ARTICLE
Auteur(s) : Lazar AA AguiarLazar AA
Aguiar1, Michelle Garneau1, Anne-Marie LézineAnne-Marie
Lézine2, Pascal Maugis2
1Université du Québec à Montréal
GEOTOP-UQAM-Mc Gill 201 Président-Kennedy H2X 3Y7 Montréal
Canada
2CNRS-LSCECEA-Orme des Merisiers Bâtiment 701 91191
Gif-sur-Yvette France
Le Sahel a subi, au cours des dernières décennies, une
récurrence marquée des sécheresses en particulier dans les années
1970, 1980 et 1990 au cours desquelles les précipitations ont
diminué d'environ 40 % [1-3]. Le déficit de recharge des
réservoirs souterrains à partir des apports pluviométriques est de
13 et 27 % au cours, respectivement, des décennies 1970 et
1980 [4]. Cette régression du niveau des aquifères compromet
l'alimentation en eau potable des populations et éloigne l'objectif
d'autosuffisance alimentaire pour une région cruciale pour
l'économie sénégalaise. La région des Niayes1
produit, en effet, plus de 80 % des légumes du Sénégal [5]. Cet
article étudie la dynamique hydrologique de la nappe au cours des
50 dernières années. L'objectif est de mettre en évidence, sur
un pas de temps approximatif de 10 ans, entre 1950
et 2004, les variations relativement importantes du niveau de
la nappe en relation avec la variabilité des précipitations et les
activités anthropiques le long du littoral nord du Sénégal. Un
bilan hydrologique a été fait pour l'année 1974, pour laquelle
des données climatiques (évapotranspiration, précipitations) et des
données de pompages étaient disponibles.
Région d'étude et données utilisées
La région d'étude est située entre 14° 3’ et 16° Nord, et entre 16°
et 17°5’ Ouest et couvre une superficie d'environ
2 300 km2. La topographie est marquée par
la présence de dunes sableuses et du plateau de Thiès dont
l'altitude maximale ne dépasse pas 130 m au Sud (figure 1).
La végétation est caractérisée par une pseudo-steppe
sahélienne dans laquelle s'intègrent des reliques forestières
d'origine subguinéenne [6], mises en place dès le début de
l'Holocène et alimentées par la nappe des sables quaternaires (NSQ)
[7]. La présente étude porte sur cette nappe phréatique, qui
affleure au niveau des Niayes et qui traduit le mieux son
hydrogéologie. Le gradient piézométrique est-ouest constitue
un barrage hydraulique naturel s'opposant à la progression du
biseau salin océanique excepté dans certains secteurs des zones
centrale (par exemple à Mboro) et septentrionale [8-10].
Les données piézométriques proviennent des bases de données du
Service de la gestion et de la planification des ressources en eau
(SGPRE) du ministère de l'Hydraulique du Sénégal [11], de
l'Organisation mondiale de la santé (OMS) [12] et du Bureau de la
recherche géologique et minière (tableau 1) [13]. Seuls 38 points
présentaient des données régulières correspondant aux années
d'études (1958, 1965, 1974, 1984, 1994). Compte tenu de
l'hétérogénéité des mesures piézométriques dans la NSQ et du volume
important de données pour chaque station de mesures, un choix de
piézomètres de référence à analyser statistiquement a été fait
suivant : i) la période de mesures du piézomètre, et ii)
l'emplacement du piézomètre dans la couche géologique des sables
quaternaires. Afin de mieux faire ressortir les effets de la
sécheresse depuis 1970 et de la « reprise pluviométrique » de la
fin des années 1990 [3], la série de mesures du piézomètre de
référence devait débuter avant 1970 et dépasser l'année 2000.
Cinq piézomètres ont ainsi été retenus : Lac Mekhe (sud), Ndeune
(centre sud), Kab Gaye (centre), Bendioug (centre nord) et Touba
Guene (nord) (figure 1).
Pour décrire les conditions climatiques de la zone d'étude,
quatre stations météorologiques, dites « synoptiques » (Dakar,
Thiès, Louga et Saint-Louis – figure 1) ont été retenues.
Ces stations qui entourent la zone des Niayes disposent de
séries presque complètes avec moins de 20 % de données
manquantes entre 1950 et 2004 [3].
Tableau 1 Données hydrogéologiques utilisées.
|
Source
|
Type de document
|
Durée
|
Nombre de piézomètres
|
Années manquantes
|
Résolution temporelle
|
|
BRGM [13]
|
statistique
|
Juin 1958 à décembre 1959
|
53
|
0
|
mensuelle
|
|
OMS [12]
|
cartographique
|
Juillet 1963 et octobre 1963
|
117
|
0
|
mensuelle
|
|
Fohlen & Lemordant [17]
|
statistique
|
Mai 1965 et septembre 1965
|
118
|
0
|
mensuelle
|
|
OMS [12]
|
statistique
|
Janvier 1974 à décembre 1974
|
104
|
0
|
mensuelle
|
|
SGPRE [11]
|
statistique
|
1976 à 2002
|
45
|
1995 à 2000
|
Bimensuelle et saisonnière (juin et octobre)
|
|
statistique
|
Juillet 2002 et novembre 2002
|
41
|
0
|
mensuelle
|
Méthodologie
Afin de déceler les anomalies climatiques, la pluviométrie annuelle
cumulée aux stations synoptiques a été normalisée par ses moyennes
sur la période 1961-1990, et par ses écarts types sur l'ensemble de
la couverture temporelle (1950-2004) [3, 14]. L'évolution
interannuelle de la piézométrie a été analysée via la comparaison
des valeurs enregistrées au début (juin) et à la fin (octobre) de
la saison pluvieuse entre 1958 et 2002. Cela permet de
s'affranchir des fluctuations cycliques ou aléatoires de la nappe
et d'évaluer la tendance fondamentale ou sous-jacente [15].
Des cartes piézométriques ont été réalisées à partir de séries
statistiques de piézométrie, suivant un pas de temps approximatif
de 10 ans : 1958, 1965, 1974, 1984, 1994. Ces cartes ont
été conçues pour les mois de mai-juin et septembre-octobre, suivant
le protocole décrit plus haut. La méthode d'interpolation
utilisée fut le « krigeage » qui estime les valeurs aux points non
échantillonnés par une combinaison des données tenant compte de la
distance entre les points de mesure, des valeurs et de leurs
corrélations [16]. Le « krigeage » a été réalisé à partir de
38 points de mesures piézométriques (figure 1).
La validité de cette opération, et notamment de la valeur des
paramètres d'interpolation, a été testée par comparaison avec les
résultats déjà publiés [13, 17]. Cette étape a permis de confirmer
la présence de bombements ou de dépressions piézométriques.
Résultats
Variabilité interannuelle des précipitations
La variabilité interannuelle de la pluviométrie est marquée
par deux séquences contrastées, avec une rupture en 1970 [18].
Entre les périodes 1950-1969 et 1970-1989, la moyenne
pluviométrique annuelle a baissé de 39 % à Thiès, 46 % à Dakar, 35
% à Saint-Louis et 44 % à Louga, soit une variation régionale de
plus de 41 %. Les amplitudes de variations maximales entre ces
deux périodes ont été enregistrées sur la façade méridionale de la
région des Niayes : à Dakar (282,2 mm) et à Thiès
(280 mm) (figure 2) [3].
Les précipitations ont ainsi davantage baissé au sud qu'au
nord, induisant une réduction du gradient sud-nord et un «
nivellement » progressif dénivelant partiellement les hauteurs de
précipitations annuelles dans toute la zone.
Tendance interannuelle du niveau
de la nappe
La figure 3
montre un maintien de la nappe phréatique à un niveau élevé
jusqu'au début des années 1970, et un affaissement rapide ensuite
avec notamment une courte période de recharge à Touba Guene à la
fin des années 1980. Les plus fortes baisses sont observées au
cours des décennies 1970 et 1980 avec des maxima au mois de juin de
0,84 m à Kab Gaye (centre) et de 1,03 m à Lac Mekhe (sud)
respectivement, en contraste avec Touba Guene (extrême nord), qui
semble relativement préservé (tableau 2). Avant 1970, l'évolution de la
nappe était en hausse dans les trois piézomètres les plus au sud de
la région, alors qu'elle était déjà en baisse au nord. Par la
suite, la piézométrie s'abaisse plus rapidement au sud qu'au nord
de la région. Ainsi, malgré cette réaction plus tardive, les
variations piézométriques sur l'ensemble de la période d'étudeont
crû du nord vers le sud avec un rabattement maximum de 2,70 m
à Lac Mekhe (tableau 2). Toutefois,
l'absence de mesures piézométriques entre 1965 et 1974 ne
permet pas de situer avec exactitude la rupture hydrogéologique
entre la période relativement humide et sèche.
Le tableau 3 permet de comparer,
pour un mois donné, la variabilité interannuelle de la piézométrie,
illustrée par son écart type sur la période 1958-2002.
Le niveau de la nappe est ainsi très variable d'une année à
l'autre avec un écart type partout supérieur ou égal à 0,
50 m. Les fluctuations piézométriques sont nettement plus
prononcées à la fin de la saison pluvieuse qu'à la fin de la saison
sèche. Cette variabilité peut trouver son explication dans la
différence des apports pluviométriques annuels et de l'intensité
des événements pluvieux mais aussi des extrêmes de précipitations
qui semblent plus fréquents à la fin de la saison de mousson
[19].
Tableau 2 Tendances et écarts décennaux
du niveau de la nappe entre 1958
et 1994.
|
Écarts piézométriques (m)
|
Cumul (m)
|
Moyenne (m/10 ans)
|
|
Période
|
1958–1965
|
1965–1974
|
1974–1984
|
1984–1994
|
1958–1994
|
1958–1994
|
|
Durée (ans)
|
7
|
9
|
10
|
10
|
36
|
36
|
|
Touba Guene
|
– 0,22
|
– 0,38
|
– 0,40
|
– 0,11
|
– 1,11
|
– 0,30
|
|
Bendioug
|
– 0,62
|
– 0,03
|
– 0,81
|
– 0,26
|
– 1,72
|
– 0,47
|
|
Kab Gaye
|
0,40
|
– 0,52
|
– 0,84
|
– 0,85
|
– 1,81
|
– 0,50
|
|
Ndeune
|
0,29
|
– 1,25
|
– 0,64
|
– 0,38
|
– 1,98
|
– 0,55
|
|
Lac Mekhe
|
0,04
|
– 0,96
|
– 0,75
|
– 1,03
|
– 2,70
|
– 0,75
|
|
Moyenne régionale
|
– 0,02
|
– 0,63
|
– 0,69
|
– 0,52
|
– 1,86
|
– 0,51
|
Tableau 3 Variabilité (amplitude et écart type)
du niveau de la nappe entre 1958 et 2002
(juin et octobre).
|
Piézomètre de référence
|
Touba Guene
|
Bendioug
|
Kab Gaye
|
Ndeune
|
Lac Mekhe
|
|
∆h (juin)
|
– 2,26
|
– 1,70
|
– 2,16
|
– 2,45
|
– 2,6 6
|
|
Écart type
|
0,76
|
0,50
|
0,65
|
0,71
|
0,78
|
|
∆h (octobre)
|
– 2,61
|
– 2,35
|
– 3,4
|
– 2,75
|
– 3,37
|
|
Écart type
|
0,88
|
0,63
|
0,99
|
0,79
|
0,96
|
Dynamique morphologique de la NSQ
La figure 4
montre l'évolution morphologique du niveau de la nappe suivant un
pas de temps approximatif de 10 ans (1958, 1965, 1974, 1984,
1994). La morphologie de la nappe est marquée par la présence
d'un bombement piézométrique au sud de la zone d'étude. À partir de
ce secteur, les courbes isopièzes suivent un gradient latitudinal
décroissant en direction du delta du fleuve Sénégal au nord, à
l'ouest en direction de la côte, et également au sud-est vers
l'intérieur des terres pour alimenter les dépressions
piézométriques continentales vestiges du dernier âge glaciaire
[20]. Ce régime hydrogéologique subit des variations à deux
échelles de temps.
Variations interannuelles
Le dôme piézométrique d'une hauteur maximale de près de 55 m
au-dessus du niveau de la mer, en septembre 1958,
n'était plus que d'environ 19 m en octobre 1984,
avant de remonter légèrement pour atteindre environ 22 m en
octobre 1994. Il en est résulté une déformation de la
crête piézométrique se caractérisant par son déplacement vers le
centre de la région ainsi qu'un rehaussement du plan d'eau dans la
partie nord du littoral, où le niveau piézométrique est passé de –
5,18 m en 1984 à – 3,2 m en 1994. Un creux
piézométrique s'est installé progressivement au sud-ouest, dès les
années 1960, pour devenir une véritable dépression locale
atteignant – 5,18 m en octobre 1994. L'amoindrissement de
ce dôme de près de 36 m et le décalage de son maximum vers le
centre ont localement réorganisé les gradients de charge
hydrologique et par conséquent les transferts d'eau souterraine
autrefois dirigés presque exclusivement vers le nord.
En effet, au cours de la période humide comprise entre 1950
et 1960, le pourcentage de nombre de jours avec précipitations
fut de 45 % en moyenne au cours des mois de juillet, août et
septembre. Les séquences sèches à l'intérieur de la saison
pluvieuse furent relativement courtes avec un nombre de jours secs
consécutifs inférieur à 10 jours [3]. Cela suggère des apports
pluviométriques assez importants qui ont pu assurer une recharge
soutenue de la nappe à cette période.
En revanche, l'affaissement rapide du niveau de la nappe,
observé depuis le début des années 1970, est concomitant à la
baisse des apports pluviométriques ces dernières décennies
(figure 2). En effet, la moyenne pluviométrique annuelle a
baissé de plus de 41 % entre les périodes 1950-1970 et 1970-1990.
Depuis 1950 (d'avril à octobre), le nombre de jours de
précipitations a baissé en moyenne de 2 à 4 jours tous
les 10 ans et le nombre de jours secs consécutifs a augmenté
d'environ 2 à 5 jours tous les 10 ans avec des
maxima dans le secteur sud à Dakar et Thiès [3]. Par conséquent,
les précipitations en baisse – surtout au sud de la région des
Niayes – ont favorisé une régression progressive du niveau de la
nappe de près 0,51 m/10 ans entre 1958
et 1994.
Variations saisonnières
Entre juin et septembre 1958, le niveau général de la nappe a
évolué positivement, entraînant un rehaussement autant du niveau le
plus élevé que du niveau le plus bas avec une bonification
respective de 8 et 5 m. Il en est résulté une
extension du dôme sur toute la partie méridionale de la région et
une disparition des isopièzes inférieures à – 5 m en faveur
des isopièzes comprises entre 0 m et – 5 m au nord. Entre
mai et septembre 1965, l'évolution du niveau de la nappe est
quasi stable avec une légère remontée de 0,04 m du niveau le
plus bas. Au cours des années 1970 et 1980, l'évolution
intra-annuelle de la nappe fut généralement régressive.
En 1974, le niveau le plus bas a baissé de 0,50 m entre
juin et octobre. Même constat pour l'année 1984 où le toit de
la nappe a régressé de près de 3 m (2,99) entre le début et la
fin de la saison pluvieuse. La carte du mois d'octobre 1994
laisse apparaître une hausse du niveau d'eau, au nord et au sud,
marquée surtout par une remontée d'environ 2 m de la
piézométrie dans la zone d'affaissement (nord). La cote
minimale est passée de – 5,18 m en juin à – 3,20 m en
octobre.
Le rehaussement du niveau de la nappe en 1958 peut
s'expliquer par la contribution pluviométrique de cette année
estimée en moyenne de 66 % supérieure à la moyenne régionale de
1961-1990 (370 mm) avec des cumuls annuels pluviométriques de
818 mm à Dakar et de 771 mm à Thiès (figure 2) [3]. En
revanche, le faible cumul pluviométrique de l'année 1974
(324 mm), a favorisé une régression du niveau le plus bas de
la nappe de plus de 0,50 m pour atteindre – 3,35 m en
octobre 1974. Les années de 1970 à 1974,
inclusivement, furent particulièrement marquées par une
pluviométrie déficitaire, d'où la persistance de la baisse du
niveau piézométrique en 1974 (figure 2). L'apport
pluviométrique qui permet de relever le niveau statique de la nappe
fut hydrogéologiquement quasi nul. En 1984, le déficit
pluviométrique par rapport à la normale de 1961-1990 fut estimé à
près de 76 % à Dakar, 52 % à Thiès, 85 % à Louga, 95 % à
Saint-Louis, soit une moyenne de 77 % sur toute la région des
Niayes (figure 2).
En 1994, malgré le contexte pluviométrique déficitaire du
début des années 1990 (1990-1994) un rehaussement du niveau de la
nappe est observé dans la partie nord.
Les variations maximales de la piézométrie sont observables dans
la zone centrale de la région des Niayes – aux alentours de Kab
Gaye – où les fortes valeurs de transmissivité
(1,102 m2/s) et de perméabilité
(5.10-4 m/s) [21] suggèrent une transition rapide
des eaux de pluie vers la nappe souterraine. D'ailleurs, une
analyse plus poussée des années 1958 et 1974 [22] a
montré une bonne réactivité de la NSQ aux fluctuations
pluviométriques, au centre de la région des Niayes avec un temps de
réponse de la nappe de l'ordre du mois. Au sud, l'axe de bombement
piézométrique se superpose à une zone de faible conductivité
électrique inférieure à 200 μs/cm à 20 °C, témoignant
d'un renouvellement préférentiel des eaux de pluie dans la nappe
[21]. Donc, au-delà de la variabilité des apports pluviométriques,
les pulsations hydrologiques peuvent être influencées par les
propriétés physiques des sols. En l'absence d'analyse plus poussée,
cette explication reste une hypothèse.
Contribution des activités anthropiques à l'évolution
du niveau de la nappe
Bilan hydrologique de l'année 1974
Le tableau 4 présente les termes et
le résultat du bilan hydrologique moyen de la NSQ en année de
pluviométrie déficitaire (1974) par rapport à la normale de
référence 1961-1990. Les précipitations qui constituent la
principale entrée hydrologique ont été obtenues à partir du calcul
de la moyenne des cumuls annuels des quatre stations synoptiques de
la région (Dakar, Thiès, Louga et Saint-Louis – figure 1) [22].
L'évapotranspiration a été obtenue à partir du bilan hydrique
calculé par la méthode de Thornthwaite [23] entre juin et décembre,
et les pertes vers la mer ont été calculées à partir du débit de
l'écoulement souterrain vers l'océan estimé entre 3,3 L/s/km
et 4,2 L/s/km [21, 24]. Les débits de pompage ont été
estimés pour la période de juin à décembre et traduits en lame
d'eau (mm) sur la superficie du bassin
(2 300 km2) [10, 25]. Pour les sables
grossiers (0,05-2 mm), le coefficient de porosité efficace
souvent utilisé varie entre 20 et 30 % [21, 26-28]. Dans cette
étude, le coefficient de porosité efficace a été fixé à 20 %.
Ce coefficient de 20 % a donné un Δh moyen de 19,22 mm
qui correspond à l'écart moyen obtenu à partir des piézomètres de
référence et qui est tiré des travaux d'Aguiar et al. [22].
Le tableau 4 suggère que
l'évapotranspiration qui représente près de 90 % des sorties et 93
% des pertes naturelles constitue le principal facteur de décharge
de la nappe en dépit des incertitudes induites par la méthode de
calcul de Thornthwaite [3]. Les pertes vers la mer constituent
le second facteur naturel de décharge avec environ 6 % de la
totalité des pertes. Elles sont favorisées par la géomorphologie du
substratum marneux sur lequel repose la NSQ [20]. Il est
incliné vers l'océan, favorisant ainsi un écoulement latéral vers
celui-ci. Suivant le plan d'inclinaison du substrat et selon la
quantité des précipitations enregistrées au cours de l'année, la
quantité d'eau s'écoulant vers la mer correspond à une lame d'eau
de la nappe d'environ 18 mm en 1974 [21, 24].
En 1974, la quantité d'eau pompée ne représentait
qu'environ 4 % de la totalité des eaux qui sortent du système
hydrologique des Niayes. L'alimentation en eau potable (AEP)
constitue la première cause de prélèvement anthropique avec plus de
56 % de la totalité des eaux pompées. Cette exploitation se fait
par les puits et forages installés dans les communautés rurales et
les grandes agglomérations [25]. Les besoins agricoles
constituent la seconde cause anthropique de décharge de la
nappe avec près 43 % des eaux extraites par l'homme. Ces eaux
sont prélevées via un système d'exhaure composé principalement de
puits traditionnels appelés céanes (puits peu profonds variant
entre 1 et 10 m environ) où le pompage se fait
manuellement. Ce type d'irrigation a l'avantage de
retourner à la nappe une grande partie de l'eau puisée mais
la quantité extraite est difficilement contrôlable.
L'industrie d'exploitation des phosphates de Taïba sollicite
également la NSQ. Depuis son installation en 1957 et jusque
vers la fin des années 1970, l'usine des phosphates de Taïba
exploitait la NSQ à un débit régulier d'environ
2 480 m3/j [10]. Ce débit était
négligeable par rapport aux autres activités de pompage (facteurs
anthropiques) et surtout à la totalité des pertes (facteurs
naturels et anthropiques). Les prélèvements industriels
représentaient moins de 4 % des eaux pompées.
En définitive, les prélèvements anthropiques restent toujours
minimes par rapport aux pertes naturelles, mais peuvent par moments
accentuer la décharge hydrologique. Il faut noter
qu'en 1974, la région des Niayes était très peu anthropisée,
comparativement à la période postérieure à 19762 où le
flux migratoire s'est accentué en même temps que se développaient
l'industrie et l'agriculture. La densité moyenne de la
population de la région des Niayes est passée de plus de
25 habitants au kilomètre carré en 1950 à probablement
62 habitants au kilomètre carré en 2000, selon les
projections de 1997 [29]. La différence de densité entre le
secteur sud (70 hab/km2) et le secteur centre
suggère un moindre prélèvement dans ce dernier, par rapport au
secteur sud, et pourrait en plus expliquer l'origine du déplacement
du dôme vers le centre de la région. Au début des années 1990, les
études de Gladima [25] et de Faye [10] estimaient les débits
extraits à plus de 100 000 m3/j, alors que les
ressources renouvelables étaient estimées à
115 000 m3/j. Selon ces auteurs, les besoins
en eau consomment près de 5 % de la ressource théorique exploitable
de la nappe des sables de la zone des Niayes. Or, lorsque les
prélèvements excèdent 5 % de la réserve théoriquement exploitable,
un épuisement progressif de la nappe est observé [27]. Donc, même
si les facteurs naturels (baisse des précipitations et
évapotranspiration) étaient les principaux facteurs de destockage
de la nappe en 1974, la baisse du niveau piézométrique a été
accentuée par les prélèvements anthropiques surtout au cours des
deux dernières décennies.
Il semble par conséquent que l'explication de la présence d'un
dôme piézométrique au centre de la région en 1984 et 1994
doit être recherchée préférentiellement dans l'épuisement de la
nappe phréatique au sud de la région où la baisse des
précipitations a été plus marquée [3] et où les prélèvements
seraient normalement plus élevés. Cependant, les données
disponibles ne permettent pas d'évaluer avec précision l'effet de
la variation démographique sur la morphologie de la nappe et
notamment d'expliquer la migration du dôme piézométrique vers le
centre de la région des Niayes.
Tableau 4 Bilan hydrologique moyen
de la nappe des sables quaternaires (NSQ)
en 1974.
La station piézométrique de Touba Guene, située dans le secteur
nord de la région des Niayes (figure 1), a
enregistré trois grandes périodes de variations hydrologiques :
- – une première période, antérieure à 1965 (1958-1965),
caractérisée par un niveau de nappe phréatique relativement stable
avec une légère baisse de 0,22 m ;
- – une deuxième période allant de mai 1965 à
juin 1984, au cours de laquelle le niveau de la nappe a baissé
de près de 0,40 m ;
- – une troisième période, allant de juin 1984 à
juin 1994, où le niveau de la nappe n'a régressé que de 0,11
en dépit de la sécheresse enregistrée entre 1990 et 1994
(figure 3).
Ce ralentissement du rythme d'abaissement de la nappe, dans
les années 1980 et 1990, dans le secteur nord de la
région des Niayes peut être attribué à l'apport pluviométrique ou à
l'alimentation par percolation latérale à partir des eaux du delta
du fleuve Sénégal (figure 1), qui restent
les seules sources d'alimentation de la nappe dans cette zone.
La première hypothèse est moins évidente en début de saison
pluvieuse (juin) et en période de sécheresse (1990-1994).
La nappe fut donc probablement alimentée, en cette période,
par les eaux du fleuve Sénégal qui prend sa source à 3°au sud
(Guinée) où les précipitations, atteignant 2 000 mm/an,
débutent au cours du mois d'avril. L'onde de crue de ces premières
pluies atteint la région de Saint Louis au début du mois de juin.
En 1994, le débit moyen du fleuve à Bakel (figure 1) a augmenté,
atteignant 615 m3/s, comparativement aux moyennes
décennales des années 1970 et 1980 qui étaient d'environ
421 m3/s [30]. Dans ce cas, il est possible que
l'alimentation de la nappe ait été favorisée par l'infiltration à
partir des retenues d'eau des bouchons-barrages en 1983-1984
et des barrages de Diama (1985) et Manantali au Mali (1987).
Ces barrages et le système de digues qui leur est associé ont
entraîné des changements environnementaux et une modification de
l'hydrosystème naturel du fleuve Sénégal, modifiant notamment la
relation pluie/débit/écoulement souterrain dans son delta [30, 31].
Cependant, les mesures piézométriques qui ne sont disponibles que
pour un seul piézomètre de référence (Touba Guene), ne permettent
pas une quantification exacte et exhaustive de l'influence des
aménagements hydrauliques sur le niveau de la nappe dans la zone
septentrionale du littoral nord. La confirmation d'une telle
hypothèse nécessite non seulement une étude plus poussée de
l'évolution du débit du fleuve et du niveau piézométrique dans le
delta mais également une analyse isotopique des eaux de la nappe
phréatique afin de déterminer l'origine fluviale, marine ou
météorique de sa recharge.
Conclusion
Au cours des 50 dernières années, la crête piézométrique est
passée de près de 55 m en 1958 à moins de 20 m
en 1984 avant d'atteindre 22 m au-dessus du niveau de
la mer en 1994, résultant d'une longue période
pluviométrique déficitaire. Les plus fortes baisses
piézométriques ont été enregistrées au cours des décennies 1970 et
1980 avec une baisse progressive moyenne de près de – 0,50 m
tous les 10 ans après 1974 et de – 0,45 m tous les 10 ans
sur toute la période allant de 1958 à 1994.
En 2002, le niveau de la nappe semble avoir continué à
s'abaisser alors que la baisse des précipitations a semblé se
stabiliser à la fin des années 1990 (1998, 1999 et 2000). En effet,
le niveau de la nappe, directement influencé par celui des
précipitations, subit ainsi un retard, appelé « effet mémoire », dû
aux déficits pluviométriques répétés depuis les années 1970.
La reconstitution des stocks de réserves souterraines
nécessitera probablement plusieurs années consécutives de
pluviométrie abondante. Cependant, si la baisse de la nappe
phréatique s'est accélérée depuis 1970, des observations anciennes
montrent qu'il s'agit d'un phénomène antérieur, observé depuis 1883
[32].
Conformément à la baisse des précipitations qui a subi un
gradient décroissant sud-nord, entre 1950 et 2004 [3], le
niveau de la nappe a davantage baissé dans le secteur sud qu'au
nord. Toutefois, les variations maximales de la piézométrie sont
observables dans la zone centrale de la région des Niayes aux
alentours de Kab Gaye, où les propriétés physiques du sol
favorisent une bonne réactivité de la nappe aux précipitations.
Depuis le milieu des années 1980, la recharge de la nappe dans le
secteur nord de la région des Niayes semble avoir été régulée par
la quantité d'eau infiltrée à partir du delta du fleuve Sénégal
plutôt que par la hauteur des précipitations observées.
Les résultats du bilan hydrologique pour l'année 1974
suggèrent que les facteurs climatiques constitueraient la
principale cause de variations du niveau de la nappe tant en termes
d'entrées (précipitations) qu'en termes de sorties
(évapotranspiration). L'évapotranspiration qui représente près de
90 % des sorties et 93 % des pertes naturelles constituerait le
principal facteur de décharge de la nappe. Toutefois, dans la zone
de bombement, la profondeur de nappe, sous le dépôt de sol, peut
atteindre plusieurs mètres. Il est bien clair que, dans ces
conditions, une évaporation à de telles profondeurs est réduite
même si une remontée importante par capillarité peut être
envisagée. Les fluctuations piézométriques ne renseignent que
très peu à ce sujet.
En définitive, même si les facteurs naturels sont les
principales causes de déstockage de la nappe en 1974, la
baisse du niveau piézométrique a pu aussi être accentuée au-delà
des capacités de renouvellement de la nappe, par les prélèvements
anthropiques surtout au cours des 20 dernières années pendant
lesquelles la population de la région des Niayes a presque
doublé[29].
Remerciements
Les auteurs tiennent à remercier le programme de bourse de la
fondation Ford, la chaire en environnement à l'échelle du globe de
l'université du Québec à Montréal (UQAM) et le Conseil de recherche
en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) pour leur
soutien financier et le consortium Ouranos pour son soutien
matériel.
Ces remerciements sont également adressés au Service de la
gestion et de la planification des ressources en eau du Sénégal, à
l'équipe d'hydrologie du Laboratoire des sciences du climat et de
l'environnement (France). Un grand merci est également adressé au
Dr Serigne Faye et au Dr Isabelle Niang de l'université Cheikh Anta
Diop (Ucad) de Dakar pour leur collaboration scientifique.
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variations des écoulements en Afrique occidentale et centrale, du
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32 Henry H. Eaux superficielles et souterraines au Sénégal.
Paris : Larose, 1921.
1 Les Niayes sont des dépressions
interdunaires où affleure la nappe phréatique. Elles sont
localisées en arrière du cordon littoral du nord du Sénégal entre
Dakar et Saint-Louis. Sur les marges de ces dépressions se pratique
la culture maraîchère qui fournit près de 80 % de la production de
légumes du pays.
2 Date de création des Industries chimiques
du Sénégal qui a entraîné un flux migratoire vers la région des
Niayes.
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