Pluie et recharge de nappe en zone semi-aride : quelques leçons tirées du Bassin du Lac Tchad
Christian Leduc UMR G-EAU
avec l'aide de G. Favreau, G. Gaultier, M. Leblanc
bassin > 2 M km2
topographie très plate
aquifère quaternaire 0.5 M km2 climat semi- aride à aride
peut-on identifier et quantifier la recharge de la nappe issue directement de la pluie ?
Libye Algérie
Niger
Nigéria
Tchad
Centrafrique
Soudan
hydrologie très sensible à de faibles modifications de l'environnement forte sécheresse des années 70 et 80
formes piézométriques singulières (nappes en creux)
réseau pluviométrique très hétérogène : - quasi-inexistant dans la moitié nord - durée
- qualité
très variable des séries
1905
2002
Précipitations
Approche simplificatrice : modèle à réservoir
Nguigmi, station la plus longue au Niger 205 mm/an en 20 jours
dont 6>10 mm et 3>20 mm
calcul journalier Evap = 6 mm/j
Sol = 25 - 50 -75 mm
Inf25 : 39 mm/an Inf50 : 18 mm/an Inf75 : 10 mm/an
moyenne
Approche simplificatrice : modèle à réservoir
16 stations Niger, 380 années moy = 270 mm, EcT = 134 mm
Evap = 6 mm/j
Sol = 25 - 50 -75 mm
avec 75 mm, 3 années sur 4 sont sans infiltration 34
13 200
75
43 24
130 50
56 50
80 25
Ec.Ty(
mm) Moy.(
mm) Seuil
app.
Sol (mm)
Première conclusion
la recharge de la nappe quaternaire à partir des pluies doit être
- encore plus hétérogène dans le temps et l'espace que la distribution des pluies
- très sensible aux conditions locales (topographie, nature du sol)
complexité attendue de sa distribution géographique
Vision hydrodynamique
M. Leblanc
forte influence du réseau
hydrographique
dômes et
dépressions aux mêmes latitudes
gradient de nappe sans lien avec les pluies
Vision géochimique
confirmation de l'hétérogénéité
confirmation de la faiblesse de la recharge
pas de distribution géographique
simple 1
1 0 1 0 0 1 0 00
0 .0 1 0 .1 1 1 0 1 0 0
Tc ha d 1 9 6 7 N ige r 1 9 6 7 N iger m é d ia ne
Tc had m éd ia n e
taux de renouvellement (%)
teneur en tritium de la nappe
taux de renouvellement de la nappe (%), d'après les teneurs isotopiques
1
3H 14C
10 100
0.001 0.1 0.01
médiane 0,06%
médiane 0,1%
Evolution temporelle des pluies
comme partout au Sahel,
rupture dans les années 60-70 ampleur augmentant avec l'aridité
dégradation attendue de la recharge de nappe
N'Djamena
-2,5 -2 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
pluie annuelle centrée-réduite
Evolution temporelle des pluies
analyse journalière originale
diminution du nombre de grosses pluies augmentation/diminution du nombre de petites pluies
0 10 20 30 40 50
>50 mm/j 20-50 mm/j 10-20 mm/j 0-10 mm/j Nguigmi
Gouré Diffa Maïné
437-267 468-259 381-209 309-161
Comparaison de 4 stations du Niger oriental périodes 1952/62 et 1981/91
Evolution de la nappe quaternaire
mouvements pluriannuels lents et réguliers
système sensible à des perturbations extérieures mais avec une très forte inertie
difficile différenciation des processus de recharge (réseau hydro, infiltration des pluies) du fait de leurs évolutions concordantes
-44 -42 -40 -38 -36 -34 -32 -30 -28
01/01/90 01/01/92 01/01/94 01/01/96 baisse : 1 à 4 cm /an
-8 -6 -4 -2 0 2
baisse de la nappe (m) entre 1976 et 1989
Conclusion
1. Les pluies
ressemblances avec d'autres régions du Sahel (gradient régional, hétérogénéité, rupture des années 60-70)
différences (augmentation du nombre de jours de pluie en période sèche)
2. L'hydrologie de surface évolution "attendue"
diminution des écoulements de surface(≠ bassin du Niger)
Conclusion
3. La recharge de nappe observations cohérentes
infiltration faible mais présente malgré l'aridité,
hétérogène dans le temps (événements peu nombreux) hétérogène dans l'espace (liée aux conditions de surface)
transformation de la pluie encore largement inconnue difficulté de passer du ponctuel au régional constat sans capacité de prédiction
superposition probable de phénomènes
Les travaux d'Hélène sur l'évolution des pluies dans le Bassin du Lac Tchad étaient le premier volet d'un vaste programme que nous avions décidé de consacrer à la variabilité hydrologique dans le BLT, et notamment à la variation spatiale et temporelle de la recharge de la nappe quaternaire.
La maladie d'Hélène a évidemment interrompu cette investigation. Pour tous ceux qui ont eu le plaisir de la connaître, sa mort ne rime pas avec disparition. Cet exposé est une manière très imparfaite d'illustrer qu'elle reste présente dans nos travaux et dans nos esprits.
