Soutenance mémoire
Cette étude a été menée, au Sénégal, dans le cadre du projet européen INCO-DC N°ERBICI18CT98032. Ce programme pluridisciplinaire a regroupé des instituts de recherche de pays africains de la zone sahélienne (Burkina Fasso, Mali, Sénégal) et européens (Belgique, Ecosse, France). Le département de géologie de l’Université Cheikh Anta Diop de Dakar avait en charge l’étude des transferts d’eau et de nitrates dans la zone non saturée en région sahélienne et en fonction de la répa rtition inégale de la pluviométrie. Cette étude s’est fixé comme objectifs :
– de mesurer les réserves d’azote souterrain dans la zone non saturée ;
– d’évaluer la capacité de certaines espèces d’arbres, fixatrices ou non fixatrices d’azote d’accéder à cette réserve et à la ressource en eau pour les réutiliser en surface ;
– de calculer la recharge des nappes phréatiques.
Elle a envisagé de caractériser les transferts d’eau et de nitrates en mettant l’accent sur l’impact de paramètres environnementaux (pluviométrie, lithologie, topographie et espèces végétaux) et de définir des index de compétition entre les espèces végétales pour l’utilisation de l’eau du sol. Au Sénégal, comme dans toute la zone ouest africaine, l’exploitation des nappes phréatiques pour l’approvisionnement en eau des populations, cumulé au déficit pluviométrique, pose le problème du renouvellement de la ressource. C’est ainsi que, la problématique de la recharge a requis depuis plusieurs années une importance capitale pour mieux gérer ces nappes. Les études antérieures menées dans ce sens (Tandia, 1990 ; Gaye, 1990 ; El Faïd, 1999) ont montré qu’il existe une recharge actuelle de ces nappes et que les végétaux jouent un rôle important dans les processus de transfert d’eau et de solutés (Nizinski et al., 1992 ; Deans et al., 1999). La dynamique de la végétation ligneuse en milieu sahélien (Grouzis et al., 1996) laisse supposer que les différents taxons présentent d’importantes différences dans leurs réponses aux conditions écologiques.
Situation et contexte géographique de la zone d’étude
Situation des sites
Le Sénégal s’étend entre le 12ème et le 17ème degré de latitude Nord. Il se situe ainsi dans la zone tropicale et sa position à l’extrême ouest africain lui offre une large ouverture sur l’océan atlantique. Les deux sites retenus pour cette étude se localisent dans les régions de Louga, au Nord (à Keur Mbarick Lô) et de Kaolack, au Centre (à Daga Sankhaye). Ils s’intègrent dans le grand bassin arachidier du Sénégal où les populations s’adonnent à l’agriculture et l’élevage. Leur position géographique les met au contact de la zone côtière (Fig.1).
Le site de Keur Mbarick Lô se situe au Nord-Ouest de la ville de Louga, dans les formations de sables dunaires quaternaires, datées de l’Ogolien et du Nouakchottien. Il se caractérise par l’absence de réseau hydrographique permanent. Le site de Daga Sankhaye est implanté dans les niveaux superficiels des formations du Continental Terminal. La Jachère y est bien pratiquée ce qui justifie l’étendue des prairies. Le réseau hydrographique permanent est représenté par les bras du Saloum.
Contexte climatique
La zone tropicale se caractérise par l’existence de deux masses d’air issues des foyers anticycloniques du Nord (Açores) et du Sud (Saint-Hélène), qui s’affrontent au niveau de la zone équatoriale (Leroux, 1988). Ils génèrent en Afrique de l’ouest les alizés maritime et continental (Harmattan) qui constituent avec la mousson, les deux types de circulation dont les effets se font sentir dans les basses couches et en surface. L’alizé s’écoule vers l’équateur météorologique sans autant franchir l’Equateur géographique. Ce flux demeure dans l’hémisphère Nord qui la vu naître (Leroux, 1975). Il se caractérise par sa vitesse, son épaisseur et sa diversité de directions. C’est ainsi qu’on rencontre en Afrique de l’ouest diverses types d’alizés (Leborgne 1978 in Ndione 1998) qui ont des caractéristiques et des effets variables .
Contexte géologique et hydrogéologique
Contexte géologique
Cadre de la zone d’étude : le bassin sénégalo-mauritanien
Les caractéristiques géologiques de la zone d’étude s’intègrent dans le contexte géologique du bassin sénégalo-mauritanien. Celui-ci est le plus à l’ouest de l’ensemble des bassins côtiers situés le long de la marge atlantique de l’Afrique (Fig.14). Il s’étend sur environ 1400 km, du Cap Blanc au nord en Mauritanie, jusqu’au Cap Roxo au sud en Guinée Bissau. Ce bassin a pris naissance à la suite de l’expansion de l’atlantique centrale ce qui lui confère une large ouverture sur celle-ci. Le relief est généralement faible et la côte est basse et sableuse. Du point de vue géologique, si on y inclut les bordures, ce bassin présente au sens large deux ensembles structuraux représentés par :
– un bassin sédimentaire, qui se prolonge jusqu’en Mauritanie au nord et en Guinée Bissau au sud, composé de roches d’âges Secondaire, Tertiaire et de sédiments de couverture plus récents constitués par le complexe terminal Mio-Plio-Quaternaire ;
– une zone plus élevée correspondant au socle du Sud-Est, constituée de roches paléozoïques et précambriennes plissées et faillées.
Le soubassement constitué par le socle s’y abaisse d’Est en Ouest avec une fracturation relativement importante intervenue à différentes périodes de l’histoire géodynamique de ce bassin. Les rejeux verticaux dominent très largement mais des mouvements de coulissage se sont également produit après l’Eocène inférieur (Bellion, 1987). A Louga, les formations sub-affleurantes des calcaires lutétiens sont disloquées par un réseau de failles de faibles rejets mal individualisés, suite à des jeux d’accidents tectoniques (Faye, 1995). Le remplissage du bassin est lié principalement à l’expansion de l’atlantique sud et à la subsidence. La série sédimentaire post-paléozoïque est connue pratiquement sans interruption du Trias Lias au Quaternaire grâce aux sondages pétroliers et de recherche d’eau (Bellion, 1987). La sédimentation débute au Trias par des dépôts salifères. Les dômes volcaniques se mettent en place au début du Maastrichtien (notamment celui de Léona). Les faciès calcaires et marneux prédominent du Jurassique au Crétacé inférieur.
Au Sénonien, une grande régression marine s’est traduite par le dépôt d’une puissante série détritique (sables, grès plus ou moins calcaires, argiles). Les faciès marnoargileux riches en microfaune planctonique indiquent la proximité de la pleine mer dans la presqu’île du Cap-Vert et en Casamance (Sarr, 1995). Une émersion complète du horst a accompagné la fin du Maastrichtien. L’altération continentale fournit à ces abords des éléments détritiques : graviers, galets de quartz, sables. Le Paléocène débute par une transgression en provenance de la Base Casamance qui envahit le bassin en direction du nord (Monciardini, 1966 in Sarr, 1995) et la sédimentation est à dominante chimique. Il se dépose des formations carbonatées d’épaisseurs variables (dépôts argilo-marneux, marno-calcaires et calcaires).
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Table des matières
Introduction
Chapitre I. Situation et contexte géographique de la zone d’étude
I.1. Situation des sites
I.2. Contexte climatique
I.2.1. Les paramètres climatiques
I.2.1.1. Les vents
I.2.1.2. La pluviométrie
I.2.1.3. Les températures
I.2.1.4. L’humidité relative
I.2.1.5. L’évaporation Piche
I .2.1.6. Les impacts des paramètres climatiques sur le milieu
I.3. Les régions pédoclimatiques
I.4. La végétation
Chapitre II. Le contexte géologique et hydrogéologique
II.1. Contexte géologique
II.1.1. Cadre de la zone d’étude : le bassin sénégalo-mauritanien
II.1.2. La géologie de la zone d’étude
II.1.2.1. L’Eocène
II.1.2.2. Le Continental Terminal
II.1.2.3. Le Quaternaire
II.2. Contexte hydrogéologique
II.2.1. Etude des aquifères superficiels
II.2.1.1. L’aquifère du Continental Terminal
II.2.1.2. L’aquifère des sables quaternaires
Chapitre III : Besoins nutritionnels des végétaux et transferts des différentes formes d’azote
III.1. Rappels sur les besoins nutritionnels de la plante
III.1.1. Utilisation de l’eau du sol
III.1.2. Absorption des minéraux du sol : cas particulier de l’ammonium (NH4+) et du nitrate (NO3-)
III.1.2.1. Assimilation des nitrates
III.1.3. Les facteurs pédoclimatiques agissant sur la nutrition azotée des
légumineuses
III.1.3.1. Les mécanismes antagoniques
III.1.3.2. Le déficit hydrique
III.1.3.3. Les températures
III.1.3.4. Caractéristiques physico-chimiques du sol
III.2. Etude du transfert des différentes formes d’azote, cas particulier de NO3-
III.2.1. Rappels sur le cycle de l’azote
III.2.1.1. Dégradation de la matière organique
III.2.1.2. Minéralisation de l’azote
III.2.1.3. La dénitrification
III.2.1.4. Le comportement des différentes formes d’azote dans le milieu
Chapitre IV. Méthodologie d’étude
IV.1. Généralités sur la zone non saturée
V.1.1. Définition
IV.I.2. Les paramètres physiques
IV.1.2.1. La porosité
IV.1.2.2. La densité apparente humide
IV.1.2.3. La densité apparente sèche
IV.1.2.4. L’humidité pondérale
IV.1.2.5. L’humidité volumique
IV.1.3. Rappel sur les transferts hydriques et de solutés
IV.1.3.1. Le transfert de l’eau dans la zone non saturée
IV.1.3.2. Le transfert de soluté
IV.2. Matériel et Méthodes
IV.2.1. L’acquisition des données
IV.2.1.1. Le choix des sites
IV.2.1.2. Le travail de terrain
IV.2.1.3. Le travail de laboratoire
IV.2.2. Le traitement des données
Conclusion
