Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Met bibliogr., lit. opg. - Met samenvatting in het Spaans en Nederlands.

Cette thèse a pour but d´analyser la multifonctionnalité de l'agriculture familiale d'un point de vue théorique et conceptuel à partir de sa reconnaissance par les politiques publiques et de son importance pour les régions semi-arides, défavorisées, comme une stratégie de développement régional. L'étude de cas est celle du Sertão semi-aride du Brésil, plus particulièrement le Territoire du Sisal, dans l'État de Bahia et selon la méthode de l'Analyse-Diagnostic des systèmes agraires. Nous étudieons la multifonctionnalité agricole dans ses dimensions publiques, à partir de l'approche territoriale, économique, sociale, environnementale et culturelle. Nous envisageons également une autre dimension publique, celle de l'éducation, typique de l'agriculture familiale (paysanne). La notion de territoire est comprise dans une perspective régionale, soit par une approche institutionnelle, soit par une approche déterminée par les projets territoriaux des entreprises d´économie solidaire (EES), comme l'expérience de l'Association de Développement Durable et Solidaire de la Région du Sisal (Associação de Desenvolvimento Sustentável e Solidário da Região Sisaleira - APAEB). La notion

La plaine semi-aride du Tensift au centre du Maroc est une région confrontée à des difficultés croissantes en terme de gestion de l'eau (pluviométrie faible et irrégulière, croissance des besoins sous l'effet de la démographie galopante et l'extension des zones irriguées). Dans ce contexte et dans le cadre du projet SudMed, l'objectif de la thèse est de décrire, dans l'espace (à la résolution kilométrique) et sur de longues périodes temporelles (la décennie), le fonctionnement hydrique des agro-systèmes irrigués de la plaine du Tensift (~3000 km²). La méthodologie développée repose sur le contrôle de modèles agro-météorologiques par des données satellites issues de capteurs optique à large champ (données MODIS de 2000 à 2006). Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l'occupation du sol, connaissance préalable à la quantification des besoins en eau des cultures. Etant donné la résolution spatiale de MODIS (250 m), nous avons eu recours à des méthodes de désagrégation, qui ont permis d'identifier et de cartographier les trois principales classes d'occupation du sol: zones non irriguées, cultures annuelles, plantations arborées. Dans une deuxième partie, nous avons utilisé cette information pour spatialiser un modèle de bilan hydrique, en étudiant tout particulièrement les termes d'évapotranspiration et d'irrigation. L'évaluation du modèle est effectuée par comparaison: (1) aux données collectées sur les parcelles d'expérimentation du projet SudMed; (2) à des cartes établies à l'aide d'images à haute résolution spatiale et temporelleFORMOSAT-2 et (3) aux volumes d'eau des barrages distribués par l'office agricole régional. Cette étude ouvre des perspectives pour l'estimation des volumes d'eau d'irrigation transitant par les différents réseaux d'irrigation, et en particulier ceux prélevés dans la nappe phréatique du Tensift.

Le recours à la caractérisation des états hydrique, géométrique et physique de surface du sol est essentiel dans la gestion et la conservation des ressources naturelles dans les régions agricoles semi-aride. Dans ce contexte, les travaux de cette thèse visent à estimer la variabilité spatio-temporelle des paramètres de surfaces agricoles nues (humidité, rugosité et texture) moyennant des données radars multi-temporelles acquises en bande X à haute résolution spatiale. Une nouvelle description de l'état géométrique des sols est d'abord proposée à travers l'estimation d'un nouveau paramètre de rugosité, le paramètre Zg, estimé en fonction de trois paramètres statistiques de rugosité (écart type des hauteurs "s", longueur de corrélation "l" et la forme de la fonction de corrélation). Les simulations des signaux radar montrent une très forte corrélation avec ce paramètre de rugosité. L'apport du paramètre Zg est confirmé à travers une large base de données expérimentale et spatiale acquises sur différents sites en France. Le deuxième volet de cette thèse présente une analyse des sensibilités des signaux radars issus de capteurs (TerraSAR-X et COSMO-SkyMed), aux paramètres de surface (l'humidité et les trois paramètres de rugosité : s, Zs=s2/l et Zg). Une forte corrélation est observée entre les mesures radars acquises à différentes configurations (polarisations HH et VV, et à 26° et 36°d'incidences) et tous les paramètres du sol. Cette analyse est suivie par des comparaisons des coefficients de rétrodiffusion réels et simulés à partir des modèles physique et semi empirique couramment utilisés : Modèle d'équation intégrale " IEM " de Fung et al., 1992, Modèle de Dubois (Dubois et al., 1995) et le Modèle IEM empiriquement calibré par Baghdadi et al., 2011. Le dernier modèle a montré une forte cohérence avec les mesures radar. Dans le troisième volet, une méthode empirique de détection de changement est développée, en combinant les images radars TerraSAR-X avec des données d'humidités ponctuelles dérivées du réseau des 7 capteurs repartis sur la zone d'étude en continue, pour spatialiser l'état hydrique du sol. La performance de l'algorithme proposé, est évaluée et validée sur de nombreuses parcelles de référence. La spatialisation de la teneur en argile des sols est déduite à partir du calcul de la moyenne des cartes de l'état hydrique du sol (une erreur quadratique moyenne équivalent à 108 g/kg). Pour cartographier la rugosité des sols, des relations empiriques reliant le signal radar aux paramètres de rugosité (Ecart type des hauteurs et le paramètre Zg) étaient élaborées. En inversant les mesures radars, les cartes de rugosité qui en résultent, ont permis de distinguer différents états de surface des sols (labourés, dégradés ou en jachère). Dans le dernier volet, un modèle d'estimation du bilan hydrique des sols agricoles nus " MHYSAN " qui simule l'évaporation et l'état hydrique surfacique est développé. Cette dernière partie souligne le potentiel de calibrer un modèle hydrologique des sols en assimilant les produits d'humidité radars. / The characterization of geometric, water and physical surface soil parameters for semi-arid regions is a key requirement for sustainable agricultural management and natural resources conservation. In this context, the current study aims to estimate the spatio-temporal variability of soil properties (soil moisture, roughness and texture) using multi-temporal X-band radar images acquired at high spatial resolution over bare agricultural site in Tunisia. In the first section of this work, a new roughness parameter was proposed; it was the Zg parameter which combines the three most commonly used soil parameters: root mean surface height "s", correlation length "l", and correlation function shape, into just one parameter. A strong correlation was observed between this new parameter and the radar backscattering simulations. The parameter Zg was validated using large database acquired at several agricultural sites in France. Secondly, the sensitivity of X-band TerraSAR-X and COSMO-SkyMed sensors to soil moisture and different roughness parameters (s, Zs=s2/l and Zg parameters) was analyzed. The radar measurements acquired at different configurations (HH and VV polarizations, incidence angles of 26° and 36°) were found to be highly sensitive to the various soil parameters of interest. After that, the performance of different physical and semi-empirical backscattering models (IEM, Baghdadi-calibrated IEM and Dubois models) is compared with SAR measurements. Considerable improvements in the IEM model performance were observed using the Baghdadi-calibrated version of this model. Thirdly, an empirical change detection approach was developed using TerraSAR-X data and ground auxiliary thetaprobe network measurements for the retrieval of surface soil moisture at a high spatial resolution. The accuracy of the soil moisture retrieval algorithm was determined, and validated successfully over numerous test fields. Maps of soil clay percentages at the studied site were derived from the mean of the seven soil moisture radar outputs (a root mean square error equal to 108 g/kg). To retrieve surface soil roughness, empirical expressions were established between backscattering TerraSAR-X coefficients data and the roughness parameters (s and Zg). By inversing radar signals, resulting surface roughness maps have revealed that is possible to use spatial roughness variability observations at plot scale to identify soil surface changes between multi-temporal images. Finally, a Bare Soil HYdrological balance Model "MHYSAN" was developed to estimate surface evaporation fluxes and soil moisture time series over our study site. The present section of this work highlighted the feasibility of calibrating our proposed MHYSAN model through the use of multi-temporal TerraSAR-X moisture products.

De nombreux projets de protection et de reforestation sont mis en place à l'échelle internationale pour enrayer la déforestation croissante. L'objectif de ce travail de thèse est de mieux caractériser les contraintes et les opportunités de projets de reboisement, pour les régions tropicales semi-arides, particulièrement vulnérables, dans le contexte duchangement climatique global. La revue de littérature (chapitre 1) confirme que les projets de reforestation ayant vocation à atténuer le réchauffement climatique ont plus de chances de réussite sous les latitudes tropicales, où les différents effets de la végétation sur le climat convergent dans ce sens. Entreprise pour satisfaire divers services écosystémiques, la reforestation dans les zones tropicales semi-arides est ainsi porteuse d'effets bénéfiques tant globalement que localement. Cependant, dans ce contexte très limité en eau, l'implantation d'un couvert arboré trop dense pourrait avoir des effets opposés à ceux recherchés à long terme. Dans le chapitre 2, une approche «bioclimatique » est appliquée à un ensemble multi-modèle de projections, pour suivre l'évolution du domaine tropicalsemi-aride global sous l'effet de plusieurs scénarios (RCP) de changement climatique. Ce domaine se maintient en majeure partie dans les conditions futures. Une certaine proportion évolue toutefois vers des conditions soit plus arides (jusqu'à +25% du domaine global) soit plus humides (jusqu'à 11%). Malgré cela, le domaine étudié s'accroît entre ledébut et la fin du 21e siècle, jusqu'à 13% en moyenne (RCP 8.5). Ceci résulte d'un élargissement progressif en-dehors de la ceinture tropicale, corrélé avec le réchauffement global, et cohérent avec l'hypothèse d'un élargissement de la circulation de Hadley. La méthodologie proposée au chapitre 3 a pour objectif d'analyser les implications de cetteévolution sur le potentiel climatique de maintien d'un couvert arboré. L'utilisation d'un modèle global de végétation (ORCHIDEE, développé à l'IPSL) pour simuler ce potentiel permet de prendre en compte de manière mécaniste les facteurs climatiques de la croissance des plantes. Une typologie des profils de résultats délimite des sous-régionscaractérisées chacune par une relation distincte du développement des arbres à la densité du couvert. Les cinq "régimes" de la typologie sont ainsi classés du plus défavorable (régime 1) au plus favorable (régime 5). L'expérience de référence est réalisée à partir de données d'observation (CRU). Le régime 1, caractérisé par l'absence de maintiend'un couvert pour les plus hautes densités arborées, occupe près de la moitié du domaine étudié. Le second régime le plus représenté est le régime 4 (28% du domaine). Plus favorable, il est défini par un développement des arbres élevé, sans être maximal, pour toutes les densités arborées. Le potentiel arboré de chaque régime est caractérisé par sonoptimum : fraction arborée réalisant le meilleur compromis entre productivité du peuplement et développement des arbres. L'application de cette méthodologie à des projections climatiques futures, pour le RCP 8.5, fait l'objet du chapitre 4. Le modèle ORCHIDEE est forcé avec des sorties de modèles de climat, pour le début et la fin du 21esiècle. A la fin du siècle, le régime 1 ne représente plus que 25% du domaine total, en moyenne, tandis que le régime 4 devient prépondérant (49% du domaine). La stabilité du potentiel arboré intrinsèque à chaque régime permet d'interpréter une évolution vers un régime plus ou moins favorable comme une augmentation ou une diminution de cepotentiel. Or celui ne subit pas la diminution générale que l'augmentation de l'aridité laissait présager. Une expérience complémentaire montre que la raison en tient principalement à l'effet de fertilisation du CO2 atmosphérique. L'interprétation de ces résultats montre ainsi que les zones du domaine tropical semi-aride dans lesquelles unereforestation serait à déconseiller sont assez peu étendues. / In the face of evergrowing global deforestation, numerous forest protection and restoration projects have been deployed at the international scale. The goal of this thesis is to provide adaptation planning in the vulnerable tropical semi-arid regions with scientific material about reforestation project constraints and opportunities at the global scale, inthe context of climate change. The literature review (chapter 1) confirms that reforestation projects aimed at warmingmitigation hold a better chance of success under tropical lattitudes. Indeed, both biochemical and biophysical effects of the vegetation on climate converge toward a global cooling effect. As reforestation in tropical semi-arid regions aims at satisfying various ecosystemic services, it holds beneficial promises at both the global and the local scale. However, due to scarce water resources, implementing a tree cover in semi-arid conditions could turn out unsustainable in the long run. A bioclimatological is applied, in chapter 2, to a multimodel ensemble of projections in order to draw the evolution of global tropical semi-arid territory under several climate change scenarios (RCP). The present tropical semi-arid territory is expected to remain mostly so in future conditions. However, up to 25% of the this territory on average will evolve towards arider conditions, and up to 11% towards wetter conditions. Nevertheless, the tropical semi-arid territory will increase by the end of the 21st century, by up to 13% on average (RCP 8.5). This increase results from a migration outside of the tropical belt, consistent with the Hadley circulation widening hypothesis under climate change. Chapter 3 proposes a methodology aimed at analysing the implications of this evolution for the climatic potential of tree cover sustainability. The global vegetation model (ORCHIDEE, developed at IPSL), used to simulate this potential, accounts mechanistically for all the climatic factors of the plant's growth. A typology of result profiles from the simulation experiments partitions the territory into subregions characterized by a specific relation between the tree development and the tree cover density: five types range from the least (Type 1) to the most (Type 4) favourable ones. A reference experiment is performed using observational climate data (from the Climatic Research Unit). Covering almost half of the territory, Type 1 is characterized by the impossibility to maintain a tree cover for the highest cover densities. The second type in order of surface occupation is Type 4 (28% of the territory). More favourable, it is characterized by high tree development for any tree cover density. The "tree cover potential" of each type is characterized by its optimum: the tree cover density that realises the best compromise between tree development and total productivity. In Chapter 4, the same methodology is applied to future climate projections for RCP 8.5. The ORCHIDEE model is thus forced with global climate model outputs, for the beginning and the end of the 21st century. By the end of the century, Type 1 represents no more than 25% of the tropical semi-arid territory on average, while Type 4 becomes the dominant one (49% of the territory). Because of the stability of the tree cover potential whithin each type, the evolution toward a more or less favourable type can be directly interpreted in terms of an increasing or a decreasing potential. The results show that the tree cover potential in the tropical semi-arid territory does not systematically suffer from the general decrease that could be expected from increasing aridity. A complementary experiment suggests that the main reason for this result lies is the atmospheric CO2 fertilization effect. Interpreting these results for reforestation strategy recommandations, suggests that, for the long term, areas of the tropical semi-arid territory where reforestation would be advised against are overall relatively small.

Submitted by Leonardo Cavalcante (leo.ocavalcante@gmail.com) on 2018-04-17T15:15:21Z No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 2899186 bytes, checksum: 1514ed37935ed49e7f5cb98a73c26440 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-17T15:15:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 2899186 bytes, checksum: 1514ed37935ed49e7f5cb98a73c26440 (MD5) Previous issue date: 2013-08-26 / Le stress hydrique, l'imprévisibilité des précipitations de pluie, des températures élevées et des sols peu profonds couverture presque complète cristalline faible infiltration provoque l'état de Paraíba a plus de 70% de son territoire dans une zone appelée comme semi-aride. Pendant des siècles, certains de ces facteurs ou ensemble, ont été identifiés comme la principale cause de la stagnation économique et social du Nord-Est brésilien. Sous la fausse illusion que les problèmes de cette région serait uniquement liée à des questions caractère climatique, les actions du gouvernement étaient presque toujours liées aux grands projets, principalement axés sur la construction de barrages, publics et privés. Cette forme d'action largement connu que la politique de construction de barrages faisait partie d'une idéologie qui a été fondée sur deux idées fausses. Le premier était le développement du Nord-Est ne serait possible que par la lutte contre la sécheresse, et la seconde, c'est que ce combat était seulement possible à travers exclusivement technique. Seulement à la fin du XXe siècle, mais précisément à partir des années 70 et 80 avec la montée des organisations non gouvernementales et la participation effective de la société civile dans le but de résoudre des problèmes locaux est en train alternatives qui voient le territoire du nord-est, et non comme un problème de région, mais cette fois comme un espace viable, tant à l'égard des matières naturelles, sociales et économiques. Ainsi, la récupération et l'utilisation des technologies sociales dans le semi-aride Paraiba, en grande partie à l'initiative des ONG, peuvent fixer un nouveau délai pour la région. En fait, il crée l'espoir que grâce à ces techniques, ici qualifié de Social Technologies Hydro, parvient à être un changement de paradigme, permettant une véritable coexistence avec le semi-aride, compte tenu de toutes ses particularités et ses potentialités. En raison de ce positionnement idéologique, nous croyons que la sécheresse terme, pilier idéologique de la historique «La sécheresse de l'industrie", maintenant ne correspond plus à la région parce que leurs idéologies et des actions qui se reflète sur le territoire nord-est n'étaient pas suffisants pour répondre aux demandes locales. / A deficiência hídrica, imprevisibilidade da precipitação pluviometria, altas temperaturas e os solos poucos profundos, com cobertura quase que totalmente cristalina, de baixa infiltração, fazem com que o estado da Paraíba tenha mais de 70% de seu território numa área denominada como semiárida. Durante séculos alguns destes fatores, ou sua totalidade, foram apontados como principal culpado pela estagnação econômica e social do Nordeste brasileiro. Sob a falsa ilusão de que os problemas desta região estariam unicamente relacionados à questões de caráter climático, as ações governamentais estiveram quase sempre relacionadas aos grandes projetos centrados principalmente na construção de açudes, públicos e privados. Esta forma de atuação conhecida amplamente como política de açudagem, fez parte de uma ideologia que tinha como premissa duas ideias equivocadas. A primeira era que o desenvolvimento do Nordeste só seria possível através do combate às secas, e a segunda, que esse combate só era viável através, exclusivamente, da técnica. Somente no final do século XX, mais precisamente entre as décadas de 80 e 90 com o surgimento das Organizações Não- Governamentais, e a efetiva participação da sociedade civil na tentativa de resolver os problemas locais é que surgem alternativas que enxergam o território Nordestino, não mais como uma região problema, mas desta vez como um espaço viável, tanto no que diz respeito a questões naturais, sociais e econômicas. Desta forma, o resgate e utilização das Tecnologias Sociais no semiárido paraibano, por iniciativa em grande parte das ONGs, podem configurar um novo momento para a região. Na verdade, cria-se a expectativa de que, com a utilização destas técnicas, aqui denominadas como Tecnologias Sociais Hídricas, gere-se uma mudança no paradigma, possibilitando uma verdadeira convivência com o semiárido, considerando todas as suas peculiaridades e potencialidades. Como resultado deste posicionamento ideológico, acreditamos que o termo combate à seca, pilar ideológico da histórica “Indústria das Secas”, já não cabe mais na região, pois as suas ideologias e ações refletidas no território nordestino não foram suficientes para atender as demandas locais.

Définie comme un processus qui réduit le potentiel de production des sols ou de l'utilité des ressources naturelles, la dégradation des sols est un problème environnemental majeur qui affecte plus de 41 % des terres émergées et plus de 80 % de la population affectée par ce phénomène vit dans les pays en voie de développement. Le présent projet a pour objectif général, la caractérisation des différents types d'occupation et d'utilisation du sol et la détection de leurs changements spatio-temporels à partir de données radar (ERS 1-2, RADARSAT-1 et ENVISAT) en vue d'une modélisation spatio-temporelle de la vulnérabilité du milieu à la dégradation des sols en milieu semi-aride. Étant donné la forte sensibilité du signal radar aux conditions d'observation du capteur et de la cible, une répartition judicieuse des images en fonction des conditions du milieu (condition humide et condition sèche) et des configurations angulaires des images radar (23° et [33°-35°-471) est d'abord réalisée. Une bonne caractérisation et une évolution temporelle des quatre types d'occupation et d'utilisation du sol d'intérêt sont obtenues avec des niveaux de contrastes différents selon l'angle d'incidence et les conditions du milieu. En complément de l'approche « pixellaire » pour la détection des changements (Différenciation d'images et ACP), un suivi de l'occupation du sol par approche orientée objet focalisée sur deux types d'occupation du sol (végétation et sol nu) a été développé. Cette méthode permet une fine cartographie des occurrences de sol nu en fonction des conditions du milieu. Enfin, avec l'apport de diverses sources d'information, une modélisation de la vulnérabilité du milieu à la dégradation des sols par la règle de fusion probabiliste de Dempster-Shafer est réalisée dans le sud-ouest du Niger. Les cartes de décision qui en résultent sont statistiquement acceptables avec des taux de réussite de 93 % et 91 % et des valeurs Kappa de 86 % et 84 % respectivement en conditions sèche et humide. Aussi, la carte globale de vulnérabilité du milieu à la dégradation des sols dans ce milieu semi-aride est-elle produite à partir de ces deux cartes de décision.

Dans les environnements semi-arides la ressource en eau est soumise aux irrégularités du climat. Les eaux de surface sont très irrégulièrement réparties dans le temps et dans l'espace. Le cumul annuel des précipitations est généralement faible et les évènements sont rares et intenses, causant des crues violentes et une forte érosion. Les eaux souterraines constituent souvent la principale ressource pérenne utilisable et elles sont largement mises à contribution. Pour pallier aux conséquences néfastes de ces régimes hydrologiques, des projets de grands barrages ont été menés dans ces zones pour favoriser le stockage d'eau. Paradoxalement, la mise en place de ces ouvrages crée un déficit en eau dans certaines zones en induisant des pertes par évaporation et la diminution de la recharge des nappes. Des situations complexes nouvelles sont ainsi créées, nécessitant des modes de gestions adaptés. En Tunisie centrale, le bassin versant du Merguellil fournit un exemple de processus hydrologique profondément modifié par la construction d'un grand barrage. Le bassin revêt une importance stratégique pour la région. Il alimente la plaine de Kairouan qui constitue le plus fort potentiel de développement agricole du pays et dont la nappe alluviale est surexploitée. Les écoulements intermittents de l'oued rechargeaient autrefois la nappe phréatique de la plaine. Le barrage d'El Haouareb construit en 1989 bloquant désormais les écoulements de surface, la recharge se produit plus en amont via le socle calcaire fissuré de l'ouvrage. Cette modification du fonctionnement hydrologique entraine une perte significative d'eau par évaporation et concentre la recharge à l'extrême amont de la plaine, au pied du barrage. Le but de cette thèse est d'identifier les mécanismes de recharge qui s'opèrent au niveau du seuil d'El Haouareb. L'infiltration depuis le lac de barrage a été quantifiée d'après le bilan hydrologique de la retenue et cet état de 56 % de perte par infiltration, 24 % de perte par évaporation, 14 % utilisés pour l'irrigation et 6 % relâchés depuis 1989. Le bilan a été fait à des pas de temps plus fin pour permettre de modéliser les entrées dans le système aquifère.L'identification des flux transitant à travers le seuil calcaire a été menée en croisant des approches hydrodynamiques (analyse du signal) et géochimiques (profils et chronique de CE et températures, chimie des ions majeurs, isotopes stables de la molécule de l'eau). La confrontation des différentes méthodes a permis de consolider les résultats et de pallier aux imperfections de certaines données de terrain dans un contexte hydrologique et hydrogéologique complexe. Un modèle simplifié de l'aquifère fracturé et un schéma de fonctionnement du seuil ont ainsi pu être établis, permettant d'anticiper l'évolution des mécanismes de recharge dans le bassin du Merguellil sous des contraintes climatiques futures. / In semi-arid environment, surface waters are unevenly distributed in time and space and particularly vulnerable. The total annual rainfall is generally low and the rain events are rare and intense, causing severe flooding and erosion. Therefore, the groundwater resource is widely exploited, often inducing overexploitation problems.To overcome the negative consequences of these hydrological regimes, large dam have been built to increase the water storage. These structures can paradoxically create a water deficiency in some areas by inducing evaporation losses and reducing aquifer recharge. In central Tunisia, the Merguellil catchment provides an example of hydrological processes profoundly changed by the construction of a large dam. The basin is of strategic importance for the region. It feeds the great agricultural plain of Kairouan which suffers f overexploitation for decades. Before the building of the El Haouareb dam, the Merguellil intermittent flows were the main source of recharge to the Kairouan plain aquifer. Dam El Haouareb built in 1989 now blocking surface runoff, recharge occurs further upstream through the cracked limestone base of the structure. This modification of the hydrological causes a significant loss of water by evaporation and concentrate recharge of the plain at the foot of the dam.The purpose of this thesis work is to identify the recharge mechanisms occurring at the threshold of El Haouareb. Infiltration from the lake was quantified calculating the water budget of the reservoir. The total water budget between 1989 and 2006 was made up by: infiltration 56%, evaporation 24%, abstraction 14% and dam releases 6%. Calculations had been conducted for smaller time scale to allow the quantification of the entries in the aquifer system.The identification of flows passing through the calcareous threshold was conducted by crossing hydrodynamic approaches (signal analysis) and geochemical (profiles and records of electrical conductivity and temperature, major ions, stable isotopes of the water molecule). The comparison of different methods helped to consolidate the results and to overcome the imperfections of some field data in a hydrological and hydrogeological complex context.A basic model and a simplified diagram of the El Haouareb aquifer have been established and allow anticipating the evolution of recharge in the Merguellil catchment under future climatic pressure.

L'étude est menée au Sud-Ouest du Niger, en bordure du fleuve Niger, en milieu semi-aride, sur les aquifères de la ville de Niamey et de ses environs immédiats. Les différents aquifères sont contenus dans les formations birimiennes du socle précambrien qui forment le substratum de la ville, les formations sablo-argileuses du Continental Terminal 3 qui s'élèvent sur le plateau de la rive gauche et les alluvions quaternaires de la vallée du fleuve et de ses affluents. Au milieu des années 1980, un sévère étiage du fleuve Niger a motivé le creusement de 120 forages captant les aquifères du socle fissuré afin d'assurer l'alimentation en eau de la ville. Une pollution nitratée, liée à l'urbanisation incontrôlée et à la déforestation, a été mise en évidence. En effet, le développement des infrastructures urbaines (extension des réseaux d'assainissement et d'alimentation en eau) n'a pas pu suivre la croissance démographique (4,5%.an-1, 1988-2001), ce qui laisse craindre une accentuation de la pollution des eaux souterraines alors que la demande en eau de la ville est croissante. L'objectif principal de ce présent travail est donc de faire un état des lieux de la qualité des eaux souterraines à travers une étude croisée de la piézométrie et des paramètres physico-chimiques. Dans cette optique, un suivi piézométrique et physico-chimique mensuel sur une année (70 chroniques piézométriques saisonnières -1047 mesures-, 80 chroniques de conductivité -1200 mesures-) et quatre campagnes d'échantillonnages (232 échantillons) pour l'analyse des ions majeurs, complétés par une campagne de 21 jours pour des analyses bactériologiques (50 échantillons) ont été entrepris sur 3 années. Ces données sont complétées par celles déjà existantes sur la zone d'étude dans le but de mettre en évidence les évolutions de la ressource en eau à une échelle pluridécennale aux plans quantitatifs et qualitatifs. La faible profondeur de la nappe (0,5 à 30 m) et la mise en évidence des variations saisonnières du niveau piézométrique sur tous les puits de la zone captant les aquifères superficiels (réservoir d'altérites et CT3) montrent que la zone d'étude est une zone de recharge. Cette caractéristique concourt à favoriser le transfert des polluants. Au plan de la qualité des eaux, les sources et les processus de la minéralisation des eaux des différents aquifères ont été précisés en utilisant les techniques statistiques multivariées (ACP, CAH, AFD), les diagrammes binaires, les rapports ioniques et la distinction des faciès chimiques. La pollution nitratée déjà mise en évidence a été confirmée avec 44% des points d'eau échantillonnés présentant des teneurs supérieures à la norme OMS de potabilité de l'eau de boisson (50 mg.L-1), et des valeurs atteignant 816 mg.L-1 soit plus de 16 fois supérieures à cette norme. 14% des forages échantillonnés ont montré une évolution de la pollution nitratée sur une vingtaine d'années. D'une manière générale, les eaux souterraines localisées en centre ville et au niveau de la vallée du fleuve présentent les plus fortes teneurs en éléments dissous, indiquant ainsi que l'urbanisation est l'un des principaux facteurs contrôlant la modification de la minéralisation naturelle des eaux. Mots clés : urbanisation, nappe libre, piézométrie, géochimie, nitrates, milieu semi-aride, Niamey, Niger.

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