Memoire Online - Risque environnementaux et ajustement d'un modèle numérique de terrain pour la maà®trise des risques d'inondation à Ouagadougou : cas du quartier Gounghin

Cette partie a pour objectif de montrer à partir des résultats obtenus, les éléments de vulnérabilité et de risque d'inondation à Gounghin face au ruissellement pluvial.

Il s'agit de montrer le rôle de la topographie et les facteurs du dysfonctionnement des canaux d'évacuation des eaux lors du ruissellement pluvial.

Pour étudier le comportement des bassins versants urbains²⁷ face aux inondations rapides, l'hydrologie urbaine dispose de multiples outils basés sur la modélisation hydrologique. Cependant dans le domaine de l'évaluation de leurs conséquences les concepts et les méthodes restent encore peu formalisés (Barczak, et Grivault, 2007). Cette étude se base sur une démarche qualitative portant sur les facteurs de vulnérabilité et les éléments vulnérables. Une approche synthétique de la vulnérabilité permet d'appréhender la vulnérabilité dans son ensemble et de rendre compte de ses aspects plus qualitatifs (D'Ercole, 1994).

L'analyse de la vulnérabilité face au ruissellement appliquée au quartier Gounghin cherche à faire ressortir une caractérisation globale de la vulnérabilité à travers l'utilisation de la méthode d'analyse hiérarchique multicritère. L'utilisation du modèle numérique de terrain a

²⁷ Dans le cadre de notre étude, le cour d'eau principal est le canal du Moro Naba et les affluents sont les cours d'eaux secondaires. Les cours d'eaux tertiaires étant intégrés dans les ruelles du quartier, très souvent inexistant car remblayé par les ordures ou la terre.

permis de localiser les éléments exposés et d'aboutir à une cartographie de la vulnérabilité et du risque d'inondation.

II.1. La méthode d'analyse hiérarchique multicritère comme outil pour la détermination de la vulnérabilité

Les méthodes multicritères ont déjà été utilisées à plusieurs reprises en matière d'évaluation de la vulnérabilité d'un territoire (Barczak, et Grivault, 2007). En matière de risque d'inondation, les méthodes hiérarchiques multicritères (MHM) ont été utilisées pour comparer la vulnérabilité de différents sites en fonction de critères socio-économiques, hydrauliques et de l'organisation des secours (Graillot et al. 2001). Des méthodes du même type ont été utilisées pour évaluer la vulnérabilité d'un territoire face au risque de transport de matières dangereuses afin d'apporter une aide à la décision aux acteurs chargés de l'organisation des secours (Griot et al. 2002). Cette méthode a également été utilisée par Barczak, et Grivault, (2007) pour l'évaluation de la vulnérabilité au risque de ruissellement urbain à l'aide de système d'information géographique. Enfin, plus récemment, Hangnon (2009) a également utilisé la MHM pour évaluer la vulnérabilité des risques d'inondation dans l'arrondissement de Nongr-Masson à Ouagadougou. En nous inspirant de ces travaux, nous proposons d'utiliser la MHM couplée à l'analyse spatiale pour obtenir une évaluation qualitative de la vulnérabilité du quartier Gounghin au risque de ruissellement pluvial à l'aide d'un modèle numérique de terrain.

La méthode retenue est l'analyse multicritère hiérarchique mise au point par T. Saaty (Saaty, 1980). Cette méthode présente l'intérêt de proposer un modèle facilement compréhensible d'organisation des données reflétant la tendance naturelle de l'esprit à trier les éléments d'un système en différents niveaux et à regrouper les éléments semblables sur un même niveau afin de résoudre des problèmes non structurés (Barczak, et Grivault, 2007).

Les critères pris en compte pour la détermination de la vulnérabilité et du risque d'inondation sont : la topographie, la proximité au canal du Moro Naba, et le processus de ruissellement.

II.2. Caractérisation de la vulnérabilité face au risque d'inondation à Gounghin

La vulnérabilité du terrain à l'inondation identifie toutes les zones où les caractéristiques intrinsèques de l'environnement combinées avec les caractéristiques géologiques, géomorphologiques et topographique sont favorables aux processus d'inondations (Hangnon, 2009). De ce fait, la topographie du quartier Gounghin constitue un facteur incontournable conditionnant les processus de cheminement de l'eau à la surface du sol. Les spécificités

topographiques (les zones basses) et la proximité des parcelles d'habitations (200 mètres)
au canal primaire sont les différents facteurs de vulnérabilités pris en compte dans la cartographie de la vulnérabilité à l'inondation dans le cadre de cette étude.

II.2.1. Le facteur topographique dans le critère de vulnérabilité à l'inondation

Un facteur important dans l'écoulement des eaux est la pente du terrain qui permet de drainer les eaux de pluies vers les cours d'eaux.

Le MNT réalisé a permis de déterminer les pentes et les zones basses du quartier Gounghin. La carte des pentes indique que Gounghin se situe dans une zone dont les pentes sont très faibles (pentes entre 0% et 0,15%). Les pentes faibles (pentes entre 0,15% et 0,95%) se repartissent dans presque tout le quartier. Cependant, on constate une présence des pentes moyennes (pentes entre 0,95% et 5%) et des pentes fortes (pentes au delà de 5%) au Sud-est du quartier. Le Nord et le Nord-est du quartier sont particulièrement des zones de pente très faible. La localisation de ces pentes détermine le sens d'écoulement du canal primaire (direction Sud-ouest Nord-est). La reclassification du MNT (TIN vers Raster) en quatre classes fait ressortir les zones basses du quartier. La carte des zones basses ainsi obtenue permet de déterminer les zones de fortes altitudes par rapport au canal primaire. Du fait de leur proximité et leurs faibles altitudes par rapport aux zones de fortes altitudes, les zones basses font souvent l'objet d'inondations par les eaux du canal du Moro Naba lorsque celles-ci sortent du lit du canal.

Les zones basses seront dans la classe d'altitudes de 291 m et 299 m. Ce sont les zones les moins élevées du quartier qui par conséquent reçoivent les eaux drainées (d'Ouest en Est) vers le canal primaire par les canaux secondaires et « tertiaires », ce qui les rend vulnérables,

vue la faiblesse de leurs pentes. La prise en compte de ces zones dans l'identification des surfaces vulnérables est très importante.

II.2.2. La proximité au canal primaire comme facteur de vulnérabilité à Gounghin

Situé à l'extrême Est du quartier Gounghin, le canal du Moro Naba ou marigot du Kadiogo fait office de limite entre le quartier Gounghin et le quartier Bilbalgho (secteur n°2).

Le marigot du Kadiogo est aménagé sous forme de canal sur les derniers 3800 m, (longueur totale dans le tissu urbain = 7100 m). Le canal se situe dans la zone basse du quartier.

Le débordement du canal est pratiquement constaté dès que survient une averse de fréquence 5 ans caractérisée par une pluie synthétique de durée 3 heures et de hauteur cumulée 75 mm. Les caniveaux affluents sont donc soumis parfois à un reflux des eaux ce qui entraîne parfois des inondations (Mairie de Ouagadougou, 2003).

Le débordement du canal lors des inondations du 1^er septembre 2009 à été l'une des cause d'inondation des zones situées à proximité du canal. Cette situation a contraint le gouvernement burkinabé sur rapport du ministre de l'habitat et de l'urbanisme, lors de son conseil des ministres du 26 septembre 2009, à voter le décret n°2009 793/PRES/PM/MHU/MATD/MEF/MID/MAHRH/MEOV portant réglementation des servitudes des canaux primaires d'évacuation des eaux pluviales, des zones inondables inconstructibles et des zones submersibles dans la ville de Ouagadougou. La proximité à moins de 100 mètres des canaux primaires sont considérée comme zone inondation et à 200 mètres comme zone submersibles.

Planche photographique n° 5 : installations à proximité du canal : 1er septembre 2009

Le recensement fait par la mairie de Ouagadougou lors de la pluie du 1^er septembre 2009 à Gounghin montre que les infrastructures, ouvrages, et habitations les plus touchés par les inondations sont ceux situées au voisinage du canal (Mairie de Ouagadougou, 2009).

La vulnérabilité du terrain obtenue par superposition des quatre couches (parcellaire, zones basses, points d'obstructions et proximité du canal primaire) a permis de dégager la répartition de la superficie en fonction du degré de vulnérabilité du terrain. En effet, l'installation et/ou l'occupation des zones basses ainsi qu'à proximité des canaux possédant un grand nombre de points d'obstructions dans ces zones et aux abords du canal du Moro Naba, expose les riverains à une forte vulnérabilité aux risques d'inondation.

Figure n°20 : Histogramme de répartition des superficies en fonction de la vulnérabilité

La vulnérabilité a été repartie en quatre niveaux d'intensité. Ainsi les zones de très faible vulnérabilité représentent 18,79% du quartier, elles se situent à l'Ouest et au Sud-ouest du quartier. Les zones de faible vulnérabilité représentent 38,23% de la zone et elles se localisent au Centre de Gounghin. Les zones de vulnérabilité modérée représentent 25,31%. Enfin les zones de forte vulnérabilité se rencontrent principalement aux abords du Canal (#177;200 mètres), au Nord et au Nord-est du quartier, elles représentent 17,67% de la superficie de Gounghin. Les enjeux (investissements) situé dans les zones basses et aux abords du canal sont dans des zones dont la vulnérabilité est forte.

Niveau de vulnérabilité	Très faible	Faible	Modéré	Fort
Superficies en Km²	18,79	38,23	25,31	17,67

Les différents niveaux de vulnérabilité de l'arrondissement dépendent avant tout de l'intensité de l'aléa, avec lequel, le niveau de risque est défini.

II.3. Caractérisation de l'alea à travers les critères hydrauliques et socioéconomiques

La caractérisation de l'aléa hydraulique, résultant d'un aléa climatique donné, consiste à décrire les caractéristiques des écoulements (trajectoires, vitesses, hauteurs d'eau) et plus particulièrement les caractéristiques des inondations (étendue, profondeur, durée) dans le milieu étudié. (Hingray, et al. 2000).

Dans le cadre de cette étude, l'accent est mis sur la trajectoire, la hauteur d'eau, la durée et l'intensité des précipitations. Les critères socio-économiques sont également développés pour la caractérisation de l'aléa hydraulique.

II.3.1. Le critère hydraulique comme facteur déterminant dans les risques d'inondation

Le ruissellement pluvial urbain se manifeste à travers les inondations à cinétique rapide, dangereuses par leur ampleur et difficiles à gérer par leur soudaineté. Ce risque, étroitement lié au phénomène d'imperméabilisation des sols, concerne non seulement les régions où les caractéristiques hydro-climatiques favorisant ce type de réponse hydrologique, mais plus généralement les territoires affectés par un processus d'étalement et de densification des tissus urbains (Barczak, et Grivault, 2007).

Le ruissellement en surface est dû à une forte quantité d'eau de pluie tombée au sol. Si l'intensité de la pluie est forte, on constate qu'un excès d'eau apparaît en surface. Ce surplus

d'eau utilise la moindre pente pour s'écouler. L'écoulement est gravitaire c'est-à-dire les eaux s'écoulent d'un point haut vers un point plus bas en utilisant la force de gravité.

Dans notre zone d'étude, le sens d'écoulement des eaux a été obtenu par la pente et la reclassification du MNT afin de déterminer les zones les plus basses du quartier. L'évacuation des eaux de ruissellement se fait par les ouvrages de drainage. Les ouvrages sont organisés sous formes de réseaux convergeant vers l'exutoire (canal du Moro Naba). Les ramifications des réseaux sont, en termes d'aménagement, hiérarchisées à 3 niveaux (Desbordes, et Bouvier, 1990) :

- tertiaire, pour les ouvrages assurant le drainage des bâtiments ou des pâtés de maisons, - secondaire, à l'échelle d'un quartier,

- primaire, pour les principaux collecteurs qui recueillent les écoulements à l'échelle d'un bassin de plusieurs dizaines, voire centaines, d'hectares.

La carte du sens d'écoulement des eaux montre que lors des pluies toutes les eaux ou la plus

grande proportion des eaux s'écoulent vers les zones basses du quartier. La vitesse du ruissellement est liée à la fois à la pente, à la texture du sol, et à l'intensité de l'eau tombée.

En saison pluvieuse, le ruissellement est de direction Sud-ouest, Nord-est, c'est-à-dire, en direction du canal primaire qui est l'exutoire des eaux pluviales du quartier, qui est à son tour de direction Sud-ouest, Nord-est.

Lors des inondations du 1^er septembre 2009, il est tombé, en l'espace d'une heure, 140 mm d'eau avec une intensité proportionnelle à la hauteur d'eau tombé. Le canal s'est retrouvé envahi par un fort ruissellement et de grandes quantités d'eau en peu de temps. Le débordement des barrages en aval a entraîné un reflux du ruissellement au niveau du canal primaire. Ce reflux a provoqué une inondation des parcelles (habitations, services, commerces, etc.) situé à proximité du canal. Cependant le ruissellement s'observe vers les zones basses ("cuvette") situées à l'intérieur du quartier. Ses positions, sans toutefois être à proximité du canal primaire, se retrouvent inondées lors des pluies du fait de la concentration des eaux dans ces endroits, particulièrement celles situées également à proximité des canaux obstrués.

II.3.2. Les critères socioéconomiques : le comblement des ouvrages de collecte des eaux dans la caractérisation des risques d'inondation

La carte des points d'obstruction à Gounghin montre la répartition des canaux présentant un grand nombre d'encombrements dans le quartier.

Comme le souligne Desbordes, et Bouvier, (1990), outre un comblement progressif ou total des canaux tertiaires et secondaires, des ouvrages chargés de la collecte des eaux à ciel ouvert

(voire souterrains) sont encombrés par des dépôts de toutes sortes constitués de rejets divers par des usagers souvent non conscients des nuisances qu'ils engendrent. De nombreux canaux connaissent un transport solide élevé résultant de l'érosion éolienne ou hydraulique de surfaces importantes non revêtues de végétation.

Dans la zone d'étude, d'une superficie de 577.71 ha, 80 points d'obstruction ont été géo-référencé sur 16,355 km de canaux levés au GPS. L'essentiel de ces obstacles au ruissellement est situé dans les trames d'habitation, le canal primaire ayant été curé après sa réhabilitation lors des inondations du 1^er septembre 2009.

La superposition de la couche des canaux encombrés et de celles des zones basses montre que 35 points d'obstruction s'observent dans les zones « modéré » et « à forte vulnérabilité au risque d'inondation », soit 43,75% des points d'obstructions, avec cependant, un effectif de dix points d'obstruction sur la rue Grenoble située dans une zone vulnérable. Cette carte indique également qu'il existe des points d'obstruction dans les zones basses (cuvettes) situées à l'intérieur du quartier. C'est le cas des points situés sur la rue Kon deng Wôdbo dans les zones de faible vulnérabilité.

La cartographie des points d'obstruction permet de constater la situation de vulnérabilité des populations riveraines situées aux abords des canaux comportant des points d'obstruction. Elle permet également de mettre en relief le problème d'évacuation des eaux de ruissellement lors des pluies et partant le problème d'assainissement dans le quartier Gounghin.

La caractérisation de la vulnérabilité et de l'aléa permet une analyse des risques d'inondations dans la zone d'étude.

III - LA DISTRIBUTION SPATIALE DU RISQUE D'INONDATION DANS LE QUARTIER GOUNGHIN

La notion de risque est évoqué lorsque les enjeux (les investissements, l'environnement, etc.) sont menacés par les inondations (Koungoulba, 2009). La carte des risques est obtenue par superposition de la carte de vulnérabilité, de la couche des enjeux, des zones basses et des canaux. La carte des enjeux donne la distribution spatiale des réalisations faites par l'homme. La classification des enjeux (l'occupation du sol) montre que les zones bâties occupent plus de la moitié (68,20%) de la superficie du quartier (cf. figure n°21). Les zones Est ; Nord-est ; Sud-est et Nord regroupent les services, la zone industrielle, également des habitations, des espaces vides et une zone commerciale.

Le quartier Gounghin fait partie des tous premiers quartiers à être lotis à Ouagadougou. Il est également une zone de forte activité commerciale, industrielle et de transport routier. Son extension se fait aujourd'hui dans des zones initialement inconstructibles. Le constat est fait sur le terrain par l'installation de certains bâtiments tel que « Kaïzer » dans une zone déclarée inconstructible et déguerpie sous la troisième république (période révolutionnaire au Burkina Faso). Ainsi que des logements aux abords de la partie non aménagée du canal du Moro Naba. Au delà des nombreux points d'obstruction dans les canaux, le problème d'extension urbaine et d'installation incontrôlée constituent une cause de la prolifération des installations anarchiques qui induit l'accroissement des risques d'inondation. La carte des enjeux montre la position sensible qu'occupent la zone industrielle, les ministères du travail, de l'action sociale, et la zone de Gandin du fait de leur proximité avec le marigot du Moro Naba. Cette zone concentre une forte activité commerciale et industrielle. Une inondation de la zone industrielle, en plus des dégâts matériels, pourrait causer d'énorme préjudices environnementaux, en occurrence une pollution de la zone et partant les barrages en aval.

La cartographie des risques d'inondation - grâce au MNT - a permis de faire ressortir les différentes zones à risques d'inondation dans le quartier Gounghin.

Les zones à risque très faible couvrent 18,79% du quartier, elles sont localisées au Sud-ouest des zones bâties avec une altitude qui varie entre 314 et 322 mètres. Au Centre, au Sud et au Nord-ouest du quartier se situe les zones à risque faible. Elles représentent 38,23% de la superficie du quartier et ont une altitude comprise entre 307 et 314 mètres. C'est une zone de faible dénivelé inondable pendant toute la saison des pluies. Elle renferme une forte concentration des habitations.

Le Centre-est, le Sud-est et également une partie du Nord de Gounghin ont un risque que nous qualifions de modéré car susceptible d'être inondé mais à un degré moindre que la zone de fort risque. La zone de risque modéré occupe 25,31% du quartier et se situe dans une zone d'altitude comprise entre 299 et 307 mètres. Elle regroupe à la fois les services, les zones de commerces, quelques gares routières, quelques écoles professionnelles (police, INJEPS), une partie du stade du 4 août, et surtout les habitations de la zone de Gandin²⁸.

La zone de fort risque d'inondation se situe quant à elle à l'extrême Est, au Sud-est, au Nord-est, et au Nord du quartier. Elle représente la zone la plus basse avec une altitude comprise entre 291 et 299 mètres. Elle occupe 17,67% de la superficie du quartier Gounghin et regroupe la grande partie de la zone industrielle, des ministères (cité plus haut), les services, des zones commerciales et des habitations.

Figure n°22 : Histogramme de répartition des superficies en fonction du risque d'inondation

Risque environnementaux et ajustement d'un modèle numérique de terrain pour la maà®trise des risques d'inondation à Ouagadougou : cas du quartier Gounghin

II - ANALYSE DES RESULTATS ISSUS DU MNT