Institut Français de Recher~ Sôieutlfique pour le Développement enCoopération

ORSTOM

Fondation Universitaire Luxembourgeoise

FUL

Institut Sénégalais de Recherches Agricoles

ISRA

Université de DAKAR Département de Géographie

PROGRAMME CEE - ORSTOM N" TS2 0198-F EDB

Projet EQUESEN

ENVIRONNEMENT ET QUALITE DES EAUX DU SENEGAL

.R.a.ppcxrt scie.n t::ifique .n-6

Jean Yves GAC

ORSTOM

avec la collaboration de

M. CARN, P. CECCHI, F.X. COGELS, B. MILLET

avril 1992

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•

INTRODUCTION

Le programme pluridisciplinaire EQUESEN sur "l'Environnement et laqualité des eaux du Sénégal" bénéficie d'un appui financier de la CEl(contrat CEE-ORSTOM n· TS2 0198 F EDB). Le projet regroupe diftéren~.

équipes de recherches appartenant d'une part à la communauté européenne(ORSTOM et FUL) et hors communauté d'autre part (ISRA et Université doDakar).

Depuis le cinquième rapport scientifique d'octobre 1991 descollaborations diverses ont été nouées d'une part avec le Centre deMétéorologie Spatiale de Lannion pour l'étude de l'imagerie satellitaire sur lehaut bassin versant du fleuve Sénégal (avec entr'autre l'affectation de H.Carn au Sénégal depuis juin 1991 et pour la durée du projet) et d'autrepart, de manière conjoncturelle, avec le programme EPSAT (Estimation de.Pluies par Satellite) pour l'évaluation des précipations sur le haut bassindu Sénégal. Il faut aussi souligner l'arrivée de M. F.X. COGELS de la FUL(Fondation Universitaire Luxembourgeoise), en poste d'accueil au Sénégaldepuis le 15 octobre 1991 et affecté jusqu'à l'échéance du projet.

Cette note constitue le sixième et dernier rapport scientifique établisur l'état d'avancement du programme au 1 avril 1992 avant la synthèsefinale prévue pour le début de 1993. Il comporte les résultats des travauxsur les différents thèmes de recherches au cours des six derniers moisavec en particulier les conclusions sur "La dynamique spatio-temporelle duphytoplancton de l'estuaire du fleuve Sénégal" élaborées par P. CECCHI(dont la soutenance de thèse est prévue pour juillet 1992), et les premièressuggestions pour une synthèse finale élaborée au cours de séances deconcertation commune. Enfin, il faut signaler que l'échéance finale du projeta été reportée au 31 mars 1993 (cf lettre du 9/04/1991 n· 013050 de laDirection Générale de la Science, de la Recherche et du Développement de laCEE).

1 - PRESENTATION DES EQUIPES DE RECHERCHES

POUYAUD B. Responsable Scientifique duDépartement Eaux Continentales de l'ORSTOM,Spécialité: hydrologie.

projet, Responsable duDirecteur de Recherche.

GAC J-Y. : Directeur de Recherche de l'ORSTOM, affecté pour la durée duprojet au Sénégal, coordinateur scientifique du projet EQUESEN etresponsable des études hydrogéo-chimiques sur l'ensemble du fleuve.Spécialité: géochimie.

CARN M. : Ingénieur d'étude de l'ORSTOM, affecté au Sénégal depuis juin1991. Spécialité Télédétection, estimation des pluies par imagcrioasatellitaires sur les bassins. amont du fleuve Sénégal.

CECCHI P. Allocataire de recherche, détaché à l'IBRA. SpéciaUtA:hydrobiologie. En rédaction Nouvelle Thèse sur la production primaire(soutenance prévue à Montpellier,France, en juillet 1992).

COGELS F-X. : Professeur à l'Université d'Arlon en Belgique. Accueilli, aucentre ORSTOM de Dakar, en poste d'accueil au Sénégal depuis le 15 octobr-.1991, pour la durée du projet. Spécialité: hydrobiologie, zoologie.

COLY Adrien : Etudiant en DEA, du Dpt de Gécgraphie de l'Univcult4 cs.Dakar, stage de formation dans le cadre du proj < EQUE~EN.

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CORBIN D. : Technicien de la Recherche, détaché à l'ISRA. SpécWitj:hydrobiologie

DA BOIT M. Etudiante, Mémoire de DEA "Impacts des aménagementahydroagricoles sur la nappe alluviale dans la région Richard-Toll/ lac d.Guiers, soutenance prévue en Juin 1992, Université de Dakar. Spécialitlhydrogéologie.

DIAGANA M. : Etudiant,th~se de 3ème cycle "Recharges et transferts de.eaux souterraines dans la région de Matam (Sénégal), soutenance prévue fin1992, Université de Dakar. Spécialité: Hydrogéologie

DIALLO M.I. : Etudiant, thèse de 3ème cyc1e,Université de Dakar (soutenancepré....ue en juin 1992). Spécialité: climatologie.

DIAO S.M. : Etudiant, Mémoire de DEA " relation eaux de surface/eauxsouterraines dans la reglon de Richard-Toll/lac de Guiers (Sénégal),Université de Dakar. Spécialité : hydrogéologie.

EVORA Noël : Etudiant, thèse de 3ème cycle, Université de Mons (Belgique).Spécialité : hydrologie. Soutenance du Mémoire de fin d'Etudes à l'écolePolytechnique de Mons le 28 novembre 1990 (J.Y. GAC et F.X. COGELSmembres du jury).

FAYE Abdoulaye : Etudiant au Département de Géographie de l'Université deDakar : spécialité : géographie physique. Mémoire de DEA soutenu le 29octobre 1991, au Département de Géographie de l'Université de Dakar(direction de recherches par M. A. KANE). Thèse de 3 ème cycle sur "lagestion intégrée de la basse vallée du Sénégal" soutenance prévué en 1993.

KANE A. : Maître Assistant au Département de Géographie de l'Université deDakar. Spécialité: géographie physique.

KANE O. : Etudiant en DEA à l'Institut des Sciences de l'Environnement(ISE) de l'Université de Dakar sur" L'étude agroéconomique des nouvellesimplantations hydroagricoles autour du lac de Guiers et de leursimplications sur la qualité de l'eau", soutenance prévue fin 1992.

KOUSSOUBE Y. : Etudiant, Mémoire de DEA; "Application de la géophysique àl'étude hydrogéologique de la vallée du fleuve Sénégal, soutenance prévueen janvier 1992, Université de Dakar.

LAWANI M : Dr vétérinaire, mémoire de DEA en Sciences de l'environnementsur " Impacts des rejets des zones irriguées sur l'écosystéme du lac deGuiers et étude de l'eutrophisation récente des eaux lacustres et de sonévolution", soutenance prévue en 1993.

NDIAYE Fatou Etudiante. spécialité hydrogéologie. Soute-nance duMémoire de fin d'Etudes à l'école Polytechnique de Mons le 28 novembre1990 (J. Y. GAC et F.X. COGELS membres du jury).

THIEBAUX J.P. : Technicien de l'ORSTOM. Spécialité: hydrologie

SAOS J-L. : Chargé de recherche de l'ORSTOM, affecté pour la durée duprojet au Sénégal. Spécialité: hydrogéologie.

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Pour Partie

GUILLOT B. : Directeur de Recherches de l'ORSTOM, détaché au centre deMétéorologie Spatiale de Lannion. Spécialité: Télédétection.OLIVRY J.C. :Directeur de Recherche de l'ORSTOM. Spécialité: hydrologie.ORANGE D. : Allocataire de recherche, du 1/04 au 1/10 1990 et du 1/01 au1/09/91. Spécialité : géochimie et paléoclima-tologie. Soutenance de thèsed'Etat le 20 décembre à Stras-bourg (J.Y. GAC membre du jury).

Collaborations diverses

SCHMIT J.P. : Professeur à l'Université du Québec à Montréal. Spécialitéchimie inorganique et bactériologie, chimiste,

LEGER D. et GHEDIN E. : Etudiantes à l'Université du Québec à Montréal.Spécialité: bactériologistes. Soutenance du Mémoire de fin d'Etudes de MlleLEGER en 1991.

2 - MISE EN PLACE DES CREDITS

La date contractuelle du projet a été fixée au 1 avril 1989. La duréeinitialement prévue était de 3 ans. Une prolongation d'un an a été soumise àl'agrémment de la DG XII en mars 1991.

Le premier rapport financier a été établi le 1 avril 1990, le second le1 avril 1991 et le troisième est en cours d'élaboration pour l'échéanced'avril 1992. Les équipements majeurs sont en place et les düférenteséquipes bien organisées autour des différents volets du programme. En cequi concerne les équipements lourds les 2 véhicules Toyota qui totalisent àl'heure actuelle 120.000 km sont en bon état.

Les futures délégations de crédit ont pris en compte la nouvelleproposition budgétaire soumise à la CEE en mars 1991. L'établissement dutroisième rapport financier fera sans doute ressortir à nouveau la nécessitéde certains aménagements par rubrique budgétaire' tout en restant dans leslimites du financement du projet à hauteur de 475.000 Ecus. L'organisationdu séminaire final à Dakar prévu pour 1993 conduit à cette nécessité.

3.- RAPPORT SCIENTIFIQUE

A. - REPARTITION DES TACHES ENTRE LES PARTENAIRES

a) Institut Français de Recherche Scientifique pour le Développement ttnCoopération (ORSTOM).

Etudes du milieu physique, des signaux d'entrée (pluies et pousalér••atmosphériques), des flux de' matières dissoutes et particulaires, de laqualité des eaux de surface dans l'ensemble du dispositif fluvio-lacustre etdes relations nappes/fleuve.

b) Fondation Universitaire Luxembourgeoise (FUL, Belgique)

Etude de la gestion globale des eaux du lac de Guiers et miN aupoint d'un modèle de gestion pour la valorisation du milieu.

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c) UniversiM de Dakar (Département de Géographie, Sénégal)

Etude géomorphologique du façonnement des paysages, de l'évolutiongéomorphologique et sédimentologique de l'estuaire et des transformation.dans les zones en voie d'aménagement.

d) Centre de Recherches Océanographiques de Da.ka.r-Thia.roye (CRODT/ISRA,SénégaJ)

Etude de la structuration des masses d'eau, de l'hydrodynamique etde la production primaire dans l'estuaire du fleuve Sénégal.

B. SOMMAIRE DU RAPPORT SCIENTIFIQUE

Introduction

Présentation des équipes de Recherches

Modélisation numérique de la circulation de marée et de la dispersion du seldans l'estuaire du fleuve Sénégal (Contribution de B. MILLET).

Etude du phytoplancton et de l'hydrodynamique dans l'estuaire du fleuveSénégal ( Contribution de P. CECCHI et B. MILLET).

Etude de la gestion globale des eaux du lac de Guiers et mise au point d'unmod~le de gestion pour la valorisation du milieu (Contribution de F.X.COGELS).

Etude des flux de matières dissoutes et particulaires et de la qualité deseaux de surface. Dynamique globale de l'écosystème fluvio-lacustre(Contribution de J.Y. GAC).

Etude du fonctionnement des nappes. Relation entre les eaux de surface etles eaux souterraines (Contribution de J.L. SAOS, J.P. THIEBAUX, A.DIAGANA, S.M. DrAO, Y. KOUSSOUBE).Rapport non parvenu.

Dynamique sédimentaire et granulométrie des matières en suspension dansl'estuaire et au large de l'embouchure du fleuve Sénégal (Contribution de A.KANE). Rapport en cours de synthèse.

Publications Jointes au rapport n· 6

1. Utilisations et applications pratiques du modèle d'aide à la gestion deseaux du lac de Guiers. Alternatives de gestion actuelle et future (COGELS,CARN, EVORA et GAC, janvier 1992, 47 p.).

2. Fonctionnement et bilan hydrologique du lac de Guiers en 1991 (GAC,CARN, EVORA, COGELS, février 1992, 40 p.).

3. Epsat-p Logiciel de traitement d'images pour l'estimation de lapluviométrie à partir de l'imagerie IR-Méteosat sur le bassin versant dufleuve Sénégal (CARN, SONKO, GAC et GUILLOT, mars 1992, 62 p.).

4. Evolution annuelle et interannuelle des chlorures dans le lac de Guiers àN'Gnith de 1973 à 1991 (COGEJ..S,CARN et GAC, mars 1992, 40 p.)2.

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MODELISATION NUMERIQUE

DE LA CIRCULATION DE LA MAREE ET DE LA DISPERSION DU SEL

Rapport scientifique présenté par B. MILLETCentre de de recherches océanographiques de Dakar ThiaroyeISRA (Institut Sénégalais de Recherche Agricole)

Une étude pluridisciplinaire d'environnement est menée depuis ledébut de l'année 1988 sur l'ensemble du bassin versant du fleuve Sénégal.Cette étude a pour principal objectif d'évaluer les nouvelles caractéristiquesécologiques de la partie aval du fleuve, située entre le barrage de Diama(km 50) et l'embouchure, qui demeure la seule portion de la vallée du fleuveà conserver un type de fonctionnement estuarien.

Les recherches s'appuient sur un couplage entre le comportement despeuplements phytoplanctoniques et les variations des conditions physiquesde l'environnement estuarien. L'évolution de la biomasse chlorophylienne etde la diversité taxonomique du phytoplancton est confrontée auxmodifications spatiales et temporelles de la circulation des eaux et auxéchanges entre les masses fluviales douces et les incursions marines.

L'accent est mis sur la reconnaissance et la quantification desdifférents types de processus physiques (advection longitudinale, diffusionturbulente verticale) et biologiques (séquences spécifiques allochtone,succession autochtone d'espèces), impliqués dans le nouveaU fonctionnementde cet écosystème perturbé et susceptibles d'en décrire la forte variabilité.

D'autre part la mise en place d'une modélisation numérique de lapropagation de la marée et de la dispersion du sel dans cette partieestuarienne du fleuve doit permettre de généraliser dans le temps et dansl'espace les résultats et les concepts issus du couplage entre lesobservations instantanées phytoplanctoniques et hydroclimatiques.

1. Campagnes d'enregistrements en continu

Deux campagnes d'enregistrement en continu sur une colonne d'eauont été effectuées. Elles avaient un triple objectif :

- compléter les séries de mesures hydrodynamiques instantanées,

préciser la nature et l'ampleur des processus physiques à trè.petite échelle de temps (quelques heures) et d'espace (quelques mètres) dudéveloppement des organismes phytoplanctoniques,

- caler et valider le modèle numérique en vitesses de courant et ensalinité.

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Chaque campagne a consisté en un mouillage de trois courantomètres?1acés à l'amont immédiat du pont Faidherbe à Saint Louis, réparti. ldHtér-entes profondeurs (sub-surface, mi-profondeur et proximité du tond)sur t."'Ois colonnes au centre du chen.al et séparées d'une cinquantaine dellèt:.res (Fig, I)

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DEUX CAlIl'ACHItS 1)' EHRIlCI8TAaNIDITS :

Fig. 1 - Mouillage courantographique à St Louis

La première campagne de janvier correspond à une période marquéepar une exceptionnelle hétérogénéité du milieu. En effet un lâcher dubarrage de Diama de 600 m3/s a précédé d'une heure la campagne demesure. Il a provoqué la circulation advective vers l'aval d'une importantelentille d'eau douce (570 • 106 m3), fortement contrastée par rapport à lasalinité d'étiage de l'estuaire. Les enregistrements coïncident avec l'arrtv~E!

du front salé associé à cette masse d'éau douce. Parallèlement à cettehétérogénéité saline, une forte baisse du niveau de la mer perturbe lapropagation de la marée en confinant le milieu, en annulant pratiquement 1..o.scillations de courant à proximité du fond et en favorisant par conséquentla stratification verticale du champ de courant. Ces discontinultJ.dynamiques et salines caractérisent un type de fonctionnement BtraUt16essentiellement " estuarien".

La deuxième campagne de mai correspond au contraire à une périod.de grande homogénéisation du système qui retrouve alors le type d.fonctionnement "lagunaire" des anciennes périodes d'étiage avant laconstruction de Diama. La figure 2 présente les variations de vitesse ducourant, de la température et de la salinité qui illustre l'homogénéi~ atablede 1& colonne

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Fig.2 - Evolution de la vitesse du courant,tem~rature de l'eau pendant la campagne de mai.

de la salinité et de la

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•Les figures 3, 4 et 5 présentent la série des enregistrement. d....

vitesse du courant, de la température de l'eau et de la salinité au coure dela campagne de Janvier.

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Fig. 3

Variations de lavitesse du courant

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Fig. 4

Variations de latempérature

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10

La stratification du courant sur la colonne d'eau est très forle,surtout dans la première moitié de la campagne qui correspond à unminimum exceptionnel du milieu marin. L'observation des températures meten évidence l'importance du rythme nyctéméral qui s'impose à la surface dela colonne d'eau. D'autre part, l'apport d'eau douce provoque, surtout audébut de la série, une stratification thermique entrecoupée temporairementde courtes périodes d 'homogénéisation. Le cycle de cette rapidehomogénéisation qui n'affecte pas encore le fond se superpose parfaitementavec le cycle du courant de jusant (fig. 3) ce qui traduit le déplacementadvecti1' horizontal et oscillant d'un front salé. On constate égalementl'existence de plus courtes périodes « à 1(heure) pendant lesquelles latempérature de la couche intermédiaire décroche légèrement de celle dufond pour se rapprocher de celle de la surface traduisant un phénomène dediffusion turbulente verticale. Comme pour la température, ln.nregiltrements de la salinité montrent que le cycle d'homogénéisation de lacolonne se superpose au cycle de jusant, indiquant le déplacement advectitdu front salé et les courtes périodes de décrochement de la sal1nitJintermédiaire par rapport à celle du' fond correspondent aux inversions ducourant et au phénomène de diffusion turbulente verticale. En outr.,l'évolution parallèle de la pente des enregistrements de surface et du fondtraduit une influence de la dispersion longitudinale de la salinité .ou.l'effet de la marée. , .

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Fig. 5

Evolution de lasalinité

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Ces deux campagnes illustrent la variabilité saisonmere et horaire dunouveau régime hydroclimatique de l'estuaire: forçages dynamique oscillantdu courant de marée, thermique nyctéméral, perturbations thermique••thalines dûes aux déplacements des lentilles d'eau douce, processus adv-eUt.horizontaux et diftusifs verticaux. A chaque ouverture de Dla...l'environnement estuarien retrace, à plus haute fréquence, J'hi.tot,...complète d'un étiage, alors qu'elle était unique sans barrage.

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Fig. 6 - Morphologie des sections rectangulaires équivalentes

13

SECTION LARCEUR PROFONDEUR( 1:1 ) (m)

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2. Le modèle numérique

Le modèle retenu est un modèleclassique qui utiUse une dicrétisationspatiale longitudinale du milieuconstituée d'une série de 20 sectionstransversales rectangulaires, répartiesentre Diama et gandiole vers l'avalselon un pas d'espace constant dedeux kilomètres (fig. 6) et décrivantainsi une série de 19 compartimentsau niveau desquels le modèle calculeles valeurs d'élévation de vitesses etde salinité.

Un modèle numérique bidi­mensionnel vertical de circulation demarée et de dispersion du sel a ététesté sur le milieu d'étude entre lebarrage de Diama et le site deGandiole. Il repose sur la résolutionnumérique des équations fondamen­tales de la dynamique des fluidesvisqueux, et reproduit selon un pasde temps de deux minutes, les champsd'élévations, les composantes hori­zontales et verticales de la vitesse ducourant selon l'axe principal del'estuaire et moyennées sur lalargeur, ainsi que la salinité de l'eau,en fonction des conditions initialespréalablement choisies de salinitédans l'estuaire, du forçage de maréeA l'aval et. du d~bit fluvial à l'amont.

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à Saint Louis (décembre 89 à mai 90)

MARECRArHXE A SAINT-LOUIS

ENTRE DECEMBRE 1D80 ET MAI

Fig. 7 - Marégraphie

12

Verticalement le modèle prévoit une discrétisation constituée d'und&oupage des sections rectangulaires équivalentes en cinq niveaux de 1~..re d'épaisseur de la section 1 à la 11 et en quatre niveaux de 1 mètrede la section 12 à la 20. A chacun de ces niveaux correspond le calcul,::'"Cne salinité et des vitesses horizontales et verticales. L'informationlIa:;î:"phologique et bathymétrique sur l'estuaire provient de l'atlas nautique,~u fleuve Sénégal, de la carte bathymétrique du service hydrographique eto:;eanographique de la Marine et d'une série de relevés effectuée aua::o=.deur acoustique. La discrétisation spatiale qui repose sur un calcul des:dioos rectangulaires équivalentes conduit à une schématisation de:'estuaire qui conserve les caractéristiques d'écoulement du milieu mais avecieJ profondeurs différentes des mesures observées

Le forçage du modèle ne prend en compte que le débit des lâchers de:'~l1a à l'amont et les données du marégraphe à Gandiole à l'aval. Les=ïg--Jres i et 8 présentent les enregistrements marégraphiques de Saint:":;·".lÎs et de Gandiole pendant la durée de l'étude.

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MARECRArHXE A CANDXOLE

ENTRE DECEMBRE 1080 ET MAX

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Fig. 8 - Marégraphie à Gandiole (décembre 89 à mai 90)

La formulation mathématique des équations des équations est;»résentée ci-dessous. Les simulations de calage du modèle ont conduit à~etenir la paramétrisation suivante pour les différents coefficients

- de frottement

- de diffusivité horizontale

de viscosité verticale

- de dif!usivité verticale

k = 2,5.10-3 SI

Kx = 1,2 10-3 SI

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Formulation mathématique du modèle

densité

profondeur totale de la section équivalente

composantes horizontale et verticale de la vitesse

largeur des sections de l'estuaire

l'élévation en surface

densité moyennée sur la profondeur

nombre de Richardson

coeff. de diffusivité turbulente horizontale, verticale

salinité

coefficient de viscosité turbulente

coefficient de frottement

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NI, KI et Kz sont des constantes déterminées lors de l'étalonnage.

La grille de calcul numérique est présentée sur la figure 9. Le modl!lefonctionne avec un pas d'espace horizontal de 2 kilomètres, vertical de 1mètre et un pas de temps constan t de 2 minutes. L'approximation de.équations est faite par la méthode des différences finies. Les dériv~.

spe.tïa1es sont centrées, à l'exception des termes non linéaires d'advectionen sel qui sont décentrées (upstream) vers l'amont au jusant et vers l'avalau flot. Les dérivées temporelles sont traitées explicitement, à l'exceptiondes termes de viscosité et de diffusivité qui sont traités implicitement pourdes raisons de stabilité numérique.

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Le modèle ne donne pas une reproduction parfaite des valeurs desalinité dans une situation aussi évolutive et contrastée, mais reproduitassez bien le cycle de variation de

Un exemple de la validation du modèle en salinité est illustré par lafigure 11 qui correspond à la période du 23 au 26 janvier 1990 à SalntLouis pendant laquelle le déplacement advectif d'une lentille d'eau douce, enprovenance du lâcher de Diama du 21 janvier, provoque une fortestratification de la colonne d'eau et une variation cyclique prononcée de lasalinité.

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Fig. 9 - Grille de calcul du modèle

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Les résultats du calage et de la validation du modèle sont présentéssur La figure 10. Le calage du modèle est effectué à partir des élévationsde marée observées à Saint Louis et à Diama au cours de la période du 9au 12 février 1990. La validation du modèle est réalisée à partir desélévations de marée observées à Diama, et des débits oscillants de maréecalculées à Saint Louis à partir des enregistrements des courantomètres aucours de la période du 24 au 26 janvier 1990.

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OALAOE DU MODELE

~ER%ODE DU 0 AU 12-2-1000

ClUllZ III lCIlG.Z :Ill III rI.llM~~IZ IIYIIIOI 10 •• lIOIf lU..__ ..1..1 / • -.-u...

VAL%DAT%ON DU MODELE

rERXODE DU 24 AU 26-1-1000

Fig. 10 - Calage et validation du modèle

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Fig. 11 - Validation du modèle (période du 23 au 26/01/1990)

ClUllZ lU lClœU :Ill III ruuwa:~, ~12 IIYIIIOI 10 •• lIOII lU.

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la salinité intermédiaire, oscillante en fonction du déplacement du front salésous l'effet de la marée. n'autre part, sur le fond, la salinité semble bienreproduite, alors qu'en surface, le modèle qui intégre la salinité, sur 10premier mètre de la section rectangulaire équivalente s'avère incapable dereproduire la salinité de la lentille dessalée prélevée manuellement dans 1••20 premiers 'centimètres de la colonne d'eau réelle.

Cette expérience montre enfin' que le modèle ne donne des résultat.exploitables qu'au bout d'une période de stabilisation numérique voisine d.24 heures.

------_.._._----_-....

ETUDE DU PHYTOPLANCTONDANS L'ESTUAIRE DU FLEUVE SENEGAL.

Rapport scientifique présenté par P. CECCHICentre de recherches océanographiques de Dakar ThiaroyeI5RA (Institut Sénégalais de Recherche Agricole)Centre ORSTOM de Montpellier

Renarque :

Ce document reprend de mamere très abrégée les principaux acquiMce notre étude du phytoplancton dans la basse vallée du fleuve Sénégal, enre:ation avec la variabilité des conditions de milieu, et, notamment, enré?onse aux perturbations subies consécutivement à l'édification du barragede Diama. Ils seront utilisés pour la rédaction d'une thèse de doctorat ils-c':ltenir en juin prochain, thèse dont un exemplaire définitif sera joint à las;nthèse finale du projet EQUESEN.

Nos activités ont été conduites en deux phases successiyes ctc.cmplémentaires :

1.- d'abord, un prééchantillonnage sur un cycle hydrologique completet qui a. couvert l'ensemble de la "zone d'influence du barrage de Diama",i.e. le lac de retenue à l'amont et la vaste lagune estuarienne qui s'étire duba:rage à l'embouchure du fleuve: il s'agit là d'un descriptif saisonnier il1a:-ge échelle spatiale. L'ensemble des résultats acquis a fait l'objet d'undccument édité dont une synthèse concernant spécifiquement le lac dere:enue est prévue.

2.- Puis, une étude ciblée de l'environnement estuarien dont lesrésultats font l'objet de la thèse de doctorat évoquée précédemment et dontDeus proposons çi-dessous un exposé synthétique décrivant l'organisation ptles principaux résultats figurant dans le mémoire.

Ce travail, qui a démarré au mois de janvier 1988 au Sénégal reposeRur lA problématique gén6rnle de l'impact sur le fonctionncm~nL d",l'b:osystème estuarien de la construction des deux barrages de Diama et deHenantali sur le fleuve Sénégal. Ce fonctionnement est appréhendé à partirdu suivi des descripteurs classiques de l'hydroclimat et de la variabilité ducompartiment phytoplanctonique.

La première problématique, liée à l'impact d'une pression anthropiquesur un écosystème estuarien rejoint par conséquent une secondeproblématique liée à l'étude des relations entre les organismes planctoniqueset les caractéristiques physiques de leur environnement, et, plusprécisément, les caractéristiques de la réponse des peuplements auxfluctuations de cet environnement physique. Ces deux problèmatiques sontabordées à partir d'une stratégie d'échantillonnage' découplée sur plusieurséchelles d'espace déployées dans la partie aval soumise aux effets de }"marée, ainsi que sur plusieurs échelles de temps réparties entre de.enregistrements continus interannuels, un suivi annuel de fréquence lrl-

'1

:ne1:doœadaire, un SUIVI semi-annuel (saison sèche) de fréquenc~

nebdocn.adaire, et deux campagnes ponctuelles de suivis horaires.

:'es relations entre les organismes planctoniques et leu r'

~nnronnement sont abordées en référence constante aux proce..ua?h:rsiques et biologiques impliqués, ainsi qu'à leurs interactions non­iinéair-e s..

Présentation du plan directeur

Après un rappel de l'histoire ancienne et récente du milieu étudié eldes aI::lénagements complexes qu'il a a subit (chapitre 1), nous nous sommes~t~hés à la description et à la justification des moyens mis en oeuvre, desnlé~odologies employées et des stratégies d'échantillonnage adoptées.ct-..!.pitre II). Cet exposé précise les méthodologies et protocoles analytiques

·.JtLisés pour le dosage des sels nutritifs à l'aide d'un autoanalyseur"Technicon II. En outre, nous avons particulièrement insisté, au travers de::-e"'-ues bibliographiques, sur les méthodologies mises en oeuvre pour~ '~.r.lmAtion de la biomasse phytoplanclonique (chlorophylle) el ùe III teneur:=:1 ?hosphore (phosphore réactif dissous).

Les résultats relatifs à la variabilité saisonmere de l'hydroclimat el de:a ":>iomasse phytoplanctonique sont ensuite présentés (chapitre III) ,sur la'=oas.e de l'échantillonnage tri-hebdomadaire et étayés par les chroniques':1ydrologiques journalières réalisées en mer et dans le fleuve.

Une introduction à la dynamique phytoplanctonique estuarienne est:=:lsCJite proposée qui repose sur l'analyse de campagnes spatiales~lcngitudinales instantannées") conduites en diverses situations de

:'estuaire relativement à l'ancienneté du dernier lâcher d'eau douce à partirdu barrage de Diama (chapitre IV j ce chapitre a été repris intégralement:t:)rs de notre contribution au rapport scientifique de novembre 1991). Laèimension transversale est succintement abordée au travers d'un suivihorair-e des phénomènes observables dans une lagune adjacente à l'estuaire(no~e éditée sous l'égide de l'ORSTOM-Dakar, et reprise intégralement dans"': rapport scientifique de mars 1990).

L'analyse temporelle des processus hydrodynamiques locaux et à courtt.er:::le qui contrôlent la dynamique phytoplanctonique est exposée au traversde l'analyse des résultats obtenus lors de deux suivis horaires en deuxsituations environnementales typologiques (immédiatement après et un moisaprès un lâcher d'eau douce dans l'estuaire) (chapitre V). Cette analyse faitsuite à une description des caractéristiques physiques de l'estuaire pendantLa période d'étude, et notamment à une analyse des particularités du régimedes vents, reprise dans le rapport scientifique de mai 1990).

Enfin, outre un rappel synthétique des observations les plusoarquantes et des résultats les plus significatifs de cette étude, unegénéralisation dans l'espace estuarien des mécanismes hydrodynamiques etdes processus écologiques déterminés est ébauchée dans la conclusjongénérale.

l. L'lJ'I'QItx:n!I du mémoire décrit l'insertion des problématiques à la foisdans le cadre des préoccupations du Centre de Recherches de Dakar­Thiaroye de l'ISRA, et dans le contexte scientifique actuel. Le choix d'une

19

•

a?proche fonctionnelle des relations entre la dynamique phytoplanctoniquee~ Phydrodynamique est explicité, et la pertinence de la concepÙOnb:diImensionnelle de l'étude des processus physiques forçants la dynamiqued~s peuplements biologiques est rappelée.

En positionnant délibérément notre étude à l'échelle del'écosystème estuarien , nous avons considéré le phytoplancton autitre d' "intégrateur primaire" de la variabilité environnementale. Lesbiomasses développées par les algues et la structuration de leurspeuplements ont ainsi été interprétés en terme de capacité duphytoplancton à absorber, voire à utiliser, le spectre de variabilitéde l'environnement. Depuis la régulation spécifique physiologiquejusqu'au changement drastique de la composition de la communautéphytop1anctonique toute entière, les processus de régulation mis enoeuvre par les algues interviennent à différentes échelles derésolution. En considérant les propriétés émergentes des peuplementsen présence (biomasse et organisation), et en évaluant les processusécologiques qui sous-tendent leur évolution, c'est bien le rôle de"fonction de transfert" du phytoplancton qui sera mis en exergue.

20

II. Le CIAPIm 1 : "ZOIl1l D'ImJDK-rJJlll8 GIDJWlIIIQlJK" présente tout d'abord unef:'~8qU! palêogéographique et une brève chronique géologique desé.ènements majeurs qui ont modelé le faciès de la basse-vallée du fleuveS~négal. La variabilité pluviométrique de la région sahélienne est évoquée,e: la problèmatique des aménagements fluviaux ainsi que l'historique de leurr~alisation décrite.

Au cours des dernières années, le désir de domestication ducours d'eau s'est exacerbé, du fait notamment de l'inflationdémographique et de la péjoration persistante du climat. Cettevolonté d'aménagements s'est concrétisée par la création de l'Officede Mise en Valeur du fleuve Sénégal (OMVS), qui regroupe les étatsriverains, et dont l'objectif majeur est le contrôle et, à terme, lagestion du cours d'eau à des fins hydro-agricoles principalement. Lebut ultime est de rendre l'ensemble du bassin moins dépendant deses interfaces océaniques et atmosphériques, au traversrespectivement du barrage de Diama, qui limite l'intrusion saline, etdu barrage de Manantali, régulateur de crue.

La chronique géologique qui a façonné la région du fleuveSénégal apparaît désormais profondément remodelée par les ambitieuxtravaux d'aménagement : la pression anthropique est violente, etl'ère de l'après-barrage commence, qui suscite interrogations et,parfois, inquiétudes. L'évolution de la qualité des eaux, et, sinon Saprévision, du moins sa gestion, apparaissent maintenant comme despréoccupations majeures. A l'échelle géologique, sous l'effetprincipalement des oscillations climatiques de grandes envergures,l'ensemble de la vallée était soumis à d'amples fluctuations de sonrégime hydrologique, et donc des conditions de milieu qui yprévalaient. Désormais, en quelques années, des perturbations toutaussi drastiques sont en train de se produire dont l'impact sur ledevenir des écosystèmes aquatiques demeure actuellement inétudié.En particulier, dans la zone d'influence du barrage de Diama, laconstitution d'un lac de retenue et le confinement de l'estuaire, enprovoquant la mise en place de nouveaux équilibres, vontvraisemblablement affecter profondément et durablement la dynamique

et l'écologie des communautés aquatiques naturelles qui ~n

dépendent.

rrL Le arAPmI 2 : "~. JW'1lIIm. gr Jm'IœES" présente notamment la3tra~gie d'échantillonnage adoptée, en établissant un rapprochement étroit~ve<: les concepts écologiques liés à la variabilité du phytoplancton.

Contraintes géopolitiques et opportunité scientifique ont dicté lAconception et la réalisation de notre phase de prospections.

Les estuaires sont des milieux hétérogènes, changeants etsoumis à de multiples influences, dans l'espace comme dans le temps.Le phytoplancton possède des caractéristiques, au niveauspécificique comme au niveau de la communauté qui lui permettent des'adapter et d'utiliser cette variabilité: au spectre des fluctuationsde l'environnement se superpose intimement un spectre des réponsesphytoplanctoniques. L 'hétérogénéité de la répartition des algues("patches") est principalement contrôlée par la l'ariabilité temporelledu statut hydrodynamique des masses d'eau. Et au sein d'une massed'eau, le devenir d'un assemblage est contrôlé, au rythme desfluctuations hydrodynamiques, par le succès du peuplementautochtone ("successional pathway") et pal' l'importation et lasélection de peuplements allochtones ("sequential pathway").

Les écosystèmes sont des systèmes hiérarchisés composés demultiples niveaux d'organisation, leur couplage spatio-temporel sefaisant sous forme de flux de matières et d'énergie. Dans uneoptique de description du fonctionnement d'un écosystème, ces fluxconstitueront les propriétés émergentes de chacun des niveauxconsidérés. Pour le phytoplancton, la biomasse, la diversitê, lespectre de taille peuvent être considérés comme de telles propriétésémergentes, caractéristiques qui intègrent les fluctuations del'environnement· et dont les variations sont directement tributairesdu statut hydrodynamique évolutif des diverses masses d'eau. Lephytoplancton, premier maillon trophique et composante essentielle àla base de la chaîne trophique, rendra compte, au travers del'évolution quantifiée de ses propriétés émergentes, de la naturemême des principes fondamentaux, qui, à grande échelle, animentl'écosystème.

Dans une optique d'étude d'écos.ystème, il paraît utile dedévelopper des méthodes rationnelles et efficaces permettantJ'appréhension des propriétés fonctionnelles globales duphytoplancton. Une solution élégante pourrait être de couplerdifférente techniques de manière à appréhender différents élèmentsredondants et émergents qui permettraient de caractériser nonseulement la biomasse de l'assemblage considéré, mais aussi sastructuration.

On peut ainsi imaginer :

d'une part, une fluorimétrie in-vivo exploratoire et descriptive,. d'accès immédiat, particulièrement adaptée aux suivis à très courtterme. et qui peut fournir d'excellentes indications quant auxbiomasses phytoplanctoniques en présence,

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- d'autre part, une analyse spectrofluorimétrique sur deséchantjJlons fractionnés en taille et recueillis en connaissllncC' cl"c.sus;e,

- enfin, un effort taxinomique ciblé, qui permette le paramétralte>d~ la signature spectrale et l'identification des changement.fJcristiques qui en sont responsables.

~escripteurs physico-chimiques

Il existera toutefois le plus souvent une étroite covariatione::tr~ le statut nutritif des masses d'eau et leur dynamiqueh ..drologique (évolution de la salinité).

En chaque station, en chaque profondeur, un unique échantillonht récolté, les dosages effectués visant à l'identification"nacroscopique" des diverses masses d'eau en présènce, et non àl'appréhension des processus divers qui s'y développent, et dontl'étude requièrerait un échantillonnage à beaucoup plus hautefréquence.

Conclusions relatives à l'étude des descripteurs physico-chilllhjues.

La salinité et la température, descripteurs hydrologiques, sont a?~.ori peu influencées par les processus biologiques qui animent les masses:i'~u (voir toutefois un contre-exemple élégant où il est montré l'influence:iu phytoplancton sur la température de l'eau. Leur évolution rendra compte:iir-ectement des phénomènes physiques qui animent l'écosystème.

A l'inverse, les ressources en sels nutritifs, dont le dosage vise:'r:.jit~onnel1ement à la caractérisation du statut trophique des masses d'eau,so:.t tribu taires simultanément des apports et de leur consommation par le?h;rtoplancton. Dans des conditions de stabilité durable, i.e. où les apportsde sels nutritifs nouveaux sont limités, la redondance (dans le temps et:ia:.s l'espace) des processus physiologiques mis en oeuvre par les alguespeut effectivement justifier, à long terme, leur évolution (variabilitésai30nnière, par exemple, où la déplétion consécutive aux apports annuels aumonent de la crue covarie intimement avec la croissance des peuplementsd'algues). A plus court terme, dans un milieu hétérogène et variable soumisaux influences multiples de l'océan, des apports continentaux et destributaires, où se développent des processus de régénération intenses àl'ir:terface eau-sédiment ou par les hétérotrophes), l'estimation des teneursen sels dissous ne donnera qu'une information simplificatrice sur le stocknu:riti! des masses d'eau. Le dosage d'une seule fraction pour chaqueélément (nitrates + nitrites, phosphore réactif dissous, silice réactivedissoute) illustrera, instantanément et localement, la résultante desprocessus biologiques, physiques et chimiques qui déterminent saconcentration. Des concentrations élevées suggèreront certes l'existenced'un stock nutritif exploité ou potentiellement exploitable par les algues,mais des teneurs très faibles, voire non détectables, ne signifieront en rienque le milieu est carencé. L'estimation routinière des sels nutritifs dissousn'a de sens que dans l'objectif de la caractérisation chimique des processusphysiques qui animent l'écosystème. Il a été montré que la variabilitéhebdomadaire des teneurs en sels nutritifs (nitrates notamment) de surfacerend compte finement des pulsations de l'upwelling côtier responsable deleur advection. Mais l'interprétation des processus biologiques qui ~e

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déTeloppent ensuite reste essentiellement spéculative : "les mécanismes d~

pr:Jdu.ction, décelables à l'aide de paramètres physiques ont pu ôt,.."idMtifiés de manière empirique à l'aide de paramètres chimiques,•.• , l~.

~ses restant inconnues. Les phénomènes biologiques qui en sont:responsables sont interprétables mais au moyen d'une échelle de résolution~eAUCOUP plus fine.

Dans cette étude, de· la même façon, l'interprétation d~

l'évolution des teneurs en sels nutritifs sera faite en référence auxp:-ocessus hydrodynamiques responsables de leul' mise à disponibiJit~,

essentiellement l'advection par la marée ou les apports continentaux.

Pa: ailleurs, le dosage des sels dissous va très fréquemment etfo:teImen: sous évaluer les ressources nutritives effectivement disponibles.On a ainsi montré que pour le phosphore, la fraction dissoute ne représentequ'unoe partie du stock immédiatement ou potentiellement disponible pour lesalgues. Il en va de même pour l'azote, et il nous paraît nécessaired'envisager le dosage du phosphore et de l'azote total, préférentiellement àl'é-raluat:on des teneurs en sels dissous . La réalisation de ces dosages parfnction de taille permet en outre d'estimer les flux qui assurentl'i:lterdé?endance des diverses communautés de l'écosystème.

C.,nc1usionl du chapitre II

L'interprétation des propriétés physiques, des caractéristiquescHmiques et biologiques d'une masse d'eau n'a de sens qu'en référence àl'échelle d'observation adoptée résolution spatiale et temporelle del'échantillonnage. Notre étude consiste en la description, puis en l'analysedes processus qui déterminent, à l'échelle de l'estuaire tout entier,l'évolution des peuplements phytoplanctoniques.

2]

•.

La dynamique d'un tel système, complexe, instable, turbulent, estasservie aux forçages physiques divers qui contrôlent son hétérogénéiténaturelle. Bien que dotés de processus endogènes qui constituent saspécificité, l'écosystème estuarien est avant tout un système ouvert soumisau.~ influences simultanées du continent et de l'océan. L'importationrécurrente d'eau douce - a fortiori depuis que celle ci est régulée par lebarrage de Diama - et permanente d'eau marine déterminent implicitement,par nature, la totale dépendance de l'écosystème à l'hydrologie de cesmasses d'eau.

Les descripteurs physiques (T, S) rendront compte, aux différenteséchelles spallo-lemporelles, de l'origine des masses d'eau en pr~sence el desprocessus hydrodynamiques divers qui animent leur évolution.

L'étude des chroniques de salinité et de température auxdiverses échelles spatio-temporelles sera notamment menée engardant en mémoire que : "Salinité et stratification sont les deuxclés du fonctionnement des écosystèmes saumâtres... ".

Les caractéristiques chimiques rendront compte macroscopiquement dela spécificité des diverses masses d'eau. Les rythmes hydrologiquesdéterminent l'évolution de ces caractéristiques à long terme, tandis quiAcourt terme, leur variation est intimement tributaire de multiplesinteractions, physiques, chimiques et biologiques. L'échelle d'observationque nous avons privilégiée ne permettra pas l'étude des processus fins qui

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se déve:Oppent à une telle "échelle physiologique". Les caractéristique-.cr.lmiques, illustreront essentiellement, en apportant une information ."?s.:tie redondante à celle offerte par l'analyse des propriétés physiques. wcaJre- hTdroclimatique au sein duquel les peuplements phytoplanctoniqut'...développent.. Leur évolution non conservative apportera en outre d~.

éHments d'interprétation des dynamiques biologiques sans que les prOCelJAUA:n?liqués ne puissent être réellement appréhendés.

A l'échelle d'observation retenue, celle de l'écosystème, l'~tud.

de l'évolution des descripteurs hydroc1imatiques s'interpr~t~r.

principalement en terme de covariance, et non de causalité.

Tr.butaires directement de l'hydrologie des masses d'eau, affectées?!.: les ?rocessus endogènes qui se développent au sein des masses d'eau.les propriétés physiques et chimiques assurent le transfert de la variabi1i~

de l'environnement vers les algues. Les propriétés émergentes dup:-.ytoplancton, leur spatialisation, leur évolution, rendent compte de ces;~ctre de variabilité et l'intègrent à l'échelle de l'écosystème tout entier.

En ce sens, le phytoplancton, maillon trophique primordial, serllétudié au titre d'indicateur biologique liant l'''hydro-système'' à]'''éco-système fI.

IV. CwmJ 3 "YABUBIUTI SAlroIlKmlI"

Le chapitre 3, "variabilité saisonnière", présente uneinterprétation des longues séries temporelles pluriannuelles detempérature et de salinité obtenues B Saint-Louis en mer et dans lefleuve, ainsi que les résultats de la série annuelle ("tri­hebdomadaire") de prélèvements effectués sur le barrage de Diama età Saint-Louis.

L'étude des diagrammes Température/sa.linité permet de décrire].a succession de trois phases de dilution-salinisation-évaporation quirythment le cycle hydrologique de l'estuaire et d'évoquer lecaractère faiblement confiné de ce système. Il en ressort en outre lanette augmentation de la variabilité de l'hydroc1imat estuarien et lelissage de la composante semi-mensuelle de la salinité depuis la findes aménagements. L'étude des séries de température des eauxpermet de souligner à la fois la forte variabilité saisonnière de ceparamètre et ses conséquences présumées sur le forçage métaboliquedes organismes planctoniques. En outl'e, l'impol'tance de 18température est évoquée, à l'échelle saisonnière, comme traceur deprocessus advectifs d'origine marine, et, à l'échelle journalière,comme traceur du forçage thermique nycthéméral et de certainsprocessus diffusifs verticaux. Enfin, une interprétation de lasensibilité du phytoplancton à la variabilité de l'environnement,conduit à reconnaitre le découplage classique en milieu littoral entreles évolutions de l'hydroclimat et les réponses phytop1anctoniques.La conclusion de ce chapitre insiste sur l'opportunité d'une stratégied'échantillonnage de pas de temps "trois semaines" pour lareconnaissance des processus saisonniers, et, notamment, de la nette

. saisonnalité associée au passage de la crue ann uelle. La covariationdes divers descripteurs hydroc1imatiques selon la salinisation deseaux est décrite, avec toutefois un net découplage qui apparaît dèsque la salinité dépasse 25. A partir de ce seuil, l'influence

:haJassique devient dominante la nécessité d'une approcht> •:,eaucoup plus court terme pour la reconnaissance des proct"ssu.?hysiques (advection rapide et diffusion turbulente) susceptibles d~

:ontrô1er la dynamique des peuplements phytop1anctoniques est aJo,..IJis-e en exergue.

V. Le CBAmU 4 : "DYIOOQUI spmo-~ DU lmOPLŒ1'Off DR L'IlS1'OAIIlI DU FL8UVK Smeu." aé:~ intégralement publié dans le rapport scientifique de novembre 1991n=us n'en présenterons donc ici qu'un résumé.

p. ,._=su:ne :

Ce chapitre présente de façon détaillée les résultats obtenus à:Jissue de quatre profils longitudinaux de l'estuaire développés de:::lanière "in stantanée " à· quatre époque diférentes entre le barrage etJ'embouchure. La présentation est typologique en fonction d'un degré:jlhomogénéisation croissant de l'estuaire qui correspond avec ledegré d'ancienneté de la lentille d'eau douce lâchée par le barrageie Diama : respectivement, le jour même d'un lâcher, le lendemain,:rois semaines et deux mois après. Il en ressort d'une façon généralequ'à une hétérogénéité physique de l'hydroc1imat estuarien,correspondra dans chaque cas une hétérogénéité des peuplementsphytop1anctoniques. L'évolution spatiale de la richesse taxinomiqueest mise en évidence en relation avec les gradients de confinement:mposés longitudinalement et verticalement par les discontinuitéshydrodynamiques. L'évolution spatiale du rapport pigmentaire Ch10/Nen fonction de la salinité est présenté, ainsi qu'un essaid'interprétation de la sélection du phytoplancton de petite taille, àforte capacité de régulation, dès que la variabilité du systèmeaugmente. Une hypothèse majeure dans le fonctionnement del'écosystème est proposée en comparant les processus observés lorsde la première campagne contemporaine d'un lâcher, et la troisièmecampagne intervenant trois semaines après un lâcher : l'écosystèmeprésenterait tout d'abord une première logique hydrodynamique decisaillement vertical, marquée par de fortes advections horizontales,d'importantes diffusions turbulentes verticales, et la réinitiaiisationd'un processus de "séquence" de peuplements phytop1anctoniques.Ensuite, l'écosystème évoluerait progressivement vers une secondelogique hydrodynamique d'hétarogénéité longitudinale (front) marquéeessentiellement par une stabilisation verticale de la tranche d'eaupermettant le développement de processus de "succession" depeuplements phytoplanctoniques. Cette h.ypothèse, qui permetd'accéder à la fois à la compréhension synthétique et dynamique del'écosystème estuarien parait renforcée lors de l'interprétation desrésultats de la dernière campagne, deux mois après un lâcher.

VI. Le œAPl1U 5 : "YlIlUIlILITB TIIIIroIlIUB" présente les résultats obtenus ftU

cours de deux campagnes d'échantillonnages destinées à appréhender lavariabilité des biomasses planctoniques à des échelles de temps resserrées,en relation avec la variabilité à court terme des processushydrodynamiques. La logique d'échantillonnage consiste en deux campagne.de suivis en continu pendant quatre jours de la variabilité del'environnement sur le site de Saint-Louis, à partir d'enregistrements encontinu des paramètres hydrologiques et d'estimation des descripteurshydroclimatiques et des biomasses phytoplanctoniques toutes les qualre

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hleures. La présentation des résultats vient après une description et un,"ams.:yse des séries temporelles des enregistrements des facteurs phYliquo.e::xtirie'Urs forçant l'écosystème estuarien chronique des apportac:on:inentaux, marée, températures de l'air et de l'eau, vent.

Cette étude, en privilégiant la reconnaissance des processush .•drodynamiques agissant à très court terme du fait des périodicif~"

diurnes ou semi-diurnes que présente l'ensemble des facteurspbysiques, se focalise précisément sur la variabilité horaire dttphénomènes spatiaux se développant à courte échelle (notammentverticalement). Les résultats de ces deux campagnes privilégientparticulièrement la reconnaissance de processus advectifs horizontau:lqd correspondent à une logique de front dans le premier cas, à unelogique hydrodynamique complexe et atypique (que nous n'avons passu caractériser précisèment) dans le second. Dans les deux cas, lareconnaissance des processus verticaux turbulents est axiomatique :cette verticalisation des processus parait ainsi essentielle dans IRd"'namique de recha.rge et d'échanges entre horizontaux superposéslorsque domine une logique de front, tandis que les processusIIdv"ctifs fins prennent le pns lorsque l'cstuaiz'e pRl'ait globnltJm~nt

homogène. Dans ce second cas, il est montré comment une descriptiontypologique du couplage phytoplancton-hydrodynamique requièreobligatoirement une approche à plus court terme encore que celleque nous avons développée, les processus physiques subtils quidéterminent l'évolution horaire des caractéristiques planctoniques sesuperposant très finement aux rythmes biologiques endogènes desorganismes. Dans la conclusion, en outre, nous insistons sur lnpertinence d'une double approche spatio-temporelle à court et moyenterme pour la compréhension de la dynamique même des peuplementsplanctoniques.

1. Conclusions relatives aux caractéristiques physiques

Préambule

La circulation estuarienne est fréquemment définie Gomme lemouvement résiduel des masses d'eau, ce qui sous-entend que lesphénomènes, périodiques ou non, agissant à court terme sont alorsmoyennés. Du fait du continuum temporel des processus divers quiintô.'rviennent, il n'est toutefois pas toujours aisé de sélectionner le pas detecps sur lequel les moyennes sont faites. Le plus souvent, comme lerythm-e hydrodynamique estuarien est forcé par la périodicitémB.:"égraphique, la circulation estuarienne est calculée comme le mouvementrésiduel des masses d'eau après que les courants aient été moyennés surun ou plusieurs cycles de marée complets. La circulation, composanteadvective de la marée, ne correspond alors pas à une mesure instantanée,mais représente une quantité calculée après des séries de mesuresconduites sur des pas de temps généralement longs.

A l'échelle infra-journalière, l'influence de la marée se manifeste autravers des phases périodiques de flot et de jusant et des courantsoscillants complexes qui leur sont associés. La marée est ainsi fréquemmentla principale source d'énergie pour les mouvements verticaux dans denombreux systèmes côtiers : la dissipation de l'énergie associée à lapropagation de l'onde de marée érode la stabilité de la colonne d'eau

21

...

résultant de la stratification d'origine thermique ou liée à un écoulementè'ea.u douce, en provoquant la diffusion verticale turbulente des eatuFrofondes à travers la pycnocline.

La tr~quence de ces changements est dépendante de l'importanc.!":lative des diverses harmoniques du régime local de la marée. L'alternanc.C:: stabilisation/déstabilisation de la colonne d'eau comme param~tr.

s:ructurant la dynamique planctOnique est un paradigme ancien, et,c:mc·ernant les effets de la marée sur les peuplements phytoplanctonique.,1:. plu?art des nombreux travaux réalisés se sont focalisés sur lesC-:lmposantes semi-diurnes et semi-mensuelles du régime des marées.

A la périodicité semi-diurne ont été fréquemment reliées desnodulations (endogènes) des capacités physiologiques des algues destinées àa:apter les cellules aux fluctuations à court terme de leur environnement(:.pports de nutriments, temps de résidence dans la zone euphotique,... ),~ndis que le rythme semi-mensuel a été le plus souvent relié à desp:.én-omènes advectifs, avec l'intervention de peuplements différents-spatialement juxtaposés - qui justifient les fluctuations observées des

c!.ractéristiques biologiques du plancton.

Ces faits, classiques désormais, nous ont conduit, en préalable àl'~nalYBe des relations liant la dynamique hydrologique à la dynamiqueé:ologique de l'estuaire, à présenter les traits les plus marquants du signalàe marée enregistré dans l'estuaire du fleuve Sénégal durant la saisonsè-che décembre 1989 - mai 1990.

Conclusions

La répartition des organismes planctoniques - à faible capacité dedéplacement - est conditionnée par l'importance des mélanges turbulentsv:rticaux et celle des transports advectifs horizontaux, eux mêmes étantsous la dépendance de la quantité d'énergie transmise aux masses d'eau.

Du fait des capacités adaptatives des algues, leur devenir est enO'..ltre conditionné par la fréquence et l'intensité de ces divers déplacements.L'énergie qui détermine la circulation estuarienne et les processus demélange qui lui sont associés est dérivée, d'une part, de l'influencecontinentale au travers des apports d'eau douce, et, d'autre part, du jeucomplexe des marées et des influences atmosphériques. La géométrie et labathymétrie sont également des éléments essentiels, mais passifs, dans lesens où leur effet (hydrodynamique) n'intervient que dès lors qu'il existeU:1 courant.

On admet que les divers moteurs (écoulement, marée, vent) sontresponsables chacun d'un type de circulation particulier, bien que dans lessystèmes naturels, il soit courant d'observer la superposition et l'interactionde deux ou trois types de circulation. Il existe de fait fréquemment uneforte variabilité temporelle et/ou spatiale du type de circulation dominant ausein d 'un système, d'où la difficulté d'interpréter les mesures etobservations et de les modéliser.

L'advection sporadique d'eau douce constitue désormais la principaleoriginalité du fonctionnement hydrologique de l'estuaire barré du fleuveSénégal, en regard des conditions prévalantes avant l'édification du barrngede Diama. Durant la saison sèche étudiée ici, la chronique des lâchers révèlela récurrence des perturbations tandis que l'évolution de la salinité dt'surface à Saint-Louis en illustre l'impact.

LoTS de chaque lâcher, les eaux douces advectées dans l'estuaire onl't.er:dance à rester confinées en surface, superposées aux eaux estuariennessaJ!ea et denses. Au travers du jeu des marées - et dans une moindremesure (en général) du vent - Be développent alors d'intenses processus deméan.e verticaux de )a colonne d'eau, avec des échanges réciproques au~iveau du front, qui jUAtlfiflnt. leA RrndientA lonRit.ucJinRux et verticaux que

:';'0::: obse:-ve par exemple en salinité. Les processus complexes associés a~

::n~racticns de la marée et de l'advection d'eau douce ont été formalisés :1a.::s cette contiguration de "coin salé", la circulation résiduelle de surface!i tendance à être orientée vers l'aval tandis qu'au fond, un flot résiduel s~

?rcpage vers l'amont au travers des courants de densité. Les quantités:i 'esu mcbilisées sont très supérieures à la quantité d'eau advectée dansl'estua.ire, puisque c'est quasiment l'ensemble des masses d'eau estuariennes~ u:: est affecté.

L'amplitude des gradients verticaux, déterminée initialement par la~\llnt:ité d'eau douce advectée dans l'estuaire, est progressivement érodée.Et, au niveau du front, l'énergie dissipée par le cisaillement qu'engendrentles circulations opposées de masses d'eau de densités différentes fluctuesej:m les ....ariations d'amplitude de la marée fluviale. La variabilité du~i'eau n:oyen et les fluctuations d'amplitudes déterminées par l'alternanceseni-r:nensuelle des marées de vives-eaux et de mortes-eaux, d'une part, et,Je! o'lci11ations journalières, d'autre part, déterminent la vigueur d<>1imé:anges verticaux actifs entre masses d'eau. Lors de chaque cycle deme:ée. au jusant, le gradient vertical de vitesse est en effet augmenté dufai: de la rémanence d'un courant résiduel de flot en profondeur, stimulantles etrets de cisaillement et donc les mélanges.

Ce type de fonctionnement - à dominante advective (déterminismehc:,izonts1) fut vraisemblablement largement dominant durant toute lapremière partie de la séquence présentée ici, du fait de la fréquence deséC:lUlements continentaux.

La salinisation régulière des eaux superficielles s'accompagnepngreBsivement de leur isolement, notamment au travers du confinementde3 eaux dessalées à l'amont de Saint-Louis. La réduction de l'influencecC:itinentale autorise alors la mise en place d'un contrôle hydrologique etmétéorologique à court pas de temps, avec des fonctions de forçage animéesd'une torte périodicité nycthémérale. La réduction des gradients verticauxde densité permet notamment le contrôle de la stabilité d'une partie de laco:onne d'eau par les apports thermiques atmosphériques - réchauffementdiurne - et ce d'autant plus que les eaux sont homogènes et chaudes.

-i

Aussi, vers la fln ded'eau douce imprévisiblehydrodynamique tend à être

la salson s~che,

qui réinitialiseremarquablement

el sous r~8erve

les processus,rythmé avec,

lI'un apportle contrôle

- une influence thermique maximale chaque jour en fin d'après-midi,

- l'occurrence d'un pic d'intensité du vent récurrent chaque jour,st.3ble en direction, en milieu d'après-midi,

- un cycle marégraphique diurne stable et caract.érisé (à Saint-Louis)par le retour régulier des marées hautes en milieu de journée et. de nuit.Ce rythme nycthéméral est en outre modulé par la périodicité semi-mensut!JJ~

de la marée, avec, durant les marées de vives-eaux, les cycles de maréediurnes et nocturnes qui sont équivalents, tandis qu'en mortes-eaux, l'onobserve une nette inégalité avec un signal de marée diurne tr~•

..:......m------------- r>"...,,-----_........

2. Condusions relatives aux observations hydroclimatiques

s~nsiblement amorti. En mortes-eaux, pendant la journée, les courants d.

L'évolution conservative de la teneur en silicates le long du gl'lH.!i@nlde salinité illustre la dispersion longitudinale associée aux courants dema:-ée.

l'

et, en particulier. le.opposeront un laibl.

thermique simultanée

L'observation de l'évolution temporelle des divers descripteurs de2'hydroclimat permet de préjuger du contrôle drastique qu'exercent les:::or:ditions hydrodynamiques sur les processus physico-chimiques et:>iclogiques qui se développent au sein des masses d'eau.

La variabilité à court terme des facteurs forcants est une des clefs?Ol;r analyser la dynamique des systèmes complexes, les courtes échelles de:.er:ps structurant les réponses en aval du système. Les phénomènes qui sedé'eloppent aux courtes échelles de temps et d'espace sont généralement~onplexe8, car résultants de processus discontinus, non-linéaires, parfoisc3.1éatoires ou chaotiques. De tels transferts d'échelle entre la fréquence des~or;ages et la réponse des systèmes sont toutefois désormais classiques,::ocumentés tant sur le long terme dans des systèmes à forte variabilité,.":iU! sur le court terme cians des systèmes réputés stables.

Les fluctuations de la concentration en nitrates des horizonsintermédiaires entre les teneurs observées simultanément en surface et aufond trahissent l'existence des phénomènes de dispersion verticale. Celtediffusion a été attribuée aux turbulences qui sont générées par cisaillemenlà l'interface des deux masses d'eau.

L'interaction des perturbations liées aux lâchers (moyenne ou basser:-é;uence) et des fonctions hydrodynamiques (nycthémérales modulées àl'è-c:-"eUe semi-mensuelle) déterminent le statut hydrodynamiquo de6 mllRfWJl

d'esu, statut différentiel dans l'espace mais stable dans le temps.

Temporellement, la succession de ces processus est liée à la durées;ép~rant deux lâchers consécutifs, suggérant une hiérarchisation duc:,éterminisme hydrodynamique. Par ailleurs, du fait de l'amortissement der·or..:ie de marée lors de sa propagation dans l'estuaire et du confinementr'!ip:de des eaux dessalées à l'amont de Saint-Louis, l'importance relative desèivers forçages parait spatialement évolutive. Il faut donc s'attendre à unes·?a:ialisation dans la succession de ces processus, l'intensité des diversf :l!'";age-s, la rapidité de leur succession déterminant le statutr..y::::-odynamique des diverses masses d'eau.

L~ déterminisme hydrodynamique tend alors à une dominante verticale.a,-e-: l'antagonisme des flux thermiques stabilisateurs et des mélang.,at:;,;.r~ulents forcés par la marée et/ou le vent.

L'augmentation significative de la concentration en nitrates des eauxprofondes observée durant le dernier tiers du suivi rend compte del'efficacité des transports advectifs horizontaux par la marée, qui importedans l'estuaire des eaux marines enrichies par l'upwelling côtier lors df!chacune de ses excursions.

ml!i.T"!<e sont réduits du fait des faibles amplitudes,p·~a.5es de jusant récurrentes chaque après-midia::ltagonisme à la tendance stabilisatricecom?arativement aux marées de vives-eaux.

La formation d'un maximum de turbidité et ses oscillation.bn&itudina)es illustrent de nouveau les capacités advectives de III mAr".!'une part, sous la forme d'un transport périodique associé aux oscillation.cu plan d'eau lors de chaque excursion, d'autre part sous la forme duc:lur-ant de densité qui assure une projection à long terme et à grandeëstance des particules piégées dans le maximum de turbidité .

lO

., }~

.

L'analyse de l'indice de stratification de Richardson montre qUt"

èurant ce suivi, le contrôle de la stabilité de la colonne d'eau s'exerç.,;:::,in-cipalement au travers des cisaillements engendrés au niveau du frontë'.l fait du gradient vertical des vitesses du courant en surface et au fond.1.03. stabilisation de la colonne d'eau sous l'effet des gradients de densitéF13.rait fortement dominée par ces processus de diffusion turbulente, sauf enè~ très transitoires occasions qui semblent jouer un rôle important dansl '~volution de la biomasse phytoplanctonique en surface.

Sur l'ensemble de la période, la logique prévalante est une logique def:-ont, du type de celle dont nous avons documenté les effets lors de l'étudeC~ la campagne longitudinale de juillet 1989. Les processust.?drodynamiques intenses qui se développent déterminent le devenir des;iénoroènes physico-chimiques et biologiques. La mobilisation longitudinaleE: les sollicitations verticales des masses d'eau créent un environnementc:mp)exe et hautement évolutif à très court terme. Le conlrôle général duè~venir des masses d'eau par l'hydrodynamique justifie les covariationscJservées entre les divers descripteurs du milieu.

3. Conclusions relatives a l'observation des chroniques hydrologiques

Les enregistrements effectués durant cette campagne de suivi à courtt:rme des caractéristiques de la colonne d'eau, plus d'un mois après led~rnier lâcher d'importance dans l'estuaire, mettent en relief l'intensité etJé complexité des processus hydrodynamiques qui affectent l'intégritéy:rticale de la colonne d'eau. Le fonctionnement complexe de l'estuaire esth~ à la présence simultanée ou successive de plusieurs masses d'eau, et,p:ndant le suivi, deux périodes sont à distinguer qui s'illustrent parj'=.mplitude des fluctuations semi-diurnes de la salinité.

Durant la première période, l'ensemble de la colonne d'eau est soumiseà. l'ad vecUon horizontale liée aux transport des masses d'eau par lesccurants de marée. Après le maximum de vitesse de flot, de singuliers effetshydrodynamiques se superposent à cette logique marégraphique, avecnctamment l'importation en profondeur d'eaux moins salées que les ftl\UX

estuariênnes normalement advectées par le flot. On observe cependant unre-:ul de la salinité de surface au jusant, indépendamment des processushydrodynamiques superposés, car il y a alors oscillation et advection versl'aval de toute la colonne d'eau. De très brefs instants apparliissenttoutefois durant lesquels un gradient de densité inverse s'établit.

Pendant la seconde période, les fluctuations de la densité, commecelles de la salinité, sont considérablement lissées en regard de la périodeprécédente ; la trace du cycle de marée est alors peu apparente : il n'y aplus de véritable retrait des eaux superficielles "salées" au profit d'unemasse d'eau dessalée advectée lors des phases de jusant. La renverse descourants à l'étale de marée basse s'accompagne encore d'une très légèreaugmentation de la salinité de surface, puis d'autres phénomèneshydrodynamiques se superposent à la logique strictement marégraphique,suffisamment intenses au jusant pour induirp. une augmentation, sinon une

31

sugn.ation, de la salinité de surface. Ce transport de sel, que l'on ne peutassocier à de la diffusion puisque les horizons sous-jacents sont moinss.&lés que les eaux superficielles, est tributaire d'une réelle composanteaèvective superposée au cycle de marée. Les impulsions de salinité imposéespar l'advection d'eaux profondes, froides et salées lors du flot deviennentt~s limitées, bien que cette masse d'eau profonde continue à investir~Dporairement le fond de l'estuaire comme l'illustrent les petits pics d~

sslinité observés (en profondeur) le 24 vers midi et vers 20 heures.

Cette transition se traduit par un recul vers l'amont des eauxcontinentales relictuelles, avec un maintien durable dans la demi­tranche d'eau supérieure d'eaux estuariennes relativement s.'l1ées, elun net ralentissement de l'influence de la masse d'eau profonde,salée et froide.

Ce changement de régime hydrodynamique peut se justifier parl'existence d'oscillation de grande amplitude des masses d'eau estuariennes,0''; par une modification de l'influence de la marée. L'entrée dans une~ric·de de vives-eaux peut en effet s'accompagner, du fait notamment d'unea:.:gmen:ation des volumes déplacés, d'une modification des champs de;:>~ession dans l'estuaire tout entier et de la mise en place d'une nouvelleJcgique de circulation, avec notamment d'importantes répercussions sur le!J~Atut hydrodynamique (vertical) de ln colonn6 d'enu.

L'hypothèse de la mise en place d'un régime d'onde interne est ainsiv:ais.emblable, bien que difficile à mettre précisément en évidence.

Q'..land une onde de marée franchit un seuil topographique(embouchure, banc de sable, fosse, .... ), des ondes internes de mêmef:équence peuvent être générées dans le haut de la colonne d'eau, entre lescouches de densité différentes, pour compenser les perturbations quia~tecter.t alors les champs de vitesse longitudinaux et verticaux. Cep:'énomène est classique dans les estuaires stratifiés ou partiellementm~la11gés, où l'onde interne prend généralement la forme d'une ondep~ogressive qui se propage dans le milieu (hétérogène) entre les couches deèensités différentes. Les mouvements associés à ce type d'ondes fontir:tervenir, en plus des simples oscillations verticales, de forts courantslatéraux susceptibles d'engendrer des phénomènes de cisaillement intenses.De plus, du fait de la courte longueur d'onde de ces oscillations, des zonesàe convergences et divergences sont observées entre les crêtes et lesc:eux de l'onde, qui mobilisent intensément la colonne d'eau.

L'onde interne affecte toutes les caractéristiques de la colonne d'eau,depuis les propri~t~s physiques et chimiques des masses d'eau, jusqu'auxcaractéristiques biologiques des peuplements planctoniques qui s'ydéveloppent. En particulier, si ce type d'onde interne se trouve à proximitéde la surface, elle peut avoir un fort impact sur la phytoplancton,principalement en affectant les conditions d'éclairement et les apports ensels nutritifs.

Physiquement, la stratification augmente et produit un fort gradientde densité à la crête, avec une réduction de l'épaisseur de la zone demélange ; les courants horizontaux et latéraux sont alors accrus. Dans lescreux, le gradient de densité est moins intense, et les vitesses latéralesgénéralement réduites : la zone de mélange est plus stable, et les échange"verticaux sont alors réduits. Si une population d'organismes planctoniquesest confinée à l'état stationnaire près de la surface pendant une périodo d~

ce type d'onde,. sa densité sera forte au dessus d'une crête, f'!t

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.:ormpcat"iive:nent faible au dessus d'un creux. Le rôle de ces ondes p4!Ul

~tr~ en outre particulièrement important pour le devenir des masses d'4tAu.~t dei poériodes de mélanges intenses ont été observés lors des ph8.~" d.jUlJJan: qui étaient précédés par une intense activité de l'onde interne • CAs~u~~u:,s notaient ainsi le retour périodique de déstabilisations de la colonn.i'e:au lors du maximum de vitesse du courant de jusant (alors que Seo::iSl!!it~ment était par ailleurs minimum), qui étaient caractérisées par un.3.u~mentaticn de la densité en surface. et de l'épaisseur de la couche dt!':né:::iar_ge, abrs que l'influence des eaux profondes devenait simultanément3emsi;leClent réduite.

La mise en place et la propagation de ce type d'onde répond au term~

sermi-nensuel de la marée avec les plus fortes amplitudes en vives-eaux."a'Çl~S de ce sutv~, la transition. dep.uis le .régime maré,graphi<;lue oscillant du

e:,ou; c;ie la serIe vers une SItuatIon moms contrastee vertIcalement en find~ E;~rle, ?eut correspondre, sous l'effet de l'entrée dans un régime de'.--:.·es-eaux. à la mise en place à Saint-Louis d'un tel phénomène.

Les diverses séries hydrologiques et courantologiques enregistrées-:::·éè.:.:er.t cette hypothèse, tout en nécessitant un réexamen portant sur less<fri.:s bru:es (a.... ec saisie toutes les dix minutes) pour cerner au mieux 1eRc::.ra:téristiques des processus qui se développent à très court terme. Lacom::réhension de la logique de circulation et de mélange ne peut en effetSI!: hire qu'au travers de l'étude fine et à court pas de temps des couranlsd.~ narée. En deça de l'apparente homogénéité des vitesses longitudinale auxt::-ois profondeurs, les légers déphasages ou changements de pente de l'unec':.! :'autre des séries de vitesse peuvent être attribués aux courantsr'fsi=uels qui accompagnent la propagation d'une onde interne, superposée àl~ narée, et qui en modifient la circulation nette. Un schéma complexe, ett::-ès imparfaitement décrit ici, permet ainsi de relier les diverses altérationsdu cycle de la salinité aux subtiles variations de la d ynamiq uec::>unntologique aux différentes profondeurs.

Dans l'hypothèse d'une onde progressive orientée vers l'amont et quia:i vecterait à la station de mesure et dans la demi-tranche d'eauS .lperficielle, des eaux estuariennes de l'aval plus rapidement que la maréer.'~ suscite les oscillations générales de la colonne d'eau, la faiblesse relativeè:~s courants de jusant (par rapport au flot) se trouverait justifiée du fuitc ~ la persistance de cette propagation alors à contre-courant. Unecbs~rvation minutieuse révèle que la totalité des fluctuations du gradient deèensité trouve un écho dans la variabilité courantologique. En particulier,l'érosion des pics de salinité, voire leur total lissage durant quelques cyclesde Ja seconde période, est synchrone au tassement de la vitesse du flot enprofondeur, après Bon maximum précoce. Le prOCeRS\l8 invoqué peutcorrespondre au maintien à la station de mesure d'une zone de creux d'unet.eUe onde interne, qui provoquerait, non pas un retrait longitudinal desdiverses masses d'eau, mais un élargissement vertical du gradient dedensité sans véritable transport de sel. De fait, les salinités mesurées en;>rofondeur étaient systématiquement plus élevées que les valeursenregistrées, et les températures mesurées systématiquement plus faiblesque les valeurs enregistrées, mais peu différentes des valeurs mesurées audébut du suivi alors que la circulation paraissait moins altérée.L'aplatissement de la vitesse du flot en profondeur correspondrait alors àl'établisement d'un contre-courant en profondeur.

A la lueur de nos observations, il paraît clair que l'altération durégime marégraphique est réelle, vraisemblablement guidée par lesaltérations courantologiques. Les processus toutefois sont complexes, non

illnea1reS, du fait de la superposition probable de deux systèmes oscillanta.;ag~sa.nt à très court terme, et cependant de fort impact, comme en l6mot~"..?a..T e~emple l'advection en sub-surface à Saint-Louis d'eau estuarienne:salée plus rapidement que ne le ferait l'onde de marée seule. D'intenllea:mobilisations verticales de l'ensemble de la colonne d'eau sont en outre-;>erçues, notamment au jusant, impliquant alors de véritables transporta~d'ectifs verticaux.

L'hypothèse de l'onde interne permet d'apporter des élèment.spkulatifs pertinents pour la justification des phénomènes hydrodynamique.obser,.-és. L'identification précise des processus requière cependant uneanalys.e détaillée des séries enregistrées qui seule permettra d'infirmer oude confirmer la réalité des processus évoqués, processus que nous n'avon.?as su formaliser ici. L'association des altérations hydrologiques elcot:rantologiques est manifeste, récurrente, durable, mais sans qu'une:eè-ondance véritable d'un cycle de marée sur l'autre soit aisément.5.p~réhendable. Les diverses séries enregistrées rendent compte de lasuccession de deux séquences, distinguées par l'extension temporelle el.:;patiale des perturbations qui se superposent au régime marégraphillue.':·et:e dis~inction, heuristique, nous paraît toutefois artificielle ; l'évolution::~S caractéristiques hydrodynamiques nous paraît plutôt rendre compted'u:le situation unique, l'ensemble des processus étant présents pendant:,~\.l:e la durée du suivi, mais avec une extension temporelle évolutive que:=<eu:e une formalisation physique permettra de justifier. D'autres hypothèses:=<onC en effet à retenir qui pourraient rendre compte des phénomènesc,bservés. En particulier, les interactions des oscillations marégraphiques etdes turbulences créées par les structures immergées comme les piles de?ont, en provoquant de forts mélanges verticaux à différentes échelles:'em;>orelles et en divers localisations de l'espace estuarien, peuventcon:ribuer significativement au schéma général de circulation des massesè 'eau et à la détermination de leur statut hydrodynamique (New et Dyer:'983).

L'identification preCIse des processus hydrodynamiques à partir,:='o':Jservations temporelles réalisées en un point fixe est toutefois délicate,cu fait des interactions de la variabilité liée aux oscillations verticales desCivers systèmes périodiques en présence et de la variabilité imposée parteurs propagations horizontales.

Nous conserverons toutefois cette trame (conceptuelle) de las uc~ession de deux séquences hydrodynamiques, leur transition permettantè 'étudier, à partir d'observations ponctuelles et répétées dans le temps,

- durant la première période, les tendances évolutives qui seèéveloppent de part et d'autre de Saint-Louis, avec la succession dN'rmasses d'eau estuariennes et des masses d'eau de type plutôt "continentalesr'elictuelles" ,

- et, pendant la seconde, les processus qui se développent en avalpuisque l'influence des eaux de l'amont paraît réduite sous l'effet dr.l"investissement massif de la colonne d'eau par des eaux estuariennes.

4.. Biomasse phytoplanctonique

L'évolution temporelle de la biomasse chlorophyllienne, aux la'oisprofondeurs fait apparaître plusieurs caractères essentiels de la dynamiquephytoplanctonique prévalante durant ce suivi. Les fluctuations observées ~n

------------------------_._ __._--------_ .

))

UI:l ?oint fixe apparaissent principalement déterminées par l'évolutionc:Tct~ue des caractéristiques physiologiques (endogènes) des algueséchs.:ltillonnées et par les importations récurrentes à la station de mesurede: ;:opulations identiques ayant développé des particularités sensiblementdi:fférentes. Aussi, l'interprétation de la variabilité observée est-eU.in.-=i.nement liée à l'observation de l'évolution simultanée des caractéristique.h]"d~dynamiques de la colonne d'eau.

Les teneurs en chlorophylle ont été représentées en regard del'.f-vc.:ut::ion de la température enregistrée au bas de la colonne d'eau,te:mpérature dont les variations répondent à une stimulation circadienneffiod'.:lée par le rythme des marées.

c.':lrcnique.••

L'observation conjointe des diverses senes suggèrent la distinction dep~ '.ls.:eurs séquences successives, durant lesquelles les biomasses récoltées àm2-F:"ofonëeur covarient alternativement avec celles récoltées en sub-surface0'''; e:1 profondeur.

Prenière séquence

L·es teneurs de la tranche d'eau superIeure covarient intimementjl...: S~'J 'à la reprise des courants de flot en fin d'après-midi le 23 mai, flolt=-a.c~ par le décrochement de température consécutif à l'advection des eauxp :-of:mdes et froides.

Durant cette première séquence, l'influence hydrodynamique n'apparaîtP·3.S nettement, et la principale stimulation qui anime les fluctuations de lab:i:or:asse phytoplanctonique en su b-surface et à mi-profondeur est d'ordren:;·c.hémérale : les teneurs les plus élevées sont relevées entre 12 et 16h~ures, et les plus faibles entre 20 heures et minuit. L'influence advective,s: elle existe, est lissée par les fluctuations nycthémérales puisqu'iln'ap?arait pas de variations notoires de la biomasse lors des cycles dem.3.rée nocturnes.

En profondeur, les biomasses sont peu évolutives et ne font pasr-:ssortir de logique significative : la biomasse au bas de la colonne d'eaud~meure sensiblement plus élevée que dans les horizons qui lui sonts·..lperposés, hormis au moment des maximums diurnes.

Pendant cette première séquence, aucun élément significatif ne permetd~ corroborer les diverses hypothèses pouvant être émiscB pOUl' justifi~l'

des Olicro-variations observées, notamment en profondeur. En particulier, lep·as de temps adopté pour le rythme des collectes (4 heures) ne permet pasd'évaluer avec pertinence l'influence de l'altération progressive du régimehydrologique. Les effets de l'advection en sub-surface d'eaux estuariennessalées, superposée au cycle des marées, et de l'évolution temporelle dugradient vertical de salinité paraissent masqués par la dynamiquecircadienne. On notera toutefois la nette augmentation de la biomasse ensurface et à mi-profondeur le 23 de 12 à 16 heures, comparativement à ladiminution "précoce" et sensible observée le 22 aux mêmes heures. A cemoment là (le 23), le marégramme rend compte d'une phase de jusant el l'onobserve, outre un lissage global de l'influence du cycle de marée surl'évolution de la salinité aux diverses profondeurs, une sensible et atypiqueaugmentation de la salinité (et de la densité) en sub-surface et à mi­profondeur. Cette salinisation, sous le contrôle (advectif) de la propagRtion

- -- - _.. .--.,.,==._--- _.

14

..

"à .:ontre-courant" d'eaux estuariennes de l'aval, semble s'accompagner d~

l"im?Qr-tation d'une biomasse sensiblement plus élevée que cttUe., no:-malement" présente à Saint-Louis. Un phénomène identique s'~l&Jl

oé~eloppé la nuit précédente entre minuit et 4 heures mais sans ~ff.t

réellement perceptible sur la biomasse phytoplanctonique, alors que lag;albisation des eaux de surface était du même ordre de grandeur. Tout AU

:ç:·lus peut-on, a posteriori, s'interroger sur la légère et, semble-t-il précoc~.

~Jé"'ation de la biomasse de sub-surface observée durant ce laps de temps.

Deu.xième séq uence

Cette logique apparemment triviale est profondément perturbée dès lar·ep:ise des courants de flot le 23 à 20 heures. On observe alors une trèsrJet:e diminution de la biomasse aux trois profondeurs, particulièrement, ensub-surface et à mi-profondeur, simultanément à l'advection des eauxest::ariennes profondes et froides (tracée par le décrochement det:.elIl?ér-ature). Le flot affecte identiquement les horizons intermédiaires elpro~onds, alors de même salinité, et les gradients verticaux sont très~:Jr~ement atténués, avec une réelle limitation de l'influence des eauxr:rc~ondes en regard des premiers cycles du suivi. De fait, nous avonscbservé, au travers des descripteurs hydrologiques mesurés au bas de lac:olcnne d'eau, que les caractéristiques des eaux profondes évoluent peu auC::>U:-I du suivi, tandis que leur extension verticale esL fortement évolutive.

La biomasse récoltée à mi-profondeur, qui jusqu'alors était intimementliée à la biomasse de sub-surface, va demeurer comparable à la biomasser-écoltée au bas de la colonne d'eau durant un cycle de marée complet, i.e.";'us~u'à la reprise des courants de flot diurne le 24 à 8 heures. Puis,C:u!"3.nt toute la journée du 24 et jusqu'à la reprise des courants de flot:-Joc:urnes (vers 20 heures), les biomasses échantillonnées aux trois?ro~ondeurs vont demeurer peu différentes et animées par un schéma de7ar.ation nycthéméral qui semblent concerner désormais également le bas de1.3. colonne d'eau.

On observe en outre le 23 à minuit une nette augmentation perceptibleaux trois profondeurs et qui correspond (comme le 23 à 4 et 16 heures) à lanise en place et au maintien d'un gradient inverse le long de la colonnec: 'eau. Les vitesses longitudinales et le marégramme indiquent alors unephase de fin de flot aux trois profondeurs bien que l'on observe une légèreèéplétion de la salinité intermédiaire (la plus élevée de la colonne d'eau),une stagnation en surface et une sensible augmentation en profondeuraprès plusieurs heures de diminution. L'advection en sub-surface d'eauxestuariennes salées depuis l'aval peut seule créditer cette observation, avecl~ trsnsport simultané d'une bIomasse phyloplanclonique relaLivement ~lev~e.

Durant toute cette séquence, la biomasse récoltée à mi-profondeurs'est maintenue sensiblement plus élevée qu'aux autres profondeurs. Hormisdurant une très brève période durant laquelle un gradient de densité"normal" s'est momentanément rétabli (au maximum de salinité enprofondeur), un gradient atypique s'est maintenu durablement, entretenupar l'advection soutenue dans la demi-tranche supérieure de la colonned'eau d'une masse d'eau estuarienne salées et de biomasse relatiyementélevée • Le lissage relatif du gradient vertical de densité et la sensibilitédes biomasses récoltées en profondeur au rythme nycthéméral suggèrent enoutre que cette masse d'eau, importée indépendamment de la logiquemarégraphique (onde interne?), investit la majeure partie de la colonned'eau. Cette situation s'est maintenue jusqu'à la reprise des courants deflot nocturnes le 24 à 20 heures où l'on constate alors un retour vers une

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a\t':.J.a.~ion comparable i\ celle8 observées lors de la. première séquence, bien~u.'! r~volution des densitéR (et des Ralinités) aux trois profondeurs rendent::()l11lp~A! d'une "nouvel1.," pOU"B~C advecUve superposée à la marée. Comme':or·. de. aut.re .. cyclp." noct.lJrn".. , }'"rtP.t. d" l'n.dvp.ct.lon P.Bt masqué par la.M;>lf~lon nocturne allBoclée au ryt.hme nycthéméral qui paraît donc affecter~~,!:..lener.t le phytoplancton véhiculé par ces masses d'eau estuariennes.

Il es:. à noter que la biomasse observée en profondeur le 24 à 20:"'~';.lre,3 est sensiblement plus élevée que les biomasses observées A la:-~?r~se des courants de flot nocturnes les 22 et 24, et du même ordre de~!"·!:..nèeur que les teneurs rencontrées lors de la reprise des courants d~

:b: èiurnes comme le 22 à 8 heures, ou lors des maximums les 22 et 23 à 121,=':.zres. Alors que la poussée de salinité observée à cet instant n'est pas~:1'::o:-e altérée par l'intense érosion systématiquement observée au maximum:u f1~t, cette relative élévation de la biomasse en profondeur suggère un:-é~] !.ccroissement de la teneur en chlorophylle des eaux estuariennes;m::,fc·::des. Indépendamment des processus complexes qui se développent:a::~s l'estuaire, cette forte teneur peut être reliée à une poussée;or,lcc·:nitante de l'upwelling côtier dont l'effet, comme lors de la campagne.:e ja::vier, serait ici perceptible dans l'estuaire.

Sn janvier, les pulsations de l'upwelling étaient pp.rçues d1\nR'eHu!lrt! au travers de l'augmentation des teneurs en nitrates au bas de la

:olon:-.e d'eau, simultanément à la déplétion de la température de surface enner, ~ndis qu'en mai, aucune des concentrations en sels azotés ne futsupér:eure au seuil de détection de notre routine analytique. Les::r~:Jè""ements effectués à l'occasion de l'échantillonnage hebdomadaire ont:ou :.ef::>is révélé une augmentation sensible des teneurs en nitrates il~ar: dicle le 28 mai (à l'étale de marée haute), avec des concentrations de~,85 e~ 0,2 Imole H-H03.1-1 au bas de la colonne d'eau et à mi-profondeur:-~s?ectivement. Aucun des dosages effectués à l'occasion des collectes::oet-do::ladaires ne fut significatif, indépendamment de la position dans le:yc~e de marée, à Saint-Louis comme à Gandiole, les 21 mai et le 4 juin, et:et::.e augmentation (en profondeur à Gandiole) semble pouvoir être reliée à~:1e p'.llsation de la résurgence.

Je fait, l'évolution de la température de surface en mer illustre: 31t.en;;.nce de périodes de relaxation et d'intensification de l'upwelling côtier!'.l~ours des mois de mai et juin 1990 . La période du suivi est caractérisée~ar ur.e légère, mais durable, diminution de la température (de l'ordre de:'C entre le 22 et le 26 mai) qui traduit le maintien d'une activité sensible:~ :a :ésurgence.

La pulsation, de modeste amplitude en regard de celles observées à lani-ü:lai et début juin, est à même de justifier l'accroissement sensible de la:::on:.asse chlorophyllienne récoltée en profondeur à Saint-Louis lors desc=rniers prélèvements de ce suivi, du simple fait de l'apport en selsr.'ltritifs exogènes. Conjointement à cet enrichissement, les échantillonnagesf..=bdomadaires ont par ailleurs révélé un net accroissement de lac:mcentration en chlorophylle en profondeur à Gandiole, avec le 21 mai (aué~but du flot), une teneur voisine de 13,0 19.1-l et le 28 mai (à l'étale denarée haute), une concentration de l'ordre de 17,8 19.1-l.

~ discussion.

A l'échelle du suivi à court terme considéré ici, les variations inlrll­j:urnalières de la teneur en chlorophylle demeurent singulièrement plusé~evées que les tendances évolutives à moyen terme. Ces variations sont en

•

Ol..;Jt~ d'autant plus importantes que la profondeur de collecte deséchmtillons est faible. La "stationnarité" des séries de chlorophyll@ aUld:::fférentes profondeurs est illustrée sur la figure 45 où sont reportées SUT

u::n cycle nycthéméral l'ensemble des valeurs de la biomasse récoltées durantC~ s:Jivi.

La redondance de l'évolution circadienne est clairement mise ~n

e'!c'~nce : le cycle nycthéméral paraît très atténué au bas de la colonned'ea:.l, avec toutefois des concentrations élevées, tandis que les teneur.r-.éccltées en sub-surface et à mi-profondeur covarient nettement. D'un jourà l'!.utre, les biomasses sont remarquablement homogènes, avec cependantd,es altérations de la régularité circadienne observées à minuit et seizeh,eu~es peur les échantillons de surface et de mi-profondeur, et à huit et....-:nEt heu~es pour les échantillons récoltés au bas de la colonne d'eau.

Dans le premier cas, on observe des concentrations sensiblement pluséJe'v~es que celles que l'on devrait "normalement" observer sous la seulei:::f1::ence du rythme circadien. Ces 'teneurs élevées sont en outre:::-·§g'.:1ièrer::ent supérieures à celles recensées simultanément en profondeur.c=-éèitant ainsi l'hypothèse d'une advection superposée à la marée lors des;: :,ases de jusant.

Les teneurs aux trois profondeurs sonl en outre remarquablementb::>IDJgènes chaque jour aux différentes profondeurs à huit heures, i.e. justea..;>rès ou peu après la reprise des courants de flot diurnes. Il apparaîtc:e?~ndant une valeur légèrement faible provenant d'un échantillon récoltéen :;>rofondeur, et qui s'apparente aux valeurs simultanément observées dansh èemi-tranche d'eau supérieure. La situation est identique à vingt heures,à.. la reprise des courants de flot nocturnes, à l'exception d'une valeur;: :-o·.enant du bas de la colonne d'eau, et dont l'occurrence peut êtrej-..lstifiée par l'advection d'un peuplement enrichi par une pulsation del'up..elling côtier.

Il ressort ainsi globalement qu'indépendamment des altérationsc :,servées notamment en sub-surface et à mi-profondeur, la dynamiquer.yc:hémérale est rémanente et reproductible. Ceci confirme d'une part leè-éveloppement à très court terme des processus hydrodynamiques qui sesuperposent à la marée, et d'autre part, le découplage des biomasseschlcrophylliennes récoltées au bas de la colonne d'eau qui ne paraissentcul1ement a!!ectées par les fluctuations constatées dans les' horizons qui luison: superposés. Les altérations du régime hydrologique, en suscitantl'advection à la station de mesure de biomasses "anormalement" élevées lorsèes phases de jusant, paraissent n'avoir en outre qu'un développementtemporel - et donc spatial - limité, eût égard à l'homogénéisation desbiooasses observée chaque jour entre minuit et quatre heures.

On observe en effet à quatre heures une forte homogénéité desbiomasses aux trois profondeurs, bien qu'un gradient inverse de salinité (dedensité), traçant l'altération du régime hydrologique, ait été constaté lorsde chacun des prélèvements. A seize heures, par contre, le cyclenycthéméral de la biomasse est nettement altéré dans deux cas sur trots(correspondant aux valeurs les plus fortes observées en surface et à mi­profondeur), tandis qu'un gradient inverse était également mis en évidencepar les enregistrements.

Compte tenu de la très faible inégalité diurne du cycle de marée et d.,la reproductibilité des vitesses des courants - au moins longitudinalemonl. iln'est pas illégitime de considérer que ce sont les mêmes masses d'cf., J, et

-7

37

1.

èt:m.; les mêmes populations d'algues, qui sont advectées à la slaUon d.rmes--Jre à quatre heures et à seize heures, lors de deux cycles de marHc:oIUécutifs. En ce cas, les fluctuations de biomasse observées en milieuc:'apt'ès-midi, certes déterminées par la superposition d'une composant.adv~ctive atypique au cycle de marée, peuvent être attribuées à de.mécmismes régulateurs physiologiques strictement endogènes qui illustrent\;.:~e histoire à court terme différente 'd'un même peuplement. En effet, si cesf or.es teneurs en chlorophylle devaient être attribuées à une réellt'e~?édficité des populations advectées lors de ces perturbationsr_yè:ologiques, les teneurs recensées à quatre heures devraient égalementê!~re affectées, et donc sensiblement plus élevées que celles que nous avons·c'~servées ici.

De fait, il apparaît par ailleurs que l'altération du régime1': :-è:ologique s'accompagne d'une réduction sensible de la profondeur deè:~s;.arition du disque de Secchi, et simultanément, d'une nette diminution det:. ;rofondeur de la zone euphotique. Aussi, les algues récoltées à mi­r::-c::>ndeur (environ quatre mètres), qui se trouvaient à la limite de la zonee·J;::::'oUque avant que ne s'établisse un régime hydrologique perturbé,r: :-c.iennent ensuite d'horizons très faiblement éclairés. Les modificationsè·~s caractéristiques pigmentaires, au travers notamment de l'accroissementè,':! la concentration cellulaire en chlorophylle, consliluenL une réponsec.~=-.ssique du phytoplancton aux éclairements faibles .

Un tel mécanisme régulateur semble pouvoir être évoqué ICI pourjT.;.s~ier des élévations de biomasse constatées pour les échantillons récoltése:l ;ournée (à midi et seize heures), tandis qu'un mécanisme hydrologiques::ngulier se superpose alors au cycle de marée. Une telle modification desc:a.réCtéristiques pigmentaires, qui peut également être indicatrice d'uns:ta:~t bydrodynamique particulier, est susceptible de se développer à courtt.-erne {inférieur au temps de génération des organismes, i.e. une journée},S.3..ns altérer la structure génotypique du peuplement advecté à la station dem.eS:.lre. Les capacités régulatrices des algues sont telles, cependant, que dey.§r.:.ables rythmes endogènes sont susceptibles de se développer enr'épcnse à des sollicitations récurrentes qui affecteraient, par exemple, ler·.§g:..Jle lumineux auquel sont soumis les organismes. En particulierdesf::uc:uations des concentrations cellulaires en chlorophylle ont été illustréese:l :~ponse aux fluctuations semi-mensuelles du régime lumineux, notammentèu ~ait de la mise en place périodique de phénomènes comparables à desc ndes internes.

Ce rappel peut avoir ici un caractère particulièrement spéculatif duf3it de la très courte longueur de notre série d'observation ; il n'en restepas moins qu'à diverses échelles temporelles, des mécanismeBphotosynthétiques régulateurs puissants peuvent être développés par lesalgues, qui le plus souvent suffisent aux organismes pour absorber le.f1uctuations environnementales auxquels ils sont soumis. La persistance dessollicitations, dans l'espace et/ou dans le temps peut toutefois induireprogressivement une réelle sélection des organismes selon leur capacité ftèévelopper plus ou moins efficacement de tels mécanismes régulateurs, etc:onéuire, progressivement, à la détermination de changements génotypiques,et non plus strictement phénotypiques, des peuplements concernés.

5. Conclusions relatives a la campagne a court terme de mai 1990

Tandis que lors de campagne de janvier des phénomèneshydrodynamiques extrêmement intenses associés à la lugique de front alors

•

?~vœ1a.:.te étaient illustrés, en mai, les processus impliqués sontsl1.gu:Jiè:-em.ent plus "subtils". La composante advective demeure toutefois~S3emtieile, qui engendre une logique hydrologique atypique avec lt"1IlÙntien durable à la station de mesure de gradients de densité inverses ::'i~stabuté associée à ce type de situation ne peut être compensée que par~~ pr.t!nomènes hydrologiques particulièrement actifs qui paraissents:.?er-pœés à la logique marégraphique.

L:g réponses biologiques sont principalement marquées par la vigueur':J~S ?r:cessus endogènes, avec un cycle nycthéméral fort qui affecte::::en.sénent la biomasse phytoplanctonique dans la demi-tranche supérieur~

:~ la cclonne d'eau. En profondeur, il apparaît toutefois un net découplag~

:5: la b:omasse chlorophyllienne, dont l'évolution à l'échelle du suivi paraît':::miIIle en janvier) tributaire directement des pulsations de l'upwelling

L'.3.nalyse des peuplements (non présentée ici) est caractérisée pal'_:~ eJ:":rê:ne homogénéité, telle que les fluctuations observées dans: ·!.jocd~'"1ce des (nombreux) taxons recensés ne peut être reliée à aucun des::!.-.-a.c:.è:~s hydrologiques ou hydroclimatiques mesurés ou enregistrés. ToutS~ passe co:nme si l'échantillonnage n'avait porté que sur un seul?~'lp:lerr.'ent, dont les caractéristiques photosynthétiques évoluf\ient selon:':dgine des :nasses d'eau.

~s irrégularités courantologiques conduisent ainsi à reconnaître dess:::.la::io::s hydrodynamiques atypiques auxquelles sont aSSOClees des::'5:ac:.é:-:stiques physiologiques des algues évolutives. Ces résultats, dont le:~cen~.i=.isme paraît diffilement accessible à l'aide des données récoltées ici,=,~:te:1t en exergue les très fortes capacités régulatrices endogènes";:1y~iojJgiques) du phytoplancton en réponse à des modifications subtiles:.~ sC'::1 en..;ronnement. Notamment, dans les horizons superficiels, alors que:: cTcJe nycthéméral fort qui anime les fluctuations à court terme des:);masses phytoplanctoniques demeure présent tout au long du suivi, des:::.g1;.lïè:-es altérations sont observées, associées aux altérations du régime~l:dr'Jcl:21atiqL:es et hydrologiques, dont le déterminisme paraît tributaires:"npl'~jJ)ent de l'histoire à court terme des masses d'eau.

6. Co,nclusions relatives aux campagnes à court terme

Les résultats des deux campagnes à court terme présentées ici:::,~tte:1t en exergue deux types de fonctionnement extrêmement différents deJ'é-~osys:ème, en deux situations typologique. Lorsque une logique de frontàcmir-,e, le contrôle des descripteurs hydroclimatiques et biologiques deso!'sses d'eau est essentiellement d'ordre mécanique. Les processustt.:.:-bulents associés à l'advection simultanée de masses d'eau de qualité (etd'Jrigines) différentes conduisent à la définition typologique de "fenêtrestenporelles" durant lesquelles est assurée la recharge en sel et en?~-ytoplancton des eaux dessalées par les eaux marines qu'advecte la marée.?nje-ction à longue distance au travers des courants de densité associés ElU

fr-Jnt.. l'ensemencement des eaux estuariennnes est en outre directementaf~ecté par les pulsations de l'upwelling côtier. La logique dominante estst:ict.ement advective, dominée par des processus se développant à trèscO'.1rt terme ; la logique écologique associée est strictement séquentieIJe.cc·:nme nous l'avions illustré lors de la campagne spatiale de juillet 1989.

En mai, alors que l'écosystème paraît globalement homogène, la mêmeinil~nce des p.aux côtières est mise en évidence au travers des fluctuations

l'

œs caractéristiques hydroclimatiques des eaux présentes au bas de laczlomne dIJeau. Les processus physiologiques endogènes dominent toul(tfoisàs.ns te contrôle à court terme des fluctuations de la biomasseèùaJrophyDienne dans les masses d'eau superficielles, animées en outre parœs altérations atypiques qui rendent compte des capacités régulatrices àourt ter1lJ)e des algues en réponse à. l'histoire récente des masses d'eau. A.;Lus hng terme, la persistance de. caractéristiques hydroclimatiqun~ment évolutives est susceptibles de justifier de la progressive5ftérenciation des peuplements. La logique hydrodynamique dominante~rait être encore d'ordre principalement advective, tandis que la logiqueiccllogique prévalante ne rend compte d'aucune modification significative des:aractéristiques taxinomiques des peuplements : évolution périodique d'un?eu:ple.ment encore unique (à l'échelle d'observation retenue pour la~onie. i.e. familles), en cours de différentiation spatiale au gré de la;7er1iis:ance des fluctuations fines de l'hydroclimat que contrôlent le régime1ydrojynamique.

La généralisation de ces phénomènes a été entreprise ail travers des='ésult.sts acquis lors de l'échantillonnage hebdomadaire. Ces campagnes-l'échantillonnages régulières, en trois stations de l'estuaire (pôle'.:ootinenta! sur le barrage de Diama, pôle thalassique à Gandiole, situation:nt.ernldialre à Saint-Louis) a permis en effet d'appréhender dans le temps:28 C3.mpagnes) et dans l'espace estuarien, la logique évolutive qUI! lnconfrontation des campagnes spatiales avaient suggérée et que les résultatsdes campagnes à court terme ont étayés. La répétition des collectes apermis ainsi d'observer l"estuaire à divers stades de sa réponse à laperturbation, puisque le développement des processus hydrodynamiques etécologiques consécutifs à l'advection d'une lentille d'eau douce a été étudiéà quatre reprises, avec le suivi hebdomadaire de leur évolution durant 3D,29, 53 et 47 jours.

L'ensemble des résultats acquis est actuellement en coursd'évaluation et de correction. Il sera présenté intégralement dans leprochain rapport scientifique puisque intégré au mémoire de thèsequi constituera alors notre contribution. Notons toutefois quel'approche développée privilégie la confrontation des observationshydroclimatiques aUX résultats et hypothèses formulés par lasimulation numérique de l'hydrodynamique estuarienne.

.(0

•

ETUDE DE LA GESTION GLOBALE DES EAUX DU LAC DE GUIERS ET MISEAU POINT D'UN MODELE DE GESTION POUR LA VALORISATION DU MILIEU

Rapport scientifique présenté par F. X. COGELS et J.Y. GACFUL (Fondation Universitaire Luxembourgeoise), BelgiqueORSrOM, centre de Dakar (Sénégal)

Remarque:

Le travail exécuté au cours de la troisième année de recherches a étéfacilité par mon admission en tant que Chargé de Recherches au centreORSTOH l- Dakar dans le cadre d'un poste d'acceuil spécialement créé à ceteffet. Cet engagement temporaire, en détachement de la FondationUniversitaire Luxembourgeoise, est la concrétisation idéale d'une parfaitecollaboration entre deux Institutions de pays différents, initiée dans lecadre d'un programme européen de recherches et réalisé dans le contextedu projet EQUESEN.

A. LES AXES DE RECHERCHES PRINCIPAUX

développés au cours de la troisième année de la convention EQUESENont été :

1. L'étude de l'évolution qualitative des eaux du lac de Guiers suite auxaménagements du fleuve Sénégal et aux interventions sur le milieu lacustre.c.ette étude aborde 2 aspects :

- a) L'évolution de la qualité générale des eaux du lac depuis 1989.L-es campagnes d'analyses d'eau se sont poursuivies, au rythme d'un~chantmonnage complet tous les 2 mois, sur 15 stations du IllC.L'interprétation des résultats sera réalisée au cours de la dernière annéede la. convention.

- b) Le bilan des nutrients dans le lac (eutrophisation des eaux) liésà l'exploitation des cultures irriguées est en cours.

c) L'évolution des chlorures dissous comme témoins de laprogression de la. salinité des eaux de 1973 à 1991. L'étude est terminée eta tait l'objet d'un rapport spécifique sur " Evolution annuelle etinterannuelle des chlorures dans le lac de Guiers à N'Gnith de 1973 à 1991".

2. La gestion hydrologique du lac de Guiers qui comprend:

- a) La mise au point du modèle mathématique lui-même, présenté dansun rapport spécifique publié en juin 1991 " Logiciel de gestionprévisionnelle (LGPLG) des eaux du lac de Guiers".

41

- b) Les exemples d'applications du modèle basés sur des situationsconc:-ètes ou hypothétiques dans le cas, entre autres, de l'exploitAtionfU1ture du canal de Cayor. Un rapport a été présenté sur le sujel •Utilisations et applications pratiques du modèle d'aide à la gestion des eauxdUJ l!c de Guiers".

- c) Le bilan hydrologique du lac de Guiers pour l'année 1991 elp:--és!nté sous forme de rapport" Fonctionnement et bilan hydrologique dula,:: èe Guiers (Sénégal) en 1991".

3. LA définition des critères de gestion future des eaux

a) Le potentiel des cultures traditionnelles de décrue. L'étude a étéré:alhée et déjà présentée à l'occasion du rapport intermédiaire n' 5 dencvenbre 1991.

b} Les potentialités des cultures irriguées autour du lac. L'étude ester: c:urs par le biais d'une thèse de 3é cycle entreprise avec l'universitéde D!.kar.

c) Les critères écologiques de gestion des eaux avec essentiellement lnge~stbn permettant la limitation du développement de la végétation9.Ç.ua.:ique.{Phytoplancton et végétation supérieure). Une étude spécifiquesu.r :e sujet est menée avec la collaboration de l'Institut des Sciences del'En"'~nnementà l'Université de Dakar.

Une dernière et brève étude sur les potentialités de la pêche lacustre~s~ e:lVisagée avec la collaboration de l'Institut Fondamental d'Afrique Noire(17A..")

3. COLLABORATIONS

3 mé:Joires et thèses de 3é cycle sont menés avec l'aide et sous la directiondu programme EQUESEN :

a) M. LAWANI, Dr Vétérinaire, Institut des Sciences del'E:nv'JI'Onnement, Université de Dakar. Mémoire de DEA en Sciences del'Environnement: "Etude des paramètres de l'eutrophisation des eaux du lacde Guiers"'

b) O. KANE, Maitrise Sc. Nat. , Institut des Sciences t1ê:'E:nvironnement, Université de Dakar. Mémoire de DEA pûis thèse de 3éCycle en Sc. de l'Environnement. : "Etude agro-économique des culturesirriguées autour du lac de Guiers".

c) M. FAYE, Maîtrise de Géographie, Université de dakar. Thèse de 3'Cycle: "Définition des critères de gestion et de valorisation des eaux desurface dans 1& Basse vallée du fleuve Sénégal"

DiT;-erses collaborations sont en cours :

a) A. THIAM, Maitre Assistant à l'Université de Dakar : Etude del'extension actuelle de la végétation aquatique supérieure au lac de Guiers.

b) S. NlANG, Chercheur à l'IFAN (Institut Fondamental d'Afrique Noire)Etude commune de l'état actuel et des potentialités de la pêche au lac de

Guiers.

42

_'enréDité sud du lac constituera l'émergence, sera assujetti entre aulresLUX 1œdalités de gestion hydrologique du lac de Guiers.

- La ?ro<iuction d'eau potable à l'usine de N'Gnith (SONEES) constitue unlUt:-e :entre vital pour la région et le pays. L'approvisionnement de cellelsi::le est assuré depuis la mise en fonction de la réserve de Diama grâce au~m:.pllisage annuel du lac à des niveaux suffisants. La préoccupationna..;leu:1! réside désormais dans la qualité future des eaux à traiter à laJtatio::, partiellement influencée par l'évolution du niveau du lac.

- A.:U cultures irriguées modernes pratiquées sur les rives nord du lac etiaI::S joute à l'avenir dans la vallée du Ferlo, s'ajoutent les cultures:radib:mnelles de décrue exploitées pour l'essentiel dans les zones centre etme: ë-.l plan d'eau. Les besoins en eau de ces deux types de cultures ne!or~,t ~a8 identiques et leur valorisation simultanée nécessite une gestion:-ig'ou~use des ressources disponibles.

- T"a..:-.: que la réserve de Manantali n'a pas atteint sa pleine capacité, le~':::nl=ti:nnement hydrologique de la réserve de Diama est sujet à trop:'ajéas. Le lac a jusqu'ici servi de réserve d'appoint à la retenue de Diama!râL~e à. plusieurs transferts ponctuels en cours d'année. Cette situation:-ig~u! cependant de se prolonger : elle résulte en effet de l'obligation poures gestionnaires du bassin d'effectuer des lâchers importants à partir de'1a..-:J.ar.':.ali afin de maintenir une crue artificielle suffisante pour assurer.'erplcitation des cultures traditionnelles de décrue dans la vallée. Le:em:pI.:3sage de la réserve de Manantali et l'approvisionnement hydrique:ég-uD~r de la moyenne et basse vallée risque ainsi d'être quelque peu:-etarè~. Le rôle du lac comme "volant de sécurité" pour la réserve deJia.m8 doit être prolongé pendant quelques années .

- Les modifications profondes dans les domaines écologiques, sanitaires et!us:si économiques résultant des nouvelles conditions hydrologiques:'1u-oio:.scustres sont certaines et inéluctables à court terme. Un niveau du:Be phs constant en cours d'année et l'adoucissement des eaux autrefois:rès ninéralisées auront rapidement un effet favorable sur le milieu végétal,?Brtic.llièrernent sur les typhaies et végétaux semi aquatiques et flottants~ ui vent trouver d'excellentes conditions à leur développement rapide.

~es ccnséquences seront

- èires;tes avec un important développement végétal (typhaiea et piatin).:iar.:.s les zones peu profondes situées dans la partie sud du lac. La:iétérioration de la qualité des eaux (décomposition des végétaux etiimim.:tion de 1'02 dissout) et les risques de colmatage du chenal:i 'adduction du canal de Cayor seront les effets directs de ceten"'-a.hi.ssement végétal.

- indirectes avec l'apparition et la propagation de maladies (paludisme et:>illiarziose) liées aux nouvelles conditions écologiques et dont les hôtes:nterIlédiaires et les vecteurs trouveront là des habitats on ne peut plus~aV'Orables.D'autre part, la prolifération des typhaies sera idéale à celle dera faune aviaire dont la multiplication nécessitera des mesures de protectionjes cultu res.

:ett.e hypothèse quelque peu alarmiste correspond en fait à la situation qui?révaJait dans les années 1950-55, lorsque les conditions hydrologiques duneuve beaucoup plus favorables à cette époque mettaient le lac dans une

45

$it1:ation de fonctionnement, de stabilité des niveaux et de qualité des eauxproche de celle des années futures.

I...a problèmatique générale de gestion intégrée des eaux du lac eatC:::>IL?lexe et l'utilisation de l'outil informatique indispensable. Le mod~le

d~~loppé dans cette étude permet de 'fournir des éléments de réponses aux~terrogations les plus courantes des futurs gestionnaires du Guiers

1. L'évolution du niveau des eaux du lac en cours d'année sur la basedes paracètres du bilan hydrologique - pompages divers et rejets au lac,;;·luoiormétrie, évaporation, apports fluviaux, lâchers d'appoint à Diama et au?er-:o,...

2.. La cote minimale de remplissage du lac et son évolutionEmrimétrlque idéale permettant d'assurer son exploitation normale en coursc:. 'ar.née tout en ne dépassant pas un niveau fixé à la fin de la périodeê1tu:iée.•

3- L-es quantités d'eau nécessaires au remplissage principal du GuiersC'':.! !. ses réapprovisionnements en cours d'année et celles disponibles pourl"irrigsllon et autres consommations sur la base d'une évolution;; ré::éterminée de la cote du lac .

4. Le niveau des eaux dans la réserve de Diama pour assurer cesbescina du lac doit aussi pouvoir être évalué.

5~ Les besoins en eau pour l'irrigation à partie du lac.

CONCLUSIONS

La gestion future du lac de Guiers nécessitera l'emploi del':'nformatique. Le modèle de gestion développé doit permettre et faciliter lageston du milieu lacustre par le recours aux diverses simulationsp:roJX'sé-es.

Le modèle est destiné tout dabord aux opérateurs de terrain : il seveut donc utilisable sans outil informatique sophistiqué. Il permet néanmoisde r-épondre aux principales questions posées au gestionnaire du lac.

Les diverses simulations proposées dans ce travail ont pour butpremier de servir de support didactique en montrant les diverses approchespossibles aux problèmes posés.

Ces simulations, basées pour la plupart sur des condition.hydrologiques fictives, ont néanmoins permis de justifier le recours à un teltype d'outil de travail : le mode de gestion du lac adopté dans le futur,surtout après la mise en fonction du canal de Cayor, sera déterminant pourla sauvegarde et la valorisation maximale de la ressource aquatique. Lespertes par évaporation qui constituent un terme fondamental du bilanhydrologique peuvent être réduites grâce à une gestion rigoureuse du lac.

Des critères de gestion agricoles, écologiques et de santé publiquedevront aussi être inclus dans la future politique de gestion du Guiers :imposer un marnage annuel important est indispensable pour éviter ou dumoins réduire les conséquences néfastes des aménagements prévus autour

du lac. Ce battement de la nappe d'eau peut être simulé par le mod~le quien détermine aussi les conditions hydrologiques.

Beaucoup de variantes de gestion du lac existent. Il est trop tôt pourIles simuler réellement à l'horizon 2000-2025, tant sont encore imprécises lescon~itions hydrologiques fluviales de cette période et les contraintes qui~;erJnt imposées par les besoins des divers utilisateurs.

L'optimisation de la gestion et de l'utilisation de la ressourceacqill.tique est maintenant facilitée grâce au modèle proposé. Ce travail s'est'l,ro\L:u tout dabord un guide d'utilisation du modèle et a permis d'aborder<;:ue::ques aspects importants du devenir hydrologique du lac de Guiers.

r:: - FONCTIONNEMENT ET BILAN HYDROLOGIQUE DU LAC DE GUIERS EN 1991(:iAC, CAR.~, EVORA, COGELS)

ISTRODUCTION

L'établissement du bilan hydrologique du lac de Guiers pour l'annéel ~91 complète la série des observations et des mesures établies sur lap~ri:lde 1976-1990 (COGELS et al. 1982, 1990; GAC et al. 1991). Les!~nè-em.ent.l théoriques du calcul du bilan demeurent inchangés.

L.a connaissance précise du bilan hydrologique du lac en 1991 estirmpcrtante à plus d'un titre. En effet, chaque année introduit de nouvellescombinaisons d'ouverture et de fermeture des barrages de Richard-Toll, deN'Dcmbo et de la digue de Kéur Momar Sarr qui sont assujetties à lagestion encore "expérimentale" des grands barrages de Manantali et deDiana sur le fleuve Sénégal. La mise en qultures, en 1991, de nouveauxpoérinètres en bordure du canal de la Taoué et à la périphérie du lac rende:lccre plus délicate la compréhension des mouvements, déjà très complexes,des :nasses d'eaux qui régissent l'évolution relative des plans d'eaux fluvio­la.:.custres.

L'ouverture, du 28 août au 20 novembre 1991, des vannes de la diguede Keur Momar Sarr en recréant momentanément les conditions naturelles deH:,re circulation des eaux entre le fleuve Sénégal et la vallée du Ferlo,cons~itue la phase où les termes du bilan sont les plus difficiles àquantifier.

CONCLUSIONS

Le premier enseignement qui transparaît au terme de cette étude surle fonctionnement et le bilan hydrologique du lac de Guiers en 1991 c'estnaturellement que la gestion des différents ouvrages sur le fleuve Sénégalet sur la dépression lacustre manque de rigueur et de concertation. Elles'est traduite dans le temps et dans l'espace par des arrivées d'eautardives et inopinées (submersion par exemple de cultures de décrue) ouencore par le déversement précoce et aussi parfois trop prolongé des eauxdu la.c de Guiers vers le réservoir de Diama ou la vallée du Ferlo.

Au fil des années, depuis 1983 (construction du barrage de Rheune ,premier lien de terre ferme entre le Sénégal et la Mauritanie) et après 1985(construction de Diama) et 1987 (mise en service de Manantali), lescombinaisons d'ouverture et de fermeture des différents barrages se sont

ole

Juccé-iées sans aboutir pleinement au but final de leur conception : assurerie 1'~u pour tous en quantité et en qualité et au moment voulu. Ce constat~st. ~sez édifiant des difficultés rencontrées pour la maîtrise d'un~nnrcnnement fluvio-lacustre de cette envergure.

L'étude de l'année 1991 a montré que les composantes essentielles du:liZn hydrique du lac de Guiers sont d'ordre purement physique : leslPPOr:S en eau sont tributaires de la crue fluviale (87,3 %) et des?!'~ci?itationB (6,4 'X) et les pertes occasionnées par les processus~vl!:.pc:"atoire8 (81,3 'X). Les composantes secondaires sont de nature.lnt;....r~pique et liées à l'action de l'homme Boit pour les apports aux rejetsie la CSS (6,3 'X) Boit au chapitre des pertes par les prélèvements de la:S3 (J,8 'XL de la SONEES (2,2 %) ou encore de la SAED (1,4 %).

Les volumes des déversements vers la vallée du Ferlo ont:er...a..:.,elOl'lent été plus importants qu'au cours des trois années précédentes.:"a lane de submersion s'est étendue sur près de 70 km ce qui laisse3U~?C$er une inondation supérieure à 80 Mm3• L'accès aux quantités d'eaux:-ée:lles est cependant délicat, l'estimation se faisant souvent en couple avec~es a;:p<lints du lac au fleuve.

Pllr"sdoxalement aussi, il faut souligner que l'adoucissement progressif:es ed.UX du lac s'est traduit par un "boum" algal ( développement denacrc9hytes enracinés tels que Sphenoclea zeylanica et surtout de prairies:1octa.:ltes de Pistia stratiotes plus connues pour le profane sous le nom de:ait-.ues d'eau) et les risques d'eutrophisation à court terme sont certains.

~n conclusion, il faut souligner la difficulté majeure que représente lana::tri3e de toutes les composantes de cet environnement particulièrement7ulné:-able. Il est impératif que certaines résolutions soient rapidement?rlses s.elon trois orientations majeures : topographie précise de la région,~qT.;;:jpement limnimétrique sophistiqué et surveillance rigoureuse du~on,ct)onnement des ouvrages. La gestion multiforme de cet écosystème ne?et::t c;u 'en être valorisée pour, selon l'expression de MIETTON et al. 1991, "ln he'.Jreux partage de l'espace, la protection de la nature en harmonie avec~e ::é..eloppement économique et social". Elle est d'autant plus nécessaire.!.ve.c :'es échéances proches du canal du Cayor et l'éventualité d'une remisem ea'.l de la cuvette du N'Diael.

:ll - EVOLUTION ANNUELLE ET INTERANNUELLE DES CHLORURES DANS LE:"AC D~ GUIERS A N'GNITH DE 1973 A 1991 (COGELS, CARN ET GAC)

INTRODUCTION

Les premiers aménagements autour du lac de Guiers datent des années:950. Le but était de faire du plan d'eau une réserve d'eau douce destinée! l'irrigation du riz tout d'abord puis de la canne à sucre ensuite lors de:'installation à Richard-Toll de la compagnie Sucrière Sénégalaise (CSS) vers:970. La remontée saline annuelle dans le cours du Sénégal et:'hjrpeI"minéralisation des eaux fluviales qui en résultait empêchait en effet:'utilisation des eaux fluviales à des fins agricoles durant une bonne partieie l'année.

Signalons aussi la mise en fonction au début des années 1970 de:'usine de la SONEES (Société Nationale d'Exploitation des Eaux du Sénégal)

à N'Gnith sur la rive ouest. Cette usine alimente en eau traitée la presqu'iledu; CAp-Vert et la ville de Dakar en particulier.

La digue de Keur Momar Sarr au sud et celles qui délimitent lessu::-1&.:es irriguées au nord ont ainsi permis de créer un véritable réservoir3lirme~té annuellement d'août à octobre lors de la crue fluviale et vidépr-:>g:-essivement le reste de l'année' sous l'effet des pompages et del'é-va?oration. Les mauvais remplissages liés aux faibles crues fluviales et la.d~m&:)de en eau chaque année plus élevée engendraient maints problèmesta..'"lt quantitatifs que qualitatifs.

Le's problèmes qualitatifs des eaux de la basse vallée du Sénégal sontré:s.o:~Js depuis la mise en fonction du barrage aval de Diama en 1985 enetIIlpê:hant la remontée marine annuelle. Quant aux problèmes quantitatifs, ilsne :e seront définitivement que lorsque le fonctionnement du barragertfgu:ateur amont de Manantali, édifié en 1987, aura atteint son régime decroisière.

Grâce au barrage de Diama, les remplissages du Guiers ont éténettement meilleurs ces 5 dernières années, et la CSS a pu y réduire sesp::-élèvements en pompant dans le fleuve (et non plus dans le lac) ses eauxd~'irrig4l1on.

L'objet de l'étude physicochimique générale en cours aujourd'hui estd"ab~rd de dresser le bilan de la qualité actuelle des eaux du lac de Guierset d'essayer d'appréhender son évolution particulièrement depuis la mise enfcmc~on du barrage de Diama.

Dans une première étape concrétisée par ce travail, il s'est avéréir:.téressant de dresser le bilan d'un paramètre physicochimique particulier,le,g :hlorures, analysés régulièrement dans les eaux brutes pompées àl'cusbe de la SONEES de N'Gnith depuis 1973.

Les chlorures sont un paramètre conservatif. Leur concentrationreflète la. minéralisation globale des eaux et leur étude doit permettred 'es:imer l'évolution qualitative du lac ces 19 dernières années sous l'effete::ltre autres des rejets dans sa zone nord des eaux de drainage descultures irriguées. Une première étude réalisée par COGELS et GAC (1983)avai: déjà mis en évidence le problème de ces déversements.

Enfin la station de N'Gnith,de par son implantation dans la partiecentrale Bur le lac, devrait devenir dans le futur la station de référence duGuiers destinée à assurer le suivi qualitatif de ses eaux; il restera dansune phase d'étude ultérieure à la "caler" sur la qualité moyenne des eauxdu Guiers obtenue sur la base du suivi régulier de 15 stationsd'échantillonnage réparties sur l'ensemble du lac. Le présent travail en estla première étape.

CONCLUSIONS

L'augmentation progressive de la chlorinité des eaux depuis 1973 estévidente. Seuls les transferts vers le Ferlo et ceux d'appoint à la réservede Diama ont permis de limiter et même d'inverser récemment l'évolutioncroissante des chlorures

48

Les teneurs en chlorures ont plus que doublé entre 1973-76 et 1985­8l6, soit en 10 ann~es exactement.Le recul actuellement constaté e8tcependant éphémêre comme l'ont montré les résultats enrégistrés en 1990-91.n a suffit en effet d'une seule ann~e de faibles déversements vers le Ferlopour constater une remontée immédiate du taux de chlorinité des eaux dan8le he.

L'origine de l'augmentation des chlorures dans les eaux du lac estcer".ain,ement liée aux rejets de la CSS dans le nord du lac. Il faut peut­êt~ aussi incriminer les échanges du lac avec les nappes superficiellesSlouV'ent très minéralisées surtout dans la région méridionale du Guiers. Ilsr:.e sont cependant que secondaires par rapport aux rejets de surface.

A noter également que la forte diminution et même la suppression despompages de la CSS à partir des eaux du lac ces dernières années pourraita.,-vcT.I' un effet indirect sur l'évolution des chlorures dissous dans le Guiers.En effet ces pompages captaient en fait une bonne part des rejets et les""recyclaient" en quelque sorte dans les zones irriguées et dans le fleuve.Cette réduction dans l'élimination de cet élément dissous est cependante..ctl.:elIement compensée par une meilleure dilution des enux Incustres liéea:ux rempllssages importants de ces dernières années.

49

ETUDE DES SIGNAUX D'ENTREE (PLUIES ET POUSSIERES)DES FLUX DE HATIERES DISSOUTES ET PARTICULAIRES

DB LA QUALITE DES EAUX DE SURFACE DANS L'ENSEMBLE DUDISPOSITIF FLUVIOLACUSTRE.

P..spport scientifique présenté par Jean Yves GACDirecteur de Recherche de ]'ORSTOMCentre de Dakar (Sénégal)

1. L~S SIGNAUX D'ENTREE (PLUIES ET POUSSIERES)

1. lot' prkipitations sur le bassin verMot du Sénégal

a) Estimation des précipitations

L·e volet "géochimie" du programme EQUESEN a pour objectif essentielct 'appréhender dans le temps et dans l'espace la migration et le devenir dela natière dissoute et particulaire sur l'ensemble du bassin versant duS.énégal.

La quantification des signaux d'entrée (pluies et poussières) estpartjculièrement importante et une bonne mesure des précipitations, agentsde l'altération chimique, de l'érosion mécanique et du transport desallu'rions est de ce point de vue essentielle

Le logiciel Epsat-ll mis au point au laboratoire de géochimie à partirèu ~raitement d'images satellitaires permet l'estimation des précipitations surle hassin versant du Sénégal depuis 1986. A l'heure actuelle les algorithmessont suffisamment performants pour une mise en oeuvre opérationnelle. Lacontiguration du logiciel est donnée dans la publication "Epsat-ll, logiciel det=-aitement d'images pour l'estimation de la pluviométrie à partir del'imagerie IR-Meteosat" quÏ.,accompagne ce sixième rapport scientifique

Le logiciel comprend 4 modules qui assurent les tâches suivantes:

- estimation de la pluviométrie selon trois algorithmes possibles

- boîte à outils de traitement d'images qui réalise l'essentiel destraitements de base

- visualisation d'images au format Triskel sur cartes video noir etblanc ou couleur

- impression d'images sur imprimante couleur

A titre d'exemple des produits obtenus, la figure 1 représente lecumul pluviométrique estimé pour la période de mai à août 1990 surl'ensemble du bassin versant, à l'exutoire de &.k-el et à 111 portion du hAutBafing limitée au barrage de Manantali.

50

Cette estimation des coefficients de ruissellement est d'une importancecapitale dans la mesure où leurs connaissances autorisent le découpage deshydrogrammes de crue en ses trois composantes : ruissellemnt superficiel,écoulements hypodermique et souterrain. De nombreux programmes d,.recherches se sont vainement penchés sur ces trois eaux m.ystérieuses san:;il est vrai aboutir à des solutions satisfaisantes.

mm.

51

PLUVIOMETRIE SUR LE BASSIN VERSANT DU FLEUVE SENEGAL

cumul r·: a AOUT 1990_O__'jjjj5~1;;;;;;;;;2iiiiiiiii.-3iiiiiiiiiii4iiiiiiiii5i...;ii;6..;,7~8~9~10~1~1=1;::2~*100

-----'.~~..:....;::.'"~·=..!!!!!·!!!!..·!!!!!!!!!·!!!!!!..!!!·!!!!!!!!..!!!!!·!!!!..·!!!!!!!!!!!.!!·!!!!!..!!·!!!..!!·!!.!.!!!!!!!!!..._I

Fig. 1 - Pluviométrie sur le bassin versant du fleuve Sénégal(cumul de mai à août 1990)

Les précipitations s'échelonnent du sud au nord entre 1.000 mm surles hauteurs du Fouta DJalon en Guin~e et moins de 50 mm aux confine duSahara en Mauritanie.

Le logiciel peut préciser la pluviométrie par sous bassins. Ainsi lehaut Bafing a été intéressé par des pluies comprises entre 600 et 1.000 mm,le haut Sénégal limité à l'exutoire de Bakel par des précipations allant de100 à 1000 mm. L'évaluation des superficies pour les différentes tranchespluviométriques permet d'accéder à la pluie moyenne pour chaque bassin.Les écoulements étant mesurés aux exutoires les coefficients deruissellement peuvent être évalués.

Tableau l

b) F.econnaisance chimique des eaux de pluie

Les rapports S04/Cl et Mg/Na ne présentent pas de gradientrégulier.

52

pluie enapparaît

physicochimie des eaux dedans le temps et l'espace,

sc.tt..... Continente1e. c&tihe.J:ldoUIOU lü.l Tmab. Di.filon Mbour Dakar St.Loui. Ild.ToU

-: 0.01 0.03 0.04 0.02 0.03 0 .. 22 0.23 0.03... 0.57 o." 0.73 0.51 3.01 3.36 1.07 6.04

r;. 0.46 0.36 0.14 0.47 0.42 0.57 0.67 0.75

Ca2• 2.76 1." 1.58 0.48 1.46 1.70 1.43 2.50

JlI!+ 0.11 0.20 0.39 0.13 0.37 0.39 0.24 0.50

~; 1.29 8.21 7.43 2.07 4.28 - 2.21 12.U

Cl 1.52 1.18 0.72 0.79 4.64 - 2.26 6.42

JO; . 0.07 0.14 0.07 0.07 0.07 0.07 8.40 0.07

tor- 0.64 0.87 0.66 0.67 2.42 5.09 1.84 5.014

_,'i04 0.51 0.71 1.47 0.69 0.32 0.84 0.48 0.77

t~l 15.09 16.21 13.33 5.90 17.02 34.U 18.83 35.16

- Les teneurs relatives en ions Ca2+ n'augmentent pas de manièresignificative, mais les teneurs relatives de Mg/Na sont plus fortes versl'intérieur des terres.

- Si de manière classique Na+, Cl-, Mg 2+ et 504= présentent leursteneurs maximum sur les régions côtières, le rapport CIINa ne subit pas dedl.::linution nette lorsqu'on s'~loigne du littoral et s'inscrit à des valeurssouvent différentes de celle de l'eau de mer.

Comoo"ition chimique des eaux de pluie (mg/l)

L'absence de dépendance nette entre les éléments apparaît égalementdans la faiblesse des coefficients de corrélation (maximum 0,63 entre 504 etCI). Ceci est peut-être dû à la nature même du régime climatiqueintertropical qui délimite des zones fluctuantes, à précipitation d'originedifférente. A cette cause de variabilité se superpose celle de l'influenceocéanique de la frange ouest du pays. D'une manière générale, les valeursmoyennes pondérées enregistrées au Sénégal ne présentent 'Pl\~ de ~Tactère

exx:eptionnel. Lp.R eaux recueillis sur les stations contiPf'J':. li't?s ont une

L'évolution d'ensemble de lafonction de l'origine des élémentsco;;:nplexe et parfois innatendue :

Le tableau 1 regroupe la composition chimique moyenne des eaux dep·:Ule aux stations continentales et côtières. L'examen des résultats laissea?puaître des différences de teneurs ioniques, parfois importantes, entrele~5 stations.

Par ailleurs il faut rappeler que le ruissellement superficiel est lepnn.:ipaJ agent responsable de l'érosion des versants, fournissant ainsi laq"ulUi-totalité des matières en suspensions véhiculées vers les lacs et lesccéa..:ls.

..

ninérsIisation totale de l'ordre de 15 mg/l bien inférieure à celle du fleuve:énégel (50 mg/!). Il est aussi remarquable que le bilan des ionstyg::rophiles (Cl et Na) indique un très net déficit dans les rivières par~ppol"': aux pluies.

• ' COŒ;xJsition isotopique des pluies

Cxygène 18 et deutérium ont été dosés. Collectés dès la fin desE7erses pour ~viter tout risque d'évaporation, les eaux d'un mois donné onté:é regroupées dans un même récipient. L'analyse a donc porté sur une;.a.rtie illquote de la. précipitation mensuelle. La relation linéaire entre les~ne'Ur5 en deutérium et en oxygène 18 :

ô2 H = 7,93 ISO + 10,09

=5~ ~5S:=Z proche de celle dite de la "droite des eaux météoriques définie à:~cben= océanique mondiale

ôl H = 8 Ô 180 + 10

L.es conséquences en sont diverses :

- Au coeur de la saison des pluies, les précipitations n'ont pas subi,e: c:ours de chute, d'évaporation dont l'effet aurait été de s'écarter de la:::-oit.e des eaux météoriques. La colonne d'air traversée par la mousson esto:nc saturée en eau. A l'échelle du mois les variations de minéralisation dese!.!.1X pbviales est donc uniquement dues à des effets de source.

- La vapeur qui condense sur le bassin versant du Sénégal en juillete-: e:1 août a une même origine océanique sans mélange significatif avecè3.utres sources possibles et en particulier avec la vapeur évapotranspirée?!.r la forêt située plus au sud.

- Bien que le nombre de mesures soit limité, les teneurs en 180s.~::nblent varier avec les températures moyennes au sol, les hauteurs?:~cipi~B et la proximité de l'océan.

Aucun effet de continentalité ne peut être associé à l'avancement de::.a mousson en provenance du golfe de Guinée sur le Sénégal. Les teneursle; plus faibles se rencontrent au Bud dans 1ft zono d08 "plu!!!8 continues".V!:rs le nord, les teneurs en isotopes lourds des précipitations croissenta.-ec les températures et surtout avec la diminution de la pluviosité. Late:ldance à l'augmentation simultanée des teneurs en isotopes lourds et enchlorures sur les stations continentales n'est pas due à l'évaporation. Ellees: difficile à expliquer par un mécanisme de distillation fractionnée. En ceca3 les '"queues" de distillation devraient être appauvries en isotopes lourset en chlorures. On est conduit à découpler l'apport de vapeur et l'apporten aérosols marins. Le premier viendrait du sud avec la mousson, l'autrese:ait poussé vers le continent par le contre-alizé des Açores et setrouverait ensuite plus ou moins dilué par le volume d'eau précipité

Cette reconnaissance isotopique conduit à considérer deux sources etdeux itinéraires différents pour la vapeur génératrice des pluies demcusson et des aérosols porteurs de sels marins. La vapeur en provenancedu sud n'apporterait que très peu de sels et condenserait selon unprocessus assez simple au sommet. d'un profil d'atmosphère pratiquementsaturé en vapeur d'eau. La forte telleur saline des précipitations au Sénégal

53

~at due à un apport direct d'embruns et d'aérosols océaniques apportés dularge.

L'excès en certains sels dans les précipitations par rapport au réseau:le surface implique deux autres conséquences :

- Au cours de la période de sécheresse, les nappes phréatiques ne~::tribuent pratiquement pas à l'écoulement et une augmentation de la&a1inité du réseau de surface serait donc à attendre en année pluvieuseSOl:S les effets du "rinçage" des sols et de l'apport des précipitations.

- La régulation saline des nappes s'effectue nécessairement par~cc(Jlement souterrain vers des systèmes endoréiques avec accumulationsjoe:.aJjsées de sels, ce qui confirme une notion hydrogéo1ogique bien connue.au Sénégal.

Z. Les poussières atmosphériques

a) :'es retombées sèches sur la presqu'île du Cap Vert

Les mesures de dépôts de poussières à l'aide d'un capteur pyramidal,iIIlis au point par J.Y. GAC, sont réalisées par l'ORSTOM depuis 1984.~aturel1ement, la station-puits de Dakar a fait l'objet de la collecte la plusa.bondante : les relevés y sont journaliers depuis janvier 1984 à l'exceptionde la ~rfode allant de juin à octobre 1984. Par la suite, selon lescpportunités de DEA ou de soutenances de thèse des mesures furentr-éalisé-es à Mbour (1986/1987) à Pété et à Kédougou (1987). La contributionèe la CEE au projet EQUESEN sur le fleuve Sénégal et ses dépendanceslacustr-es a permis, depuis 1987, d'implanter une station sur le site deS"gnith en rive ouest du lac de Guiers.

Bien que Dakar ne soit pas une station d'étude idéale, de par saposition en bordure du littoral et de la concentration humaine etindustrielle qui caractérise cette métropole régionale, elle a été choisie pourla facilltk d'obtention des résultats qu'elle permet et pour l'importance et lafSabilité des données météorologiques dont elle dispose. Les dépôts les plusé1evés sont caractéristiques des 6 premiers mois de l'année et les plusfaibles sont enregistrés au cours de la saison des pluies de juillet àoctobre (Tableau II). A Dakar, la moyenne interannuelle journalière pourla période de 1984 à 1991 est de 0,50 g/m2/jour.

Sur la presqu'ile du Cap Vert le dépôt annuel est de l'ordre de 200gJmz/an. Pendant les sept années de mesures effectuées à Dakar, le dépôtjournalier maximal a été enregistré le 23 mai 1984 (10,6 g/mZ). Les deuxcycles hydrologiques (1983 et 1984) les plus déficitaires du fleuve Sénégalau cours de ce siècle ont précédé les deux années les plus productrices enpoussières (1984 et 1985). On constate aussi que les phénomènes des brumessèches et de l'occultation du ciel par des poussières d'origine désertiques'atténuent considérablement depuis 1984 (Fig. 2).

A Dakar, Il existe une corrélation hautement significative entre lesdépôts de poussières et la visibilité horizontale mesurée au sol. Ces deuxparamètres climatiques sont liés par la relation : D. V1,35 = 7,77 où D est ledépÔt de poussières en g/m2 et V la visibilité en km (GAC &. a1.,1986, 1987).GAC Il al (1986), ORANGE &. GAC (1990) en testant cette relation ontcependant précisé qu'elle était variable selon l'éloignement de la stat.ion de

54

lo\ • 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 MOY.. : la.

.Ja::.vier 1.03 0.88 0.89 0.30 0.93 0.36 0.58 0.27 0.66Fé~rier 1. 62 1. 53 0.54 0.52 0.87 0.86 0.37 0.67 0.87.~a:-s 1.11 0.93 1.16 0.85 0.66 0.60 0.71 0.67 0.84.f.v:-il 0.65 1.10 0.56 0.96 0.42 0.65 0.43 0.38 0.64'..;- - 1.17 0.70 0.50 1.18 0.53 0.72 0.43 0.41 0.71.•• e._

~:.;. :.:1 0.93 0.52 0.43 0.52 0.80 0.48 0.42 0.59";:.::11 et 0.29 0.21 0.39 0.22 0.22 0.21 0.56 0.30..f.o .. t 0.14 0.39 0.29 0.16 0.13 0.16 0.12 0.20Se;:enb::-e 0.29 0.22 0.22 0.15 0.16 0.13 0.22 0.20Oc:obre 0.38 0.48 0.37 0.18 O. 15 0.16 0.18 0.29:+-ioTem'tlre 0.46 0.32 0.35 0.18 0.17 0.16 0.21 0.19 0.26Décembre 0.66 0.47 0.40 0.37 0.22 0.25 0.53 0.21 0.39

..i.:-L:::~e OvZ8 0.66 0.52 0.51 0.42 0.42 0.37 0.36 0.50

Fig. 2 - Dépôts Annuels des aérosols ,.3 Dakar (1985/1991)

55

..... - "-'.- .... -·--.... 1

1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991o

1

_~nn. annuelle len 111112111

Tableau II

0,2

0,4

0,8

0,6

Dépôts moyens mensuels et annuels d'aérosols à Dakar(en g/m2/jour).

:-éception par rapport aux zones sources et en cororollaire à la distributionJranuloatétrique des lithométéores.

'1

Une autre difficulté pour tenter une extrapolation aux 8nn~t!1

amtérieures à la collecte des dépôts par gravité réside, dans le fait que lesvlEl'iations enregistrées dans les mesures de la visibilité horizontale ne sontpadl seulement imputables aux phénomènes de brumes sèches. Elles peuventaussi nsulter d'évènements locaux de sables brassés ou plus fréquemmenterllCOre de manifestations brumeuses humides, nocturnes ou matinales. Les"broubles" dans l'atmosphère sont alors des particules sableuses de plusgr:ante taille ou de fines gouttelettes d'eau.

Les données sur les visibilités ne sont donc pas directementex;>lcitables. Elles constituent une importante information de base qu'il vataDoi:', avec le support de l'informatique, archiver, dépouiller, analyser etcritiquer avant d'aboutir à une quantification des anciennes manifestationsd~ bromes sèches et à une formulation d'un gradient nord-sud. Dans lecad.re du projet EQUESEN ce gradient établi entre les stations de Dakar etde Ngnith devrait permettre la détermination annuelle de la sédimentationéoaer:ne dans le lac de Guiers et de son importance relative par rapportau_"X apports d'alluvions de la crue fluviale.

b) Les apports éoliens au lac de Guiers

Les retombées de poussières atmosphériques d'origine saharienne dansla dépre·sslon du lac de Guiers sont mesurées à la station de N'Gnith depuisju:ille: 1987 (Tableau III).

Tableau III

Dépôts moyens mensuels et annuels d'aérosols à Ngnith(en g/m2/jour)

Les moyennes sont évaluées pour les 4 années (1988-1991)

~o:r.is 1987 1988 1989 1990 1991 Moy.

---------------------------------------------------------------Janv 0,81 0,45 0,65 0,37 0,57Fe7T 0,88 1,08 0,47 0,54 0,74~a.rs 0,84 0,52 0,83 0,48 0,66Avri 0,49 0,57 0,48 0,37 0,48Mai 0,46 0,36 0,46 0,43 0,43Juin 0,65 0,73 0,90 0,46 0,69Juil 0,42 0,43 0,22 0,45 0,81 0,48Août 0,46 0,07 0,12 0,27 0,23 0,17Sept 0,45 0,16 0,16 0,21 0,48 0,25Oct:.o 0,66 0,20 0,18 0,25 0,23 0,22Nove 0,21 0,18 0,27 0,30 0,19 0,24Déce 0,69 0,30 0,35 0,58 0,26 0,37

------------------------------------------------------------------Année 0,45 0,41 0,49 0,40 0,44

- ------------------------------------------------------------------

L'apport moyen journalier de pOUSSleres atmosphériques au lac deGuiers est de l'ordre de 0,44 g/m2/ jour. Bien que situé plus haut enlatitude, donc en principe plus près des zones sources, la dépressionlacustre capte moinB d'aérosols que la presqu'île du Cap Vert. Les dépôts

56

Tableau IV

57

------------.._--------..-..--------------------------------------------------

SédimentAérosolAlluvion'Oxyde

5iOz 57,90 72,51 61,30.!l203 19,30 10,57 17,30Fe203 8,00 3,65 7,00~iOz 1,00 0,72 0,94CaO 0,14 2,18 0,61l'!go 0,94 1,81 1,14M20 0,27 1,31 0,51WO 1,60 2,30 1,76~ 10,40 4,40 9,02

C.oIDposition chimique des alluvions, des aérosols et des sédiments du lac(en" d'oydes)

Ces phénomènes de remobilisation sont plus actifs dans la secondepéricde saison sèche (de janvier/février à mai/juin) alors que la végétationau &JI meurt. que l'humidité relative décroît et que les feux de brousseamplifient le processus. En fait on peut évaluer entre 60.000 et 70.000toones l'apport annuel de limons éoliens au lac de Guiers. Comparativementau:x flux particulaires qui accompagnent la crue fluviale, les sédiments dulac contiennent de 30 à 35 % de poussières désertiques.

En définitive, l'étude des constituants des aérosols désertiquessouligne leur importance, souvent ignorée, dans le cycle géochimique des~lé!lDenta naturels. On retiendra ici d'une part, la présence largement:lotmir.ante de la silice sous forme de quartz mais également de résidus deiia.tonées et, d'autre part l'abondance relative des minéraux argileux3Urtout représentés par l'illite, minéral ubiquiste par excellence. En tenant:ormpte de l'importance relative des apports endogènes (alluvions du fleuve)~t exogènes (poussières atmosphériques) et de leur composition chimique:es-pective on peut préciser la nature chimique des sédiments lacustres denanière très approximative (Tableau IV).

L'analyse granulométrique des échantillons d'aérosols prélevés à~g:nith montre que la taille des poussières atmosphériques oscillent entre 15~t 20 pm. Les résultats des analyses chimiques font ressortir la nature:ssentiellement siliceuse des lithométéores : la silice est exprimée sous formeje ql:artz (60 X) ou intégrée aux réseaux argileux (15 à 20 X). Les I\utres!lé·menta majeurs sont l'aluminium (lO,5 X), le fer (3,7%) et le potassium (2,3,,). On note par ailleurs la présence de calcium, de magnésium, de sodium,:le titane avec des pourcentages compris entre 1 et 2%.

--------------------------------------------------------------------------

., .-ont. annu.nement. de l'ordre de 165 s/m'l/an. Rapportée à la surfacemoyenna du lac, la .'dlm"nt.ll.Uon d'origine éolienne y serait annuellementd"enriron 40.000 tonnes. Cette valeur est vraisemblablement en dessous dela. rialité par suite des phénomènes de remobilisation qui peuvent êtreim-portanta dans les capteurs secs. Une étude des relations existant entre lavit.esse du vent et le dépôt de poussières au sol en milieu soudano-sahéliena permis d'estimer le taux de remobilisàtion moyen annuel à 40%.

..

II.. - LES FLUX PARTICULAIRES DE L'AMONT ET LA SEDIMENTATION AVAL

1. Les t'lux de sédiments issus de l'érosion des sols

a.: l'irol8ion mécanique sur le haut bassin

L-es processus de l'ablation des versants par les eaux de ruissellementsont étudiés à l'exutoire de Bakel qui contrôle l'ensemble du bassin amontd'll f:euve Sénégal. Les mesures pendant la crue y sont quotidiennes depuis19i9.. Nous disposons actuellement de 12 cycles hydrologiques complets dont8 se scnt déroulés avant la mise en service du barrage amont de Manantaliel: ~ qui correspondent à la gestion artificielle d'environ 60 % desr~sSJurces en eau du fleuve Sénégal.

L·-e !lux moyen annuel de matières exportées est de l'ordre de 2,42:n:ih:ns de tonnes (Ht) avec des valeurs extrêmes en 1990 (1,1 Mt) et en1935 (4,0 Mt). La concentration moyenne journalière interannuelle s'élève à237 ng/1.

58

Cycle Tonnage Volume ConcentrationHydrologique (1()&t) (l09 m3 ) (mg/l)-------------------------------------------------------------------1979/80 1,85 9,56 1931980/81 2,62 12,24 2151981/82 2,38 13,37 1781982/83 1,65 9,62 1711983/84 1,65 6,89 2381984/85 1,37 6,78 2021985/86 4,00 11,20 3581986/87 3,17 10,82 2931987/88 1,63 6,94 2351988/89 3,93 13,50 2911989/90 2,36 12,43 1901990/91 1,11 7,41 1501991/92 3,70 12,00 300

':~

~j.

~~

Moyenne 2,42 10,21 237~i

~

i,La répartition annuelle de ces flux de matières est à l'image de celle

d-es débits, saisonnière et invariable d'une année sur l'autre du moins avantla construction du barrage de Manantali dont les lachûres successivesentraînent des reprises épisodiques dans la charge solide. Globalementcependant c'est au mois d'août que transitent les flux de suspensions lesplus abondants (36 " en moyenne de l'apport annuel).

Entre 1979 et 1991, sur l'ensemble du bassin versant amont duS-énégal, l'érosion mécanique spécifique est passée de 6,3 t/km2/an en1984/85 à 18,4 t/km2/an le cycle suivant, en 1985/86. Ces deux cyclescorrespondent à des situations hydrologiques particulières : le cycle 84/85est le cycle le plus sec, en revanche le cycle 85/86 est un cyclerelativement humide faisant suite à trois années sèches. Il est remarquableégalement de constater qtre l'année J:.: plus humide (81/82) n'a qu'un taux

o'érosion mécanique spécifique de 10,9 t/km2/an ce faible taux estalttribu.able au fait que ce cycle suit un cycle également humide.

Ainsi l'érosion mécanique n'est pas seulement tributaire del"hydro}ogie de la crue considérée mais aussi de celle de l'année précédentee!:' èe "'l'état du bassin versant" au moment d'une nouvelle phase d'érosionp'récoce.

b) ."fécanismes de l'acquisition de la charge solide par les fleuves desr-ég;.i:::ms tropicales.

Ils sont extrêmement complexes et de nombreux colloques et semmairesleur sont consacrés depuis de nombreuses années. Leur approche ne peutê'-:;re le fait de mesures ponctuelles mais découle de longues sériesci 'otservations comme c'est le cas pour le fleuve Sénégal. Nous présentonsici ·.me '\ision plus globale sur 12 années de mesures quotidiennes. Lesp'ul;;ations journalières des concentrations en MES évoquées dans lesr'sp::or~s 2 et 5 seront reprises avec la nouvelle définition des coefficientsd·~ ruis.sellement obtenue à partir du traitement des images satellitaires.

2. Flux d'alluvions dans la basse vallée et à l'embouchure

D;ans le cadre du projet EQUESEN, les alluvions ou sédiments quitran.sitent dans la basse vallée du Sénégal sont contrôlés d'une part sur lefI,~u"'e au barrage de Diama (km 50) et à Richard-Toll (km 170) et, d'autrepsrt sur le canal de la Taoué qui achemine les eaux de la crue fluviale etle'ur cortège de matières en suspension vers la dépression du lac de Guiers.

oS! Flux particu1aires au barrage de Diama

L·es !lux de matières en suspension au barrage de Diama font l'objetdes travaux du Département de Géographie de l'Université de Dakar dans lecadre de leur programme sur l'étude géomorphologique et le façonnementdes paysages de la basse vallée du Sénégal.

b) Les apports de sédiments vers le lac de Guiers

Le bilan quantitatif

De nombreux rapports et articles ont déjà fait état du fonctionnementparticulier du lac de Guiers et de son remplissage par la crue annuelle dufleuve sénégal au moment où les eaux sont les plus chargées en suspension.

L'apport terrigène vérs la dépression lacustre est quantifiable chaqueannée par des mesures journalières effectuées sur le second pont barragede la T80Ué. Le protocole de prélèvement consiste en une prise d'eauquotidienne de 50 litres à l'aide d'une bouteille à reversement munie d'unmessager. En fonction de la position du plan d'eaU, les échantillons sontcollectés à différentes profondeurs sur cinq ou sept profils transversaux.Le traitement, in situ, consiste à ramener rapidement à 1 litre le volumereprésentatif à acheminer vers le laboratoire. On procède à une premièredécantation des 50 litres recueillis par addition de 5 cm3 d'acidechlorhydrique, puis le lendemain au siphonnage de l'eau claire surnageante.Le volume résiduel (environ 10 litres) est transvasé dans une dame-jeannetransparente qui permet de visualiser le niveau de décantation et de

59

.1il.?c';' ~,

60

?rocéder, 24 heures plus tard, à un nouveau siphonnage pour aboutir à un'l'oL-ume de 1 litre. Au laboratoire les matières en suspension sont recueilliespar centrifugation puis sèchées à l'étuve (60' C') et pesées.

Les apports terrigènes vers le lac de Guiers qui figurent dans le:.ableau V ci-dessous sont estimés, les mesures de la charge solide n'ayant?as été toujours réalisées pendant toute les périodes d'ouverture des·;:,arrages et de l'apport fluvial. En première approximation on admet que les.:omcentrations moyennes ou turbidités mesurées pendant la périoded'o.bservation (qui correspond en moyenne à 75% du temps de remplissage)doonent l'ordre de grandeur de celles qui auraient été obtenues avec desnesures complètes. Ceci est assez vraisemblable du fait que les premières~aQX et les derniers écoulements non pris en compte sont d'une part, les?lu.s concentrées et d'autre part, les plus diluées.

Tableau V

Apports annuels (en tonnes) de sédiments au lac de Guiers(volumes en millions de mJ et turbidité en mg/!)

Les dates correspondent aux périodes de remplissage

Année Date Tonnage Volume Turbid.

: 98tD 28/07-2/10 193000 521 3701981 23/07-2/10 202000 523 386198:2 6/08-28/09 97000 368 2631983 10/07-25/03 non observé198-4 30/06-9/01 non observé:98.5 29/07-29/09 240000 548 438198;5 28/07-8/10 184000 536 344:98'7 15/07-22/10 248000 464 535:988 1/06-20/09 210000 492 426198:9 19/06-10/10 288000 606 475:9S() 21/06-8/10 154000 500 308:991 en instances d'évaluation

En moyenne le lac de Guiers reçoit annuellement 200,000 tonnes desédiments véhiculés par un volume moyen de l'ordre de 506 millions de m3

d'eau dont la turbidité moyenne est de 400 mg/l. Cette charge solide esttrès élevée par rapport à celle du fleuve; elle découle des conditionsparticulières du remplissage du lac de Guiers en début de crue. Enadmettant une densité moyenne de 1,5, les apports annuels se chiffrent àprès de 300.000 m3 de matières en suspension. Ils représentent un taux desédimentation de 1,3 mm/an ou encore de 1,3 m par millénaire, ce qui estconsidérable à l'échelle géologique.

Un autre point important à souligner concerne l'origine même des eauxqui globalement tous les ans se déversent dans la dépression lacustre. Al'état naturel, il avait déjà été mis en évidence que les épaulements assezrépétitifs tous les ans dans }'hydrogramme de crue du Sénégal provenaientdans la plupart des cas d'une crue précoce de la Falémé par rapport auxdeux autres branches-méres du Sénégàl que sont le Bakoye et le Bafing. La

1IU ---------.--.---

61

g~sti:m artificielle de la crue du Bafing, qui assurait autrefois près de 60 ~

des débits du Sénégal, est aujourd'hui menée de telle sorte qu'elledé'termine encore plus le remplissage du lac de Guiers par les eaux der\rissellement qui érodent les sols de la Falémé. Autrement dit, ce sontes:sentiellemnt les horizons superficiels du bassin versant de la Falémé, donton connaît la nature ferrifère, qui garnissent et tapissent les fondslacustres. Ce résultat est important pour les reconstitutions paléoclimatiquesà partir de sondagesdans les sédiments. Leurs teneurs en fer total peuventy constituer de pr'cieux marqueurs de l'importance de l'érosion ancienne etdOlnc des climats humides du passé.

Le bilan qualitatif

La. distribution granulométrique dans les matières en suspension qui:ransitent dans le canal de la Taoué indique qu'il s'agit essentiellementj'argiles (de 80 à 92 %). Les limons fins (de 2 à 20 p) sont compris entre 6et 18 " et les sables entre 1 à 4 %. La matière organique est peu abondanteet Tes "teneurs qui oscillent entre 1,5 et 2 % sont relatIve-ment constantes.

La composition chimique reflète la nature des sols dont les supensionssont issues: prédominance de la silice (54 %), abondance de l'alumInium (22") et du fer (9,5 "), présence de potassium (1,5 %),de magnésium et de:ita.ne (l %) et faibles quantités de de calcium et de sodium (0,3 %).

La nature minéralogique confirme la composition chimique avecj'abondance de kaolinite (36 %), d'illite et d'interstratifiés (21 %), de quartz18 "l, de smectites (17 %) et d'un peu de goethite (3,5 %).

:U. - L'ALTERATION CHIMIQUE. FLUX DE MATIERES DISSOUTES

L La composition chimique des eaux du Sénégal amont

l.-es méthodes statistiques fondées sur l'analyse des corrélations totales ousur .1eB analyses factorielles fournissent des renseignements importantsc::mcernant les relations entre les différentes variables qui contrôlent lacomposition chimique des eaux et des sédiments. Tous les traitementsstatistiques on été effectués par l'intermédiaire du logiciel S.A.S. (SASInstitute lnc., 1985)•. Les résultats ont déjà été présentés dans lesdifférents rapports scientifiques précédents.

2. La composition chimique des eaux du Sénégal aval

L-es stations d'observation de la qualité des eaux du fleuve Sénégalont été mises en place tardivement. Le contrôle le plus régulier a étéréalisé à Richa.rd-Toll dont les résultats sont en cours de dépouillement. Ilssont partiellement exploités dans la partie de ce rapport consacré à )aprod uction primaire et au phytoplancton.

3.La composition chimique des eaux du lac de Guiers

La qualité physico-chimique des eaux du lac (pH, Conductivité,Chlorures, Sulfates, Alcalinité, Sodium, Silice, Potassium, Cahium etMagnésium ), présentée dans l'étude de factibilité se basait . ur un

,.,

1

·.

échantillonnage complet effectué à un rythme parfois mensuel ou fonction dela cote du plan d'eau en 14 stations (du nord au sud) entre 1979 et 1982.

Depuis lors et particulièrement ces deux dernières années, de fortesmodifications qualitatives sont sans doute intervenues suite aux lâchuresvers le Ferlo à partir de la digue de Keur. Momar Sarr. Comme la région suddu lac était de loin la zone la plus minéralisée ces lâchures ont dûprovoquer un adoucissement sensible des eaux lacustres à moins que leséchanges réciproques eaux de surface-eaux souterraines sursalées ne l'ailcompensé progressivement.

L'actualisation de l'évolution spatio-temporelle de la qualité des eauxlacustres devrait être menée en parallèle avec celle de la lame desubmersion du Ferlo pour établir les bilans actuels. Elle devrait aussipermettre de s'assurer des possibilités d'utilisation des données recueillies~ la station de la SONEES à Ngnith considérée comme représentative de la~ualité moyenne des eaux du lac en vérifiant la formule de correspondance?roposée dans l'étude de factibilité. L'évolution des chlorures est présentéeians le rapport joint à. ce rapport.

Ces études sont menées en collaboration étroite avec GEOTOP (donL le::-esponsable est J.P. SCHMITT), de l'Université de Québec à !'lontréul.'inalyses des éléments à l'état de traces}. Ce laboratoire analyse il des~oses infimes (pg/l) des éléments comme l'aluminium, l'arsenic, le bore, letaryum, le césium, le cobalt, le chrome, le cuivre, le dysprosium, le fer, le~allium, le germanium, le lithium, le manganèse, le néodyme, le rubidium, leE.:andium, le samarium, le strontium, le titane, le vanadium, l'yttrium et lez:nc, sans parler des éléments majeurs comme le sodium, le calcium, ler:agnésium, le potassium et la silice Nous disposons actuellement de 12c.3.mpagnes complètes de résultats sur les eaux du lac de Guiers et de laléme de submersion du Ferlo. Il devrait en émerger un spectre chimiqueè'une étonnante originalité dans ce contexte fluvio-lacustre : une grandep:emière sans doute en Afrique.

Le prochain rapport sur la qualité globale des eaux du lac de Guiersest en cours de finition, Cette grande fresque de la phisicochimie des eauxd'.: lac de Guiers est d'autant plus attendue que la situation du lac estdevenue alarmante (voir lettres ci-dessous du Ministère du DéveloppemntR~ral et de l'Hydraulique du Sénégal) depuis le début de l'année 1992 avecle "boum" algal provoqué par un développement sans précédent depuis 15an9 de macrophytes enracinés tels que Sphenoclea zeylanica et surtout deprairies flottantes de Pistia stratiotBB ( plus connues par le profane sousl'appellation de laitues d'eau).

CONCLUSION

EN CONCLUSION DE CE SIXIEME RAPPORT SCIENTIFIQUE NOUS AVONSSOUHAITE METTRE L'ACCENT SUR LA SITUATION PARTICULIEREMENTDELICATE DU LAC DE GUIERS ET SUR LES RISQUES D'EUTROPHISATION ACOURT TERME DU "POUMON HYDROLOGIQUE" DU SENEGAL. LA GESTIONMULTIFORME CONCERTEE ET RIGOUREUSE DE CET ECOSYSTEME BIENVULNERABLE POUR UN HEUREUX PARTAGE DE L'ESPACE, LA PROTECTION DELA NATURE EN HARMONIE AVEC LE DEVELOPPEMENT ECONOMIQUE ET SOCIALEST D'AUTANT PLUS NECESSAIRE AVEC LES ECHEANCES PROCHES DU CANALDU CAYOR ET L'EVENTUALITE DE LA REMISE EN EAU DE LA CUVETTE DUN'DIAEL. A CET EGARD UN NOUVEAU PROJET PLUS SPECIFIQUE A LA BASSEVALLEE DU FLEUVE SENEGAL DOIT ETRE PRESENTE A LA CEE.

62

03 MJ\RS 1992

Le 'l'in:c/wr

N20 0 5 4 11N" ............•••..••..•.•..•..• 1 M.D.R.H. 1 D.C1....

à Monsieur le Directeurde l 'ORSTOM

- DAKAR -

Acet effet, une mission sur le Lac est prévue dans les meilleursdélai s.

La situation du Lac de Guiers est alarmante. Il a été noté un

d~Yeloppement inquiétant de plantes aquatiques s'accompagnant d'une

d~9ration constante de la qualité des eaux.

Veuillez agréer, Monsieur le Directeur,sentiments les meilleurs.

Compte tenu de l'intérêt que vous accordez au suivi du Lac, je vousinvite ~ participer ~ cette mission dont la date sera fixée par descontacts directs avec votre Direction.

Monsieur le Directeur,

J iet Mission sur le Lac de Guiers.

IRECllON DU OENIE RUf{ALEl DIS L'HYDRAULIQUE

~ilNISTERE

Il DEVELOPPEMENT RUR,\L. 1° Iblt ,,·.n"DRAVL'CJUK'

~CllOM QENEfIALE: 2.3. RUE LA 'AyETTE - 7&480 PARIS CEOEX '0 - Ultl>hone 411.03.71.':

Ji~ l'JUS prie de croire, Monsieur le Directeur, en l'expression de ma considérationciisblgu,ée.

Monsieur le Directeurdu Génie Rural et del'HydrauliqueDAKAR

Le Représentant de l'ORSTOMau Sénégal

à

Dakar, le 06 mars 1992

.;ie '/OUS serais reconnaissant de nous informer au plus vite des dates qui auronté:é l:'eten~i!S pour cette mission de manière à ce que ces chercheurs puissent sel"!m:re disponibles.

N,OlSieur le Directeur,

'",,:el..: N- 54.1 du 3 mars 19921\,':e!..: PX/nt/217O:{et : mission sur le lac de Guiers

Le RePr'~nt,ant de l'ORSTOM8 Sénegal

~LLP. Mathieu

~.~ .,. 1388 - DAKAR~...... du S6ftèga1)

~ 32.341'QI32.34.7832.SB.8U32.03.84

~51468SG

T~32.43.07

,':;:mme S'Jite à votre lettre ci-dessus référencée, j'ai l'honneur de vous informer: ~:J!: co.mpte tenu de l'importance de la situation évoquée, Messieurs Jean Yves

G.L.::: et François Xavier COGELS sont disposés à participer à une mission surlJ.: :J.c ~e Guiers organisée à votre initiative.

nur~sœ RB:HERCHE SCŒN11F1OUE"LE DtYaDPf'fMEHT EN cooptRAnON

'.

Ettude du fonctionnement des nappes. Relation entre les eaux de surfaceeU:. les eaux souterraines (Contribution de J.L. SAOS, J.P. THIEBAUX, A•

. DlIAGANA, S.M. DIAO, Y. KOUSSOUBE).

Rapport non parvenu.

Dy-nanique sédimentaire et granulométrie des matières en suspension dansl'estuaire et au large de l'embouchure du fleuve Sénégal (Contribution deA. KA..'Œ).

Rapport en cours de synthèse.

63

~_..

1j~

1•

,

PUBLICATIONS DU PROGRAMME EQUESEN

(Environnement et qualité des eaux du fleuve Sénégal)

1. GAC J.Y. (1989) - Environnement et qualité des eaux du Sénégal. Rapportscjentifiqu~ n ·1, multigr., projet EQUESEN de la CEE. TS2 /019BF /EDB, DGln programme STD. Bruxelles, 1 novembre. 1989, 29 p.

2. GAC J.Y.. COGELS F.X., APPAY J.L., BOUCHEZ J.M.• DUPREY J.L., F.X.,LABROUSSE B., ORANGE D. (janvier 1990) - Reconnaissance géochimique surles eaux de la lame de submersion de la vallée morte du Ferlo (Sénégal).Re..;:>port DRSTDM, Dakar, projet CEE (EQUESEN), 85 p. .

3. GAG J.Y., APPAY J., LABROUSSE B. (février 1990) - L'intrusion des eauxocéaniques dans la basse vallée du fleuve Sénégal au cours du XXèmesiècle. Rapport DRSTDM, Dakar, projet CEE (EQUESEN), 52 p.

-t.COGEl.S F.X., GAC J. Y. (mars 1990) - Bilan limnologique du lac de Guiersavant 1& mise en fonction du barrage de Diama : hydrologie, qualité etgestion des eaux. Rapport ORSTDM, Dakar, projet CEE (EQUESEN), 38 p.

5. GAG .1.Y. (avril 1990) - Environnement et qualité des eaux du Sénégal.Rapport scientifique n ·2, multigr., projet EQUESEN de la CEE, TS2 /0198 F/EDB, DG XII programme STD, Bruxelles, 1 avril 1990, 54 p.

3. COGELS F.X., GAC J.Y., APPAY J.L., EVORA N., LABROUSSE B. (octobre2.99'0) - Fonctionnement et bilans hydrologiques du lac de Guiers de 1976 à:98:9. Rapport DRSTDM, Dakar, projet CEE (EQUESEN), 60 p.

". GAG J.Y., APPAY J.L., CARN M., ORANGE D. (octobre 1990) - Le haut:,assin versant du fleuve Sénégal. Rapport ORSTOM, Dakar, projet CEEEQUESEN). 108 p.

5. GAG J. Y., APPAY J.L., DIALLO M.I. (novembre 1990) - La visibilitéiorizonta1e au sol à Dakar (Sénégal) de 1987 à 1989. Projet CEE EQUESEN,_?apport multigr., ORSTOM, Dakar, 45 p.

~. GAG J.Y., COGELS F.X., KANE A., SAOS J.L. (novembre 1990)Bnvironnement et qualité des eaux du Sénégal. Rapport scientifique n ·3,nultigr., projet EQUESEN de la CEE, TS2 /0198 F /EDB, DG XII programme5TD, Bruxelles, 1 novembre 1990, 63 p.

J.o. LEGER D., SCHMIT J.P., YOULA M., COGELS F.X., GAC J.Y. (décembre1990) - Etude d'un écosystème aquatique sahélien. Composition chimiqueélémentaire des eaux du lac de Guiers (Sénégal). Rapport du CECI (CentreCanadien d'Etudes et de Coopération Internationale), 85 p.

11. COGELS F.X.. DACRUZ EVORA N. et GAC J.Y. (janvier 1991)L'évaporation du lac de Guiers (Senegal) de 1976 à 1989. Bilan et essaid'interprétation. Rapport CEE (projet EQUESEN), 25 p.

64

.~ .-;

:':2.. GhC J.Y., COGELS F.X., EVORA N., LABROUSSE B. (février 1991) - Le~ilm hydrologique du lac de Guiers en 1990. Rapport CEE (projet:EQTESEN.!~ 20 p.

~3.~A\~ .~. Y. (avril 1991) - Environnement et qualité des eaux du fleuveSérega.l. .=l.apport CEE, projet EQUESEN, n' 4, avril 1991, 122 p.

:':4. 3A:LL·JN F., GAC J.Y. (mai 1991) - L'avifaune du lac de Guiers. Rapport':::EI. pro5et EQUESEN, 13 p.

~L5. ~'OR.-\ N.D., GAC J.Y., COGELS F.X. (juin 1991) - Logiciel de gestion:;n:-éTisiionnelle (LGPLG) des eaux du lac de Guiers. Rapport CEE, projet~QITSEN, 56 p.

~,-ê. ::AC J.Y., CARN M., ORANGE D. (août 1991) - Données hydroclimatiques et~éo=nln'I11Q'.leS sur le bassin versant du fleuve Sénégal et sur la guinée:'':"one 1) . Rapport CEE, projet EQUESEN, 87 p.

~ -. ::AC J.Y., CARN M., DIALLO M.I., ORANGE D. (septembre 1991) - Le pointsn.::- :€S' o:::servations quotidiennes des brumes sèches au Sénégal de 1984 àL99~ Rapport CEE, projet EQUESEN, 13 p.

~,B. ::AC J.Y., CARN M., ORANGE D. (octobre 1991) - L'impact de la sécheresse3.l'::t.u~lle sur le bilan hydrologique du fleuve Sénégal à Bakel. Rapport CEE,P):--OJ~t EQUESEN, 32 p.

:.9. ~AC J.Y., CARN M., CECCHI P., COGELS F. X., KANE A., SAOS J.L. (octobre:...991 - Environnement et qualité des eaux du fleuve Sénégal. Rapport CEE,?>:'O."P.t EQUESEN, n' 5, 202 p.

2~r;. :CGELS F.X., CARN M., EVORA N.D. et GAC J.Y. (janvier 1992) ­'''':'::ilioations et applications pratiques du modèle d'aide à la gestion des eaux='U h.e de Guiers (modèle LGPLG). Alternatives de gestion actuelle et future •.~p;or: CEE, projet EQUESEN , 47 p.

2:'. :;.-\C J.Y., COGELS F.X., EVORA N. (février 1992) - Fonctionnement et=I11s.r. hydr::>logique du lac de Guiers (Sénégal) en 1991. Rapport CEE, projet~:;)UISEN, 40 p.

22.. CJG-ELS F.X., CARN M. et GAC J.Y. (mars 1992) - Evolution annuelle et:m:;er~nnuelle des chlorures dans le lac de Guiers à N'gnith de 1973 et 1991._~pp~rt CEE, projet EQUESEN, 40 p.

23.. C.lJt.li H., SONKO P.N., GAC J.Y. et GUILLOT B. (mars 1992) - Epsat-p :L..CJgiC:el de traitement d'images pour l'estimation de la pluviométrie à partirde' l'ma.gerie IR - Meteosat. Rapport CEE, projet EQUESEN, 42 p.

24•. C.-\1Lli H., SONKO P.N., DAGORNE D., GUILLOT B., LAHUEC J.P., GAC J. Y.a,,-ril 1992) - Pluviométrie du bassin versant du fleuve Sénégal. Adaptation

du; lc-giciel d'estimation des pluies par satellite EPSAT sur microordinateur.?a~,pport CEE, projet EQUESEN (sous presse).

25.. GAC J. Y., CARN M., CECCHI P.,COGELS F.X., MILLET B. (avril 1992) ­gn:vir:mnement et qualité des eaux du fleuve Sénégal. Rapport CEE, projet

. EQUESEN, n' 6, 64 p.

LE VOLET FORMATION (de 1990 à 1992)PROGRAMME EQUESEN

(Environnement et qualité des eaux du fleuve Sénégal

I~ DOCTORAT D'ETAT

L CRA..~GE, Français (1990) - Hydroclimatologie et géody-namique actuelled'un vieux paysage latéritique : le Fouta Djalon.{Nouvelle Thèse de Doctoratsoutenue à l'université Louis Pasteur de Strasbourg, le 20 décembre 1990).

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2_ CECCHI Philippe,p,hy!Oplancton dans(~ouvelle thèse) dontè~ Montpellier.

Français (1992) Dynamique spatio-temporelle dul'estuaire du fleuve Sénégal. Thèse de Doctoratla soutenance est prévue en juin 1992 à l'Université

E. fQCTORAT DE 3 ème CYCLE, MEMOIRES de DEA

1. Noël Dacruz EVORA, Cap Verdien (1990) : Bilan hydrique du lac de Guiers.bnpcrtance de l'évaporation d'une nappe d'eau libre en zone sahélienne.T\~èu de 3ème cycle soutenue le 28 novembre 1990 à l'école PolytechniquedIe Hons (Belgique). Membres du Jury (MM. COGELS et GAC).

2. ~me FATOU NDIAYE, Sénégalaise (1990).- Simulation du sys-tèmep>!l.léocène-maestrichtien de Pout avec un modèle tridimen-sionnel auxd::fférences finies (Sénégal). Thèse soutenue le 28 novembre 1990 à laF'!lculté Polytechnique de Mons en Belgique).

3. M. Abdoulaye FAYE, Sénégalais (1991) : Les écoulements du fleuve Sénégalà la station de Diama au cours de l'année hydrologique 1990. Mémoire deD-E.A. de Géographie tropicale soutenue le 29 octobre 1991 à la Faculté desL~ttr-e8 et des Sciences Humaines de l'Université de Dakar. Membre du Jury(M. A. KANE).

4. Abdoul&ye FAYE : Eau et milieu physique dans le bassin de l'axe Gorom­Lampsar (Sénégal). Mémoire de maîtrise soutenu en décembre 1990 auDépartement de Géographie de la Faculté des Lettres et des SciencesHomaines de l'Université de Dakar.Membre du jury (A. KANE).

~ PREPARATION

Thèse d'Etat

1. M.A.KANE, Sénégalais (1992/1993) Etude géomorphologique dufaçonnement des paysages de l'estuaire du Sénégal et de leurs modificationsdans le contexte de l'Après-Barrage (Département de Géographie del'Université de Dakar).

:hèlBe de 3ème cycle

1 ML.Mamadou Issa DIALLO, Guinéen (1992) - Les brumes sèches actuelles,ricentes et anciennes leur intelligence pour la compréhension des~r'Qlniques lacustres sahéliennes (Dpt de Géographie de l'Université deraka:.r).

~ M.. Abdoulaye FAYE, Sénégalais (1992/93).- Paléosalinité, paléohydrologie,Plléoclimat dans la basse vallée du fleuve Sénégal (Dpt de Géographie deJ'"Jn:fiversité de Dakar).

~. M. DIAGA.'iA, Sénégalais (1992) : Recharges et transferts des eaux!l;u~rraines dans la région de Matam (Sénégal). Thèse de 3ème cycle dontl!. soutenance est prévue en juin 1992 au Département de Géologie de]-Jnrversité de Dakar.

4. M.. O. KANE, Sénégalais (1993) : Etude agroéconomique des nouvellesinpla.ntations hydroagricoles autour du lac de Guiers et de leur implicationss ..r 1}a qualité des eaux. Thèse de 3ème cycle dont la soutenance est prévuee:: 1993 à l'Institut des Sciences de l'Environnement (ISE) de l'Université deD!kar.

H~moire de DEA

1. Mne Seynabou CISSE, Sénégalaise (1991/1992) - Impact de la sécheresses-.:r l'évolution hydrogéochimique des nappes infrabasaltiques de la?~8qutr1e du Cap Vert.

2. ~l2De DA BOIT, Française (1992): Impacts des aménagements hydroagricolessC' la nappe alluviale dans la région de Richard-Toll/lac de Guiers. MémoireC~ DEA (soutenance prévue en avril 1992 à l'Université de Dakar).

3. M.. S.M. DIAO, Sénégalais (1992) Relations eaux de surface/eauxsC';terraines dans la région de Richard-Toll/lac de Guiers (Sénégal). Mémoirede DEA dont la soutenance est prévue au Département de Géologie deITnh'ersité de Dakar en juin 1992.

4. H. Y. KOUSSOUBE, Burkinabé (1992) : Application de la géophysique àl'é:ude hydrogéologique de la vallée du fleuve Sénégal. Mémoire de DEAdo:tt la soutenance est prévue en avril 1992 au Département de Géologie del't'niversité de Dakar en avril 1992.

5. ~. A. COLY, Sénégalais (1993) : Reconstitution séculaire de la remontéesalne dans la basse vallée du fleuve Sénégal. Mémoire de DEA dont laso..-teoance est prévue en 1993 au Département de Géographie deJ'U:1Ïversité de Dakar.

~. ~. LAWANI, Béninois (1993) : Impacts des rejets des zones irriguées surl'écosystème lacustre du Guiers. Etude de l'eutrophisation récente des eaux~t ie son ~volution. Mémoire de DEA dont la soutenance est prévue en 19935. l'Institut des Sciences de l'Environnement (ISE) de l'Université de Dakar.

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