Sécheresse climatique et dynamique éolienne sur la côte nord du Sénégal

Sensibilité dunaire et estimation des débits massiques dans le Gandiolais

Souleymane NIANG

 

Les mécanismes éoliens au Sahel ont été, depuis les années 1970 surtout, une des causes principales de la dégradation mécanique des sols et expriment, de fait, la persistance du déficit hydrique qui a été à l’origine de la remobilisation des sédiments des ensembles dunaires continentaux et ceux situés sur les côtes. Les exemples des lacs Rkiz et le Koundi en Mauritanie (Dieng, 1997), des régions de Nefzaoua (Ouaja et al, 2013), de Jérid (Nabil et al, 2013) en Tunisie, du Sahel sénégalais (Sy, 2013), du Trarza mauritanien (Niang, 2008), des cuvettes oasiennes dans les départements de Gouré et de Maïné-soroa au Niger (Toudjani et Tidjani, 2013), du bassin du lac Tchad (Abidi et al, 2013), etc. montrent combien les systèmes généraux d’action éolienne (SGAE) sont ouverts et combien les processus morphodynamiques éoliens sont des indicateurs de la désertification dans les milieux arides et semi-arides. Même s’il a été démontré une tendance de retour du couvert végétal sur la bande de l’Afrique de l’Ouest qui s’accompagne d’une pluviométrie globalement normale et excédentaire depuis le milieu des années 1990 (Anyamba et Tucker, 2005, Fensholt et Rasmussen, 2011, Dardel, 2014 ; Gal et al, 2016), il faut noter qu’à des échelles locales cette reprise végétative n’a pas été observée et que celles-ci constituent des zones de forte dynamique éolienne. Ces mécanismes éoliens dépendent de l’efficacité des vitesses anémométriques et surtout de l’état de surface du substrat. Mainguet (1995) estime que la notion de vent efficace tourne autour de 4 m/s au Sahel. Veyret et al. (1998) ont démontré que pour des sables quartzeux secs de diamètre compris entre 500 et 300 microns, la mise en mouvement exige une vitesse de 5 à 6 m/s. Les travaux de Tidjani, Ozer et Karimoune (2009) dans le Niger oriental ont pu déterminer le seuil de saltation qui est de l’ordre de 6 m/s pour les sols sableux dunaires faiblement protégés par un couvert végétal. Dubrief, cité par Niang (2008), considère comme vent efficace celui qui atteint 3 m/s. Cette valeur est significative dans le Gandiol puisqu’elle est capable de déplacer les particules de 160 microns de diamètre. Tangara (2010) estime la vitesse critique de déplacement des particules à 4,1 m/s sur la côte nord du Sénégal[1].

Ainsi, la région des Niayes est le siège d’une dynamique éolienne intense. Le domaine supratidal de la Grande-Côte sénégalaise est de moins en moins protégé par le rideau de brise-vent (Casuarina equisetifolia), ce qui érige le vent au rang de facteur agent morphodynamique prédominant. D’autant plus que les dunes littorales et continentales subissent, malgré la reprise pluviométrique amorcée dans les années 1990, une revivification de leurs unités respectives. Depuis 1954, la vulnérabilité du revers du cordon explique des ouvertures de front de migration des sédiments (phénomènes d’engraissement) issus de la réactivation des systèmes dunaires littoraux – dunes blanches et dunes jaunes semi-fixées (Sall, 1982).

L’action éolienne est marquée soit par l’ensablement, soit par la réactivation et la mise en mouvement des sédiments, soit par le remodelage des formations dunaires. L’espace gandiolais fait apparaître de plus en plus des aires de déflation et d’accumulation. En fait, les processus de dégradation ne débutent pas dans les années 1970-1980. Les prémices de cette érosion accélérée seraient probablement liées au resserrement des cycles de sécheresse climatique du début du XXe siècle. La conjonction des actions éoliennes et anthropiques avec l’exploitation des ligneux, l’extension des cultures et de l’habitat induit une potentialité érosive des dunes et une migration de ces ensembles dunaires littoraux vers l’intérieur qui provoque un ensablement des cuvettes, support de l’activité maraîchère, particulièrement dans le Gandiolais qui occupe l’extrême nord de la région du Niayes et constitue une transition entre le delta du fleuve Sénégal et la région des Niayes (figure 1).

 

Localisation du milieu d’étude.

Dans le Gandiolais, la dynamique sédimentaire autour des cuvettes agricoles est essentiellement provoquée par le vent dans un environnement où 99 % de la surface est essentiellement constitué de sables hérités non évolués. La déflation exerce une action directe sur les particules de sable qui sont mises en mouvement et suivent le système de pente des cuvettes agricoles à fond largement tapissé, lequel ne favorise pas une réexportation des sédiments. Le processus de saltation assure 95 à 97 % des déplacements de particules pratiquement toute l’année dans un espace où l’agriculture régit tous les rapports de production et de consommation. L’approche quantitative nécessite une estimation approximative des débits massiques dans l’optique de mieux connaître l’érosion mécanique pour la gérer ensuite.

Méthodologie

Notre méthode consiste d’abord à traiter les données de pluviométrie de la station de Saint-Louis sur deux séries : une série longue de 1892 à 2013 et une série de 30 ans s’étalant de 1984 à 2013. Ce traitement permettra d’observer la diminution progressive de la pluviométrie, le changement de l’isohyète et le caractère plus ou moins excédentaire des cumuls actuels. Les valeurs de la longue série ont été validées par le test des séquences sous XLstat avec un intervalle de confiance de 99 %. Les tests d’homogénéité, effectués à l’aide de la méthode de Buishand, ont permis de diviser la série 1892-2013 ; ce qui a nécessité le calcul du p-value obtenu en utilisant des simulations de Monte Carlo. Il est basé sur deux hypothèses à fonctionnement itératif (H0 = les données sont homogènes et Ha = il y a une date à partir de laquelle il y a un changement dans les données). Étant donné que le p-value exprimé sous XLstat est inférieur à 0,01 %, on retient l’hypothèse ha qui est exprimée à partir de l’illustration du test. L’analyse est couplée à un lissage de données de la série qui permettent d’illustrer l’évolution de la pluviométrie de la station de Saint-Louis.

La méthode de caractérisation de la dynamique éolienne est basée sur le traitement du paramètre anémométrique (direction et vitesse) de la station synoptique de Saint-Louis et les deux stations installées à Gadga Lahrar. La quantification in situ des débits massiques est effectuée à partir de la méthode artisanale de trappe à sable dans les cordons dunaires et les cuvettes. Cette dernière a l’avantage de quantifier le transport sédimentaire en fonction des directions (NW, NE, SW et SE); les autres pièges identifiés (pièges à coupelle, piège de type Owens, Leatherman, GTW, etc.) ne le permettent pas.

 

Station éolienne.

 

Dispositif de la trappe à sables.

 

Trois séries d’expérimentation ont été effectuées. L’approche est basée sur le contraste saisonnier qui permet de comparer le fonctionnement éolien et les échanges sédimentaires au cours de l’année. Les expérimentations de piégeage à sédiments sont réalisées sur trois périodes de l’année éolienne notamment en saison sèche froide (décembre-janvier), en saison chaude (d’avril à mai) et en saison des pluies (septembre). Le rythme de suivi des campagnes dépend de la compétence des vents et des observations sur la dynamique éolienne. L’approche par unité de temps permet de comparer les résultats entre les différentes saisons de collecte des sédiments piégés et de caractériser la morphodynamique d’ensemble dans le Gandiolais.

Ce dispositif de piégeage a été couplé à l’installation de mires à la fois dans les dunes et les cuvettes afin d’observer le niveau de colmatage à l’échelle des différentes campagnes d’observation. La méthodologie quantitative a permis d’avoir des résultats sur les volumes et les variations sédimentaires dans le système des dunes et Niayes du Gandiol. Les sédiments récoltés pendant les campagnes ont été quantifiés au laboratoire par une balance électrique de précision pour déterminer le bilan massique par saison et par direction. Ce travail a été suivi par l’analyse granulométrique des sédiments collectés. L’analyse sédimentologique a permis enfin d’effectuer le calcul des indices granulométriques, les courbes de distribution et les courbes cumulatives à l’aide du programme Gradista.

Les résultats

Une pluviométrie déficitaire, facteur déclencheur de la porosité de l’environnement immédiat des dunes

Le déficit hydrique amorcé au début du 20ème siècle, et accentué avec la grande sécheresse, marque le déclenchement de la forte mobilité dunaire et la revivification des systèmes dunaires littoraux et ogoliens. Entre 1984 et 2013, quelque 47 % des totaux pluviométriques restent déficitaires, c’est-à-dire inférieurs à la moyenne estimée à 267 mm. Les écarts à la moyenne peuvent, toutefois, atteindre environ 55 % à la station de Saint-Louis. Ces derniers sont compris entre -6 et -209 mm entre 1984 et 2000 avec dix années sèches où les écarts sont élevés. Les années 1992 et 1996 traduisent une accentuation du déficit hydrique avec respectivement 60,4 et 84 mm. Tandis que les écarts à la moyenne entre 2000 et 2013 sont de l’ordre de -6 à -128 mm avec quatre années sèches où les écarts négatifs restent faibles. Les excédents peuvent également atteindre 300 mm (année 2010 par exemple). Depuis 2010, la station de Saint-Louis est excédentaire de 9 à 326 mm par rapport à la moyenne.

Le test d’homogénéité fait ressortir cette rupture dans la longue série pluviométrique en même temps que les moyennes associées à chaque segment ou série temporelle (figure 2). Elle est identifiée à partir du début des années 1970 et met en place une tendance qui structure actuellement la série pluviométrique de la station de Saint-Louis. La normale actuelle à la station de Saint-Louis est moins importante comparée à la période de 1892 à 1970. La tendance plus ou moins régulière de la pluviométrie n’a pas encore permis au couvert végétal de se régénérer d’où la forte porosité de l’espace (figure 2).

Test d’homogénéité et identification des ruptures de 1892-2013.

Les mêmes traitements d’ajustement de loi à partir des tests non paramétriques sur une longue série de données de 1892 à 2013 confirment l’appartenance de la zone dans l’isohyète 300 à 400 mm. Il y a donc une différence d’environ de 100 mm par rapport à l’isohyète de la série de 1984 à 2013 confirmant la translation des isohyètes dans le secteur de Saint-Louis.

Efficacité de l’énergie éolienne dans le Gandiol

L’efficacité éolienne dans le Gandiol est caractérisée par la grande fréquence des vents du NW très compétents. Ces vents morphodynamiquement très actifs (Chamard et Courel, 1979) se manifestent, en général, de février à juillet et remobilisent les particules rendues vulnérables à la déflation par des flux constants, voire multidirectionnels et globalement efficaces tout au long des saisons d’intenses déflations.

Les vents du N et du NE persistent du mois d’octobre au mois d’avril. Sur la séquence d’observation du paramètre anémométrique de 1980 à 2011, les valeurs du cadran N croissent entre cet intervalle et atteignent 50 à 78 % de la dynamique éolienne en mars et avril. La direction N disparaît pratiquement entre juillet et septembre. Le cadran NE enregistre les hautes valeurs entre novembre et janvier avec un cumul de 48  % en décembre.

Pendant la saison des pluies, la direction des vents s’inverse en faveur du cadran NW et de la direction cardinale W. Le changement de direction des flux s’explique par les fortes rentrées de la mousson qui renvoie l’anticyclone des Açores plus au nord. Les valeurs calculées à partir des observations de la même séquence estiment les moyennes à environ 54 % pour le W, de juillet à septembre, contre 32 % pour le cadran NW (juin-septembre). Ce dernier est plus étalé que la composante W.

La vitesse de déplacement des particules dépasse souvent le seuil critique local estimé à 5,63 m/s. Il faut aussi articuler tout cela à une saison sèche qui couvre les 3/4 de l’année éolienne, soit les 2/3 du total des vents annuels avec un nombre de jours potentiellement érosifs supérieur au 2/3 pendant les mois de déflation importante (mars, avril surtout). Ce qui expose les unités dunaires non stabilisées à la déflation. L’analyse des vitesses illustre l’importance du dépassement du seuil critique, ce qui constitue aussi un indice du déficit hydrique.

Les classes de vitesse [0,0 à 4,4 m/s] restent faibles alors que les classes [6,5 – 8,4 m/s] et [8,5 – 10,4 m/s] occupent 67 % des observations séquentielles. Ces intensités sont à peu près similaires à celles enregistrées sur la période 2000-2008 dans tout le littoral de la Grande-Côte où les vitesses comprises entre 4,1 et 5,8 m/s occupent de 44,4 à 48,8 % des vents actifs. L’intervalle 6 à 7,2 m/s cumule 20,5 à 25 % des vents morphologiquement actifs. Les vitesses de l’ordre de 8 à 9 m/s représentent une moyenne de 17,5 % entre 2000 et 2008. L’observation des individus anémométriques à la station de Gadga entre mars et août met en évidence une baisse simultanée des vitesses maximales et minimales dans la zone. Les moyennes maximales passent au niveau des formations dunaires de 9,99 m/s (en mars), 9,4 m/s (en avril), 6,31 m/s (en juillet,) 9,42 m/s (en août) à 8,75 m/s en septembre et les vitesses moyennes minimales de 5,52 m/s en mars à 4,12 m/s en août. Les vitesses comprises entre 4 et 6 m/s ne sont significatives qu’à moins de 18 %. À partir du moment où la vitesse seuil est établie à 5,63 m/s, toutes les valeurs en dessous de ce seuil critique ont une faible capacité d’amorcer la saltation. Ainsi, plus de 80 % des sédiments dunaires sont transportés par des vitesses de 7 à 9 m/s. Étant donné que la vitesse 8 m/s est dominante, tous les sédiments sont transportés par une saltation qui mobilise près de 95 % de sédiments.

En revanche, les cuvettes enregistrent des vitesses plus faibles. Les vitesses maximales passent de 7,37 à 5,28 m/s. Les faibles vitesses enregistrées dans les dépressions s’expliquent par la topographie et les pieds de l’espèce Casuarina equisetifolia qui se comportent comme des brise-vents. Les Niayes fonctionnent comme des bassins de collecte, une zone de dépôt où l’écoulement des flux subit l’effet des forces de frottement.

Directions préférentielles des sédiments et bilan massique

La direction préférentielle des débits massiques est étudiée pour les trois saisons d’observation et pour les différentes unités (dunes et cuvettes) : la saison sèche froide, la saison sèche chaude et la saison des pluies.

La saison sèche froide. Dans les dunes, les cadrans NW et NE dominent de 58,78 à 75,58 % de la proportion de sable déplacé. La période individualise la prédominance du secteur nord, soit 59 % de particules en transit dans la dune entre décembre et janvier et 75 % des débits massiques entre janvier et février. La prépondérance de ces secteurs s’explique par la permanence des vents du Nord avec 80 à 85 % dans la rose des vents. Entre décembre et janvier, une différence plus ou moins de 20 % s’établit entre les cadrans NW et NE, ce dernier étant plus important en décembre où il peut atteindre 45,45 % des vents enregistrés. Les proportions des cadrans SW et SE sont plus ou moins faibles. Les valeurs sont comprises entre 24,36 à 41,21 % du volume sédimentaire mis en mouvement avec une légère dominance du secteur SE.

Dans les cuvettes, le cumul des directions NW et NE se situe entre 71,19 à 84,64 %. Elles laissent une faible marge de manœuvre pour les cadrans SW et SE dont les proportions sont comprises entre 15,96 et 28,81 %. Le cadran SW peut atteindre une proportion plus importante que le cadran NE sur la même période d’observation. Le cadran SE garde les mêmes valeurs entre décembre et février ce qui n’est pas le cas pour les autres directions. Entre décembre et janvier, 81,68 % de particules sableuses suivent les directions NW et SW. De janvier à février, le fonctionnement normal saisonnier revient au niveau des cuvettes avec un renversement de la tendance sédimentaire où les secteurs NE et NW cumulent 84,04 % des sables mis en mouvement par saltation avec 60 % des sédiments transitant vers le NE.

La saison sèche chaude. Au niveau de la dune ravivée, les quatre directions sont toutes compétentes avec une dominance des cadrans SW et NW. L’importance du secteur sud est indicatrice de la pénétration des flux de mousson en juin. La tendance directionnelle est assez homogène pour le NW et le SW avec des pourcentages de 37,81 % (NW), de 3,28 % (NE) et de 39,09 % (SW) et de 19,83 % (SE).

Dans la dépression, les particules en mouvement épousent un circuit sédimentaire transversal et homogène (NW = 33,09 %; NE = 20,18 %; SW = 25,07 %; 21,66 %). L’approche de la saison des pluies ne semble pas jouer en faveur d’une réorientation forte des sédiments vers le sud. Les conditions locales, autrement dit, la pente et la configuration du bas-fond, peuvent déjouer la logique saisonnière.

La saison des pluies. La transition saisonnière traduit également une variation dans la direction préférentielle des particules de sable. La modification de la dynamique sédimentaire est la conséquence de la réorientation des vents vers le secteur méridional pendant cette période et la protection du sol. Les cadrans NW et SW cumulent 61,22 % des particules piégées au sommet des dunes et épousent partiellement la rose des vents. Les vents du cadran SW deviennent très compétents à la fin du mois de juin qui correspond au début de la saison des pluies dans le Gandiol (au plan morphodynamique).

Les proportions dans les Niayes sont largement dominées par le secteur NE avec 43,13 %. Les cadrans NW, SW et SE occupent respectivement : 21,92 %, 15,89 % et 19,07 %. Ce qui confirme l’hypothèse qu’il n’existe pas dans les cuvettes une relation directe entre la transition saisonnière et la direction préférentielle des particules sableuses où les secteurs SW et NW seraient les secteurs dominants en saison pluvieuse. La logique saisonnière s’applique plutôt au niveau des surfaces dunaires largement étendues et exposées à la déflation.

Au total, dans les dunes comme dans les bas-fonds, le cadran NW reste le secteur dominant et s’explique par la persistance des alizés maritimes presque toute l’année éolienne à Saint-Louis et au-delà sur toute la Grande-Côte. La connaissance des directions préférentielles permet de comprendre l’organisation de la direction des flux sédimentaires et l’importance relative des débits massiques sur certains secteurs directionnels.

Estimation des débits massiques

En saison sèche froide, les directions NW, NE, SW, SE enregistrent des moyennes journalières respectives 295,85 g, 222,40 g, 26,44 g et 141 g. L’importance des deux premières directions est relative à l’accentuation des vents du Nord à partir de novembre et surtout le secteur NE qui peut cumuler 45,45 % en décembre, 23,52 % en novembre, 32,35 % en janvier et 17,14 % en février. Les cuvettes cumulent 106,76 g, soit une moyenne journalière de 0,94 g (NW), 2,26 g (NE), 0,28 g (SW) et 0,33 g (SE).

En saison sèche chaude, le gradient de déplacement des particules se colle à celui des directions préférentielles du NW, NE, SW et SE. La dynamique éolienne pendant la saison sèche, particulièrement les mois de mars et d’avril, est essentiellement due à la fréquence des vents efficaces. Les 4 directions enregistrent une moyenne de dépôt de 236,61 g/jour dans le cordon dunaire et une moyenne de 3,25 g/jour dans les Ndioukis. En considérant ces 2 moyennes, on a estimé que la quantité de sable mis en mouvement et transporté par saltation au niveau des dunes ravivées représente 98,95 %, les cuvettes n’enregistrent que 1,05 % du total de sédiments. En outre, la saison sèche domine à 59,26 % du transport sédimentaire, soit les 3/5 de la dynamique d’ensablement dans le cordon dunaire.

Dans la dépression, la saison sèche domine avec 79,75 %, soit 4/5 de la masse sableuse durant l’année. En effet, l’assèchement des particules provoqué par une forte évaporation déclenche le manque de cohésion et la diminution de la force électrostatique entre les particules ; ce qui entraîne une plus grande sensibilité à la déflation et au transport.

En saison des pluies, le transit sédimentaire diminue très sensiblement dans les 4 directions préférentielles. La protection jouée à la fin de cette période par le couvert végétal explique que l’on ne retrouve pas les mêmes conditions d’érosion au passage de l’hivernage à la saison sèche (Veyret et al., 1998, p. 278). Les modifications de la surface dunaire sont plus accentuées dans les dunes ogoliennes que celles littorales vives où la nature des quartz et les embruns marins ne permettent pas un développement rapide du tapis herbacé.

La saison des pluies cumule 40,74 % des sédiments transportés, soit 2/5 du stock sédimentaire dans la dune ravivée. Par contre, dans les Ndioukis, la masse sableuse représente 20,24 % de la masse totale.

Cette diminution dans la rose sédimentaire est étroitement liée aux modifications dans le fonctionnement éolien, aux conditions physiques et biologiques du milieu gandiolais. La conjugaison de la grande dispersion de la rose des vents, le fléchissement des vitesses maximales, l’humidification et l’apparition du tapis herbacé permettent d’élucider cette baisse sensible de la rose sédimentaire pendant la saison des pluies : cela s’observe plus dans les dunes ogoliennes qu’au niveau des systèmes dunaires littoraux du Gandiol.

 

Directions préférentielles des sédiments en fonction des saisons.

Les tableaux 1 et 2 résument les tendances sédimentaires dans les différentes campagnes de piégeage et fournissent le bilan massique de la séquence d’observation.

Saisons Saison sèche froide Saison sèche chaude Saison des pluies
NW 8283,70 8 230,82 9 311,70
NE 6227,22 713,31 6 320,94
SW 740,270 8 508,01 9 527,80
SE 3 947,93 4 315,57 5 613,49
Total 19 199,12 21 767,71 30 773,93

Tableau 1. Poids (en g) récoltés par direction et par saison de collecte dans la dune

Les poids piégés sont importants à l’échelle de la saison de déflation. En considérant l’année, c’est environ 59 865,5 grammes qui ont transité par roulage ou par saltation sur une largeur de 19 cm (cf. tableau 3).

Saisons Saison sèche froide Saison sèche chaude Saison des pluies
NW 26,45 2,23 65,53
NE 63,27 1,36 128,93
SW 7,87 1,69 47,49
SE 9,17 1,46 57,00
Total 106,76 6,74 298,95

Tableau 2. Poids (en g) récoltés par direction et par saison de collecte dans la dépression

Les poids piégés sont considérablement réduits au niveau de la dépression, soit un total de 413 grammes pour l’ensemble des saisons de déflation contre 59 856,5 grammes sur la dune. Ces résultats traduisent l’importance des brise-vents dans la protection des Niayes et des Ndioukis le long du littoral du Sénégal. En effet, la valeur relative du poids de la station de la cuvette par rapport au poids total des 2 stations d’observation (60 278,5 grammes) est inférieure 2 % (1,45 % précisément).

NW NE SW SE Total
Dune 135 926 6 982 98 821 73 353 315 082
Cuvette 496 1 019 300 356 2171
Total 136 422 8 001 99 121 73709 317 253
En % 43 2,52 31,24 23,23 100

Tableau 3. Débits solides/g en transit par mètre de largeur du courant éolien[2]

Par rapport aux espaces maraîchers, le tableau 3 indique que 43 % des débits solides éoliens sont déplacés du cadran NW au cadran SE, c’est-à-dire dans le sens estran-revers du cordon vif-Niayes. Le cadran SW fait 31,24 % (même sens de migration des sédiments), soit un total de 74,24 % des vents compétents qui soufflent dans la direction des bas-fonds. Ces chiffres indiquent l’importance des débits solides qui ensevelissent les jardins maraîchers le long du littoral nord du Sénégal et justifient l’urgence du renouvellement du rideau des brise-vents.

Les données quantifiées sont obtenues à partir d’une surface d’expérimentation de 0,1026 m2. Ces quantités sont plus pertinentes si elles sont appréciées sur des surfaces correspondant aux bases factorielles dans le Gandiol. Les extrapolations sur un hectare (10 000 m2) et 500 m2 à partir des cumuls des volumes sédimentaires expriment un risque morphogénique diffus et accéléré mettant en péril les bases de la production maraîchère. L’extrapolation répond plus à des logiques d’espace qu’à des logiques statistiques ou géostatistiques. Elle suppose que les quantités de débits massiques s’inscrivent dans une réalité morphodynamique où les conditions d’expérimentation et d’action du vent sont homogènes sur tout le segment dunaire considéré. Le caractère monotone du substrat dunaire du Gandiol et l’importance de l’efficacité énergétique du vent valident l’extrapolation et le bilan massique (tableaux 4 et 5).

Unité d’observation

Saison d’observation

Quantité en g/ha/mois

Quantité en tonne /ha/mois

Quantité en g/ha/jour

Quantité en tonne /ha/jour

Dune

Saison sèche froide

1.871.259.259

1871,259

66.830.687,83

66,830

Cuvette

10.405.458,09

10,405

371.623

0,371

Dune

Saison sèche chaude

2.121.609.162

2121,609

75.771.775,78

75,771

Cuvette

656.920.078

656,920

23.461,43

0,023

Dune

Saison des pluies

2.999.408.382

2999,408

107.121.727,9

107,121

Cuvette

291.374.269

291,374

1.040.622

1,040

Tableau 4. Bilan massique par extrapolation sur un hectare

   Unité d’observation

Saison d’observation

Quantité en g/500 m2/mois

Quantité en tonnes /500 m2/mois

Quantité en g/500 m2/jour

Quantité en tonne /500 m2/jour

Dune

Saison sèche froide

93562962,96

93,562

3 118 765,432

3,118

Cuvette

520 272,904

0,520

17 342,43015

0,017

Dune

Saison sèche chaude

106 080 458

106,080

3 536 015,27

3,536

Cuvette

3 370

0,003

112,33

0,0001

Dune

Saison des pluies

149970419,1

149,970

4 999 013,97

4,999

Cuvette

1456871,245

1,456

48 562,375

0,048

Tableau 5: Bilan massique par extrapolation sur une parcelle de 500 m2

Les débits massiques déposés dans les cuvettes ou qui sont susceptibles d’y être sont très importants si le processus de transport n’est pas stabilisé. Les vitesses d’érosion sur la dune et de sédimentation dans les bas-fonds ont été obtenues à partir des relevés de mire. La vitesse d’érosion sur la dune est estimée à 4,2 cm/an alors la sédimentation des Ndioukis est estimée empiriquement à 1,75 cm/an. Les valeurs négatives obtenues au sommet de la dune traduisent l’importance du déplacement des sédiments. Les Ndioukis n’enregistrent pas de valeurs négatives sur les observations. La tendance est à l’accumulation. L’épaisseur de la sédimentation obtenue à partir des relevés de mire s’approche approximativement des résultats de Sy et al (2011) qui estiment cette valeur à 2,4 cm/an. La moyenne entre les valeurs de la méthode théorique de ces auteurs et celle obtenue in situ par mire est estimée à 2.075 cm/an, taux suffisant pour transformer la composition granulométrique des cuvettes.

Les courbes de distribution démontrent une parenté génétique très forte entre les Niayes et les dunes ; ce qui confirme l’hypothèse d’un renforcement des échanges sédimentaires et une redistribution sédimentaire en faveur des particules grossières (figures 4 et 5).

Courbe de distribution des dunes.
Courbe de distribution des Cuvettes.

Le caractère bimodal de la distribution granulométrique, centrée sur les sables moyens et fins, valide l’hypothèse d’une accentuation des échanges entre le revers du cordon des dunes blanches vives et les Niayes (bas-fonds) et une perte progressive d’éléments fins dans les cuvettes maraîchères du littoral nord du Sénégal. La lecture combinée des deux courbes de distribution montre une répartition des sables sur deux modes essentiellement : les sables moyens et les sables fins. De la Niaye typique au Ndiouki, la fraction grossière en moyenne (0,125 mm-0,5 mm) a augmenté de 26 % : c’est ce qui explique les effets du vent avec la prédominance de la saltation qui représente presque 97 % du transport de particules.

Discussion

L’érosion éolienne accentuée par la destruction du couvert végétal a fini par donner à cet espace géographique l’image d’une région naturelle où les processus morphodynamiques éoliens sont un élément important du décor environnemental du Gandiol. Au regard des résultats de quantification, il ressort que toutes les intensités sont compétentes et sont susceptibles de transporter sans grande difficulté des masses importantes de sédiments. Il est donc difficile dans ce système de mettre en évidence une matrice de compétence où une saison serait prépondérante. Les sables piégés dans les cuvettes enfouissent le peu de matières organiques (-1 %) des dunes littorales et des dunes rouges. L’absence d’un important taux de base échangeable des dunes renforce le risque d’une perte de fertilité si la dynamique d’accrétion suit son cours. Le changement de la composition granulométrique en faveur des particules grossières montre une dynamique d’ensablement accélérée. La partie superficielle des Ndioukis s’enrichit en éléments grossiers. Sur la base des études de Sy (2008) sur les Niayes du secteur Gandiol-Potou et de nos analyses granulométriques, il est établi une perte de concentration des argiles et des limons et une absence de sables très fins. L’ensemble de nos échantillons indique une fraction très fine de 0,004 mm en moyenne. Ces mêmes résultats signifient la modification de la composition granulométrique des sols. Les sables fins en moyenne varient de 86 % à 97 % dans les Ndioukis. Cette perte des fractions, qui assurent le potentiel de fertilité des sols, justifie la baisse des rendements et appelle des stratégies de gestion. Les résultats obtenus corroborent les travaux de Sy (2008), Tangara (2010), Faye (1997) et comblent les lacunes liées à la connaissance des directions préférentielles de débits massiques et à leur quantification.

L’ensablement entraîne des abandons assez importants dans beaucoup de villages du Gandiolais, mais reste difficilement perceptible par les maraîchers puisque l’érosion est, par essence, un phénomène insidieux. Les populations gandiolaises savent que c’est le processus de destruction du couvert végétal qui est à l’origine des mécanismes éoliens. Cependant, le maraîcher gandiolais cherche plutôt à contrecarrer la résultante de la dynamique sédimentaire sur ses récoltes par le biais de forts amendements biologiques et dosages chimiques au détriment d’une structure pédologique de plus en plus dégradée. L’utilisation d’engrais chimiques, quelle que soit la quantité, risque d’affecter la terre et la ressource hydrique qui constitue la base fondamentale de l’existence de ces cuvettes agricoles. Les processus d’adaptation sont susceptibles de générer des vulnérabilités induites produisant des situations plus graves que le simple état initial (Belliveau et al., 2006).

Les stratégies locales d’adaptation, au-delà des amendements, demeurent la forte consommation d’espace. Cette dégradation mécanique est couplée à une dégradation chimique plus sévère que constitue la dégradation de la nappe de sables quaternaires. Les pertes de terre successives ont favorisé un éloignement des cuvettes fonctionnelles de plus en plus loin des espaces villageois. Les maraîchers situés sur le secteur des dunes vives siliceuses (Mouit, Gadga Lahrar, Dégou Niaye, Mboumbaye) possèdent des cuvettes à quelques kilomètres de leur zone d’habitat notamment dans les villages de Ricotte, Gouye Reine et Rimbakh Gandiol dans le secteur des dunes jaunes. L’espace paysan gandiolais s’élargit dans les zones à vocation pastorale. Les terres de culture maraîchère avancent sur les dunes jaunes et les dunes rouges et s’accompagnent d’importants défrichements vers l’est, d’où la nécessité de renforcer les processus morphodynamiques éoliens.

Conclusion

La quantification des débits massiques dans le Gandiol par la méthode de trappe à sable a permis de constater l’importance des échanges sédimentaires entre dunes et dépressions de type Ndioukis. Les flux sédimentaires enregistrés durant les campagnes de collecte corroborent l’idée que les processus morphodynamiques éoliens s’accélèrent sur le littoral nord et occasionnent une baisse des rendements agricoles. Ces phénomènes marquent une progression de la désertification dans ce secteur littoral. Le couvert végétal ne se régénère toujours pas dans le Gandiol malgré une hausse notée des totaux pluviométriques enregistrés à la station de Saint-Louis. Même si le phénomène d’ensablement est moins important dans le Gandiol que le reste du littoral nord, il est urgent de procéder à des actions de stabilisation des cordons dunaires et protéger les Niayes qui constituent la base de production de l’activité principale des populations gandiolaises. Un renforcement ou un remplacement de l’espèce exotique Casuarina equisetifolia permettra de diminuer la force aérodynamique des vents du cadran NW qui sont responsables, en grande partie, du transport sédimentaire. Les actions de mise en défens et une plus grande protection des champs par les haies vives doivent être favorisées et intégrées dans le système de production tout en évitant l’utilisation de l’espèce Opentia tuna dont la capacité de dissémination est un facteur de la dégradation du couvert végétal. L’espèce Euphorbia balsamifera semble très indiquée pour clôturer les champs et empêcher le transit sédimentaire. Les actions de stabilisation devront être faites de concert avec les populations qui en sont les principaux bénéficiaires. Cela suppose que les populations puissent tirer profit des espèces plantées. Par voie de conséquence, l’agroforesterie devient une nécessité impérieuse.

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  1. Sur la base de 252 observations sur des dunes vives d’inégales surfaces de la côte nord du Sénégal
  2. Certains chiffres du tableau sont arrondis.

Pour citer cet article

NIANG, Souleymane. 2019. « Sécheresse climatique et dynamique éolienne sur la côte nord du Sénégal : sensibilité dunaire et estimation des débits massiques dans le Gandiolais ». NAAJ. Revue africaine sur les changements climatiques et les énergies renouvelables, volume 1, numéro 1, en ligne.

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