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Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement (2iE) 2019

Modélisation Intégrée du Complexe Mouhoun supérieur-Sourou dans le contexte des changements climatiques

KOUANDA Bouraïma

Titre : Modélisation Intégrée du Complexe Mouhoun supérieur-Sourou dans le contexte des changements climatiques

Auteur : KOUANDA Bouraïma

Etablissement de soutenance : Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement (2iE)

Grade : Doctorat en Sciences et Technologies de l’Eau, de l’Energie et de l’Environnement 2019

Résumé
La présente étude s’inscrit dans le cadre du Programme National pour la Gestion Intégrée des Ressources en Eau (PN-GIRE) au Burkina Faso. Elle vise à contribuer à une meilleure connaissance de la dynamique des eaux de surface et des eaux souterraines, ainsi que leurs interactions au niveau du complexe Mouhoun supérieur-Sourou (Ms-S), partagé entre le Burkina Faso et le Mali dans l’espace soudano-sahélien en Afrique de l’Ouest. Plus spécifiquement, il s’est agi : (i) de caractériser hydrologiquement le complexe Ms-S, (ii) d’étudier les interactions eaux de surface - eaux souterraines et (iii) d’évaluer les impacts potentiels des changements climatiques et environnementaux sur les ressources en eau. Pour atteindre ces objectifs une approche pluridisciplinaire a été privilégiée. Des approches classiques en hydrologie ont permis de déterminer les paramètres hydro-climatiques qui caractérisent la zone d’étude. Les interactions entre les eaux de surface et les eaux souterraines ont été appréhendées à travers surtout des investigations géochimiques et isotopiques. Pour apprécier quantitativement les écoulements souterrains, quatre (4) modèles basés sur le principe des filtres numériques récursifs et une approche de Bilan Massique basée sur la Conductivité électrique de l’eau ont été utilisés. Le modèle SWAT (Soil and Water Assessment Tool) a été utilisé pour simuler la réponse hydrologique globale du Mouhoun supérieur à Samendeni et à Nwokuy. Ce qui a permis de déterminer les termes du bilan hydrique en combinant à la fois des données climatiques, topographiques, de types de sols et d’occupation des terres. Pour comprendre l’impact potentiel des changements climatiques sur les ressources en eau, les sorties de cinq (5) modèles climatiques régionaux (CORDEX) ont été utilisées pour simuler à l’aide du modèle SWAT (calibré et validé) la réponse hydrologique future (jusqu’en 2100) sous deux scénarios d’émissions RCP4.5 et RCP8.5. Pour étudier l’impact des changements environnementaux sur les termes du bilan hydrique, les résultats statistiques d’une analyse diachronique de l’occupation des terres ont été utilisés dans le modèles SWAT (calibré et validé). La géochimie confirme une forte interaction entre les eaux de surface et les eaux souterraines. Les isotopes stables mettent en évidence : (i) une recharge actuelle importante, (ii) une évaporation très remarquable des eaux stockées en surface due aux conditions climatiques, (iii) une évaporation de certains échantillons d’eaux souterraines essentiellement dans le Continental Terminal (CT) malien due à la recharge des eaux évaporées des lacs endoréiques et/ou une évaporation à partir de la nappe aux endroits où elle est superficielle. Aussi, l’utilisation du tritium soutient-elle la recharge actuelle importante, tout en précisant l’existence d’eaux anciennes. Les cartes de tritium et de conductivité électrique superposées avec la topographie et la piézométrie, permettent de visualiser les zones potentielles de recharge et les zones encaissant des eaux anciennes ou favorables à une remontée d’eaux anciennes. Sur l’ensemble du Mouhoun supérieur dominé par la zone soudano-sahélienne, les termes du bilan hydrique interannuel peuvent se résumer par : Pluie (100%) = Ruissellement (4.3%) + Recharge (12.9%) +ETR (84.8%) + Variation de stock (±1%). Dans la partie soudanienne on obtient : Pluie (100%) = Ruissellement (9%) + Recharge (16%) +ETR (74%) + Variation de stock (±1%). Quant aux données climatiques projetées, elles prévoient une remarquable baisse pluviométrique aux mois d’août et de septembre dans la zone d’étude. Les résultats de la modélisation hydrologique intégrée indiquent que cette situation va contribuer à modifier conséquemment certains termes du bilan hydrique, notamment la recharge. La prise en compte conjointe des changements environmentaux et climatiques dans les simulations hydrologiques, montre une tendance forte à l’augmentation du ruissellement qui pourrait atteindre 27% ou 62% (selon le scenario) et une dégradation de la recharge qui pourrait baisser d’ici 2100 de 24% avec le scénario RCP4.5 et s’annuler pratiquement avec le scénario RCP8.5 (baisse de 97%). Même si le scénario RCP8.5 est dit pessimiste, et que les resultats obtenus semblent par moment exagérés, il demeure interpelateur vis-à-vis des potentialités des changements climatiques à impacter la disponibilité de la ressource en eau à l’échelle de la vie humaine.

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Page publiée le 26 février 2020