Modélisation hydraulique et vulnérabilité territoriale aux inondations en milieu montagneux semi-aride : cas des bassins versants de l’Ourika et la Rheraya (Maroc)

Hydraulic modeling and territorial vulnerability to flooding in a semi-arid mountain environment : the case of the Ourika and Rheraya watersheds (Morocco)

• Auteur / Autrice : Oumaima Bennani
• Direction : Frédéric Léone, Mohamed Elmehdi Saidi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Geographie et aménagement de l'espace
• Date : Soutenance le 11/09/2020
• Etablissement(s) : Montpellier 3 en cotutelle avec Université Cadi Ayyad (Marrakech, Maroc). Faculté des sciences Semlalia
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Territoires, Temps, Sociétés et Développement (Montpellier ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Gouvernance, risque, environnement, développement, dynamiques sociétales et gestion des territoires - Gouvernance- Risque- Environnement- Développement / GRED
• Jury : Président / Présidente : Aïcha Ben Mohammadi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yves Tramblay
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Tony Rey, Khalid Mehdi, Lahcen Ben aabidate

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tensift (Maroc ; cours d'eau ; bassin)

Modèles mathématiques

Hydrologie

Maroc

Inondations

Mots clés libres

Vulnérabilité

Tensift

Modélisation

Modelling

Vulnerability

Tensift

Résumé

Comme pour diverses régions du Maroc, les bassins versants du Sud-Ouest du pays sont sensibles aux évènements hydro-climatiques extrêmes, notamment les crues liées à des épisodes de précipitations intenses. De tels épisodes sont fréquents et peuvent être dévastateurs, comme les cas des crues de l’Ourika en aout 1995 et du bassin de Tensift en novembre 2014. La modélisation de ces événements extrêmes est ainsi un enjeu scientifique essentiel pour améliorer les systèmes de prévision et protéger les populations et les infrastructures. A cet effet, ce travail vise à coupler une modélisation physique de l’aléa inondation pour certains sites à forts enjeux des bassins versants de l’Ourika et de la Rheraya avec une approche paramétrique de cartographie des zones inondables ainsi qu’un diagnostic territorial de vulnérabilité humaine et des infrastructures exposées. Ceci afin de cerner les degrés du risque et assurer une bonne gestion des inondations. L’étude physiographique et hydro-pluviométrique a permis de comprendre la dynamique des crues et le rôle du milieu physique et du climat dans leur déclenchement. Par ailleurs, une analyse fréquentielle de ces crues a permis d’estimer leurs probabilités d’occurrence et leurs périodes de retours. Les résultats sont ensuite utilisés dans un modèle de simulation hydraulique afin de déduire les hauteurs d’eau correspondantes à différentes pointes de débits. Ceci a permis de déterminer les zones inondables et l’étendue des crues de différentes périodes de retour sur certains tronçons présentant une forte vulnérabilité. Cette modélisation hydraulique est effectuée en comparant deux Modèles Numériques de Terrain, un MNT Aster avec une résolution spatiale de 30m et un MNT dérivé de l’imagerie stéréoscopique de Pléiades avec une résolution de 4m. Une seconde approche, inédite au Maroc, a été utilisée pour spatialiser le risque d’inondation à l’échelle du bassin versant de la Rheraya. Il s’agit d’une approche géo-morpho-climatique qui nous a permis d’avoir une cartographie des zones inondables sur l’ensemble du bassin. Ce résultat valide en partie celui de la modélisation hydraulique précédemment effectué. Finalement un diagnostic territorial a permis d’analyser les enjeux exposés au niveau de la vallée de l’Ourika et d’identifier les zones vulnérables aux risques d’inondation. Ce diagnostic a abouti à la proposition de plans d’évacuations, permettant un accès facile aux zones de refuges potentiels en cas d’inondation. Le caractère reproductible, peu coûteux et pertinent de cette approche faciliterait sa transposition sur d’autres bassins et la prise des meilleures décisions de prévention.

As for various regions of Morocco, watersheds in the south-western of the country are sensitive to extreme hydro-climatic events, including floods linked to intense rainfall events. Such episodes are frequent and can be devastating, such as the cases of the Ourika flood in August 1995 and in the Tensift watershed in November 2014 and more recently on the High and the Anti-Atlas during the summer of 2019. Thus, modeling these extreme events is a scientific issue to improve flood forecasting systems and to protect people and infrastructure. To this end, this work aims to couple a physical modeling of flood hazard for some sites with high stakes, such as the Ourika and Rheraya watersheds, with a parametric approach to mapping flood zones. It aims also to a territorial diagnosis of human vulnerability and exposed infrastructures, in order to ensure a good flood risk management. Physiographic and hydro-pluviometric study of the watersheds made it possible to understand their flood dynamics. A frequency analysis of these floods was conducted in order to estimate their probabilities and return periods. In addition, on certain sections presenting a high vulnerability; and using a hydraulic simulation model, a modeling was carried out to analyze the relationship between water level and riverbed flows and to determine the flood zones and the corresponding flood extent at different return periods. This is done by comparing two Digital Elevation Models; an Aster DEM with a spatial resolution of 30 m and a DEM derived from Pleiades stereoscopic imagery with a resolution of 4 m. A second approach, unprecedented in Morocco, has been used to spatialize the risk of flooding at the scale of the watershed. It is a geo-morpho-climatic approach low cost and adapted to the specificities of the watershed studied. This approach allowed us to have a mapping of the flood zones over the whole of the Rheraya watershed. This result validates, in part, that of the hydraulic modeling previously carried out. Finally, a territorial diagnosis made it possible to analyze the issues exposed at the level of the Ourika valley and to identify the areas vulnerable to flood hazards. This diagnosis led to propose evacuation plans, allowing easy access to potential refuge areas in the flood event. The reproducible, inexpensive and relevant nature of this approach would facilitate decision-making and preventative measures.