Memoire Online - Vulnérabilité des ressources en eau et sociétés insulaires de Basse-Casamance dans un contexte de variabilité climatique: exemple de l'accès à l'eau potable à Carabane (commune de Diembéring), Diogué et Niomoune (commune de Kafountine)

L'environnement physico-humain Basse-Casamançais est plein de diversités qui rythment le fonctionnement des socio-écosystèmes dans cette zone. Cet ensemble de paramètres lui confère un certain nombre d'atouts (nature prospère, diversité culturelle, etc.) mais également des contraintes qui influent sur le développement et l'épanouissement de ces socio-écosystèmes (enclavement, hypersalinité). Ces contraintes même si certaines d'entre eux ne sont récentes, sont suffisamment importantes pour modifier les conditions environnementales.

La présentation du milieu physique notamment l'analyse des paramètres climatiques a pour finalité la connaissance des transformations environnementales à travers l'évolution de la salinité et la variabilité climatique au cours des dernières décennies. De ce fait, analyser ces deux phénomènes nous parait nécessaire pour comprendre leur potentielle implication sur la dégradation de la qualité des eaux. Cette partie comporte entre autres, l'analyse des facteurs de la variabilité climatique au cours de ces dernières décennies ainsi que l'évolution de la salinité sur la partie avale du fleuve.

CHAPITRE III : ANALYSE DE VARIABILITE CLIMATIQUE

Le climat régit les fonctions les plus essentielles de la société. Il détermine notre condition d'existence et d'adaptation. Ainsi, des changements de climat peuvent entraîner des perturbations dans un système économique et social existant et avoir une importance critique pour de grandes populations (White, 1986, cité par Mahé G., 1992). Compte tenu de ses effets majeurs sur les ressources en eau, la compréhension de sa variabilité est essentielle afin de tenter d'appréhender sa dynamique actuelle et future. De ce fait, ce chapitre se propose de présenter une brève analyse de cette variabilité dans l'estuaire de la Casamance, en particulier dans sa zone côtière avec pour finalité la connaissance de son évolution, au courant du siècle, qui conditionne en partie la transformation du milieu naturel. Les manifestations de cette variabilité en Basse-Casamance trouvent leur pertinence, selon Sané T. et al. (2010), dans les déficits pluviométriques plus ou moins importants et dans l'augmentation des températures.

Ainsi, l'analyse de la pluviométrie dans ce milieu amphibie permettra de fixer les grandes phases de son évolution ainsi que les tendances actuelles. Pour ce faire, la station synoptique de Ziguinchor ainsi que les postes pluviométriques d'Oussouye et de Diouloulou ont retenu notre attention. Le choix de ces stations réside non seulement du fait qu'elles disposent d'une série assez longue et fiable (1939-2018 pour Oussouye et Ziguinchor et 1950 à 2018 pour Diouloulou) mais également de la pertinence de leur localisation.

Pour l'étude de l'évolution des températures, la station synoptique de Ziguinchor fera l'objet d'une analyse car constituant la seule référence qui dispose d'une série assez longue (19612018). Plusieurs analyses, indicateurs et tests seront exploités afin de mieux avoir une lecture de la tendance des précipitations. Pour rappel, ces tests et méthodes appliqués cherchent à caractériser la variabilité climatique dans la zone maritime de la Basse-Casamance.

Pour apprécier l'influence des précipitations sur l'évolution de la qualité des ressources en eau, une analyse de la variabilité de celles-ci s'impose. En outre, la répartition interannuelle des précipitations est à la fois témoin et acteur des variations climatiques (Mahé G., 1992).

En Basse-Casamance, l'importance des précipitations est un des traits majeurs qui donne à cette région sa personnalité biophysique et socio-économique. Celle-ci est durement éprouvée ces dernières décennies par la péjoration des conditions climatiques malgré une légère amélioration de la pluviométrie, notée plus récemment (Sané T., 2017). C'est ainsi que le changement des

régimes pluviométriques observé à partir des années 1970 a eu de nombreuses conséquences sur les écosystèmes côtiers et sur l'écoulement fluvial. Ce changement marqué par la succession des années sèches a fait sensiblement reculer les limites tidales et le front de salinité dans le fleuve Casamance et ses affluents (Diop E. S., 1986).

Ainsi, l'analyse des trois stations étudiées démontre que la pluviométrie annuelle comprise entre 538mm et 2385,9mm soit une baisse de 77,5%. Ce qui dégage une forte variabilité entre ces deux extrêmes suivant les saisons et ce caractère variable s'observe à plusieurs niveaux. Pour appréhender au mieux cette variabilité, nous étudierons d'abord les indices normalisés, les méthodes statistiques de détection d'éventuelle rupture et enfin l'évolution des normales pluviométriques.

L'indice normalisé ou standardisé est couramment utilisé dans l'analyse de la variabilité interannuelle de la pluviométrie. Elle est populaire du fait de sa simplicité et de son interprétation facile. Cet indice a été conçu pour comprendre qu'un déficit de précipitations pouvait avoir de multiples incidences sur la disponibilité des différents types de ressources en eau et à de multiples échelles de temps (de préférence sur 60ans voire plus) (OMM, 2012). Ces incidences peuvent influencer les eaux souterraines, le stockage des réservoirs, l'humidité du sol et le flux d'écoulement.

Adopté depuis 2009 par l'Organisation météorologique mondiale (OMM), le SPI permet de mesurer les sécheresses météorologiques. Défini par MCKEE et al. (1993), il est une méthode à la fois simple et puissante, basée sur les données pluviométriques, qui permet d'établir des comparaisons entre la pluviométrie d'une année avec la pluviométrie moyenne. Puisqu'il est normalisé, il permet de représenter, en ce sens, les climats humides et les climats arides en fonction de la valeur (positive ou négative) de l'indice (Tableau 5). Un événement de sécheresse se produit à chaque fois que l'ISP est continuellement négatif, sa valeur atteint une intensité de -1 ou moins, et se termine lorsque l'ISP devient positif. Sa formule est la suivante :

Xm est la moyenne des pluies annuelles observées pour une série donnée ; Si, l'écart type des pluies annuelles observées pour une série donnée.

SPI	Caractéristiques	Station et postes	Nombre d'observations
2,0 et plus	Extrêmement humide	Ziguinchor	0
		Oussouye	3
		Diouloulou	3
1,5 à 1,99	Très humide	Ziguinchor	5
		Oussouye	3
		Diouloulou	1
1,0 à 1,49	Modérément humide	Ziguinchor	6
		Oussouye	8
		Diouloulou	5
-0,99 à 0,99	Proche de la normale	Ziguinchor	51
		Oussouye	51
		Diouloulou	47
-1 à -1,49	Modérément sec	Ziguinchor	7
		Oussouye	11
		Diouloulou	7
-1,5 à -1,99	Très sec	Ziguinchor	7
		Oussouye	3
		Diouloulou	5
-2 et moins	Extrêmement sec	Ziguinchor	4
		Oussouye	1
		Diouloulou	1

Source : OMM, 2012, modifié Les Figure 12, Figure 13 et Figure 14, ci-dessous mettent en exergue l'évolution des anomalies normalisées aux stations de Ziguinchor, Oussouye et Diouloulou, ainsi que la moyenne mobile sur 80 ans permettant d'évaluer les fluctuations au cours de la période 19392018. Celle-ci est marquée par une alternance de périodes humides et sèches comme la plupart des régions d'Afrique de l'ouest non-sahélienne (Lubes-Niel H. et al., 1998a). Pour plus de pertinence dans l'analyse de ces variations, des méthodes statistiques de détection d'éventuelles ruptures de stationnarité dans notre série chronologique (1939-2018) sont appliquées afin de mieux comprendre leur dynamique.

1939 1942 1945 1948 1951 1954 1957 1960 1963 1966 1969 1972 1975 1978 1981 1984 1987 1990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011 2014 2017

Figure 12: Evolution des anomalies pluviométriques à Ziguinchor de 1939 à 2018

1939 1942 1945 1948 1951 1954 1957 1960 1963 1966 1969 1972 1975 1978 1981 1984 1987 1990 1993 1996 1999 2002 2005 2008 2011 2014 2017

Figure 13: Evolution des anomalies pluviométriques à Oussouye de 1939-2018

1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018

Figure 14: Evolution des anomalies pluviométriques à Diouloulou de 1939-2018

Cette analyse de la stationnarité de la série, est devenue selon Lubès-Niel H. et al., (1998a) un enjeu fondamental dans l'identification de la variabilité climatique et de ses impacts sur les ressources en eau. Deux méthodes ont été privilégiées dans ce travail notamment le test de

Pettitt et la procédure de Segmentation de Hubert. Ces tests sont plus adaptés à la détection ou non de rupture dans une série chronologique. Une rupture peut être définie de façon générale par un changement dans la loi de probabilité de la série chronologique à un instant t, le plus souvent inconnu.

Le test de Pettitt, dérivé du test de Mann-Whitney, consiste à découper la série principale de N éléments en deux sous-séries à chaque instant t compris entre 1 et N-1. La série principale présente une rupture à l'instant t si les deux sous-séries ont des distributions différentes. L'hypothèse nulle H0 de non rupture est testée au moyen d'un test non paramétrique. Cependant, Pettitt suggère que pour un risque a de première espèce donné, H0 est rejetée si cette probabilité est inférieure à a. Dans ce cas, la série présente une rupture au temps T= t définissant KN. Le test est plus particulièrement sensible à un changement de la moyenne (Lubès-Niel H. et al., 1998b). Ainsi, dans l'ensemble des stations étudiées, l'hypothèse H0 du test de Pettitt est rejetée aux trois seuils de confiance de 99%, 95% et 90% mettant en évidence l'existence d'une rupture de stationnarité dans notre série chronologique (Tableau 6). L'année 1967 correspondait à l'année de rupture dans les stations de Oussouye et Ziguinchor tandis que pour Diouloulou, elle a été un peu tardive (1970). Ces dates marquent une rupture dans la série chronologique comme l'atteste le test de Pettitt. En effet, quel que soit la station étudiée, la tendance à la baisse des précipitations s'est généralisée à partir de l'année 1968. Il en ressort de ces analyses que la rupture pluviométrique la plus significative est apparue à la fin des années 1960 et début 1970. Si le Tableau 6 met en exergue les années de rupture, le Tableau 7 quant à lui permet de montrer les différentes saisons, le nombre de périodes existantes ainsi que leur moyenne et écart type. Ces périodes constituent les sous-séries ou segments correspondants aux périodes d'avant et après rupture.

Stations	Test de Pettitt Hypothèse H0 (absence de rupture)	Année de rupture
Ziguinchor	Rejetée aux 3 seuils de confiance	1967
Oussouye	Rejetée aux 3 seuils de confiance	1967
Diouloulou	Rejetée aux 3 seuils de confiance	1970

La procédure de Segmentation de Hubert a pour principe de chercher un meilleur découpage de la série soumise à l'analyse en sous séries contiguës. Pour chaque sous-série de segments, la meilleure segmentation est celle qui minimise une distance égale à la somme des écarts quadratiques entre chacune des valeurs de la série et sa moyenne locale.

On contrôle la pertinence d'une segmentation en vérifiant que la différence entre toutes les moyennes locales contiguës prises deux a deux est significative, ce qui est réalisé au moyen du test de Scheffe, pour lequel un niveau de signification devra être défini (Hubert H. et al., 1998b).

Tableau 7: Segmentation d'Hubert (Niveau de signification du test de Scheffé = 1%)

Stations	Segmentation		Moyenne (P(mm))	Ó
Stations	Début	Fin	Moyenne (P(mm))	Ó
Ziguinchor	1939	1967	1526,1	251
	1968	2007	1214,7	279
	2008	2018	1521,2	160
Oussouye	1939	1967	1685,3	358
Oussouye	1968	2018	1259	250
Diouloulou	1950	1967	1476,3	247
	1968	2018	1076,7	263

Dans l'ensemble des trois stations, plusieurs périodes peuvent se distinguer en fonction des

différentes stations. Ces particularités correspondant aux découpages de la série d'Hubert

(Tableau 7) illustrent au mieux les différentes alternances de périodes dans les stations d'étude.

y' La série 1950-1967 constituant la période la plus humide avec des valeurs exponentielles, représente le premier segment dans toutes les trois stations. Cette période marque, en effet, l'époque que d'aucuns appellent de pluvieuse (Brunet-Moret Y., 1970 ; Diop E. S., 1986 ; Dacosta H., 1986 ; Mahé G., 1992 ; Cormier-Salem M. C., 1992 ; ...) car étant marquée par des années très excédentaires (Descroix L. et al., 2015b). Par exemple, sur 38 années humides dans toute la série des 80 ans à Oussouye et Ziguinchor, plus de la moitié (21) se sont situées dans cette courte époque de 29 ans avec des maxima pouvant dépasser les 2000m de cumuls annuels. Pour ainsi dire que l'essentiel des grands maximums pluviométriques se situe durant cette phase. Ce qui montre tout simplement le fort potentiel précipitable de ce temps. Toutefois, cette série présente parfois certains déficits surtout au début (1939, 1942 pour Oussouye, et 1941, 1942, 1944, 1946 pour Ziguinchor) et à la fin (1959, 1963, 1966 pour Oussouye et 1959, 1960, 1964 pour Ziguinchor). Ces derniers déficits vont en effet annoncer une future série qui sera amorcée à partir de 1967 dans toutes les stations d'étude excepté Diouloulou où la rupture sera observée en 1970.

y' La série qui va s'en suivre sera celle de 1968-2007 pour la station de Ziguinchor et 19682018 pour le restant des autres (Oussouye et Diouloulou). Cette période est considérée comme étant la plus catastrophique en raison de l'intensité des déficits et de la gravité des conséquences qui en ont découlé. Le nom donné à cette calamité est plus connu sous l'appellation de sécheresse.

En effet, pour l'OMM (2012), la sécheresse est un fléau insidieux qui découle d'une baisse des précipitations par rapport à des niveaux considérés comme normaux. Quand le phénomène se prolonge, ou au cours d'une période plus longue encore, les précipitations sont insuffisantes pour répondre aux besoins de l'environnement et des activités humaines. La sécheresse des années 1968-1990 est toujours de mémoire dans presque toutes les régions d'Afrique de l'ouest. Sircoulon J. (1992) va même jusqu'à dire que c'est la plus longue et la plus intense des trois sécheresses de ce siècle (1910-1916, 1940-1949 et 19681990) où les isohyètes interannuelles sont redescendues vers le sud de plusieurs centaines de km et où les déficits moyens sont de 20 à 30 %. Les déficits pluviométriques qui ont été observés dans toutes les trois stations d'étude ont eu de lourdes conséquences sur les écosystèmes de Basse-Casamance notamment la dégradation des ressources en eau avec les phénomènes de salinité (Descroix L. et al., 2015a). Les moyennes de ces séries sont respectivement de 1214,7 mm pour Ziguinchor (1968-2007) 1259 mm pour Oussouye (1968-2018) et de 1076,7 mm pour Diouloulou (1968-2018). La faiblesse de ces valeurs montre l'importance des déficits pluviométriques enregistrés durant cette période.

? Même si un léger retour à la pluviométrie normale est observé à la station de Ziguinchor par rapport à la série considérée, cependant ce phénomène n'est pas visible au regard des autres stations (Oussouye et Diouloulou) qui semblent toujours garder la dynamique de déficit. En effet, la série 2007-2018 à Ziguinchor est marquée par la succession d'années excédentaires entrecoupées parfois par quelques années déficitaires. Ainsi, la moyenne de cette époque (1521m) témoigne un peu d'un retour des conditions pluvieuses qui régnaient durant la période humide des années 1939-1967. Cependant, les cumuls de cette période (2008-2018) ne parviennent toujours pas à égaler ceux d'auparavant. Et pour Descroix L. et al., (2015b) c'est probablement à ce niveau de pluviométrie qu'il faut s'attendre comme moyenne sur le long terme et intégrer le fait que les deux décennies d'avant la sécheresse (en fait, les années 1951-1967) ont été très excédentaires, et ne reflétaient pas une tendance durable.

Selon l'OMM (2017), les normales climatiques ont deux vocations principales. Elles constituent un point de comparaison avec les observations récentes ou actuelles, tout en servant de base à de nombreux jeux de données illustrant les anomalies climatiques. On peut également s'y référer pour déterminer les conditions auxquelles on peut s'attendre en un lieu donné.

Deux normales ont été choisies pour le présent travail notamment la normale 1961-1990 et celle de 1981-2010. En effet, pour l'OMM (2015), la première constitue une période de référence dans le but de surveiller l'évolution du climat dans le long terme, et la deuxième est une normale climatologique standard officielle en vigueur.

Tableau 8: Caractéristiques des normales pluviométriques des différentes stations

Stations Normales (mm)	ZIGUINCHOR	OUSSOUYE	DIOULOULOU
Stations Normales (mm)	Moyenne	Moyenne	Moyenne
1961-1990	1318	1289	1125
1981-2010	1266	1251	1039
1939-2018	1369,7	1413,9	1181,8

Le Tableau 8 permet d'illustrer la tendance des différentes normales pluviométriques dans les stations d'étude. Ainsi, l'analyse de ce dernier met en exergue la tendance à la baisse des précipitations dans la zone d'étude au regard des moyennes considérées. Ces moyennes confirment la variabilité.

La température peut être un facteur important sur l'évolution de la qualité des ressources en eau. En effet, elle influe sur les processus physico-chimiques dans l'eau, et par conséquent sur la concentration de sel. Son augmentation dans l'eau favorise les réactions chimiques avec le phénomène d'évaporation et accélère les processus de salinisation des terres et des eaux. Ainsi, l'analyse de l'évolution des fluctuations interannuelles de la température moyenne (Figure 15) pendant la période de 1961 à 2018 dégage une allure en dents de scie marquée par une tendance à la hausse avec une moyenne de 27,6°C. Cette moyenne est sujette à des variations dans le temps. Les plus fortes valeurs seront enregistrées durant l'année 2016 (30°C) tandis que l'année 1965 (26,1°C) sera l'année le plus froid de la série. Ce qui atteste de la forte variabilité de ce paramètre avec une hausse de 3,9°C. Cette tendance à la hausse a été beaucoup plus manifeste à partir des années 1980. En guise d'exemple, la moyenne de la période de 1961-1980 était de 26,8°C tandis que celle de 1980-2018 est de 28,1°C soit un excédent de 1,3°C. Les années 1998, 2005, 2010, 2012 et 2016 ont été les années les plus chaudes dans la série d'étude avec des valeurs respectives 28,7, 29,1, 29,3, 30°C. Cette augmentation serait en effet, selon Sané T. et al. (2010), en phase avec la tendance observée au niveau mondial et selon laquelle les conditions thermiques connaitront d'avantage une évolution croissante au cours des années voire des décennies à venir. Ces prévisions sont également corrélées par les travaux du GIEC (2013) et de l'OMM (2019). En effet, pour le GIEC (2014), chacune de ces trois dernières décennies a

été successivement plus chaude à la surface de la Terre que toutes les décennies précédentes depuis 1850. Les années 1983 à 2012 constituent probablement la période de 30 ans la plus chaude qu'ait connue l'hémisphère Nord depuis 1 400 ans. Ces changements touchant à la fois les températures et les précipitations perturbent les systèmes hydrologiques (GIEC, 2013).

1961 1963 1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017

Figure 15: Evolution des températures moyennes annuelles à Ziguinchor de 1961-2018 (source: ANACIM, 2019)

Au regard de cette évolution des moyennes thermiques, il apparait clair qu'à partir de 1980 la tendance à la hausse s'est manifestée de façon continue. De ce fait, une intégration des moyennes décennales permet de voir au mieux l'évolution de la température au cours des quatre dernières décennies. La Figure 16 illustre cette tendance avec les jeux de couleurs qui matérialisent l'évolution.

Figure 16: Evolution des décennies thermiques à Ziguinchor de 1961 à 2018

Le graphique montre que chacune de ces décennies a été beaucoup plus chaude que la précédente. En fonction de la moyenne de la série 1961-2018, nous pouvons observer qu'au-delà de la décennie 1980, toutes celles qui ont suivi sont excédentaires. De plus, entre la décennie 1960 et celle 2010, il a été observé une hausse de 2,1°C, ce qui montre qu'en l'espace de 50 ans la température à Ziguinchor a connu une hausse considérable.

En résumé, l'analyse de l'évolution des précipitations tout comme celle des températures laisse paraître une variabilité très significative à l'échelle de temps considérée dans toute la zone d'étude. Cette variabilité est manifeste non seulement avec la succession d'années humides et d'années sèches relativement longue mais également avec une hausse considérable des variables thermiques. Ainsi, au regard de la documentation effectuée, il apparait clair que ces deux paramètres influent de façon considérable sur la dégradation de la qualité des ressources en eau avec une augmentation significative de la salinité par les processus d'évaporation. Pour ainsi dire, les déficits pluviométriques des années de sécheresse ont fait reculer les limites tidales favorisant les avancées du biseau salé surtout en zone insulaire (Diop E. S., 1986). La hausse des températures quant à elle accentue les processus évaporatoires avec l'accumulation du sel dans les vasières, etc.

En effet, la péjoration climatique (comme le montre les figures ci-dessus) qui s'est opérée dans tout le pays avec une nette diminution des apports pluviométriques et une évolution des températures a eu de nombreux impacts sur les socio-écosystèmes côtiers en Basse-Casamance. Ainsi, jusqu'à la fin des années 1960, le fleuve Casamance, moteur du réseau hydrographique qui conditionne le milieu naturel de la zone, suivait un fonctionnement «normal» ; c'est-à-dire, les apports d'eau douce subsistaient même en début de saison sèche si bien que les marées de salinités n'affectaient qu'en partie l'ensemble du fleuve (Diop E. S., 1986). Mais, cette péjoration des éléments climat va bouleverser le fonctionnement hydrologique de ce cours d'eau et de ce fait, fragiliser des ressources naturelles. Ainsi parle-t-on d'« estuaire inverse». Les conséquences qui en découleront seront désastreuses tant sur l'environnement que sur les activités socio-économiques : salinisation des eaux douces et des terres, baisse des productions agricoles, en particulier rizicoles, ainsi que la destruction ou la vulnérabilité de certains écosystèmes (Sané T. et al., 2010).

Cette baisse de la pluviométrie d'environ 20% à 70% durant, la période 1968-1995 (sécheresse), combinée à une évolution thermique, sera l'un des principaux facteurs de la dégradation des écosystèmes en Basse-Casamance avec l'augmentation de la salinité, la dégradation de la

qualité des ressources hydriques entre autres. Le déficit pluviométrique a également influencé la réalimentation de la nappe superficielle qui est directement en contact avec les eaux de surface salées et une hypersalinisation des bolons qui parcourent l'ensemble des îles de la région. Ce qui favorise une contamination des nappes superficielles du Continental Terminal, de plus en plus atteintes par le biseau salé surtout dans les villages insulaires, hypothéquant ainsi la disponibilité en eau douce de ces populations (Decroix L. et al., 2015). L'eau est, en effet, l'élément fondamental des paysages casamançais, qui conditionne la répartition de la population et leurs activités.

DEUXIEME PARTIE : ANALYSE DES VARIATIONS ENVIRONNEMENTALES RECENTES EN BASSE-CASAMANCE INSULAIRE

Vulnérabilité des ressources en eau et sociétés insulaires de Basse-Casamance dans un contexte de variabilité climatique: exemple de l'accès à l'eau potable à Carabane (commune de Diembéring), Diogué et Niomoune (commune de Kafountine)

CONCLUSION PARTIELLE

CHAPITRE III : ANALYSE DE VARIABILITE CLIMATIQUE