Session 3 : Modélisation hydrologique en zone rurale sahélienne
396
L'objectif de cette étude est d'appréhender les principaux hydrodynamiques agissant sur le
processus pluie-écoulement de surface dans le contexte de petits bassins ruraux sahéliens.
Nous avons orienté l'étude vers un modèle paramétrique pluie-débit, qui demande la
détermination d'un potentiel de ruissellement conduisant, initialement, à l'estimation des valeurs
de volumes d'écoulement de crue au niveau des bassins versants étudiés. Le modèle est d'abord
ajusté et validé sur six bassins versants au Nord du Burkina Faso et ensuite utilisé pour simuler
des situations particulières (prédiction de la crue de récurrence décennale).
L'utilisation de la télédétection élargit l'intérêt de l'étude en permettant, d'une part, d'obtenir
les informations sur le potentiel de ruissellement, paramètre hydrologique de base pour la
simulation de l'écoulement superficiel, d'autre part, de tester la sensibilité du modèle à toute
modification spatiale ou temporelle des différentes caractéristiques du bassin versant concerné.
CADRE DE L'ÉTUDE
Les six bassins étudiés font partie du grand bassin dit de la mare d'Oursi. Celui-ci est situé au
Nord du Burkina Faso, en zone climatique sahélienne. Il s'étend entre 14°33 et 14°41 Nord et
entre 0°26 et 0°40 Ouest (figure 1). Le paysage de la mare d'Oursi est très complexe malgré une
relative homogénéité d'ensemble. Sous l'angle des caractéristiques hydro-dynamiques, on y
distingue (Chevallier et al, 1985) quatre grandes familles de paysages :
(i)
Le système dunaire, correspondant à un erg ancien fixé, plus ou moins pédogénéisé avec
des sols brun-rouge subarides sur sables éoliens, ou des sols ferrugineux tropicaux peu
lessivés.
(ii) Les thalwegs et les dépressions, constitués par les marigots et la mare elle-même.
(iii) Les buttes et les reliefs provenant des sources variées : roches basiques, roches granitiques,
paléosurfaces cuirassées peu disséquées.
(iv) Les grandes zones de glacis qui sont des paysages à surface relativement plane et de faible
pente, liées soit à des cuirasses ferrugineuses, soit à des affleurements rocheux.
Le climat de la région est de type sahélien sec, caractérisé par des températures moyennes
élevées avec de fortes amplitudes, des valeurs moyennes mensuelles très fortes de
l'évapotranspiration potentielle (plus de 2 500 mm par an, méthode Penman), un régime de
précipitation marqué par une saison de pluie de moins de quatre mois, des averses de courte durée
(les corps d'averses durent rarement plus de 30 minutes) et généralement de forte intensité et une
pluviosité faible (465 mm par an en moyenne).
Au niveau de l'écoulement de surface, les observations montrent qu'il se produit entre 15 et 20
crues par année. L'essentiel de l'écoulement provient du ruissellement consécutif à une ou
plusieurs averses. Sur l'ensemble des bassins de la mare, il n'y a ni écoulement de base, ni même
écoulement hypodermique (Ribstein, 1990). Les coefficients d'écoulement sont très variables d'un
bassin à l'autre, mais restent en moyenne très faibles. Sur la figure 2, nous avons reporté un
exemple de valeurs des couples (pluies journalières, lames ruisselées) observées sur les bassins.
396
L'objectif de cette étude est d'appréhender les principaux hydrodynamiques agissant sur le
processus pluie-écoulement de surface dans le contexte de petits bassins ruraux sahéliens.
Nous avons orienté l'étude vers un modèle paramétrique pluie-débit, qui demande la
détermination d'un potentiel de ruissellement conduisant, initialement, à l'estimation des valeurs
de volumes d'écoulement de crue au niveau des bassins versants étudiés. Le modèle est d'abord
ajusté et validé sur six bassins versants au Nord du Burkina Faso et ensuite utilisé pour simuler
des situations particulières (prédiction de la crue de récurrence décennale).
L'utilisation de la télédétection élargit l'intérêt de l'étude en permettant, d'une part, d'obtenir
les informations sur le potentiel de ruissellement, paramètre hydrologique de base pour la
simulation de l'écoulement superficiel, d'autre part, de tester la sensibilité du modèle à toute
modification spatiale ou temporelle des différentes caractéristiques du bassin versant concerné.
CADRE DE L'ÉTUDE
Les six bassins étudiés font partie du grand bassin dit de la mare d'Oursi. Celui-ci est situé au
Nord du Burkina Faso, en zone climatique sahélienne. Il s'étend entre 14°33 et 14°41 Nord et
entre 0°26 et 0°40 Ouest (figure 1). Le paysage de la mare d'Oursi est très complexe malgré une
relative homogénéité d'ensemble. Sous l'angle des caractéristiques hydro-dynamiques, on y
distingue (Chevallier et al, 1985) quatre grandes familles de paysages :
(i)
Le système dunaire, correspondant à un erg ancien fixé, plus ou moins pédogénéisé avec
des sols brun-rouge subarides sur sables éoliens, ou des sols ferrugineux tropicaux peu
lessivés.
(ii) Les thalwegs et les dépressions, constitués par les marigots et la mare elle-même.
(iii) Les buttes et les reliefs provenant des sources variées : roches basiques, roches granitiques,
paléosurfaces cuirassées peu disséquées.
(iv) Les grandes zones de glacis qui sont des paysages à surface relativement plane et de faible
pente, liées soit à des cuirasses ferrugineuses, soit à des affleurements rocheux.
Le climat de la région est de type sahélien sec, caractérisé par des températures moyennes
élevées avec de fortes amplitudes, des valeurs moyennes mensuelles très fortes de
l'évapotranspiration potentielle (plus de 2 500 mm par an, méthode Penman), un régime de
précipitation marqué par une saison de pluie de moins de quatre mois, des averses de courte durée
(les corps d'averses durent rarement plus de 30 minutes) et généralement de forte intensité et une
pluviosité faible (465 mm par an en moyenne).
Au niveau de l'écoulement de surface, les observations montrent qu'il se produit entre 15 et 20
crues par année. L'essentiel de l'écoulement provient du ruissellement consécutif à une ou
plusieurs averses. Sur l'ensemble des bassins de la mare, il n'y a ni écoulement de base, ni même
écoulement hypodermique (Ribstein, 1990). Les coefficients d'écoulement sont très variables d'un
bassin à l'autre, mais restent en moyenne très faibles. Sur la figure 2, nous avons reporté un
exemple de valeurs des couples (pluies journalières, lames ruisselées) observées sur les bassins.