Geo-Eco-Trop., 2009, 33, n.s.: 57 - 68
Apports de la tldtection dans l'tude de la remise en mouvement du sable dunaire dans la rgion de Gour (sud-est du Niger)
Contribution of remote sensing in the study of the wind erosion processes in the Gour region (southeast Niger)
BODART, C.1&2 & OZER, A.2
Abstract: In this paper, we discuss the problems caused by moving dunes and the environmental degradation in the region of Gour (southeast Niger) by means of diachronic analysis ofremote sensing data. This project highlights the benefits of complementary data (aerial photos, opticaland radar images, climatic analysis, field observation) to study sand dune encroachment. The diachronic analysis by remote sensing allows us to estimate the landscape dynamic and the processof dune reactivation over a period of about 50 years. This analysis shows that a wide range of problemsdominate the Gour region. The climatic deterioration of the 1970s to 1990s and the increasing anthropogenic pressure are the main drivers for the reduction of the vegetation cover and for variousprocesses of sand dune movement. In the Gour area, reactivated sands threaten the existence of several villages, farmlands and many inter-dune basins. However, in our study area, the migration ofsand is not an irreversible process. We can still fight in an efficient manner the sand encroachment ofarable lands and oasis. The damages mainly occur around villages and farmlands. Elsewhere, a bettercontrol of land use and natural resources can allow a future regeneration of the vegetation cover.Increasing rainfall observed during the last decade allowed a vegetation recovery in some zones thathave not yet been intensively affected by human activity. In this study, we also compare different techniques and satellite data in order to identify and monitor the dune reactivation process and to suggest an indicator of desertification. In that way, in collaboration with the Space Centre of Liege, weevaluate the potential of radar interferometry for the study of sandy desertification. The value of theERS 1/2 interferometric coherence images appears as a very useful and original source of informationon sand mobility. They can be interpreted in terms of sand dune activity and allow us to detect andlocate small sand dune movements that occurred only within twenty-four hours.
Key-words : Desertification, wind erosion, remote sensing, interferometry
Rsum: L'tude consiste en une approche de la problmatique de la remise en mouvement du sabledunaire et de la dgradation du milieu dans la rgion de Gour (sud-est du Niger) au moyen, notamment, de l'analyse diachronique de la zone d'tude par tldtection. L'originalit est l'utilisationcomplmentaire de diffrentes sources de donnes (photographies ariennes, images satellitairesoptiques et radar, donnes climatiques, vrit-terrain) dans l'analyse du processus d'ensablement.L'analyse diachronique par tldtection permet d'apprhender l'volution du milieu et du processusd'ensablement sur une priode d'un peu plus de 50 ans. Il ressort de cette analyse qu'un problme degrande ampleur svit dans la rgion de Gour. Les pjorations climatiques des annes 70-90 et la pression anthropique croissante sont majoritairement responsables de la rduction de la couverturevgtale et de la diversit des espces ainsi que de nombreux processus de remaniement du sabledunaire. Les dunes ractives menacent actuellement l'existence de certaines cuvettes interdunaires, decertains villages et de nombreuses terres de culture de la rgion de Gour. Cependant, la reprise d'unepluviomtrie tendant vers la normale observe durant les dix dernires annes ainsi qu'une meilleuregestion des territoires devraient permettre une rgnration future du couvert vgtal, telle qu'elle estdj amorce dans certaines zones non affectes par l'activit de l'homme. Au cours de ces recherches,nous comparons galement diffrentes techniques et donnes satellitaires nous permettant de quantifier et de suivre le phnomne de ractivation des dunes dans le but de proposer un
1 Aspirant FNRS, Email: [email protected] 2 Laboratoire de Gomorphologie et Tldtection, Unit de Gographie Physique, Universit de Lige,Alle du 6 aot, 2 - (B11) 4000 Lige, Email: [email protected]
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indicateur de dsertification. Dans cette optique, nous avons test, en collaboration avec le CentreSpatial de Lige, l'utilisation de l'interfromtrie radar. Les images de cohrence obtenues partir depaires tandem ERS 1/2 apparaissent comme un trs bon complment d'information sur la mobilit dusable. En effet, elles peuvent tre interprtes en terme de mouvement de sable dunaire et permettent dedtecter et de localiser de lgers mouvements de dunes, c'est--dire, des mouvements qui se sont manifests en seulement vingt-quatre heures.
Mots-cls : Dsertification, rosion olienne, tldtection, interfromtrie
INTRODUCTION
La dsertification menace de vastes territoires sur tous les continents. La conventiondes Nations Unies sur la Lutte Contre la Dsertification (UNCCD) la dfinit comme lephnomne de "dgradation des terres dans les zones arides, semi-arides et subhumides sches, par suite de divers facteurs, parmi lesquels les variations climatiques et les activitshumaines"(http://www.unccd.int). En Afrique de l'Ouest, la dsertification est un problmede grande ampleur qui engendre une situation d'extrme scheresse et de pauvret. A la findes annes 1960, l'instar du Sahel, le Niger a t affect par une terrible scheresse. Durantles annes 1970 et 1980, cette dtrioration climatique accompagne de la pression de l'hommea gnr de srieux changements environnementaux et notamment la ractivation d'anciennesdunes autrefois fixes par la vgtation (OZER 2000; BODART 2004 ; TIDJANI ALOU 2006 ;OZER et OZER 2005). Actuellement, aux limites du Sahara, de nombreuses dunes menacentl'existence de terres de culture, d'infrastructures, de routes et de points d'eau. Pour lutter efficacement contre l'ensablement et assurer la russite et la durabilit des projets pour ledveloppement du pays, une bonne comprhension des mcanismes travers une approcheintgre incluant la cartographie et le suivi des zones sensibles est ncessaire.
L'analyse diachronique par tldtection permet d'apprhender l'volution du milieuet du processus d'ensablement sur une priode d'un peu plus de 50 ans. L'objectif de nosrecherches est de montrer comment la confrontation d'anciennes photographies ariennes etd'images satellitaires rcentes permet d'valuer l'ampleur des changements survenus depuisles annes 50 ( dgradation de la vgtation dunaire et interdunaire, vitesse et direction de laremise en mouvement du sable,...) et leurs consquences sur la vie des habitants de la rgionde Gour, de proposer des hypothses sur les causes et le dveloppement du phnomne etenfin de localiser les zones les plus touches et les plus menaces par le processus d'ensablement et donc les zones o il faudrait agir en priorit. Au cours de ces recherches, nous comparons galement diffrentes techniques et donnessatellitaires nous permettant de quantifier et de suivre le phnomne de ractivation desdunes dans le but de proposer un indicateur de dsertification. Dans cette optique, nous montrerons comment l'image de cohrence interfromtrique obtenue partir de paires tandem ERS un jour d'intervalle peut tre utilise pour dtecter et cartographier les zonesde sable en mouvement.
Ces recherches font partie de travaux de thse financs par le Fonds National de laRecherche Scientifique et s'inscrivent dans le projet FADA (Fight Against Desertification inWest Africa), accept par l'ESA, qui nous permet d'acqurir des images ENVISAT ASAR ainsique des images ERS couvrant la zone d'tude. De plus, le programme OASIS (OptimisingAccess to Spot Infrastructure for Science, projet numro 18) nous a galement permis d'acqurir des images SPOT 5 haute rsolution. Nos recherches s'intgrent galement dansun projet d'initiative propre d'institutions universitaires en matire de coopration audveloppement, subsidi par la C.U.D. (Coopration Universitaire pour le Dveloppement)de Belgique. Ce Projet Interuniversitaire Cibl (PIC) rassemble diverses comptences d'universits belges (ULG, UCL et FUSAGx) et nigrienne (Universit de Niamey). Il vise mieux comprendre les processus qui sont la base des apports oliens responsables de l'ensablement des cuvettes dans le sud du Niger et les protger.
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ZONE D'ETUDE
Localisation et description de la zone d'tude
La zone d'tude est situe au sud-est du Niger, dans la partie orientale duDpartement de Zinder (entre 10 et 1040' de longitude est et 1350' et 14 de latitude nord)(Fig. 1). Il s'agit d'un vaste plateau sableux dont l'altitude varie de 300 400 mtres. Ses parties hautes correspondent aux sommets des anciennes dunes transversales. Ce plateau estconstell de petites dpressions assez profondes et plus ou moins circulaires - les cuvettes - etde bas-fonds allongs. A noter galement la prsence de massifs de granite (massif annulairedu Mounio).
Sur le plan climatique, cette rgion se caractrise par un climat de type sahlien sensustricto avec une pluviosit annuelle comprise entre 200 et 400 mm. Le climat s'y caractrise parune longue saison sche (9 10 mois/an), suivie d'une saison des pluies aux prcipitationscourtes et violentes.
Le systme agricole actuellement en place combine agriculture pluviale (mil, sorgho,nib) avec une agriculture de cuvette o l'on peut produire, grce la prsence d'une nappepeu profonde, voire affleurante en son centre, divers produits agricoles (manioc, mas, patatedouce, oignons, canne sucre, dattes, bl). Ces produits constituent une source de revenusimportante moins sensible aux fluctuations de la pluviomtrie que les cultures pluviales.
Remise en mouvement du sable dunaire
Depuis la fin des annes 1960, la rgion sahlienne est touche par une terrible scheresse. Il apparat que la rgion de
