Modélisation pluie-débit d’un bassin marginal côtier pour la gestion des ressources en eau

Modélisation pluie-débit d’un bassin marginal côtier
pour la gestion des ressources en eau

Influence de la variabilité climatique sur les ressources en eau en Afrique de l’Ouest

Variabilité climatique et baisse du débit des cours d’eau

Si, à l’échelle globale, il est montré que les écoulements ont augmenté (4 % pour 1 °C) (Labat et al., 2004), en Afrique de l’Ouest, le climat du 20ème siècle a été marqué par un déficit pluviométrique qui commença à la fin des années 1960 ou au début des années 1970 avec des pic en 1972-1974 et 1983-1985. Ce déficit pluviométrique a eu pour conséquence une baisse des écoulements égale au double de celui de la pluviométrie (Descroix et al., 2009), mettant ainsi en mal les grands projets liés à l’eau, notamment, les projets d’irrigation et de barrages hydroélectriques, donc l’économie des pays. La sécheresse a eu des conséquences dramatiques sur la vie des populations et sur l’environnement: famine, ruine de certaines cultures, décimation du bétail, accentuation de l’exode rural. Au Nord du Mali, la pluviométrie a décru de 15 à 25 % et le débit de Bani (un affluent du fleuve Niger) a baissé de plus de 65 % par rapport à la période d’avant 1970. L’écart entre la baisse de la pluviométrie et celle du débit d’écoulement est lié aux activités humaines et à la géologie du terrain 8 (Paturel et al., 2010). La région de Niamey (Niger) a enregistré une baisse pluviométrique de 20-30 % et le débit à Malanville a subi une baisse de 60 % du fleuve Niger Ces résultats sont similaires à ceux obtenus par Lebel et al. (2003), cités par Balme-Debionne (2004) : ils ont mesuré pour la période de 1970-1989, un déficit pluviométrique de 20-30 % dans, et une baisse de 60 % du débit du fleuve Niger à Malanville. Dans la région de Gourma (Mali), la période 1970-2007 correspond à une période de péjoration du climat, une péjoration qui est due à la diminution du nombre de jours de pluie au Sud de la région de Gourma alors qu’au Nord et au Centre de la région de Gourma la baisse des pluviométries annuelles est causée par aussi bien la diminution du nombre de jour de pluie que des lames d’eau précipitées journalières (Frappart et al., 2009). 

Variabilité climatique et baisse du niveau des nappes

Le déficit pluviométrique des années 1970 a eu pour conséquence une baisse du niveau des nappes. Par exemple en Côte d’Ivoire, au niveau du bassin de N’zi, l’infiltration moyenne est passée de 413 mm à 314 mm au cours de la période 1971-1997, soit une baisse d’environ -24 %. Dans le bassin de Comoé, la baisse de l’infiltration moyenne est d’environ 121 mm, soit une diminution de -23 % (Kanohin et al., 2009). Il est aussi observé une augmentation du coefficient de tarissement sur l’ensemble du bassin entre les deux périodes. Dans le bassin de N’zi, le coefficient de tarissement est passé d’environ 2,8 .10-2 j-1 à 3,1 .10-2 j-1 pendant cette période (Kanohin et al., 2009). Or, d’après la loi de Maillet, l’augmentation du coefficient de tarissement couplé avec la diminution de la recharge des nappes conduisent à la baisse du niveau piézométrique, donc du débit d’écoulement des nappes. Ainsi, on a observé une baisse des volumes d’eau mobilisés par les aquifères pour l’alimentation des cours d’eau pendant des étiages. A la station de M’bahiakro (Côte d’ivoire) le volume mobilisé par l’aquifère est passé de 0,87 km3 à 0,4 km3 entre 1971 et 1997 ; à la station de Bocanda, de 0,79 km3 à 0.49 km3 ; de 2,89 km3 à 1,75 km3 à la station de Akacomoékro et de 3 km3 à 1,86 km3 à la station de Anuansué (Kanohin et al., 2009). 

Phénomène de « paradoxe sahélien »

Certains cours d’eau ont vu leur débit augmenté malgré la baisse de la pluviométrie à partir des années 1970. C’est le cas de la rivière Nakambe, un affluent du fleuve Volta au BurkinaFaso. La comparaison de la variation de la surface piézométrique ne permet pas de dire que la hausse du débit provient de la nappe d’accompagnement mais il a été observé une importante 9 modification de l’occupation du sol pendant cette période : la végétation naturelle est passée de 43 à 13 % de la superficie du bassin, les sols cultivées ont augmenté de 53 à 76 % et les sols nus de 33 à 62 %. L’étude du comportement de la rivière de 1965 à 1998 et l’influence du changement de l’occupation du sol sur sa capacité hydrique a prouvé que l’augmentation du débit est due au changement de l’occupation des sols (Mahe et al., 2005). Le phénomène d’accroissement des dédits moyens annuels malgré la baisse de la pluviométrie appelé « Paradoxe sahélien », a été aussi observé dans le bassin du fleuve Niger en République du Niger : les affluents Garouol, Dargol et Sirba, situés au Nord, en climat sahélien ont vu leur coefficient d’écoulement augmenter respectivement de +40 %, +57 % et +61 %. Par contre, les affluents Diamangou et Mékrou du Sud, en climat soudanien ont subi des baisses respectives de -35 % et -33 % (Mahé et al., 2003, cités par Descroix et al., 2009)). Au phénomène du paradoxe sahélien, est aussi associé le paradoxe des eaux souterraines car un suivi à long terme de la nappe du Continental Terminal à Niamey (Sud-Ouest du Niger) a montré une élévation progressive de sont niveau qui varie de 0,01 à 0,45 m/an. La ressource en eau souterraine a augmenté de 150 % à partir de 1960 malgré le déficit pluviométrique à partir des années 1970. L’élévation du niveau de la nappe s’explique par le changement de la couverture du sol. En effet, la mise à nu des sols a eu pour conséquence, l’augmentation du ruissellement. Le ruissellement se concentre dans les bassins endoréiques qui favorisent l’infiltration vers la nappe. D’où, une augmentation du ruissellement entraine une augmentation de la recharge donc une élévation du niveau piézométrique de la nappe superficielle (Continental Terminal) (Leduc, Favreau, & Schroeter, 2001). En plus, l’augmentation de la culture du millet (Pennisetum glaucum) a augmenté l’infiltration directe vers la nappe (Bromley et al., 2002). Par ailleurs, les récentes tendances sont pour une reprise progressive de la pluviométrie au niveau du sahel central. La pluviométrie moyenne annuelle de 1990-2007 s’est accrue de +10 % par rapport à la période sèche (1970-1989). Cependant, cette pluviométrie reste inférieure à celle de la période humide (1950-1969). Malheureusement, au sahel occidental, la pluviométrie moyenne annuelle observée dans la période 1990-2007 (675 mm) est toujours pratiquement égale à celle de la période sèche (680 mm), contre une moyenne de 950 mm pour la période humide (Lebel & Ali, 2009).