Modélisation des distributions granulométriques des gouttes de pluie observées au Nord-Ouest du Bénin : analyse de l’impact de leur pas de temps d’intégration sur leur structuration et leur paramétrisation par le taux de pluie

Date : 16 février 2022 octobre 2022
Lieu : Université d’Abomey-Calavi (UAC), Bénin
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Devant le jury composé de :

• M. LAWIN E. Agnidé, Professeur Titulaire, UAC, Bénin, Président
• M. FODE, Maître de Conférences, UAM, Niger, Rapporteur
• M. ZAHIRI E. Pascal, Maître de Conférences, UFHB, Côte d’Ivoire, Rapporteur
• M. AKPO Aristide, Professeur Titulaire, UAC, Bénin, Rapporteur
• M. MASSOU Siaka, Professeur Titulaire, UAC, Bénin, Examinateur
• M. MOUMOUNI Sounmaïla, Maître de Conférences, UNSTIM d’Abomey, Bénin Directeur de thèse

Résumé :

Les travaux de recherches présentés dans cette thèse portent sur la modélisation de la distribution granulométrique (DSD en anglais : Drop Size Distribution) des gouttes de pluie et son importance pour plusieurs domaines. Cette étude s’est appuyée sur les DSD mesurées au Nord-Ouest du Bénin lors de la campagne d’observations intensives du programme AMMA.

Différentes techniques de mesure (manuelle et automatisée) des DSD de pluie sont décrites et leurs efficacités sont comparées. Les DSD sont analysées avec les fonctions N(D) et R(D) ; N(D) représente le nombre de gouttes de pluie par unité de volume et par intervalle de diamètres et R(D) est le taux de pluie par intervalle de diamètres.

La comparaison de l’efficacité de ces deux fonctions révèle que la fonction R(D) estime mieux les moments utiles de DSD que la fonction N(D). En outre, deux modèles unimodaux (modèle gamma et modèle lognormal) sont utilisés pour ajuster les DSD et de l’évaluation de leur efficacité, il ressort qu’il n’y a pas de différence significative entre ces deux types de modélisation. Par ailleurs, ce travail a mis en exergue l’impact du pas de temps d’intégration des spectres de DSD de pluie d’une part sur leur structuration et leur paramétrisation par le taux de pluie et d’autre part sur les algorithmes d’étude des érosions hydriques. Ainsi, cette étude a suggéré la prise en compte de ce facteur (pas de temps d’intégration des spectres de DSD de pluie) dans l’élaboration des modèles hydrologiques.

Globalement, cette thèse a permis de mettre en évidence :
• l’impact du pas de temps d’intégration choisi, sur la structuration de la distribution de la taille des gouttes de pluie (DSDs)
• la dépendance des paramètres des fonctions de forme des modèles de DSD (gamma et lognormal) vis-à-vis du pas de temps d’intégration des DSD
• la dépendance des relations qui lient le taux de pluie aux variables météorologiques déduites de la DSD vis-à-vis du pas de temps d’intégration des DSD.

Perspectives : Cette thèse soulève une question importante : quelle est la cause des spectres de DSD multimodaux ? Ces spectres sont encore mal ajustés par les modèles de DSD unimodaux généralement employés. Cette compréhension pourrait être abordée si l’on parvenait à combiner la mesure des DSDs avec celle des composantes du vent à haute fréquence.

Principales publications :

• Adjikpé, L. S., Moumouni, S., kougbeagbede, H., and Massou, S. : Potentiel érosif de la pluie  : Identification du meilleur estimateur de l’énergie cinétique de la pluie à partir des données de Drop size distribution (DSD) de pluie mesurées au Nord-ouest du Bénin. Journal de physique de la SOAPHYS, 2, C20A17.
• Moumouni, S., Adjikpé, L. S., and Lawin, A. E. : Impact of integration time steps of rain drop size distribution on their structuring and their modelling : a case study in northern Benin, Comptes Rendus Géosciences, 353, 135–153.

Mis à jour le 9 janvier 2023