Analyse des impacts des changements climatiques sur les normes hydrologiques en Afrique de l’Ouest : cas du district d’Abidjan (sud de la Côte d’Ivoire)

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La connaissance des quantiles de précipitations extrêmes comme normes hydrologiques est nécessaire dans le cadre de projets d’aménagement pour la conception d’ouvrages hydrauliques et dans de nombreuses applications d’ingénierie. Dans un contexte de changements climatiques constatés en Afrique de l’Ouest, l’estimation des précipitations associées aux événements extrêmes est un sujet qui suscite des réflexions. Cette problématique soulève la question principale suivante : « Sur quelle base pourrait-on/devrait-on élaborer de nouveaux quantiles pour la gestion de projets de construction d’ouvrages hydrauliques? » Ainsi, l’objectif de cette étude est l’analyse des impacts des changements climatiques sur les normes hydrologiques relatives aux quantiles des pluies journalières maximales annuelles dans le district d’Abidjan (sud de la Côte d’Ivoire). L’approche méthodologique utilisée a consisté à la collecte de données de pluviométrie journalière pour la période 1961-2014. Les tests statistiques de base ont été effectués. Le choix du modèle statistique s’est porté sur la loi de Gumbel. Les paramètres du modèle ont été estimés et ont permis de calculer les quantiles sur plusieurs périodes de référence (1961-1990, 1971-2000, 1981-2010, 1961-2014) et plusieurs durées de retour (2, 5, 10, 20, 50 et 100 ans). Une comparaison des quantiles déterminés a été réalisée à partir des matrices d’écarts relatifs absolus. Les principaux résultats ont montré que les différentes séries définies sont constituées de valeurs indépendantes, stationnaires et homogènes. Les quantiles calculés varient pour une durée de retour donnée en fonction des périodes de référence choisies pour leur détermination. Cela traduit une non-stationnarité des quantiles due à l’instabilité du climat. Pour une meilleure sécurité des ouvrages hydrauliques, les recommandations de ce travail proposent d’utiliser les quantiles de la période historique (1961-1990) pour les périodes de retour inférieures à 50 ans. En ce qui concerne les durées de retour supérieures à 50 ans, il est possible d’utiliser les quantiles de deux périodes de référence (1961-1990, 1981-2010). Pour la valeur du gradex des méthodes empiriques de l’Office de la recherche scientifique et technique outre-mer (ORSTOM) et du Comité interafricain d’études hydrauliques (CIEH), il est recommandé de considérer 0,44 comme valeur pour le dimensionnement des ouvrages hydrauliques dans le district d’Abidjan.

Knowledge of quantiles of extreme precipitation as hydrological standards is required for the design of hydraulic projects and many other engineering applications. In the context of climate change in West Africa, the estimation of precipitation associated with extreme events is an issue to be adressed. This raises one main question: "On what basis can new quantiles be developed for the management of hydraulic work construction projects?" The objective of this study is the analysis of the impacts of climate change on the hydrological standards relating to the quantiles of maximum daily rainfall in the Abidjan District (southern Ivory Coast). The methodological approach used was to collect daily precipitation data covering the period 1961-2014. Basic statistical tests were performed. The choice of the statistical model was based on Gumbel's law. The parameters of the model were estimated and the quantiles calculated for several reference periods (1961-1990, 1971-2000, 1981-2010, 1961-2014) and return periods (2, 5, 10, 20, 50 and 100 years). A comparison of the quantiles determined was performed from the absolute relative deviation matrices. The main results showed that the different series defined are made up of independent, stationary, and homogeneous values. The quantiles calculated vary for a given return period as a function of the reference periods chosen for their determination. This reflects a non-stationarity of the quantiles due to climate instability. For improved safety of hydraulic works, the recommendation of this work is to use quantiles of the historical period (1961-1990) for return periods of less than 50 years. For return periods over 50 years, it is possible to use quantiles of two reference periods (1961-1990, 1981-2010). For the gradex value of the empirical methods of ORSTOM (Office de la recherche scientifique et technique outre-mer) and Inter-African Committee for Hydraulic Studies (CIEH), it is recommended to consider 0.44 for sizing hydraulic works in the Abidjan District.