Piézométrie de référence

V.3.3.1 Fluctuations piézométriques

La recharge indirecte crée des dômes locaux dans la nappe phréatique perceptibles par une variation des niveaux mesurés sur les chroniques des points proches des zones

d'infiltration (cf. §II.5.2.2 ; Fig.IV-5). La distance des zones de recharge locale, les caractéristiques hydrodynamiques du milieu, la profondeur de la nappe ou encore l'intensité de la crue en surface sont autant de paramètres qui déterminent l'apparition et l'amplitude de fluctuations piézométriques en un point d'observation donné (Leduc et al., 1997).

Trois groupes sont reconnus sur la zone d'étude : - les points à fluctuations saisonnières, - les points sans fluctuations saisonnières,

- les points à fluctuations saisonnières occasionnelles.

Fig.V-5 : exemple de fluctuations piézométriques observées entre 1993 et 1998 à Wankama ; P1, P2 et P3 sont des piézomètres situés respectivement à 30, 80 et 180 m du bord de la mare (d'après Favreau, 2000).

Sur la zone d’étude, environ 30% des points montrent des variations saisonnières annuelles du niveau de la nappe phréatique. Ils se situent dans des secteurs bas du paysage où la nappe est à une profondeur relativement faible, près des mares ou près de bas-fonds à écoulement temporaire (p. ex. Hamdallay). Le tableau en annexe 1 liste les caractères fluctuants ou non fluctuants d'une soixantaine de points d'observation en fonction de la distance à un exutoire identifié (§III.1.2.3). Au-delà de 800 m environ, quasiment aucun point n'affiche de fluctuations piézométriques saisonnières annuelles sur la période 1992-2003. La profondeur maximale où ces variations du niveau de la nappe sont observées se situe vers -30 m et les amplitudes mesurées sont généralement comprises entre 0,4 et 5,0 m.

Les points sans fluctuations piézométriques saisonnières sont les plus nombreux, ils représentent environ 50% des chroniques. A de rares exceptions près, ils sont généralement situés sur des points hauts du paysage où la nappe est relativement profonde (> 30 m). Leurs chroniques affichent uniquement une hausse interannuelle.

Les points à fluctuations saisonnières occasionnelles sont les moins nombreux, mais se répartissent sur l'ensemble du paysage, pour des profondeurs de nappe de l'ordre de 20 à 60 m. Les variations des niveaux ne se manifestent que certaines années essentiellement pour deux raisons :

- les points sont situés à une distance importante d'un exutoire et ne sont influencés par la recharge qu'en cas de crue exceptionnelle,

141 - les points sont à proximité d'une zone de recharge qui ne fonctionne qu'en

cas de crue exceptionnelle.

Ces deux origines illustrent la forte variabilité interannuelle de la recharge soulignée au chapitre précédent.

V.3.3.1 Choix des niveaux statiques

A l’échelle de la zone d'étude, les fluctuations saisonnières ne perturbent pas le schéma général de répartition de la piézométrie, même pour les années de forte recharge (Favreau, 2000). Cependant, les niveaux dynamiques (non stabilisés à l'échelle annuelle) ne permettent pas les comparaisons d'une année sur l'autre ou d'un point à un autre. D'après les chroniques, la surface de la nappe est supposée à l'équilibre pour la plupart des points d'observation en fin de saison sèche (Fig.V-5). Les dômes locaux formés en saison humide se sont résorbés par diffusion. Les niveaux ponctuels de la nappe sont par conséquent supposés en équilibre avec la piézométrie générale en avril-juin. Nous les nommons ici "niveaux statiques".

L'analyse approfondie des chroniques montre que, si cette supposition est vraie pour la plupart des points observés, certaines exceptions existent. Par exemple à Kolo Bossey (2°55'42''E, 13°44'14''N), la forte hausse de 1994 est suivie d'une baisse entre les niveaux de fin de saison sèche 1995 et 1996 ; de même, la forte hausse de 1998 est suivie d'une baisse jusqu'en 2000 (Fig.V-6). Ceci démontre que pour certaines années exceptionnelles, le niveau atteint en fin de saison sèche est toujours dynamique alors qu'intervient la recharge de l'année suivante. La piézométrie continue alors de s'ajuster et crée une baisse apparente. Plusieurs années peuvent être nécessaires pour recouvrer un équilibre. Comme la plupart des chroniques similaires, ce point est situé au centre de la dépression où la convergence des flux latéraux est certainement à l'origine de ce phénomène.

Le choix des niveaux statiques doit donc s'effectuer au cas par cas en tenant compte de l'historique des chroniques et du contexte des points de mesure. La précision de ces niveaux déduits des mesures ponctuelles est de l'ordre de 1 à 2 m (Favreau, 2000).

Fig.V-6 : illustration d'une baisse apparente du niveau statique sur la chronique piézométrique de Kolo Bossey (2°55'42''E, 13°44'14''N).

V.3.3.2 Piézométries de référence

La modélisation hydrodynamique sur la période 1992-2003 nécessite l'établissement de niveaux de référence pour le calage de la piézométrie. Le choix des points d'observation doit tenir compte de l'ensemble des perturbations possibles et de l'homogénéité du nivellement. Les niveaux statiques retenus correspondent toujours aux mesures de fin de saison sèche. Environ 80 points d'un réseau invariant ont permis l'établissement de la piézométrie de référence sur toute la période.

A partir des niveaux statiques absolus de la nappe phréatique, douze cartes krigées ont été réalisées sur la période 1992-2003 (cartes de référence). Elles sont présentées en annexe 2. Afin de définir convenablement les limites de la zone modélisée, des mesures plus au nord (données "coopération suisse") et quelques nivellements supplémentaires ont permis d'étendre le canevas des données pour l'année 2000. Une carte sur un secteur plus vaste a été établie (Fig.V-7).

L'état stable de la nappe (c.-à-d avant la hausse) est défini à partir des niveaux reconstitués du début des années 60 par Favreau (2000). Quelques nivellements supplémentaires ont été réalisés depuis. La carte actualisée sur notre zone figure en annexe 3 (nommée carte de 1964).

143 La morphologie générale relative de la surface piézométrique est quasi-invariante dans le temps (de 1964 à 2003). Seule la hausse à long terme est visible par le resserrement des isopièzes dans le centre de la dépression du kori de Dantiandou et par leur élargissement sur le dôme d'Hamdallay à l'ouest. Le dallol Bosso demeure une zone de charges élevées depuis les années 60. Globalement les gradients hydrauliques sont toujours très faibles (< 0,1‰). La profondeur moyenne est de 50 m en 2003 et peut atteindre 100 m sous les plateaux avec quelques affleurements dans les points bas du paysage. Les écarts entre les niveaux de la nappe les plus hauts et le creux piézométrique sont d'environ 20 m.

Fig.V-8 : distribution des épaisseurs saturées de l'aquifère phréatique.

L'épaisseur saturée est en moyenne de 36 m, variant de quelques mètres à l'ouest de la zone pour atteindre 72 m sous le dallol Bosso en 2003. Les gammes les plus représentées se situent entre 15-20 m et 50-55 m avec 50% de la superficie concernée par des épaisseurs inférieures à 33 m (Fig.V-8). Sous les mares identifiées (§III.1.2.3), la profondeur moyenne de la nappe est de 31 m avec des extrêmes entre 3 et 62 m (Fig.V-9). L'épaisseur de la zone non saturée entre ces mares et la nappe est représentée dans toutes les gammes de longueur.

Fig.V-9 : distribution des profondeurs de la nappe phréatique sous les mares identifiées de la zone d'étude. Fréquence relative en classes d'épaisseur constante.

Au delà de 14°N, les chroniques continues entre 1992 et 2003 sont rares et peu de points sont nivelés. Les cartes étendues de 1964 (annexe 3) et 2000 (Fig.V-7) montrent que la surface de la nappe est moins perturbée au nord alors que la densité des points de mesures est homogène. L'absence d'observations n'est donc que partiellement pénalisante au nord, d'autant que la zone d'intérêt essentiel est représentée par le creux piézométrique relativement bien décrit pour toutes les années. La zone d'étude a été choisie relativement vaste afin de la préserver des effets de bord dans la modélisation.