Humide 13878 14815 12941
Tableau 10 Station de Bama Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 8775 9193 8357
Quinquennale Segraveche 7603 8089 7117
Humide 9947 10433 9461
Deacutecennale Segraveche 6989 7553 6426
Humide 10561 11124 9997
Centennale Segraveche 5525 6330 4720
Humide 12025 12830 11220
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Tableau 11 Station de Nasso Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du
Quantile
Borne
infeacuterieure
Borne
supeacuterieure
Moyenne 9822 9378 10265
Quinquennale Segraveche 8578 8062 9094
Humide 11065 10550 11581
Deacutecennale Segraveche 7927 7329 8525
Humide 11717 11119 12315
Centennale Segraveche 6372 5518 7226
Humide 13272 12417 14126
Tableau 12 Quelques quantiles (mm) issus de leacutetude statistique
des seacuteries annuelles de pluies sur les stations du bassin du Kou
Quantile
Valeur du Quantile
borne infeacuterieure
Borne supeacuterieure
Anneacutees correspondantes
Moyenne 9565 9154
9977
1977 1979 1988 1990 1991 1996
Quinquennale Segraveche 8411
7932
8890
19801984 1987 1989 1993 2004
Humide 10720
10241
11198
1978 1981 1982 1994 1995 1997 1999
2000
Deacutecennale Segraveche 7806 7251 8361
1983 2001
Humide 11325 10770 11880
1992 1998 2003
centennale Segraveche 6363 5570 7156
2002
Humide 12768 11974 13561
1985
On note lrsquoextrecircme variabiliteacute interannuelle de la pluie au niveau de chacune des
stations On note eacutegalement que les valeurs des diffeacuterents quantiles sur les quatre stations
sont sensiblement les mecircmes Hormis les stations de Bama et Nasso dont les donneacutees ont
eacuteteacute reconstitueacutees agrave respectivement agrave 467 et 433 agrave partir de la station de Bobo on peut
utiliser indiffeacuteremment les stations de Farakoba et de Bobo pour la preacutedeacutetermination des
grandeurs pluviomeacutetriques sur le bassin du Kouhellip
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III14 Etude de la variabiliteacute spatiale et calcul de la pluie moyenne sur le bassin versant
La figure 19 (deacutejagrave vue) montre que la pluviomeacutetrie annuelle ne varie pas beaucoup
drsquoune station agrave lrsquoautre On note cependant une leacutegegravere baisse du sud au nord
Pour la deacutetermination de la pluie moyenne interannuelle sur le bassin nous utilisons
la meacutethode des polygones de Thiessen qui procegravede comme suit A chaque station on
affecte la surface du polygone obtenu en traccedilant les meacutediatrices des segments reliant la
station concerneacutee aux stations voisines La pluie moyenne Hm sera obtenue en faisant la
somme pondeacutereacutee des pluies aux diffeacuterentes stations le coefficient de pondeacuteration eacutetant la
surface du polygone concerneacute inteacuterieur agrave S rapporteacutee agrave la surface S
)(1
NNCCBBm SHSHSHs
H
La figure 20 donne une repreacutesentation des polygones de Thiessen traceacute en ne
consideacuterant que les trois stations de Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama La station de
Nasso nrsquoa pas eacuteteacute prise en compte pour les raisons que nous expliciterons au paragraphe
III4 Les cœfficients correspondants sont consigneacutes au tableau 13
Tableau 13 Coefficients de Thiessen
bassin versant du Kou Station hydromeacutetrique de Koumi
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 038 Farakoba 318 094
Bobo 360 025 Bobo 20 006
Bama 567 037
Total 1858 1 Total 347 1
Station hydromeacutetrique de Badara Station hydromeacutetrique de la confluence
Niameacute_Baouleacute
Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients Stations
pluviomeacutetriques
Superficies
en kmsup2
coefficients
Farakoba 378 071 Farakoba 378 045
Bobo 25 007 Bobo 335 026
Bama 73 022 Bama 339 029
Total 989 1 Total 1605 1
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U
U
U
Bama
Nasso
Bobo-Dioulasso
Farakoba
Badara
Confluence Niameacute-Baouleacute
Koumi
0 30 60 Kilomegravetres
Polygone de Thiessen des stations pluviometriques
Reacutealisation MAMADOU CHERIF IdrissaSource SIG BURKINADate Mai 2006
N
EO
S
Legende
Limite du bassin-versant
station pluviometrique
Reacuteseau hydrographique
Polygone de thiessen
U Station hydromeacutetrique
(Farakoba Bobo-Dioulasso et Bama)
Figure 20 Polygone de Thiessen des stations pluviomeacutetriques (NB la station de Nasso nrsquoest pas prise en
compte) Les hauteurs des pluies moyennes agrave consideacuterer pour chaque sous-bassin versant ont eacuteteacute calculeacutees et consigneacutees au tableau 14
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Tableau 14 Pluviomeacutetries moyennes (en mm) sur les bassins versants
calculeacutees suivant la meacutethode des polygones de Thiessen
Anneacutees Bassins versants
Koumi Badara Confluence Valleacutee du Kou
Niame-Baoule
2005 8584 8076 792 7735
2004 8398 8216 8361 828
2003 11462 11338 11317 1127
2002 6824 6792 7021 6992
2001 7844 7888 8155 8151
2000 10795 10735 10899 10864
1999 10899 10781 10695 10655
1998 12256 11578 11152 1092
1997 11746 10869 999 9715
1996 10162 9565 9145 8944
1995 11674 11204 11274 11087
1994 10650 10619 10273 10286
1993 8405 8717 9019 9118
1992 12382 11898 11744 11568
1991 9668 10132 1074 10876
1990 10286 10032 9884 9797
1989 9156 8941 8698 8633
1988 10145 980 969 9565
1987 8663 8597 8575 8551
1986 9252 8942 8753 8647
1985 13072 12485 12346 12129
1984 8250 8262 8557 854
1983 7543 7469 7493 7462
1982 11963 11309 10603 10401
1981 11389 10803 10425 10226
1980 9005 886 8696 8651
1979 10217 10217 10304 10298
1978 11229 10891 10613 10502
1977 9864 9443 901 8879
1976 10784 10479 10218 10119
Moyenne 10086 9831 9719 9629
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III2 DONNEES HYDROMETRIQUES
III21 Inventaire des stations hydromeacutetriques
Les observations hydromeacutetriques dans la valleacutee du Kou ont commenceacute en 1955 par
la creacuteation de plusieurs stations de mesure Pour la peacuteriode de 1955 agrave 1985 HURE (1998)
en a deacutenombreacute 13 Drsquoautres stations ont eacuteteacute creacuteeacutees par la suite notamment agrave lrsquooccasion de la
mise en œuvre de projets de deacuteveloppement ou de programmes drsquoeacutetudes couvrant la zone
On distingue
- Les stations du reacuteseau hydromeacutetrique national
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo valleacutee du Kou raquo
- Les stations creacuteeacutees dans le cadre du projet laquo ressource en eau de Bobo-Dioulasso raquo
- Les stations installeacutees pour 3 ans lors de la mission drsquoeacutetude neacuteerlandaise IWACO
Dans le cadre de cette eacutetude nous disposons des donneacutees de la base de donneacutees
sous Hydracces laquo GEeauPlusmdb raquo de la DRAHRHHB qui gegravere les reacutesultats issues des
observations effectueacutees sur un certain nombre de stations Le tableau 15 fait lrsquoinventaire des
stations de cette base et la figure 21 montre leur reacutepartition geacuteographique sur le bassin
Tableau 15 Inventaire des stations de la base laquo Bassin du Kou raquo
Id_Station Nom Latitude Longitude Superficie
bassin (kmsup2)
Deacutebut_Activiteacute
1202701600 Sources de Pesso - - - -
1202701601
Confluence
Niameacute-Baouleacute - - 1605 -
1202701603 Badara 11deg227N 4deg2202W 989 1955
1202701606 Diaradougou 1960
1202701612 Nasso Amont 11deg1202N 4deg2604W 405 1961
1202701613 Nasso Milieu 11deg1200N 4deg2600W 1961
1202701614 Nasso Aval 11deg1300N 4deg2600W 646 1961
1202701620 Koumi 11deg0800N 4deg2500W 343 1985
1202710300
Mare aux
Hippopotames 11deg3446 4deg1007 - 1997
1202711310
Exutoire de la
Mare 11deg3446 4deg2500W - 1997
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Figure 21 Reacuteseau hydrographique du bassin du Kou et emplacement des stations hydromeacutetriques
Les donneacutees de deacutebits dont nous disposons sont de pas de temps journalier Ils sont
repreacutesenteacutees dans le tableau 16 et la figure 22 en donne le chronogramme des
observations Le propre de ces stations est qursquoelles ne sont en geacuteneacuteral suivies que pendant
la peacuteriode de mise en œuvre de projets ou programmes qui les ont installeacutees Actuellement
seules trois drsquoentre elles agrave savoir celles de Koumi de Badara et de la confluence Niameacute-
Baouleacute qui appartiennent au reacuteseau national sont encore opeacuterationnelles Crsquoest
fondamentalement sur elles que nous nous appuierons pour cette eacutetude
Tableau 16 Inventaire des deacutebits mesureacutes
Id_Station Nom Date Deacutebut Date Fin Lacunes
()
Nombre
Valeurs
1202701601 Confluence
Niameacute-Baouleacute
02011986 08122002 466 4805
1202701603 Badara 07011984 08122002 1433 4593
1202701606 Diaradougou 03012004 31122004 303 301
1202701612 Nasso Amont 09011961 08121974 3005 1557
1202701613 Nasso Milieu 06011961 31121991 427 8823
1202701614 Nasso Aval 06011961 10121997 856 4731
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1202701620 Koumi 02011987 04121999 712 4109
Chronogramme des donneacutees de la Table Debits
06011961 29061966 20121971 11061977 02121982 24051988 14111993 07051999 27102004
Confluence Niameacute-Baouleacute
Badara
Diaradougou
Nasso amont
Nasso milieu
Nasso aval
Koumi
Figure 22 Chronogramme des deacutebits mesureacutes aux stations hydromeacutetriques
III22 Critique des donneacutees
Malgreacute ses cinquante ans drsquoexistence le reacuteseau des stations hydrographiques est
incapable de fournir des donneacutees fiables
Les seacuteries chronologiques des deacutebits observeacutes sont de tregraves mauvaise qualiteacute Elles
sont parsemeacutees de lacunes (figures 23 agrave 25) pouvant aller jusqursquoagrave lrsquoabsence de
donneacutees sur toute une anneacutee voire plusieurs anneacutees
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Station Confluence Niameacute-Baouleacute Capteur J-Qjo = Deacutebits
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
5
1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =
gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 23 Deacutebits moyens annuels agrave la station de la confluence et lacunes
Station 1202701620 = Koumi Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
01
02
03
04
05
06
07
08
1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its
Mo
yen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 24 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Koumi et lacunes
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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Station 1202701603 = Badara Capteur J-1
Deacutebits Moyens Annuels
0
05
1
15
2
25
3
35
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Anneacutee Calendaire Lacunes --gt = 0 = 6 agrave 15 =16 agrave 30 = gt30
Deacuteb
its M
oyen
s A
nn
uels
(m
3s
)
Figure 25 Deacutebits moyens annuels agrave la station de Badara et lacunes
De plus une analyse plus deacutetailleacutee des donneacutees brutes nous a permis de mettre en
eacutevidence des incoheacuterences dans ces donneacutees
Plusieurs jours conseacutecutifs avec exactement le mecircme deacutebit moyen journalier
(Koumi confluencehellip)
Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie particuliegraverement pour
la station de Koumi ougrave on assiste agrave une inversion des valeurs
Absence de correacutelation entre des stations cependant voisines (BICABA 1991)
Cette impreacutecision des donneacutees srsquoexplique par les problegravemes drsquoeacutetalonnage lieacutes agrave
lrsquoinstabiliteacute des seuils de jaugeage crsquoest le cas de Koumi et de la confluence Niameacute-
Badara (HURE 1998) Drsquoautre part du fait de la violence des deacutebits du cours drsquoeau
durant la saison des pluies il serait pratiquement impossible drsquoobtenir des jaugeages
preacutecis
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0
20
40
60
80
100
010
119
93
160
119
93
310
119
93
150
219
93
020
319
93
170
319
93
010
419
93
160
419
93
010
519
93
160
519
93
310
519
93
150
619
93
300
619
93
150
719
93
300
719
93
140
819
93
290
819
93
130
919
93
280
919
93
131
019
93
281
019
93
121
119
93
271
119
93
121
219
93
271
219
93P
luie
s (
mm
)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluie
Deacutebit_1993
Figure 26 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de la Confluence
Niameacute-Baouleacute (1993)
0
20
40
60
80
100
120
140
11
97
14
19
7
27
19
7
92
97
22
29
7
73
97
20
39
7
24
97
15
49
7
28
49
7
11
59
7
24
59
7
66
97
19
69
7
27
97
15
79
7
28
79
7
10
89
7
23
89
7
59
97
18
99
7
11
09
7
14
10
97
27
10
97
91
19
7
22
11
97
51
29
7
18
12
97
31
12
97
Plu
ies
(m
m)
0
5
10
15
20
25
30
Deacuteb
its
(m
3s
)
Pluviomeacutetrie
Deacutebit_1997
Figure 27 laquo Des deacutebits qui fluctuent sans rapport avec la pluviomeacutetrie raquo exemple de Badara (1997)
Le deacutebit du Kou semble ne plus ecirctre tregraves laquo naturel raquo Il faut deacutejagrave noter les
preacutelegravevements effectueacutes par lrsquoONEA et les peacuterimegravetres irrigueacutes mais on note eacutegalement
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une augmentation subite et a priori injustifieacutee des deacutebits (chroniques de Badara et de la
Confluence) qui intervient du 6 au 13 de chaque mois avec un pic le 8 et ce mecircme en
saison segraveche Nous nrsquoavons pas encore eu drsquoexplication de ce pheacutenomegravene jusqursquoagrave la
reacutedaction de ce rapport malgreacute une petite enquecircte meneacutee aupregraves de lrsquoONEA Ce
pheacutenomegravene a certainement son explication dans les preacutelegravevements divers opeacutereacutes en
amont lrsquoaugmentation traduisant une lacirccheacutee drsquoeau ou un arrecirct de pompage
En somme seules les donneacutees de Badara sont vraiment exploitables agrave condition
lagrave aussi de les nettoyer des incoheacuterences qui y subsistent
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III3 DONNEES DrsquoEVAPOTRANSPIRATION
Pour lrsquoanalyse de lrsquoeacutevapotranspiration nous disposons drsquoune chronique agrave la station
meacuteteacuteorologique de Bobo-dioulasso calculeacutee suivant la formule de Penman et couvrant la
peacuteriode allant de 1961 agrave 2003 soient 43 ans
Une moyenne mensuelle a eacuteteacute calculeacutee sur la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la figure 28
illustre les variations saisonniegraveres de lrsquoETP que nous en avons deacuteduites Cette variation est
assez bien marqueacutee au cours de lrsquoanneacutee Les valeurs maximales (autour de 180 mm) sont
observeacutees en saison segraveche de deacutecembre agrave mai avec un pic en mars (196 mm) Les valeurs
minimales sont observeacutees en saison des pluies (agrave cause essentiellement de la couverture
nuageuse plus freacutequente du ciel et de lhumiditeacute eacuteleveacutee de lair) de juin agrave novembre avec un
minimum en aoucirct (120 mm)
La variation interannuelle de lrsquoeacutevapotranspiration (figure 29) est par contre moins
marqueacutee Pour la peacuteriode de 1976 agrave 2003 la moyenne se situe agrave 1977mm On note
cependant une leacutegegravere tendance agrave la hausse
0
50
100
150
200
250
Janv
ier
Feacutevrie
r
mar
sav
rilm
ai
juin
juille
t
aout
sept
embr
e
octo
bre
nove
mbr
e
dece
mbr
e
ET
P (
mm
)
Figure 28 Variation saisonniegravere de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
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0
500
1000
1500
2000
2500
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
ET
P a
nn
uelle (
mm
)
Figure 29 Variation interannuelle de LrsquoETP (de 1976 agrave 2003)
La comparaison des variations saisonniegraveres de lrsquoeacutevapotranspiration et de la pluie
(figure 30) montre que seuls les mois de juillet aoucirct et septembre preacutesentent un bilan
positif cest-agrave-dire que la pluie est supeacuterieure agrave lrsquoETP
0
50
100
150
200
250
300
Janv
ier
fevrier
Mar
sAvr
ilM
aiJu
in
Juille
t
Aoucirct
Septe
mbr
e
Octob
re
Nov
embr
e
Deacutec
embr
e
Pluie Farako-ba
Pluie_Bama
Pluie_Nasso
Pluie_Bobo-D
ETP(mmmois)
Figure 30 Comparaison de la pluviomeacutetrie avec lrsquoeacutevapotranspiration potentielle
III4 CONCLUSION
Le tableau 17 fait la synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
La premiegravere ligne repreacutesente les anneacutees et la couleur grise indique la preacutesence de
donneacutees hydromeacutetriques de lrsquoanneacutee consideacutereacutee
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Les lignes suivantes renseignent sur la disponibiliteacute des donneacutees pluviomeacutetriques
laquo 1 raquo signifie que les donneacutees de lrsquoanneacutee et de la station consideacutereacutees sont disponibles Si
les donneacutees drsquoune anneacutee manquent rien nrsquoest alors marqueacute
Tableau 17 Synthegravese des donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques
Bad
ara
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Ko
um
i
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Co
nfu
en
ce
Nia
meacute-b
ao
uleacute
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03
Nasso 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Farakoba 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bobo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Kou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
On en tire les conclusions suivantes
Les donneacutees de la station pluviomeacutetrique de Nasso preacutesentent des lacunes au cours
des peacuteriodes ougrave lrsquoon dispose des donneacutees hydromeacutetriques Aussi nous nous
proposons de ne garder que les trois autres stations restantes (Farakoba Bobo-
Dioulasso Bama) Rappelons que les autres stations situeacutees hors bassin du Kou
nrsquoont que des observations de trois ans (2003-2005) Les pluies moyennes sur les
bassins versants seront calculeacutees uniquement avec les donneacutees de ces trois stations
Les donneacutees hydromeacutetriques sont de tregraves mauvaise qualiteacute Cela avait deacutejagrave eacuteteacute
remarqueacute par les eacutetudes anteacuterieures (BICABA 1991 HURE 1998 BERTHIAUD
2001) Seules les donneacutees de Badara sont utilisables et en croisant avec les
donneacutees pluviomeacutetriques on constate que la peacuteriode constitueacutee drsquoanneacutees
conseacutecutives la plus longue est celle de 1996 agrave 2002 soit sept ans Crsquoest donc sur
cette peacuteriode que nous essayerons de travailler pour la mise en œuvre de la
modeacutelisation
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MODELISATION
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IV MODELISATION
La modeacutelisation hydrologique a pour but de donner une repreacutesentation simplifieacutee du
systegraveme bassin versant qui permette drsquoexpliquer et de preacutedire la reacuteponse de ce dernier agrave une
seacuterie de sollicitations
Les modegraveles hydrologiques les plus classiques sont ceux qui permettent de faire la
transformation pluie-deacutebit HYSIM modegravele que nous utiliserons dans le cadre de ce travail
est de cette cateacutegorie Ce modegravele a eacuteteacute mis au point par la laquo water resource associates raquo de
Grande Bretagne et il a drsquoailleurs eacuteteacute reacutecemment eacutelu par lrsquoagence de lrsquoenvironnement du
Royaume Uni (United Kingdom Environment Agency) comme son principale modegravele laquo pluie-
deacutebit raquo HYSIM est en effet adapteacute pour reacutesoudre les problegravemes suivants
Lrsquoextension des chroniques de deacutebits
Lrsquoeacutetude des variations climatiques
Reconstitution des eacutecoulements naturels sur des bassins laquo anthropiseacutes raquo
Lrsquoeacutetude des interactions eaux de surface eaux souterraines
Dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous avons vu que les donneacutees
pluviomeacutetriques disponibles de la valleacutee du Kou sont de bonne qualiteacute et qursquoelles couvrent
une bonne peacuteriode ndash souvent plus de cinquante ans Par contre cela nrsquoest pas le cas des
donneacutees hydromeacutetriques Lrsquoemploi de HYSIM pourrait alors aider agrave surmonter ce handicap
en reconstituant les donneacutees manquantes de deacutebits et permettre ainsi de calculer le bilan
hydrologique qui est lrsquoobjectif principal de cette eacutetude
Lrsquoutilisation drsquoun modegravele pour simuler des deacutebits sur un bassin versant donneacute est
conditionneacutee par lrsquoachegravevement de deux opeacuterations importantes que sont le calage ou
calibration du modegravele et sa validation Ce sont lagrave les deux points importants que nous
aborderons dans cette troisiegraveme partie mais apregraves une preacutesentation plus deacutetailleacutee du
modegravele
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IV1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU MODELE
HYSIM est un modegravele de simulation hydrologique agrave reacuteservoirs faisant intervenir des
relations matheacutematiques pour deacuteterminer les eacutecoulements geacuteneacutereacutes par des preacutecipitations sur
un bassin versant Il se situe agrave mi-chemin entre un modegravele laquo physique raquo analysant et
quantifiant les pheacutenomegravenes physiques se produisant dans le bassin versant et un modegravele
empirique agrave base de reacutegressions multiples Crsquoest un modegravele conceptuel
IV11 Bases theacuteoriques du modegravele
Les processus hydrologiques au sein du bassin versant sont scheacutematiseacutes par les
transferts entre sept reacuteservoirs virtuels en communication La capaciteacute des reacuteservoirs le taux
maximum de transfert entre eux et les eacutequations qui commandent les processus de transfert
sont deacutefinis par des paramegravetres indeacutependants du temps A lrsquoopposeacute les volumes des
reacuteservoirs et les taux de transfert varient en fonction du temps
La repreacutesentation scheacutematique agrave la figure 31 illustre la faccedilon dont les reacuteservoirs sont
raccordeacutes entre eux et permet de mieux comprendre le fonctionnement du modegravele
Ces reacuteservoirs se deacutefinissent comme suit
Reacuteservoir de neige
Toutes les preacutecipitations tombant sous forme de neige sont retenues dans ce
reacuteservoir avant drsquoecirctre libeacutereacutees vers le reacuteservoir drsquointerception Le taux de transfert entre ces
deux reacuteservoirs est eacutegal au taux de fusion potentiel de la neige
Reacuteservoir drsquointerception
La pluie (ou dans certains cas la neige) peut ecirctre retenue par la veacutegeacutetation puis
redistribueacutee en une partie qui parvient au sol et une autre qui seacutevapore La partie
natteignant jamais le sol forme linterception Ce reacuteservoir est la premiegravere destination des
eaux de pluies de mecircme il est le premier agrave ecirctre deacutebiteacute par lrsquoeacutevapotranspiration
Stockage dans les deacutepressions
On deacutefinit leau de stockage dans les deacutepressions comme leau retenue dans les
creux et les deacutepressions topographiques du sol pendant et apregraves une averse
Horizon supeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute retenue dans les couches superficielles du sol Il a
une capaciteacute finie eacutegale agrave la profondeur de lrsquohorizon multiplieacutee par sa porositeacute
Le taux drsquohumidification de lrsquohorizon dont la distribution spatiale est consideacutereacutee triangulaire
est majoreacute par le taux drsquoinfiltration potentielle Ce taux drsquoinfiltration potentielle est baseacute sur
lrsquoeacutequation de Philips ci-dessous
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5150 tttx
Avec
x = distance parcourue par le front drsquohumectation
t = temps pour lequel 0x
et sont fonctions du type et des conditions du sol Manley (1978) deacutemontre que cette
relation peut ecirctre approcheacutee par lrsquoexpression suivante
ktkPtx 50)2( avec
P= succion capillaire
K = permeacuteabiliteacute agrave saturation du medium drsquoougrave lrsquoon tire le taux drsquoinfiltration potentielle
Brooks et Corey (1964) deacutemontrent que P srsquoexprime par
1
eb SPP
Ougrave Pb = Pression de bouillonnement (bubbling presure en mm de colonne drsquoeau)
= indice de composition granulomeacutetrique
Se= Humiditeacute efficace deacutefinie par la relation suivante
)01()( rre SSmS
Avec m = humiditeacute agrave saturation du sol
Sr = Humiditeacute reacutesiduel correspondant agrave lrsquohumiditeacute minimale agrave laquelle on peut
emmener le sol en lrsquoasseacutechant par augmentation de la succion En simulant la teneur en eau
de lrsquohorizon supeacuterieur on pourra alors simuler les forces qui causent le mouvement de lrsquoeau
La principale perte drsquoeau de lrsquohorizon superficiel est due agrave lrsquoeacutevapotranspiration qui si
la succion capillaire est infeacuterieure agrave 15 atmosphegraveres srsquoeacutetablit au taux potentiel (toute perte
drsquointerception ayant eacuteteacute pris en compte) Si la succion capillaire est supeacuterieure agrave 15
atmosphegraveres aucune eacutevaporation ne se produit
Le deuxiegraveme transfert drsquohumiditeacute agrave consideacuterer est lrsquoeacutecoulement hypodermique ou
retardeacute Il se produit suivant un taux qui est une fonction complexe de la permeacuteabiliteacute
horizontale efficace la pente de la couche et la distance au chenal
Brooks et Corey (1964) citeacute par Manley (2003) ont deacutemontreacute que la permeacuteabiliteacute
efficace des milieux poreux est donneacutee par
)32()( ee SKK ougrave
Ke est la permeacuteabiliteacute efficace et les autres termes sont tels que deacutefinis
preacuteceacutedemment
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Figure 31 Scheacutema de fonctionnement du modegravele
Lrsquoeacutecoulement hypodermique ou retardeacute est donneacute par la relation suivante
Reacuteservoir de neige
Nappe
intermeacutediaire
Horizon infeacuterieur
Horizon
superficiel
Reacuteservoir
drsquointerception
Nappe profonde
Chenaux mineurs
Reacutetention dans les deacutepressions
Ruissellement
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
hypodermique
Ecoulement
souterrain
Ecoulement
souterrain
EVAPOTRANSPIRATION
PLUIE
NEIGE
Recharge ou
reacutecession de la nappe
Ecoulement dans
les riviegraveres
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)32()(1 SeRfacuehypodermiqEcoulement
Avec Rfac1= permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation mmh
La percolation est le dernier type de transfert se produisant agrave partir de cet horizon
Elle est donneacutee par
)32()( eb SKnPercolatio ougrave
Kb = permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la limite de lrsquohorizon
Se = Humiditeacute efficace de lrsquohorizon superficiel
En combinant les eacutequations preacuteceacutedentes le taux drsquoaccroissement du stock est donneacute
par
)32()1(
eb SKRfaci
dt
ds
Ougrave i = Flux entrant
S = reacuteservoir drsquohumiditeacute
t = le temps
Cette eacutequation ne peut malheureusement ecirctre reacutesolue de maniegravere explicite Mais en
faisant lrsquohypothegravese selon laquelle la variation du stock serait neacutegligeable devant le stock
initial cela conduit agrave une simplification de lrsquoeacutequation et permet alors drsquoobtenir une solution
approximative Pour tenir compte des situations extrecircmes la variation du stock doit ecirctre
comprise entre une limite supeacuterieure et une limite infeacuterieure La limite supeacuterieure est deacutefinie
par le niveau de stockage agrave partir duquel le flux de sortie est eacutegal au flux drsquoentreacutee La limite
infeacuterieure se deacuteduit en donnant agrave i la valeur zeacutero dans lrsquoeacutequation preacuteceacutedente cas pour lequel
une solution explicite est possible
Horizon infeacuterieur du sol
Ce reacuteservoir repreacutesente lrsquohumiditeacute du sol du situeacute en dessous de lrsquohorizon supeacuterieur
mais restant encore dans la zone racinaire (horizons B et C) Lrsquoexceacutedent de la demande
en eacutevapotranspiration nrsquoayant pas encore eacuteteacute satisfaite est alors soustraite de ce
reacuteservoir au taux potentiel avec les mecircmes restrictions que dans le cas de lrsquohorizon
superficiel
Nappe souterraine intermeacutediaire
Il srsquoagit drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini repreacutesentant le premier niveau de stockage des
eaux souterraines En particulier dans les zones calcaires la plupart des fissures
retenant de lrsquoeau communiquent avec un ruisseau plutocirct qursquoavec les nappes profondes
ce reacuteservoir repreacutesente cet eacutetat de fait Deux paramegravetres deacuteterminent les opeacuterations qui
srsquoy deacuteroulent le coefficient de deacutebit et la proportion drsquohumiditeacute qui sort du reacuteservoir pour
entrer dans le canaux Le reacuteservoir eacutetant lineacuteaire la relation entre le stockage et le temps
se deacuteduit immeacutediatement
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Nappe profonde
Il srsquoagit eacutegalement drsquoun reacuteservoir lineacuteaire infini ayant un coefficient de deacutebit constant
Crsquoest de lagrave que les eaux souterraines sont extraites Comme dans le cas preacuteceacutedent la
deacutetermination du flux (deacutebit de lrsquoeacutecoulement) est immeacutediate
Chenaux mineurs
Ce composant repreacutesente le dispatching des eacutecoulements agrave travers des petits
ruisseaux et des fosseacutes et dans des canaux eacutepheacutemegraveres en cas de saturation du bassin
versant Lrsquohydrogramme unitaire est triangulaire avec un temps de base eacutegal agrave 25 fois le
temps de monteacutee
IV12 Les variables drsquoentreacutee et de sortie du modegravele
Les principales variables drsquoentreacutee du modegravele sont
La pluviomeacutetrie Il srsquoagit de pluie moyenne sur le bassin ou le sous bassin versant
consideacutereacute ou des donneacutees brutes des stations pluviomeacutetriques Dans ce dernier cas
HYSIM effectue alors le test de double masse corrige les lacunes agrave lrsquoaide de
reacutegressions et calcule la pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant
Lrsquoeacutevapotranspiration (ETP) Lagrave aussi HYSIM peut recevoir directement lrsquoETP deacutejagrave
calculeacutee ou faire ce travail lui-mecircme quand on lui introduit les diffeacuterents termes de
lrsquoeacutevapotranspiration suivant la formule de Penman
Les autres variables drsquoentreacutees sont
Taux de fusion potentiel de la neige
Recharge et tarissement des riviegraveres
Coefficient de reacutecession de la nappe
Notons cependant que le modegravele peut tourner mecircme dans une situation ougrave les
donneacutees concernant une ou plusieurs de ces variables ne seraient pas disponibles
De mecircme le modegravele se preacutesente avec une certaine souplesse quant au pas de
temps des donneacutees Ce dernier peut en effet ecirctre journalier hebdomadaire mensuel ou
mecircme drsquoune fraction entiegravere journaliegravere
Les variables de sortie sont
Les deacutebits simuleacutes
Les contenances de diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps choisi
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Les flux drsquoeau entre les diffeacuterents reacuteservoirs
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IV13 Les paramegravetres du modegravele
La philosophie de deacuteveloppement de HYSIM est fondeacutee sur le souci de donner une
signification physique reacutealiste agrave tous le paramegravetres auxquels le modegravele fait recours La
plupart des paramegravetres employeacutes sont familiers aux hydrologues crsquoest le cas du reacuteservoir
drsquointerception ou de la superficie du bassin versant par exemple Mais bien drsquoautres
paramegravetres en particulier ceux relatifs agrave la physique du sol sont moins bien eacutevidents
Le bassin versant agrave modeacuteliser peut ecirctre subdiviseacute en sous bassins qui srsquoemboicirctent
Chaque sous bassin peut agrave son tour ecirctre subdiviseacute en plus de trois zones hydrologiques
individualiseacutees par leurs caracteacuteristiques climatiques et de sols Dans ce cas on deacutefinira
alors pour chaque sous-bassin la seacuterie de paramegravetres qui lui est propre Le reacuteseau
hydrographique est eacutegalement scheacutematiseacute en reacuteseau de chenaux
La premiegravere eacutetape de la modeacutelisation est de ce fait de deacutecider de la subdivision en
sous bassins et de la structuration du reacuteseau hydrographique agrave adopter
Ce modegravele est prolifique en paramegravetres On en distingue deux types les paramegravetres
hydrauliques et les paramegravetres hydrologiques
Les paramegravetres hydrauliques concernent les caracteacuteristiques geacuteomeacutetriques la
pente et la rugositeacute des chenaux (Figure 32)
Figure 32 Paramegravetres hydrauliques du modegravele
Les paramegravetres hydrologiques
Ils sont les plus nombreux et on les regroupe en laquo paramegravetres de base raquo et
laquo paramegravetres avanceacutes raquo On les verra plus en deacutetail un peu plus loin
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IV2 MISE EN ŒUVRE DU MODELE SUR LE BASSIN DU KOU
laquo Le calage drsquoun model consiste agrave trouver le jeu optimal de paramegravetres cest-agrave-dire
celui qui optimise (bien souvent minimise) un critegravere numeacuterique permettant de juger de
lrsquoadeacutequation du modegravele pour des donneacutees disponibles En geacuteneacuteral ce critegravere mesure un eacutecart
entre la chronique des valeurs de deacutebits produites par le modegravele et la chronique des valeurs
observeacutees raquo Il traduit la performance du modegravele Ce Critegravere sera pour nous le critegravere de
Nash pour les raisons que nous expliciterons plus loin La deacutetermination des paramegravetres se
fera en deux eacutetapes
Une premiegravere eacutetape ougrave les paramegravetres sont deacutetermineacutes sur la base des
caracteacuteristiques notamment physiques du bassin versant et
Une deuxiegraveme eacutetape drsquoajustement (drsquooptimisation) des paramegravetres
Mais commenccedilons drsquoabord par deacuteterminer la peacuteriode de calage et le pas de temps
des donneacutees
IV21 Choix des eacutechelles de modeacutelisation
IV211 Echelle spatiale
La modeacutelisation hydrologique srsquoopegravere suivant diffeacuterentes eacutechelles spatiales
(KARAMBIRI 2003) On distinguera entre autres
- Premiegraverement lrsquoeacutechelle du bassin versant Cela se traduit par le deacutecoupage du
bassin versant en uniteacutes hydrologiques homogegravenes doteacutees de paramegravetres initiaux
mesureacutes ou estimeacutes qui seront ensuite optimiseacutes au cours du calage
- On peut eacutegalement conduire la modeacutelisation agrave lrsquoeacutechelle de la parcelle en deacuteterminant
les paramegravetres speacutecifiques agrave chaque eacutetat de surface eacuteleacutementaire qui seront ensuite
reporteacutes sur tout le bassin
- hellip
Le modegravele HYSIM est dans le premier cas Le bassin versant est conccedilu comme un
complexe de sous-bassins hydrologiques emboicircteacutes Le calage du modegravele consistera alors agrave
optimiser des paramegravetres deacutetermineacutes ou estimeacutes dans un premier temps sur la base
drsquoobservations et de mesures effectueacutees sur le terrain
La version laquo deacutemo raquo du modegravele que nous utilisons dans le cadre de cette eacutetude est
cependant soumise aux deux limitations suivantes
- Impossibiliteacute de travailler avec des seacuteries de plus de cinq ans de donneacutees
- Impossibiliteacute drsquoutiliser la subdivision en sous-bassins emboicircteacutes tout le bassin versant
devra ecirctre conccedilu comme un ensemble hydrologiquement homogegravene
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Drsquoautre part dans la deuxiegraveme partie de ce rapport nous eacutetions arriveacutes agrave la
conclusion qursquoau niveau des trois stations hydromeacutetriques seacutelectionneacutees seules les donneacutees
de Badara eacutetaient utilisables dans le cadre drsquoune modeacutelisation
Pour ces deux raisons ci-dessus eacutevoqueacutees notre uniteacute drsquoeacutetude sera le sous-bassin
de Badara Sans arriver jusqursquoagrave lrsquoexutoire du bassin versant le poste hydromeacutetrique de
Badara est geacuteographiquement suffisamment bien situeacute en aval des principaux utilisateurs
des ressources en eau du Kou (peacuterimegravetres irrigueacutes station de pompage de lrsquoONEA etc) On
pourra de ce fait assimiler le sous-bassin dont Badara est lrsquoexutoire agrave lrsquoensemble du bassin
versant du Kou sans trop de biais sur les conclusions
IV212 Echelle de temps
Pour ce qui est du pas de temps nous gardons un pas de temps journalier car drsquoune
part le modegravele lrsquoaccepte et drsquoautre part toutes les donneacutees disponibles sont agrave ce pas de
temps
IV22 Choix des eacuteveacutenements agrave modeacuteliser
Lrsquoobjectif principal de cette eacutetude est la deacutetermination du bilan hydrologique La
modeacutelisation devrait aider agrave deacuteterminer un terme important du bilan agrave savoir les volumes
eacutecouleacutes Ce volume est deacutetermineacute par inteacutegration du deacutebit moyen journalier sur la dureacutee sur
laquelle sera effectueacute le bilan Lrsquoeacuteveacutenement agrave modeacuteliser est de ce fait le deacutebit moyen
journalier Les donneacutees journaliegraveres drsquoETP et de pluies srsquoeacutetalent sur la peacuteriode 1996-2002
IV23 Choix des peacuteriodes et des fonctions critegraveres de calage et de validation
IV231 Choix des peacuteriodes de calage et de validation
Nous avons subdiviseacute la peacuteriode totale (1996 agrave 2002) couverte par nos donneacutees en
deux seacuteries de trois ans chacune La premiegravere anneacutee (1996) devant servir pour la mise en
route du modegravele le calage sera fait sur les trois anneacutees suivantes (1997 agrave 1999) dont les
donneacutees sont les meilleures La deuxiegraveme seacuterie (2000 agrave 2002) va ecirctre utiliseacutee pour la
validation
IV232 Choix de la fonction critegravere de calage et de validation
Lorsqursquoil srsquoagit de juger de la qualiteacute drsquoune simulation il est fait appel agrave des fonctions
objectives ou fonctions de critegraveres qui permettent drsquoestimer globalement sous forme drsquoun
seul nombre lrsquoeacutecart entre les sorties calculeacutees et les deacutebits observeacutes Plusieurs fonctions
critegraveres sont utiliseacutees pour lrsquoappreacuteciation des modegraveles pluies-deacutebits Nous pouvons en citer agrave
titre drsquoexemple le critegravere de Fortin (Fortin et al 1971) le critegravere de Nash (Nash et sutcliffe
1970) etchellip
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Pour ce qui est de notre eacutetude nous utiliserons dans un premier temps un critegravere
visuel qui consistera agrave repreacutesenter sur un graphique les valeurs observeacutees des deacutebits en
fonction des valeurs simuleacutees Ensuite ce critegravere visuel sera quantifieacute par la fonction critegravere
de Nash Il est en effet de lrsquoavis de nombreux auteurs que crsquoest la fonction qui permet
drsquoobtenir les meilleurs reacutesultats A preuve cette conclusion des eacutetudes comparatives
SERVAT ET DEZETTER (1990) puis DEZETTER (1991) laquo Au regard des objectifs viseacutes
(reconstitution la plus preacutecise possible des volumes de crue en saison des pluies restitution
de la dynamique des hydrogrammes absence de deacutecalage dans le temps entre les
hydrogrammes observeacutes et calculeacutes) et de la nature des donneacutees disponibles quelque soit
lrsquoalgorithme utiliseacute crsquoest son association avec le critegravere de Nash qui permet drsquoacceacuteder au
meilleur niveau de reacutesultats raquo
La fonction de critegravere de Nash est donneacutee par lrsquoexpression suivante
N
i
moyobs
i
obs
i
obs
N
i
i
Cal
NashdeCritegravere
1
2
2
1
)(
)(
1
Avec Qcal Deacutebit calculeacute
Qobs Deacutebit observeacute
Qobs-moy Deacutebit observeacute moyen
On sait que 1NashdeCritere Le modegravele sera alors consideacutereacute
comme performant lorsque la valeur du NashdeCritere est proche de 1 Pour
mieux appreacutecier cette performance nous adoptons lrsquoeacutechelle drsquoappreacuteciation
suivante (PACOME 2004)
Si NashdeCritere gt 08 alors le critegravere de Nash est bon pour le modegravele
Si 07 lt NashdeCritere 08 alors le critegravere de Nash est satisfaisant
Si 06 lt NashdeCritere 0 7 alors le critegravere de Nash est acceptable
Si 05 lt NashdeCritere 0 6 alors le critegravere de Nash est peu acceptable
Si NashdeCritere 05 alors le critegravere de Nash est mauvais
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IV24 Deacutetermination des paramegravetres du modegravele
IV241 Les paramegravetres hydrauliques
Les paramegravetres suivants ont eacuteteacute deacutetermineacutes agrave lrsquoaide des donneacutees topographiques
disponibles et sur la base des observations de terrain Nous adoptons ainsi les dimensions
moyennes suivantes
Largeur en gueule 30 m largeur au plafond = 15 m
Profondeur = 2 m longueur = 40 Km
Pente longitudinale = 2permil Largeur du lit majeur = 100m
Cœfficient de rugositeacute de Manning du chenal = 0033
Cœfficient de rugositeacute de Manning du lit majeur = 006
Figure 33 Valeurs drsquoentreacutee des paramegravetres hydrauliques
IV242 Paramegravetres hydrologiques de base
La deacutetermination de ces paramegravetres a eacuteteacute faite le plus souvent sur la base des
indications donneacutees par le manuel drsquoutilisation du modegravele
Reacuteservoir drsquointerception (Interception Storage)
Une valeur de 2 mm est raisonnable pour les prairies tandis que pour des zones de
forecirct on pourra deacutepasser 10 mm La carte drsquooccupation du sol du bassin montre une
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heacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute avec une preacutedominance de zone arbustive (66) suivi de plantations
(19) champ (134) et plaine rizicole (8) Nous retenons de ce fait une valeur 10
mm
Proportion de zone impermeacuteable (Impermeable Proportion)
Il srsquoagit de la proportion de la partie du bassin versant que lrsquoon peut consideacuterer
comme impermeacuteable Ceci inclus non seulement les routes et parkings mais
eacutegalement les aires naturels reacuteputeacutees avoir cette proprieacuteteacute ainsi que la riviegravere elle-
mecircme Une valeur de 002 est typique des zones rurales pour les zones urbaniseacutees
cette valeur pourra deacutepasser 20 Ce dernier taux nous semble exageacutereacute pour le
contexte africain en geacuteneacuterale et pour celui de la valleacutee du Kou en particulier La ville
de Bobo-Dioulasso ne peut pas ecirctre en effet consideacutereacutee impermeacuteabiliseacutee au mecircme
degreacute que le villes anglaises qui appartiennent au contexte de creacuteation et de
conception de HYSIM Nous estimons ce paramegravetre agrave 002 sur la base de la carte
drsquooccupation des sols du bassin versant
Temps de monteacutee des petits chenaux (Time to peak - minor channels)
Ce paramegravetre controcircle la simulation de la reacuteponse des canaux affluents
mineurs qui nrsquoauront pas eacuteteacute pris en compte dans la scheacutematisation du reacuteseau
hydrographique Ce paramegravetre srsquoestime par la formule suivante
470)(82 SLTp
Ougrave Tp = Temps de monteacutee en heures
L = longueur de la riviegravere consideacutereacutee en km
S = pente de la riviegravere consideacutereacutee mkm
On retiendra comme valeur du paramegravetre la moyenne des Tp calculeacutes avec la formule
preacuteceacutedente pour 4 agrave 5 affluents mineurs
Ce paramegravetre a eacuteteacute deacutetermineacute agrave lrsquoaide de la carte topographique de la valleacutee du Kou
On trouve Tp = 43h
Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
Sa valeur est normalement comprise entre 500 et 1000 mm mais cela
deacutependra surtout des types de veacutegeacutetations et de sols en preacutesence Ce paramegravetre
deacutetermine la capaciteacute de reacutetention totale des horizons superficiel et infeacuterieur du sol Il
est cependant difficile agrave deacuteterminer agrave lrsquoeacutechelle du bassin versant crsquoest donc par
iteacuteration que nous le deacuteterminerons en partant drsquoune valeur de 1000 mm
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Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Crsquoest lrsquoun des plus importants paramegravetres du modegravele car il controcircle la
reacuteponse du sol Sa valeur se deacutetermine agrave lrsquoaide du tableau 18 avec comme entreacutee la
texture du sol Dans notre cas sa valeur est de 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et lrsquohorizon
qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute entre les deux
horizons du sol Sa valeur varie de 50 mmh pour les sols argileux agrave plus de
200mmh pour le sable Pour commencer les iteacuterations on prendra comme valeur de
deacutepart soit le double de la valeur donneacutee par le tableau 18 soit la valeur par deacutefaut
du modegravele qui est de 10 mmh Ce paramegravetre est en effet normalement moduleacute et
ajusteacute par le modegravele
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
Ce paramegravetre controcircle le taux de transfert de lrsquohumiditeacute du sol vers la nappe
souterraine En lrsquoabsence de nappe souterraine la valeur de ce paramegravetre est zeacutero
Dans le cas contraire sa valeur va de 10 mmh pour les sols lourds agrave 100 mmh et
plus pour les sols sableux et graveleux On pourra comme preacuteceacutedemment utiliser les
valeurs du tableau 18 ou garder la valeur par deacutefaut de 10 mmh donneacute par le
modegravele agrave titre de valeur de deacutemarrage car ce paramegravetre est eacutegalement moduleacute et
ajusteacute automatiquement
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-off from
the upper horizon at saturation)
La valeur de ce paramegravetre est ajusteacutee au cours de la calibration en partant de
la valeur par deacutefaut de deacutemarrage de 10 mmh
Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
La proceacutedure de deacutetermination de ce paramegravetre est la mecircme que celle du
paramegravetre preacuteceacutedent
Coefficient de reacutecession de la nappe (groundwater recession)
La valeur de ce paramegravetre est donneacutee par la relation suivante
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)1(
12 )( mqqrecessiondetCoefficien
Ougrave q1 et q2 sont respectivement les deacutebits au deacutebut et agrave la fin de la saison segraveche et
m la dureacutee en mois de cette saison segraveche
Tableau 18 Paramegravetres hydrologiques en fonction de la texture du sol
Texture Teneur
en argile
()
PSDI Pression
de
bouillone
ment
permeabiliteacute
mmh
Porositeacute Humiditeacute
residuelle
Peat 0 050 100 500 070 010
Sable 3 025 120 630 040 010
Loamy Sand 6 023 90 560 041 010
Marne sableuse 9 020 220 125 044 015
Silt Loam 14 019 80 26 049 015
Loam 19 018 500 25 045 015
Sandy Clay Loam 28 014 300 23 042 015
Silty Clay Loam 34 013 360 6 048 020
Limon argileux 34 012 630 9 048 020
Argile sableuse 43 010 150 8 043 020
Argile limoneuse 49 010 490 4 049 020
Argile 63 009 410 4 048 025
Nota
1 Ces valeurs sont baseacutee sur des donneacutee expeacuterimentales Certains parmis elles varient drsquoune maniegravere
rendant difficile lrsquoestimation drsquoune moyenne quand plusieurs types de sols sont concerneacutes A titre
drsquoexemple dans le cas de la pression de bouillonnement la valeur par deacutefaut de 250 doit ecirctre utiliseacutee agrave
moins que le bassin versant ne soit agrave 100 drsquoun type particulier
2 La teneur en argile et lrsquohumiditeacute reacutesiduelle ne sont pas utiliseacutees par HYSIM mais incluses dans le
tableau agrave titre de compleacutement
Coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (Precipitation correction factor)
Ce paramegravetre a eacuteteacute preacutevu pour corriger une eacuteventuelle sous-estimation ou
une eacuteventuelle surestimation de la pluviomeacutetrie Le test de sensibiliteacute a montreacute que le
modegravele reacuteagit trop par rapport agrave la pluviomeacutetrie de sorte que les deacutebits simuleacutes sont
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nettement supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes Lrsquointroduction de ce paramegravetre en
diminuant (dans notre cas) la pluviomeacutetrie permet alors de coller les deacutebits simuleacutes
avec les deacutebits observeacutes Apregraves plusieurs essais la valeur de 06 a eacuteteacute retenue
Coefficient de correction de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (Potential
evapotranspiration correction factor)
La deacutetermination de lrsquoeacutevapotranspiration eacutetant reacuteputeacutee moins preacutecise que celle
de la pluviomeacutetrie crsquoest sur ce paramegravetre que lrsquoon va le plus souvent jouer pour
obtenir lrsquoeacutequilibre du bilan hydrologique (optimisation agrave paramegravetre unique)
Superficie du sous-bassin (sub-catchment area)
Crsquoest la superficie du sous bassin versant en km2 Elle est de 989 km2
IV243 Paramegravetres hydrologiques avanceacutes
Ils ne sont dits laquo avanceacutes raquo que parce que le modegravele est moins sensible agrave leur
modulation Le plus souvent on se contentera des valeurs par deacutefaut suggeacutereacutees
Permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la surface de lrsquohorizon superficiel (saturated
permeability at the top of the Upper horizon boundary)
La valeur par deacutefaut proposeacutee et que nous retiendrons est 1000 mmh
Proportion de stockage dhumiditeacute dans lhorizon supeacuterieur
Cest un paramegravetre difficile agrave ajuster avec assurance Mais il serait peu
commun de deacutepasser la valeur par deacutefaut de 03 Srsquoil se trouve que la reacuteponse du
modegravele agrave de petits orages est geacuteneacuteralement tregraves faible la valeur de ce paramegravetre
peut ecirctre reacuteduite cest-agrave-dire que lhorizon supeacuterieur se remplira plus rapidement et
se deacutechargera aussitocirct
Rapport de la surface du bassin versant souterrain participant au bilan au bassin
versant de surface (Ratio of Contributing Groundwater Catchment Area to Surface
Catchment Area)
Ce ratio tient compte du fait que les deux bassins pourraient ne pas coiumlncider
Proportion du bassin versant qui soit sans contribution de nappe souterraine
(Proportion of Catchment without Contributing Groundwater)
Idem avec le paramegravetre preacuteceacutedent
Proportion de zone mareacutecageuse (Riparian proportion) soumise agrave
lrsquoeacutevapotranspiration au taux potentiel pendant toute lrsquoanneacutee et ce mecircme quand tout le
reste du bassin versant serait sec
Porositeacute (prosity)
Le tableau 18 donne une valeur de 44
Pression de bouillonnement (bubbling pressure)
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Cette valeur repreacutesente la succion capillaire agrave partir de laquelle des bulles
apparaissent quand le sol est soumis agrave un assegravechement Ce paramegravetre est lun des
deux paramegravetres qui commandent la reacuteponse de la succion capillaire dans le sol agrave la
teneur en eau Des valeurs typiques sont indiqueacutees dans le tableau 18 mais la
valeur par deacutefaut approprieacutee pour un bassin versant reacuteputeacute heacuteteacuterogegravene est 250
Coefficient de reacutecession de la nappe souterraine intermeacutediaire
Valeur par deacutefaut 05
Proportion drsquohumiditeacute quittant les nappes intermeacutediaires en direction des canaux
Valeur par deacutefaut 0
Facteur drsquointerception
Ceci est un coefficient de pondeacuteration de lrsquoeacutevapotranspiration qui se produit au
droit du reacuteservoir drsquointerception Lrsquoeacutevaporation srsquoy produit en effet agrave un taux
eacutequivalent agrave ce qui se produirait sur un plan drsquoeau libre dont le taux est nettement
supeacuterieur agrave lrsquoeacutevapotranspiration Valeur par deacutefaut 1
IV244 Test de sensibiliteacute
Ce test permet drsquoidentifier les paramegravetres qui influencent le plus les reacutesultats du
modegravele Le test a consisteacute agrave faire varier les paramegravetres dans des plages raisonnables et
reacutealistes vis agrave vis des observations de terrain A lrsquoissu de ce test on fait le constat suivant
- Le facteur de zone impermeacuteable a de lrsquoinfluence sur lrsquoeffet des petites pluies sur les
deacutebits Plus ce facteur est grand plus les deacutebits simuleacutes seront eacuteleveacutes
- La profondeur racinaire a une grande influence sur les volumes et les deacutebits ruisseleacutes
Le volume ruisseleacute croit en sens inverse de la profondeur racinaire
- Le facteur de reacutecession de la nappe a quant agrave lui de lrsquoinfluence sur le deacutebit de saison
segraveche ou deacutebit de base
- Les facteurs de correction de la pluviomeacutetrie et de lrsquoeacutevapotranspiration jouent dans le
mecircme sens que le deacutebit Quand les deacutebits simuleacutes sont supeacuterieurs aux deacutebits observeacutes
il faut diminuer le paramegravetre de correction de la pluie et augmenter celui de lrsquoETP Mais
ces deux paramegravetres ont moins de conseacutequences que la profondeur racinaire
- Un autre facteur dont lrsquoinfluence sur les deacutebits et les volumes est important crsquoest lrsquoindice
de composition granulomeacutetrique Plus cet indice est grand moins il y a drsquoeacutecoulement
Mais cela a une influence positive sur le deacutebit de base
Les autres facteurs comme les permeacuteabiliteacutes ont eacutegalement des influences notables sur
lrsquoeacutecoulement mais comme ces paramegravetres sont optimiseacutes automatiquement on nrsquoen tiendra
pas trop compte
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IV245 Optimisation des paramegravetres du modegravele
Lrsquooptimisation des paramegravetres a pour but de trouver le jeu de paramegravetres qui
rapproche le plus possible le comportement du modegravele de celui du bassin modeacuteliseacute la
similitude des comportements eacutetant quantifieacutee par un critegravere (fonction objectif) servant agrave
lrsquooptimisation des paramegravetres et mesurant ce degreacute de similitude
Lrsquooptimisation des paramegravetres se fait en deux eacutetapes
Lrsquooptimisation agrave paramegravetre unique Crsquoest lrsquooptimisation par ajustement de
lrsquoun des trois paramegravetres suivants
- Le coefficient correcteur de la pluviomeacutetrie
- Le coefficient correcteur de lrsquoeacutevapotranspiration
- Et la profondeur racinaire
Le choix du paramegravetre agrave ajuster va largement deacutependre de la qualiteacute des donneacutees
pluviomeacutetriques Si ces donneacutees donnent une bonne couverture spatiale du bassin (cest-agrave-
dire une bonne repreacutesentativiteacute) il serait alors preacutefeacuterable drsquooptimiser le coefficient correcteur
de lrsquoeacutevapotranspiration potentielle (ETP) Dans le cas contraire choisir le coefficient
correcteur de la pluviomeacutetrie La profondeur racinaire ne sera choisie que dans le seul cas
ougrave les donneacutees pluviomeacutetriques et drsquoeacutevapotranspiration seraient tregraves sucircres
Lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres
Lrsquooptimisation porte sur quatre au moins des six paramegravetres suivants
1) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la limite entre lrsquohorizon superficiel et
lrsquohorizon qui lui est infeacuterieur (Saturated permeability at the horizon boundary)
2) Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (Saturated
permeability at the base of the lower horizon)
3) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon superficiel (interflow run-
off from the upper horizon at saturation)
4) Permeacuteabiliteacute horizontale agrave saturation de lrsquohorizon infeacuterieur (interflow run-
off from the lower horizon at saturation)
5) Profondeur racinaire (soil rooting depth (mm))
6) Indice granulomeacutetrique (Pore Size Distribution Index (PSDI))
Quatre fonctions objectives sont disponibles dans cette option drsquooptimisation agrave
multiples paramegravetres En effet lrsquoon doit choisir lrsquoune de ces quatre fonctions avant de lancer
lrsquooptimisation HYSIM va alors essayer de minimiser cette fonction objective en choisissant
une direction agrave partir du jeu initial de paramegravetres pour effectuer des deacuteplacements dans
lrsquoespace ces derniers et calculer la valeur de la fonction au nouveau point Srsquoil y a
ameacutelioration lrsquoopeacuteration est renouveleacutee agrave partir de ces nouveaux paramegravetres Sinon on
choisit une nouvelle direction agrave partir de ce mecircme point
Ces quatre fonctions objectives sont les suivantes
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a) Erreur reacuteduite destimation (Reduced error estimate (REE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
5022 )()( mR FFFFEER
Ougrave F = Deacutebit moyen journalier simuleacute
Fm = Deacutebit moyen journalier observeacute
FR = Deacutebit journalier observeacute
Cette fonction donne le mecircme poids agrave des erreurs eacutequivalentes par exemple une
erreur de 1m3s aura le mecircme poids que le deacutebit soit de 10 ou de 1m3s Le choix du
REE est bien indiqueacute pour la modeacutelisation des eacutecoulements ou pour des bassins
versants agrave activiteacute saisonniegravere
b) Erreur proportionnelle destimation (Proportional error of estimate (PEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
502 )1())(( nFFFEEP RR
Ougrave n deacutesigne le nombre de jours utiliseacutes pour le calage et les autres termes restent
tels que deacutefinis ci-dessus Cette fonction conduit agrave la minimisation des erreurs
proportionnelles par exemple une erreur de 1m3s ougrave le deacutebit est de 10m3s a le mecircme
poids qursquoune erreur de 01m3s ougrave le deacutebit est de 1m3s Cette fonction objective est
particuliegraverement utile dans le cas des eacutecoulements lents
c) Erreur extrecircme destimation (Extreme error of estimate (EEE))
Elle est donneacutee par la formule suivante
50)1(()))()((( nFFFFFFEEE mRmR
Cette fonction objective donne des poids plus grands aux extrecircmes (maxi et mini)
Elle sera geacuteneacuteralement preacutefeacutereacutee agrave toutes les autres Ce sera celle que nous allons
utiliser
d) Deacutebit de base (base flow)
Cette fonction est baseacutee sur la somme des carreacutes des erreurs des deacutebits de base
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IV3 RESULTATS ET DISCUSSIONS
IV31 Analyse de la qualiteacute des reacutesultats du modegravele
La pluviomeacutetrie moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee par la meacutethode des
polygones de Thiessen et agrave partir des observations faites sur trois stations assez bien
reparties dans lrsquoespace Elle nous parait de ce fait plus sucircre que lrsquoeacutevapotranspiration qui a
eacuteteacute deacutetermineacutee agrave partir drsquoune seule station Crsquoest pour cette raison que nous avons choisi de
jouer sur le coefficient se rapportant agrave lrsquoETP dans lrsquoeacutetape de lrsquooptimisation agrave paramegravetre
unique
Pour lrsquooptimisation agrave multiples paramegravetres nous avons joueacute sur les quatre paramegravetres
que le concepteur conseille dans les cas courants (voir paragraphe IV244)
Apregraves plusieurs simulations ougrave nous avons chaque fois deacutetermineacute la fonction critegravere
nous sommes arriveacute au reacutesultat suivant
Tableau 19 Valeurs des paramegravetres de base issues du calage
Reacuteservoir drsquointerception (mm)
10
Proportion de terrain impermeacuteable 010
Temps de monteacutee (heure) 43
Profondeur racinaire (mm) 6000
Index de composition granulomeacutetrique 025
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation a lrsquointerface des deux horizons (mmh) 140
Permeacuteabiliteacute verticale agrave saturation agrave la base de lrsquohorizon infeacuterieur (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon superficiel (mmh) 14
Ecoulement hypodermique horizon infeacuterieur (mmh) 11
Facteur de reacutecession de la nappe (par mois) 0999
Facteur de correction de la pluviomeacutetrie 060
Facteur de correction de lrsquoeacutevapotranspiration 0307
Surface du bassin versant (Km2) 989
Il convient de voir si les valeurs de paramegravetres trouveacutes sont reacutealistes La critique va
porter sur les paramegravetres marqueacutes par un asteacuterix dans le tableau 19 les autres paramegravetres
ayant deacutejagrave eacuteteacute choisis sur la base des donneacutees de terrain
La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave lrsquointerface des deux couches (140 mm) est
caracteacuteristique des terrains sableux (voir tableau 20) et ceci correspond agrave notre terrain
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La permeacuteabiliteacute agrave saturation agrave la base de la couche infeacuterieure est
caracteacuteristique de sols lourds ce qui est eacutegalement le cas du bassin du Kou
Quant aux eacutecoulements hypodermiques les taux qui sont les leurs nous
semblent raisonnables
La valeur de la profondeur racinaire semble cependant exageacutereacutee mais crsquoest
tout de mecircme une valeur plausible du fait de la nature seacutedimentaire du terrain et drsquoapregraves
CHABI GONNI (2003) la nappe se situerait en moyenne agrave 20 m de profondeur
Le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie (060) semble ecirctre faible Cela
pourrait srsquoexpliquer par les diverses preacutelegravevements en amont de Badara car les erreurs sur la
mesure de la pluie ne pourraient agrave elle seule expliquer un rabattement de 40 pour passer
de la pluie mesureacutee agrave la pluie efficace
Le coefficient de correction de lrsquoETP semble ecirctre eacutegalement sous-estimeacute Cela
pourrait srsquoexpliquer par la faiblesse du coefficient de correction de la pluviomeacutetrie Les
valeurs de ces deux derniers paramegravetres posent la question de la surparametrisation du
modegravele
Tableau 20 Coefficient de permeacuteabiliteacute en fonction de la texture du sol (Tireacute du cours drsquoHydrogeacuteologie
de M DIENG (EIER))
Diamegravetre (mm) 5 005 0005
Nature des
sols
Graviers ou
Gravillons sans
eacuteleacutements fins
Sable pur ou sable
et Gravier sans
eacuteleacutements fins
Sable tregraves fin silts
et meacutelange de sables
et argiles
Argiles
homogegravenes
K en ms 1 10-2
10-5
10-9
Tregraves bonne Bonne Mauvaise Impermeacuteable
Les valeurs des paramegravetres deacutetermineacutes agrave partir du calage sont reacutealistes et
acceptables
IV32 Analyse des reacutesultats du calage
Les graphiques des figures 34 agrave 39 preacutesentent les reacutesultats du calage Lrsquoobservation
visuelle des graphiques et les valeurs du critegravere de Nash sur les deacutebits et de lrsquoerreur relative
sur les volumes du tableau 21 autorisent les remarques suivantes
Critegravere de Nash gt 06 bonne restitution des deacutebits cependant lrsquoobservation
des graphiques (semis des points) montre que le modegravele a tendance agrave sous-estimer les
deacutebits maximums et moyens (simuleacutes) Par contre les deacutebits minimums simuleacutes sont
surestimeacutes
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Lrsquoerreur relative exprimeacutee par la diffeacuterence entre les volumes observeacutes et
simuleacutes est infeacuterieure en valeur absolue agrave 5 ce qui est acceptable drsquoougrave nous concluons
qursquoil y a une bonne restitution des volumes
Une bonne synchronisation des deacutebits observeacutes et simuleacutes au cours des
anneacutees 1997 et 1999 par contre au deacutebut de lrsquoanneacutee 1998 on constate un certain
deacutecrochage des deux courbes cela peut ecirctre du agrave la qualiteacute des donneacutees drsquoobservation Le
modegravele annonce une crue cela est confirmeacute en regardant lrsquohistogramme des pluies ougrave on
peut remarquer qursquoil y a effectivement une pluie correspondant agrave ce jour La courbe des
deacutebits observeacutes reste cependant muette lagrave-dessus
Il y a une meilleure sensibiliteacute du modegravele aux eacuteveacutenements pluvieux mecircmes les
plus faibles par rapport aux deacutebits observeacutes
Tableau 21 Critegravere de Nash au calage
Date 1997 1998 1999 1997-1999
Nash 061 079 086 076
Erreur relative
()
01 34 05 22
Correacutelation ()
079 892 938 883
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacute
bit
s (
m3
s)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
RecordedNash (1997) = 061
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Figure 34 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash(Q)= 061
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1997
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
11
19
97
11
61
99
7
13
11
99
7
21
51
99
7
23
19
97
31
71
99
7
14
19
97
41
61
99
7
15
19
97
51
61
99
7
53
11
99
7
61
51
99
7
63
01
99
7
71
51
99
7
73
01
99
7
81
41
99
7
82
91
99
7
91
31
99
7
92
81
99
7
10
13
19
97
10
28
19
97
12
11
19
97
11
27
19
97
12
12
19
97
12
27
19
97
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Figure 35 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
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1998
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bs
erv
eacutes
(m
3s
)
Nash(1998)=079
Figure 36 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1998
0
5
10
15
20
25
11
19
99
11
71
99
9
22
19
99
21
81
99
9
63
19
99
32
21
99
9
74
19
99
42
31
99
9
95
19
99
52
51
99
9
10
61
99
9
62
61
99
9
12
71
99
9
72
81
99
9
81
31
99
9
82
91
99
9
91
41
99
9
93
01
99
9
10
16
19
99
11
11
99
9
11
17
19
99
31
21
99
9
12
19
19
99
Dates
Deacuteb
its
m3
s)
0
20
40
60
80
100
120
Plu
ies
(m
m)
Pluviometrie
Simulated
Recorded
Nash (1999)=086
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Figure 37 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
1999
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacute
bit
s o
bserv
eacutes (
m3s
)
Nash (1999)=086
Figure 38 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 1999
IV33 Analyse des reacutesultats de la validation
La calibration ou calage a consisteacute en gros agrave partir de la pluviomeacutetrie et de
lrsquoeacutevapotranspiration pour deacuteterminer les paramegravetres du modegravele La validation sera lrsquoopeacuteration
inverse permettant drsquoeacutevaluer la performance du modegravele (muni des paramegravetres deacutetermineacutes en
calibration) agrave deacutecrire fidegravelement le processus hydrologique au sein du bassin versant Pour
ce faire on fait tourner le modegravele pour une peacuteriode autre que celle ayant servi agrave la calibration
et on compare les reacutesultats ainsi obtenus aux reacutesultats mesureacutes Nous analysons lagrave aussi la
restitution des volumes drsquoeau eacutecouleacutes et des deacutebits avec les mecircmes moyens qursquoau calage
(tableau 22 et figures 39 agrave 44)
Le critegravere de Nash que nous trouvons est de 06 pour chaque anneacutee du calage prise
individuellement ou pour lrsquoensemble des trois anneacutees Cela confirme le fait que modegravele
restitue de faccedilon acceptable les deacutebits Les deacutebits maximums et moyens sont lagrave aussi
minoreacutes par rapport aux observations Lrsquoobservation est valable pour les deacutebits minimums
eacutegalement Le biais est assez net pour 2001 et 2000
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Lrsquoerreur sur le volume est pour chaque anneacutee prise individuellement ou pour
lrsquoensemble de la peacuteriode de calage tregraves eacuteleveacutee car deacutepassant mecircme les 10 Cela est agrave
imputer agrave la qualiteacute des donneacutees de cette peacuteriode
Il y a une bonne synchronisation entre deacutebits simuleacutes et observeacutes en particulier pour
les deacutebits maximums
On observe lagrave aussi une bonne sensibiliteacute aux eacuteveacutenements pluvieux
Tableau 22 Critegravere de Nash et erreur relative sur le volume en validation
Date 2000 2001 2002 2000-2002
Nash 066 063 056 061
Erreur relative
()
130 240 110 22
0
5
10
15
20
25
30
01
01
20
00
16
01
20
00
31
01
20
00
15
02
20
00
03
01
20
00
16
03
20
00
31
03
20
00
15
04
20
00
30
04
20
00
15
05
20
00
30
05
20
00
14
06
20
00
29
06
20
00
14
07
20
00
29
07
20
00
13
08
20
00
28
08
20
00
09
12
20
00
27
09
20
00
10
12
20
00
27
10
20
00
11
11
20
00
26
11
20
00
12
11
20
00
26
12
20
00
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Nash(2000) = 066
Figure 39 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
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Promotion (2006) 82
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2000) = 066
Figure 40 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2000
0
5
10
15
20
25
30
11
20
01
11
72
00
1
22
20
01
21
82
00
1
63
20
01
32
22
00
1
74
20
01
42
32
00
1
95
20
01
52
52
00
1
10
62
00
1
62
62
00
1
12
72
00
1
72
82
00
1
81
32
00
1
82
92
00
1
91
42
00
1
93
02
00
1
10
16
20
01
11
12
00
1
11
17
20
01
31
22
00
1
12
19
20
01
Dates
Deacuteb
its (
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies (
mm
)
Pluie
Deacutebits simuleacutes
Deacutebits observeacutes
Figure 41 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
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Promotion (2006) 83
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash(2001) = 063
Figure 42 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2001
0
5
10
15
20
25
30
11
20
02
11
52
00
2
12
92
00
2
12
22
00
2
22
62
00
2
12
32
00
2
32
62
00
2
94
20
02
42
32
00
2
75
20
02
52
12
00
2
46
20
02
61
82
00
2
27
20
02
71
62
00
2
73
02
00
2
81
32
00
2
82
72
00
2
10
92
00
2
92
42
00
2
81
02
00
2
10
22
20
02
51
12
00
2
11
19
20
02
31
22
00
2
12
17
20
02
12
31
20
02
Dates
Deacuteb
its
(m
3s
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Plu
ies
(m
m)
Pluie
Simulated
Recorded
Nash (2002) = 06
Figure 43 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
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Promotion (2006) 84
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Deacutebits simuleacutes (m3s)
Deacuteb
its
ob
se
rveacute
s (
m3
s)
Nash (2002) = 06
Figure 44 Comparaison des deacutebits simuleacutes et observeacutes 2002
IV34 Reconstitution des donneacutees hydromeacutetriques manquantes agrave laide du modegravele
La simulation consiste agrave mettre en œuvre le modegravele caleacute preacuteceacutedemment pour
deacuteterminer les deacutebits correspondants agrave des peacuteriodes sans observation hydromeacutetrique ou
dont les donneacutees contiennent des lacunes
Nous retenons comme peacuteriode de simulation la peacuteriode comprise entre 1986 et 2003
qui correspond agrave celle dont les observations des trois stations pluviomeacutetriques utiliseacutees plus
haut sont disponibles
A lrsquoanalyse des reacutesultats nous faisons le constat suivant
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale les variations des deacutebits suivent les saisons
meacuteteacuteorologiques Pendant la saison des pluies le deacutebit augmente et atteint son maximum en
aoucirct (53m3s) Les deacutebits baissent rapidement agrave partir drsquooctobre et continuerons ensuite agrave
baisser graduellement de novembre agrave juin Le deacutebit drsquoeacutetiage moyen (correspondant agrave la
peacuteriode de deacutecembre agrave mai) est de lrsquoordre de 07m3s La figure 45 illustre la variation inter-
saisonniegravere du deacutebit moyen
Le deacutebit moyen annuel calculeacute pour la peacuteriode de 1984 agrave 2003 est de 17m3s le
volume eacutecouleacute correspondant srsquoeacutelegraveve agrave 536 million de m3 On obtient ainsi un coefficient
drsquoeacutecoulement de 53
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MODELISATION
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000100200300400500600
Janv
ier
Mar
sM
ai
Juillet
Sep
tem
bre
Nov
embr
e
Mois
Deacute
bit
s (
m3
s)
Figure 45 Variation saisonniegravere du deacutebit du Kou
Pour analyser les variations interannuelles des deacutebits nous avons appliqueacute la
meacutethode de la moyenne mobile au deacutebit drsquoeacutetiage cest-agrave-dire de deacutecembre agrave mai Lrsquoanalyse
des deacutebits annuels (figure 46) ne permet pas en effet de conclure sur lrsquoeacutevolution des
deacutebits car des anneacutees ougrave les deacutebits paraissent eacuteleveacutes il peut y avoir des mois sans
eacutecoulement en fait compenseacutes par des mois pluvieux
000
050
100
150
200
250
1986
1987
1988
1989
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1991
1992
1993
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1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
anneacutees
Deacuteb
its (
m3s
)
Deacutebit moyen annuel
Figure 46 Variabiliteacute du deacutebit moyen annuel
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
MODELISATION
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000
020
040
060
080
100
120
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1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
deacuteb
it(m
3s
)
Deacutebit deacutetiage
Moyenne arithmetique
Moyenne mobile
Figure 47Application de la moyenne mobile aux deacutebits simuleacutes
A lrsquoissue du test de la moyenne mobile le constat est qursquoon ne deacutecegravele pas de
tendance Cela est normal car le deacutebit est fonction de la pluviomeacutetrie qui elle-mecircme ne
connaicirct pas de tendance comme nous lrsquoavons vu plus loin
IV35 Conclusion
HYSIM est un modegravele prolifique en paramegravetres ce qui a rendu le calage tregraves
laborieux La multipliciteacute des paramegravetres peut eacutegalement conduire agrave des solutions locales
Un autre fait deacuteplorable crsquoest la petitesse de la chronique utiliseacutee Il faut eacutegalement citer le
fait que la station hydromeacutetrique dont les donneacutees ont eacuteteacute utiliseacutees nrsquoest pas celle qui est le
plus agrave lrsquoaval du bassin versant Cela est de nature agrave biaiser le reacutesultat obtenu Cependant la
mise en oeuvre de HYSIM sur le bassin du Kou a donneacute des bons reacutesultats On peut donc
lrsquoemployer pour simuler les deacutebits et compleacuteter les donneacutees neacutecessaires au calcul du bilan
hydrologique
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V BILAN EN EAU DU BASSIN
V1 APPROCHE METHODOLOGIQUE
Faire un bilan hydrique agrave lrsquoeacutechelle drsquoun objet revient toujours agrave consideacuterer que la loi
de conservation de la masse est satisfaite pour la peacuteriode retenue
Le bilan hydrologique que lrsquoon peut comparer agrave une simple opeacuteration comptable vise
agrave eacutetablir le budget entre les entreacutees et les sorties en eau dune uniteacute hydrologique deacutefinie
pendant une peacuteriode de temps donneacute
Dans sa formulation la plus geacuteneacuterale il seacutecrit
)( huRETRQP
Tout ce qui tombe (P) dans un espace hydrologique et dans un laps de temps donneacute
soit seacutecoule (Q) soit repart dans latmosphegravere par eacutevapotranspiration (ETR) soit participe agrave
la recharge des reacuteserves en eau du sol (Ru) ou du sous-sol (Rh) Les variations de reacuteserve
peuvent ecirctre eacutegalement neacutegatives et contribuer aux eacutecoulements etou agrave
leacutevapotranspiration
La meacutethodologie ci-dessous deacuteveloppeacutee consistera agrave deacuteterminer tous les termes du
bilan hydrologique et agrave poser lrsquoeacutequation du bilan On prendra le cas drsquoune anneacutee moyenne
drsquoune anneacutee deacutecennale segraveche et drsquoune anneacutee deacutecennale humide
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V2 LES DIFFERENTS TERMES DU BILAN
V21 Les apports pluviomeacutetriques
La pluviomeacutetrie annuelle moyenne sur le bassin versant a eacuteteacute deacutetermineacutee dans la
premiegravere partie De mecircme une analyse freacutequentielle en a eacuteteacute faite Cela a reacuteveacuteleacute lrsquoextrecircme
variabiliteacute interannuelle de la pluie Crsquoest pour cette raison que dans cette eacutevaluation des
apports nous prenons le cas drsquoune pluie en anneacutee moyenne (1996) en anneacutee deacutecennale
segraveche (2001) et en anneacutee deacutecennale humide (1998) La surface eacutetant de 989 km2 nous en
deacuteduisons les volumes des apports pluviomeacutetriques correspondant aux anneacutees retenues
pour lrsquoeacutetude du bilan Les reacutesultats sont consigneacutes au tableau
Tableau 23 Volumes des apports pluviomeacutetrique pour des cas de pluies en anneacutee moyenne deacutecennale
segraveche et deacutecennale humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Hauteur (mm) 9299 7888 11579
Volume apports (m3) 919 671 800 780 123 200 1 145 163 100
V22 Les eacutecoulements
Les deacutebits correspondant agrave la peacuteriode de 1984 agrave 2003 ont eacuteteacute simuleacutes avec le modegravele
HYSIM Ils sont catalogueacutes en annexe IV Nous notons au tableau 24 les lames eacutecouleacutees
les deacutebits moyens et les volumes eacutecouleacutes correspondant aux anneacutees du bilan
Tableau 24 Volumes eacutecouleacutes correspondant agrave des exemples de pluies moyenne deacutecennale segraveche et humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Deacutebit moyen annuel (m3s)
1501 1233 1952
Volume eacutecouleacute (m3) 47 274 200 29 768 900 61 318 000
Coefficient drsquoeacutecoulement ()
51 50 54
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On note un tregraves faible coefficient drsquoeacutecoulement quelque soit le quantile consideacutereacute A
titre de comparaison lrsquoeacutetude IWACO (1989) citeacutee par BERTHIAUD (2001) a trouveacute un
coefficient drsquoeacutecoulement de 52 pour la peacuteriode de 1974 agrave 1985
V23 Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle
Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle (ETR) est lrsquoune des variables de sortie du modegravele Nous
preacutesentons dans le tableau 25 suivant les valeurs correspondant agrave lrsquoETR des anneacutees du
Bilan
Tableau 25Valeurs de lrsquoETR de 1996 2001 et 1998
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
LrsquoETR reste au mecircme niveau quelque soit lrsquoissu de la saison des pluies Elle est cependant
plus accentueacutee en anneacutee segraveche agrave cause de la faible teneur en eau de lrsquoair
V24 La variation du stock des diffeacuterents reacuteservoirs
Le modegravele sort eacutegalement lrsquoeacutetat des diffeacuterents reacuteservoirs au pas de temps journalier
On peut donc calculer la variation du contenu de chaque reacuteservoir et de lagrave la variation de
stock totale au cour drsquoune peacuteriode (tableau 26)
Tableau 26 Variation du stock au cours drsquoune anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et deacutecennale
humide
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Neige 00 00 00
Interception 00 00 00
Horizon superficiel -689 -1859 452
Horizon infeacuterieur -22 -45 130
Nappe intermeacutediaire 00 00 00
Nappe souterraine -223 -223 -217
Chenaux mineurs 00 00 01
Variation du stock totale (mm)
-931 -21268 +3656
On constate une variation de stock (Stockfinal ndash Stockinitial) neacutegative en anneacutee moyenne
et en anneacutee segraveche Les deux premiegraveres couches du sol perdent leurs eaux au profit de la
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demande eacutevaporative De mecircme elles sont mises agrave contribution ainsi que la nappe
souterraine pour renflouer la riviegravere En anneacutee humide les horizons superficiel et infeacuterieur du
sol sont reacutealimenteacutes
V25 Bilan en eau du bassin versant
Le tableau 27suivant preacutesente le bilan
Tableau 27 Bilan en eau du bassin versant du Kou
Anneacutee moyenne
Anneacutee deacutecennale segraveche
Anneacutee deacutecennale humide
Anneacutee correspondante
1996 2001 1998
Pluie (mm) 9299 7888 11579
Pluie efficace (mm) 5579 4733 6947
Lame eacutecouleacutee (mm) 478 301 62
Evapotranspiration reacuteelle (mm)
6247 6605 6298
Variation du stock (mm)
- 931 - 21268 + 3656
Fermeture (mm) -215 -46 395
La fermeture du bilan nrsquoest pas nulle Mais les eacutecarts sont faibles et acceptables
drsquoautant plus qursquoils sont imputables aux erreurs et incertitudes dans la deacutetermination des
diffeacuterents termes du bilan Pour obtenir la fermeture du bilan nous avons du consideacuterer la
pluie efficace plutocirct que la pluie reacuteellement observeacutee dans lrsquoeacutequation du bilan En calculant le
bilan avec la pluie observeacutee obtenons les eacutecarts suivants 3501 mm pour 1996 3108 mm
pour 2001 et 3993 mm pour 1998 La pluie efficace est deacutetermineacutee en multipliant la pluie
observeacutee par le coefficient de correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute dans lrsquoeacutetape de calage
du modegravele Ce coefficient a normalement pour but de corriger les erreurs drsquoeacutevaluation sur la
pluviomeacutetrie mais la valeur de 06 nous parait exageacutereacutee pour de simples erreurs
drsquoestimation La raison de la faiblesse de ce coefficient est agrave rechercher ailleurs dans les
divers preacutelegravevements effectueacutes et dans les stockages en surface non pris en compte par le
modegravele Pour eacutetayer cette affirmation nous allons estimer les stockages en surface et les
principales utilisations de lrsquoeau
V3 LES UTILISATIONS DrsquoEAU
Les principaux utilisateurs de lrsquoeau sont
- Lrsquoadduction drsquoeau potable de la ville de Bobo-Dioulasso
- Les peacuterimegravetres irrigueacutes formels et informels
- Lrsquoeacutelevage et les autres
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V31 LrsquoAEP de Bobo-Dioulasso
Lrsquoalimentation en eau potable de Bobo-Dioulasso la deuxiegraveme ville du Burkina Faso
est assureacutee principalement par lrsquoONEA agrave partir des installations de captage des sources de
Nasso Les sources de Nasso sont comme nous lrsquoavons vu parmi les principales ressources
drsquoalimentation des eacutecoulements du Kou Il est de ce fait important de quantifier lrsquoampleur de
ce preacutelegravevement
La population de la ville de Bobo-Dioulasso a eacuteteacute estimeacute en agrave 600000 habitants en
2003 avec un taux drsquoaccroissement de 43 Actuellement cette Population serait alors
de 700000 habitants Pour avoir une ideacutee de la demande induite par cette population nous lui
appliquons une consommation speacutecifique moyenne de 40 ljourhabitant (D ZOUNGRANA
2003) La demande journaliegravere serait de ce fait de 28 000 m3
V32 Le peacuterimegravetre rizicole
Le peacuterimegravetre irrigueacute de la valleacutee du Kou est situeacute au nord-ouest de la ville de Bobo-
Dioulasso dans la commune de Bama Il a eacuteteacute reacutealiseacute dans le cadre de la coopeacuteration entre
le Burkina Faso (Haute Volta agrave lrsquoeacutepoque) et la Reacutepublique de Chine Taiwan
Le peacuterimegravetre couvre une superficie de 1250 ha dont 1021 ha sont effectivement
susceptibles drsquoecirctre mis en valeur Il est alimenteacute en eau agrave partir drsquoune prise reacutealiseacutee sur la
riviegravere Kou agrave Diaradougou Le canal drsquoameneacute de forme trapeacutezoiumldale en beacuteton a une
longueur de 11 km et a eacuteteacute dimensionneacute pour un deacutebit maximum de 35 m3s A lrsquoeacutetiage tout
le deacutebit du Kou est deacuteriveacute vers le peacuterimegravetre irrigueacute
Le peacuterimegravetre est exclusivement consacreacute agrave la production de riz conformeacutement agrave son
objectif drsquoorigine qui est de pourvoir agrave la demande en riz
On note lrsquoexistence de deux campagnes de production par an
- la campagne hivernale et
- la campagne de saison segraveche de janvier agrave mai et pendant laquelle
lrsquoalimentation en eau des cultures est assureacutee par irrigation
Nous avons estimeacutes les consommations en eau du peacuterimegravetre rizicole agrave 20 000 m3ha
drsquoougrave une demande totale de 40840 millions de megravetres cubes Les hypothegraveses et les deacutetails
de calcul sont consigneacutes en annexe V
V33 Lrsquoirrigation informelle
Lrsquoirrigation informelle est repreacutesenteacutee par les exploitations agricoles installeacutees
spontaneacutement ccedilagrave et lagrave dans la valleacutee du Kou et en particulier le long du canal drsquoamener du
peacuterimegravetre rizicole du Kou
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Lrsquoinventaire reacutealiseacute par le ministegravere de la question paysanne (HURE 1998) sur la
base des photographies aeacuteriennes donne lrsquoampleur de cette occupation informelle des
terres
en amont de la prise de Diaradougou 170 ha
agrave lrsquoaval de Diaradougou 200 ha dont 100 ha appartiennent agrave lrsquoIRFA lrsquoORD et
lrsquoINERA
Les cultures pratiqueacutees sur ces terres sont geacuteneacuteralement des cultures maraicircchegraveres
On note eacutegalement la preacutesence de plantations de bananiers et de papayers drsquoailleurs en
nette expansion
En estimant les besoins en eau des cultures maraicircchegraveres agrave 8700 m3ha (Hypothegraveses
et deacutetails des calculs en annexe VI) la demande en eau de lrsquoirrigation informelle pourra ecirctre
estimeacutee agrave 2 349 000 m3
V34 Les utilisateurs pastoraux
Lrsquoeacutelevage est comme nous lrsquoavons vu la deuxiegraveme activiteacute eacuteconomique de la reacutegion
des hauts bassins
On notera dans un premier temps lrsquoeacutelevage pratiqueacute par les populations reacutesidentes
agrave titre drsquoactiviteacute secondaire utilisant les sous produits de lrsquoagriculture et apportant juste un
suppleacutement de revenu Les effectifs impliqueacutes sont alors modestes et de moindre
conseacutequence sur la demande globale en eau du bassin du Kou
Les plus grands effectifs drsquoanimaux rencontreacutes dans la valleacutee appartiennent aux
pasteurs transhumants des reacutegions moins favoriseacutees par la pluviomeacutetrie du Burkina Faso
Ces derniers freacutequentent la valleacutee en particulier pendant la saison segraveche quand les
ressources en eau et en pacircturage se sont eacutepuiseacutees dans leur reacutegion drsquoorigine Le cheptel est
constitueacute majoritairement de bovins et dans une moindre mesure de caprins et ovins
On note eacutegalement la preacutesence drsquoun eacutelevage semi intensif pratiqueacute par des
groupements drsquoeacuteleveurs ou par des particuliers
Les eacuteleveurs ont une preacutefeacuterence pour les eaux de surface car cela implique pour eux
moins drsquoeffort Ils seront orienteacutes plus vers lrsquoexploitation des mares et des riviegraveres
Le rapport drsquoIWACO (1999) sur le pastoralisme donne les effectifs suivants
Tableau 28 Composition du cheptel de la zone pastorale de Bobo-Dioulasso
Bovins Ovins Caprins Asins
Bobo-Dioulasso 7587 1170 577 3106
Source laquo le pastoralisme dans les zones de Bobo-Dioulasso-Samorogouan-
Barani-Djibasso raquo Adama Deme)
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Nous retenons les consommations speacutecifiques (D ZOUNGRANA 2003) indiqueacutees au
tableau et cela donne la demande pastorale correspondante
Tableau 29Consommation en eau du cheptel
Espegravece Bovins Ovins Caprins Asins total
Effectif 7587 1170 577 3106 -
Consommation
Speacutecifique (ljindividu) 40 15 15 20 -
Consommation annuelle
(m3) 110 770 32028 3159 22674 168 631
V35 Retentions en surfaces et recharge de la nappe
Les retentions en surface concernent les retentions dans les mares lacs et autres
deacutepressions Le cas le plus repreacutesentatif est la mare de Bama qui stocke un million de m3
(HURE 1998) ce qui eacutequivaut agrave 1mm (infime)
Par contre les recharges de la nappe repreacutesentent un volume plus significatif Dans
lrsquoeacutetat des lieux des ressources en eau au Burkina Faso (GIRE 2001) on les estime agrave 16
de la pluie tombeacutee par an Cela correspond respectivement agrave 1488 mm pour 1996 1262
mm pour 2001 et 1853 pour 1998
V36 Synthegravese des utilisations drsquoeau
Le tableau 29 suivant reacutesume les consommations en eau de la valleacutee du Kou
Tableau 30Consommation drsquoeau du bassin versant du Kou
Uniteacute Quantiteacute (Volume m3)
AEP Bobo-Dioulasso m3s 28 000
Demande pastorale m3 168 631
Peacuterimegravetre rizicole m3s 40 840 000
Peacuterimegravetre informel m3s 2 349 000
Total en m3 43 385 631
Total en mm (par rapport agrave la superficie du bassin versant)
439
Anneacutee 1996 1998 2001
Recharge nappe (mm) 1488 1262 1853
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V4 CONCLUSION
Nous avons calculeacute le bilan pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche
et une anneacutee deacutecennale humide Nous sommes arriveacutes agrave des fermetures non nulles que lrsquoon
a expliqueacute par les erreurs accumuleacutees dans la deacutetermination des termes du bilan annuel
Nous avons ensuite essayeacute drsquoexpliquer le rabattement de 40 qursquoimplique le coefficient de
correction de la pluviomeacutetrie deacutetermineacute au Calage du modegravele en recherchant du coteacute des
preacutelegravevements drsquoeau effectueacutes sur le bassin versant en amont de lrsquoexutoire de Badara Nous
avons pour cela effectuer une eacutevaluation grossiegravere de ces eacutevaluations Les quantiteacutes
trouveacutees sont loin drsquoexpliquer cette diffeacuterence entre pluie efficace et pluie mesureacutee La
question de la compreacutehension de la signification reste encore drsquoactualiteacute agrave la sortie de
chapitre sur le bilan
Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
CONCLUSION GENERALE
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VI CONCLUSION GENERALE
La premiegravere tacircche que nous nous sommes donneacutee dans le cadre de cette eacutetude
crsquoest la constitution drsquoune base de donneacutees hydromeacutetriques et pluviomeacutetriques assainies Si
on peut juger la disponibiliteacute et la qualiteacute des donneacutees pluviomeacutetriques de satisfaisant on ne
peut pas en dire autant des donneacutees hydromeacutetriques Le reacuteseau hydromeacutetrique est en effet
de tregraves qualiteacute mauvaise qualiteacute Cela rend impossible toute eacutetude hydrologique rigoureuse
sur la base des seules donneacutees disponibles Drsquoougrave la neacutecessiteacute de faire recours agrave drsquoautres
moyens et en lrsquooccurrence agrave la modeacutelisation
Nous avons ensuite essayeacute de mettre en œuvre un modegravele hydrologique de type
pluies-debit (HYSIM) sur le bassin versant Malgreacute lrsquoinsuffisance de donneacutees de qualiteacute et les
limitations de la version du modegravele dont nous disposons nous sommes parvenus agrave de
reacutesultats satisfaisants Lrsquoutilisation du modegravele nous a ensuite permis de reconstituer une
chronique de deacutebits de vingt ans de 1984 agrave 2003 nous donnant ainsi des eacuteleacutements
drsquoanalyse de notre bilan en eau
Le bilan a eacuteteacute calculeacute pour une anneacutee moyenne une anneacutee deacutecennale segraveche et une
anneacutee deacutecennale humide On constate que 40 de la pluie qui tombe ne participe pas aux
activiteacutes hydrologiques proprement dites Une eacutevaluation des diffeacuterentes utilisations a
confirmeacute ce fait
Drsquoautre part cette eacutetude a reacuteveacuteleacute les difficulteacutes qursquoil y a agrave obtenir de donneacutees fiables
avec un reacuteseau drsquoobservations hydromeacutetriques du type traditionnel agrave cause des problegravemes
de gestion qursquoil implique moyen financier section de controcircle en perpeacutetuel changement
techniques de jaugeage inadapteacute au reacutegime (turbulent) des cours drsquoeauhellipLa modeacutelisation
par contre permet drsquoavoir une chronique de deacutebit acceptable tout en srsquoaffranchissant des
inconveacutenients de gestion de plusieurs stations hydromeacutetriques Crsquoest lagrave une voie agrave suivre
pour nos pays agrave faible moyen et ougrave la gestion de stations drsquoobservation nlsquoest pas encore
eacutevidente
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Bilan en eau et eacutetude comparative des eacutecoulements du bassin versant du Kou
Idrissa MAMADOU CHERIF 2IE (ex Groupe EIERETSHER) 35egraveme
Promotion (2006) 97
ANNEXES