Le cycle de l’eau au Sahel semble significativement modifié ces dernières décennies comme suite à la grande sécheresse et à la croissance démographique, qui ont causé un fort changement d’usage des sols. Une importante diminution de l’infiltrabilité des sols est observée, qui se traduit par une augmentation significative des ruissellements et la généralisation de formes d’érosion à même d’accentuer les modifications observées dans le cycle de l’eau en favorisant l’infiltration profonde dans les zones de concentration et par suite la recharge de la nappe.

Un petit bassin de la zone endoréique, représentatif de l’ensemble des comportements hydrologiques est étudié dans le cadre d’AMMA depuis 2004 pour quantifier ces phénomènes.

Le site d’étude

Dans une grande partie du Sahel, la baisse de la pluviométrie après 1968 s’est accompagnée d’un accroissement des écoulements superficiels. Ceux-ci et la diminution du couvert végétal ont accéléré l’érosion et entraîné la formation de nouvelles formes de dépôts sableux : zone d’épandage, cônes de déjection, épais dépôts dans le fond des ravines. On cherche à savoir si ces dépôts sableux peuvent être des zones d’infiltration profonde. Les sites instrumentés sont les bassins expérimentaux de Wankama et Tondi Kiboro (voir localisation ci-dessous).

Le dispositif expérimental : un suivi complet de l’eau dans le bassin versant

Le dispositif est composé d’un réseau de pluviographes et de limnigraphes permettant de contrôler l’entrée de l’eau dans le système et sa sortie sous forme d’écoulement.
Il est complété par un suivi de la teneur en eau de la zone racinaire (0-3m) au pas de temps de la demi-heure (tensiomètres et capteurs de teneur en eau) sur 2 profils par station (trois stations) et par un suivi neutronique bi-mensuel au delà jusqu’à 10 et parfois 25 m, sur 39 tubes d’accès neutronique.

Caractérisation des sols de surface

L’infiltromètre à disque et à succion contrôlée permet de caractériser les propriétés hydrodynamiques des sols ; il permet de mesurer leur sorptivité et leur conductivité hydraulique.

Les résultats

Les résultats montrent une grande différence de comportement entre les versants et les zones de dépôt sableux :

• les sols de culture et de jachère ont une faible perméabilité, sauf sous mil après le sarclage, et un encroûtement superficiel croissant d’une année sur l’autre qui provoque une augmentation de la part de l’eau qui ruisselle et une diminution de l’infiltration (figure a : pas de variation du stock d’eauo donc pas d’infiltration observée au-delà de 2 m de profondeur) ;
• les zones de dépôts sableux, le plus souvent récents et en forte croissance, où la très forte perméabilité permet un stockage immédiat de l’eau et son infiltration dans les heures suivant les précipitations, jusqu’à des profondeurs ne permettant plus de reprise par l’évaporation ni par les systèmes racinaires. Sur les figures b et c, on remarque une forte augmentation de la teneur en eau pendant la mousson, pour deux zones de dépôts sableux récentes ; on mesure cette infiltration jusqu’à 10 m de profondeur. La figure d montre la progression du front d’humectation dans les différents milieux (moyenne 2005-2011). On voit bien la progression du front d’infiltration qui s’arrête à 2 m sous le mil ou la jachère (a) ; par contre, sous les zones de dépôts sableux (b) et les ravines (c) l’infiltration est plus précoce dans la saison, plus rapide et plus profonde puisqu’elle dépasse 10 m. Cette eau contribue à l’alimentation de la nappe.

Les nouvelles zones de dépôts sableux se sont multipliées ces dernières décennies avec la dégradation des sols ; les mesures combinées présentées ici montrent qu’elles constituent des zones d’infiltration profonde ; elles pourraient donc contribuer à expliquer l’accélération récente de la recharge de l’aquifère du CT3 dans les environs de Niamey (voir fiche actu « Recharge des nappes phréatiques au Sahel : quantification par résonance magnétique des protons » ). Par ailleurs la diminution de l’infiltration dans les champs se traduit par un risque de crue et d’inondation accrus en aval.

Pour en savoir plus :

Descroix, L., Laurent, J-P., Vauclin, M., Amogu, O., Boubkraoui, S., Ibrahim, B., Galle, S., Cappelaere, B., Bousquet, S., Mamadou, I., Le Breton, E., Lebel, T., Quantin, G., Ramier, D., Boulain, N. 2012. Experimental evidence of deep infiltration under sandy flats and gullies in the Sahel. Journal of Hydrology 424-425, 1-15 ; doi:10.1016/j.jhydrol.2011.11.019

Mis à jour le 5 janvier 2022