CHANGEMENT CLIMATIQUE ET VULNERABILITE DES RESSOURCES EN EAU SOUTERRAINE

INTRODUCTION

   L’eau, or bleu et source de vitalité, est l’un des enjeux majeur du XXIème siècle. Sur l’ensemble de la planète la quantité d’eau est estimée à 1 400 millions de km3. Une quantité d’eau qui n’a pas augmenté depuis son apparition sur Terre, il y a environ 3,4 milliards d’années. L’eau salée représente 97,2 % de l’eau sur Terre tandis que l’eau douce représente un peu moins de 3 % du total; soit 39,2 millions de km3. Le volume d’eau douce présente sous forme de lacs, de cours d’eau (fleuves, rivières) et de nappes souterraines où l’homme peut puiser est environ 14 millions de km3. En effet le changement climatique, surtout le réchauffement climatique, joue également un rôle important sur la variation de cette quantité d’eau par la désertification ou l’assèchement ou diminution de niveau des ressources en eau. Mais également sur leur minéralisation. Le Sud-Ouest de Madagascar comprend deux régions à caractéristique assez voisine, l’Androy et la Mahafaly, soumise à un régime climatique subdésertique à pluies irrégulières et souvent très déficitaires. Il est connu pour sa grande défaillance en eau. En effet, cette partie de l’ile a déjà fait l’objet de nombreuses études hydrogéologique. Mais actuellement, le changement climatique, surtout le réchauffement climatique, entrainent une variation de cette quantité d’eau par la désertification ou l’assèchement ou diminution de niveau des ressources en eau ainsi que leur composition chimique. A partir de synthèse des résultats qui ont été déjà effectués dans les communes de BetiokyAtsimo et Ampanihy, nous allons modéliser sur le logiciel ArcGis 10.1 l’écoulement des eaux souterraines et aussi leur contamination par le Canal de Mozambique. D’où le titre du travail : « Etat actuel des ressources en eau souterraine du Plateau Mahafaly, Sud-Ouest de Madagascar et leur vulnérabilité au changement climatique – modélisation par le logiciel ArcGis ».

Origine des changements climatiques

  Les principales causes des changements sont tous les facteurs pouvant provoquer l’augmentation de la concentration en gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Cette augmentation de la concentration engendre la destruction de la couche d’ozone qui entraîne des modifications de l’intensité du rayonnement solaire atteignant la surface terrestre d’où le réchauffement de la Terre. Ce phénomène de réchauffement lié au problème de couches d’ozone dû à l’énorme production mondiale de gaz à effet de serre (CO2, CH4) de la terre influe sur les différents facteurs climatiques (température, vent,…) et sur les différents termes du bilan hydrique [Evapotranspiration (ETP/ETR), Précipitation (P), Ruissellement (R), Infiltration (I)].
On peut citer à titre d’exemples :
– les variations de la teneur en aérosols
– la pollution de l’air due à la circulation automobile, les industries, les feux de brousse, les bois de chauffe, les déchets,…
– les changements de la réflectivité de la surface de la Terre.

L’effet de serre

  L’effet de serre est un processus naturel résultant de l’influence de l’atmosphère sur les différents flux thermiques contribuant aux températures au sol d’une planète. La prise en compte de ce mécanisme est nécessaire pour expliquer les températures observées à la surface de la Terre. Dans le système solaire l’essentiel de l’énergie thermique reçue par une planète provient du rayonnement solaire et, en l’absence d’atmosphère, une planète rayonne idéalement comme un corps noir, l’atmosphère d’une planète absorbe et réfléchit une partie de ces rayonnements modifiant ainsi l’équilibre thermique. Ainsi l’atmosphère isole la Terre du vide spatial comme une serre isole les plantes de l’air extérieur. En fait, lorsque le rayonnement solaire atteint l’atmosphère terrestre, une partie (environ 30 %) est directement réfléchie, c’est-à-dire renvoyée vers l’espace, par l’air, les nuages blancs et la surface claire de la Terre. Les rayons incidents qui n’ont pas été réfléchis vers l’espace sont absorbés par l’atmosphère (20,7 %) et la surface terrestre (51 %).Les gaz à effet de serre sont des composants gazeux de l’atmosphère qui contribuent à l’effet de serre (sans perdre de vue que l’atmosphère contient d’autres composants non gazeux qui contribuent à l’effet de serre, comme les gouttes d’eau des nuages sur Terre). Ces gaz ont pour caractéristique commune d’absorber une partie des infrarouges émis par la surface de la Terre. La température moyenne de l’air de la région Sud de Madagascar a régulièrement augmenté depuis les années 50. Ce réchauffement a été également observé durant les quatre premières décennies du siècle. Par rapport à cette période, la température moyenne en l’an 2000 a augmenté approximativement de 0,2°C. Les températures de la partie Nord de Madagascar ont commencé à s’élever depuis le début des années 70 mais restent inférieures de 0,1°C à la température moyenne maximale atteinte durant la première partie du XXème siècle. Conformément à ce qui s’est passé au niveau mondial, les températures dans les deux régions ont commencé à se refroidir pendant les années 40, atteignant un minimum durant la période 1950- 1970. Le refroidissement global pendant cette période est attribué aux activités volcaniques et aux sulfates. Après cette période, l’impact des émissions attribué aux activités humaines a contribué à l’augmentation globale de la température. 

NOTION DE VULNERABILITE

  Dans le cas du changement climatique, la vulnérabilité est le degré auquel les éléments d’un système (éléments tangibles et intangibles, comme la population, les réseaux et équipements permettant les services essentiels, le patrimoine, le milieu écologique …) sont affectés par les effets des changements climatiques (y compris la variabilité du climat moyen et les phénomènes extrêmes). La vulnérabilité est fonction à la fois de la nature, de l’ampleur et du rythme de la variation du climat (alias l’exposition) à laquelle le système considéré est exposé et de la sensibilité de ce système. Le niveau de vulnérabilité (ou niveau de risque dans la terminologie de la littérature relative aux risques naturels) s’évalue en combinant la probabilité d’occurrence et l’importance d’un aléa (l’exposition) et l’ampleur des conséquences (ou sensibilité) d’une perturbation ou d’un stress sur des éléments du milieu en un temps donné. Ainsi, l’évaluation de la vulnérabilité d’une exploitation agricole au changement climatique nécessite que l’on comprenne la façon dont le climat devrait changer (par exemple températures plus élevées, sécheresses plus fréquentes…), la sensibilité du système à ces changements (par exemple, la relation entre le rendement des cultures agricoles et la température).L’adaptation au changement climatique consistera à réduire la sensibilité du système et donc à réduire sa vulnérabilité (par exemple en changeant de culture ou de variété).Le changement climatique, dû aux gaz à effet de serre produits par les activités humaines, menace aujourd’hui gravement la croissance économique durable, la réduction de la pauvreté, la qualité de vie et la stabilité politique dans le monde. D’après le Groupe d’expert intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), l’Afrique est le continent le plus vulnérable au changement et à la variabilité climatiques et cette situation est aggravée, d’une part, par la combinaison de plusieurs stress à différents niveaux, et de l’autre, par la faiblesse des capacités d’adaptation. Les experts prédisent que toutes les sous régions du continent connaîtront une hausse de température, probablement plus élevée que la moyenne annuelle du réchauffement à l’échelle mondiale. Dans le même temps, la plus grande partie de l’Afrique devrait enregistrer une baisse de la pluviométrie annuelle moyenne ainsi qu’une aggravation de l’aridité et de la sècheresse. La baisse des précipitations et la hausse de la température risquent probablement de provoquer un assèchement climatique et une accentuation de l’aridité dans une partie encore plus grande du continent. Il y a lieu de noter, à cet égard, que tous les pays seront probablement sérieusement touchés par le changement climatique, y compris Madagascar.

Facteurs de vulnérabilité des ressources en eau

  La vulnérabilité résulte donc de plusieurs facteurs :
– la croissance démographique provoque une augmentation de besoin en eau potable donc de l’exploitation des ressources existantes
– les facteurs anthropiques en particulier les pollutions dues à l’urbanisation, l’industrialisation, l’agriculture,…..
– les facteurs physico – chimique du sol et sous-sol dont la nature lithologique (porosité et perméabilité, la structure et texture de l’aquifère) pour les eaux souterraines.
– les facteurs climatiques surtout la variabilité et le changement du climat avec une faible ou forte pluviosité (cyclone, inondation, sécheresse) ou une forte évapotranspiration, … Dans le cadre de cette étude, on pense aux facteurs climatiques en particulier les changements climatiques comme facteur de vulnérabilité des ressources en eau.

Economie

  L’économie est un facteur déterminant dans le développement d’une région. Il est constitué par plusieurs branches qui sont énumérés suivantes.
Agriculture
Il s’agit ici des superficies développées ou économiques. La parcelle peut être cultivée une ou deux fois pendant la même campagne. Les cultures peuvent être associées à d’autres plantations à cycle court ou à cycle long. La terre cultivée ne représente que le 1.60% de la superficie totale de la région. Cela est dû principalement :
– Au climat a tendance subaride (moyenne de pluviométrie campagne 1997-98 : 345 a 650 mm.
– A la nature du sol : beaucoup de sols squelettiques sur basaltes et sols ferralitiques anciens.Aux techniques culturales encore traditionnelles. L’agriculteur n’utilise que l’angady (la bêche). La culture attelée se développe notamment pour la culture cotonnière. L’agriculteur n’utilise pratiquement que la bèche, mais la culture attelée se développe, notamment pour la culture cotonnière. L’évolution vers le secteur moderne devrait commencer par l’incitation des exploitants agricoles à se grouper en organisations paysannes, capables de prendre en main leur propre développement
Elevage
L’élevage occupe une place importante dans la vie socio-économique des populations de la région du Sud-Ouest. Les principales régions d’élevages sont essentiellement le Masikoro, l’Ibara et la pénéplaine Mahafaly, zones de grands pâturages. Il s’agit de l’élevage bovin, porcin, ovin, caprin et des volailles.La Direction Régionale du Développement Rural de Toliara présente 2 circonscriptions de l’élevage dont :
– la CIREL TOLIARA comprenant la sous-préfecture de Toliara I, Toliara II, Ankazoabo Sud, Beroroha, Sakaraha et Morombe.
– la CIREL AMPANIHY couvrant les sous-préfectures d’Ampanihy Ouest, Betioky Sud, Pèche et ressources halieutiques
Il s’agit de la pêche maritime, la pêche continentale, l’aquaculture, la pisciculture et la culture d’algues. La pèche constitue l’activité principale des villages littoraux de Toliara surtout pour les villages de Toliara II. La possibilité limitée en matière d’agriculture et d’élevage, la potentialité en ressource marine et la sècheresse de la région poussent les gens à s’orienter vers la pêche. Pour la majorité des cas, cette activité reste encore au niveau traditionnel ou familial. La zone de pêche est de surface réduite, généralement à une heure de trajet de la plage. La quasi-totalité de la pêche est axée sur l’exploitation du récif (pêche au filet ou à la ligne).
Les ressources minières

La plaine côtière

  Elle est limitée à l’Est par le Plateau Mahafaly et à l’Ouest par le canal de Mozambique.La plaine côtière forme une bande continue, à largeur variable, de 1,5 à 15 Km pour une superficie totale d’environ 1500Km2. entre l’Onilahy et le Linta. On remarque la présence d’une falaise rectiligne qui est liée à un accident tectonique majeur dont a abaissé le compartiment Ouest mais que l’on ne connait pas la position exacte ni le rejet dans la zone d’étude. L’altitude moyenne est relativement faible car elle ne dépasse pas les 30m pour la moitié Nord. Elle tend à augmenter vers le Sud, dépassant les 50m.La bande côtière est recouverte de dunes quaternaires de différentes générations, vives ou fixées, souvent grésifiées. La présence des zones argileuses en surface dans cette partie favorise la formation des mares temporaires en saison de pluies.On notera également la présence d’un grand lac salé qui est le lac Tsimanampetsotsa. Ce lac s’étend sur 15Km le long de la falaise Eocène.

Le Plateau Mahafaly

  Le Plateau Mahafaly est constitué par un ensemble tabulaire d’environ 8000km2 reposant sur le socle cristallin au Sud et aux terrains sédimentaires anciens au Nord. Il est limité à l’Est par une grande Cuesta subméridienne culminant à environ 400m. Cette altitude diminue en s’approchant de la mer pour atteindre une centaine de mètres au niveau de la falaise surplombant la plaine côtière. Le plateau est généralement constitué par une épaisse croute de calcaire qui couvre en entier et ne laisse apparaitre la roche en place qu’exceptionnellement. Légèrement incliné vers la mer, il est entaillé par plusieurs vallées actuelles ou fossiles. Du Nord au Sud, il y a :
– la vallée de l’Onilahy, encaissé et sinueuse,
– le couloir d’Itombona, vallée fossile rectiligne, de direction Est- Ouest qui se prolonge au Nord par la cuvette d’Ankazomanga. Cet ensemble est recouvert par le néogène continental surmonté d’épandage de sable rouxcontinentaux,
– la vallée fossile de l’Ilempo qui est également couvert par des sables roux. Cette vallée forme un couloir de direction WNW- ESE partant de Beomby jusqu’au Sud du couloir d’Itombona,
– la vallée de Linta, entaillant le plateau selon la direction SSW-NNE. La Linta est considérée comme un fleuve du grand Sud et contrairement à l’Onilahy, elle se perd complètement dans le sous-sol à son entrée dans les terrains calcaires, au sud de la ville Ejeda.D’où elle ne coule que quelques jours par an dans son cours inférieur qui est entièrement remblayé de sable et d’argiles (régime d’Oued),
– le couloir de Sorombe rejoint la Linta selon la direction E-W
Ces vallées découpent le plateau de Mahafaly en compartiment de Nord au Sud :
– le plateau septentrional : entre la vallée de l’Onilahy et le couloir de l’Itombona,
– le grand plateau de beomby : entre le couloir d’Itombona et de la Linta,
– le plateau de Ranomasy : entre la Linta et le couloir de Sorombe,
– le plateau d’Ambovo au Sud, entre la Linta et la Menarandra.

La nappe générale

  Cette nappe draine un très vaste domaine qui débute en amont, sur les pénéplaines cristallines de L ’Androy et du Mahafaly. Cette nappe s’écoule ensuite vers l’Ouest en traversant les diverses formations géologiques des terrains néogènes, des calcaires du plateau puis des sables et grès de la plaine littorale où elle se raccorde au niveau de la mer. Ainsi, la principale zone d’alimentation de la nappe générale se situe au niveau des terrains du socle où les pluies sont relativement importantes (pluviométrie supérieure à 600 mm).Selon Aurouze (1959), le ruissellement ne joue un rôle qu’au moment des fortes pluies provoquant la crue des rivières qui peuvent alors, temporairement alimenter la nappe générale. En revanche, en période de sécheresse, c’est la nappe qui alimente les écoulements de thalwegs qui de toute façon se ré-infiltrent dans la nappe un peu plus en aval (pertes dans le Néogène ou dans les calcaires du plateau). Dans les terrains sédimentaires anciens de la zone de Betioky, les terrains sont relativement hétérogènes et certaines zones peuvent être favorables à l’infiltration.Une grande partie du plateau de Betioky est recouvert d’une carapace latéritique et doit se comporter globalement comme les terrains du socle, vis à vis de l’infiltration.Dans le Néogène, les apports directs par infiltration sont certainement faibles du fait de la médiocre perméabilité des terrains. Dans les calcaires, notamment sur le Plateau Mahafaly, la faible pluviométrie est à priori compensée par la possibilité d’infiltration très rapide. Les apports météoriques, sur la bande côtière sont considérés quant à eux comme nuls.Dans le domaine cristallin, la surface de la nappe générale suit grossièrement la topographie et est assez facilement accessible car elle est soutenue par la zone non altérée située au plus à une vingtaine de mètres de la surface topographique. Il en est de même dans les formations néogènes. Par contre, lorsqu’on rentre dans le domaine du plateau calcaire, la nappe générale, devient par rapport à la surface topographique relativement profonde, elle est donc inaccessible avec les moyens traditionnel (puits) et seuls quelques points naturels (avens profonds) permettent d’y accéder directement. Elle réapparaît à l’Ouest, sur la bande littorale où l’altitude des formations quaternaires est relativement faible et les points d’eau, plus nombreux.

Table des matières

LISTE DES ABREVIATIONS ET ACRONYMES
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
INTRODUCTION
PARTIE I : CHANGEMENT CLIMATIQUE ET VULNERABILITE DES RESSOURCES EN EAU SOUTERRAINE
Chap I.1 : Changement climatique
Chap I.2 : Notion de vulnérabilité
PARTIE II : CONTEXTE GENERAL DE LA ZONE D’ETUDE
Chap II.1 : Contexte géographique et administratif
Chap II.2 : Contexte géologique et géomorphologique
Chap II.3 : Contexte climatologique
Chap II.4 : Contexte hydrologique et hydrogéologique
PARTIE III : METHODOLOGIE ET TRAITEMENT DE DONNEES
Chap III.1 : Modèles hydrogéologiques et cas du SW de Madagascar
Chap III.2 : Le logiciel ArcGis
Chap III.3 : Traitement des données
PARTIE IV : RESULTATS, INTERPRETATION ET DISCUSSION
Chap III.1 : Présentation des résultats et interprétation
Chap III.2 : Discussion
CONCLUSION
ANNEXES

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