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Approche méthodologique pour la constitution d'une base de données pour la surveillance des systèmes hydrogéomorphologiques de l'aire pionnière Ayi Noma (observatoire de Tamou, département de Say)

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par Bachir ABBA
Université Abdou Moumouni de Niamey - DEA 2007
  

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1.1.1.3 Revue de la littérature

L'état des connaissances que nous proposons ici concerne seulement un certain nombre d'écrits relatifs à la dégradation des terres sur la zone et ailleurs. Ces travaux même s'ils n'ont pas une problématique similaire à la nôtre, ils ont touché certains aspects que nous voulons mettre en évidence afin de mieux fixer le cadre de notre projet.

La zone d'étude a fait l'objet de nombreux travaux qui ont eu trait à l'environnement, au foncier, aux migrations et à leurs conséquences spatiales et à la gestion des ressources naturelles. Ces recherches, bien qu'elles ne s'intéressent pas directement à la dégradation des terres ont souligné que la zone est entrain de subir les conséquences de l'afflux des immigrés qui ont conservé leurs pratiques culturales. Ces études ont mis en évidence la dynamique de changements d'usage des sols en relation avec l'évolution démographique dans cette zone depuis le début du projet de transfert des populations en 1976. D'autres études traitent de l'effet de l'agressivité climatique suite à la dénudation des sols par le défrichement. Les conclusions tirées dans ces études sont d'autant intéressantes que la prise en compte pour l'analyse des causes de la dégradation des terres s'avère plus que nécessaire. La croissance démographique et l'évolution des superficies cultivées sont deux paramètres ayant fait l'objet de nombreuses études.

(AMADOU, 1991 in RESADEP 1993) a mis en évidence, à partir des enquêtes, des relevés de terrain et de l'interprétation des photographies aériennes de 1956 et 1975, une énorme déforestation consécutive à une artificialisation très poussée. Il a montré une désorganisation des structures agraires (diminution ou élimination du temps de jachère, absence de fumure dans la majorité de champs cultivés...), suite à une demande de plus en plus accrue des terres de culture, ainsi que l'agrandissement rapide de l'effectif de la famille et ses conséquences sur l'équilibre du milieu. Il ajoute à partir des données recueillies sur le terrain que les milieux de glacis et les abords immédiats des cours d'eau sont fragiles notamment en ce qui concerne leur susceptibilité à l'érosion hydrique et

éolienne. Ces milieux présentent des signes de dégradation et souvent une lenteur dans la régénération des espèces végétales.

Selon le même auteur en 1995, le défrichement des terres et la pression démographique ont eu des effets néfastes sur les ressources naturelles. Il souligne que l'on observe une érosion en nappe, sur les plateaux sableux, décapante favorisée par le déboisement et la pression continue des cultures, et également une érosion importante (hydrique et éolienne) sur les milieux de plaines. Le degré de dégradation observé sur le glacis laisse penser que si des mesures de protection ne sont pas prises, on atteindra le seuil d'irréversibilité. En effet, les zones de cultures sur le plateau de Dyabou ont connu une progression de 60 % entre 1956 et 1988 avec notamment l'installation de nombreux migrants.

L'installation des populations migrantes dans cette zone (l'arrondissement de Say et de Kollo) s'est accompagnée de défrichements anarchiques (ATTARI, 1997). Cette nouvelle dynamique a entraîné une diminution du temps de jachère. Dans le canton de Tamou la jachère qui durait 3 à 10 ans a presque disparu.

Traitant du phénomène migratoire en 1999, MOUNKAILA souligne que l'ampleur de la migration dans le département de Say a créé des nouvelles dynamiques dans les relations Homme-Milieu. Ces relations s'expriment surtout en terme de péjoration des milieux. C'est ainsi qu'il distingue deux types de migrations ; d'une part les mouvements de colonisation qui sont cités comme causes majeures de dégradation de l'environnement et d'autre part certains paysans spécialisés dans l'approvisionnement de la ville de Niamey en bois et d'autres ressources végétales.

Selon lui, l'ampleur des migrations a entraîné une transformation des milieux qui s'est manifestée par une extension des superficies cultivées et la surexploitation des ressources ligneuses. En effet, les superficies cultivées ont plus que doublé en 20 ans, passant de 71060 ha en 1975 à 166868 ha en 1999, ce qui a abouti à une saturation de l'espace et une pression de plus en plus forte sur les terres de culture.

(BOUBACAR, 2004), étudiant les impacts du PGRN sur le plateau de Dyabou, a dressé un tableau des contraintes et potentialités. Il souligne une dégradation du potentiel agro-sylvopastoral sur ce plateau sous l'effet des facteurs climatiques et anthropiques, de dégradation des sols (ces sols sont lessivés, peu productifs, fragiles et très sensibles à l'érosion hydrique

et éolienne) et de leur abandon. Il insiste sur le fort taux démographique lié à un important flux migratoire et ajoute que cette dégradation est liée à une occupation anarchique et incontrôlée du fait de la présence des acteurs à intérêts multiples.

(« Démocratie 2000 », 2004) insiste sur les effets de la mise en culture qui ont eu des effets sur des éléments biophysiques (végétation, sol, faune) : les sols se sont dégradés (lessivés et encroûtés en certains endroits et en d'autres ravinés) ; ce qui entraîne la baisse régulière des niveaux de production. Ainsi à partir de 1984, les fonctionnaires de Niamey ayant utilisé des gros moyens (des bulduzers) ont entraîné la destruction de la structure des sols, leur dégradation, ce qui a provoqué leur abandon.

(ACHARD, 1997) étudiant l'impact du pâturage sur la forêt montre que certaines espèces ligneuses offrant une bonne qualité fourragère souffrent d'un émondage et risquent de disparaître. Il ajoute qu'avec l'augmentation de la densité de populations humaines et animales concomitante à la diminution de l'espace pastoral, on a atteint la limite de l'équilibre agro-écologique, d'où la nécessité de mettre en place une politique d'aménagement.

(SOULEY, 2004) souligne qu'avec la croissance démographique dans les zones périphériques du parc du W, on assiste à une diminution des aires de pâturage et à une pression agricole qui se traduisent par l'augmentation de l'érosion hydrique qui emporte les couches superficielles déjà préparées par l'effet du piétinement des animaux. Il ajoute qu'il existe une corrélation entre le taux de croissance démographique et celui du défrichement et de la déforestation ; ce qui s'est traduit par la fermeture graduelle ou complète des couloirs de pâturage.

Sur tout un autre plan, (BENOIT, 1998) a procédé par une cartographie de l'expansion de l'espace cultivé depuis 1956, dans une série de publications consacrée au parc national du W du Niger et sa périphérie afin d'inventorier l'espace naturel. Il semblerait plus facile de procéder de la sorte du fait du fort taux d'anthropisation dans le canton de Tamou en rapport notamment avec l'importance de l'immigration (en sus de l'accroissement naturel de la population locale) et souligne que désormais la dynamique des paysages dans le canton de Tamou est influencée par l'effet d'une exploitation minière.

De part l'analyse de toutes ces études réalisées dans le Sud-Ouest du Niger on se rend compte qu'il y a une corrélation entre la dynamique de dégradation de l'environnement dans le canton de Tamou et l'évolution de la population. A ce propos, (PLANCHON et VALENTIN, 1999) ont mis en évidence la corrélation entre la dégradation et l'évolution en croisant des cartes de densité de population et de dégradation des sols en Afrique de l'Ouest. Une forte relation entre la dégradation et la population est ainsi mise en évidence, particulièrement dans le cas de l'érosion hydrique. Sur la base de cette relation, ils ont proposé un modèle d'évolution appliqué à une projection de 30 ans. Ils estiment suivant ce modèle une progression de la superficie des terres dégradées en Afrique de l'Ouest à 13 %, soit une superficie égale à celle du Sénégal. Parmi ces terres dégradées, les superficies cultivables gravement dégradées progresseraient de 16 % soit une superficie égale à celle du Togo.

Ces études montrent que cette zone se retrouve dénudée et exposée à l'agressivité climatique notamment la pluie qui entraîne le « tassement » du sol. Ce tassement diminue l'infiltration et augmente le ruissellement. Ce phénomène d'encroûtement des sols a été largement étudié en 1989 par VALENTIN et CASENAVE et en 1994 par AMBOUTA qui a mis en corrélation plusieurs facteurs, aussi bien internes qu'externes aux sols, sous pluies naturelles et simulées afin de comprendre les mécanismes généraux de la formation des croûtes sur les sols sableux fins du Sahel. Les paramètres internes sont d'ordre granulométrique, chimique, et minéralogique. Il a souligné que la teneur en argile serait le facteur intrinsèque le plus déterminant de la susceptibilité à l'encroûtement des horizons de surface des sols sableux. Pour les facteurs externes liés au climat et aux caractéristiques du bassin (intensité des pluies, géomorphologie, gradient de pente, et mode d'exploitation et la pédologie), l'intensité et donc l'énergie cinétique de la pluie semblent être les facteurs qui influencent le déclenchement des ruissellements et de l'encroûtement. (PEUGEOT, 1995) ayant étudié le ruissellement à l'échelle de la parcelle a mis en évidence les facteurs producteurs de ruissellement mais aussi le rôle de l'encroûtement dans la genèse du ruissellement. En fonction des états de surface, il démontre l'influence des croûtes sur le fonctionnement hydrologique d'un bassin versant sahélien. C'est ainsi qu'il a défini trois grands types d'états de surface sur lesquels il a calculé le coefficient de ruissellement. Il

conclut que le degré de l'encroûtement et la pluviométrie sont les deux variables explicatives du ruissellement. Il estime respectivement à 50 et 25 % le taux de ruissellement sur les croûtes et les jachères. Après avoir caractérisé la structure et le fonctionnement de la brousse tigrée, (AMBOUTA, 1997) montre qu'en dehors de l'influence du climat, notamment les sécheresses, l'homme à travers la coupe rase favorise la dégradation de la structure des sols et par là l'encroûtement, puis l'accélération du ruissellement et l'érosion.

En ce qui concerne les interactions ressources-usages, on se réfère aux travaux de (LOIREAU et D'HERBES, 1997) ; (LOIREAU, 1998) ; (LOIREAU, D'HERBES, DELABRE, 2000). Dans ces travaux, le paysage a été divisé en deux plans d'informations spatiales distincts pour connaître la part respective de deux séries de facteurs (sociaux et biophysiques). Dans leur démarche, ces auteurs mettent en relation les interactions entre les systèmes biophysiques et les systèmes socio-économiques afin de comprendre et spatialiser la structure et le comportement dynamique d'un paysage en interaction avec une société donnée et donner les moyens de suivre son évolution. Les analyses ont porté sur deux types d'informations spatiales. La première rendant compte du fonctionnement des systèmes sociaux à travers la spatialisation des pratiques appliquées par les hommes pour l'exploitation des ressources (détermination d'Unités des Pratiques Homogènes : UPH). La deuxième informe sur le fonctionnement des systèmes écologiques à travers la spatialisation des différents facteurs biophysiques déterminant un niveau de production des ressources qu'on qualifie d'Unités paysagères (UP). En croisant ces deux types d'informations spatiales (UPH et UP), on peut déterminer des nouvelles unités spatiales, dites de référence (UPR) à travers lesquelles il est possible d'interpréter la part des facteurs socio-économiques ou biophysiques et d'établir des bilans spatialisés entre ressources et usages dont elles font l'objet pour chaque usage identifié. Elle souligne l'importance de mise en culture de nouvelles parcelles, de la diminution des temps de jachères et de l'augmentation de la charge pastorale.

(LOIREAU, 2000) insiste sur le rôle d'un système d'information sur l'environnement (SIE-
Roselt) comme un outil d'analyse des causes multiples de la désertification sur le long
terme pouvant répondre aux différentes missions de tous les observatoires du réseau

ROSELT. Ce système dont le but est d'étudier et interpréter les interactions entre les forces directrices écologiques et socio-économiques doit tenir compte à la fois de la diversité des situations ; et de la complexité des interactions ces forces à l'origine de la dégradation. Dans une étude entreprise pour comprendre le rôle des processus éoliens dans la dégradation des champs, (BOUZOU MOUSSA, 2000) a montré que la cause de la formation de surfaces nues est d'abord la nature des sols sablo-limoneuse mais aussi l'induration et l'encroûtement. Ces sols subissent un ensemble de pratiques agricoles inadaptées, notamment le défrichement progressif des champs et les labours superficiels qui facilitent le transport de matériel par l'eau de ruissellement et le vent. La méthodologie utilisée consistait à décrire les formes d'érosion dans l'ensemble du terroir afin de comprendre la dynamique et le processus de formation des loupes d'érosion.

Selon (MAMADOU, 2006), l'évolution hydrodynamique actuelle est la résultante directe des actions essentiellement anthropiques ayant abouti à une augmentation des ruissellements et des écoulements annuels et ceci malgré la baisse générale de la pluviométrie. La démarche a consisté à comprendre l'objet dans ses deux aspects (structurel et fonctionnel). Ainsi, l'accent a été mis sur le comportement hydro-érosif et sédimentaire des unités géomorphologiques des bassins versants étudiés à travers une cartographie pour suivre l'évolution des ravines et des réseaux de ravines ; suivi de l'évolution régressive des têtes des ravines et un sondage à la tarière pour quantifier les dépôts des alluvions récents. Pour étudier la morphodynamique actuelle dans la région de Po-Tiebele au Burkina Faso, (MIETTON, 1980) a mis l'accent sur le ruissellement et l'érosion à l'échelle de la parcelle. Partant de ses observations et des analyses, il caractérise le climat et présente une typologie de pluies du ruissellement et de l'érosion et des ravines. Il a en effet, distingué pour les ravines trois types en fonction de leur largeur et de leur profondeur. Les rigoles, les ravineaux et les ravines.

(DEVINEAU et al., 2005) montrent que la dynamique actuelle des milieux riverains de Mouhoun dans le Boromo est gouvernée essentiellement par des processus érosifs liés au type d'occupation des sols ainsi qu'à la nature de l'utilisation de sols. Cette étude est réalisée à partir de l'analyse des données géologiques et géomorphologiques et de

l'occupation des sols fondée sur l'interprétation des images Landsat ETM qu'ils ont complétées par des observations à partir de transects réalisés sur le terrain.

(CHEBANI et al., 1999) se proposent d'analyser les phénomènes d'érosion et de ruissellement à différentes échelles spatiales en reliant les données expérimentales aux caractéristiques hydromorphologiques des sols et particulièrement de leur état de surface. Ces analyses ont été faites suivant quatre échelles. Les échelles et les méthodes utilisées sont précisées comme suit :

A l'échelle du bassin versant, les auteurs ont mis en avant la distribution spatiale des unités pédologiques ; à l'échelle de la parcelle de 100 m2 (type WISCHMEIER), la méthode a consisté à quantifier le ruissellement en nappe et en rigole et étudier le rôle des facteurs (pluie, nature du sol, la pente et les pratiques culturales). La troisième échelle est celle de la ravine et la démarche a consisté à enfoncer verticalement des piquets dans les têtes, les flancs et le fond des ravines de façon à mesurer des sections transversales. Ce dispositif permet de repérer les variations verticales du niveau du sol. Enfin à l'échelle stationnelle ils ont procédé à l'inventaire des différentes croûtes de surfaces par la description morphologique et micro morphologique des croûtes.

A la lumière de la littérature existante sur la zone «Ayi noma», on se rend compte que la dégradation de terres n'a pas fait l'objet d'une étude proprement dite.

Les constats qui se dégagent sont : la dégradation des terres liées à une occupation anarchique des terres à la suite du projet de transfert des populations, la baisse de productivité de terres et l'abandon des grands domaines suite à l'apparition des surfaces encroûtées et des signes d'érosion linéaire, l'augmentation du ruissellement sur les versants et l'évolution de la densité de drainage. Tous ces problèmes ont entraîné l'ensablement et l'élargissement de lits des cours d'eau (Goroubi, Tyala gorou et le kori de Sibili goungou). En outre, le degré de dégradation croit avec la croissance démographique. Vu l'importance des acteurs qui la convoitent, et l'ampleur de la dégradation dans cette aire, il est pertinent de mener une investigation afin de mettre en place un moyen pour une gestion durable.

D'autres études ont montré l'intérêt du SIG dans l'aménagement comme un moyen pour le suivie la gestion durable des ressources naturelles.

(NONGUIERMA, 1996) souligne que pour mettre en place un système d'information géographique appliqué à l'hydrologie notamment pour l'évaluation des volumes d'eau ruisselés, deux types de données sont indispensables les données climatiques et les facteurs physiographiques qui comprennent toutes les caractéristiques dépendantes du bassin versant et qui sont en interaction complexe (le sol, la végétation, l'occupation du sol...). Pour calculer les valeurs de CN (paramètre du ruissellement), il faut tenir compte de trois facteurs notamment l'occupation du sol qui définit à un moment donné les attributs biophysiques de la surface terrestre. Le sol en tenant compte de la capacité d'infiltration et de la composition texturale dominante et enfin les pentes qui sont déterminées en deux phases subséquentes par la création d'un modèle numérique de terrain puis la pente comme rapport de la différence d'altitude entre un point et son voisin le plus bas. Tous ces éléments constituent des couches d'information dont la superposition permet de faire des analyses croisées de l'information à l'aide d'un système d'information géographique.

(BONN, 1998) souligne que le système d'information géographique avec l'aide de la télédétection permet de spatialiser des modèles de pertes de sol et obtenir des résultats spectaculaires, souvent exprimés sous forme de cartes de pertes de sol annuelles sur des grandes étendues. La régionalisation nécessite l'identification d'un plus nombre d'indicateurs possibles géomorphologiques, pédologiques archéologiques ou historiques de la dégradation des sols afin d'évaluer qualitativement les marges d'erreurs et éviter la généralisation abusive des modèles ponctuels.

(TALBI et al., 2002) mettent en évidence l'intérêt du SIG en tant qu'outil informatisé pour la gestion de l'information géographique dans le suivi et la quantification de l'érosion hydrique. La méthodologie adoptée a consisté à intégrer dans le SIG l'équation universelle de pertes en terre (USLE) et le coefficient de transportabilité des sédiments. Ces auteurs sont parvenus à réaliser quelques croisements afin de caractériser le risque réel auquel est exposé le sol dans le bassin de l'Isser et ainsi quantifier les sédiments délivrés aux cours d'eau. Ils montrent comment un SIG permet à un utilisateur potentiel d'obtenir et de cartographier l'information relative à la sensibilité au sol des phénomènes érosifs.

Pour ce qui est de la conception d'une base de données, nous pouvons citer (SOURIS, 1986) qui a défini la base des données comme un ensemble de données reliées et gérées par

un système de gestion de base des données (SGBD). Il a succinctement fait un historique sur la saisie, et la gestion de la base de données et pose un certain nombre de questionnements. Ces questionnements portent sur la manière de saisir, le stockage, la gestion... Par la suite, il a distingué l'information localisée selon deux ensembles : l'information graphique et l'information descriptive. Ces informations se décrivent par des entités (ou champs) et leurs attributs. Ainsi, la description d'une entité va être en partie déterminée par les méthodes de représentation utilisées. A ce propos, (SOURIS, 1986) fait intervenir la notion d'échelle qui est fonction des objectifs fixés. En ce sens, une même entité peut donner lieu à plusieurs descriptions ; une ville peut être représentée par un point à une certaine échelle et par une aire à une autre échelle. Ce qui donne alors deux entités distinctes en fonction de l'échelle de description.

La base de données est définie comme un ensemble de données structurées et stockées, bien organisé en vue de son utilisation sur un support informatique. Quant à la donnée, c'est toute information enregistrée sur un support et/ou soumise à une manipulation informatique. Selon (AFNOR-ISO, 1989) une base de données est une structure des données permettant de recevoir, de stocker, et de fournir à la demande des données à des multiples utilisateurs indépendants.

(GRUAU, 2006) s'est basé sur la méthodologie Merise pour une modélisation conceptuelle de système d'information. Celle-ci permet de concevoir un système d'une façon standardisée et méthodique. Il identifie dans sa démarche quatre points pour la conception d'une base de données. Le premier point introduit le schéma entités-associations qui est un schéma précisant les entités et leurs relations : la construction d'un tel schéma se fait en étudiant les dépendances fonctionnelles et en tenant compte d'un certain nombre d'extensions conceptuelles. Il s'agit là d'identifier toutes les entités possibles chacune avec ses attributs et identifiants qui la distinguent des autres. Le second point rendant compte du schéma relationnel qui consiste à organiser les données en une table dans laquelle les colonnes décrivent des champs en commun et les lignes contiennent les valeurs de ces champs pour chaque enregistrement. Le troisième point tente d'expliquer la traduction entre les deux schémas. La traduction du schéma conceptuel entités-associations en un schéma relationnel conduit à un modèle physique de données qui précise le stockage de

chaque donnée à travers son type et sa taille. Enfin, le dernier point concerne la méthodologie de base.

Pour GRANGE (2006), construire une base des données c'est regrouper les données en paquets « homogènes », les entités, les tables. Chaque entité est définie par un nombre fini de données élémentaires qui constituent ses attributs ou les renseignements sur celle-ci. Selon lui, la construction ou l'élaboration d'une base des données passe d'abord par sa conception. Il a proposé de ce fait trois étapes fondamentales pour l'élaboration de la base de données : la première étape est celle de l'analyse de documents qui consiste à réunir tous les documents (papiers, magnétiques ou autre support d'information) représentatifs de données que l'on veut modéliser. La seconde étape ou structuration des données met les informations en « paquets » homogènes dans lesquels on minimise au maximum la répétition d'information. Et enfin, la construction du schéma des données mettant en relation les entités et associations pour construire la structure générale des données.

En 1997, JOLY a mis en place une base de données de termes et concepts employés en cartographie géomorphologique. Celle-ci rappelle les principaux objectifs analytiques et systémiques de la géomorphologie. Pour ce faire, il subdivise en chapitres et sous chapitres qui définissent autant des champs d'investigation qui peuvent eux même être subdivisés en paragraphes et unités cartographiques ou taxons. Les données dans la base sont codées et classées selon un ordre thématique par un sigle de trois lettres suivi d'un numéro pour les sous-chapitres. Les objets sont repartis en trois types d'implantation. Et chaque objet est décrit par un enregistrement.

S'agissant de la base de données, l'on peut retenir que sa constitution doit passer par sa conception (GRANGE, 2006 ; GRUAU, 2006). L'étape de la conception consiste à identifier tous les documents ou éléments nécessaires et représentatifs de la thématique à modéliser. Les informations à intégrer dans la base sont de deux natures : les informations graphiques informant sur la situation géographique et la forme des spatiaux et les informations descriptives (qualitatives et quantitatives) qui se réfèrent à la sémantique. Et enfin toutes ces données ne constituent une base de données que si elles sont reliées entre elles par un système relationnel de gestion de base de données (GRANGE, 2006 ; GRUAU, 2006).

Le présent travail doit déboucher à la mise en place d'un SIG pour la surveillance des systèmes hydrogéomorphologiques de l'aire «Ayi noma». Le SIG est défini comme un système informatisé comprenant plusieurs bases de données géographiques et un logiciel de gestion et d'accès aux informations dont le but est de centraliser, d'organiser, de gérer et d'analyser les données et leur mise à jour (encyclopédie encarta 2004). Le SIG est un ensemble des moyens permettant d'acquérir, de traiter, d'analyser, de représenter et de gérer des informations dans un contexte spatial, et il permet de comparer des entités différentes sur la base de leurs caractéristiques spatiales communes.

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