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.
|