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Erosion et ensablement dans les koris du Fakara-Degre carre de Niamey-Niger

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par Ibrahim MAMADOU
Université Abdou Moumouni Niamey Niger - DEA Géographie 2006
  

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CHAPITRE 1: CADRE THEORIQUE ET CONCEPTUEL

1. 1-PROBLEMATIQUE

1. 1. 1-Présentation du sujet de recherche

Il est aujourd'hui évident que la variation climatique et la désertification sont intimement liées. Au Niger, la baisse de la pluviométrie peut atteindre 20-40% depuis 1970 (Atlas AGRHYMET, 1998). L'accentuation de l'aridité du climat sahélien a amorcé la dégradation des ressources naturelles. Cette dégradation se traduit par des modifications néfastes des ressources c'est à dire la réduction ou la disparition complète de celles-ci. La modification du couvert végétal sous la double pression humaine et animale a pour conséquence le développement des érosions hydrique et éolienne très actives. Le développement de l'érosion hydrique s'accompagne de pertes en terres, d'ensablement de bas-fonds et de rapide assèchement des cours d'eau. Tout cela aboutit à une forte diminution des rendements agro-pastoraux, les crises sociales (dislocation du tissu familial, exode massif, changements des moeurs) et l'accentuation de la pauvreté. La dégradation se définit dans le contexte de cette étude comme l'apparition des facteurs physiques et anthropiques générateurs du ruissellement en rigole, en ravine et autres formes d'ablation et de dépôts. Nous essayoins de démontrer comment se manifeste les changements d'usage des sols à l' échelle de ces deux bassins versants du Fakara? Elle dresse un bilan de l'évolution hydro-érosive actuelle à l'échelle de la ravine et du bassin versant. Ce bilan de la dynamique hydro-érosive résulte de l'analyse des processus actifs de l'érosion hydrique linéaire, des types de transports par le ravinement et les marques de dépôts issus de ce type d'érosion.

1. 1. 2-Revue de la littérature

L'Ouest Nigérien en particulier a été l'objet de très nombreuses études et expérimentations dans diverses disciplines scientifiques. De par la très forte homogénéité socioéconomique, écologique, environnementale de ces milieux et la complexité des composantes physiques et humaines dans les interactions qu'ils présentent, l'Ouest nigérien est actuellement un laboratoire pour beaucoup de programmes de recherches et expérimentations menées par des organismes tels

que: AGRHYMET, IRD/AMMA, ICRISAT, ILRI, ROSELT, CNRS, Université de Niamey, INRAN etc. Sur la base d'une large consultation bibliographique, nous tenterons de dresser ici un état succinct des connaissances sur des travaux et études déjà réalisées en rapport avec notre thème de recherche. Nous avons mis l'accent sur des travaux effectués à l'échelle tant du Sahel, du degré carré de Niamey que sur les bassins versants que nous étudions. Des travaux sous d'autres échelles spatiales ont été consultés surtout du point de vue méthodologique. Cette revue de la littérature n'est pas du tout exhaustive et concernera essentiellement des travaux sur l'érosion hydrique, l'hydrologie, et la géomorphologie etc. Beaucoup d'auteurs sont cités dans cet état de connaissances et d'autres tout au long de la présentation de nos travaux. Pour l'analyse des composantes écologiques et des interrelations entre EspacesRessources-Usages dans le Fakara, nous nous référons aux travaux effectués par LOIREAU (1998). Elle présente un bilan complet de la dynamique régionale du Fakara sous l'angle des contraintes de ces milieux, l'adaptation des sociétés locales, le rôle du climat et son impact dans la dynamique actuelle sur les ressources végétales et les activités rurales: agriculture, élevage etc. Elle précise le rôle déterminant de la disponibilité en eau pour l'évolution de la végétation. Elle utilise la progression d'isohyètes pour montrer l'irrégularité inter-annuelle du climat au Niger et au Sahel en général. Cette progression varie de 200 à 300 km au Niger et selon les périodes de référence. PLANCHON & VALENTIN (1999) à travers une étude sur la croissance démographique et dégradation des sols en Afrique de l'Ouest, et à partir du croisement des cartes de densités de population et de dégradation des sols mettent en évidence une relation forte entre dégradation et population particulièrement dans le cas de l'érosion hydrique. Appliqué à un modèle de projection de 30 ans, ce modèle donne une progression de la superficie des terres dégradées de 13% en Afrique de l'Ouest superficie égale à celle du Sénégal (196722 km2). Parmi elles, les superficies cultivables gravement dégradées progressaient de 16% soit la superficie du Togo (56785 km2). Pour l'analyse des précipitations au Sahel, LEBEL & al., (1994) montrent toujours dans le cadre du programme HAPEX -SAHEL que les isohyètes sont orientées ouest Est-Ouest avec un gradient nord - sud de 1mm/km environ en Afrique de l'Ouest. Et à l'échelle de l'événement pluvieux, la pluie au Sahel est aléatoire et discontinue. A ce titre, ils qualifient la pluie au Sahel de variable

rebelle à la régionalisation. Ceci pour expliquer en fait l'inégale répartition spatiotemporelle des événements pluvieux tant dans le degré carré de Niamey que sur les petits bassins versants du Fakara.

DESCONNETS (1994) étudie des systèmes endoréiques sahéliens et la compréhension des cycles des mares dans l'Ouest Nigérien. Il présente les grandes caractéristiques des systèmes endoréiques et dresse un inventaire typologique des mares et démontre les mécanismes de vidage et stockage de ces dernières. Il distingue plus d'une soixantaine de mares réparties dans la zone d'étude des mares (partie Est du degré carré de Niamey). La typologie des mares établie par DESCONNETS (1994) résulte des trois types d'endoréisme et correspondent à trois situations géomorphologiques différentes:

-l'endoréisme de plateau avec 39 mares sur les plateaux cuirassés dans sa zone d'étude, à l'exemple de la mare de Pourra située au niveau du plateau Ouest de Wankama et la mare de Sabara bangou appelée par erreur Sofia bangou sur (carte IGN Niamey 4a) le plateau du même nom.

-l'endoréisme de cuvette; avec 6 mares de dépression, exemple de la mare de Sama Dey à vidange rapide et dont les propriétés géophysiques de son site sont encore peu connues.

-Endoréisme de vallée; 11 mares dans les lits d'anciens cours d'eau actuellement non fonctionnels, cas des mares de Wankama Ouest, Sud -Ouest, Nord et de Banizoumbou. L'état de ces mares est une synthèse des différentes évolutions qu'ont connues les bassins versants de la région.

Pour la compréhension des facteurs de production du ruissellement, nous nous sommes surtout intéressés aux travaux sur l'érosion, l'encroûtement et la caractérisation géomorphologique et d'états de surface effectués par PEUGEOT (1995). Il étudie le ruissellement à l'échelle de la parcelle et sur le site de Tondi Kiboro. Dans sa thèse, il présente d'importantes conclusions sur les facteurs producteurs du ruissellement et explique aussi le rôle du phénomène d'encroûtement dans la genèse du ruissellement. Il développe une importante caractérisation des états de surface du site: brousse tigrée, talus du plateaux, jachère, mil etc. Il démontre l'influence de l'encroûtement superficiel du sol sur le fonctionnement hydrologique d'un versant sahélien, à l'échelle de la parcelle et définit trois grands types de couverture végétale et d'occupation du sol (brousse tigrée, jachère, champs de mil) rencontrés dans sa zone d'expérimentation.

Les parcelles de ruissellement construites par PEUGEOT sont des surfaces naturelles rectangulaires de 5 m de large sur 20 m de longueur. Elles sont délimitées par une bordure métallique et équipées d'une cuve et d'un limnimètre automatique permettant la mesure des volumes ruisselés et l'enregistrement des crues.

Il calcule les coefficients de ruissellement de chacun des états de surface et conclut que les deux variables explicatives du ruissellement sont: le degré d'encroûtement et la pluviométrie. Il démontre l'importance du ruissellement sur les deux états de surface représentatifs: zones d'encroûtement permanent: les sols nus du plateau avec 50 % et jachères 25 % de la pluie annuelle qui ruisselle. Ces états de surface et d'occupation du sol ont une très faible infiltration. PEUGEOT (1995) quantifie aussi à 12 % de la pluie, la lamée infiltrée en profondeur sur le grand bassin (0. 9 km2). Une autre étude de référence sur l'encroûtement en zone sahélienne a été faite par AMBOUTA (1994) A travers cette étude, il développe à partir des observations, enquêtes et expérimentations sous pluies naturelles et simulées l'étude du phénomène d'encroûtement dans le terroir de Banizoumbou. Il présente des résultats montrant l'importance de certains paramètres des sols sableux fins sur le développement des croûtes d'érosion. Les principaux paramètres mis en relation sont chimiques, granulométriques, analytiques et la minéralisation des argiles. Il analyse aussi l'effet des facteurs extérieurs au sol sur la formation et le développement des croûtes d'érosion: intensité des pluies, gradient de pente, géomorphologie et mode d'exploitation des terres.

MIETTON, M. (1980) étudie la dynamique actuelle dans la région de Po-Tiebele au Burkina Faso. Il développe l'étude de la morpho-dynamique actuelle à partir du ruissellement et de l'érosion à l'échelle de la parcelle. Sur la base d'analyses et d'observations géomorphologiques, il définit l'irrégularité du climat et présente une typologie détaillée des pluies, du ruissellement et érosion, des bas-fonds et ravines. Sur la typologie des ravines, MIETTON distingue trois types. Les ravines sont des formes majeures d'incisions, que l'on a du mal à enjamber avec 1 mètre de profondeur minimum, 70 cm à 1 m de large à la base, 2 à 3 m en surface. Les ravineaux qui sont des formes mineures de 40 à 50 cm de profondeur en moyenne, de 50 cm de largeur à la base et d'un mètre à 1. 20 m en surface, toujours aisément franchissables. Les rigoles sont aussi des formes d'incisions

actuelles et mineures, elles ont en commun un profil transversal en berceau et sont caractérisées par l'absence de parois verticales sur matériaux sableux. ESTEVES & al. (1993) montrent encore qu'une bonne partie des eaux de ruissellement s'infiltrent dans les fonds sableux des ravines et du fait de la faible pente de ces dernières. Ce qui explique la discontinuité de l'écoulement d'une station de jaugeage à une autre dans ces bassin versants de Tondi Kiboro. ESTEVES & LAPETITE (2003) étudient le ruissellement linéaire à l'échelle de petits bassins versants expérimentaux. Ils ont suivi les crues de trois petits bassins versants naturels définis par cinq stations de jaugeages implantées le long de deux ravines de Tondi Kiboro qui prennent naissance au pied du plateau de Sofia et se propagent vers le bas-fond. Ils confirment le rôle de l'encroûtement dans la production du ruissellement car les ravines prennent naissance à la base du talus. Selon encore ces derniers, les états de surface renseignent sur les facteurs ponctuels de production du ruissellement mais ne sont pas suffisants à l'échelle du versant ou du bassin versant, d'où le rôle combien important de combiner les états de surface du sol et la pente pour l'approche du ruissellement concentré sur un versant ou à l'échelle du bassin voire de la ravine elle-même. LE-BRETON (2004) propose une démarche cartographique dans l'étude de l'érosion hydrique. Il présente une typologie du bassin de Wankama et une analyse des phénomènes érosifs. Ces travaux concernent surtout la partie amont d'un de nos bassins versants d'étude (Wankama). Il développe une méthode de quantification des matériaux arrachés et déposés sur cette partie du bassin versant (cubage le long de la ravine et la zone d'épandage sableux). Ces travaux sont donc complémentaires à l'étude que nous envisageons et d'ailleurs nous prenons en compte certaines de ses recommandations perspectives. Il s'agit de l'estimation des transports solides par le ruissellement, les relevés de terrains réguliers et à long terme afin d'évaluer la vitesse d'évolution des ravines.

En Algérie, ROOSE, CHEBBANI, BOUROUGAA (1999) étudient et développent une typologie des ravines à travers les facteurs de contrôle, la quantification et la réhabilitation. Ils déterminent les paramètres qui contrôlent le ruissellement, la pluie par son intensité, sa fréquence et son abondance, la lithologie, la couverture végétale, les activités de la méso-faune. Enfin ils expliquent que la vitesse du ravinement dépend de la topographie et de la rugosité du bassin. Cette dernière est déterminée par la végétation, les micro-barrages, la surface du sol et des aménagements anti-érosifs. HEUSCH (1975) a estimé dans la région de l'Adar, en se fondant sur les mesures d'envasement de la retenue d'Ibohamane (Keita) des pertes en terres de 30 t /ha/ an pour la période 1969-1974. Il estime une érosion par ravinement des versants et sapements de berges d'environ 100 t /ha/an avec un paroxysme de 500 t /ha/an.

Dans l'Ouest du Niger, OUSMANE, MAGA & GUERO (1988) font les constats suivants, l'aspect boueux des eaux d'écoulements, la couleur rougeâtre des eaux dans les koris et flaques d'eau. Ceux-ci témoignent de l'importance des particules fines en suspension. Ils ont ensuite calculé la teneur en argile des eaux du kori de karma égale à 1. 15g /l en 1988.

En Algérie encore dans les zones semi-arides, CHEBBANI., KADDOUR., ROOSE (1999) expliquent les différentes approches d'études de l'érosion qu'ils appliquent à différentes échelles: bassin versant, parcelle expérimentale, de la ravine et à l'échelle de la station (état de surface) dans le bassin versant de l'Isser. A l'échelle du bassin, ils développent une caractérisation des propriétés des sols dans le fonctionnement du paysage. Cela se traduit par une grande variabilité spatiale de leur érosion. A l'échelle de la parcelle (100 m2), l'érosion en nappe et en rigole est faible et n'a pas dépassé 3t/ha/an. D'autre part le ruissellement, et surtout le ruissellement exceptionnel, reste très important dans les versants causant des dégâts importants en ce qui concerne les ravines et des berges des oueds. A l'échelle de la ravine, le piquetage des fonds, des berges et des têtes de ravines montre une alternance de séquences d'ablation, de comblement et de stabilité. On note une ablation des fonds et berges des ravines comprise entre -1. 10 et -3. 8 cm/an de terre. A l'échelle de la station, CHEBBANI & al., (1999) distinguent plusieurs types d'organisations pelliculaires de surface, les croûtes structurales, les croûtes de ruissellement, de sédimentation, et les croûtes grossières. De l'utilisation de ces terres, la structure superficielle du sol passe par plusieurs

étapes entraînant une forte réduction de l'infiltration et une augmentation des risques d'érosion et de ruissellement.

Pour le suivi des têtes de ravines par érosion régressive, quelques exemples des vallées de l'Aïr sont très illustratifs, BENDER & OUSSEINI (2000) soulignent que: << l'érosion linéaire (en ravine) par le recul accéléré des têtes de griffes d'érosion est la forme la plus dévastatrice de dégradation. En général elle est irréversible même à moyen terme, sans intervention extérieure>>. DUBATH & BENDER (1991) ont mesuré l'avancement de l'érosion en ravins à Etaghas, (environ 20 km d'Iférouane région d'Agadez, Niger). Entre 1945 et 1970, le recul de têtes de ravines enregistré est au total de moins d'un kilomètre. Mais depuis 1980, la vitesse de recul est de quelques centaines de mètres par an.

A Tamazalak dans l'Aïr aussi, RUTISHAUSER & BENDER (1995) dans une zone dégradée avec ravins d'érosion peu profonds, un avancement des têtes de ravines jusqu'à 30 m par an a été mesuré. RUTISHAUSER & BENDER (1995) soulignent à travers cette étude l'importance en précision de l'utilisation des piquets -repères par rapport aux suivis à l'aide d'un appareil GPS.

Au Mali, DIALLO, D., ORANGE., ROOSE (2000) à travers l'étude du potentiel de production de sédiments dans le bassin versant de Djitiko (105 km2) en zone soudanienne soulignent l'importance de la prise en compte des facteurs d'échelle lors de l'analyse des intensités d'érosion mesurées sur le terrain. En corollaire cela justifie la recherche des chemins érosifs lors du transfert des matériaux érodés de l'amont vers l'aval dans un bassin versant, compréhension particulièrement importante pour une proposition efficace de stratégie de gestion des pertes de terres.

Dans la région de Bidi au Nord Burkina Faso, LAMACHERE (2000) étudie les transports solides à l'exutoire d'un bassin sahélien (44. 2 km2) et pose le problème de la différence d'échelle spatio-temporelle au sein d'un même bassin. Il compare les résultats enregistrés à l'exutoire à ceux enregistrés sur des parcelles. Il conclut que le tonnage annuel transporté à l'exutoire qui est de 0. 4 t /ha/an, correspond à la dégradation spécifique du bassin versant. Cette valeur est 5 fois plus faible que la dégradation spécifique d'une parcelle de 3000 m2 cultivé sur mil sableux dans la même région: 2. t /ha /an (LAMACHERE & SERPANTIE. 1998). Il démontre aussi qu'à l'échelle des épisodes pluvieux, les transports solides en suspension apparaissent plus importants en juin et juillet. Ils concentrent plus de 80% des sédiments transportés et que les crues de début de saison des pluies apparaissent nettement plus chargées en matières en suspension que les crues de fin de saison:

-vers le 20 juillet la concentration moyenne en MES est de 2g/l pour un coefficient de ruissellement moyen compris en 10-25%;

-vers le début du mois d'août, la concentration moyenne en MES décroît entre 0. 5 et 0. 8 g/l pour un coefficient de ruissellement moyen entre 40-20%;

-vers fin septembre, la concentration moyenne en MES ne dépasse pas 0. 2-0. 3 g/l.

VUILLAUME (1968) présente les premiers résultats d'une étude analytique du ruissellement et de l'érosion en zone sahélienne et précisément dans l'AdarMaggia au Niger. Les glacis limoneux cultivés perdent 10 à 13. 2 t/ha/an et la nappe de sable dunaire perd 0. 6 t /ha/ an.

DELWAULLE (1973) étudie l'érosion au Niger (Adar Maggia) sur 6 ans d'observations et de mesures d'érosion et de ruissellement sur des parcelles de 100m2. Il enregistre des pertes en terres de 7. 5 t/ha/an sur des versants caillouteux et 5. 7t/ha/an sur les glacis cuirassés.

SCHENHER (1973) présente les résultats d'une étude de l'érosion dans la station du Centre Technique Forestier Tropical au Niger dans la vallée de l'Adar à Allokoto (Madaoua) sur glacis à pente de 3% et observée de 1966-1971.

Tableau 2: Résultats de mesures d'érosion à Allokoto dans l'Adar (Madaoua au
Niger) Source: SCHENHER (1973)

 

P1 à murets
de pierre
isohypse.

P2 méthode
traditionnelle.

P3 à végétation
isohypse

P4 à bourrelets
armés isohypse

Superficie en m2

4228

3443

4788

4407

KRAM1%

1 à 6

17 à 23

1 à 9

0 à 3

Erosion totale en
t/ha/an

2. 7

38

5. 5

1, 0

BOUZOU MOUSSA (1988), étudie l'érosion dans la vallée de Keita (Adar, Niger) sur des parcelles de 100 m2 et 1000 m2 de 1984-1987. Les parcelles P1 et P2 ont chacune une superficie de 100m2. Les parcelles P3 et P4 avaient 1000 m2 de 1985 à juillet 1986 et 500m2 à la fin de la campagne 1986.

Tableau 3: Evaluations des pertes en terres moyennes à Kounkouzout 1984-1987

Type de parcelles

Périodes

P1 parcelle nue
constamment
labourée
(t /ha/an)

P2 parcelle
de jachère
(t /ha/an)

P3 parcelle avec
cordons de
pierres billons
hauts en bandes
alternées (t
/ha/an)

P4 parcelle avec
lignes de pierres et
labours superficiels
(t /ha/an)

Moyenne sur 2
ans

 
 

0.835

2.723

Moyenne sur 3
ans

0.563

2.18

 
 

Moyenne sur 4
ans

0.747

2.16

 
 

Source: BOUZOU MOUSSA (1988)

Il conclut de par ces résultats à l'efficacité des techniques traditionnelles notamment l'alignement de pierres sur ces glacis. Et que la jachère comme la parcelle traditionnelle sont plus érodables (Tableau 3).

En 1996, à Bougoudjotou au sud - ouest de Torodi, une station a été installée sur une jachère de 5 ans dans le cadre du Programme Jachères en Afrique de l'Ouest.

1 KRAM: signifie coefficient de ruissellement annuel moyen.

Tableau 4: Ruissellement et érosion à la station de Bogodjoutou 1996-1997

Année

KRAM%

EROSION en t/ha

 

Parcelle

Parcelle

Parcelle

Parcelle

Parcelle

Parcelle

 

témoin

avec

avec zaï

témoin

avec

avec zaï

 
 

paillage

 
 

paillage

 

1996

21. 5

0

2. 1

0. 3

0

0. 066

1997

18. 4

15. 4

3. 1

0. 0116

0. 018

0. 08

Moyenne

19. 9

7. 7

2. 6

0. 15

0. 0009

0. 07

Source: AMBOUTA JK., BOUZOU M I., OUSMANE S. D. (2000)

Les parcelles ont une superficie de 75 m2 et sont localisées sur le bas-glacis d'épandage sableux limoneux. Ce glacis est caractérisé par une dégradation avancée du couvert végétal, et la présence de loupes d'érosion, de buttes sableuses (20 cm de hauteur) et quelques arbrisseaux de Guiera senegalensis. Sur les Zaï, même s'il y a eu ruissellement, le coefficient est très faible: 2. 1% en 1996 et les pertes en terres sont négligeables: 0. 066 t/ha. Pour la parcelle témoin, le coefficient de ruissellement est de 19. 9 % et les pertes en terres de 43. 2 kg/ha (Tableau 4) Notons qu'aucune pluie n'a ruisselé sur le paillage en 1996, pas même celle du 25-juillet 1996 de 45 mm. Ces résultats montrent l'efficacité du paillage.

IBOURAIMA (1983) propose une approche cartographique dans l'étude de la dynamique actuelle de l'érosion toujours dans l'Adar de Kwara à Galmi. Il estime les dépôts éoliens à environ 800t /ha/an et localement.

Aux environs de Niamey, YAHAYA et MAHAMANE (2001) ont développé une nouvelle approche dans l'étude de l'érosion et du ruissellement intégrant les impacts des pluies exceptionnelles sur l'environnement et les infrastructures socio-économiques et la cartographie hydrogéomorphologique des zones à risques d'érosion. Cette nouvelle approche est très importante car comme le dit OUSSEINI (1986): << Ces événements exceptionnels ne peuvent qu'affecter une région où la plus grande masse des formations superficielles sont constituées par des systèmes dunaires sur un socle précambrien altéré>>.

A 274 km au nord de Ouagadougou au Burkina Faso, près du village de Katchari, KARAMBIRI & al. (2003) étudient la variabilité spatio-temporelle du ruissellement et de l'érosion sur un petit bassin sahélien (1. 4ha). Ils concluent que les pertes en terres varient d'une année à une autre. En 1998, 1999, 2000, ils ont enregistré respectivement 6. 8 t/ha /an, 4. 0 t/ha/an et 8. 4 t/ha/an. Les transports solides en suspension atteignent 9 g /l en début de saison de pluie et décroissent à partir de juin pour se stabiliser entre 2 g et 4 g /l. Ils démontrent le rôle prépondérant que jouent les croûtes d'érosion dans la production du ruissellement et des pertes en terres. Ces croûtes d'érosion fournissent plus de 90% de sédiments emportés.

VISSER (2004) étudie les processus d'érosion éolienne et hydrique dans le Nord Burkina Faso. Elle démontre la sévérité et la simultanéité des actions de ces deux agents d'érosion (le vent et l'eau) dans la dégradation du sol en zone sahélienne. Elle conclut sur l'interaction complexe de l'érosion éolienne et hydrique et dit que: << comparée à l'érosion éolienne, les pertes de nutriments dues à l'érosion hydrique s'écoulent dans le ravin le plus proche. Les pertes de nutriments dues à l'érosion hydrique sont minimes. A l'interaction entre le vent et l'eau, le lessivage et l'érosion du sol peuvent être importants au niveau du champ mais sont limités à l'échelle du village>>. Elle pose non seulement le problème de la complexité de la dynamique globale au Sahel mais son étude aborde aussi la question de la variabilité des résultats à différentes échelles.

Sur les conséquences de cette dynamique hydrique des milieux sahéliens, FAVREAU (2000) explique à travers la caractérisation et l'étude d'une nappe phréatique le rôle des mares dans la remontée de la nappe dans les milieux sahéliens endoréiques du degré carré de Niamey. Cette remontée de la nappe phréatique est la conséquence directe de l'augmentation du ruissellement et de la multiplication des mares dans les milieux endoréiques du degré carré de Niamey. C'est cette nouvelle théorie (IRD) de travail que LEDUC et al. (2001) ont qualifié de: << paradoxe de Niamey>>.

En définitive, l'érosion au Niger a fait l'objet de nombreux travaux et études, surtout l'étude d'érosion et ruissellement par des méthodes différentes les unes des autres. Les méthodes les plus développées sont l'étude d'érosion et ruissellement à l'échelle des parcelles et ou par l'approche cartographique et diachronique.

De nombreux aspects de l'érosion n'ont pas encore été étudiés au Niger. Toutes ces études visent l'évaluation du ruissellement et de l'érosion à partir des comportements des divers états de surface rencontrés et de nombreuses techniques anti-érosives de plus expérimentées au Niger en particulier et au Sahel en général. Les études d'érosion par les parcelles sont bien développées au Niger surtout dans les secteurs où les problèmes de dégradation de terres se posent avec acuité. Les quelques études sur les transports solides sur les cours d'eau au Niger consultées concernent des travaux de consultants et services techniques portant sur les transports en solution et la salinité. Il y a eu très peu d'études de quantifications des transport solides à cette échelle au Niger (HEUSCH (1975); OUSMANE, MAGA & GUERO (1988); etc.

1. 1. 3-Conceptualisation du thème

Le mot EROSION vient de <<ERODER>> verbe d'origine latine qui signifie ronger, comme une maladie ronge un corps (ROOSE, 1985). Pour ROOSE (1987) l'érosion est un concept qui recouvre plusieurs processus naturels très variables dans le temps et dans l'espace: arrachement des particules solides, leur transport et leur sédimentation.

L'érosion hydrique est composée d'un ensemble de processus complexes et interdépendants qui provoquent le détachement et le transport des particules du sol. Le ruissellement est défini par RAMADE (1998) comme le phénomène hydrologique par lequel les pluies s'écoulent à la surface du sol. Il. se développe sur plusieurs formes: en nappe ou diffus et concentré ou linéaire. ROOSE (1987) distingue lui deux types d'érosions à l'échelle temporelle, l'érosion normale ou géologique qui est lente (0. 1t/ha-an) et l'érosion accélérée ou anthropique (2t /ha/an) qui se développe sous l'effet des activités humaines. ROOSE (1999) explique l'origine du ruissellement hydrique lorsque l'intensité des pluies dépasse la capacité d'infiltration de la surface du sol. C'est le ruissellement hortonien. Il se forme d'abord des flaques d'eau, c'est le ruissellement en nappe, ensuite ces flaques communiquent par des filets d'eau. Lorsque ces filets d'eau ont atteint une certaine vitesse, 25 cm par seconde d'après Hjulström (1935) cité par ROOSE (1999). Les filets acquièrent une énergie propre qui va créer une érosion limitée dans l'espace par des lignes d'écoulement. Il conclut que l'énergie n'est plus dispersée sur l'ensemble de la surface, mais elle se concentre sur des lignes de

plus forte pente. Selon NEBOIT (2001) ce qui caractérise ce mode d'alimentation, c'est l'extrême rapidité avec laquelle l'eau parvient aux talwegs, mais inversement aussi la faible persistance de cet écoulement après la fin de la pluie. ROOSE (1967) disait à propos de l'hypothèse géomorphologique sur le ruissellement, qu'elle admet le ruissellement comme la principale cause de l'érosion et aboutit à des études très intéressantes sur la vitesse et le débit de l'eau, sa compétence qui est le plus grand diamètre des particules que le courant est capable de déplacer et sur sa capacité de charge, c'est à dire la masse maximum des particules qu'il est capable de charrier. Soulignons ici le rôle que jouent les averses exceptionnelles dans la morphogenèse actuelle sahélienne car ces dernières peuvent radicalement transformer le paysage (ROOSE 1971).

Le mot<< ensablement>> défini par le Larousse, désigne un amas de sable formé par l'eau ou le vent. Pour notre étude, ce mot prend un sens plus restrictif, il désigne l'envahissement des surfaces par des particules de la taille des sables et plus grossiers mobilisés par les eaux. Ces dépôts aboutissent à l'accumulation du matériel pris par les eaux et /ou à la formation des formes géomorphologiques comme les cônes d'épandage, les zones d'épandage à mi-versant et autres secteurs de dépôts alluvionnaires ponctuels etc. Le transport solide par l'eau est défini comme le transport de sédiment (particules, argiles, limons, sables, graviers etc.) dans les cours d'eau pouvant s'effectuer soit par suspension dans l'eau, soit par déplacement sur le fond du lit du fait des forces tractrices liées au courant (RDAGE-RMC, 1999). DEGOUTTE G. (2004) explique la notion de saturation en débit solide pour un cours d'eau donné et définit le débit solide comme le volume de matériaux transportés par le courant par unité de temps exprimé soit en g/s ou en m3/s. Le cours d'eau transporte toujours autant de matériaux qu'il est capable de transporter, à condition bien sûr que ces matériaux soient disponible sur place. Il dit qu'à chaque instant l'écoulement est donc saturé en débit solide (charriage et suspension). Il conclut par ces trois principes de saturation dans le tronçon de rivière:

-en équilibre quand le débit solide entrant est égal au débit solide sortant; on dit aussi le taux d'érosion est égal au taux de dépôt, dans le tronçon considéré;

-si le débit solide sortant est inférieur, il y a dépôt dans le tronçon considéré;

-si le débit solide sortant est supérieur, il y a érosion dans le tronçon considéré.

Ce principe de saturation est fondamental pour l'explication de la dynamique fluviale et sédimentaire. Dans ce contexte de semi-aridité de nos régions, il nous faut rappeler l'importance du rôle des vents dans la morphogenèse et l'évolution géomorphologique de ces sites. RAJOT (1999) fait la remarque suivante: lorsque le mot<< érosion>> est employé sans épithète c'est généralement d'érosion hydrique qu'il s'agit. Pourtant au Sahel, de nombreuses études montrent que l'érosion éolienne mobilise également des quantités considérables de sols. Le concept de bassin versant est défini comme une entité topographique et hydrologique dans laquelle se produisent des entrées d'eau sous la forme de précipitations. L'écoulement et le transport des matériaux mobilisés par l'érosion sont accommodés par un système de pentes et de drains naturels en direction d'un exutoire unique. Cet exutoire unique est l'embouchure du cours d'eau collecteur (BRAVARD & FRANçOIS. 1997). DESCONNETS (1994) appelle ces bassins versants, <<unités hydrologiques>>. Il les définit comme étant des entités spatio-temporelles qui par leur caractéristiques environnementales et leur évolution (état de surface, contexte pédologique de surface, relief et végétation) donne la prédominance à un type de redistribution de l'eau.

1. 2-OBJECTIFS ET RESULTATS ATTENDUS

Les résultats attendus de ce travail sont:

-une cartographie de l'évolution des états de surface dans les parties basses des versants et les bas-fonds.

-l'élaboration de documents nécessaires à la constitution d'un SIG (Partie bas fond des koris et zones d'épande intermédiaires.

-une cartographie des mares et des koris permettant de comprendre les processus des changements hydrologiques, la mise en évidence de la dynamique des mares liées à l'abondance des matériaux. Il s'agit à travers cette étude de caractériser, comprendre, quantifier et modéliser la dynamique de ravinement et d'ensablement dans les koris du Fakara.

1. 3-LES HYPOTHESES DE L'ETUDE

Pour cette étude, nous formulons deux principales hypothèses:

-la dynamique hydro-érosive des bassins versants du Fakara est vraiment récente, comme le laissent penser certains indices.

Il s'agit pour nous d'abord de s'en assurer, ensuite de la décrire, d'en estimer les causes et quantifier les différents processus?

-la dégradation de la végétation est la cause principale de la dynamique hydroérosive actuelle de ces bassins versants.

Il s'agit donc d'en mesurer les conséquences en terme de bilan hydrique régional, cela est-il relié d'une manière ou d'une autre à la hausse de la nappe ou au développement des mares, à la hausse des débits observés sur les ravines alimentant ces mares?

1. 4-METHODOLOGIE ET OUTILS

Gérard (1990) disait à propos <<d'une géographie des processus et des formes d'érosions qu'on doit s'attacher à cette complexité du réel, dans l'espace et dans le temps. Ce d'autant plus qu'elle s'appuie sur les observations et des mesures aux échelles si différentes, de la parcelle, du versant et du bassin versant: le droit à la généralisation ou à l'extrapolation n'est pas toujours évident. Nous devons donc insister sur le nombre de facteurs, leurs imbrications, sur les recoupements multiples, et les différences échelles. Dans le fil droit d'une géographie dynamique il ne faut pas négliger le rôle de l'observateur, le poids des textes et des stéréotypes>>. Ceci explique la nécessité de l'approche systémique de notre étude. Ainsi sur ces bassins-versants de Wankama Quest et Tondi Kiboro Est, on s'est proposé de recenser l'érosion linéaire et toutes les formes de dépôts. Nous cherchons aussi à mesurer le cubage des matériaux arrachés ou stockés en milieu ou en bas de versant.. Notre démarche préconise une perception basée sur les deux aspects de l'objet donné, donc l'aspect structural et l'aspect fonctionnel. L'approche hydrologique permet d'identifier toutes les formes d'érosion liées à l'eau sur un ensemble géomorphologique donné. Cette identification est basée sur la description de l'aspect structural de l'objet, l'analyse et l'interprétation intègrent tous les paramètres essentiels dans le fonctionnement du système qu'est le bassin versant ou la ravine. Pour l'approche de notre étude, nous proposons une démarche synthétique avec utilisation des outils et techniques classiques en hydrologie. Nous mettons surtout l'accent sur les comportements hydro-érosifs et sédimentaires des unités géodynamiques des bassins versants que nous étudions. L'échelle spatiale de cette étude porte sur deux bassins versants (Wankama et Tondi Kiboro) assez représentatifs d'une zone sahélienne en

général et précisément de la partie centrale Est du degré carré de Niamey. Cette partie centrale-Est du degré carré se caractérise par l'endoréisme des hydrosystèmes issus de la dégradation hydrologique ancienne de la vallée fossile du Dallol Bosso. Contrairement aux hydrosystèmes situés près du fleuve Niger, les écoulements des bassins versants endoréiques n'atteignent pas ce dernier mais sont bloqués à l'exutoire des bassins versants par un chapelet de mares formées par cette même dynamique. Mais nous avons aussi effectué des observations sur les bassins versants voisins de nos sites d'étude: cas des bassins versants voisins et pouvant alimenter en certaines occasions celui que nous étudions (bassin de la mare de Wankama Ouest) et les secteurs de confluence de la ravine étudiée, Radji gourou et kori Dantiandou entre Tondi Kiboro et Banizoumbou. Pour l'échelle temporelle, depuis mars 2004 nous avons commencé par des visites de reconnaissances dans le degré carré de Niamey en tant que stagiaire AMMA/ IRD et postulant au futur DEA du département de géographie. Une période d'observation intensive a été réalisée pendant les campagnes hydrologiques 2004 (du 07 juillet 2004 au 4 octobre 2004) et 2005 (du 30 juin 2005 au 15 septembre 2005) de l'équipe d'hydrologie de l'IRD Niamey. Ainsi notre étude porte sur deux années d'observations. Les collectes de nos données étaient un vrai travail d'équipe, car nous étions restés sur les sites en compagnie d'autres étudiants du Nord, stagiaires à l'IRD et sous la direction de notre directeur de stage M. LUC DESCROIX (responsable du site AMMA Niger).

1. 4. 1-Outils de l'étude

Pour l'échelle spatiale de cette étude, nos travaux concernent deux petits bassins versants sahéliens dans le Fakara, mais pour une meilleure compréhension des systèmes endoréiques, nous avons élargi nos observations sur les bassins versants voisins de nos sites. Pour le matériel d'observations et de mesures, nous disposons d'un GPS type GARMIN 12, une tarière, un mètre-ruban, un décamètre, un appareil photo numérique, des sachets plastiques et bidons d'échantillonnage des transports solides par ruissellement, des marqueurs, un chronomètre, deux perches manuelles de prélèvement des transports solides, des piquets repères, un fil à plomb, un niveau, une mire, un équipement de jaugeage (station, moulinet et perche) et des moyens logistiques etc. En plus du matériel d'observation in situ,

nous avons exploité les photos aériennes de 1950 et l' image spot de 2003 (pour le bassin de Wankama).

Les photos DRONE PIXY motorisé de Wankama 2004 et 2005, de Tondi Kiboro et Sofia. 2005 nous ont servi à illustrer notre étude. Ces photos du drone motorisé Pixy (2004-2005) et photographies aériennes (2004), l'image spot 2003 nous servent de situations diachroniques de plusieurs périodes des sites de l'étude. Pour les photographies aériennes et image spot, il s'agit en fait d'une réutilisation de documents produits surtout par LE-BRETON E. (2004).

Figure 4: Dispositif expérimental de l'étude dans le bassin versant de Wankama
(Source: MAMADOU IBRAHIM 2005)

Notre étude a bénéficié des installations AMMA sur ces bassins, 4 stations de jaugeage sont construites sur le bassin versant de Wankama en 2004.

A Wankama, il s'agit des stations:

-la station amont (Coordonnées UTM 459978 & 1508446), elle est munie d'un limnigraphe Thalimede de Type OTT;

-la station Amont zone d'épandage (Figure 4) (Coordonnées UTM 460123 & 1508518); munie d'un limnigraphe thalimede.

-la station aval zone d'épandage (Coordonnées UTM 460619 & 1508631); -la station aval (Coordonnées UTM 461778 & 1508681), ces stations de la partie aval sont munies chacune d'un limnigraphe de type STS.

En plus de ces stations de jaugeage, 20 pluviomètres à lecture directe (Figure 4) sont installés dans le bassin. Il existait déjà trois pluviographes à auget basculeur (réseau EPSAT).

Figure 5: Dispositif expérimental de l'étude sur le bassin versant Tondi Kiboro
(Source: MAMADOU IBRAHIM 2005)

A Tondi Kiboro, le programme AMMA a réhabilité deux anciennes stations (stations A et C) de la ravine HYDRO ou Nord d'ESTEVES et LAPETITE (1991- 1994)

La station amont (Coordonnées UTM 467547 &1497749) est munie d'un limigraphe thalimede et la station aval (Coordonnées UTM 467038 & 1497786) est dotée d'un limnigraphe de type STS.

En plus des deux stations de jaugeage (Figure 5), le bassin versant étudié à Tondi Kiboro est doté d'un réseau de pluviomètres à lecture directe (photo 3), deux pluviographes à auget basculeur (1 au niveau du versant et le deuxième en bordure du plateau de Sofia Tondi).

Photos 3 & 4: Pluviomètre à lecture directe (Photo 3) et Limnimètre enregistreur à
flotteur (Photo 4) type Thalimede (OTT) (Photos RONGICONI L. Wankama septembre
2004)

Cet appareil Limnimètre enregistreur à flotteur (Photo 4) type Thalimede (OTT) permet de mesurer de manière continue, le niveau d'un cours d'eau, c'est-à-dire la hauteur de la surface de l'eau relativement à une surface de référence. Cette mesure du niveau, couplée à celle de vitesse effectuée par la station hydrométrique, permet de déterminer le débit du cours d'eau. Ainsi, on élabore une relation niveau-débit: la courbe de tarage. Le limnimètre enregistreur à flotteur est composé d'un petit câble métallique souple, tendu entre le flotteur et son contrepoids, qui entraîne une poulie. Pour éviter les chocs avec des corps flottants et amortir les oscillations du niveau, le flotteur est pendu à l'intérieur d'un tube vertical. Le tube communique avec le cours d'eau par une prise de pression. Le dialogue avec l'appareil se fait par l'intermédiaire du logiciel Hydras 3 (RONGICONI 2004).

1. 4. 2-Protocole de collecte sur le terrain Notre protocole de recherche intègre 8 étapes.

1. 4. 2. 1-Consultation bibliographique

La revue de la littérature existante et la consultation des résultats d'études
antérieures est d'une importance capitale pour notre étude. Cette revue des
études et travaux antérieurs nous permet de bien développer notre approche par

rapport à ce qui a été déjà fait. En plus cela oriente notre démarche dans le cadre d'une large réflexion de la dynamique actuelle des milieux humides sahéliens.

1.4. 2. 2-Cartographie

Le but est de voir l'évolution diachronique de ravines sur ces bassins sous les aspects de l'érosion hydrique linéaire, donc les réseaux de ravines. Cette cartographie sera mise à jour à partir des observations réalisées de façon régulière sur le terrain. En plus des réseaux de ravines, la cartographie porte sur quelques aspects d'occupation du sol et d'état de couvertures végétales. Nous avons inventorié toutes les marques de ravines en suivant leurs tracés à pied muni d'un GPS (Global Positioning System) et procéder au référence ment des points le long de la ravine. Les coordonnées (X et Y en UTM) des points sont notées à tous les 2 à 5 mètres (respecter les points d'inflexion des ravines surtout). L'objectif est de produire des cartes du réseau des ravines.

1. 4. 2. 3-Elaboration des profils en long des ravines principales

Les profils en long des ravines sont établis à partir des levés topographiques des fonds de ravines principales, Ce qui nous a permis de mieux définir et caractériser d'un point de vue topographique, les différents biefs des bassins versants étudiés. L'on utilise un niveau et une mire graduée en cm que l'on fait déplacer pour les lectures arrière et avant. Le point de référence est situé au niveau des stations de jaugeage dont l'attitude est bien connue. On effectue une lecture sur la mire en A (lecture arrière AR) et une lecture sur la mire en B (lecture avant AV). Le nivellement effectué est direct et consiste à déterminer les dénivelées de différents points situés dans le fond de la ravine principale. On progresse dans le fond de la ravine en faisant une lecture arrière et avant. Les lectures se font avec le trait horizontal médian du réticule ou trait niveleur. La dénivelée est égale en grandeur et en signe à la différence des lectures AR et AV. L'on prend à chaque fois les coordonnées GPS de là où l'on place la mire.

1. 4. 2. 4-Suivi de l'évolution régressive des ravines

Il s'agit de suivre l'évolution des têtes de ravines dans ces bassins. Sont effectués des relevés au GPS (Global Positioning System) après chaque événement

pluvieux. Mais compte tenue du manque de précision de cet appareil, nous avons corrigé cela grâce aux photos numériques prises en début de saison 2004. Mais en 2005, nous avons travaillé avec des piquets -repères. Ces piquets - repères sont en fait du fer a enrobé dans un morceau de tuyau PVC et rempli de ciment. Ils sont fixé verticalement et bétonné a la base pour éviter tout vandalisme. Ces piquets sont placés a une distance précise et mesurée (15 a 20m) en amont des têtes de ravines. Les mesures s'effectuent a l'aide d'un décamètre et normalement après un événement pluvieux. L'objectif est de voir la progression par érosion régressive des têtes de ravines.

1. 4. 2. 5-Elaboration des profils transversaux des ravines Pour le cubage des matériaux arrachés le long des ravines, ces profils en travers nous permettent d'estimer les volumes de matériaux arrachés et suivre aussi l'évolution des phases d'instabilité. Ces phases sont, comblement, ablation et stabilité. Cela s'effectue grâce a un dispositif appelé, <<peigne>>. Il consiste a enfoncer verticalement des piquets a chaque point du profil d'abord sur les flancs et le fond de la ravine. Les mesures sont effectuées a partir d'une ficelle verticale (utilisation du niveau a eau ou fil a plomb) qui relie les piquets placés entre les berges de la ravine. L'on mesure la largeur maximale des écoulements, la largeur du lit de la ravine comprise entre les berges abruptes, les distances des points d'inflexion le long du profil. Les piquets sont en fer a béton. Le profil en travers est fait tous les 50 m le long de la ravine. On prend les coordonnées en GPS (Global Positioning System) de chaque point de profil et de tous les points de sondage effectués dans le fond de la ravine. L'objectif est de suivre l'évolution des sections d'écoulement des ravines, l'évolution des berges et fonds des lits des ravines.

1. 4. 2. 6-Cubage des formes de dépôts importants

Le sondage se fait a l'aide d'une tarière qu'on applique a différents points de la surface a cuber selon le quadrillage choisi. Tous les vingt mètres pour le cône de Wankama et tous les 30 m sur celui de Tondi Kiboro dans les alluvions récentes déposées en surface. Il s'agit de mesurer les niveaux de dépôt des alluvions récentes. On les distingue a partir de la présence des tâches argileuses dans les profils pris par la tarière au point d'application correspondant. Ensuite l'on prend les coordonnées cartographiques de chaque point d'application de la tarière.

Intégrant les données collectées (coordonnées UTM X & Y des points de sondage, la profondeur des alluvions récentes mesurées au niveau de chaque d'application de la tarière) sur le logiciel Surfer. 7, l'on obtient automatiquement les dimensions, la forme numérisée en 3 dimensions, la superficie et le volume et la superficie de l'unité géomorphologique cubée.

1. 4. 2. 7-Mesures des débits liquides et solides dans les bassins versants étudiés.

Les jaugeages et les prélèvements pour l'estimation du transport solide sont effectués au niveau des stations de jaugeage installées par le programme AMMA.

Photo 3: Dispositif de jaugeage à la station aval zone d'épandage de Wankama
(Photos RONGICONI LAURA. Wankama septembre 2004)

La mesure de débit liquide aux stations de jaugeage s'effectue à l'aide d'un moulinet (Photo 3) numéro: C 31 avec une hélice à axe horizontal numéro: 1- 42752 fixé sur un support (perche rigide). La vitesse ponctuelle du courant se mesure en comptant le nombre de révolutions de la partie tournante du moulinet pendant un court intervalle de temps déterminé (10 secondes) avec un chronomètre. Le dispositif crée alors des impulsions électriques permettant le comptage du nombre de tours du rotor. La méthode de jaugeage consiste à mesurer la vitesse du cours d'eau en divers points (trois) d'une section droite et en

plusieurs points de chaque verticale (trois généralement). Le débit est calculé graphiquement ou par logiciel: d'abord on mesure les vitesses en différentes profondeurs d'une même verticale, puis on calcule l'aire entre les axes de coordonnées et la courbe p=f (V), et on reporte cette valeur dans un graphe (m2/s) =f (x) à l'abscisse x où se trouve la verticale considérée, on répète cette opération pour toutes les verticales et on obtient le débit en calculant l'aire entre les axes de coordonnées et la courbe (m2/s) =f (x). Des jaugeages ont été faits sur l'ensemble des quatre stations installées sur le bassin versant de Wankama (seule la courbe de tarage de la station aval Wankama n' a pas été tracée pour le moment) et les données de jaugeages (1992-1994) des deux stations de Tondi Kiboro nous ont été fournies par ESTEVES et LAPETITE.

Bidon d'échantillonnage des eaux du ruissellement un col large

 
 

Support bidon de la perche de prélèvement des échantillons de charriage

 

Support de bidon de la perche de prélèvement des échantillons Mes

Photo 4: Bidon de prélèvement et les supports de bidons des perches utilisées, à
gauche sur la photo celui de la perche de prélèvements de débits en suspension
support de bidon de la perche de fond (Photos MAMADOU IBRAHIM Banizoumbou Août
2004)

Les prélèvements des eaux de ruissellement permettent de mesurer les matières
solides transportées par les eaux d'écoulements des ravines. Pour les matières

solides en suspension, on prélève avec une perche d'environ 2 mètres de longueur munie d'un bidon (d'un litre de volume) Le bidon a un col assez large (Photo 4). Le prélèvement se fait au pas de temps de 2 minutes au cours de la montée et 5 minutes à la descente des eaux. Parfois à chaque changement important de côte à l'échelle. Ici se pose la difficulté du respect du pas de temps au cours des prélèvements avec parfois des stations avec deux pics pendant la même crue.

Les prélèvements de débits de fond s'effectuent avec un dispositif spécifique et expérimental, une perche manuelle. La base de la perche (Photo 4) est constituée d'un support de flacon usagé de lait d'un litre de volume. Ce support est adapté à une perche manuelle (de 2 mètres de hauteur) que l'on place au fond de la ravine (Photo 5). Les prélèvements se font au niveau des stations de jaugeage et au moment des événements pluvieux. A la montée des eaux nous prélevons un échantillon à chaque 2 minutes et à chaque 5 minutes à la descente de crue. Nous prélevons à chaque changement de cote important à l' échelle liminimètrique pour ne pas rater surtout le pic de la crue. Mais sur ces stations, nous observons généralement de deux pics de crue ce qui complique le respect de ces pas de temps des prélèvements. Au cours de ces prélèvements (fond et suspension) nous notons sur une fiche la date, la cote à l'échelle limnimètrique (Photo 5), l'heure du prélèvement, le nom de la station et le numéro du bidon, l'heure du début et de la fin de la pluie, et aussi l'heure du début et de la fin du ruissellement.

ond

Echelle limnimètrique de la station de jaugeage aval

pour lire la

hauteur d'eau

Photo 5: Prélèvements d'échantillons pour l'estimation de la charge de fond à la
station aval de Tondi Kiboro, à droite de la photo7, l' échelle limnimètrique de la
station
(Photos: MAMADOU IBRAHIM Banizoumbou Août 2004)

L'analyse des échantillons a lieu au laboratoire d'hydrologie de l'IRD à Niamey pour estimer le poids des matières solides transportées par les eaux de ravinement: en suspension et de fond. Les étapes de l'analyse au laboratoire sont, la pesée humide des échantillons une fois décantés, le passage à l'étuve à une température de 60° C (car bechers en plastique) et la pesée à sec des échantillons. Il s'agit de quantifier la masse de sédiments en g/ l contenue dans chaque échantillon. Pour déterminer les capacités de charge en matières solides aux différentes échelles spatio-temporelles des basins versants. L'on multiplie ensuite le débit liquide correspondant (tenant compte du rapport hauteur de la goulot du bidon et cote à l'échelle) à l'heure du prélèvement de l'échantillon par la concentration en MES ou en charge de fond pour avoir respectivement les débits solides en suspension (MES) et les débits solides de fond. La somme des débits solides MES et celle de la charge de fond donne le transport solide total.

1. 4. 2. 8-Observations hydrologiques et entretiens avec des personnes-ressources

Il s'agit d'observer les modes de transferts de flux hydriques en surface au cours des événements pluvieux. C'est-à-dire comprendre les sens d'écoulements entre les différentes unités hydrologiques des bassins étudiés et avec les sous-bassins voisins. Il faut aussi suivre la dynamique d'évolution spatiale. A travers les entretiens avec des personnes-ressources nous avons développé un inventaire des mares et une étude des noms locaux de ces mares. Nous avons utilisé un guide d'entretien2 avec les paysans riverains des mares et ravines étudiées et auprès des personnes ayant collaboré dans d'autres programmes de recherche.

CHAPITRE 2: CARACTERISATION DU CADRE GEOGRAPHIQUE DE L'ETUDE

2. 1-LE DEGRE CARRE DE NIAMEY

Figure 6: Localisation des bassins versants étudiés dans le degré carré de Niamey

Le degré carré de Niamey se situe entre les 13 et 14 degrés de latitude Nord, et entre les 2 et 3 degrés de longitude Est, il couvre une superficie de 11000 km2. Les caractéristiques générales du degré carré de Niamey sont typiques d'une grande bande zonale sahélienne. Ses caractéristiques sont:

-un climat bien caractérisé par une saison des pluies d'été, 80 % de la pluie annuelle tombe en juillet, août et septembre, marqué d'un stress hydrique au cours des épisodes secs de plus de 10 jours sur ces 3 mois;

-un gradient nord-sud des précipitations pour des périodes pluriannuelles représentatives du gradient moyen au Sahel (100 mm /degré de latitude);

-un relief très peu marqué avec un dénivelé maximum de 100 m sur les 11. 000 km2.

-trois grands types de végétations: culture de mil, jachère3 et brousse tigrée sur les plateaux;

-pas ou peu de système d'irrigation intensif à l'exception de la vallée du fleuve Niger;

-une bonne stationnarité du régime météorologique avec peu de phénomènes complexes de moyenne échelle à l'exception des lignes de grain;

-un régime hydrologique complexe avec une très forte variabilité spatiale et temporelle de l'infiltration, de l'écoulement de surface et d'importantes concentrations d'eau libre (mare) (HOEPFFNER et al. 1994).

Pluviométrie 2004 sur la zone EPSAT (cumul seau)

1520000 1500000 1480000 1460000 1440000

 

360000 380000 400000 420000 440000 460000 480000 500000

Figure 7: Isohyètes annuelles dans la zone EPSAT (16000 km2 cumul seau) 2004
(Source: DESCROIX L. Données réseau EPSAT)

3 La jachère n'est pas un type de végétation mais un type d'occupation du sol ; certains hydrologues et météorologues ne font pas cette distinction.

Pluviométrie 2005 sur la zone EPSAT (cumul seau)

1520000 1500000 1480000 1460000 1440000

 

360000 380000 400000 420000 440000 460000 480000 500000

Figure 8: Isohyètes annuelles dans la zone EPSAT (16000 km2 cumul seau) 2005
(situation jusqu'au 130905 pour l'année 2005) (Source: DESCROIX L. Données réseau
EPSAT)

Il ressort de l'analyse des figures 7 &8, une très forte variabilité spatio-temporelle de la pluviométrie tant à l'échelle de l'événement qu'à l'échelle spatiale. Il est à remarquer que le gradient de variabilité spatiale est plus fort en 2005 qu'en 2004 surtout au centre de la zone EPSAT.

2. 2-LE FAKARA

Le Fakara est situé au sud-ouest du Niger en zone sahélienne. C'est une région située entre le fleuve Niger et le Dallo Bosso, dans la partie centre-Est du degré carré de Niamey, . Le canton Fakara ou canton de Dantiandou couvre une superficie d'environ 500 Km2. Ce canton est limité au nord et nord-ouest par le canton de Hamdallaye, au nord -est par celui de Tagaza (Département de Filingué), au sud par celui de Kouré (Département de Kollo) et au sud-est par les cantons de Harikanassou et Koygolo. Le département de Kollo occupe la partie centrale de la Région de Tillabery. Dans le cadre de la récente communalisation, le canton de Fakara fut érigé en commune rurale de Dantiandou avec comme chef-lieu de commune, le village de Dantiandou. Chez les populations locales, le Fakara regroupe tous les plateaux ouest de la vallée du dallol Bosso. Ils appellent

Zigui, les plateaux situés à l'est du Bosso. De par cette toponymie locale la traduction du terme Fakara est controversée, le Fakara serait issu de l'expression «Fari ka ara » qui veut dire en terme zarma: <<le grand champs obtenu dans >>champs délimité dans un espace donné (DoukA 2005). D'autres désignent le Fakara comme l'endroit où la nappe est moyennement profonde (30 m) et le Zigui où la nappe atteint les 50 m et le Dallol Bosso où elle est subaffleurante (entretien avec des personnes-ressources).

3. 2. 1-Les aspects géologiques, hydro-géologiques et hydrologiques du Fakara

Situés dans la partie Centre-Est du degré carré, les bassins de Tondi Kiboro et Wankama présentent les grandes caractéristiques d'ensemble géologique des Iullemmendens (figure 8). Ces bassins versants font partie de la vallée fossile du kori de Dantiandou, ancien cours d'eau et affluent de l'importante vallée fossile du Dallol Bosso qui constitue la partie aval de l' Azaouak et de l' Azagaret (une dizaine de kilomètres de largeur pour une longueur de plus de 200 km). Le Dallol Bosso tout comme le Dallol Maouri et son affluent (le Dallol Foga) constituent les principaux axes de drainage par lesquels transitaient les eaux recueillies sur la quasi totalité du bassin des Iullemmendens (DUBOIS & LANG, 1984). Les évolutions piézomètriques de ces secteurs fermés du degré carré sont surtout liés à l'endoréisme de ces derniers et à la taille des bassins versants aussi (AMANI A. communications séminaire AMMA du 28-10-2005).

Le système hydrographique du Fakara est dominé par la vallée fossile du kori de Dantiandou. De son origine à 2 km en amont du village de Kollo Loga, à sa confluence avec le Dallol Bosso, elle fait environ 70 km de long pour un bassin versant de plus de 5645 km2.

Aujourd'hui, le Dantiandou n'est plus fonctionnel, il n'est qu'un chapelet de mares. Mais il devient fonctionnel sur de très petits secteurs de débordement de mares qui occupent les fonds de sa vallée. Cela se produit lors des événements pluvieux exceptionnels ou à certaines périodes de l'année quand ces mares débordent et communiquent entre elles. C'est à partir du village de Garbé Tombo que le Kori Dantiandou atteint le Fakara.

2.2.2-Les caractéristiques climatologiques

4. 2. 2. 1-Précipitations et températures

Le Fakara est situé dans la zone sahélienne entre les isohyètes 500-600 mm de pluie. Il enregistre en moyenne 550 mm et 37 jours de pluie par an (base de données de l'ILRI ICRISAT 2000). La saison des pluies dure 3 à 4 mois selon les années pour une longue saison sèche de 8 à 9 mois. Les pluies proviennent de deux types de systèmes convectifs. Les lignes de grains avec une fréquence plus ou moins régulière et les convections locales. La pluviométrie se caractérise par son inégale répartition spatiale et temporelle. Au cours de ces deux saisons d'observations on note le passage de plusieurs systèmes convectifs secs sur l'ensemble du Fakara. La chronique de pluie de longue durée la plus proche du bassin de Wankama est celle de Niamey Aéroport (60 km), supposée représentative à long terme des pluies de Wankama (LEBEL T., TAUPIN JD. & D'AMATO, N., 1997) Mais même au niveau de cette station, la variabilité des totaux et moyennes mobiles est très marquée. La température moyenne annuelle est de 30°c et la moyenne journalière présente un minimum en décembre -janvier de 24°c et un maximum moyen d' avril de 35°C.

2. 2. 2. 2-Evaporation et humidité relative

L'humidité relative connaît de fortes variations à l'échelle de l'année car elle atteint une valeur maximale de 89% en saison de pluie (juillet-septembre) et une valeur minimale de 10% ente février et mars (Base de données de l'ILRI ICRISAT, 2000). L'évapotranspiration potentielle atteint 2000 mm par an. Le pic hygrométrique s'observe au cours du mois d'août et le niveau faible se situe entre janvier - février.

2. 2. 2. 3-Les vents

La zone sahélienne subit l'influence de deux types de vents dominants, l'harmattan vent de secteur nord-est, chaud et sec qui souffle de novembre à mai. La mousson du secteur sud-ouest chaud et humide qui souffle de juin à septembre. Les vents sont assez réguliers avec des vitesses faibles de 1. 7 à 2. 9 m/s. D'après AMBOUTA (1994), l'on note une augmentation de leur vitesse à la fin

de la saison sèche où elle passe à 2. 8-2. 9 m/s. D'après RAJOT (1993) cité par AMBOUTA (1994), les rafales de vent peuvent atteindre des vitesses supérieures plus de 10 m /s.

2. 2. 3-Les unités paysagères

Figure 9: Coupe des unités géomorphologiques et d'occupation des sols (Source:
D'HERBES. J. M et al. -1992)

2. 2. 3. 1-Les plateaux cuirassés et leurs talus

Ces unités, à pentes régulières de l'ordre de 0. 6%, constituent de hautes surfaces sommitales qui culminent autour de 250 m à Banizoumbou (AMBOUTA 1994). Ils couvrent 12462 ha de la surface totale du Fakara (base de données de l'ILRI/ ICRISAT 2000) et s'étendent sur des formations géologiques du Continental terminal. Ces formations s'étalent en surfaces planes sur lesquelles des dépôts de sables éoliens ont formé des placages sableux (Figure 9). Le type de formation végétale caractéristique est la brousse tigrée (Photo 6), végétation contractée que l'on rencontre sous des climats arides et semi-arides (AMBOUTA, 1997). D'après SEGHIERI. & al (1994) sur les plateaux de Sofia Bangou ou Sabara Bangou4, la brousse tigrée présente des bandes boisées de largeur comprise entre 25 et 40 m

4 Sofia bangu ou Sabara bangu : Nom local de la mare du plateau de Sofia. Notons que l'expression Zarma <<Bangu>> signifie mare ou toute dépression où stagne l'eau du ruissellement.

et une longueur moyenne de 2 km; des bandes nues de 50 à 75 m de large. Les espèces ligneuses les plus rencontrées sont essentiellement Guiera senegalensis mais aussi Combretum glutinosum et Combretum micrantum. Les plantes annuelles les plus rencontrées sont: Microchloa indica, Cynanotis lanata Les bandes nues de la brousse tigrée sont occupées par des sols reposant sur une cuirasse ferrugineuse. Ces sols ont une épaisseur moyenne de 50 cm (SEGHIERI. & al., 1994). La dynamique de fonctionnement des deux états de surface est intimement liée. L'encroûtement des zones nues génère un ruissellement qui avoisine 80 à 90% et qui s'infiltre dans la bande de végétation située en aval. Mais, l'infiltration y est très faible car les cuirasses épaisses de 4 à 5 m sont à faible profondeur (à environ 50 cm au niveau du plateau de Sofia sondage installation CAMPBELL Sofia plateau) et parfois affleurantes en donnant des abrupts en bordure du plateau (AMBOUTA 1994). La dynamique de l'eau et sa distribution déterminent l'organisation de la végétation. Les bandes sont perpendiculaires à la pente.

Photo 6: Vue aérienne de la brousse tigrée du plateau de Sofia Tondi (Source:
INTERPRETATION Photos Pixy RAJOT TK 2005)

3. 2. 3. 2-Les jupes sableuses

Il s'agit d'un placage de sable rouge homogène à la base des plateaux, en auréoles, de 600 à 800 m de large (AMBOUTA 1994). Elles occupent environ 12. 6% de la superficie totale du Fakara (base de données de l'ILRI ICRISAT 2000). Selon BOULET (1974) cité par AMBOUTA (1994); les formations de jupes sableuses seraient dues à des dépôts éoliens (erg ancien) correspondant à une phase aride du Pléistocène antérieur (50. 000 BP). Les états de surface caractéristiques sont représentés par des croûtes structurales, de déflation et d'érosion.

La partie haute des jupes est occupée par des piedmonts dégradés avec une pente de 5% à moins de 3% (Figure 9). Sur la partie aval de la jupe sableuse, l'infiltration est très élevée. Sur l'ensemble de l'unité, le drainage est rapide et très marqué. Avec la présence de ravines qui convergent vers les bas-fonds. C'est un vaste espace aux sols sableux occupés par les jachères et les cultures pluviales.

2. 2. 3. 3-Les bas-fonds

Les bas-fonds sont définis comme des fonds plats ou concaves des axes d'écoulements temporaires, qui sont inondés pendant des périodes d'au moins plusieurs heures à plusieurs jours, et dans lesquels on trouve des sols aux caractéristiques hydromorphes (PDGBFS 2003). Cette définition, cadre bien avec tous les bas-fonds du Fakara situés dans la vallée fossile du kori Dantiandou (PDGDBS. 2003). Les bas-fonds (Figure 9) couvrent une superficie totale de 5940 ha dans le Fakara (base de données de l'ILRI ICRISAT, 2000). Ce sont des koris qui forment un réseau organisé autour du grand système du kori de Dantiandou. Le lit de la vallée est large et peu prononcé sur certains secteurs du fait de l'important alluvionnement que charrient les eaux de ruissellement. Ces domaines de bas-fonds sont occupé par endroit de quelques jardins et des cultures pluviales, très peu de jachères et quelques reliques de formations en fourrés dominées par les ligneux arborés notamment Faidherbia albida et de Combretacées pour la strate arbustive. La végétation ripicole est dominée par Guiera senegalensis. La strate herbacée est surtout composée de Cenchrus biflorus, Aristida longiflora, Andropogon gayanus etc.

2.3-SPECIFICITES DES BASSINS VERSANTS ETUDIES: TONDI KIBORO ET WANKAMA

On retrouve presque les mêmes topo séquences géomorphologiques dans les deux bassins versants.

2. 3. 1-Le bassin versant de Wankama

Figure 10: Carte du bassin versant de Wankama Ouest (Source: MAMADOU IBRAHIM.
2005)

Le bassin versant de Wankama est situé à 65 km sur la route N°25 qui relie la ville de Niamey à celle de Filingué. La spécificité des unités géomorphologiques de ce bassin versant est surtout liée à sa grande extension et à sa proximité par rapport au site du village. Une importante zone d'épandage occupe la partie centrale du bassin et une grande partie des écoulements de la ravine principale arrivent au delà de cette zone d'épandage. Le bassin versant de Wankama a une superficie de 1. 9 km2. Cependant, ce bassin la mare de Wankama ouest est le plus anthropisé. D'ailleurs une autre spécificité de ce bassin, c'est la présence surtout de certaines infrastructures des travaux publics comme le goudron de la route N°25 (Niamey - Filingué) qui le traverse sur plus de 3 km. On note la présence de six buses reliant la partie ouest du bassin au bas-fond de la mare ouest. Cinq des six buses drainent des eaux dans le bassin de la mare ouest. Au niveau du talus du plateau de Pourra, en forme de cratère (carrières pour la route), il y a des

digues construites par les services des travaux publics pour protéger le goudron des forts ruissellements qui descendent du plateau de Pourra.

2. 3. 2-Le bassin versant de Tondi Kiboro

Figure 11: Carte du bassin versant étudié de Tondi Kiboro

A 70 km à l'Est de Niamey, le bassin versant de Tondi Kiboro est situé sur le versant-est du plateau de Sofia Tondi (Figure 11). Il a une superficie d'environ 0.7 km2 (Bassin versant de la ravine étudiée). Il s'agit d'une portion d'espace entre deux ravines descendantes du même plateau. Ce sont des bassins versants fortement anthropisés. Cela est dû à de nombreux facteurs dont l'ancienneté des villages notamment Tondi Kiboro avec plus de deux siècles d'installation.

2. 3. 3-Représentativité des bassins versants de Wankama et Tondi Kiboro

Les bassins versants bassins de Wankama et Tondi Kiboro sont assez représentatifs du Fakara et des secteurs endoréiques du degré carré sur plusieurs aspects. Du point de vue morpho-géologique, ces bassins versants sont similaires aux paysages géologiques des formations du Moyen Niger. L'on retrouve les

mêmes unités géomorphologiques (Plateau- Talus- Jupes sableuses et bas-fonds dans la partie Centrale Est du degré carré. La pluviométrie est caractérisée par un gradient du Nord au Sud tant à l'échelle du Fakara que du degré carré de Niamey. Cette pluviométrie est typique d'une zone sahélienne. Le système hydrologique des bassins étudiés est essentiellement dominé par un réseau de ravines drainant des eaux des bassins versants endoréiques vers les mares de fonds de vallées. La mobilité des mares est aussi une caractéristique importante de la région du Fakara et des Dallols.

Du point de vue de la végétation, l'on retrouve la brousse tigrée sur l'ensemble des plateaux du Fakara. Ce type de formation végétale varie dans le Fakara, selon son faciès ou son état de dégradation. Sur les versants, la situation est dominée par des types de formations végétales fortement anthropisées. Les systèmes cultures-jachères caractérisent l'occupation du sol dans le Fakara sinon dans toute la partie Quest du Niger. Les systèmes socio-économiques et culturels sont caractérisés par une dynamique démographique galopante et un niveau de pauvreté plus endémique.

Tableau 5: Poids démographique des principaux villages riverains des bassins versants étudiés (Source: Répertoire villages BCR/ RGP/H Niger 2001)

Villages

Répartition par sexe

Total

Nombre de
ménages

Masculin

Féminin

 
 

Wankama

358

376

734

91

Tondi Kiboro

134

141

275

34

Banizoumbo
u

525

552

1077

134

Total canton

12158

12790

24948

3095

La pression humaine est liée à la croissance démographique et l'influence de facteurs climatiques comme la sécheresse qui devient cyclique. Le village de Banizoumbou est le plus récent (LQIREAU 1998) mais aussi le plus peuplé (1077 habitants) (Tableau 5).

Conclusion partielle

La caractéristique principale des basins versants étudiés outre l'endoréisme, réside dans la difficulté de leur délimitation géographique précise. Par exemple les limites entre deux bassins voisins sont très difficiles à tracer tant sur le plateau de Pourra que sur celui de Sofia. Sur les versants, les limites des petits bassins des mares évoluent selon les saisons ou d'une crue à une autre. Il est aussi très

difficile de définir et distinguer à l'échelle de quelques années d'observations, la situation fréquente des fonctionnements hydrologiques des petits bassins versants endoréiques du Faraka. Mais ces bassins sont représentatifs de la partie Centrale -Est du degré carré de Niamey.

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9Impact, le film from Onalukusu Luambo on Vimeo.





BOSKELYWOOD from Ona Luambo on Vimeo.





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