LES CARACTERISTIQUES MORPHOMETRIQUES DES BASSINS VERSANTS COTIERS

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Les formations du Secondaire et du Tertiaire

Le Continental Terminal qui comprend l’Oligo-mio-pliocéne a donné naissance aux formations de grés plus ou moins argileux. On rencontre ces séries dans tous les bassins à l’exception des bassins de Léran Sambou et de Sangako.
Les séries du Maastrichtien constituées de sables avec des intercalations d’argile passant parfois à des formations marneuses et calcairo-gréseuses se trouvent à Sokone, et à la Néma (Diop S. 1990)
Les séries paléocènes et éocènes sont présentes à Foundiougne et sont particulièrement épaisses et se manifestent par des variations verticales de faciès. Aux formations sableuses et sablo-gréseuses succèdent des séries argileuses, carbonatées et gréseuses à Foundiougne (Diop S. 1990).

Les formations du Quaternaire

Selon Michel P. (1973), c’est durant le Quaternaire que les estuaires et lagunes de la zone du bassin sédimentaire ont pris leur forme actuelle suite aux oscillations marines du Quaternaire récent. La structure et les dépôts quaternaires ont mis en place des sols halomorphes, hydro-morphes, argileux et sableux dans les vasières, les tannes, les cordons littoraux et les dunes. Le Quaternaire a donné naissance à trois types de formations dans les bassins versants. Il s’agit des formations littorales et deltaïques, des formations sur dépôt alluviaux et colluviaux et les formations éoliennes.

La pédologie

Les bassins versants côtiers regroupent quatre (4) types de formations pédologiques qui sont les sols halomorphes ou vasières, les sols hydromorphes, les sols peu évolués ou dunes littorale et les sols ferrugineux tropicaux.

Les sols halomorphes ou vasières

Ils sont de trois (3) types : Les premiers regroupent les sols peu évolués d’apport hydro-morphe avec sols halomorphes, on les rencontre dans les bassins de Soukouta et Sangako. Les deuxièmes regroupent les sols hydro-morphes plus ou moins tourbeux avec sols halomorphes (dans les bassins de Bagadadji Firdawsi, Soukouta, Sangako, Senghor, Sokone, et Lérane Sambou). Les troisièmes renferment les sols halomorphes hydromorphes moyennement salés, on les trouve à l’aval des bassins de Senghor, Sokone, Lérane Sambou et Yerwago. Ce sont des sols recouverts par les formations végétales de mangrove et de tannes des bassins versants. Ces formations pédologiques gorgées d’eau sont issues de dépôts marins et deltaïques datant du Quaternaire, dont les faciès principaux sont sables, limon et vase de couleur gris-noire (Mendy A., 2010).

Les sols hydromorphes

Les sols hydro-morphes sont de deux types parmi lesquels nous avons les sols hydro-morphes à Gley salé sur formations de contact alluvial fluviomarin (Bassin de Yerwago) et les sols hydro-morphes peu vertiques sur les basses plaines et cuvettes (Néma, Senghor, Sokone, Yerwago).

Les sols peu évolué ou dunes littorales

Les dunes littorales dans les cordons littoraux récents et subrécents renferment les sols minéraux bruts ou sols peu évolués d’apport hydro-morphe. Ces types de sols sont rencontrés dans le bassin de Soukouta et de Bagadadji.

Les sols ferrugineux tropicaux

Ils forment deux groupes sur les formations de basses plaines et cuvettes et sur les dunes de l’intérieur :
Sur les basses plaines et cuvettes on retrouve les sols ferrugineux tropicaux lessivés plus ou moins remaniés sur matériau dunaire tronqué induré, sols peu évolués (dans tous les bassins sauf Soukouta et Lérane Sambou) et les sols ferrugineux lessivés parfois hydro-morphe dans tous les bassins.
Sur les dunes de l’intérieur on retrouve les sols tropicaux non ou peu lessivés. Les sols ferrugineux sont des sols très perméables et occupent essentiellement une très grande partie des bassins versants.

Végétation et occupation du sol

Les bassins versants de notre zone d’étude appartiennent au domaine climatique soudanien côtier une variante littorale du climat soudanien. Les paysages végétaux sont de type soudanien, leur répartition étant fortement influencée par le modelé (Mendy A., 2010). Les formations végétales que l’on retrouve dans les bassins versants sont : la savane arborée à boisée, la savane boisée, la mangrove.
Les zones de culture occupent une grande partie avec 46,2% de la superficie totale des bassins versants et les tannes quant à eux occupent de petites surfaces et sont localisés dans la partie ouest des bassins de Yerwago, Lérane Sambou, Sokone et Senghor (figure 3). Les indices de couverture forestière sont consignés dans le tableau 1.
La partie ouest des bassins est influencée par la présence de cours d’eau : c’est le domaine de la mangrove qui occupe (38%) de la superficie du bassin de Sangako et (55,3%) de la surface du bassin de Soukouta. La savane arborée à boisée se localise dans le bassin de Soukouta (13,9%) et est près des réserves et parcs nationaux, qui jouxtent la zone d’étude, qui sont des aires protégées exclues d’exploitation et d’anthropisation où domine la forêt claire de grands arbres, le taux de boisement y est élevé (Mendy A., 2010). La savane boisée est plus importante dans les bassins de Bagadadji, Lérane Sambou et Yerwago avec respectivement un taux d’occupation de 67,1% ; 59,1% et 54,1%.

LES CARACTERISTIQUES MORPHOMETRIQUES DES BASSINS VERSANTS COTIERS

Les caractéristiques morpho-métriques des bassins versants côtiers sont nombreuses. Les caractéristiques de forme, topographiques et du réseau hydrographique sont celles que nous avons analysées.

Les caractéristiques de formes des bassins versants

La délimitation des bassins versants est faite sur ArcGis. Nous avons délimité chaque bassin par l’utilisation d’un modèle numérique de terrain (MNT) couvrant la zone côtière du Sénégal. La surface et le périmètre sont calculés automatiquement après délimitation.

Le coefficient de Gravelius (Kc)

Nous avons procédé au calcul du coefficient de Gravelius (Kc) ou indice de compacité en nous basant sur la superficie et le périmètre par la formule : ??= ?2√?∗?=0.28∗?√?
Où:
Kc : l’indice de compacité de Gravelius.
S: surface du bassin versant (km²).
P : périmètre du bassin (km).

La longueur et la largeur du rectangle équivalant

L’indice de Gravelius est indispensable au calcul des dimensions des bassins (la longueur L et la largeur l du rectangle équivalent au bassin).
On définit le rectangle équivalent comme le rectangle de longueur (L) et de largeur (l) qui a le même périmètre et même aire que le bassin versant, soit : P = 2*(L+l) et A = L*l.

Les pentes des bassins versants

Elles permettent d’apprécier la vitesse que peut prendre l’écoulement, elles influencent aussi le débit maximal observé.

L’indice global de pente

Les pentes sont caractérisées par l’indice global de pente (Ig) et la dénivelée spécifique (Ds) qui sont obtenus par les formules suivantes. Il est noté (Ig), est exprimé en (m/km) et est donné par la formule suivante : ??(?/??)= ?5%−?95%?=??
Où :
D : dénivelée (m) = H 5% – H 95%)
L : Longueur du rectangle équivalent (km)
L’indice global de pente (Ig) dépend de la superficie des bassins versants, du relief et de variation des altitudes. Plus la surface du bassin est petite plus l’Ig est important. L’Ig de Firdawsi (4,0 m/km) est plus important car il a la superficie la plus petite. Les autres bassins ont des indices faibles, ce qui est caractéristique d’un relief faible. L’Ig est utilisé pour déterminer la dénivelée spécifique.

La dénivelée spécifique (Ds)

Elle dépend de l’hypsométrie (D = H5% – H95%) et de la forme du bassin.
??= ??∗√?= ??∗√?∗?=?∗√??
Où :
Ig : Indice global de pente
S : Superficie du bassin versant
Ig : Indice global de pente
Les valeurs de la dénivelée spécifique (tableau 2) indiquent que les bassins versants se trouvent dans une région à très faible altitude (Ds < 10m) et de faible altitudes (10m <Ds<25m), conformément à la classification de l’ORSTOM (tableau 3).

Le modèle numérique de terrain

Les cartes du modèle numérique de terrain présentent le relief des bassins versants côtiers de la zone d’étude. Elles montrent les parties élevées, les parties dépressionnaires et les axes hydrographiques (Annexes : figure 39 à 47). Les parties les plus élevées se trouvent généralement à l’Est, dans l’amont et les parties les plus basses se localisent à l’ouest, dans l’aval à l’exutoire des bassins versants.

Le réseau hydrographique

L’extraction du réseau hydrographique et son ordre de chaque bassin versants est faite à partir du MNT de la zone et la cartographie est faite sur Arcmap. La densité de drainage et hydrographique sont obtenues en décomptant les talwegs puis à mesurer les longueurs.
La densité de drainage, introduite par Horton (1945), est la longueur totale du réseau hydrographique par unité de surface du bassin versant : ??(??.??−2)=Σ???
Où :
Dd : densité de drainage
L : longueurs développées par les cours d’eau
S : la surface du bassin versant
Elle est donnée en km/km².
La densité hydrographique (Dh) représente le nombre de cours d’eau par unité de surface
Dh = N/A
Où :
N : Nombre de cours d’eau
A : Superficie du bassin versant.
La surface et le périmètre
La surface (A) et le périmètre (P) sont calculés automatiquement après délimitation.

Les températures

Les valeurs caractéristiques mensuelles et annuelles des trois stations sont consignées dans le tableau 9 où :
-TX : la moyenne mensuelle des températures maximales journalières
-TN : la moyenne mensuelle des températures minimales journalières
-TM : désigne la température moyenne mensuelle
-AM : l’écart diurne moyen mensuel c’est-à-dire l’amplitude thermique.
L’analyse des températures maximales (TX) montre une variation bimodale. Le maximum principal se situe en avril et le minimum principal en Janvier. Le maximum secondaire intervient en novembre et le minimum secondaire en août. La moyenne annuelle des températures maximales de Fatick, Kaolack, Kéréwane et Nioro du Rip sont respectivement 35,9°C, 36,6°C, 34,5°C et 35,9°C.
L’évolution des températures minimales (TN) est unimodale avec un maximum en juillet pour les stations de Fatick et de Kaolack et Kéréwane et au mois de juin pour la station de Nioro du Rip et un minimum qui intervient en janvier pour toutes les stations. La moyenne annuelle des TN est de 21,4°C, 22,1°C, 21,1°C et 20,6°C pour respectivement Fatick, Kaolack Kéréwane et Nioro du Rip. L’amplitude thermique diurne moyenne annuelle est aussi unimodale avec un maximum noté au mois de mars : 18,8 °C et un minimum en août 8,2 °C ; la moyenne est de 14,5 °C.
La température moyenne (TM) dans toutes les stations connaît une évolution bimodale avec deux maxima dont le principal en mai et le secondaire en octobre et deux minima dont le principal se trouve au mois janvier et le secondaire au mois d’août pour Kaolack, Kéréwane et Nioro du Rip et au mois d’août et septembre à Fatick. La température moyenne annuelle est 28,6°C à Fatick, 29,4°C à Kaolack, 27,8°C à Kéréwane et 28,3°C à Nioro du Rip. On peut en déduire que la station de Kaolack enregistre les températures les plus élevées. Mais l’amplitude thermique est plus importante à Nioro du Rip (15,3°C) alors qu’elle est 14,5°C à Fatick et Kaolack et 13,5°C à Kéréwane.
L’apparition des maxima et minima principaux est liée au mouvement zénithal du soleil qui, en domaine tropical, consacre un maximum en été et un minimum en hiver.
En revanche les maxima et minima secondaires sont fonction des conditions météorologiques (nébulosité, humidité) pendant la saison des pluies.

LES PRECIPITATIONS

Les facteurs des précipitations

Situés dans la zone tropicale entre les latitudes et 13°20’ et 14°05’ Nord et les longitudes et -16°05’ et -16°20’ Ouest, les bassins versants côtiers de la frontière nord gambienne à la rive sud du Saloum s’inscrivent dans le cadre général de la dynamique climatique de l’Afrique de l’Ouest. Cette dynamique du climat résulte de deux flux de masses d’air issus des centres d’action (anticyclones et dépressions) situés de part et d’autre de l’Equateur. Les anticyclones émettent des flux qui, à leur zone de contact forment un front (Front Intertropical ou F.I.T ou Equateur Météorologique) dont la migration détermine les saisons.

Les anticyclones

Ils sont au nombre de trois, il s’agit de l’anticyclone de Sainte Hélène, des Açores et l’anticyclone Saharo-libyen.
L’anticyclone de Sainte Hélène centré sur l’Atlantique sud, est d’origine dynamique et est permanent. Il se manifeste dans les bassins en été boréal quand les deux autres anticyclones sont affaiblis. Cet anticyclone est le générateur du flux de mousson.
L’anticyclone des Açores situé dans l’Atlantique nord, est d’origine dynamique et est permanent, il est à l’origine de l’alizé maritime qui s’établit dans les bassins en hiver boréal.
L’anticyclone saharo-libyen est saisonnier et d’origine thermique, il ne subsiste au sol qu’en hiver boréal où il bénéficie des renforts thermiques. En été, il subsiste en altitude, mais disparaît au sol laissant la place à la dépression saharienne qui attire les flux venant du Sud.

Les flux

Les bassins versants côtiers de la frontière nord gambienne à la rive sud du Saloum sont intéressés par trois (3) flux qui sont l’alizé maritime, l’harmattan et la mousson.

L’alizé maritime

Il est issu de l’anticyclone des Açores, de direction nord à nord-ouest, humide, frais et parfois froid avec une faible amplitude diurne des températures. Ce flux, malgré son humidité est inapte à engendrer des précipitations, du fait de la position trop basse de l’inversion d’alizé, liée à la subsidence de l’air supérieur interne au flux. Cette inversion d’alizé sépare, sur les océans une strate inférieure d’air humide turbulent d’une strate supérieure d’air sec, stable et subsidient qui, tout en empêchant la déperdition de l’humidité dans la troposphère supérieure, s’oppose à la formation de nuages à grand développement vertical du type cumulonimbus (LeBORGNE J, 1988). L’alizé maritime est responsable de l’humidité déposée la nuit, sous forme de rosée. Cet alizé concerne généralement tous les bassins versants de notre étude.

L’harmattan

De direction Est dominant, l’harmattan est l’alizé continental saharien. Il se caractérise par une grande sécheresse, des amplitudes thermiques très accusées – frais la nuit, chaud ou torride le jour – et la « brume sèche » et des 1ithométéores. Sa sécheresse s’accompagne d’une très forte capacité d’évaporation. Ce flux intéresse tout particulièrement la partie des bassins situés au domaine climatique nord soudanien continental.

La mousson

Elle résulte en fait de l’alizé issu de l’anticyclone de Sainte Hélène et dévié par la force de Coriolis en franchissant l’Equateur. Son parcours maritime l’a chargé d’un grand potentiel d’eau précipitable. Son influence se fait sentir sur l’ensemble des bassins de juin à octobre et elle est responsable des précipitations enregistrées (LEROUX M., 1974). L’installation progressive de la mousson, son épaisseur et les perturbations dont le moteur est l’air polaire se déplaçant sous forme de noyaux anticycloniques mobiles, avec des trajectoires variables (SAGNA P, 1984) – qu’elle subit déterminent les types de précipitations que connaît la zone d’étude.
L’alizé et la mousson sont séparés par une discontinuité que l’on appelle Front Intertropical (F.I.T) ou Equateur Météorologique (sur l’océan).

Les discontinuités

Une discontinuité est une ligne dépressionnaire intercontinentale et représente l’Equateur Météorologique ou Front Intertropical de Convergence (F.I.T) sur le continent. Elle connaît des oscillations temporelles et spatiales qui déterminent les saisons. Les bassins versants côtiers de notre zone sont caractérisés par l’alternance de deux saisons climatiques bien différenciées :
La saison non pluvieuse dite « sèche » est marquée par la présence de l’alizé maritime et de l’harmattan. Durant cette saison, les quelques précipitations qui peuvent survenir dans les bassins, sont appelées pluies de « Heug » ou « Pluie de mangues ». Ces pluies sont dues aux invasions d’air polaire.
La saison des pluies dite « hivernage » est marquée par la présence de la mousson, flux chargé d’humidité. Ce flux qui arrive dans les bassins, s’accompagne d’une pluviométrie abondante en relation avec la migration du F.I.T vers le Nord. Les processus hydrologiques se déclenchent dès l’installation de la mousson. En septembre le F.I.T atteint le maximum de sa translation vers le Nord et entame son retrait vers le Sud. Ces facteurs des précipitations expliquent les caractéristiques de la pluviométrie dans les bassins versants marquée par sa variabilité.

Etude des précipitations

Les précipitations sont étudiées à travers les données pluviométriques journalières et mensuelles de plus ou moins longues durées, 11 postes répartis sur les bassins versants, agrégées à différents pas de temps. « Les changements des conditions climatiques moyennes, sont perçues à travers l’analyse des longues séries pluviométriques. La répartition interannuelle des précipitations est à la fois témoin et acteur des variations climatiques » Mahé G., (1992). Cependant les données disponibles ne datent que du siècle dernier. Cette partie traite de la pluviométrie aux échelles annuelle, mensuelle et journalière.

Le réseau des stations pluviométriques

Les stations retenues pour l’étude sont d’inégale importance compte tenu de leur durée d’observation et de la qualité de l’information fournie. Les premières observations régulières ont été surtout faites au niveau des stations installées dans les capitales régionales. Elles remontent à 1918 à Fatick, Kaolack, exceptionnellement Foundiougne. Le critère de sélection des stations repose sur la base de leur position géographique par rapport aux bassins versants.
Les stations retenues sont consignées dans le tableau (13) avec leurs caractéristiques (latitude, longitude, altitude, date du début d’observation, date de fin d’observation. La carte du réseau pluviométrique (figure 30) montre la répartition des différentes stations à l’intérieur et autour des bassins versants.

Table des matières

SIGLES ET ABREVIATIONS
Remerciements
Introduction générale
PREMIERE PARTIE : LES CARACTERISTIQUES PHYSIQUES ET MORPHOMETRIQUES
CHAPITRE I : LES CARACTERISTIQUES PHYSIQUES
I – La géologie
1- Les formations du Secondaire et du Tertiaire
2- Les formations du Quaternaire
II- La pédologie
1- Les sols halomorphes ou vasières
2- Les sols hydro-morphes
3- Les sols peu évolués ou dunes littorales
4- Les sols ferrugineux tropicaux
III- Occupation du sol
CHAPITRE II : LES CARACTERISTIQUES MORPHOMETRIQUES DES BASSINS VERSANTS COTIERS
I- Les caractéristique de formes des bassins versants
1- Le coefficient de Gravelius (Kc)
2- La longueur et la largeur du rectangle équivalant
II- Les caractéristiques topographiques
1- Le relief
2- Les pentes des bassins versants
a- L’indice global de pente
b- La dénivelée spécifique (Ds)
3- Le modèle numérique de terrain
III- Le réseau hydrographique
1- L’ordre du réseau hydrographique
2- La densité de drainage
3- La densité hydrographique
DEUXIEME PARTIE : LE CLIMAT ET LA PLUVIOMETRIE
Chapitre I: Le climat et ses éléments
I- Les vents
1- La vitesse du vent
2- Direction du vent
a- Les vents d’Est
b- Les vents d’ouest
II- Les températures
III- L’insolation
IV- L’humidité relative
V- L’évaporation
CHAPITRE II : LES PRECIPITATIONS
I – Les facteurs des précipitations
1- Les anticyclones
2- Les flux
a- L’alizé maritime
b- L’harmattan
c- La mousson
3- Les discontinuités
II- ETUDE DES PRECIPITATIONS
1- Le réseau des stations pluviométriques
2- Les données pluviométriques
3- Critique et homogénéisation des données
4- Analyse de la pluviométrie annuelle
a- La pluviométrie moyenne dans les bassins versants
b- Analyse de la pluviométrie interannuelle
c- La variabilité interannuelle à l’échelle de la Zone
d- Les Indices Standardisés des Précipitations
e- Analyse fréquentielle des précipitations annuelles
3- La variabilité de la pluviométrie mensuelle
4- Analyse de la pluviométrie journalière
Conclusion générale
BIBLIOGRAPHIE

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