Nous allons dans ce chapitre développer les traitements qui nous ont permis d’aboutir à la mise en évidence de la ressource hydrique et végétale. Ces ressources sont considérées comme les principaux facteurs de répartition en saison sèche, c’est pourquoi il est absolument nécessaire, pour analyser la distribution des grands mammifères, de pouvoir les localiser voire de les quantifier.
Dans ce chapitre vont se succéder la description des traitements utilisés, suivie des résultats issus de ces traitements permettant de caractériser la ressource hydrique.
Avant de mettre en évidence la ressource végétale et son mode d’exploitation par les grands mammifères, les ongulés en particulier, nous nous efforcerons de déterminer une échelle d’analyse la plus pertinente possible.
Nous proposerons par la suite des scénarios d’utilisation de cette ressource, par catégorie d’espèces animales, susceptibles d’influencer la distribution de ces espèces.
On déterminera pour finir les habitats, au niveau de leur structure et de leur composition floristique, qui joueront un rôle dans la répartition des espèces animales.
Les facteurs naturels de répartitions conditionnent les éléments de survie des espèces. En d’autres termes, on peut considérer que les éléments nécessaires à l’alimentation, à la reproduction ou au maintien de l’espèce constituent l’habitat. Ce dernier peut être défini comme « l’emplacement où vit un organisme et son environnement immédiat tant biotique qu’abiotique » (Ramade, 1984 ; Rodrigue, 1992). Il « détermine la disponibilité des ressources, des refuges, des lieux de reproduction, des partenaires ; l’abondance des individus de la même espèce et des compétiteurs interspécifiques ; les risques de prédation, de parasitisme, de maladie ; et une série d’autres facteurs influençant le succès reproducteur. » (Morris, 1987a).
La distribution d’une espèce peut être limitée directement par des contraintes morphologiques ou physiologiques internes ainsi que par des contraintes externes comme la prédation ou la compétition interspécifique. La sélection42 comportementale du fait de l’attirance ou de l’évitement de types d’habitats spécifiques peut être également un facteur significatif (Fitch, 1979).
Les ressources abiotiques et biotiques sont d'intérêt majeur pour l'étude de l'habitat d'une espèce. Ainsi la nécessité d'obtenir des informations précises sur les ressources utilisables par une espèce dans un habitat donné est essentielle dans l'effort de préservation d'une espèce d’autant plus lorsqu’elle est menacée ou exploitée (Boyce & McDonald, 1999 ; Manly et al., 1993 ; Dubois, 2003).
Au sein de l’habitat, une des conditions de survie durant la saison sèche, pour une grande majorité d’espèces (menacées ou pas) est l’accès au point d’eau. On remarque qu’une grande partie des distributions est agrégée autour des points d’eau restants durant cette période. La première opération est de localiser les points d’eau dans la zone d’étude.
42 L’ensemble de ces coûts et bénéfices intervient de manière théorique dans le choix d’habitat d’un individu idéal, la décision optimale dépend en grande partie de la qualité et disponibilité des différents habitats en tenant compte des demandes densité-dépendantes de la population (Morris, 1987a).
5.1) Détermination et évolution des points d’eau
.5.1.1) Méthodes de localisation.
La localisation des points d’eau peut se faire par 3 moyens différents : - grâce aux cartes topographiques,
- par traitement des images satellites,
- et réalisant des relevés de terrain à l’aide d’un GPS.
Les cartes topographiques au 1/200 000ème et au 1/50 000ème nous renseignent sur le réseau hydrologique de la zone d’étude (cf. chapitre 2.2.2.6), soit les différents cours d’eau temporaires et permanents en pleine saison des pluies. Mais aucune précision n’est donnée sur les mares temporaires ou permanentes.
Une carte touristique43 permet de localiser les onze mares principales du Parc, avec une précision géographique très médiocre au niveau du géoréférencement, et aucune information sur les dates d’assèchement des différents points d’eau.
Nous avons pu situer ces mares grâce notamment à des indications géoréférencées lors des rapports de la section aménagement, chargée du suivi des mares, et au rapport du Génie Rural. Les informations recueillies par Koster (1981) sur l’aménagement des mares et sur la localisation de certains points d’eau en saison sèche ont le défaut de ne pas fournir les coordonnées des points d’eau, mais en procédant à des recoupements avec les données précédentes, on peut dresser une carte des ressources hydriques dans le Parc du W (cf. figure 40).
Le tableau 6 vient en complément de la figure 40. Il nous indique le toponyme de la mare, sa durée de mise en eau et les éventuels aménagements du point d’eau concerné.
La durée de mise en eau varie en fonction de la pluviométrie de l’année précédente. Les informations de la section aménagement du Parc et de Koster44 ont été mises en relation avec la pluviométrie correspondante, et ont été confrontées avec nos propres observations. Les coordonnées des mares ont été relevées lors de nos travaux de terrain (2000 à 2002), que ce soit pour les comptages en véhicule ou en point fixe.
43 Cette carte a été élaborée par le Ministère de l’Environnement et de la lutte contre la Désertification au profit des œuvres écologiques du Niger.
Figure 40. Localisation des mares dans le Parc du W du Niger.
Comme nous l’avons déjà précisé plus haut (cf. § 2.2.1.3), un suivi des mares devait normalement être effectué par la section aménagement du Parc. Mais, faute de moyens, ce suivi sur la durée de mise en eau des principaux points d’eaux du Parc n’a pas encore été fait. En conséquence, aucune information précise n’est disponible, nous ne pouvons exploiter les informations existantes qu’avec un large "fourchette temporelle". Les périodes d’assèchement des points d’eau sont communiquées par périodes d’un mois.
Cette échelle de temps, bien que peu précise, permet d’appréhender la disponibilité spatio- temporelle des ressources hydriques pour l’analyse de la distribution des mammifères.
Il demeure néanmoins une inconnue qui est la répartition des points d’eau dans la Mékrou et la Tapoa au cours de la saison sèche.
La Mékrou coule en moyenne jusqu’à fin décembre, et la Tapoa jusqu’en octobre. Les seules informations concernant les points d’eau restants dans ces deux rivières nous sont fournies par Koster (1981), mais elles sont trop peu précises pour pouvoir les intégrer dans le SIG. Les moyens dont nous disposons pour obtenir des informations sur l’évolution des points d’eau dans ces deux rivières sont la télédétection ou le repérage terrain.
Tableau 6. Description des points d’eau dans le Parc du W.
Clé Nom Durée Type Aménagement
1a Bata1 décembre/janvier semi-artificielle forage
1b Bata2 décembre/janvier semi-artificielle agrandissement
2a Nyafarou1 février/mars semi-artificielle agrandissement
2b Nyafarou2 février/mars semi-artificielle agrandissement
2c Nyafarou3 décembre/janvier naturelle
3 Embarcadère novembre/décembre artificielle creusement
4a Moussiémou2 novembre/décembre semi-artificielle forage
4b Moussiémou1 novembre naturelle
5 Boro Fouanou novembre/décembre semi-artificielle forage+pompe
6 Fomboni novembre/décembre semi-artificielle forage+pompe
7a Barou novembre/décembre naturelle
7b Mékrou novembre/décembre naturelle
8a Kori Darou1 novembre/décembre naturelle
8b Kori Darou2 novembre/décembre naturelle
8c Kori Darou3 novembre/décembre naturelle
8d Kori Darou4 novembre/décembre naturelle
9a Kiba1 novembre/décembre naturelle
9b Kiba2 novembre naturelle
10 Ganganou novembre/décembre naturelle
11a Bonkongou1 novembre/décembre naturelle
11b Bonkongou2 novembre semi-artificielle seuil gabion
12 Kourou novembre/décembre naturelle
13a Anana mars/avril naturelle
13b source Anana décembre/janvier naturelle
13c Moussiémou3 janvier/février semi-artificielle agrandissement
13d Anana2 décembre/janvier naturelle
14 Doundou Bangou février/mars naturelle
15 Tchirobi Gangani novembre/décembre naturelle
16a Moudiomomou1 novembre/décembre naturelle
16b Moudiomomou2 novembre/décembre naturelle
17a Medyaga1 novembre/décembre naturelle
17b Medyaga2 novembre/décembre naturelle
18a Pérélégou2 janvier/février naturelle
18b Pérélégou1 avril/mai semi-artificielle forage+pompe
19 Sapiega novembre/décembre naturelle
20a Kiarti1 novembre/décembre naturelle
20b Kiarti2 novembre/décembre naturelle
5.1.2) Localisation par télédétection.
L’analyse des images satellites est aujourd’hui un outil fréquemment utilisé pour cartographier les unités paysagères. Cette analyse repose sur la connaissance du comportement spectral des objets à identifier. Chaque objet a en effet une signature spectrale qui permet de l’identifier. Cette signature est déterminée en laboratoire, où les conditions idéales (cf. annexe 7) d’analyse sont reconstituées. La signature spectrale d’un objet est représentée sous forme d’une courbe où en abscisse figure la longueur d’onde et en ordonnée le pourcentage de réflectance.
Par exemple, la signature spectrale de l’eau libre peut être représentée sous la forme d’une courbe montrée sur la figure 41.
Figure 41. Signature spectrale de l’eau libre. signature spectrale de l'eau libre
0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
longueur d'onde en nanomètres
% de réflectance
Dans la réalité, on rencontre rarement ce type de courbe, mais la tendance est conservée. Quel que soit le type d’eau considéré sur l’image, le pourcentage de réflectance est décroissant lorsque la longueur d’onde croît. Néanmoins les valeurs de pourcentage de réflectance peuvent varier en fonction des éléments en suspension dans l’eau et en fonction de sa profondeur. Plus l’eau est profonde et plus elle absorbe l’énergie électromagnétique.
Inversement, plus les matières en suspension sont en quantité importante plus la surface en eau réfléchit l’énergie. Dans notre zone d’étude l’eau est souvent peu profonde et boueuse, elle a donc une réflectance supérieure à celle de l’eau libre. Comme le note Robin (1995), lorsque l’eau est peu profonde, la contribution radiométrique du fond est très importante dans la signature spectrale. Si nous sommes en présence d’un fond sableux, les valeurs radiométriques seront plus importantes sur les 3 canaux SPOT que pour un fond argileux ou gréseux.
Dans le cas présent, notre objectif est d’extraire les surfaces en eau en saison sèche, afin de localiser et d’évaluer les ressources hydriques pour la grande faune.
Pour cette saison, nous disposons de deux images du satellite SPOT (multispectral, XS1, XS2
et XS3) prises le 21 février 1999 (même trace). Cela signifie que nous pouvons extraire l’eau,
à condition que sa surface soit supérieure à 400 m². Cette surface correspond à la dimension de la plus petite unité élémentaire d’une image SPOT en mode multispectral qui est de 20 mètres de côté.
En général, pour extraire les surfaces en eau sur une image SPOT, il suffit de procéder à un seuillage du canal proche infrarouge (XS3), les faibles valeurs de réflectance caractéristiques de l’eau étant faciles à isoler.
Cependant, dans notre zone d’étude, les valeurs de l’eau en saison sèche sont identiques à celles des zones brûlées, d’où la difficulté de les isoler par cette méthode.
Par ailleurs, comme on peut le voir sur la figure 41, l’eau a une réflectance non négligeable dans le canal XS1, ce qui n’est pas le cas des zones brûlées dont la surface absorbe l’énergie électromagnétique du visible au proche infrarouge. En procédant simplement a une soustraction des valeurs radiométriques de XS3 sur XS1, on peut discriminer l’ensemble des grandes unités paysagères : eau, zone brûlée, sol nu et peu végétalisé, sol végétalisé. On obtient une image dont les valeurs de pixels sont signées qui s’étalent selon le gradient suivant :
végétation chlorophyllienne sol nu zone brûlée eau (profondeur et clarté) du – au + valeur positive valeur nulle valeur négative
Il est possible que les valeurs de pixels de l’eau boueuse et peu profonde sur revêtement sableux, soient identiques à celles des surfaces sableuses. Ce type de ressource hydrique pour la faune n’étant alors pas identifiable par télédétection, le repérage terrain reste le seul moyen d’identification.
C’est en procédant à un seuillage sur le néo-canal XS3-XS1 que nous avons pu localiser les surfaces en eau (claire et relativement profonde) supérieure à 400 m². En revanche, cela ne permet pas de quantifier le volume d’eau, car si le seuillage peut isoler l’eau même boueuse (à condition qu’elle soit suffisamment profonde), les informations sur la largeur et la profondeur ne sont pas quantifiables avec précision.
La localisation sur le terrain est donc le seul moyen d’une part pour valider les traitements en télédétection et d’autre part pour estimer le volume d’eau disponible.
Lorsque le cours d’eau est étroit, soit d’une largeur inférieure à 20 mètres, comme c’est le cas dans les gorges de la Mékrou, l’identification du point d’eau n’est pas possible même en saison des pluies.
Les eaux trop boueuses, comme celles de la Tapoa en amont du barrage en saison sèche ne sont pas décelables à partir des données dont nous disposons en télédétection. Les valeurs de pixels quels que soient les traitements effectués s’apparentent à d’autres objets ou unités paysagères comme la savane arbustive dégradée (avec beaucoup de tâches de sol nu), la valeur radiométrique est trop influencée par le sol. De plus on parlera souvent de mixels pour le cours d’eau de la Tapoa, car hormis à proximité du barrage, la largeur de la rivière est souvent inférieure à 20 mètres. Un mixel correspond à un mélange de deux états de surface, tels que de l’eau boueuse peu profonde et un bout de berge.
L’objectif ici est de localiser les ressources hydriques par télédétection et repérage terrain, mais certains points d’eau ne sont repérables par aucun des deux moyens. Certaines flaques d’eau situées entre des dalles pierreuses persistent jusqu’en avril, mais elles sont souvent difficiles d’accès. Elles peuvent pourtant avoir un rôle important dans l’organisation spatiale des espèces de faune sauvage, tels que les primates notamment. Il est alors primordial de prendre en considération ces éléments pour comprendre la distribution de certaines espèces de mammifères.
5.1.3) Date et vitesse d’assèchement.
Hormis les mares que nous avons passées en revue au paragraphe précédent, il est important de connaître l’évolution spatiale et temporelle des ressources hydriques de la Tapoa et de la Mékrou.
Pour cela nous devons considérer les pertes nettes par évaporation dans les deux cours d’eau, la nature du substrat et la configuration du site.
Le calcul des pertes nettes se fait en déduisant de l’évaporation brute de la masse d’eau, les pertes naturelles par évapotranspiration. Ces dernières sont dues au déficit d’écoulement, qui a été estimé par EDF à 720 mm en 1972, pour une pluviométrie de 800 mm.
L’évaporation brute calculée par EDF en 1972 étant de 2100 mm/an à la Tapoa, les pertes nettes par évaporation sont évaluées à 1380 mm/an en année moyenne.
En 1985, la compagnie Lavalin International Inc., a à son tour évalué l’évaporation nette sur la Mékrou en intégrant aux mesures de la Tapoa, les mesures réalisées aux stations de Niamey et de Kandadji. Le résultat est très voisin de celui d’EDF et donne une évaporation nette de 1275 mm/an.
On peut retenir comme valeur moyenne d’évaporation nette 1300 mm/an pour une année moyenne pluviométrique d’environ 700 mm, en sachant qu’en année décennale45 sèche l’évaporation sera de l’ordre de 1600 mm/an et qu’en année décennale humide elle sera de 1100 mm par an.
Pour déterminer les zones susceptibles de garder de l’eau toute l’année, il faut considérer46 la profondeur de la masse d’eau, et la nature du substrat, une fois que l’eau ne coule plus.
En ce qui concerne la rivière Tapoa, où l’eau s’arrête de couler en octobre, la nature du sol est argileuse, c’est à dire propice à la conservation d’eau. Or la hauteur d’eau n’atteint qu’à peu d’endroits le seuil des 1m30. En fait, seules les gorges de la Tapoa et la zone en amont du barrage peuvent stocker de l’eau de manière permanente. Dans le cas des gorges, il s’agit d’une dépression naturelle creusée par l’érosion hydrique dans la roche mère à fond argileux où l’eau se maintient toute l’année. Les gorges constituent le seul accident de tracé du cours d’eau de la Tapoa et c’est donc le seul élément pouvant garder de l’eau naturellement.
L’autre site où l’eau perdure sur la Tapoa est la zone en amont du barrage, qui a été aménagé. Dès que le débit n’est plus suffisant pour franchir la zone aménagée, constituée de deux barrages espacés d’une dizaine de mètres et d’un surcreusement du lit, l’eau stagne et des argiles se déposent. L’assèchement se fait petit à petit en fonction de l’évaporation nette et de la consommation animale.
En juin, juste avant la saison des pluies, il ne reste alors de l’eau que dans les gorges, et en amont du barrage sur une longueur de 5 km.
En ce qui concerne la Mékrou, le substrat est différent. Il repose en effet sur un socle relativement imperméable constitué de grès du Buem du Continental Terminal et des quartzites de l’Atakorien. Mais la nature du sol est variable, soit il s’agit de dalles pierreuses, très favorables à la rétention d’eau, soit de sédiments plus ou moins grossiers, tels que des sables et des gravillons.
45 La valeur d’une année décennale sèche correspond à la valeur extrême calculée en moyenne sur une période de 10 ans.
La pente du lit est en moyenne modérée (60 cm/km), mais on note des accidents importants au niveau des gorges de la Mékrou et des rapides de Barou.
D’origine structurale, les méandres et coudes brusques sont très nombreux et le lit est souvent encombré de "rochers", roche mère mise à nue, formant des micro-dénivellations qui peuvent jouer un rôle important dans la conservation de l’eau.
Ces micro-dénivellations, ainsi que la nature pédologique du lit sont les principaux responsables de l’agencement en chapelets de mares dans la Mékrou. En effet, la hauteur des berges est supérieure à 2 mètres dans la majeure partie du tracé, dans le Parc du W au Niger. Les méandres accompagnés de rochers viennent modifier l’aspect "incurvé" du lit.
La Mékrou coule en moyenne jusqu’en décembre, la présence d’eau est continue du point triple47 à la confluence avec le fleuve, les photographies aériennes prises en décembre 1996 confirmant cette donnée.
Au fur et à mesure de l’avancée de la saison sèche, des chapelets vont se former. Or il est très difficile de modéliser le mode d’assèchement du cours d’eau, en raison du côté hétérogène que présente ce dernier.
Seul un repérage pédestre ou aérien bimensuel permettrait de connaître l’évolution du cours d’eau. Néanmoins on peut appliquer des lois connues en hydrologie pour localiser les sites ayant le plus grand potentiel de rétention d’eau. Par exemple, le rapport largeur/profondeur et la pente sont plus faibles lorsque le lit est rectiligne. L’écoulement de la Mékrou n’étant pas uniforme dans le temps et dans l’espace, on parlera d’écoulement variable (unsteady flow). Le nombre de Reynolds48, définissant la limite entre un écoulement laminaire et un écoulement turbulent est à priori différent entre la partie de la Mékrou orientée nord-sud et celle orientée est-ouest. Ainsi dans les parties sinueuses, composées de méandres, les flux seront chaotiques avec des fluctuations de vitesses instantanées du courant et des brassages de particules avec des échanges d’énergie turbulentes d’une masse d’eau à l’autre. Des tourbillons et d’autres formes de flux secondaires se superposant à la composante de l’écoulement (Bravard & Petit, 2000). Le changement brusque dans la forme du lit est marqué par les ressauts hydrauliques, où les turbulences et la perte d’énergie sont importantes. Au niveau de ces ressauts on trouve des dépressions marquées dans les lesquelles des particules argileuses d’origine fluviatile peuvent se déposer.
On considérera que c’est au niveau des méandres et des coudes de la rivière que l’eau risque de s’accumuler, pour les raisons citées précédemment. La géologie joue également un rôle important dans le système dynamique fluviatile. A certains endroits la mise à nue de la roche