SysAfrika – Outils Hydrologie & Analyse des Crues

🔄 Conversion de Coordonnées Géo ↔ UTM

Direction ?Géographique (DD) ↔ Métrique (UTM). Les coordonnées géographiques sont en degrés décimaux (WGS84).

Zone UTM

Col. X / Longitude

Col. Y / Latitude

📂

Cliquez ou déposez votre fichier Excel

.xlsx / .xls / .csv

1 · Limite BV

2 · Exutoire

3 · Source MNT

4 · Calcul & Résultats

🗺️ Limite du Bassin Versant

Importez un SHP ou dessinez le contour directement sur la carte.

Importez ou dessinez la limite du bassin versant pour commencer.

🏔️ Paramètres Morphométriques

✏️ Saisie manuelle

Superficie A (km²) ?Surface totale du bassin versant en km². Utilisée dans le calcul de Kc, Dd, Tc.

Périmètre P (km) ?Périmètre de la limite du bassin versant en km. Requis pour l'indice de Gravelius Kc.

Alt. max Hmax (m)

Alt. min Hmin (m)

Long. tronçon L (km) ?Longueur du cours d'eau principal (tronçon le plus long du réseau hydrographique), en km.

Long. totale drains Lt (km)

Pente moy. I (m/m) ?Pente moyenne du cours principal = (Hmax−Hmin) / (L×1000). Peut être calculée automatiquement si Hmax, Hmin et L sont renseignés.

📈 Courbe Hypsométrique ?Représentation graphique de la distribution des altitudes dans le bassin versant. Montre le % de superficie dépassant chaque altitude seuil.

Saisissez les classes altitudinales ou importez un fichier. Colonnes requises : Seuil | Superficie_km2 | Pct_Depassant

📂 Importer Excel

Seuil (m)	Superficie (km²)	% dépassant

⏱ Temps de Concentration — 10 méthodes ?Le Tc est le temps nécessaire à la pluie tombant au point le plus éloigné du bassin pour atteindre l'exutoire. Recommandation : moyenne des méthodes dont les résultats sont dans ±1σ.

Superficie A (km²)

Long. L (km)

Pente I (m/m)

Hmax (m)

Hmin (m) ?H = dénivelée = Hmax − Hmin, utilisée par Giandotti, SCS.

📂 Import & Analyse ?Importez un fichier avec la colonne Date en 1ère position, suivie des colonnes de stations. Les valeurs manquantes doivent être vides ou codées (-99, etc.).

Type / Échelle temporelle ?Définit le pas de temps de la série importée. Utilisé pour le format des dates dans le tableau complété et pour l'agrégation SPI.

Code lacune ?Valeur utilisée dans le fichier pour signaler une donnée manquante (ex: -99). Laisser vide pour détecter uniquement les cellules vides.

📊

Cliquez ou déposez votre fichier Pj / Qj / Pm

Excel (.xlsx, .xls) ou CSV — 1ère colonne : Date | colonnes suivantes : Stations

📂 Données source

Aucun fichier chargé. Importez d'abord un fichier dans l'onglet Import & Analyse.

⚙️ Méthode d'imputation

Méthode ?Moyenne pondérée : rapide, utilise les stations voisines disponibles sur le même pas de temps. K-NN : cherche les k voisins les plus proches dans l'espace de toutes les stations. MICE : régression itérative — chaque colonne est prédite par les autres. MissForest : itère en cherchant la meilleure corrélation (plus robuste).

Nombre de voisins K

📅 Maxima annuels ?Extraction du Pjmax ou Qmax par année hydrologique. L'année hydrologique commence en septembre (ou mois paramétrable) de l'année N et se termine en août N+1.

Mois début année hydro

📉 Tendances climatiques ?Test de Mann-Kendall : détecte une tendance monotone sans supposer de distribution. Z > 1.96 → hausse significative (α=5%). Pente de Sen : estimateur robuste de la pente linéaire.

📐 Ajustement statistique & Quantiles

Station

Lois à tester ?Classement par BIC (Bayesian Information Criterion) : pénalise la complexité. La loi avec le BIC le plus bas est retenue pour le calcul des quantiles.

🌧️ Calcul SPI — multi-échelle ?SPI = Standardized Precipitation Index. Ajustement à la loi Gamma puis transformation normale. Classes : ≥1 Humide, [-0.5,1[ Normal, [-1.5,-0.5[ Modéré, [-2,-1.5[ Sévère, <-2 Extrême.

Échelle temporelle

Station

Utilisez les données chargées dans l'onglet Import (format Pm requis), ou rechargez via Import.

🌵 Type de sécheresse

Type

📖 Documentation — Paramètres & Formules

🔢 Indice de Gravelius (Kc)

Rapport entre le périmètre du bassin et la circonférence d'un cercle de même surface. Mesure la compacité du bassin : plus Kc est proche de 1, plus le bassin est compact et les crues sont intenses.

Kc = 0.28 × P / √A

Interprétation : Kc < 1.12 Quasi-circulaire | 1.12–1.50 Ovalaire | 1.50–2.00 Allongé | > 2.00 Très allongé.

⏱ Formules de Temps de Concentration

Le Tc représente le temps de transfert de la pluie du point le plus éloigné jusqu'à l'exutoire. Les 10 formules implémentées :

Méthode	Formule	Unités entrée
Giandotti	Tc = (4√A + 1.5·L) / (0.8·√H)	Tc(h), A(km²), L(km), H=déniv.(m)
Ventura	Tc = 76.3·√(A/I)	Tc(min), A(km²), I(m/m)
Kirpich	Tc = (1/52)·L^0.77·I^−0.385	Tc(min), L(m), I(m/m)
Turazza	Tc = 60·0.108·(A·L)^1/3 / √I	Tc(min), A(km²), L(km), I(m/m)
US Corps	Tc = 16.682·(L·I^−0.25/1000)^0.77	Tc(min), L(m), I(m/m)
Van Te Chow	Tc = 60·0.123·(L/√I)^0.64	Tc(min), L(km), I(m/m)
Californienne	Tc = 0.1452·(L/√I)^0.77·60	Tc(min), L(km), I(m/m)
Espagnole	Tc = 18·(L/1000)^0.77·I^−0.1925	Tc(min), L(m), I(m/m)
SCS	Tc = (1/51)·L^1.155 / H^0.385	Tc(min), L(m), H=déniv.(m)
Bransby-Williams	Tc = 21.3·L / (A^0.1·I^0.2)	Tc(min), L(km), A(km²), I(m/m)

📐 Lois statistiques pour l'ajustement

Gumbel (EV1) : Loi des valeurs extrêmes la plus utilisée en hydrologie. Paramètres estimés par la méthode des moments. Quantile : Q(T) = μ − β·ln(−ln(1−1/T))

Log-Normale : La série log(X) suit une loi normale. Adaptée aux séries à forte asymétrie positive. Quantile : Q(T) = exp(μ + σ·z_p)

GEV (Generalized Extreme Value) : Généralise Gumbel, Fréchet et Weibull. Forme à 3 paramètres (ξ, μ, σ). ξ=0 → Gumbel.

Gamma / Pearson III : Très utilisée pour les précipitations annuelles. Paramètres : forme α, taux β. Q(T) via inverse de la CDF gamma.

Weibull : Souvent utilisée pour les débits minimaux et les analyses de risque. 2 paramètres : forme k, échelle λ.

Critère BIC : BIC = k·ln(n) − 2·ℓ. Pénalise les lois à plus de paramètres. La loi avec le BIC le plus bas est recommandée.

🌵 Indicateurs de sécheresse

SPI (Standardized Precipitation Index) : Ajustement gamma sur la pluie cumulée sur N mois, puis transformation en variable normale centrée réduite. Classes OMM : Normal [−0.5 ; 0.5], Modéré [−1.5 ; −0.5], Sévère [−2 ; −1.5], Extrême < −2.

RAI (Rainfall Anomaly Index) : Comparaison de la pluie à la moyenne et aux 10 valeurs extrêmes de la série.

SPEI : Comme le SPI mais sur P−ETP, permettant d'intégrer l'effet de la température sur la sécheresse.

SDI (Streamflow Drought Index) : Même principe que le SPI mais appliqué aux volumes d'écoulement.

RGA / Bilan hydrique : Calcul mensuel de ETR, déficit, réserve utile du sol selon la méthode de Thornthwaite-Mather.