Poussières désertiques et types de temps indicateurs du changement climatique

Analyse des fréquences et étude des impacts environnementaux et socio-économiques au nord du sahel-sénégalais

Demba GAYE

 

La zone d’étude couvre les stations synoptiques de Matam, Podor et Saint-Louis que je considère ici comme une véritable région du nord du Sénégal. Il s’agit de la première bande du pays réceptrice des influences climatiques du Sahara et du Sahel. Sa particularité réside dans sa diversité climatique. En effet, si sa partie ouest se distingue par son climat doux, son centre et surtout son extrémité est sont en grande partie sous l’influence de l’Alizé continental (Harmattan) chaud et sec. C’est du côté pluviométrique où réside l’homogénéité de la région. Cette partie du Sénégal se caractérise, dans sa généralité, par sa faible hauteur des précipitations annuelles avec une alternance d’années excédentaires et déficitaires. Parallèlement au caractère pluviométrique, les événements de lithométéore (brume sèche, brume de poussière, vent de sable et tempête de poussière) sont devenus de véritables types de temps caractéristiques de cette région. Généralement, depuis l’avant-sécheresse une dizaine (voire plusieurs dizaines d’épisodes) affecte(nt) chaque année cette partie du pays. De par leur fréquence et leur niveau de concentration élevé en particules, l’essentiel de ces épisodes, notamment les PM10, dégrade fortement la qualité de l’air. En outre, la conséquence première, du moins la plus manifeste de ces événements de poussières désertiques, reste la réduction de la visibilité horizontale qui constitue par ailleurs, même jusqu’ici, le premier critère de détermination de la présence de lithométéores. De nombreux travaux, notamment ceux qui portent sur la région sahélienne, ont montré que la mauvaise visibilité horizontale induite par la présence de lithométéores impacte, sinon est susceptible d’impacter, la pratique des activités socioéconomiques. Ces impacts restent cependant très inégalement répartis dans les différentes régions suivant les types d’activités susceptibles d’être exposées. Si la majeure partie de ces travaux pointent du doigt le transport aérien – parce que les zones étudiées abritent les principaux sites aéroportuaires où les flux aériens restent importants –, au nord du Sénégal par contre, c’est plutôt le secteur du transport routier et les activités commerciales qui souffrent principalement de la mauvaise visibilité horizontale due à la présence des poussières désertiques.

Localisation de la zone d’étude (nord du sahel-sénégalais).

L’objectif de cette étude est de vérifier ces événements de pollution particulaire qui dégradent la qualité de l’air au nord du Sénégal et de définir les impacts environnementaux et socioéconomiques qui en découlent. Il s’agit donc:

  • d’estimer, à partir des données de la visibilité minimale due à la présence des poussières désertiques aux stations nord du sahel-sénégalais, les niveaux de concentration en PST et PM10 de ces lithométéores;

  • d’étudier la réduction de la visibilité horizontale journalière et saisonnière par les poussières désertiques aux différentes stations nord du sahel-sénégalais;

  • de vérifier la corrélation entre concentration en particules de lithométéores et réduction de visibilité horizontale aux stations nord du sahel-sénégalais sur la période allant de 1965 à 2014;

  • de décrire et d’analyser les conséquences des fortes réductions de la visibilité horizontale (mauvaise visibilité) sur les activités socioéconomiques au nord sahel-sénégalais.

Démarche méthodologique

Sur la base des mesures de visibilité minimale réduite par les poussières désertiques dans l’air, j’ai estimé les niveaux de concentration en PST et en particules dont la taille est inférieure à 10 µm (PM10) aux stations synoptiques de Saint-Louis, Podor et Matam – retenues dans le cadre de ce travail – pour étudier les fréquences des lithométéores dans le nord du sahel-sénégalais. Ces estimations des niveaux de concentration sont faites en appliquant les relations de Bertrand (1976) et Ben Mohamed, Frangi, Fontan et Druilhet (1992) pour ce qui concerne les PST et la relation de D’Almeida (1986) pour ce qui est des PM10. Sur la base de ces relations (tableau 1), j’ai transformé les données de visibilité minimale de nos stations d’étude en concentration en particules de PST et en concentration en particules de PM10.

Relation

Concentration concernée

Auteurs

C = 1 897 VV-0,91

PST

Bertrand (1976)

C = 1 339,84 VV-0,67

PST

Ben Mohamed et al. (1992)

C = 914,06 VV-0,73 + 19,03

PM10

D’Almeida (1986)

Tableau 1. Relation entre la visibilité horizontale (VV en Km) et la concentration en PST ou PM10 (C en μg.m-3)

L’étude couvre la longue période 1965-2014 et concerne seulement les visibilités minimales réduites par les lithométéores à moins de 10 kilomètres, car au-delà l’air est supposé « pur ». Notons que ces données de visibilité sont mesurées par les observateurs de l’ANACIM (Agence nationale de l’aviation civile et de la météorologie) du Sénégal. Les mesures sont faites suivant l’emplacement d’un objet noir de dimensions appropriées à proximité du plan horizontal où l’observateur se trouve et suivant des distances définies. De nuit, les mêmes procédés sont adoptés en augmentant cette fois-ci l’illumination générale jusqu’à atteindre l’intensité normale de la lumière du jour.

À la suite de l’estimation des niveaux de concentrations en PST et en PM10, j’ai procédé à la vérification de la régularité de ces événements de panaches de poussières désertiques dans chacune de nos stations. Le test de Buishand a été appliqué sur les fréquences annuelles à l’aide du logiciel de l’IRD Kronostat. L’une des fonctions principales de ce test est de témoigner, à travers l’allure de l’ellipse de bois, la stationnarité (régularité) d’une variable dans une station. En effet, moins des points correspondant à la somme des écarts cumulés à la moyenne sortent des intervalles de confiance qui sont respectivement de 99 %, 95 % et 90 %, plus la variable étudiée est stationnaire (régulière).

Pour vérifier la réduction de la visibilité horizontale par les événements de poussières désertiques dans chacune des stations de la zone, j’ai d’abord procédé à une analyse au pas de temps journalier et mensuel/saisonnier. Le but est de voir à quelle période de la journée et de l’année la visibilité horizontale est la plus affectée par ces événements de lithométéore. Ensuite, j’ai étudié la fréquence de la visibilité réduite à 10 km, à 5 km et à 1 km. La première raison est que ces distances sont révélatrices de l’importance de la dégradation de l’air et la seconde raison, la plus importante d’ailleurs, réside dans les éventuels impacts, notamment sur les activités socioéconomiques qui dépendent de la distance à laquelle la visibilité est réduite par les lithométéores. Enfin, j’ai vérifié la corrélation entre visibilité horizontale réduite et concentration en PM10 aux stations de Saint-Louis, Podor et Matam sur la période d’observation. À l’aide du logiciel Khronostat, le test de corrélation r de Pearson, dont la formule est présentée ci-dessous, a été appliqué.

avec:

Cov (XY): covariance de XY;

σx: écart-type de X;

σy: écart-type de Y.

L’objectif de cet exercice est de vérifier l’intensité des liens qui existeraient entre ces deux paramètres dans cette partie sahélienne du Sénégal.

Pour dégager les conséquences de la mauvaise visibilité horizontale due à ces événements de lithométéore sur les activités socioéconomiques dans cette région septentrionale du Sénégal, j’ai effectué une enquête de vulnérabilité en utilisant un questionnaire adressé aux acteurs concernés, notamment les transporteurs routiers et les commerçants (boutiquiers et vendeurs dans les marchés) dont les secteurs d’activité semblent les plus exposés aux évènements de poussières désertiques. Au total, 90 personnes ont été interrogées à raison de 45 pour chaque catégorie d’enquêtés. L’enquête avait pour but de savoir (1) si ces activités sont affectées par les fortes réductions de visibilité causées par les poussières désertiques, (2) de quelle manière et (3) quels en sont les effets.

Niveaux de concentration en particules de poussières désertiques

Concentration journalière en PST

La figure 2 ci-dessous présente la distribution des concentrations journalières en PST à nos différentes stations d’étude de 1965 à 2013. L’intervalle < 300 µg.m-3 est choisi par le fait que, pour les PST, le seuil retenu par les différentes directives nationales sur la qualité de l’air est habituellement une concentration journalière de 300 μg.m-3 ne peut être dépassée qu’un certain nombre de jours par an, ce qui nous permet ainsi de considérer la fréquence des concentrations inférieures à ce seuil. Autrement dit, la fréquence de la qualité de l’air est jugée excellente à la moyenne. Les autres intervalles (300-500; 500-750; 750-1000; > 1000 µg.m-3) sont choisis arbitrairement, mais l’objectif est d’estimer les valeurs supérieures à 300 µg.m-3 à différentes échelles, ce qui nous permet d’évaluer les niveaux de concentration supérieurs à la limite du seuil de façon plus détaillée.

Distribution de la fréquence des concentrations journalières en PST aux stations nord du sahel-sénégalais (1965-2013).

La figure 2 révèle quelles valeurs journalières, lors d’épisodes de poussières désertiques qui réduisent la visibilité horizontale à moins de 10 kilomètres, sont très préoccupantes à nos différentes stations étudiées lorsqu’on les compare au seuil retenu par les différentes directives nationales (de plusieurs pays) sur la qualité de l’air. Cette dernière est habituellement une concentration journalière en PST de 300 μg.m-3 qui ne peut être dépassée qu’un certain nombre de jours par an.

À l’extrême ouest du Nord-Sénégal, représenté ici par la station de Saint-Louis, 79,5 à 99 % de jours à visibilité horizontale inférieure à 10 kilomètres sont marqués par des niveaux de concentration largement au-dessus du seuil retenu. Au centre et à l’extrême-est de la zone d’étude, représentés respectivement par les stations de Podor et de Matam, les valeurs sont également inquiétantes. Ici aussi, le seuil retenu est largement dépassé et quand on considère uniquement l’équation de Bertrand, environ 85 % de jours affectés par les lithométéores sont caractérisés par des niveaux de concentration largement au-dessus du seuil retenu pour les PST. Mieux encore, l’application de l’équation de Ben Mohamed et al. révèle toujours des concentrations supérieures à 300 μg.m-3 à chaque fois que les panaches de poussière réduisent la visibilité horizontale à moins de 10 kilomètres. Il est aussi important à souligner que la fréquence non négligeable d’épisodes critiques, du point de vue de l’intensité, réduit la visibilité à moins de 1000 mètres et est marquée par des niveaux de concentration de poussière en PST supérieurs à 1000 g.m-3. Cette valeur est elle aussi inquiétante puisqu’à 500 μg.m-3, c’est-à-dire à ½ de cette valeur, la qualité de l’air est déjà jugée dangereuse. À l’extrême ouest de la zone étudiée, 12 à 15 % de jours affectés par une visibilité horizontale inférieure à 10 kilomètres connaissent des niveaux de concentration supérieurs à 1000 μg.m-3. Au centre et à l’extrême-est, ce niveau de concentration de poussière en PST est enregistré respectivement jusqu’à plus de 15 % et plus de 18 % de jours avec présence de lithométéores qui réduisent la visibilité à moins de 10 kilomètres.

Concentration journalière en PM10

La figure 3 ci-dessous présente la distribution de la fréquence des concentrations journalières en PM10 de 1965 à 2013 aux stations nord du sahel-sénégalais retenues dans ce travail. L’intervalle < 150 µg.m-3 est choisi par le fait que, pour les PM10, la concentration journalière limite de 150 μg.m-3, définie par l’Agence de protection environnementale américaine (APEA), ne doit pas être dépassée plus d’une fois par an. Il est à noter que ce seuil défini par l’APEA reste jusqu’ici retenu comme valeur référence. En partant de cet intervalle (< 150 µg.m-3), nous pouvons considérer la fréquence des concentrations inférieure au seuil; cela signifie, en d’autres termes, que la fréquence de la qualité de l’air est jugée d’un niveau « pur » à un niveau « bon ». Comme pour les PST, les autres intervalles (150-300; 300-500; 500-750; 750-1000; > 1000 µg.m-3) sont choisis arbitrairement, mais ils nous permettent d’estimer les valeurs supérieures à 150 µg.m-3 à différentes échelles. On peut dès lors évaluer le degré de mauvaise qualité de l’air (malsaine, très malsaine, médiocre, dangereuse) au niveau des différentes stations.

Distribution de la fréquence des concentrations journalières en PM10 aux stations nord du sahel-sénégalais (1965-2013).

La figure 3 montre la fréquence des niveaux de concentration de poussière en PM10 aux stations de Saint-Louis, Podor et Matam obtenue par transformation des données de visibilité horizontale grâce à la relation de D’Almeida (1986). Comparées au seuil retenu par les différentes réglementations nationales sur la qualité de l’air qui varie de 50 à 150 μg.m-3 suivant les pays, les concentrations journalières en PM10, lors d’épisodes de lithométéores qui réduisent la visibilité horizontale à moins de 10 kilomètres, sont très préoccupantes aux différentes stations étudiées. Que ce soit à l’extrême ouest, au centre ou à l’est du Nord-Sénégal, la concentration en PM10 est toujours au-dessus du seuil à chaque fois que la visibilité horizontale est réduite à moins de 10 kilomètres. Quelle que soit la station considérée, 80 à 85 % de jours où la visibilité horizontale est inférieure à 10 kilomètres pour cause de lithométéores connaissent des niveaux de concentration en particules fines de 150 à 500 μg.m-3. Étant donné que la qualité de l’air est jugée malsaine au-dessus de 150 μg.m3, elle est considérée comme dangereuse vu que la concentration en PM10 dépasse 500 μg.m-3. Concrètement 12 à plus de 13 % de jours affectés par les poussières désertiques qui réduisent la visibilité au-dessous de 10 km sont marqués par des niveaux de concentration de plus de 1000 μg.m-3. Les impacts sanitaires de tels niveaux de concentration sont extrêmement lourds pour les populations.

Concentration mensuelle en PST et PM10

Contrairement aux valeurs journalières et annuelles, il n’existe pas de normes nationales pour les concentrations moyennes mensuelles en PST et en PM10. Ces dernières sont étudiées dans ce travail pour suivre leur importance en fonction des saisons (sèche et de pluies) de l’année et situer le maxima suivant les mois de l’année.

Distribution des concentrations mensuelles en PST et PM10 aux stations Nord du Sahel-Sénégalais (1965-2013).

À partir de la figure 4, on constate que les concentrations mensuelles en PST varient fortement suivant la saison sèche et la saison des pluies. Quelle que soit la station considérée, le premier maximum est atteint au mois de mars avec un niveau de concentration qui avoisine et dépasse les 1000 μg.m3 selon la relation utilisée pour la transformation des données de visibilité horizontale en concentration en particules en suspension totale. Cela ne devrait pas nous surprendre puisque nous sommes en plein cœur de la saison sèche durant laquelle les différentes zones sources sont très actives. Pendant cette période de l’année, le sol est plus asséché et le potentiel de fractions érodables y est donc plus disponible. Associées aux vents extrêmes, à la fois pour l’arrachement de ces particules, mais aussi pour leur transport de longue distance, ce sont ces fractions qui justifient de tels niveaux de concentration (D’Almeida et Gaye, 2016). Notons aussi que les conditions météorologiques locales en zones de puits (zones de dépôt) sont non seulement favorables au maintien de ces particules dans l’air, mais aussi à l’érosion éolienne qui constitue un apport quantitatif non négligeable à ces panaches venant des zones sources. Après cette période de forte concentration, une baisse s’opère à partir du mois d’avril jusqu’à la fin du mois de juin avant de connaître un pic secondaire au début du mois de juillet; lequel correspond, depuis quelques années, au commencement de la saison des pluies dans cette partie du pays. Cet état de fait ne devrait pas nous surprendre non plus quand on sait que nous sommes en zone sahélienne où le début de la saison des pluies est fortement marqué par la fréquence des « haboobs » qui ressemblent à de véritables murs de poussière d’épaisseur de 1500 à 2000 mètres avec des records à 5000 mètres. Il s’agit des vents extrêmement intenses en termes de capacités d’arrachement du matériel mobilisable et de contribution très significative à la mise en suspension des particules de poussière qui peuvent réduire très fortement la visibilité jusqu’à moins de 100 mètres. Après ce second pic, une baisse très marquée est notée tout au long de la saison des pluies et s’étend jusqu’au début du mois de novembre. Deux faits justifient ces faibles niveaux de concentration pendant ces mois de l’hivernage. Le premier fait explicatif est que les sources sahéliennes ne sont plus actives en cette période de l’année du fait qu’elles empêchent ou réduisent très fortement l’érodabilité des sols sous le contrôle de la mousson et de la pluviométrie qui sont des conditions d’humidité. Le fait que les sources sahariennes restent les seules potentielles pourvoyeuses d’aérosols désertiques diminue donc les quantités transportables de toutes sources confondues. La seconde explication de ces faibles concentrations de poussière est liée à l’influence de paramètres météorologiques (la direction du vent et la saison) donc aux mouvements du Front Intertropical (FIT) qui freinent la progression des panaches de poussière vers le sud. Quand le FIT atteint sa position la plus haute, les vents de mousson s’opposent à la pénétration de la poussière au sud du Sahara. De plus, la présence de la pluie entraîne une élimination de la poussière par le lessivage effectué par l’atmosphère. À partir du mois de novembre, une nouvelle hausse s’amorce. En fait, il ne s’agit pas d’une nouvelle étape du cycle, mais c’est plus le début de la tendance de fortes concentrations qui atteindra son maximum au mois de mars.

Évolution des concentrations annuelles en PST et PM10

La concentration annuelle moyenne en PST et en PM10S reste fortement influencée par les conditions climatiques. En effet, les années de sécheresse ainsi que les années suivantes sont fortement marquées par des niveaux de concentration en PST et en PM10. Suite à l’obtention des niveaux de concentration de poussière par transformation des données de visibilité, grâce aux relations précédemment évoquées, nous avons calculé les moyennes annuelles de 1965 à 2014 afin d’observer la tendance sur notre série dans le but d’observer le comportement qui suit les sous-périodes en fonction des caractéristiques climatiques qui les marquent.

Concentrations annuelles en PST et PM10 aux stations nord du sahel-sénégalais (1965-2013).

Les valeurs de concentration moyenne annuelle calculées restent très préoccupantes puisqu’elles dépassent de loin la concentration annuelle de guide de 60-90 μg.m-3 pour les PST définis par l’Organisation mondiale de santé dans ses directives sur la qualité de l’air; et de 40 à 60 μg.m-3 pour les PM10 définis par les différentes réglementations nationales sur la qualité de l’air. Et ces niveaux de concentration sont beaucoup plus élevés durant les années de sécheresse ainsi que les années suivantes. Par exemple, quand on considère la double décennie 1972-1992, qui a constitué une véritable période sèche dans ces stations de l’extrême Nord-Sénégal, les moyennes interannuelles en PST varient respectivement de 730 à 940 μg.m-3, de 750 à 980 μg.m-3 et de 700 à 950 μg.m-3 pour les stations de Saint-Louis, Podor et Matam. Pour les PM10, les moyennes interannuelles y sont respectivement de 510, 512 et 480 μg.m-3. Certes les niveaux de concentration sont largement plus élevés durant la période sèche de 1972-1992, mais les valeurs restent jusqu’aujourd’hui alarmantes comparées aux seuils retenus. Pour preuve, si nous reconsidérons la double décennie 1993-2014, les résultats confirment très clairement cet état de fait. Partout au Nord-Sénégal, jamais la concentration moyenne annuelle n’a été de moins de 300 μg.m-3 en PST; elle est toujours au-dessus de 250 μg.m-3 en PM10. De 1993 à 2014, les niveaux de concentration annuelle en PST sont 3 à 20 fois supérieurs au seuil retenu par l’OMS et ceux en PM10 sont 4 à 10 fois supérieurs au niveau de concentration défini par les différentes réglementations nationales sur la qualité de l’air.

En outre, l’application du test de Buishand (1982) témoigne de la stationnarité (régularité) ou non de ces niveaux de concentration au niveau des différentes stations de la région.

Résultats du test de Buishand appliqué aux concentrations en particules (PST à gauche) et (PM10 à droite) dans les stations de Saint-Louis, Podor et Matam de 1965 à 2014.

L’allure de la variable Sk (somme des écarts à la moyenne) de l’ellipse de bois des séries de concentration en particules des stations de Saint-Louis et Podor révèle – étant donné que plusieurs points correspondent à la somme des écarts cumulés à la moyenne et sortent des intervalles de confiance qui sont respectivement de 99 %, 95 % et 90 % – la non-stationnarité (l’irrégularité) des variables dans ces deux stations. Par contre, vu que tous les points restent quasiment dans l’intervalle de confiance 99 %, l’ellipse de bois des séries de concentration en particules (PST et PM10) de la station de Matam atteste la stationnarité (régularité) des concentrations de poussières désertiques dans cette station. Cette régularité des niveaux de concentration à la station de Matam ne devrait en aucun cas nous surprendre, car, quelle que soit la période considérée (période post-sécheresse, années de sécheresse et période actuelle), les cas de déflation constituent plus de 70 % des lithométéores (Gaye, 2017). Or, lorsque l’on compare ces périodes, on constate que la différence entre les moyennes des cas de déflation est négligeable (Gaye, ibid.) Du début de notre série jusqu’à la fin, la station de Matam reste majoritairement fournie en chasse-sable aussi bien en saison des pluies qu’en saison sèche. Serait-il utile de souligner l’importance de sa proximité avec la source sud-ouest mauritanienne – qui reste dynamique presque toute l’année sur le plan du potentiel mobilisable et des facteurs nécessaires à l’arrachage, au soulèvement et au transport des particules – entraîne chaque année d’importants cas de déflation? Les stations de Podor et Saint-Louis, qui justifient l’irrégularité de leur niveau de concentration par la majeure partie des poussières désertiques qui les affectent, sont composées par des poussières en suspension en provenance des sources saharo-sahéliennes dont la quasi-totalité présente une irrégularité dans la production. Par ailleurs, les quantités de particules qui proviennent de ces zones sources et qui constituent les poussières en suspension dans ces deux stations sont transportées par l’Harmattan. Or, celui-ci ne présente pas les mêmes caractéristiques au cours des années: son influence varie même d’une année à une autre.

Poussières désertiques et réduction de la visibilité horizontale au nord du sahel-sénégalais

Jusqu’ici, la qualité de la visibilité constitue l’élément le plus déterminant dans la mise en évidence de la présence des poussières désertiques et dans l’estimation des niveaux de concentration en particules. Ceci explique que la réduction de la visibilité horizontale soit l’impact environnemental direct des poussières désertiques. Elle est directement liée au pouvoir rétrodiffusant des poussières et est directement proportionnelle à la quantité de particules présentes dans l’atmosphère.

Aux stations nord du sahel-sénégalais, la réduction de la visibilité en raison de la présence des poussières désertiques est maximale au cœur de la journée, aux heures de fréquence maximum de lithométéore (généralement entre 09 heures et 15 heures). Le minimum de cette réduction de visibilité est enregistré au milieu de la nuit, aux heures de fréquence minimum des lithométéores, généralement entre 21 heures et 03 heures.

Évolution journalière de la réduction de visibilité horizontale pour cause de présence de poussières désertiques au Nord-Sénégal (1965-2014).

Nous devons souligner qu’au centre et à l’est de la zone, une très forte réduction de la visibilité horizontale pour cause de poussières désertiques peut être constatée un an plus tôt (dès les premières heures de la journée) puisqu’il arrive que des événements de lithométéores fortement concentrés en particules se présentent à ces heures.

Répartition journalière de la VV < 10 km, VV < 5 km et VV < 1 km pour cause de la présence des poussières désertiques dans les stations de Saint-Louis, Podor et Matam (1965-2014).

Au nord du sahel-sénégalais, les jours affectés par les poussières désertiques connaissent une visibilité horizontale majoritairement réduite à moins de 10 km. Aux stations de Saint-Louis, Podor et Matam, la réduction à cette distance représente respectivement 55, 65 et 74 % de la fréquence journalière. La réduction de la visibilité à moins de 5 km représente, quant à elle, 31, 21 et 11 %. Cette réduction journalière à moins de 5 km atteste d’une densité importante de poussière. Il est aussi important de situer le pourcentage de la fréquence journalière de la réduction de visibilité à moins de 1 km. La réduction de la visibilité à cette distance témoigne des concentrations extrêmement élevées en particules. 14 % des jours affectés par les poussières désertiques à l’ouest et au centre et 15 % à l’est de la zone sont marqués par une réduction moyenne journalière de la visibilité inférieure à 1 km. En outre, le pourcentage un peu plus élevé de cette fréquence (< 1 km à la station de Matam par rapport aux autres stations) s’explique par le fait que cette station présente plus de cas de déflation, notamment des chasse-sable et des tempêtes de poussière qui sont associés à une forte dynamique éolienne et qui souvent, en raison des conditions litho-pédologiques, entraînent des concentrations élevées en particules qui réduisent la visibilité à cette distance.

Le diagnostic de l’évolution mensuelle et/ou saisonnière de la fréquence de la visibilité réduite, du fait de la présence de ces poussières désertiques, nous a permis de détecter le maximum et le minimum d’événements.

Aux stations nord du sahel-sénégalais, c’est au cœur de la saison sèche que la présence des poussières désertiques réduit au maximum la visibilité horizontale avec un pic au mois de mars (figure 9). Durant ce mois, aux stations de Matam et Podor, cette visibilité horizontale est en moyenne (1965-2014) réduite à moins de 3 km alors que, sur cette même série de 50 ans, elle reste inférieure à 2 km à la station de Saint-Louis. Si nous considérons seulement la visibilité réduite à moins de 5 km, on constate qu’environ 85 % d’événements poussiéreux réduisent la visibilité horizontale à cette distance au niveau de cette station. Environ 70 % et 75 % de la présence de ces lithométéores réduisent la visibilité horizontale à moins de 5 km au mois de mars aux stations de Podor et Matam (figure 9).

Évolution mensuelle/saisonnière de la visibilité (km) réduite pour cause de présence de lithométéore et fréquence (%) de la visibilité < 5 km aux stations nord du sahel-sénégalais.

Le maximum de réduction de la visibilité observé au mois de mars est à mettre en relation avec l’émission des zones sources sahélo-sahariennes qui présentent quasiment toutes le maximum de leur activité en cette période de l’année.

La réduction de la visibilité horizontale par les poussières désertiques dans cette partie du pays est minimale de façon générale en pleine saison des pluies. Au mois d’août, au centre et à l’est, seul 1’événement de lithométéore sur 10 présente une réduction de visibilité à moins de 5 km. À l’ouest, seuls 2 jours de présence des poussières désertiques sur 10 sont affectés par une visibilité inférieure à 5 km au mois d’août. Ce minima correspond à la période où la quasi-totalité des zones sources présente une faible émission en particules du fait qu’elles sont sous contrôle de la pluviométrie, laquelle engendre des conditions défavorables à l’arrachement des particules. C’est aussi à cette période de l’année que le FIT atteint sa position la plus au nord. Cette position, plus au nord, fait que le FIT s’oppose à l’avancée des flux de l’Harmattan qui sont les porteurs d’un panache de poussières émises en zones sources, ce qui réduit ainsi l’arrivée de ces derniers dans les régions sud-sahéliennes et donc au Nord-Sénégal.

On comprend ainsi la corrélation qui existe entre la distance de réduction de la visibilité horizontale par les poussières désertiques et l’importance de la concentration en particules de celles-ci.

Corrélation visibilité horizontale réduite et concentration en PST (à gauche) et PM10 (à droite) aux stations de Saint-Louis, Podor et Matam (1965-2014).

Cette corrélation est parfaitement attestée à la figure 10 où l’on observe que les courbes de concentration (en PST et en PM10) et de visibilité horizontale suivent toujours des allures opposées au niveau de chaque station considérée. Plus (moins) la concentration en particules est forte, moins (plus) la visibilité est bonne. Le mois de mars qui, comme nous l’avons vu en amont, est le mois de l’année où la visibilité minimale est en moyenne la plus réduite (< 2 km à la station de Saint-Louis, < 3 km aux stations de Podor et Matam). Cela coïncide parfaitement avec les niveaux mensuels de concentration moyenne en PST (Particules en SuspensionTotale) et en PM10 (Particules en taille très fine) les plus élevés de l’année (respectivement 1597 µg.m-3 et 766 µg.m-3 à la station de Saint-Louis, 1421 µg.m-3 et 711 µg.m-3 à la station de Podor, 1592 µg.m-3 et 783 µg.m-3 à la station de Matam). Le premier minimum observé au mois d’août, qui caractérise le premier mois de l’année (calendrier) où la visibilité horizontale est moins affectée (VV < 7 km à la station de Saint-Louis et < 6 km aux stations de Podor et Matam), correspond au premier minimum de concentration en PST et en PM10 (respectivement 387 et 264 µg.m-3 à la station de Saint-Louis, 486 et 312 µg.m-3 à la station de Podor, 508 et 351 µg.m-3 à la station de Matam). Les mois de janvier et/ou février et les mois d’avril-mai-juin (visibilité réduite de moins 4 à moins 5 km), qui marquent la situation intermédiaire entre les mois à visibilité fortement réduite et ceux à visibilité faiblement affectée, constituent sans surprise la transition (600-980 µg.m-3 en PST et 350-520 µg.m-3 en PM10) entre les mois où les événements poussiéreux sont caractérisés par les plus fortes concentrations en PST et en PM10; et ceux où la présence des poussières désertiques est associée à des concentrations en PST et en PM10 les moins fortes de l’année aux stations de l’extrême Nord-Sénégal. En outre, le test de corrélation de Pearson appliqué à ces deux paramètres indique que r est égal à 0.9 pour la station de Saint-Louis, à 0.93 pour la station de Podor et à 0.92 pour la station de Matam. Cela confirme parfaitement cette corrélation.

Conséquence de la mauvaise visibilité horizontale sur les activités socioéconomiques au nord du Sénégal

Aux stations nord du sahel-sénégalais, les principales activités socioéconomiques fréquemment affectées par la mauvaise visibilité horizontale, pour cause de poussières désertiques, restent le transport routier et les activités commerciales.

Activités de transport routier et de commerce affectées lors de la réduction de la visibilité par les poussières désertiques

La majeure partie des acteurs du transport routier disent éprouver d’énormes difficultés de pratique de leurs activités en ces jours de très fortes concentrations de poussière qui rendent la visibilité mauvaise (figure 7). Au niveau des différentes stations de la région, 66 à 87 % des transporteurs routiers interrogés affirment que leurs activités sont fortement affectées lors des épisodes de forte réduction de la visibilité par les poussières désertiques.

Alors que l’essentiel des commerçants enquêtés à Saint-Louis se dit fortement affecté dans la pratique de leurs activités lors des fortes concentrations en poussière, 25 à 34 s% des commerçants à Matam et à Podor, notamment des boutiquiers et des vendeuses dans les marchés, notent d’énormes difficultés dans la pratique et l’écoulement de leurs produits durant les jours où la visibilité horizontale reste très réduite à cause de la présence des poussières désertiques (figure 11). Cette fréquence plus importante des affections à l’ouest (station de Saint-Louis) comparée au reste de la région s’explique par le fait que – contrairement au centre (station de Podor) et à l’est (station de Matam) où ces phénomènes ont toujours été fréquents à l’ouest, et donc très connus des populations qui ont su s’adapter –, il s’agit plutôt d’événements irréguliers qui n’ont d’ailleurs connu un essor « considérable » que récemment. Cette situation constitue alors un véritable problème d’adaptabilité (Gaye, 2017).

La typologie et la fréquence des affections pour le transport routier et les activités de commerce restent diverses, mais identiques partout dans la région.

Types d’affectation du transport routier et des activités de commerce lors des jours de mauvaise visibilité due à la présence des poussières désertiques à l’extrême nord du Sénégal

La majeure partie des transporteurs routiers enquêtés souligne ne pas pratiquer leurs activités à tel niveau de réduction de visibilité par les lithométéores. Si une bonne partie de ces derniers avance comme raison qu’il y a moins de passagers, et donc une baisse substantielle de revenus, celle-ci évite surtout les risques d’accident. En effet, la teinte jaunâtre imposée par la masse énorme de particules en suspension dans l’air affaiblit la luminosité du jour, ce qui engendre de véritables dangers de circulation routière: accidents liés aux éventuels obstacles des routes, collisions entre véhicules…

Du côté des acteurs du commerce, ils sont fréquemment exposés à l’arrêt des activités, sinon à une réduction de leur durée lors des jours à visibilité fortement réduite. En effet, 65 % des commerçants enquêtés soutiennent arrêter ou ne pas du tout exercer leur commerce lors de ces événements alors que 15 % soutiennent réduire la durée de l’exercice de leurs activités en fonction de la persistance du niveau de concentration. L’arrêt ou la réduction de la durée de l’activité conduisent tous à une baisse de revenus: cela a un véritable impact économique.

Discussion et conclusion

L’étude des PM10 révèle la présence d’un nombre important d’épisodes de poussière qui dégradent fortement la qualité de l’air au nord du sahel-sénégalais. En outre, quelle que soit la station considérée, environ 80 % des jours en présence des poussières désertiques dépassent les limites de la qualité de l’air. Ces observations sont similaires aux résultats obtenus au Burkina Faso par Martiny, Roucou, Pohl, Camberlin et Chiapello (2015). Ces derniers ont mesuré les PM10 au Burkina Faso grâce à une analyse quart horaire sur une année d’observation et ont trouvé que la valeur symbole de 50 µg.m-3 a été dépassée dans 91 % de cas. Des valeurs similaires à ces mêmes résultats auraient été trouvées ailleurs au Sahel en 2010 par Marticorena et al. En 2014, le rapport final de la délégation de l’Union européenne au Mali révèle que la teneur de l’air en PM10 à Bamako est plus de 10 fois supérieure aux normes journalières recommandées par l’OMS. Ce rapport succède d’ailleurs au travail de Doumbia (2012) qui révèle des concentrations moyennes journalières à Bamako s’élevant à 504 μg/m³. L’ensemble de ces résultats reste parfaitement en phase avec nos observations.

Par ailleurs, il a été constaté que ces fortes concentrations en particules affectent fortement la visibilité horizontale dans le nord du sahel-sénégalais avec des maxima journalier et saisonnier situés respectivement entre 09 et 15 heures (au cœur de la saison sèche). Le test de corrélation de Pearson appliqué à ces deux paramètres indique que r varie entre 0.9 et 0.93 dans cette première région sahélienne du pays. Ces résultats corroborent les observations de Gac, Carn, Diallo, Orange et Tanre (1986) qui ont effectué une analyse statistique de 760 couples de mesures quotidiennes au Sénégal sur la concentration des brumes sèches et la visibilité horizontale au sol. Ces auteurs ont trouvé que ces deux paramètres climatiques sont interdépendants et indiquent, pour un meilleur ajustement à Dakar, un coefficient de corrélation r de 0.97. De telles observations ont été faites par D’Almeida (1986) qui, sur plus de 200 observations de visibilité horizontale dans onze stations synoptiques essentiellement réparties au sud du Sahara, a trouvé une relation entre la concentration de poussière en PM10 et la visibilité horizontale avec un coefficient de détermination (r2) de 0.95. Plus récemment, les résultats de Dahech et Beltrando (2012) et ceux de De Longueville, Henry et Ozer (2014) viennent renforcer ces observations. Les premiers soulignent qu’au sud de la Tunisie, les jours de vent de sable engendrent une faible visibilité et un ciel souvent voilé. Ils observent, dans la même lancée, que cette visibilité est plus réduite en situation de tempête qu’en situation de chasse-sable. Les seconds ont étudié l’impact des poussières désertiques au Bénin septentrional et, sans avancer la valeur de la corrélation entre les deux paramètres, ont souligné que ces aérosols présents dans l’atmosphère y diminuent la visibilité horizontale.

Les résultats de cette étude s’inscrivent donc dans le sillage de l’ensemble des observations faites au Sénégal et dans plusieurs stations du Sahara et de la région Sahélienne. En outre, la mauvaise visibilité induite par les poussières désertiques affecte à son tour les activités socioéconomiques dans le nord du sahel-sénégalais, notamment dans les secteurs du transport routier et du commerce. Cependant, les conséquences économiques de la pollution de l’air sont très inégalement réparties dans les différentes régions du monde (Organisation de coopération et de développement économiques, OCDE, 2016). Ceci est d’autant plus vérifié que, contrairement à cette étude, l’essentiel des travaux corrélant mauvaise visibilité et activités socioéconomiques s’est le plus penché sur les conséquences dans le domaine du transport aérien. C’est le cas à Kano au nord du Nigeria (Adefofalu, 1984), en Mauritanie (Salama, Deconinck, Lotfy et Riser, 1991), en Californie (Cahill, Gill, Reid, Gearhart, et Gillette, 1996). Plus récemment, Ozer (2001) soulignait dans la même lancée que la fréquence des retards dans le Sahel, les annulations ou encore les détournements d’avion sur d’autres aéroports sont dus à la visibilité médiocre. Les rares auteurs ayant étudié les impacts de mauvaise visibilité induite par les lithométéores sur le transport routier ont évoqué des risques d’accident de route: cela correspond à nos résultats. Ozer (2001) remarque que, pendant la saison sèche, les accidents de la route mortels sont extrêmement fréquents dans les pays sahéliens du fait de la mauvaise visibilité lors de lithométéores fortement denses. D’après Burritt et Hyers (1981), ces accidents sont tellement fréquents en Arizona que des mesures d’alerte de risque potentiel de lithométéores ont été prises par le Department of Transportation. Ces observations confirment alors les réponses avancées par l’essentiel des transporteurs routiers interrogés dans cette étude. Notons en outre qu’à notre connaissance, aucune étude n’a jusqu’ici abordé les impacts de la mauvaise visibilité horizontale sur les activités de commerce et, par conséquent, ce travail ouvrirait une fenêtre sur cet aspect.

Références

Adefofalu, Daniel Oladele. 1984. On bioclimatological aspects of Harmattan dust haze in Nigeria. Archives for Meteorology, Geophysics, and Biovlimatology, B (33), 387-404. https://link.springer.com/article/10.1007/BF02274004

Ben Mohamed, Abdelkrim, Frangi, Jean Pierre, Fontan, Jacques et Druilhet, Aimé. 1992. Spatial and temporal variations of atmospheric turbidity and related parameters in Niger. Journal of Applied Meteorology, 31, 1286-1294. Consulté à l’adresse: https://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/1520-0450%281992%29031%3C1286%3ASATVOA%3E2.0.CO%3B2

Bertrand, Jean-Joseph. 1976. Visibilité et brume sèche en Afrique. La Météorologie, 6, 201-
211.

Buishand, T. Adri. 1982. Some methods for testing the homogeneity of
rain fall records. Journal of Hydrology, 58 (1-2), 11-27. https://doi.org/10.1016/0022-1694(82)90066-X

Burritt, Benjamin Earl et Hyers, Albert D. 1981. Evaluation of Arizona’s highway dust warning system. Dans T. L. Pewe (dir.), Desert dust, origin, characteristic, and effect on man, Geological Society of America, 186 (p. 281-292).

Cahill, Thomas A., Gill, Thomas E., Reid, Jeffrey S., Gearhart, Elizabeth A. et Gillette, Dale A. 1996. Saltating particles, playa crusts and dust aerosols at Owens (dry) Lake, California. Earth Surface Processes and Landforms, 21, 621-639. Consulté à l’adresse: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/(SICI)1096-9837(199607)21:7%3C621::AID-ESP661%3E3.0.CO;2-E

D’Almeida, André et Gaye, Demba. 2016. Analyse estimative des concentrations en particules de lithométéores au Nord-Sénégal de 1965 à 2013: étude de cas des stations de Saint-Louis, de Podor et de Matam. Revue de géographie du laboratoire Leïdi, 14, 179-200.

D’Almeida, Guillaume. 1986. Model for Saharan Dust Transport. Journal of Climate and Applied Meteorology, 25, 903-916. https://doi.org/10.1175/1520-0450(1986)025<0903:AMFSDT>2.0.CO;2

Dahech, Salem et Beltrando, Gérard. 2012. Le vent de sable dans le sud tunisien, conséquences pour l’homme à Sfax. La Météorologie, Revue de l’atmosphère et du climat, 8 (79), 40-50. https://doi.org/10.4267/2042/48512

De Longueville, Florence, Henry, Sabine et Ozer, Pierre. 2014. Première évaluation des impacts des poussières désertiques sur la santé des enfants en Afrique de l’ouest: étude de cas dans le bénin septentrional. Dans P. Camberlin et Y. Richard (dir.), Actes du 27e Colloque International de l’Association Internationale de Climatologie (p. 536-542). Dijon, France: Université de Bourgonge. http://hdl.handle.net/2268/163276

Délégation de l’Union Européenne au Mali. 2014. Révision du profil environnemental du Mali. Rapport final contrat-cadre bénéficiaires 6. Consulté à l’adresse: https://eeas.europa.eu/sites/eeas/files/profil_environnemental_du_mali_0.pdf

Doumbia, El Hadj Thierno. 2012. Caractérisation physico-chimique de la pollution atmosphérique urbaine en Afrique de l’Ouest et étude d’impact sur la santé (thèse de doctorat). Université de Toulouse, France. Consulté à l’adresse: http://thesesups.ups-tlse.fr/1915/

Gac, Jean-Yves, Carn, Michel, Diallo, Mamadou Issa, Orange, Didier et Tanre, Didier. 1986. Corrélation entre brumes sèches et visibilité horizontale au sol à partir de mesures quotidiennes au Sénégal pendant 3 années. Note présentée par Georges Millot, C. R. Acad. Sc. Paris, 2 (11), 1025-1027. http://horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/pleins_textes_5/b_fdi_18-19/23296.pdf

Gaye, Demba. 2017. Fréquence des aérosols désertiques dans l’extrême Nord-Sénégal (Stations de Saint-Louis, Podor et Matam): effets radiatifs, conséquences sur la visibilité horizontale et impacts sanitaires. Thèse de doctorat, Université Gaston Berger de Saint-Louis.

Marticorena, Béatrice et al. 2010. Temporal variability of mineral dust concentrations over West Africa: analyses of a pluriannual monitoring from the AMMA Sahelian Dust Transect. Atmospheric Chemistry Physics, 10 (18), 8899-8915. https://www.atmos-chem-phys.net/10/8899/2010/acp-10-8899-2010.pdf

Martiny, Nadège, Roucou, Pascal, Pohl, Benjamin, Camberlin, Pierre et Chiapello, Isabelle. 2015. Définition d’un événement de poussières désertiques au sahel: apport de nouvelles mesures de PM10 au Burkina Faso. Actes du XXVIIIe Colloque de l’Association Internationale de Climatologie, Liège, Belgique. http://www.climato.be/aic/colloques/actes/ACTES_AIC2015/2%20Climatologie%20appliquee/031-MARTINY-194-199.pdf

OCDE. 2016. Les conséquences économiques de la pollution de l’air extérieur. Rapport. Paris, France. https://www.oecd.org/fr/environnement/indicateurs-modelisation-perspectives/Consequences-economiques-de-la-pollution-air-exterieur-essentiel-strategique-web.pdf

Ozer, Pierre. 2001. Les Lithométéores en région sahélienne, un indicateur climatique de la désertification, GEO-ECO-TROP. Revue internationale d’écologie et de géographie tropicales, 24, 327 p.

Salama, Moha, Deconinck, Jean-Noël, Lotfy, Morad Famy et Riser, Jean. 1991. L’ensablement à Nouakchott: exemple de l’aéroport. Sécheresse, 2 (2), 101-109. http://www.secheresse.info/spip.php?article7139

Pour citer cet article

GAYE, Demba. 2019. « Poussières désertiques et types de temps indicateurs du changement climatique: analyse des fréquences et étude des impacts environnementaux et socio-économiques au nord du sahel-sénégalais ». NAAJ. Revue africaine sur les changements climatiques et les énergies renouvelables, volume 1, numéro 1, en ligne.

Licence

Naaj a pour objectif de diffuser en libre accès des travaux scientifiques sur les questions climatiques et les énergies dites renouvelables en Afrique en particulier et dans le monde en général. Mot d’origine wolof, langue parlée au Sénégal, naaj renvoie à l’idée d’une énergie provenant des rayons du soleil. La revue entend défendre ce symbole en créant des savoirs répondant aux défis écologiques qui sont devenus des préoccupations planétaires (changement climatique, crise énergétique, stress hydrique, etc.). Pour ce faire, elle privilégie l’interdisciplinarité sans toutefois exclure les approches disciplinaires qui intègrent les questions relatives aux désastres écologiques, aux enjeux énergétiques sur le continent africain, en Amérique latine, en Asie, en Europe ou dans les milieux de vie des populations autochtones à quelque endroit qu’elles se trouvent. Les savoirs endogènes de celles-ci sont susceptibles de dialoguer avec la science conventionnelle pour éclairer la société civile, les chercheurs et chercheuses, les décideurs et décideuses et les organisations actives sur le terrain, sur l’urgence de la situation.

Le site de la revue NAAJ est https://revues.scienceafrique.org/naaj. Sa politique éditoriale y est décrite.

NAAJ est dirigée par Dr Cheikh Ba et Dr Demba Gaye. Le président de son comité scientifique est Dr Ibrahima Mbaye, Université de Ziguinchor (Sénégal). Les autres membres du comité scientifique sont :

  • Abdoulkadri LAOULAI, Université Boubakar de Tillabéri (Niger)
  • Alassane DIALLO, Université de Grenoble Alpes (France)
  • Alioune KANE, Université Cheikh Anta Diop de Dakar (Sénégal)
  • Arame TALL, Banque Mondiale, Climate Change Group (USA)
  • Daouda KONE, Université Félix Houphouët-Boigny (Côte d’Ivoire)
  • Florence Blanche LIMI, Université de Dschang (Cameroun)
  • Frédéric CAILLE, Université de Savoie (France)
  • Henri ASSOGBA, Université Laval (Canada)
  • Ibouraîma YABI, Université d’Abomey-Calavi (Bénin)
  • Imane NYA, Université Mouhamed V (Maroc)
  • Mamadou BADJI, Université Cheikh Anta Diop (Sénégal)
  • Mamounata BELEM, Université de Ouaga (Burkina-Faso)
  • Oumar KANE, Université de Montréal à Québec (Canada)
  • Yvan RENOU, Université de Grenoble-Alpes (France)
  • Sébastien WEISSENBERGER, UQAM et Université de Moncton

Pour toute demande d’information sur la revue, écrire au Secrétariat général du Grenier des savoirs.

Partagez cet article