Memoire Online - Evolution spatiale de l'urbanisation a Bobo-Dioulasso, Burkina Faso

NSTITUT REGIONAL AFRICAIN DES SCIENCES ET TECHNOLOGIES DE L'INFORMATION GEOSPATIALE
(Placé sous les auspices de la Commission Economique des Nations Unies pour l'Afrique)

CAMPUS UNIVERSITAIRE OBAFEMI AWOLOWO,
P.M. B: 5545, ILE-IFE, OSUN STATE, NIGERIA
www.afrigist.org

Diplôme de Master Professionnel en Production et Gestion de l'Information Géographique

Projet individuel soumis au département de photogrammétrie et de télédétection

SIGLES ET ABREVIATIONS

AFRIGIST: Institut Africain des Sciences et Technologies de l'Information Géospatiale

RESUME

Cette étude s'intéresse à l'évolution spatiale de la ville de Bobo-Dioulasso au Burkina Faso entre 2016 et 2025, en mobilisant les outils de la télédétection et des systèmes d'information géographique. L'objectif principal est d'analyser les dynamiques d'occupation du sol afin d'anticiper l'expansion urbaine et proposer des recommandations en matière d'aménagement durable. À partir des images satellitaires Sentinel-2 et d'une classification supervisée, trois classes d'occupation ont été étudiées : le bâti, la végétation et les sols nus. Les résultats révèlent une forte croissance des zones bâties 9,2 %, une progression modérée des espaces végétalisés 5,66 % et une régression marquée des sols nus14,87 %. Une projection à l'horizon 2035, basée sur le modèle CA-Markov, met en évidence la tendance à la consolidation du bâti, confirmant les pressions urbaines en périphérie. Cette recherche démontre la pertinence des outils géospatiaux pour le suivi urbain et souligne l'importance d'une planification territoriale intégrée, afin de concilier urbanisation rapide et durabilité. L'étude constitue ainsi un apport méthodologique et opérationnel pour les décideurs locaux, en appui à la gouvernance foncière et à la résilience urbaine.

Mots clés : Cartographie, Développement urbain, Bobo-Dioulasso, Burkina Faso.

ABSTRAT

This study focuses on the spatial evolution of the city ofBobo-Dioulasso in Burkina Faso between 2016 and 2025, using remote sensing and geographic information systems. The main objective is to analyze land use dynamics in order to anticipate urban expansion and propose recommendations for sustainable development. Using Sentinel-2 satellite images and supervised classification, three land use classes were studied: built-up areas, vegetation, and bare soils. The results reveal a strong growth in built-up areas9.2%, a moderate increase in green spaces 5.66%, and a marked decline in bare soils 14.87%. A projection to 2035, based on the CA-Markov model, highlights the trend towards building consolidation, confirming urban pressures on the outskirts. This research demonstrates the relevance of geospatial tools for urban monitoring and highlights the importance of integrated territorial planning to reconcile rapid urbanization and sustainability. The study thus constitutes a methodological and operational contribution for local decision-makers, in support of land governance and urban resilience.

INTRODUCTION

La dynamique urbaine est un processus complexe et multidimensionnel, impliquant des transformations simultanées d'ordre spatial, social, économique et environnemental. Elle résulte de l'interaction de multiples facteurs naturels, démographiques, économiques et politiquesqui modèlent l'évolution des villes. L'une de ses manifestations les plus significatives est l'urbanisation rapide, particulièrement prononcée dans les pays en développement, où elle se traduit souvent par une croissance urbaine non planifiée(UN-Habitat, 2020).

À l'échelle mondiale, l'urbanisation progresse à un rythme soutenu. Actuellement, 56 % de la population mondiale vit en milieu urbain, une proportion susceptible d'atteindre 70 % d'ici 2050. Cette dynamique impose aux villes une adaptation constante pour répondre à la demande croissante en services, infrastructures et ressources environnementales (BM, 2023).

En africain, la population urbaine devrait doubler d'ici 2050, passant de 700 millions à 1,4 milliard d'habitants (OCDE, 2025). Cela constitue un enjeu pour le développement économique,gouvernance urbaine, de logement, d'équipements collectifs et de durabilité(OCDE, 2020).

Le Burkina Fasoconnaît une accélération de sa croissance urbaine dû à une concentration démographique accrue dans les grandes villes de Ouagadougou et Bobo-Dioulasso. Ce processus soulève de nombreux enjeux, tels que la multiplication de l'habitat informel, la complexité de la gestion foncière et l'accès insuffisant aux services de base(ONU-Habitat, 2007).

Bobo-Dioulasso illustre particulièrement ces dynamiques. Son développement urbain a été jalonné par plusieurs phases, interventions publiques et des mutations économiques. Les projets de initialement mis en oeuvre pour répondre aux besoins des populations à faibles revenus, ont été complétés par des initiatives de réhabilitation des quartiers précaires (BM, 2002).

Bobo-Dioulasso connaît une phase de renouveau économique, appuyée par des investissements publics et le retour de populations actives. Centre industriel et agricole, elle joue un rôle central dans la production du coton, de la noix de cajou et du beurre de karité (Dubbeling et al., 2015). La création du Centre ouest-africain d'études économiques et sociales témoigne de la volonté locale de soutenir une dynamique urbaine inclusive et durable, au service de la modernisation de la ville (Kassie et al., 2017).

CHAPITRE I : CADRE THEORIQUE DE L'ETUDE

I. Problématique

L'urbanisation accélérée que connaissent les villes africaines constitue un enjeu central dans la gestion et la planification territoriale. La forte démographique, conjuguée à une urbanisation non maîtrisée, génère de profondes perturbations dans l'organisation spatiale et l'occupation du sol. Face à ces dynamiques, est impératif d'adopter une approche de planification stratégique et durable, afin de garantir un cadre de vie fonctionnel, équitable et résilient (UN-Habitat, 2014).

Les villes africaines, et notamment les capitales, sont confrontées à de multiples déséquilibres : déficits en infrastructures, fragmentation des espaces urbains et inégal accès aux services de base (Brueckner et Lall, 2015). L'étude des dynamiques spatiales, appuyée par les technologies de télédétection et les systèmes d'information géographique, s'avère essentielle pour comprendre et anticiper les effets de cette urbanisation rapide (Schneider et al., 2010).

Bobo-Dioulasso, illustre ces problématiques. Sa croissance démographique rapide a entraîné l'extension de quartiers informels et une pression accrue sur les services urbains essentiels. La ville souffre d'une gouvernance fragmentée, rendant difficile une réponse cohérente aux besoins en matière d'éducation, de santé ou d'assainissement (Soma, 2024).

Les changements d'affectation des sols liés à l'étalement urbain contribuent à la dégradation des écosystèmes locaux, accentuant les tensions environnementales. Face à cette situation, une planification urbaine inclusive impliquant les populations locales est indispensable, afin de concilier développement économique et préservation des ressources naturelles (Bolay, 2019).

Enfin, l'analyse spatio-temporelle du développement urbain de Bobo-Dioulasso se heurte à des limites méthodologiques, notamment dues au manque de données fiables et à l'impact de la déforestation (Robison & Aaron, 2018). Le recours à des outils géomatiques avancés et le renforcement des partenariats entre chercheurs et urbanistes s'imposent comme des conditions nécessaires à une gouvernance territoriale durable.

1. Questions de recherche

Dans ce contexte présenté ci-dessus, Comment la télédétection et les SIG peuvent-ils être utilisés pour analyser et comprendre l'évolution urbaine de Bobo-Dioulasso ?

1) Quelle est l'évolution spatiale de la villede Bobo-Dioulasso entre 2016 et 2025 ?

2) Quels sont les changements intervenus dans la villede Bobo-Dioulassoentre 2016 et 2025 ?

3) Quelles sont les zones à forte probabilité d'expansion urbaine dans le futur ?

2. Objectifs de recherche

Cette étude a pour objectif générale est d'utiliser la télédétection et les SIG pour analyser l'évolution urbaine de Bobo-Dioulasso, afin de fournir des recommandations pour une gestion durable de la ville. Cet objectif général nous permet de formuler des objectifs spécifiques suivants :

3. Clarification des concepts

L'urbanisation le processus de concentration croissante de la population dans les zones urbaines, entraînant l'expansion et la transformation des villes. Elle résulte de facteurs économiques, sociaux et démographiques, modifiant les structures spatiales et fonctionnelles des territoires. Ce phénomène engendre des enjeux majeurs en matière d'aménagement et de gouvernance urbaine.

Le développement est un processus global d'amélioration des conditions de vie, intégrant des dimensions économiques, sociales et environnementales pour un progrès harmonieux et durable.Le développementinclut l'expansion des libertés humaines, des opportunités et la gestion équilibrée des ressources pour garantir un avenir inclusif (Sen, 1999).

La ville est désignée par deux critères, la démographie 25.000 habitants et communalisation. Définie comme le noyau urbain dans la commune urbaine formé par un tissu urbain continu et doté d'un réseau fonctionnel d'adduction d'eau, d'électricité, d'éclairage public, de téléphone et d'équipements structurants (Décret 2008-431/PRES/PM/MHU du 07 mai 2008).

CHAPITRE II : CADRE LOGIQUE DE L'ETUDE

I. Présentation de la zone d'étude

Située dans la région des Hauts-Bassins, au sud-ouest du Burkina Faso, Bobo-Dioulasso est la deuxième ville du pays après Ouagadougou. Ses coordonnées géographiques sont approximativement 11°11' de latitude nord et 4°17' de longitude ouest (INSD, 2022). Chef-lieu de la province du Houet, elle s'étend sur environ 136,78 km² et joue un rôle stratégique en tant que carrefour commercial et centre économique et culturel national (INSD, 2022). Sa population, estimée à 984 603 habitants en 2019, est principalement composée des ethnies Bobo, Dioula et Mossi. En 2009, un redécoupage administratif a réorganisé la ville en sept arrondissements répartis en 33 secteurs. Traversée par plusieurs cours d'eau, dont le Houet et le Sanyo.

1. Caractéristique physique

1.1. Relief et sols

Bobo-Dioulasso présente un relief peu accidenté avec des plateaux et plaines ondulées, favorisant l'agriculture et l'urbanisation. Son altitude moyenne est de 388 mètres, avec quelques collines et formations rocheuses influençant l'écoulement des eaux(DA Nibado Gilles Orner, 1993).

Les sols ferrugineux tropicaux, bien qu'assez fertiles, subissent une forte pression due à l'urbanisation et à l'agriculture. La surface cultivée est passée de 22 % en 1990 à 71 % en 2020, entraînant une régression des formations naturelles (SANOU et LOMPO, 2024).

1.2. Végétation et climat

Bobo-Dioulasso était dominée par des savanes arborées et arbustives, mais l'urbanisation et l'agriculture ont entraîné une forte régression de la couverture végétale. Les forêts classées ont été transformées en terres cultivées et zones résidentielles (SANOU et LOMPO, 2024).

Le climat tropical soudanien alterne entre saison sèche et saison des pluies, mais la pluviométrie a fluctué avec une tendance à la baisse. Les températures annuelles ont augmenté, affectant les conditions de vie et l'agriculture(KABORE Boureima, 2017).

Bobo-Dioulasso est alimentée par plusieurs cours d'eau, notamment le Kou, qui joue un rôle clé dans l'agriculture et l'écosystème local. En plus des rivières naturelles, des retenues d'eau et des barrages permettent de réguler les ressources hydriques. Les eaux souterraines sont abondantes, avec des débits variant de 10 à 800 m/heure (Mahadi BREME, 2014).

2. Caractéristique socio-économique

Bobo-Dioulasso est un centre économique majeur du Burkina Faso, avec une agriculture dynamique axée sur le coton, le maïs et les fruits. Son industrie se développe, notamment dans l'agroalimentaire et le textile. Elle est marquée par une riche diversité ethnique et un patrimoine artistique vivant. Malgré l'amélioration des infrastructures éducatives et sanitaires, la croissance rapide pose des défis en matière de logement et de services publics, nécessitant une planification urbaine adaptée.

CHAPITRE III : APPROCHE METHODOLOGIQUE

I. Matériels et logiciels

Dans le cadre de notre étude, nous utiliserons les images Landsat Sentinelle 2 de 2016 et 2025. À ces données s'ajoute un fichier au format shapefile du Burkina Faso, qui servira à l'extraction de la commune de Bobo-Dioulasso.

Données	Format	Résolution	Source	Utilité
Données vectorielles	Shapefile	-	IGB	Extraire la zone d'étude
Démographie	Excel	-	INSD	Courbe de la population
Sentinelle 2	Tiff	20m	Copernicus	Extension du bâti

La réalisation de cette étude a nécessité l'utilisation de plusieurs logiciels :

II. Méthode de traitement des données

Cette étude repose sur l'analyse des images Sentinelle 2, choisies pour leur haute résolution spatiale (20 m). Les étapes clés comprennent la préparation des données (empilement des bandes et composition colorée), la classification supervisée basée sur des aires d'apprentissage, ainsi que l'exportation et la vectorisation des résultats. L'objectif est de produire une cartographie précise des unités paysagères pour évaluer les dynamiques environnementales locales.

Cette opération constitue une étape fondamentale, facilitant notamment la composition colorée et la classification thématique, essentielles pour l'interprétation des images satellitaires.

Ø Composition colorée (fausses couleurs) : facilite l'interprétation visuelle des structures paysagères en combinant différentes bandes spectrales dans les canaux Rouge, Vert et Bleu (RGB). Dans cette étude, la combinaison 8-4-3 (NIR, rouge, vert) a été privilégiée :B8 (infrarouge proche) en rouge ;B4 (rouge) en vert et B3 (vert) en canal bleu.

Ø Définition des classes et sélection des aires d'apprentissage : Une classification supervisée a été adoptée, reposant sur la définition préalable de classes thématiques, établies par une analyse visuelle de l'image et une connaissance du terrain.

Classes thématiques	Couleur d'interprétation
Bâti	Cyan
Sol nu	Brunâtre
Végétation	Rouge

Ø Classification supervisée : L'algorithme de Maximum de vraisemblance via a été utiliser pour calculer la probabilité d'appartenance de chaque pixel à l'une des trois classes, sur la base des statistiques extraites des aires d'apprentissage.

Ø Application d'un masque spatial : Le masque vectoriel délimitant précisément la ville de Bobo-Dioulasso a été appliqué afin de circonscrire l'analyse à l'espace géographique.

Ø Vectorisation et export des résultats : Après classification, l'image raster classifiée a été convertie en format vectoriel à l'aide des outils de traitement d'image d'ENVI. Le fichier vectorisé a ensuite été exporté au format Shapefile.

L'Indice IBI permet d'extraire et cartographier les zones bâties via l'analyse d'images satellitaires. Il combine plusieurs indices spectraux pour distinguer les surfaces urbanisées des zones naturelles.

v NDBI: Calculé à partir des bandes SWIR et NIR, il permet d'identifier les zones bâties grâce à la forte réflectance des surfaces artificielles dans le SWIR.

v NDVI: Basé sur les bandes NIR et Rouge, il sert à détecter les zones végétalisées.

v IBI : Obtenu par soustraction du NDVI au NDBI, il permet d'isoler plus précisément les surfaces urbaines, en minimisant l'impact des zones végétales.

La détection des changements analyse l'évolution des territoires en comparant des images classifiées à différentes dates. Les pixels modifiés sont identifiés via un logiciel SIG, et une matrice de transition permet de quantifier ces transformations(Lu et al., 2004). Dans ENVI, l'outil Change DétectionStatistiques aide à visualiser l'expansion urbaine et les conversions entre classes. Les cartes de changement illustrent l'évolution spatiale et les statistiques facilitent la planification territoriale. Ces analyses sont essentielles pour anticiper les tendances et optimiser la gestion des ressources.

Les images Sentinelle 2 de 2016 et 2025 sont corrigées pour éliminer les effets radiométriques et atmosphériques. Une classification supervisée permet ensuite de cartographier précisément l'évolution du tissu urbain.Le modèle CA-Markov analyse les transitions d'occupation du sol entre 2016 et 2025 et simule l'état futur du bâti en 2035.

CHAPITRE IV : RESULTATS ET DISCUSSIONS

RESULTATS

I. Occupation spatiale de la ville de Bobo-Dioulasso

1. Occupation spatiale de la ville de Bobo-Dioulasso en 2016

En 2016, l'occupation du sol à Bobo-Dioulasso présente une configuration spatiale typique d'une ville en développement, marquée par une forte dominance des espaces naturels, accompagnée d'une urbanisation encore relativement contenue. Les terres nues occupent 51,66% de la ville.Les zones bâties 36,33%et surfaces végétalisées occupe 12,04% de la surface.Le diagramme ci-dessous est la représentation des proportions de l'occupation du sol de la ville de Bobo-Dioulasso.

2. Occupation spatiale de la ville de Bobo-Dioulasso en 2025

L'occupation du sol de Bobo-Dioulasso en 2016 se caractérise par une expansion des zones bâties, une progression de la végétation et une régression des sols nus.

Les résultats des données indiquent une nette expansion des zones bâties de 60,83% en particulier dans les périphéries de la ville. Les sols nus et la végétation représentent respectivement 21,46% 17,70% de l'occupation surfacique de la ville de Bobo-Dioulasso. Le diagramme ci-dessous est la représentation des proportions de l'occupation du sol de la ville de Bobo-Dioulasso.

II. Changement spatiale de la ville de Bobo-Dioulasso entre 2016 et 2025

La ville de Bobo-Dioulasso connaît une transformation spatiale marquée, caractérisée par une expansion urbaine, une progression de la végétation et une régression des sols nus.

Unités	Superficies en (ha)		Proportion en %		Taux d'évolution
	2016	2025	2016	2025	2016/2025
Bâti	487315	574232	51,63	60,83	9,2%	Progression
Végétation	113687	167109	12,04	17,7	5,66%	Progression
Sol nu	342918	202579	36,33	21,46	-14,87%	Régression
Total	943920		100

Ces résultats montrent l'évolution de l'occupation du sol de Bobo-Dioulasso entre 2016 et 2025.

Ø Expansion urbaine : Le bâti progresse de 9,2 %, passant de 487 315à 574 232 ha. Cela traduit un développement urbain significatifdû à l'urbanisation croissante.

Ø Croissance de la végétation : La végétation progresse également, avec une augmentation de 5,66 % de sa superficie. Cela pourrait être lié à des politiques de reforestation ou à une meilleure gestion environnementale.

Ø Réduction des sols nus : La diminution de 14,87 % des sols nus de 342 918à 202 579 ha indique que des zones autrefois non utilisées sont maintenant urbanisées ou reboisées.

III. Prédiction de la ville de Bobo-Dioulasso à l'horizon 2035

La prédiction de l'évolution urbaine de Bobo-Dioulasso repose sur l'analyse des dynamiques et spatiales afin d'anticiper les transformations urbaines et d'assurer une planification durable.

Tableau 4: Probabilités de transition des unités d'occupation du sol en 2035

Unité d'occupation du sol	Bâti	Végétation	Sol nu
Bâti	0,89%	0,04%	0,07%
Végétation	0,23%	0,52%	0,25%
Sol nu	0,37%	0,28%	0,34%

Ø Bâties : Elles présentent une forte probabilité de préservation 0,89%, mais une fraction pourrait évoluer vers des espaces végétalisés 0,04%et sol nul non 0,07%.

Ø Végétation : Elle affiche une probabilité modérée de stabilité 0,52% avec cependant un risque de conversion en zones bâties 0,23%et en sol nu 0,25%.

Ø Sol nu : Cet état de surface est le plus sujet aux transformations, avec une probabilité de transition notable vers des infrastructures urbaines 0,37%et végétation 0,28%, tandis que la probabilité de maintien est relativement inférieure 0,34%.

Discussion

L'évolution de l'occupation du sol à Bobo-Dioulasso entre 2016 et 2025 révèle une dynamique marquée par une forte expansion des zones bâties de 9,2 %, une progression des espaces végétalisés 5,66 % et une régression significative des sols nus 14,87 %. Cette transformation spatiale illustre les caractéristiques d'une urbanisation rapide, souvent peu planifiée, typique des villes d'Afrique de l'Ouest (Barros et al., 2006). Lefebvre (1970) parle d'une révolution urbaineoù l'extension de la ville traduit une appropriation spontanée de l'espace. Parallèlement, la croissance de la végétation pourrait résulter d'efforts de reboisement urbain ou d'une gestion environnementale améliorée (FAO, 2010).

La régression des sols nus témoigne de leur conversion vers des usages urbanisés ou végétalisés, processus observés dans d'autres contextes urbains en développement (Foody GM,2002). La modélisation à l'horizon 2035 confirme ces tendances, indiquant une forte stabilité des zones bâties0,89% et une instabilité marquée des sols nus 0,34%, soulignant leur rôle de zones tampon dans la dynamique urbaine (Verburg et al., 2002). Ces résultats traduisent les pressions foncières croissantes et la nécessité d'une gouvernance territoriale adaptée. Comme le souligne L'enjeu pour les villes africaines réside dans leur capacité à concilier développement urbain et durabilité environnementale, en intégrant les outils de planification spatiale et les modèles (Soma 2024).

CONCLUSSION

L'étude menée sur la ville de Bobo-Dioulasso a permis de caractériser de manière rigoureuse les transformations spatiales observées entre 2016 et 2025. En s'appuyant sur des outils géomatiques modernes, notamment la télédétection satellitaire et les SIG, elle met en lumière une dynamique d'urbanisation accélérée, illustrée par l'extension significative des surfaces bâties et la réduction des sols nus. La projection à l'horizon 2035 confirme cette tendance, en identifiant des zones à forte probabilité de conversion vers le bâti, particulièrement en périphérie urbaine.

Ces résultats traduisent les défis auxquels sont confrontées les villes africaines : croissance démographique rapide, urbanisation non planifiée, pressions foncières croissantes et dégradation environnementale. La mobilisation d'un cadre analytique intégré permet non seulement de mieux comprendre les dynamiques et fournir des outils d'aide à la décision pour une gestion territoriale durable. Cette recherche que la mise en place d'une gouvernance urbaine participative, appuyée par des données fiables et des capacités techniques renforcées, est une condition essentielle pour orienter le développement de Bobo-Dioulasso vers une trajectoire inclusive et résiliente.

SUGGESTION

Pour assurer un développement urbain durable à Bobo-Dioulasso, voici quelques suggestion clés :

Ø Renforcer la planification urbaine : Mettre en place un schéma directeur de l'aménagement et d'urbanisme intégrant les prévisions d'expansion urbaine basées sur le modèle CA-Markov.

Ø Optimiser la gestion foncière : Instaurer une gouvernance transparente du foncier, avec une meilleure réglementation des transactions immobilières pour limiter l'urbanisation informelle.

Ø Favoriser l'intégration des espaces verts : Développer des infrastructures écologiques, comme des corridors verts et des réserves urbaines, pour compenser la réduction des sols nus et améliorer la qualité de vie.

Ø Soutenir une urbanisation inclusive : Encourager des logements accessibles et bien équipés pour toutes les couches sociales afin de réduire la prolifération des quartiers précaires.

Ø Miser sur l'innovation géospatiale : Intégrer des technologies avancées comme les SIG et la télédétection pour suivre l'évolution urbaine en temps réel.

Ø Développer une gouvernance participative : Impliquer la population et les acteurs locaux dans la prise de décision pour assurer une appropriation des projets urbains et leur réussite.

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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Daouda Kassie et al.,2017. Développement d'un protocole d'échantillonnage spatial utilisant le SIG pour mesurer les disparités de santé à Bobo-Dioulasso, au Burkina Faso, une ville africaine de taille moyenne. Springer Science Business Media Dordrecht.

Foody et GM, 2002. État de l'évaluation de la précision de la classification de la couverture terrestre. Concernanthttps://doi

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Lambin, EF et Geist, HJ, 2006. Utilisation des terres et gestion des terres. Springer.

Marielle Dubbeling et al., 2015.The role of urban green infrastructure in mitigating land surface temperature in Bobo-Dioulasso, Burkina Faso.

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Verburg et al., 2002. Modélisation spatiale. Environnementhttps://doi.org/10.1007/s.