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Annex 1 Afrique de l’Ouest et Centrale (AOC)
Annex 1 Afrique de l’Ouest et Centrale (AOC)
5.1 Introduction
Le projet FRIEND-AOC a été mis en place en 1992 à Ouagadougou, à l’initiative de l’UNESCO et de l’IRD à Montpellier, France. Lors du premier comité de pilotage de la phase II, la coordination générale du projet FRIEND-AOC est assurée par l’AGRHYMET à Niamey (correspondant Abou Amani) qui héberge également la banque de données FRIEND-AOC.
Le projet est mieux équilibré et qui s’appuie dorénavant sur:
l une vraie communauté d’hydrologues africains et africanistes;
l des thèmes de recherches recentrés et en nombre réduit;
l une animation reposant sur une implication des institutions et non plus seulement des individus, et enfin
l des perspectives intéressantes en terme d’exploitation et de valorisation de la banque de données inter-états du projet.
Les objectifs de FRIEND-AOC sont:
l de développer une production scientifique régionale orientée vers l’opérationnel et le développement, à une échelle régionale;
l de mettre en réseau des équipes de recherche afin d’accroître la coopération scientifique à l’échelle du continent dans le cycle de l’eau;
l de faciliter la diffusion de l’information et des résultats au continent africain.
Cette idée de réseau d’hydrologie à l’échelle régionale a donc fait son chemin, et les hydrologues africains et africanistes qui participent au projet sont extrêmement satisfaits de l’existence de ce projet qui leur offre un cadre de travail et de réflexion unique. Les travaux présentés et valorisés au travers des ateliers scientifiques organisés par FRIEND AOC ou des Conférences auxquelles ses membres ont participé sont là pour en témoigner (exemple de l’atelier de Yaoundé en décembre 99). La Figure 5.1 présente la zone géographique concernée par FRIEND-AOC (pays participants) et la Table 1.1 montre les seize pays concernés par le project.
Figure 5.1 La zone géographique concernée par FRIEND-AOC
Pour atteindre ses objectifs, FRIEND-AOC est dorénavant centré sur quatre thèmes dont l’animation est dévolue désormais à des institutions et nom à des individus comme auparavant.
Les quatre thèmes et les institutions de coordination sont:
l la variabilité des ressources en eau: IRD et Ecole Inter-Etats d’Equipement Rural (EIER);
l la modélisation des processus hydrologiques (l’Université Nationale du Bénin);
l la qualité de l’eau (le Centre de Recherche en Hydrologie de Yaoundé)
l l’étiage (le Water Research Institute du Ghana);
Ces thèmes cadrent assez bien avec les principaux problèmes hydrologiques de la région. En effet l’hydrologie en Afrique de l’Ouest et Centrale est caractérisée par la très forte variabilité des paramètres du cycle hydrologique, principalement les précipitations et les écoulements.
Cette forte variabilité (baisse de la pluviométrie et des écoulements observée sur l’ensemble de la région depuis les années 1970) a eu des impacts importants sur l’écosystème en général et en particulier sur les disponibilités et la qualité de l’eau pour les différents usages (Olivry et al., 1998; Servat et al., 1998; Amani, 2001). L’amélioration des connaissances scientifiques sur les éléments du cycle de l’eau contribuera à mieux prendre en compte les facteurs clés dans la planification et la gestion intégrée des ressources en eau dans la sous-région.
5.2 Données
Le réseau FRIEND-AOC dispose d’une base des données regroupant des données pluvio-métriques et hydrologiques. Sur les 25 pays concernés par le projet FRIEND/AOC, seuls 15 y ont apporté de nouvelles données. Certains pays restent réticents, d’autres n’ont pas de données nouvelles en raison des difficultés économiques que connaissent les pays de la région. Le Centre Régional AGRHYMET en tant que dépositaire de la banque des données du projet FRIEND-AOC depuis la réunion de Yaoundé en décembre 1999, s’est donné comme objectifs:
l de rendre visible la banque des données FRIEND-AOC à travers Internet (inventaires);
l de mettre à jour de façon régulière dans la mesure du possible la banque des données;
l de mettre à la disposition des membres du réseau les données de la banque pour des études contribuant aux objectifs du projet.
Dans le cadre de la deuxième phase de FRIEND-AOC qui est financée par la coopération française, une part importante du financement sera consacrée à la mise en ligne sur Internet de la banque des données du projet. Ainsi, un nouveau système de gestion de la base de données sera mis en place en remplacement de BADOIE. Aussi on cherchera à harmoniser cette base de données avec celle du projet AOC-HYCOS. Cette étape permettra sans nul doute de disposer de données plus récentes très appréciables dans le cadre de FRIEND-AOC. De même AGRHYMET étudie avec ses pays membres la possibilité d’une mise à jour des stations des pays déclarées FRIEND-AOC directement à partir de ses banques de données climatologique et hydrologiques régionales. Le cahier de charge de la nouvelle banque de données FRIEND-AOC qui sera mise online prévoit l’intégration des données cartographiques (par exemple sol, couvert végétal, cours d’eau).
5.3 Recherche
5.3.1 Variabilité des ressources en eau
L’ambition de ce thème de recherche est d’apporter une contribution hydrologique, tournée vers les ressources en eaux de surface et souterraines, aux réflexions menées au sein de la communauté scientifique internationale en terme de variabilité et d’instabilité du climat. Le continent africain, terre de contraste en matière de climat, est très fragilisé du point de vue environnemental (forte pression anthropique sur le milieu, déforestation, désertification,
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dégradation des sols, ... ). Il se révèle, ainsi, un objet d’étude très approprié pour traiter de la variabilité, liée à celle du climat. En outre, pour les régions d’Afrique de l’Ouest et Centrale, qui subissent depuis près de trente ans une sécheresse persistante, une importante masse de données a pu être collectée depuis de nombreuses années. Cette information disponible constitue un support privilégié pour des travaux de recherche. Les axes de recherche identifiés sont:
l Etude des conséquences spatiales et temporelles d’une variabilité du climat sur les ressources en eau à l’échelle de bassins versants de plusieurs milliers de km2, échelle de la planification et de l’action en matière de ressources en eau;
l Etude des influences de cette variabilité sur la relation Pluie-Débit;
l Etude des impacts d’une telle variabilité des ressources sur les activités anthropiques;
l Inversement, étude du rôle des activités humaines sur le climat et ses fluctuations et la variabilité des ressources en eau.
Il ne rentre pas dans les intentions du projet de traiter du déterminisme de cette variabilité et de cette instabilité du climat, domaine relevant d’autres compétences et d’autres projets de recherche.
Les principaux résultats attendus sont uniformisation des outils d’analyse des séries chrono-logiques, cartographie thématique de la variabilité du climat et de l’instabilité du climat, élaboration d’outils de simulation de prospectives de ressources en eau en fonction de différents scenarii climatiques, vision régionale des effets anthropiques sur la variabilité des ressources en eau sur différents bassins couvrant l’ensemble de l’Afrique de l’Ouest. A une échelle régionale (bassins versants ou aires climatiques transfrontaliers), les travaux seront basés sur l’analyse de séries chronologiques de données hydroclimatiques et hydrogéologiques et l’analyse de la modélisation de la relation pluie-débit.
Plusieurs travaux ont été publiés ces dernières années concernant la péjoration climatique et ses impacts en Afrique de l’Ouest (Janicot & Fontaine, 1993; Le Barbé & Lebel, 1997; Opuku-Ankomah & Amisigo, 1998; Servat et al., 1998; Olivry et al., 1998; Amani, 2001). Toute la sous-région et pas uniquement les zones sahéliennes a été touchée par le phénomène de rupture de série pluviométrique entre les années 60 et 70. Une tendance globale à la baisse des précipitations a été observée après les années de rupture (Le Barbé & Lebel, 1997; Servat et al., 1998; Amani, 2001). L’une des premières conséquences de cette baisse des précipitations est la diminution des écoulements au sein des principaux cours d’eau de la région. Celle-ci a été beaucoup plus importante. La baisse des précipitations observée avant et après cassure varie suivant les zones entre 15 à 30%. Pour ce qui est des écoulements cette baisse varie de 30 à 60% suivant le cours d’eau (Olivry et al., 1998; Sigha-Nkamdjou et al., 1998; Amani, 2001).
Ceci traduit la baisse des ressources en eau de surface dans la sous-région ces dernières années ce qui ne va pas sans conséquence sur la gestion de ces ressources. L’autre conséquence non négligeable est le renforcement de la dégradation du couvert végétal et de la désertification principalement en zones sahéliennes, ce qui rend davantage fragile l’écosystème sahélien quand on sait la place qu’occupe l’agriculture et l’élevage comme activités socio-économiques.
Les Figures 5.2(a) et (b) permettent d’illustrer à certaines stations pluviométriques (Dakar, Ouagadougou) la cassure pluviométrique à travers l’évolution temporelle (annuelle) de l’indice de Lamb. De même sur les régions sahéliennes, la Figure 5.2(c) démontre la baisse des isohyètes entre les deux périodes avant et après la cassure pluviométrique. Cette baisse des isohyètes pluviométriques vers le sud de plus de 100 km par endroits a des conséquences sur la répartition agro-écologique entre zones agricoles et non. La même cassure est observée au niveau des séries des débits des principaux cours d’eau de la sous-région. Les Figures 5.3 (a), (b) et (c) présentent l’évolution du module standardisé à Niamey sur le fleuve Niger, à Ndjaména sur le fleuve Chari et à Bakel sur le fleuve Sénégal.
(b) Indice de pluie annue lle à Bam ak o
-3 -2 -1 0 1 2 3
1950 1960 1970 1980 1990
Cumul standardisé
(a) Indice de pluie annue lle à Dak ar
-2 -1 0 1 2 3
1947 1957 1967 1977 1987 1997
Cumul standardisé
5.3.2 Modélisation des processus hydrologiques
L’objectif général poursuivi est de mieux appréhender la problématique de transfert d’échelle d’une part par rapport à la caractérisation des processus de surface sur la performance des sorties des modèles GCM et d’autre part vis à vis de la modélisation hydrologique à grande échelle. Par modélisation des processus hydrologiques on entend: l’élaboration des modèles susceptibles de prendre en compte aussi bien les processus de surface (interface sol-atmosphère) que les processus hydrologiques proprement dits. Le couplage des processus de surface et hydrologiques nécessite la prise en compte des échelles de transfert.
Figure 5.2 Evolution de lindice pluviométrique annuel à (a) Dakar et (b) Bamako; (c) baisse des isohyètes entre les deux périodes humide et sèche sur les pays du CILSS
OUAGADOUGO BISSA
BAMAK O NOUAKCHOT
NIAME DAKAR
NDJAMEN BANJU
-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
10 15 20
25 isohyètes moyennes de la période 1968-97 en millimètres
isohyètes moyennes de la période 1950-67 en millimètres (c)
(c) Variation of standardised module for the Senegal River at Bakel
Lors du développement de ce thème les axes de recherche suivants seront considérés:
l A travers la caractérisation des états de surface (interface sol-atmosphère), mieux comprendre les paramètres physiques qui déterminent les sorties des Modèles de Circulation Générale dans l’atmosphère (MCG): plusieurs schémas sont disponibles de nos jours et il conviendra de mieux comprendre le fonctionnement hydro-dynamique spécifique à chacun des schémas;
Figure 5.3 Evolution des modules standardisé: (a) Niamey sur le fleuve Niger, (b) NDjaména sur le fleuve Chari, et (c) Bakel sur le fleuve Sénégal
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(c) (b) (a)
Module standardisé
Variation du module standardisé sur le Sénégal à Bakel
Année Année
Année Module standardisé Module standardisé
Variation du module standardisé sur le Chari à NDjaména Variation du module standardisé sur le Niger à Niamey
l Le passage des échelles MCG aux échelles hydrologiques. Cela nécessite la mise en place d’un schéma de désagrégation approprié permettant de passer des échelles atmosphériques aux échelles hydrologiques en mettant un accent particulier sur le rôle de changement d’échelles aussi bien d’espace que de temps. Plusieurs approches sont disponibles telles que les approches statistique, fractale et hydrodynamique;
l Mettre en application cette démarche pour mettre au point un modèle hydrologique couplé permettant d’évaluer les effets des changements des états de surface sur la réponse hydrologique du bassin versant;
l Caractérisation des performances des modèles pluie-débit existants pour différentes situations climatiques.
Les principaux résultats attendus sont la mise en synergie des actions des recherches entreprises par les différentes équipes intéressées par le thème, le renforcement des capacités des équipes impliquées dans ce thème en ce qui concerne les modèles MCG, la problématique du transfert d’échelle (agrégation, désagrégation) entre les processus de surface et hydrologiques à des fins de modélisation hydrologique. Aussi, avec l’équipe béninoise en collaboration avec le projet CATCH de l’IRD, la mise en place d’un modèle hydrologique pour le haut bassin du Ouémé permettant d’étudier l’impact des changements climatiques et l’étude des performances des modèles pluie-débit.
En ce qui concerne le volet spécifique aux activités de recherche plus particulièrement à la mise au point du modèle hydrologique couplé, la démarche suivante sera poursuivie:
l Acquisition des données climatiques, hydrologiques, hydrogéologiques et des états de surface au sein du bassin;
l Analyse des données climatiques et des états de surface aux échelles atmosphériques et hydrologiques permettant la mise au point ou l’adoption d’une méthode de
désagrégation;
l Etude de sensibilité des sorties des GCM par rapport aux états de surface (nécessité d’une approche d’agrégation);
l Mise au point du modèle hydrologique couplé par la mise au point d’une approche de désagrégation;
l Application du modèle hydrologique couplé afin d’évaluer l’impact des modifications des états de surface sur la réponse du bassin versant.
5.3.3 Qualité de l’eau
L’objectif général poursuivi est de mieux appréhender la problématique des régimes de matières transportées en suspension et en solution par les cours d’eau vers les océans, les lacs et les retenues où ils se déposent. Lors du développement de ce thème les axes de recherche suivants seront considérés:
l Etablissement des bilans géochimiques: matières minérales en suspension et en solution (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, HCO3–, Cl–, SO42–, NO3–, PO43–, SiO2), et matières organiques;
l Détermination de la variabilité spatio-temporelle des éléments minéraux et organiques;
l Différenciation des origines de ces substances.
Les principaux résultats attendus sont caractérisés par des paramètres physico-chimiques et biologiques le niveau du comblement et d’eutrophisation des retenues et des lacs, spatialiser les taux d’érosion, appréhender l’impact des activités anthropiques sur les écosystèmes.
On définira trois grandes zones géographiques: semi-aride (savane sèche), soudano-sahélienne
(savane arbustive) et équatoriale (forêt). Un inventaire sera dressé des travaux réalisés ou en cours sur le sujet dans la région Afrique de l’Ouest et Centrale et on mènera, pour chacune des zones prédéfinies, des études de cas.
5.3.4 Etiages
L’objectif général poursuivi est de mieux appréhender la problématique des basses-eaux dans une optique d’amélioration des projets hydrauliques sur le plan de l’aménagement des régions, de la dilution des effluents, des prélèvements d’eau et de l’hydro-écologie.
Lors du développement de ce thème les axes de recherche suivants seront considérés:
l Analyser la variabilité naturelle des basses-eaux en fonction de la nature des sols, de l’hydrogéologie et du climat.
l Examiner les impacts anthropiques sur les étiages.
Les principaux résultats attendus sont développement de procédures de description et d’estimation des étiages à une échelle régionale, interactions entre hydrogéologie, étiages et impacts des activités anthropiques, evaluation de l’impact des changements de l’occupation des sols sur les basse-eaux à l’aide de modèles hydrologiques.
5.4 Formations et amélioration des moyens
A travers le site Internet de FRIEND-AOC, qui sera considéré comme outil d’animation, un partage aisé des informations dans le domaine du cycle de l’eau permettra de rapprocher les membres du réseau. Ils peuvent aussi disposer de l’inventaire de la banque des données, ce qui leur permettra de formuler de requête auprès du gestionnaire de la base des données.
D’ores et déjà, le groupe variabilité des ressources en eau a mis en place un forum Internet qui permet de faire circuler des informations pouvant intéressées les membres du groupe:
annonces de manifestations diverses (congrès, colloques, stages de formation), adresses de sites Internet intéressants, missions, publications produites ou à lire, recherche ou proposition de stagiaires, sujets de stage de DEA et de thèse proposés, soutenances de DEA et de thèses, liste des publications et travaux de recherche des membres du groupe, etc.
Des réunions de coordination annuelles de chacun des thèmes devront permettre de faire le point sur les études en cours, de coordonner les travaux de chacune des équipes de recherche, et de préparer les ateliers scientifiques et les congrès. Proches des préoccupations scientifiques des participants, ces réunions auront un rôle important car elles permettront d’affiner les méthodologies, d’améliorer les techniques, de travailler sur la valorisation des résultats et de définir des échéances.
En dehors de l’outil Internet, l’échange des connaissances et d’informations a lieu à travers:
l des ateliers de formation qui servent de support pour l’acquisition de nouveaux outils et méthodes par les équipes travaillant au sein du projet FRIEND AOC. Il est prévu par cette année une formation sur le SIG et les ressources en eau.
l Les ateliers scientifiques qui permettent de faire évoluer la réflexion scientifique à travers une large confrontation et une intéressante diffusion des résultats acquis par les équipes de chercheurs. Un atelier scientifique est prévu en courant de novembre dans la perspective de FRIEND 2002.
l Les échanges scientifiques régionaux de courte durée qui permettent aux équipes de recherche du projet FRIEND AOC de mieux travailler ensemble sur des
problématiques ponctuelles et partagées.
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5.5 Conclusions
La réunion à Yaoundé organisée en décembre 99 marque un tournant dans la nouvelle dynamique de FRIEND-AOC. En effet un atelier scientifique d’un bon niveau a marqué la fin de la première phase du projet. La qualité des papiers présentés ainsi que le nombre de participants dénote l’intérêt qu’accordent les scientifiques travaillant dans la problématique hydrologique de la sous-région. Lors du comité de pilotage organisé à l’occasion de cette réunion, l’évaluation sans complaisance de la première phase du projet a conduit à recentrer les thèmes tout en réduisant le nombre et aussi de responsabiliser dorénavant les institutions scientifiques et techniques dans le cadre de la coordination des thèmes.
Le premier comité de pilotage de la seconde phase de FRIEND-AOC s’inscrit dans cette nouvelle dynamique et a conduit à la production par chacune des institutions coordinatrices d’un cahier de charge présentant les objectifs, les résultats et les activités à mener. Ceci nous a permis de préparer un document de projet cohérent et complet pour FRIEND-AOC. Ce qui permettra de suivre la progression du projet et de faire des évaluations plus facilement. Une bonne partie de ce rapport provient dudit document de projet. Dans le cadre de la préparation de l’atelier international FRIEND 2002, la sous-région Afrique de l’Ouest présentera une quinzaine de communications orales et autant de posters. Ce qui doit être un record. Cette situation est bien la preuve de la nouvelle dynamique du projet FRIEND-AOC.
Les projets FRIEND-AOC et HYCOS-AOC (composante Afrique de l’Ouest et centrale de WHYCOS de l’OMM) sont très complémentaires. Une réflexion est en cours afin d’harmoniser les bases des données des deux projets compte tenu de leur grand recoupement. FRIEND-AOC gagnerait à voir sa base de données harmonisée avec celle de HYCOS-FRIEND-AOC. La mise à jour de la base de données FRIEND-AOC se fera automatiquement à partir des données collectées à travers le projet HYCOS-AOC qui lui appuie financièrement les services hydrologiques des pays pour la collecte des données contrairement à FRIEND-AOC.
Enfin, dans le cadre de la préparation du Troisième Forum sur l’Eau qui aura lieu au Japon en 2003, la coordination FRIEND-AOC a été sollicitée pour faire partie d’un groupe de travail par le WATAC qui est la composante Afrique de l’Ouest du Global Water Partenership (GWP). Le renforcement de la coopération entre le groupe FRIEND-AOC et les autres projets et initiatives dans la sous-région portant dans des thématiques semblables est à poursuivre.
Bibliographie
Amani, A., 2001. Variabilité des précipitations et des ressources en région Sahélienne: Un bilan. Editeurs: Gash, J.H.C., Odada, E.O., Oyebande, L. & Schulze, R.E. Compte rendu de l’Atelier international sur les ressources en eau de l’Afrique, Nairobi, 26-30 octobre 1999 (BAHC), 67-72.
Amani, A., 2001. Variabilité des précipitations et des ressources en région Sahélienne: Un bilan. Editeurs: Gash, J.H.C., Odada, E.O., Oyebande, L. & Schulze, R.E. Compte rendu de l’Atelier international sur les ressources en eau de l’Afrique, Nairobi, 26-30 octobre 1999 (BAHC), 67-72.