Soutenance de thèse de Hanane ID ABDELLAH

La région méditerranéenne, caractérisée par une forte variabilité climatique due à sa position géographique, est très vulnérable aux effets du changement climatique qui ont un fort impact sur les ressources hydriques. Situé au cœur du Moyen Atlas marocain, le haut bassin versant de l’Oum Er-Rbia, est l’une des régions les plus arrosées du Maroc. Ses ressources en eau fournies par un massif karstique jouent un rôle capital dans l’approvisionnement en eau potable et pour l’irrigation. Une meilleure compréhension des conséquences futures des changements climatiques sur ces ressources hydriques nécessite la connaissance du milieu karstique dans son ensemble. L’analyse de la variabilité hydroclimatique actuelle et sur une longue période s’avère, également, fondamentale. Ce travail de thèse décrit le haut bassin d’Oum Er-Rbia sur les plans topographique, géomorphologique, climatique et hydrologique. L’hydrochimie, a montré une grande variabilité chimique des eaux de la région. Les eaux des niveaux carbonatés sont les moins minéralisées avec des faciès chimiques bicarbonatés calciques. Celles appartenant aux aires d’affleurement triasiques salifères sont plus chargées, et présentent des faciès chlorurés sodiques et magnésiens à sulfatés. L’analyse de la variabilité hydroclimatique actuelle (1970-2016) a révélé que le climat de la région est caractérisé par de forts contrastes saisonniers et des irrégularités très nettes des précipitations et des débits. Les tests statistiques ont mis en évidence une tendance significative à la baisse des précipitations depuis 1980. Ceci est en accord avec la situation régionale. L’analyse des débits montrent également une diminution depuis la fin des années 1970 et début des années 1980. L’application du modèle conceptuel global GR2M a permis de mieux évaluer la relation pluie-débit et ainsi d’affiner la caractérisation du régime hydrologique du bassin. L’analyse de la variabilité hydro-climatique sur des périodes de temps plus longues que celles couvertes par les données instrumentales est également nécessaire pour comprendre l’impact des changements climatiques sur les ressources hydriques et constitue notamment une base solide pour les études de modélisation de l’évolution future du climat. Dans ce contexte, une exploration des potentialités des archives naturelles de la région (grottes et lacs) a permis de construire les fluctuations hydroclimatiques régionales passées. Les enregistrements isotopiques des concrétions carbonatées des grottes de la région du Moyen Atlas ont révélé que celles-ci possèdent un fort potentiel pour la reconstitution du climat et des conditions hydriques du passé et ce, particulièrement en ce qui concerne les quantités d’eau précipitées. En effet, les liens statistiques significatifs observés entre les teneurs dl8O de la stalagmite IFCHS et les précipitations sur les vingt dernières années semblent fiables et les variations du d18O pourraient être interprétées comme des variations de quantité de précipitations. L’étude sédimentologique et géochimique d’une carotte sédimentaire prélevée dans un petit marais situé au niveau du haut bassin de l’Oum Er-Rbia a permis de proposer une reconstitution des variations hydroclimatiques au cours des derniers millénaires. Quatre grandes phases hydroclimatiques ont pu être identifiées : une première aride associée à un niveau d’eau éphémère entre 6000 et 2300 ans cal. BP ; une seconde phase de transition entre 2300 et 2000 ans cal. BP avec une augmentation progressive du niveau d’eau suite à l’installation de conditions relativement plus humides ; une troisième phase humide correspondant au niveau le plus profond du site entre 2000 et 1400 ans cal. BP ; et finalement un retour à des conditions plus arides et un niveau hydrique peu profond et fluctuant à partir 1400 ans cal. BP. Les résultats obtenus sont corrélés avec des épisodes climatiques mis en évidence dans d’autres archives climatiques du Moyen Atlas et de la méditerranée.

The Mediterranean region, characterized by high climate variability due to its geographical position, is very vulnerable to the effects of climate change which have a strong impact on water resources. Located in the heart of the Moroccan Middle Atlas, the high watershed of Oum Er-Rbia, is one of the wettest regions of Morocco. Its water resources provided by the karst massif are relied upon to meet the agricultural and domestic needs of the region. Understanding of the future consequences of climate change on the region's water resources requires knowledge of the karst environment as a whole. The analysis of current hydroclimatic variability and over a long period is also fundamental. This thesis work describes the high watershed of Oum Er-Rbia concerning its topography, geomorphology, climate and hydrology. The hydrochemical characterization of the basin using the chemical-physical properties of surface and ground water demonstrates the high variations in water chemistry. Waters flowing through carbonate rocks are generally of a low mineralization type and are of Ca-HCO3 type. Those belonging to the saliferous Triassic outcrop areas are the most mineralized, with sodium chloride and magnesian to sulphated facies. The analysis of the recent hydroclimatic variability (1970-2016 period) shows that the regional climate is characterized by strong seasonal contrasts and very marked irregularities in precipitation and water discharge. Statistical tests have demonstrated a significant decreasing tendency in precipitation since 1980 in accordance with the regional situation. The analysis of water discharge, also, reveals a decrease since the end of the 1970s / early 1980s. The use of the global conceptual model GR2M allows to better assess the rain-flow relationship and thus to refine the characterization of the hydrological regime of the basin. The analysis of hydro-climatic variability over longer time periods than those covered by instrumental data is also necessary to understand the impact of climate change on water resources and, in particularly, provides a sound basis for modelling studies of future climate change. Local natural archives (cave and lakes) could provide an accurate past hydroclimatic reconstruction. Indeed, carbonate concretions isotopic contents from three (3) caves have shown the strong potential for the reconstitution of the past precipitation. A strongest correlation was found between the dl8O record of the IFCHS stalagmite and the contemporaneous instrumental records of rainfall over the last twenty years. Thus, variations in dl8O could be interpreted as variations in the amount of precipitation. Lake sediments represent, as well, one of the valuable continental archives that provide high-resolution record of past climate variability. The sedimentological and geochemical study of a core sediment recovered from a small pond lying at the high basin of the Oum Er-Rbia delivered a reconstruction of the hydroclimatic variations of the region. Four major hydroclimatic phases have been identified: an arid phase associated with an ephemeral waterbody between 6000 and 2300 cal. yr BP; a phase of transition between 2300 and 2000 cal. yr BP with a gradual increase in water level as a result of the installation of relatively wetter conditions; a humid phase corresponding to the deepest pond level between 2000 and 1400 cal. yr BP; and finally, a return to arid conditions with a shallow and fluctuating waterbody from 1400 cal. yr BP. Comparison of this results with other Middle Atlas and Mediterranean records demonstrates a coherent pattern of the main climatic phases in the region.