Vulnérabilité des espaces sahéliens du Sud Mauritanien : approches spatiale et temporelle par télédétection et observations terrain pour une compréhension des processus de fonctionnement des composantes naturelles et anthropiques Adeline COTONNEC, Marie-Josée PENVEN Université Rennes 2, UMR 6554 du CNRS (France) Ahmedou OULD SOULE, Ismail Ahmed BOUMDIENE École Normale Supérieure de Nouakchott Mohamed Lemine ELHACEN Département de Géographie, Université de Nouakchott Financement AUF Département Environnement et Développement Durable Programme D-2092RR623 (2006-2008) Colloque La Géomatique à l’IRD, Centre IRD France-Nord, le 18 oct. 2010
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Vulnérabilité des espaces sahéliens du Sud Mauritanien · Diagramme ombrothermique station de Kiffa 1970-2004 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 ... Construction d’une base de données
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Vulnérabilité des espaces sahéliens du Sud Mauritanien :approches spatiale et temporelle par télédétection et observations terrain
pour une compréhension des processus de fonctionnement
des composantes naturelles et anthropiques
Adeline COTONNEC, Marie-Josée PENVENUniversité Rennes 2, UMR 6554 du CNRS (France)
Ahmedou OULD SOULE, Ismail Ahmed BOUMDIENEÉcole Normale Supérieure de Nouakchott
Mohamed Lemine ELHACENDépartement de Géographie, Université de Nouakchott
Financement AUF Département Environnement et Développement Durable
Programme D-2092RR623 (2006-2008)
Colloque La Géomatique à l’IRD, Centre IRD France-Nord, le 18 oct. 2010
- Durant les trente dernières années du 20ième siècle, dans les espacessahéliens
Déficit annuel presque constant des précipitations
Modification profonde du milieu « Désertification »
Réduction de la couverture végétaleRégression des ressources (ressources fourragère / eau)
* Réduction du cheptel
* Appauvrissement des populations pastorales
* Modification de leurs trajectoires de migration, émigration vers les villes
Érosion éolienne, Remobilisation des sables
Dans les régions nord sahéliennes essentiellement consacrées au pâturage
Introduction
- Fin des années 90 et début des années 2000Reprise des précipitations sur l’Ouest sahélien
« Re-couvrement » ou « Re-verdissement » du Sahel ?
Contexte
Dans la Région sahélienne de Kiffa (Hodh SE Mauritanie)
Introduction
Contexte d’augmentation des précipitations depuis une dizaine d’années
Définir - les systèmes spatiaux fonctionnels, l’état de leurs composantes,
leurs interrelations
Comprendre
- leurs logiques et contraintes de distribution spatiale et leurs évolutions à l’échelle de 50 ans
- les processus de fonctionnement actuels, les tendances évolutives
des temps de réponse différents,
des inerties des systèmes modifiés
par 30 années de sécheresse
Un certain nombre de changements en cours
Quelles capacités de résilience du milieu ?
Quelles vulnérabilités ?
Problématique
Objectifs :
Grande dépression du HodhBordée par un talus ( 200 m )
altitudes moyennes 120 – 200 m
Substrat : mosaïques de couvertures
sableuses et affleurements rocheux
Longue saison sèche, 5 mois d’harmattan
Courte saison humide (3 mois)
et environ 25 j. de pluies
Diagramme ombrothermique station de Kiffa 1970-2004
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
Jv Fv Mr Av M Jn Jl A Sp Oc Nv Dc
Mois de l'année
pré
cip
itati
ons
(mm
)0
10
20
30
40
50
tem
péra
ture
s (°
C)
Moy pmm Moyenne t°CMois d’harmattan
Précipitations
Forte variabilité
interannuelle
Moyenne annuelle
292 mm (60 ans)NImage Landsat ETM nov.2002
10 km
Kiffa
Ajar Décembre 2007
IntroductionCaractéristiques du milieu
Sur les couvertures sableuses
une steppe à dominante
herbacée piquetée d’arbustes
entrecoupée
d’accumulations de sables vifs
sur les sommets des cordons
Des points d’eau stratégiques
pour les populations et les troupeaux
Septembre 2009
N’Daouda décembre 2007
Rive du lac d’Ajar décembre 2007
Janvier 2005
IntroductionCaractéristiques du milieu
Approche dynamiqueAnalyse des processus
Approche de chaque unitéVégétation
Formations sableusesRessources en eau
Approche diachroniquedes évolutions du milieu
Définition des systèmes et sous-systèmes spatiaux de la région
Choix d’unités représentatives
Démarche, méthodes et techniques
A l’échelle de chaque unité représentative,analyse des composantes et de leurs interrelations,
des interrelations spatiales entre unités voisines
Mise en évidence des organisations spatiales et des fonctionnements,
des évolutions aux différentes échelles spatio-temporelles
Etats de surface et couvert végétal(composition, densité, recouvrement, distribution)
Prélèvements, analyses sédimentologiques
Définition des systèmes et choix des sous-systèmes représentatifs de la région(première typologie)
Acquisition et analyse des données terrainet pré-validation de la typologie
Validation terrain
Approches naturaliste et dynamique à l’échelle des sous-systèmes
Démarche, méthodes et techniquesprocédure standardisée et validée aux échelles régionale et locale
Esquisse cartographique régionaledes systèmes et sous-systèmes spatiaux
De la télédétection
à la carte
Donnéesgéoréférencées
Démarche, méthodes et techniquesA l’échelle d’un système spatial représentatif
Ex : Nappes sableuses SW / sables vifs / végétation
Choix des données detélédétection
Photos aériennes 1956
Analysestéréoscopique
Cartographiegéomorphologique
Images satellitesLandsat TM et ETM (1988, 1999,
2001, SPOT3 (2005), SPOT5 (2008)
ACP sur l’ensemble des canaux
Seuillage surle Néocanal 1
Calculs de surface sur l’ensemble de l’unité
Masque sur les surfacesrocheuses de bordure
Extraction d’aires spécifiques
Calculs de surface sur les airesspécifiques
Géoréférencement
Obtention d’unIndicateur de l’état
du milieu auxéchelles locales et
régionales
Suividiachronique de
l’extensionrespective des
sables vifs et dela végétation
ComparaisonsHypothèses sur les causes de la
rétraction de la couverturevégétale et l’expansion des sables
De la télédétection
à la carte
Test sur un autre site
Les grandes unités et sous unités spatiales fonctionnelles de la région au Sud de Kiffaet leurs ressources en eau et végétation
a
a
Les unités sableuses
Plateau rocheux et sa bordure
Sables épais du sud-ouest. Ressourcevégétale abondante, faiblesse de laressource en eau
a ) aires intermédiaires entre lespellicules sableuses et les sables épais, b ) sables épais à risque érosif
Alignements de cordons dans sablespeu épais, pâturages abondants ;accès possible à l’aquifère du substrata ) mares temporaires sur substratb ) mares temporaires sur substrat
Unité rocheuse, nappes d’eau libretemporaires
Pellicule sableuse. Pâturage inégalmais souvent abondant. Absenced’eaux de surface et subsurface, accèspossible à l’aquifère du substrat
b
b
Unité rocheuse associée à des cordons,nappes d’eau libre temporairesnombreuses, pâturages peu développés
Les unités rocheuses
Nappe alluviale de faible épaisseur
Principaux points d’eauRetenue artificielle
Quelques Résultats Première esquisse cartographique
Disparité spatiale de l’impact des processus ; localisation sur :
- les cordons de forte amplitude altitudinale
- le pourtour des villages
A l’échelle du système nappes sableuses (610 km2)
(Vert : couvert végétal Orange : sables vifs)
Images Landsat 21-03-1988 (TM) et 14-10-1999 (ETM)
Les transformations du milieu pendant la période sèche
Régression de la végétation
1999 15,05 % (91,86 km2)
touchés par les processus biophysiques
Soudou
N’Daouda
Entre 1988 et 1999 :- Déploiement latéral des principalesunités ensablées en 1988 au détrimentde la végétation- Îlots végétalisés résiduels
Surfaces occupées par des sables réactivés 1988 : 18,29% 1999 : 36,02%
N N
1999
Soudou
N’Daouda
1988
Les cordons à forte amplitude altitudinale peu anthropisés
2,5 kmN
19991988
Quelques Résultats A l’échelle locale
19991988
N2,5km
2,5km
N’Daouda
1988 1999
N1 km 1 kmSoudou
Le pourtour des villages, bordures d’oued, sites de concentration des activités humaines
15,29 km2
18,86 %11,54 km2
14,23 %
3,19 km2
15,78 %2,18 km2
10,71 %
Différenciation des réponses entre les 2 types de milieu
Réduction de la superficie des aires de dénudation1988 à 1999 :
Assaba
N
Soudou
1 km
N’Daouda
2,5 km
5 km
2,5 km
- 4,95 %13,5210,91N’Daouda
-13,25 %9,291,89Soudou
- 9,4 %32,6219,71Assaba
- 1,97 %13,0883,84Unité
Progression1999 -2005%
Superficiesdénudées
en 2005 (km2)
Evolutiondes superficies dénudées
1999 – 2005
2) Par type de milieu :
2005 : 6 ans après la reprise des précipitations
image SPOT3, 19-12-2005
1) A l’échelle de l’unité : Stabilitéarrêt des processus de remobilisation
des sables
Cordons peu anthropisés : recul des sables
Sites de concentration des activités humaines :- Soudou : poursuite de la régression
- N’Daouda : recul non significatif, redistribution des surfaces dénudées le long de l’oued
Quelques RésultatsAux différentes échelles
Quelques Résultats2008 : 1 décennie d’amélioration pluviométrique
Superposition des images seuillées (aires sableuses / airesvégétalisées) de Landsat ETM oct. 1999 et Spot5 nov. 2008
Régression des surfaces sableuses
Test effectué sur le secteur nord de l’Unité sableuse
N N
Soudou
1999
Surfaces de sables vifs (%)
Vert + bleu : aires ensablées en 1999 Vert : aires ensablées en 2008
20,5 %23 %2008
36 %40 %1999
dont partieoccidentale
Ensemble
Bou Hofra SoudouPartie occidentale
4 kmS. Bouhahad, 2010
N
Parcellisation progressive des masses sableuses
par connexions d’un front végétal
Aires de transition :- les bordures des masses sableuses- les bordures des îlots résiduels sur les cordons
Quelques Résultats
Aires de transition :Compétition entre processus biologiques et éoliens
Fronts decolonisationpar la végétation
Des réponses du milieu
hétérogènes et complexes
des secteurs vulnérables…
le pourtour desvillages
les grands cordons ravinés
Conclusions
Trajectoire installée de reconquête végétale ?
En 50 ans, variations pluviométriquesdeux changements majeurs dans le fonctionnement des systèmes
- Régression du couvert végétal au profit des masses sableuses
- Stabilisation des composantes sableuses et végétales, ralentissementet moindre efficacité des processus éoliens laissant plus de place auxprocessus biologiques (inertie du stock sableux?)
Résilience du milieu ?
Perspectives en télédétection
- Suivi des surfaces sableuses et végétalisées- Identification spectrale des aires de transition- Signatures spectrales des objets (sables, végétation, ravines, roches)- Extraction des éventails d’aires de déplacement des troupeaux (bovins)- Extraction des «pistes» menant des aires de pâturage aux points d’eau
Construction d’une base de données et d’un Système d’InformationGéographique sur la base du référentiel de données
Mise en place d’un « observatoire » environnemental au Sahel
En vue de classifications cartographies référentiel de données
- Cartes géomorphologiques- Cartes des états de surface- Cartes de localisation des ressources (fourragères et eau)- Données sédimentologiques, datations- Inventaires botaniques
+ Modalités de déplacement des populations et de leurs cheptels
Les données du milieu
Difficultés rencontrées
dans l’acquisition et l’utilisation de l’information géographique
- Absence de référents cartographiques classiques
- Une couverture aérienne (argentique) de qualité médiocre avec despoints amers limités
- Géoréférencement des documents (décalage en longitude de ± 500 mde l’image Spot3 2005; seule donnée de qualité : image Spot5 2008, validéesur le terrain en 2009 (donnée référente)
- Faire coexister des données de nature et de source différentes avecdes niveaux d’échelle également différents :
- Observations et mesures effectuées sur le terrain vers les images
- Validation terrain des résultats de typologies ou d’indices calculés à
partir des images
- Données satellitales en saison humide peu disponibles
Partage de l’information avec les équipes mauritaniennes- Équipe peu étoffée
- Compétences requises non couvertes- techniques (traitement de l’information géographique, traitement des images)- thématiques (géographie sociale et rurale)
- Partenaires du Sud mal équipés (matériel, logiciels)
- Données quasi inexistantes (bibliographie, Atlas de la flore mauritanienne en cours
d’achèvement avec IRD Montpellier)
- Connaissances à l’échelle du terrain mais pas de compétences ni d’intérêt enterme de spatialisation des processus
- Peu de réactivité, pas de valorisation
Cependant :L’inventaire et la collecte de données terrain a permis d’impliquer les équipes dans leprocessus de mise en place d’une démarche méthodologique et de définir lesdonnées pertinentes à acquérir ainsi qu’une sémantique commune et précise
Mise en place d’un premier catalogue de données, élaboration des premièrescartes (intérêt des populations et des décideurs)
Convention pédagogique et de recherche en cours entre Rennes2 et Nouakchott