Étude des mouvements de sédiments le long de la Grande Côte Nord du Sénégal, entre Saint Louis et Potou : contribution à la connaissance de l'enviornnement pour améliorer la production agricole

1 Projecte ESEDSEN Étude desmouvements desédiments lelong dela GrandeCôte NordduSénégal,entreSaintLouisetPotou. Contribution àlaconnaissance del'environnement pour améliorer laproduction agricole Realizaciónydiseño:IgnacioAlonso Isora Sáchez Traducciónalfrancés:MaríadelMarAlonso MaríaJoséAlonso Fotografías:MiembrosequipoULPGC MiembrosequipoLeïdi‐UGB Impresión:Serviciodereprografía,ULPGC Fecha:Enero2012 2 Projecte ESEDSEN Étude desmouvements desédiments lelong dela GrandeCôte NordduSénégal,entreSaintLouisetPotou. Contribution àlaconnaissance del'environnement pour améliorer laproduction agricole Project de Coopération Internationale pour le Développement complété par l’Université de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC) et l’Université Gaston Berger, financé par la Direction Générale pour les Relations avec l'Afrique du Gouvernement des Canaries, et géré par le Centre Universitaire de Coopération Internationale pour le Développement (CUCID) de l’ULPGC et l’FULP. Septembre 2010– Février 2012 3 ParleDépartementdeFísicaàl’ULPGC: •Prof.Dr.IgnacioAlonsoBilbao ‐Coordinateur general •Dra.Isora SánchezPérez‐ 1er assistanttechniqueauxprojet •SilviaRodríguezValido ‐2eassistanteauprojet ParleLaboratoire Leïdi àl’UGB: •Prof.Dr.Boubou Aldiouma SY‐ Coordinateur Leïdi‐UGB •Amadou Abou SY‐ 1er assistanttechniqueauxprojet •Awa DIANE ‐2eassistanteauprojet •CheikhAhmedTidiane FAYE‐ Assistante •Labaly TOURE‐ Assistante •LéopoldMougabie BADIANE‐ Assistante •Magatte DIOUF‐ Assistante •Marietou NDIAYE‐ Assistante •Mariama DIOP‐ Assistante •AbdoulKhadre FOFANA‐ Assistante Lesparticipants: Projecte ESEDSEN 4 Toute la zone de l'embouchure du fleuve Sénégal est caractérisé par une série de processus dans lesquels la dynamique sédimentaire (marine, fluviale et éolienne) joue un rôle fondamental. LabarrièredesablequiestlaLanguedeBarbariedépenddel'équilibrede sédiments entre les apports du fleuve Sénégal et la dérive littorale vers le sud, qui existe tout le long de la côte mauritanien ‐senegalaise. Le 3 octobre 2003 une brèche a été réalisée dans la Langue de Barbarie, à environ 7 kms au sud de Saint‐Louis, comme mesure d'urgence pour prévenir les effets d'une possible inondation de la ville. Cette brèche était agrandie très rapidement dans ces années, en provoquant un changement brusque des conditions hydrauliques et du transport de sédiments. Projecte ESEDSEN Pourquoi ce projet est‐il réalisé? 5 Janvier 2004 Nov 2009 Mai 2011 Mars 2003 Janvier 2004 Nov 2009 Janvier 2011 Comme résultat de l'ouverture de la brèche s'est formé une nouvelle embouchure dans le fleuve Sénégal et l'embouchure ancienne s'est complètement fermée. Donnée la grande amplitude que la brèche a actuellement, l'action de la houle se sent directement dans les zones intérieures de l'estuaire du fleuve, qui sont érodées très rapidement. La séquence supérieure de photographies montre l'évolution de la brèche où on apprécie le recul de l’extremité sud. La séquence inférieure montre l'érosionquisouffrelapopulationdeDounBabaDIEYE (extension des cases jaunes). Source: Google Earth. Projecte ESEDSEN Pourquoi ce projet est‐il réalisé?(2) 6 Projecte ESEDSEN Un autre aspect à considérer est le transport éolien de sable qui forme les dunes blanches et est transporté par le vent vers les terres de culture, avec la conséquente perte de productivité agricole. Ce processus est spécialement important dans les zones où les dunes blanches manquent de couverture végétale. Membres du projet ESEDSEN dans un parcours par une des zones de culture qui a été abandonné suite au transport éolien. Détail d'un puits abandonné. Pourquoi ce projet est‐il réalisé? (3) 7 Projecte ESEDSEN Quels sont les objectifs du projet? Dans ce contexte, le projet a les suivants objectifs scientifiques : 1.‐Analyser les caractéristiques granulométriques et composicionales des sédiments présents dans la zone d'étude. 2.‐Étudierl'actuelleévolutiondeLaLanguedeBarbarie,etenparticulierla zone de plage au nord de Goxumbax et les extrémités de la brèche. 3.‐Déterminer les zones de la Lagune de Mboumbaye qui souffrent dans une plus grande mesure l'érosion, et la quantifier. 4.‐Établir les conditions dans lesquelles un transport de sédiments se produit des dunes aux terres de culture, et quantifier ce processus. De plus, il y a d'autres objectifs spécifiques pour les membres de l'UGB : 5.‐Améliorer la formation technique des membres du Laboratoire Leïdi dans l'étude et l'analyse des dynamiques côtières. 6.‐Doter à l'Université Gaston Berger d'équipement scientifique moderne. A) Image d’un des membres de Leïdi‐UGB en utilisant l’équipe DGPS. B) Photographie d’une des stations météreologiques installées pour mesurer le transport éolien. AB CARACTÉRISATION DES SÉDIMENTS On a recueilli un total de 46 échantillons 5 desquels corrépondent à un petit sondagerealisédansunNdiouki,35ontétépristoutaulongdelaLanguede Barbarie, et ils compris les échantillons dans la zone de plage, de dune et sur la rivière du fleuve/lagune de Mombaye. On a récolté aussi 6 échantillons sur la dune blanche, jaune et rouge. On a éffectué différents types d'analyse à chaque échantillon. Analyse des échantillons Granulométrie Sédimentométrie Calcimetrie MO(Dosage du carboneorganique) La granulométrie est l’étude de la répartition des éléments selon leur taille et constitue un des paramètres essentiels pour la caractérisation des sédiments. La technique de tamisages à sec donne une distribution en masse par taille. 18 tamis composent la colonne de tamisage (de 16 mm, gravier, à 45 microns, limon). La méthode consiste à mesurer le temps de sédimentation dans une colonne d’eau, c’est‐à‐ dire la vitesse de chute des limon et argiles. La mesure du pourcentage des carbonates (CaCO3) ou Méthode Calcimetrie dans le sol ou les sédiments est basé sur la détermination gazométriques de CO2 L'analyse de la teneur en matière organique a été également effectué. Le carbone contenu dans la matière organique est oxydé par un mélange de dichromate de potassium et d'acide sulfurique. 8 15 Pour analiser les posibles différences des caractéristiques sédimentologiques entre le dune blanche, dune jaune et dune rouge on a récolté et analisé 6 écha4ntillons dans ces ambiences. Il faut souligner que le sable de la dune blanche, (la plus récente et plus proche àlacôte)estleplusricheencarbonates.D’unautrecôté,ladunerouge(la plus ancienne et la plus écarté de la côte) est celle qui presente une plus grande proportion de sable très fin et c’est aussi la plus pauvre en carbonates. A B Commentestlesabledeladune deGandiol? CARACTÉRISATION DES SÉDIMENTS A) Localisation et caractéristiques des échantillons de le dune blanche, dune jaune et dune rouge. B) Les valeurs moyennes pour les trois types de dunes. 16 ÉVOLUTIONDELALANGUEDEBARBARIE Commentcette étude évolutive a‐t‐elle été réalisée? Zones d’étude au LaLanguedeBarbarie Trois zones ont été sélectionnées en fonction de l'importance de la dynamique sédimentaire qu’elles présentent. Il s'agit des extrémités nord et sud de la brèche, ainsi qu'une zone de plage située au nord du quartier de Goxumbax. Dans chacune de ces zones une levée topographique a été réalisée tous les deux mois, de mars à décembre 2011, a fin de connaître les caractéristiques géomorphologiques de ces 3 zones, et son évolution au long du temps. Goxumbax Brèche Nord Brèche Sud N N N ÎleSaint‐Louis LanguedeBarbarie N 17 L’appareil utilisé pour l'étude topographique est un DGPS (Differential Global Positioning System) Trimble® R3. Le système Trimble® R3 permet un calage précis à moins de 1 cm près sur votre chantier. On a réalisé un total de cinq campagnes de champ pour chacune des zones. Toutes ont été effectuées pendant les heures de la marée basse pour avoir plus de couverture. Dans chacune des campagnes ont été pris entre 5.000 et 10.000 points, avec une donnée par seconde. Comment ont été réalisés les levés topographiques? Membres del'équipe Leïdi entrain deréaliser leslevés topographiques LeDGPSsecomposededeux récepteur qui stockent l'information et deux antenne capables de capter les signaux des satellites. ÉVOLUTIONDELALANGUEDEBARBARIE 18 Traitement de données au bureau Le logiciel Trimble Digital Fieldbook fonctionne à partir d’un affichage cartographique actif en temps réel. Au bureau, transférez vos données de terrain vers le logiciel Trimble® Business Center sur votre PC afin de traiter les lignes de base et de générer des résultats à moins d’un cm près. Avec les données obtenues dans X, Y, Z (longitude, latitude et altitude sur le niveau de la mer) à chaque instant, on fait une maille de points qui nous donne des informations sur le relief et la géomorphologie de la région. Maille de points résultant des données obtenues dans la levée topographique. Un exemple de Brèche Nord, le 1 mars 2011. ÉVOLUTIONDELALANGUEDEBARBARIE 19 Quesepasse‐t‐ildansBréche Nord? Pendant le temps de l'étude, l'extrême nord de l'embouchure a augmenté d'environ 550 m vers le 4 sud. La plupart de ce développement a eu lieu entre mars et mai 2011. 550m La croissance de la bréche nord n'est pas constante, mais en moyenne la surface occupée a augmenté à raison de 1.4 Ha par mois. Uncontour delaligne decôte de labréche nord. ÉVOLUTIONDELALANGUEDEBARBARIE 20 225m 300m 310m270m 325m Les levés topographiques obtenus montrent que la croissance de la brèche Nord a été réalisée à partir d'une mince flèche de sable qui croît vers le sud, grâce aux apports de la dérive littorale. Cette flèche est très basse topographiquement et légèrement courbéeàl'extrémitéenraisondel'action de la houle. Profil topographique à l' extrême nord de la bréche. Il correspond aux lignes rouges de la figure supérieure. Quesepasse‐t‐ildansBréche Nord?(2) En plus de la croissance vers le Sud, dans le profil topographique on apprécie que le côté Nord de la brèche a aussi augmenté environ 100 m en largeur, fondamentalement vers l'Ouest. ÉVOLUTIONDELALANGUEDEBARBARIE 21 Quesepasse‐t‐ildansBréche Sud? 830m La Bréche Sud a subi un recul de 830 m le long des 10 mois d'étude. Cette importante érosion est due à deux facteurs: ‐Cette zone est complètement exposée à la houle dominante du NW, et ‐Elle ne reçoit pas d'apports de sédiments, parce que les matériels transportés par la dérive littorale depuis le nord sont détournés vers l'ouest comme conséquence de l'embouchure du fleuve. Cette descente de taille n'a pas été constante dans le temps, mais elle s'est produite brusquement entre juillet et octobre 2011. Deslevées topographiques réalisés àl’extrême suddelabrèche. La conséquence de cette perte de taille consiste en ce que cela n'offre pas déjà la même protection qu’avant aux terrains de la Lagune de Mboumbaye situés au sud, comme Keur Bernard, qui souffre maintenant l'érosion dans une plus grande mesure. ÉVOLUTIONDELALANGUEDEBARBARIE 22 La vision en ensemble des extrêmes nord et sud de l'embouchure montre que l'extrémité sud s'érode plus rapidement que le extrême nord croît, c'est pourquoi l'ouverture de la bréche tend à augmenter. 29Juillet 20116Mars 2011 Le contour de la ligne littorale obtenu par les levés topographiques en mars et juillet 2011 est parfaitement conforme à aux images de satellite qui correspondent à ces mêmes mois. Source: Digital Globe En moyenne cette augmentation de la distance entre ces deux extrêmes de l'embouchure est d'environ 50 m/mois. Cela permet que le fleuve maintienne son débit de sortie, malgré l'augmentation de taille qui se produit dans l'île centrale. Changeou nechangepaslanouvelleembouchure? ÉVOLUTIONDELALANGUEDEBARBARIE 23 La plage située au nord de Goxumbax présente une variabilité sédimentaire importante, mais dans la période entre mars et décembre 2011 on n'apprécie pas qu'il y ait une érosion nette. IlyaquelqueérosionàGoxumbax? Profil topographique de Goxumbax. Il correspond aux lignes rouges de la figure supérieure. Ce profil montre différentes situations correspondantes aux changements saisonniers propres d'une plage exposée à la houle. Le courant de dérive littorale vers le sud suppose un apport constant de sédiments qui sont incorporés à cette zone, ÉVOLUTIONDELALANGUEDEBARBARIE mais la houle peut provoquer la perte de ces matériels. Dans la période d'étude, n'ont pas été observés des processus érosifs graves. 24 ÉROSIONDANSLALAGUNEDEMBOUMBAYE Comment l'érosion s'est‐elle mesurée ? Se sont établis 14 points fixes d'observation distribués dans 5 localités différentes le long de la Lagune de Mboumbaye. Tous les 2 mois, d’octobre 2010 à Décembre 2011 on a pris des mesures directes de la distance de chacun de ces points fixes jusqu'à la falaise. Images qui montrent l’érosion àdifférentes lieus etlesmesuresdepuis quelques points fixes:A) Doun BabaDIEYE,B)Keur Bernard,CyD)Gadga Lahrar A BC D 31 Commentest ventpendantlestempêtes? Pendantles10mois d’enregistrement ils ont eu lieuquelques événements spécifiques deventstrès forts.Dans 7occasionsils sont arrivesàmesurer au‐dessus de12m/s,dépassant enplusieurs occasions15m/s.Toutes ces situationsont eu lieuentrelesmois dejuillet etd'octobre. En considérant uniquement les registres auxquels la vitesse maximale a surpassé 12 m/s, on apprécie que quand le vent procède du N‐NW les vitesses atteignent à peine 13 m/s, alors que les vents les plus intenses (14‐16 m/s) procèdent de E‐SE. Records de vitesse et la direction lors des événements de plus grande intensité du vent pour la station située sur la dune. TRANSPORTÉOLIEN 32 Combien desablesedéplace? Quantité de sableen moyenne (grammes/jour) retenue dans chaque trappe àsable. Direction DUNA NDIOUKI Saison séche Saison despluies Saisonséche Saisondespluies NW 359,5 304,9 8,5 0,7 NE 336,7 153,0 1,7 1,1 SW 322,7 267,6 0,9 0,7 SE 217,9 124,5 1,9 0,8 TOTAL 1236,8 850,0 13,0 3,3 Le transport dans la saison sèche représente 59.3 % du total et c'est très important par toutes les directions. Au contraire, dans l'époque de pluies le transport est 40,7 % restants et se concentre dans les quadrants 2ème et 4ème. De plus, dans cette époque le sable est humidifié par la pluie, de façon qu’il se déplace seulement quand le vent est spécialement intense. TRANSPORTÉOLIEN Étant donné que les trappes de sédiments utilisées permettent de quantifier letransportéolienen4directions(NS,SE,SWetNW),onacalculélavaleur moyenne quotidienne de sable retenue dans chaque trappe pour la saison sèche et pour la saison humide. En considérant les valeurs moyennes quotidiennes de la quantité de sable reprise dans chaque saison (sèche et humide) et dans chaque localité (dune et ndiouki), on obtient que le transport éolien dans le Ndiouki à peine représente 1 % en sable qui se déplace dans la dune. 33 CONCLUSIONSetRECOMENDATION Les principales conclusions que nous pouvons obtenir de ce travail sont les suivantes: OBJECTIF 1: ÉTUDE SÉDIMENTAIRE 1.1.‐LessédimentsquiformentlaLanguedeBarbariesontsourtoutdes sables fins et moyens, avec une distribution granulométrique assez homogène. En général, au Nord de la brèche sont un peu plus gros que au Sud. 1.2.‐LesNdioukissontforméspardessables,oùlaréduitematière organique est concentrée dans les premiers 50 cm du substrat. 1.3.‐Les dunes blanches, jaunes et rouges sont aussi formées essentiellement par des sables moyens et fins. Pourtant les premiers ont plus de carbonates, tandis que dans les dunes rouges il y a plus de sables très fins. OBJECTIF2:ÉVOLUTIONACTUELLEDELALANGUEDEBARBARIE 2.1.‐De mars à décembre de 2011, l’extremité nord de la brèche a grossi 550m vers le sud et elle sést élargi presque 100 m. Cette croissance de la brèche n’est pas constante, mais en moyenne la surface occupée a augmenté à peu près 1.4 Ha par mois. 2.2.‐Pendant le même period l’extremité sud de la brèche a reculé 830m, et en particulier de juillet à octobre de 2011. 2.3.‐La amplitude de la brèche était en mars de 2011 de 1800 m, tandis que en décembre était de 2320m. Ça veut dire que les deux extremités se séparent à peu près 50 m par mois en moyenne. 2.4.‐La plage située au nord de Goxumbax présent une variabilité sédimentaire importante, mais on ne peux pas distinguir que pendant le period d’étude il y a eu quelque érosion nette. 34 OBJECTIF 3: ÉROSION DANS LA LAGUNE DE MBOUMBAYE 3.1.‐L’érosion la plus importante a lieu dans les localités situées plus proches à labrèche,oùonamesuréunreculenmoyennede18m/année.Aucontraire,à Mouit, Gadda Lahrar y Tarè le taux d’érosion est de 1 m/année. 3.2.‐À Doun Baba DIEYE le taux d’érosion a passé de 39m/année à la fin de 2010 à la presque estabilité de la actualité. Ça est du à la craissance de l’île située au milieu de la brèche. 3.3.‐À Keur Bernard le taux de recul a passé de 5 à 70 m/année pendant 2011. Ce change est du au forte recul enregistré à l’extremité sud de la brèche en octobre de 2011. OBJECTIF 4: TRANSPORT ÉOLIEN 4.1.‐LavitessemoyenneduventmesuréedansleNdioukiestle43%dela vitesse enregistrée sur la dune , et le 67% au sujet des vitesses maximales. Cette différence exprime que le transport éolien dans le Ndiouki est beaucoup moindre (à peine le 1%) que le transport mesuré sur la dune. 4.2.‐Presque le 60% du transport éolien total est produite pendant la saison sèche, et il vient de presque tous del directions. Le 40% qui reste a lieu dans la saison des pluies et il est concentré dans le deuxième et le quatrième quadrants. Ça veut dire que les vents dominants viennent du N‐NW et les vents les plus intenses (> 14 m/s) procédent du E‐SE. OBJECTIF 5 et 6: FORMATION TECHNIQHE ET ADQUISITION D’EQUIPEMENT SCIENTIFIQUE On a donné au Laboratoire Leïdi un complète equipement de DGPS, deux modernes stations météorologiques et deux systèmes de trappes à sable, et aussi quelques petits équipements . En plus, les membres du laboratoire sont parfaitment capables d’utiliser ces equipements, faire le traitement des donnés et interpreter les résultats. RECOMENDATION: Étant donné la variabilité temporelle des procedures qui affectent la dynamique sédimentaire, c’est très important continuer avec l’adquisition de donnés sur le terrain, pour connaître et meilleur comprendre le fonctionnement de ce complexe système. CONCLUSIONSetRECOMENDATION