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REPUBLIQUE DU CAMEROUN MINISTERE DE L’EAU ET DE L’ENERGIE

ETUDE ENVIRONNEMENTALE DU BARRAGE DE LOM PANGAR

Thème 15: Qualité des eaux

Rapport Final rev01 Juillet 2005

Pierre Biedermann / Bernard Yon

ETUDE ENVIRONNEMENTALE DU BARRAGE DE LOM PANGAR Thème 15 – Qualité des Eaux

2/110 ISL – OREADE-BRECHE – SOGREAH

SOMMAIRE

1 RESUME .......................................................................................................................... 9

1.1 PROBLEMATIQUE ET APPROCHE ...................................................................................... 9 1.2 CADRE REGLEMENTAIRE NATIONAL ................................................................................. 9 1.3 ETAT DE LA ZONE D'ETUDE .............................................................................................. 9 1.3.1 ETAT ACTUEL ............................................................................................................... 9 1.3.2 RISQUES LIES AU FUTUR DEVELOPPEMENT DE LA ZONE ............................................... 10 1.4 CONSEQUENCES DU REMPLISSAGE DE LA RETENUE....................................................... 10 1.4.1 QUALITE DES EAUX DE LA RETENUE............................................................................. 10 1.4.2 EVOLUTION PROBABLE DES EAUX DU TRONÇON AVAL APRES REMPLISSAGE ................. 11 1.5 ETAPE D'EVALUATION DES IMPACTS .............................................................................. 11 1.5.1 IMPACTS SUR L'ACTIVITE PECHE ................................................................................. 11 1.5.2 IMPACTS SUR L'ALIMENTATION EN EAU POTABLE .......................................................... 12 1.5.3 IMPACT SUR LES STRUCTURES.................................................................................... 12 1.5.4 IMPACTS SUR LES EMISSIONS DE GAZ A EFFET DE SERRE............................................. 12 1.5.5 IMPACT SUR LA FAUNE ................................................................................................ 13 1.6 MESURES DE PREVENTION, D'ATTENUATION OU DE COMPENSATION ............................... 13 1.6.1 RE-OXYGENATION DES EAUX RELACHEES A L'AVAL OU TURBINEES ............................... 13 1.6.2 CONSTRUCTION DE PUITS ........................................................................................... 13 1.6.3 DISCUSSION SUR LES POSSIBILITES DE REDUIRE LA BIOMASSE NOYEE ......................... 13

2 CADRE ET CONTEXTE DE L’ETUDE .......................................................................... 15

2.1 DESCRIPTION DES OBJECTIFS DE L'ETUDE THEMATIQUE................................................. 15 2.2 DESCRIPTION DE TOUS LES DOMAINES RATTACHES A L'ETUDE ....................................... 16 2.3 ASPECT ADMINISTRATIFS ET REGLEMENTAIRES ............................................................. 16 2.3.1 CADRE ADMINISTRATIF ET REGLEMENTAIRE NATIONAL ................................................. 16 2.3.2 CADRE NORMATIF INTERNATIONAL .............................................................................. 18 2.4 DEROULEMENT DE L’EXPERTISE .................................................................................... 18 2.5 DOCUMENTS MIS A DISPOSITION .................................................................................... 19

3 DESCRIPTION ET ANALYSE DE L'ETAT INITIAL DE LA ZONE ETUDIEE .............. 20

3.1 DEFINITION ET JUSTIFICATION DE L'AIRE D'ETUDE .......................................................... 20 3.2 DOMAINE TECHNIQUE DE L'ETUDE.................................................................................. 21 3.3 DESCRIPTION ET ANALYSE DU MILIEU............................................................................. 22 3.3.1 HYDROLOGIE.............................................................................................................. 22 3.3.2 ANALYSES PHYSIQUES ET CHIMIQUES DES EAUX.......................................................... 22 3.3.3 BIOMASSE .................................................................................................................. 27 3.3.4 QUALITE DES SOLS ..................................................................................................... 28 3.3.5 PARAMETRES DE L'ETUDE........................................................................................... 30 3.3.6 EROSION ET DYNAMIQUE DES SEDIMENTS ................................................................... 37 3.3.7 DESCRIPTION ET ANALYSE DE L'UTILISATION ACTUELLE DU MILIEU................................ 38



3.4 SYNTHESE SUR LA QUALITE DES EAUX DES RIVIERES LOM ET PANGAR........................... 40 3.4.1 QUALITE ACTUELLE DES EAUX ET SOURCES DE POLLUTION .......................................... 40 3.4.2 RISQUES LIES AU FUTUR DEVELOPPEMENT DE LA ZONE ............................................... 40

4 CARACTERISTIQUES DU RESERVOIR CONSIDEREES POUR L'ETUDE............... 42

4.1 HYDROLOGIE, MORPHOLOGIE ET DYNAMIQUE DU RESERVOIR......................................... 42 4.1.1 APPORTS DES AFFLUENTS .......................................................................................... 42 4.1.2 MORPHOLOGIE DU RESERVOIR.................................................................................... 43 4.1.3 VOLUME RETENU ET SURFACE NOYEE ......................................................................... 43 4.1.4 GESTION DU RESERVOIR............................................................................................. 43 4.1.5 HYDRODYNAMIQUE DU RESERVOIR ............................................................................. 44 4.2 CONDITIONS METEOROLOGIQUES .................................................................................. 44 4.2.1 TEMPERATURE DE L'AIR .............................................................................................. 45 4.2.2 TEMPERATURE DE ROSEE ........................................................................................... 45 4.2.3 VITESSE ET DIRECTION DU VENT ................................................................................. 45 4.2.4 COUVERTURE NUAGEUSE ........................................................................................... 46 4.3 APPORTS BIOCHIMIQUES INTERNES ET EXTERNES.......................................................... 46 4.3.1 QUALITE DES EAUX DES AFFLUENTS............................................................................ 46 4.3.2 RELARGAGE DE PHOSPHORE BIOASSIMILABLE PAR LES SOLS ....................................... 47 4.3.3 DECOMPOSITION DE LA MATIERE ORGANIQUE.............................................................. 47 4.3.4 BILAN DES APPORTS MOYENS EN PHOSPHATE ............................................................. 49 4.3.5 BILAN DES APPORTS MOYENS EN SOUFRE................................................................... 49 4.3.6 APPORTS ET CONSOMMATION D'OXYGENE................................................................... 50

5 MODELISATION NUMERIQUE DE LA QUALITE DES EAUX..................................... 51

5.1 PRESENTATION DU PROGRAMME UTILISE ....................................................................... 51 5.2 PROCESSUS HYDROBIOCHIMIQUES ................................................................................ 52 5.3 HYPOTHESES ET DONNEES UTILISEES............................................................................ 56 5.3.1 MODELE GEOMETRIQUE.............................................................................................. 56 5.3.2 PARAMETRES DE TEMPS ............................................................................................. 57 5.3.3 QUALITE DES EAUX: ETAT INITIAL ................................................................................ 57 5.3.4 PARAMETRES HYDROLOGIQUES ET METEOROLOGIQUES .............................................. 57 5.3.5 PARAMETRES HYDRAULIQUES..................................................................................... 58 5.3.6 DECOMPOSITION DE LA BIOMASSE NOYEE ................................................................... 58 5.3.7 DEVELOPPEMENT ALGAL............................................................................................. 58 5.3.8 VANNES ..................................................................................................................... 58 5.3.9 DEGAZAGE ET REOXYGENATION.................................................................................. 59 5.4 RESULTATS DU MODELE NUMERIQUE ............................................................................. 59 5.4.1 QUALITE DES EAUX DE LA RETENUE............................................................................. 59 5.4.2 QUALITE DES EAUX DU TRONÇON AVAL........................................................................ 63

6 COMPARAISON AVEC DES CAS REELS ................................................................... 66

6.1 METHODES DETERMINISTES: FAO ET OCDE................................................................. 66 6.1.1 PREVISION DE LA QUALITE DES EAUX: METHODE FAO................................................. 66 6.1.2 PREVISION DE LA QUALITE DES EAUX: METHODE OCDE.............................................. 67 6.2 COMPARAISON AVEC LA RETENUE DE PETIT-SAUT (GUYANE) ........................................ 69 6.2.1 DESCRIPTION COMPAREE DE LA RETENUE ................................................................... 69 6.2.2 QUALITE PHYSICO-CHIMIQUE COMPAREE DES APPORTS DE PETIT-SAUT....................... 70 6.2.3 QUALITE DES EAUX ET EFFLUENTS DE PETIT-SAUT APRES SON REMPLISSAGE.............. 71



6.2.4 COMMENTAIRE ........................................................................................................... 73 6.3 COMPARAISON AVEC 2 ETUDES DE LA COMMISSION MONDIALE DES BARRAGES............ 74 6.3.1 LES ETUDES DE LA COMMISSION MONDIALE DES BARRAGES ....................................... 74 6.3.2 LE RESERVOIR DE TUCURUI (BRESIL) .......................................................................... 74 6.3.3 LE RESERVOIR DE KARIBA (ZAMBEZE) ......................................................................... 76 6.3.4 COMMENTAIRE ........................................................................................................... 77 6.4 LE RESERVOIR DE GARAFIRI (GUINEE)........................................................................... 77 6.5 COMPARAISON AVEC LES RESERVOIRS DE MBAKAOU, LA MAPE ET BAMENDJIN ............ 78 6.5.1 COMMENTAIRE PREALABLE ......................................................................................... 78 6.5.2 LE RESERVOIR DE MBAKAOU ...................................................................................... 79 6.5.3 LE RESERVOIR DE LA MAPE ........................................................................................ 81 6.5.4 LE RESERVOIR DE BAMENDJIN .................................................................................... 85

7 ETUDE ET ANALYSE DES IMPACTS.......................................................................... 88

7.1 ETAPE D'IDENTIFICATION - PREVISION DES IMPACTS....................................................... 88 7.1.1 FACTEURS DETERMINANTS POUR LA QUALITE PHYSICO-CHIMIQUES DES EAUX .............. 88 7.1.2 EVOLUTION PROBABLE DES EAUX DE LA RETENUE APRES REMPLISSAGE ...................... 88 7.1.3 EVOLUTION PROBABLE DES EAUX DU TRONÇON AVAL APRES REMPLISSAGE ................. 90 7.2 ETAPE D'EVALUATION DES IMPACTS .............................................................................. 93 7.2.1 IMPACTS SUR L'ACTIVITE PECHE ................................................................................. 93 7.2.2 IMPACTS SUR L'ALIMENTATION EN EAU POTABLE .......................................................... 94 7.2.3 IMPACT SUR LES STRUCTURES.................................................................................... 95 7.2.4 IMPACTS SUR LES EMISSIONS DE GAZ A EFFET DE SERRE............................................. 95 7.2.5 IMPACT SUR LA FAUNE ................................................................................................ 96

8 DEFINITION DES MESURES DE PREVENTION, D'ATTENUATION OU DE COMPENSATION............................................................................................................... 97

8.1 RE-OXYGENATION DES EAUX RELACHEES A L'AVAL OU TURBINEES ................................ 97 8.2 CONSTRUCTION DE PUITS .............................................................................................. 99 8.3 GESTION DE LA RETENUE AU COURS DES PREMIERES ANNEES ..................................... 100 8.4 DISCUSSION SUR LES POSSIBILITES DE REDUIRE LA BIOMASSE NOYEE ......................... 101

9 INDICATEURS ET MESURES DE SUIVI .................................................................... 103

9.1 DEFINITION DES MESURES DE SUIVI.............................................................................. 103 9.2 COUT .......................................................................................................................... 104 9.2.1 PERSONNEL ............................................................................................................. 104 9.2.2 MATERIEL REQUIS .................................................................................................... 105

10 ANNEXES .................................................................................................................. 106



FIGURES

Figure 1 : Place de l’étude thématique au sein de l’EIE....................................................... 15 Figure 2 : Cycle de l’azote .................................................................................................... 33 Figure 3 : Cycle du phosphore.............................................................................................. 35 Figure 4 : Habitat .................................................................................................................. 39 Figure 5 : Apports reconstitués du réservoir de Lom Pangar (1970-2003) .......................... 42 Figure 6 : Flux interne de matière inorganique en suspension ............................................ 52 Figure 7 : Flux interne entre matière organique dissoute labile et les autres compartiments

...................................................................................................................................... 52 Figure 8 : Flux interne entre matière organique dissoute réfractaire et les autres

compartiments............................................................................................................... 53 Figure 9 : Flux interne entre matière organique particulaire labile et les autres

compartiments............................................................................................................... 53 Figure 10 : Flux interne entre matière organique particulaire réfractaire et les autres

compartiments............................................................................................................... 53 Figure 11 : Flux interne entre la demande biologique en oxygène et les autres

compartiments............................................................................................................... 54 Figure 12 : Flux interne entre les algues et les autres compartiments................................. 54 Figure 13 : Flux interne de phosphore.................................................................................. 54 Figure 14 : Flux interne d'ammonium ................................................................................... 55 Figure 15 : Flux interne de nitrates ....................................................................................... 55 Figure 16 : Flux interne d’oxygène entre compartiments ..................................................... 55 Figure 17 : Flux interne de carbone inorganique entre compartiments................................ 56 Figure 18 : Flux interne de entres les sédiments et les autres compartiments .................... 56 Figure 19 : Modèle géométrique en vue plane ..................................................................... 57 Figure 20 :Localisation des sections indiquées dans le tableau précédent ......................... 62 Figure 21 : Développement algal moyen dans la retenue.................................................... 62 Figure 22 : Part des apports totaux (interne et externe) en phosphate évacués dans le

tronçon aval................................................................................................................... 63 Figure 23 : Concentration en oxygène dissous des eaux prélevées (avant réoxygénation) 64 Figure 24 : Concentration en phosphate dans le tronçon aval............................................. 65 Figure 25 : Synthèse des équation-type de l’OCDE............................................................. 67 Figure 26 : Photographie de la retenue de Petit Saut (Guyane Française) ......................... 70 Figure 27 : Photographie de la retenue de Mbakaou ........................................................... 79 Figure 28 : Photographie de la zone de marnage de Mbakaou ........................................... 81



Figure 29 : Photographie de la retenue de La Mapé............................................................ 82 Figure 30 : Evacuation des eaux (La Mapé)......................................................................... 84 Figure 31 : Photographie de la retenue de Bamendjin ......................................................... 86 Figure 32 : Evacuation des eaux (Bamendjin)...................................................................... 87 Figure 33 : Evolution de la qualité chimique des eaux de la retenue................................... 89 Figure 34 : Concentration en oxygène dissous dans la Sanaga et le Lom à l’aval du barrage

...................................................................................................................................... 92 Figure 35 : Photographies du seuil en nid d’abeille de Petit Saut (Guyane Française) ....... 98 Figure 36 : Schéma de principe d’une vanne à jet creux ..................................................... 98 Figure 37 : Schéma de principe d’un puits ........................................................................... 99



TABLEAUX

Tableau 1: Cotes officielles du barrage ................................................................................ 20 Tableau 2 : Cotes officielles du barrage – Valeurs associées.............................................. 21 Tableau 3 : Résultats des campagnes de prélèvements (1996, 97 et 98) ........................... 23 Tableau 4 : Résultats de la première série d’analyses réalisées dans le cadre de l’étude.. 24 Tableau 5 : Résultats de la deuxième série d’analyses (« métaux lourds » dans l’eau)

réalisées dans le cadre de l’étude ................................................................................ 25 Tableau 6 : Résultats de la deuxième série d’analyses (« métaux lourds » dans les

sédiments) réalisées dans le cadre de l’étude.............................................................. 26 Tableau 7 : Résultats de la troisième série d’analyses réalisées dans le cadre de l’étude –

réservoir du Mbakaou ................................................................................................... 26 Tableau 8 : Résultats de la troisième série d’analyses réalisées dans le cadre de l’étude –

réservoir de La Mapé .................................................................................................... 27 Tableau 9 : Résultats de la troisième série d’analyses réalisées dans le cadre de l’étude –

réservoir de Bamendjin ................................................................................................. 27 Tableau 10 : Répartition et densité de la biomasse de forêt dense et savane .................... 28 Tableau 11 : Résultats des analyses de sols ....................................................................... 30 Tableau 12 : Dégradation moyenne spécifique annuelle et turbidité moyenne de la Sanaga

et du Djérem.................................................................................................................. 38 Tableau 13 : Répartition du débit total des apports de la retenue de Lom Pangar entre le

Lom et le Pangar ........................................................................................................... 43 Tableau 14 : Principales caractéristiques du scénario retenu.............................................. 44 Tableau 15 : Températures moyennes mensuelles à la station de Bétaré Oya .................. 45 Tableau 16 : Humidité relative, absolue et point de rosée reconstitué mensuels à la station

de Bétaré Oya ............................................................................................................... 45 Tableau 17 : Régime du vent................................................................................................ 46 Tableau 18 : Couverture nuageuse ...................................................................................... 46 Tableau 19 : Répartition de la biomasse entre les différents étages végétaux de la forêt

tropicale de Nam Leuk (Laos) ....................................................................................... 48 Tableau 20 : Répartition de la biomasse entre les différents étages végétaux de la retenue

de Lom Pangar.............................................................................................................. 48 Tableau 21 : Vitesse de décomposition de la biomasse ...................................................... 48 Tableau 22 : Bilan des apports moyens en phosphate ........................................................ 49 Tableau 23 : Bilan des apports moyens en soufre ............................................................... 49 Tableau 24 : Température de l’eau mesurée et calculée par le programme de simulationd e

la qualité des eaux (sur trois profils) ............................................................................. 59



Tableau 25 : Evolution de la concentration en oxygène dissous du réservoir pour différentes sections ......................................................................................................................... 61

Tableau 26 : Estimation de la charge totale en phosphore .................................................. 68 Tableau 27 : Application de la méthode de l’OCDE ............................................................. 68 Tableau 28 : Description comparée des retenues de Petit Saut (Guyane Française) et de

Lom Pangar................................................................................................................... 69 Tableau 29 : Comparaison de la qualité physico-chimique des apports de Petit Saut et de

Lom Pangar................................................................................................................... 70 Tableau 30 : Principaux paramètres de la retenue de Mbakaou.......................................... 79 Tableau 31 : Qualité du Djérem et du Meng......................................................................... 80 Tableau 32 : Principaux paramètres de la retenue de La Mapé .......................................... 82 Tableau 33 : Qualité du Ngom et de La Mapé...................................................................... 83 Tableau 34 : Principaux paramètres du réservoir de Bamendjin ......................................... 85 Tableau 35 : Qualité du réservoir de Bamendjin et du Noun ............................................... 86 Tableau 36 : Coût de la construction des 10 puits ............................................................. 100 Tableau 37 : Mesures de suivi hydrométéorologique......................................................... 103 Tableau 38 : Mesures de suivi de la qualité de l’eau.......................................................... 103 Tableau 39 : Personnel requis pour le suivi proposé ......................................................... 104 Tableau 40 : Coûts annuels de personnel.......................................................................... 104 Tableau 41 : Matériel requis pour le suivi proposé............................................................. 105 Tableau 42 : Coûts de matériel........................................................................................... 105

ANNEXES

Annexe 1 : Détail des mission effectuées........................................................................... 106 Annexe 2 : Liste des personnes rencontrées ..................................................................... 109 Annexe 3 : Bilans qualitatifs Métaux Lourds....................................................................... 110



1 RESUME

1.1 Problématique et approche

La cuvette de la future retenue de Lom Pangar est majoritairement couverte de zones boisées, de savane et de zones de recrus. L'expérience montre que l'ennoiement de larges retenues en zone tropicale peut générer des problèmes conséquents de qualité de l'eau et d'émission de gaz à effet de serre (GES), du fait de la décomposition et de la fermentation de l'énorme quantité de biomasse noyée.

Sur la base de la connaissance de la couverture végétale de la retenue et de la qualité des apports des affluents de la future retenue, le Thème 15 s'est attaché à étudier l'impact de la création du barrage sur la qualité des eaux retenues et rejetées à l'aval.

L'étude a été basée sur i) des prélèvements et des analyses de qualité des eaux et des sédiments, ii) un modèle numérique de simulation d'évolution de la qualité des eaux et iii) une comparaison avec des sites similaires.

La qualité des eaux a été étudiée comme un problème intrinsèque à l'enceinte de la retenue et également en terme d'impact sur l'aval.

1.2 Cadre réglementaire national

La loi N° 98/005 du 14 avril 1998 portant régime de l'eau définit les rôles, droits et devoirs respectifs du Gouvernement, des collectivités territoriales et des personnes morales ou physiques dans les domaines de l'utilisation, la gestion et la protection des eaux du Cameroun. L'eau est définie comme un bien du patrimoine national dont l'Etat assure la protection et la gestion et en facilite l'accès à tous, avec la possibilité de transférer toute ou partie de ses prérogatives aux Collectivités Territoriales Décentralisées.

La Loi n° 98/015 du 14 juillet 1998 relative aux établissements classés dangereux, insalubres ou incommodes. Le barrage de Lom Pangar peut être rattaché aux établissements de Classe 1, dont l'exploitation ne peut être autorisée qu'à condition que les mesures soient prises pour prévenir les dangers ou les inconvénients.

La loi n° 96./12 du 5 Août 1996 relative à la gestion de l'environnement fixe le cadre juridique général de la gestion de l'environnement au Cameroun. L'article 55 prescrit à tout responsable d'un établissement industriel ou commercial classé, le devoir de procéder, avant l'ouverture de son établissement, à une étude des dangers qui doit comporter les indications suivantes: i) le recensement et la description des dangers suivant leur origine interne ou externe ; ii) les risques pour l'environnement et le voisinage ; iii) la justification des techniques et des procédés envisagés pour prévenir les risques, en limiter ou en compenser les effets ; iv) la conception des installations ; v) les consignes d'exploitation ; vi) les moyens de détection et d'intervention en cas d'accident.

1.3 Etat de la zone d'étude

1.3.1 Etat actuel Les eaux des rivières Lom et Pangar sont des eaux faiblement minéralisées, présentant de bonnes qualités physiques et chimiques. Cette situation est clairement liée au faible développement du bassin versant de la retenue, qui est essentiellement couvert par des zones naturelles sauvages (62 % de forêts et 38 % de savanes) donc très peu cultivées ou



industrialisées. Par ailleurs, les fortes précipitations moyennes dans la zone jouent certainement un rôle important en diluant les pollutions locales.

Sur l'ensemble des zones de Deng Deng, Bétaré Oya et Mararaba, les sources de pollution domestique des eaux de surface ou souterraines restent très localisées et sont, dans l'ensemble, négligeables. La densité actuelle de la population n'occasionne pas de pollution de nature à affecter les eaux. Toutefois, les observations faites dans les villages riverains de la future retenue montrent qu'il y aura un travail important à réaliser à l'avenir auprès des populations dans les domaines de l'éducation et de l'information sur la gestion des effluents et des déchets. S'il n'existe pas actuellement de problèmes de qualité de l'eau liés aux déchets et effluents ménagers, c'est uniquement du fait de la faible densité de la population.

L'activité minière actuelle (orpaillage traditionnel) ne peut pas être considérée comme une source de pollution. Les métaux lourds ne sont présents dans les eaux et les sédiments des affluents de la futur retenue de Lom Pangar qu'en quantités négligeables (voire même indétectables).

Les sols de la future retenue de Lom Pangar, résultant de l'action des pluies chaudes et intenses sur les roches, sont essentiellement ferralitiques caractérisés par une accumulation de produits de synthèse peu solubles, généralement ferrugineux ou alumineux.

1.3.2 Risques liés au futur développement de la zone La préservation dans l'avenir de la bonne qualité des apports aura un rôle significatif sur la qualité des eaux de la future retenue de Lom Pangar. Le développement des villages riverains, de l'activité minière et de l'ensemble des activités humaines dans le bassin versant risque, si il n'est pas maîtrisé, d'affecter sensiblement la qualité des apports de la retenue et donc la qualité des eaux même de la retenue.

Les principales sources potentielles de pollution des eaux qui pourraient se développer à l'avenir sont les suivantes:

l'intensification des rejets incontrôlés de déchets et d'effluents ménagers générée par le développement des agglomérations du bassin versant de la retenue après la construction du barrage;

l'apparition de pollutions en cas d'intensification des activités rurales (élevages porcins, engrais, pesticides) ou industrielles (par exemple l'utilisation de mercure pour les activités minières).

1.4 Conséquences du remplissage de la retenue

1.4.1 Qualité des eaux de la retenue La quantité de biomasse qui sera noyée (environ 15 millions de tonnes de matière organique sèche) est telle que sa décomposition va dominer et déterminer la majorité des processus chimiques et donc l'évolution de la qualité des eaux.

Au cours des deux ou trois premières années, la dégradation rapide de la biomasse légère (feuillages, branchages fins, herbacées, litière) va générer un relargage intensif de nutriments (carbone, azote et phosphore bioassimilables) et la libération de gaz dissous (CO2 et CH4) qui diffuseront pour une large partie dans l'atmosphère (GES). Le relargage de nutriments par la biomasse en décomposition dominera largement les apports exogènes tels que les apports des affluents ou le relargage des sols noyés.

Cet apport marqué de nutriments permettra localement l'apparition de conditions eutrophiques favorables au développement rapide de la phytomasse. Ces conditions



eutrophiques seront localisées, et plus marquées dans les zones où les concentrations en nutriments seront élevées (faible renouvellement des eaux ou forte concentration en biomasse noyée). L'eutrophisation suivra par ailleurs un rythme saisonnier avec des bloom algaux saisonniers, suivis de périodes de forte mortalité des algues. Le marnage, qui déposera les algues sur les rives en période d'abaissement du niveau de la retenue, sera une cause non négligeable de mortalité des algues. Un envahissement complet et permanent de la retenue par des algues est exclu par le modèle et les cas d'études similaires. La masse algale totale aura tendance dans le temps à diminuer du fait de la faible minéralisation des apports: cette diminution sera toutefois très lente, du fait du stockage d'une part importante des nutriments (surtout le phosphate) dans les sédiments de la retenue.

Une autre conséquence de la décomposition de la biomasse noyée sera la consommation rapide de l'oxygène dissous dans la retenue, et le développement d'un milieu anoxique, réducteur et acide dans le fond de la retenue. Ce phénomène ne sera marqué que pendant les deux ou trois premières années (le temps que la biomasse légère se dégrade). Les années suivantes, la réoxygénation naturelle des eaux permettra de compenser la consommation d'oxygène due à la décomposition. Il est nécessaire de noter que la diffusion de l'oxygène à l'interface eau-air permettra une réoxygénation des eaux de la retenue largement supérieure aux apports d'oxygène dissous des affluents. Ce point est important car la retenue de Lom Pangar, contrairement à d'autres réservoirs tropicaux dédiés à une production hydroélectrique locale, sera essentiellement destinée à jouer un rôle de régulation. La conséquence en sera un marnage et donc un brassage très marqués, qui permettront de réoxygéner les couches profondes de la retenue.

1.4.2 Evolution probable des eaux du tronçon aval après remplissage L'étude a montré qu'une bonne maîtrise des phénomènes de dégazage et de réoxygénation en sortie du barrage permettra de garantir une concentration suffisante en oxygène à l'aval du barrage. Pour le déversement des débits de régulation ou des crues, l'utilisation de vannes permettant de maximiser l'aération de la veine d'eau en sortie est indispensable. Dans ce but, les vannes à jet creux permettent d'obtenir d'excellents résultats. Pour les débits turbinés, le brassage de l'eau en sortie d'usine est généralement très limité et ne permet pas une aération correcte de la veine d'eau. La solution du seuil de réoxygénation est alors une solution satisfaisante, qui serait tout à fait adaptable au site de Lom Pangar.

Les quantités de nutriments qui seront déversées dans le Lom seront très élevées au cours des premières années puis diminueront rapidement: cela favorisera la production primaire, mais une prolifération algale ou épiphyte durable dans le Lom ou la Sanaga est exclue.

1.5 Etape d'évaluation des impacts

Remarque préalable : La modification de la qualité physico-chimique des eaux est le seul impact direct. Tous les impacts décrits résultent de cette modification et sont donc indirects.

1.5.1 Impacts sur l'activité Pêche Dans la retenue, le développement de la faune halieutique sera probablement plus important aux embouchures des affluents de la retenue durant les 2 ou 3 premières années, du fait du déficit en oxygène dans le reste de la retenue. Par la suite, la retenue présentera des conditions d'oxygénation permanente compatibles avec un développement rapide de la faune halieutique. Le développement excessif des algues pourra constituer localement une gêne pour les pêcheurs.



Dans le tronçon aval, l'altération de la qualité des eaux du Lom après la création de la retenue se caractérisera essentiellement par une charge en nutriments et une demande biologique en oxygène accrues. L'afflux de nutriments provenant de la décomposition de la biomasse noyée dans la retenue favorisera la production primaire, ce qui bénéficiera à la majorité de la chaîne alimentaire: phytoplanctons, zooplanctons, végétaux aquatiques, etc... La forte demande biologique en oxygène ne constituera une menace directe pour les populations halieutiques (et donc pour la pêche) que dans le cas où aucune mesure de réoxygénation ne serait prise en sortie de barrage. C'est au cours des premières années après la création du barrage que l'impact sur les poissons et donc sur la pêche à l'aval du barrage sera le plus marqué. Notons que l'impact de la baisse de la qualité de l'eau est évoqué dans les cas comparables comme étant un impact secondaire par rapport au changement de régime hydraulique, dans la mesure où les eaux rejetées sont suffisamment réoxygénées.

1.5.2 Impacts sur l'alimentation en eau potable Les populations riveraines du Lom et du Pangar ont l'habitude de consommer directement l'eau de ces rivières. La création du barrage aura pour impact i) une modification de la composition chimique de l'eau du tronçon entraînant une dégradation de son goût et de son odeur et ii) l'apparition dans la retenue de zones d'eaux mortes ou de stagnation propices à la prolifération des bactéries accompagnant la décomposition de la matière organique… Ces eaux ne seront donc pas directement consommables par les populations.

Il sera donc nécessaire de mettre en place un programme de construction de puits le long du tronçon aval et, le cas échéant, aux abords de la retenue dans les zones où les pêcheurs viendront s'installer. Ce programme sera obligatoirement complété par un travail de sensibilisation des populations et des pêcheurs sur les risques liés à la consommation de l'eau de la retenue ou du tronçon aval comme eau de boisson.

1.5.3 Impact sur les structures L'étude a montré qu'il ne sera pas nécessaire que les parties métalliques des prises d'eau ou les bétons fassent l'objet d'une protection supérieure à la moyenne des barrages situés en zone tropicale. Le changement de qualité de l'eau n'aura par ailleurs aucun impact prévisible sur les structures situées à l'aval du barrage (ponts, bac, pipeline).

1.5.4 Impacts sur les émissions de gaz à effet de serre L'impact réel d'une retenue comme Lom Pangar en terme de production de GES dépend de deux facteurs indépendants:

la quantité totale d'équivalent carbone qui sera rejetée dans l'atmosphère, qui est directement liée à la quantité totale de biomasse noyée,

la forme que prendront les rejets de carbone (CO2 ou CH4), car une mole de CH4 rejetée équivaut, en terme d'effet de serre, à 20 à 30 moles de CO2 rejetées.

En comparaison avec d'autres retenues tropicales, le réservoir de Lom Pangar présentera l'avantage d'un marnage et d'un brassage très important des eaux, ce qui favorisera les échanges d'oxygène à l'interface eau-air, et donc une décomposition aérobie de la matière organique noyée. Cela favorisera la production de CO2 et réduira celle de CH4, ce qui limitera partiellement l'impact global du barrage en terme de GES.

Deux types de mesures peuvent être prises pour réduire la quantité de GES produite par une retenue comme Lom Pangar:

limiter la quantité de biomasse noyée: cet objectif peut être atteint par des actions de déboisement ou en limitant l'emprise de la zone d'ennoiement.



favoriser l'oxygénation des eaux et donc la production de CO2 plutôt que de CH4: cet objectif nécessite un suivi précis de la qualité des eaux retenues et des émissions de GES, accompagné d'une gestion adaptée de la retenue

1.5.5 Impact sur la faune L'expérience de Kariba (Zambèze – Etude WCD) montre que les crocodiles et les hippopotames bénéficient de la création de la retenue, car elle développe considérablement leur habitat. Les loutres n'apprécient pas les eaux dormantes et sont sensibles à la qualité des eaux. Comme elles se nourrissent essentiellement de poissons, il est fortement probable que les loutres vivant à l'amont du barrage migreront vers les affluents (i.e. vers l'amont) après la création de l'ouvrage pour s'établir dans leurs embouchures. La mort de certains individus est possible, mais une disparition complète est improbable. Les loutres pourraient également quitter la zone aval et se replier sur le Djérem ou la Sanaga, au moins durant les premières années, si les populations de poissons baissent significativement.

1.6 Mesures de prévention, d'atténuation ou de compensation

1.6.1 Ré-oxygénation des eaux relâchées à l'aval ou turbinées La construction d'un seuil de réoxygénation semblable à celui de Petit-Saut et l'utilisation de vannes permettant une forte réoxygénation et un dégazage conséquent (vannes à jet creux) sont les principales mesures que l'on peut prendre pour préserver la qualité des eaux du tronçon aval. Ces structures permettront en particulier de garantir une concentration en O2 dissous supérieure à 2 mg/l et donc compatible avec la vie dans le tronçon aval.

1.6.2 Construction de puits La construction de puits sera nécessaire aux endroits les plus fréquentés du tronçon aval, soit, de l'amont vers l'aval: Mouyal, Bartoua, un puits intermédiaire entre Bartoua et Lom 2, Lom 2 et Lom 1 en rive droite du Lom. En plus de ces 5 puits, il est recommandé de prévoir la construction de 5 puits supplémentaires en bordure de la retenue dans les zones de pêche qui seront fréquentées par les populations basées à l'aval (cette recommandation n'inclut pas les besoins en puits des populations vivant actuellement à l'amont du site du barrage).

La construction des puits sera accompagnée d'actions de développement destinées à garantir l'efficacité et la durabilité des travaux:

implication de manœuvres du village dans la construction du puits pour leur apprendre à descendre dans le puits pour le nettoyer,

actions de sensibilisation des bénéficiaires sur l'hygiène de l'eau et l'utilisation du puits.

1.6.3 Discussion sur les possibilités de réduire la biomasse noyée La décomposition de la biomasse noyée est à l'origine de l'ensemble des problèmes de qualité d'eau et de GES évoqués dans ce rapport. Deux solutions existent pour la réduire : le déboisement de la retenue préalable à la mise en eau et la limitation de l'emprise de la zone d'ennoiement.



Déboisement : Du fait de la très grande surface de la zone d'ennoiement et de la nécessité pour un déboisement efficace de travailler dans un temps limité (pour éviter les repousses), seul un déboisement partiel de la retenue de Lom Pangar est concrètement envisageable : la limite de ce qu'il est techniquement possible d'éliminer à Lom Pangar peut raisonnablement être évaluée aux environs de 10% de la biomasse noyée. Quel est l'intérêt de cette mesure en terme de GES et de qualité de l'eau ?

• GES : dépend de la localisation du déboisement Le déboisement est généralement accompagné d'un brûlage de la biomasse abattue. Brûler de la biomasse qui se serait décomposée selon des processus aérobie dans la retenue n'apporte strictement rien en terme de GES, si ce n'est une accélération néfaste du processus de dégradation de la biomasse. Par contre il est intéressant de brûler la biomasse susceptible de se décomposer suivant des processus anaérobie pour limiter les émissions de CH4 dont le pouvoir en tant que GES est 20 à 30 fois supérieur au CO2. Cela signifie que le déboisement n'aura un impact bénéfique en terme de GES que s'il est effectué dans les zones les plus basses de la retenue, sur les espèces végétales les plus rapidement dégradables.

Conclusion : Un déboisement sur les rives aura un effet pratiquement nul sur les GES. Un déboisement localisé en fond de retenue permettrait un gain probable en GES mais très difficile à quantifier.

• Qualité d'eau : Un déboisement de 10% de la retenue réduirait d'autant le relargage de nutriments, la quantité de MO dissoute ou en suspension, et donc la DBO dans la retenue et le tronçon aval. En termes de bénéfices (réduction de l'eutrophisation, augmentation de l'O2 dissout, goûts et odeurs), la même corrélation ne peut être faite. Ainsi pour le critère Eutrophisation, les quantités de nutriments potentiellement relargables sont telles qu'il faudrait, suivant les critères OCDE, supprimer 95% de la végétation pour que l'état trophique de la retenue soit au mieux mésotrophique. Pour le critère oxygène dissous, le déboisement de 10% de la surface noyée réduira probablement la durée ou l'étendue des conditions anoxiques, mais ne permettra pas de les empêcher totalement.

Conclusion : en terme de qualité d'eau, le déboisement faisable sur Lom Pangar (10% de la retenue) n'apportera pas de bénéfices substantiels.

Limitation de l'emprise

Deux options sont considérées dans l'EIE globale : un réservoir de 6.75 km3 (surface de 560 km²) et un réservoir de 5.75 km3 (surface de 502km²). La différence de surface entre les deux options est de 10%. On peut estimer en première approximation que la biomasse totale noyée sera également réduite de 10 % d'une option à l'autre.

En terme de GES, on émet l'hypothèse réaliste que la quantité de GES émise est directement promotionnelle à la quantité de biomasse noyée. Une réduction de 10% de la surface noyée pourrait donc se traduire par un gain d'émission de GES de l'ordre de 10%.

En terme de qualité de l'eau, le raisonnement tenu ci-dessus sur le déboisement est toujours valable : peu de bénéfices doivent être attendus.



2 CADRE ET CONTEXTE DE L’ETUDE La place de la présente étude thématique dans l’ensemble de l’EIE est illustrée sur la figure suivante :

Figure 1 : Place de l’étude thématique au sein de l’EIE

2.1 Description des objectifs de l'étude thématique

La cuvette de la future retenue de Lom Pangar est majoritairement couverte de zones boisées, de savane et de zones de recrus. L'expérience montre que l'ennoiement de larges retenues en zone tropicale peut générer des problèmes conséquents de qualité de l'eau et d'émission de gaz à effet de serre (GES).

Sur la base de la connaissance de la couverture végétale de la retenue et de la qualité des apports des affluents de la future retenue, le Thème 15 s'attache à étudier l'impact de la création du barrage sur la qualité des eaux retenues et rejetées à l'aval.

L'étude se base sur i) des prélèvements et des analyses de qualité des eaux et des sédiments, ii) un modèle numérique de simulation d'évolution de la qualité des eaux et iii) une comparaison avec des sites similaires.

La qualité des eaux est étudiée comme un problème intrinsèque à l'enceinte de la retenue et également en terme d'impact sur l'aval. L'émission de GES est étudiée dans le Thème 1 "Etude des alternatives".



Dans le cadre du présent Thème 15, les objectifs du consultant, tels que décrits dans les Termes de Référence sont:

1. sur la base de l'étude de cas similaires et suivant une approche analogique comparaison/différenciation, estimer l'évolution probable de la qualité des eaux dans la retenue;

2. réaliser une modélisation de l'évolution de la qualité des eaux de la retenue;

3. préciser les impacts sur l’environnement liés à la construction du barrage et définir les types de mesures préventives ou compensatoires à intégrer au projet final.

2.2 Description de tous les domaines rattachés à l'étude

Les domaines d'investigation rattachés à l'étude sont:

la qualité physico-chimique des apports naturels de la retenue;

l'influence actuelle et future des activités humaines sur la qualité de ces apports, en particulier: les rejets urbains, les activités minières, l'agriculture et l'élevage1;

les caractéristiques physico-chimiques des zones qui seront ennoyées, en particulier la densité de la végétation2 et la nature des sols;

l'utilisation actuelle du fleuve dans la zone aval qui sera la plus affectée (probablement les 20 premiers kilomètres avant la confluence avec le Djérem);

2.3 Aspect administratifs et réglementaires

2.3.1 Cadre administratif et réglementaire national

loi N° 98/005 La loi N° 98/005 du 14 avril 1998 portant régime de l'eau définit les rôles, droits et devoirs respectifs du Gouvernement, des collectivités territoriales et des personnes morales ou physiques dans les domaines de l'utilisation, la gestion et la protection des eaux du Cameroun. Les articles importants pour le Thème 15 du Projet Lom-Pangar sont repris ci-après:

Article 2 – (1) l'eau est un bien du patrimoine national dont l'Etat assure la protection et la gestion et en facilite l'accès à tous.

(2) Toutefois, l'Etat peut transférer toute ou partie de ces prérogatives aux Collectivités Territoriales Décentralisées. […]

Article 6 – (1) Toute personne physique ou morale, propriétaire d'installation susceptible d'entraîner la pollution des eaux doit prendre toutes les mesures nécessaires pour limiter ou en supprimer les effets. […]

Article 7 – (1) En vue de protéger la qualité de l'eau destinée à l'alimentation, il est institué un périmètre de protection autour des points de captage, de traitement et de stockage des eaux.

1 Ces 4 aspects sont respectivement dépendants des investigations et conclusions des Thèmes 10, 11, 9 et 8. 2 Cet aspect est dépendant des investigations et conclusions des Thèmes 1 et 2.



Article 7 – (2) Les terrains compris dans les périmètres de protection sont déclarés d'utilité publique. […]

Cette loi est supportée par 5 décrets d'application:

• Décret N° 2001/161/PM du 08 mai 2001; fixant les attributions, l'organisation et le fonctionnement du Comité National de l'Eau.

• Décret N° 2001/162/PM du 08 mai 2001; fixant les modalités de désignation des agents assermentés pour la surveillance et le contrôle de la qualité des eaux.

• Décret N° 2001/163/PM du 08 mai 2001; réglementant les périmètres de protection autour des points de captage, de traitement et de stockage des eaux potabilisables.

• Décret N° 2001/164/PM du 08 mai 2001; précisant les modalités et conditions de prélèvement des eaux de surface ou des eaux souterraines à des fins industrielles ou commerciales.

• Décret N° 2001/165/PM du 08 mai 2001; précisant les modalités de protection des eaux de surface et des eaux souterraines contre la pollution.

Le dernier décret (N° 2001/165/PM) concerne plus particulièrement notre étude:

Article 3 – (1) Sont interdits, les déversements, écoulements, rejets, infiltrations, enfouissements, épandages, dépôts directs ou indirects dans les eaux, de toute matière solide, liquide ou gazeuse et, en particulier, tout déchet industriel, agricole ou atomique susceptible:

- d'altérer la qualité des eaux de surface ou souterraines […];

- de porter atteinte à la santé publique, à la faune et à la flore aquatiques […] et aux animaux;

- de mettre en cause le développement économique et touristique des régions;

- de nuire à la qualité de la vie et au confort des riverains. […]

Article 6 – Le ministre chargé de l'eau peut en fonction des conditions hydrogéologiques locales, fixer des prescriptions techniques particulières, pour l'implantation et la construction des ouvrages d'assainissement individuel ou collectif, notamment les latrines, les fosses sceptiques, les décanteurs-digesteurs, puisards, les lits bactériens et les tranchées filtrantes drainées. […]

Article 17 – (1) Le contrôle des déversements visés par le présent décret est exercé sous l'autorité du Ministre chargé de l'eau, de la santé publique, de l'environnement et le cas échéant, de l'agriculture et de l'élevage, des pêches et des industries animales. […]

loi N° 98/015 La Loi n° 98/015 du 14 juillet 1998 relative aux établissements classés dangereux, insalubres ou incommodes. D'une manière générale, cette loi sectorielle régit les établissements classés dangereux, insalubres ou incommodes, dans le respect des principes de gestion de l'environnement et de la protection de la santé publique. Il s'agit des installations industrielles ou commerciales exploitées ou détenues par toute personne physique ou morale, publique ou privée et qui présentent ou peuvent présenter soit des dangers pour la santé, la sécurité, la salubrité publique, l'agriculture, la nature et l'environnement en général, soit des inconvénients pour la commodité du voisinage.

Suivant les dangers ou la gravité des inconvénients inhérents à leur exploitation, les établissements classés sont divisés en deux classes (Article 3). Le barrage de Lom Pangar



peut être rattaché aux établissements de Classe 1. La Classe 1 comprend les établissements dont l'exploitation ne peut être autorisée qu'à la condition que les mesures soient prises pour prévenir les dangers ou les inconvénients.

La première classe regroupe les installations classées qui présentent des dangers et inconvénients importants. Leurs demandes d'autorisation d'exploitation font l'objet d'une enquête publique, ouverte par le ministre chargé des établissements classés, dans des conditions déterminées par voie réglementaire (Article 6).

Il est prévu la détermination autour de ces établissements de première classe, d'un périmètre de sécurité à l'intérieur duquel sont interdites les habitations et toute activité incompatible avec le fonctionnement desdits établissements. Ce périmètre de sécurité est délimité par le Ministre chargé des établissements classés dans des conditions fixées par voie réglementaire (Article 7).

Les établissements de première classe générateurs de pollutions solides, liquides ou gazeuses doivent procéder à l'auto surveillance de leurs rejets. Des normes fixées par voies réglementaires déterminent les niveaux d'émissions acceptables des rejets dans l'environnement (Article 8). Ces normes sont inexistantes.

loi N° 96/12 la loi n° 96./12 du 5 Août 1996 portant loi-cadre relative à la gestion de l'environnement. Cette loi fixe le cadre juridique général de la gestion de l'environnement au Cameroun. Au sens de cette loi, l'environnement est défini comme étant l'ensemble des éléments naturels ou artificiels et des équilibres bio-géochimiques auxquels ils participent, ainsi que les facteurs économiques, sociaux et culturels qui favorisent l'existence, la transformation et le développement du milieu, des organismes vivants et des activité humaines.

L'article 55 prescrit à tout responsable d'un établissement industriel ou commercial classé, le devoir de procéder, avant l'ouverture de son établissement, à une étude des dangers, afin de prévenir et de contrôler les accidents.

Cette étude des dangers doit comporter les indications suivantes: i) le recensement et la description des dangers suivant leur origine interne ou externe ; ii) les risques pour l'environnement et le voisinage ; iii) la justification des techniques et des procédés envisagés pour prévenir les risques, en limiter ou en compenser les effets ; iv) la conception des installations ; v) les consignes d'exploitation ; vi) les moyens de détection et d'intervention en cas d'accident.

2.3.2 Cadre normatif international Comme il n'existe pas de norme nationale ou internationale sur la qualité des eaux de surface, nous nous référerons selon l'usage aux recommandations émises par l'OMS (Organisation Mondiale de la Santé) pour évaluer les différents paramètres de qualité physico-chimique des rivières et réservoirs. L’ouvrage de référence est le suivant : Water Quality Monitoring - A Practical Guide to the Design and Implementation of Freshwater Quality Studies and Monitoring Programmes. © 1996 UNEP/WHO.

2.4 Déroulement de l’expertise

Les études du Thème 15 ont été réalisées par Pierre Biedermann et Bernard Yon de SOGREAH. Le détail des missions effectuées est présenté en Annexe 1. La liste des personnes rencontrées est proposée en Annexe 2.



2.5 Documents mis à disposition

Les documents mis à disposition pour le Thème 15 sont ceux relatifs aux études antérieures, acquis par le Consultant avant le démarrage du Thème15.

Les données complémentaires ont été recherchées au CRH (Centre de recherches hydrauliques), à l'IRD (ex-ORSTOM), à l'IRAD, à AES-SONEL, à l'INC (Institut National de Cartographie), auprès des services météorologiques de Bertoua et au Ministère des Mines.



3 DESCRIPTION ET ANALYSE DE L'ETAT INITIAL DE LA ZONE ETUDIEE

3.1 Définition et justification de l'aire d'étude

L'aire d'étude couvre le bassin versant de la future retenue (hydrologie et hydrochimie des apports, activités humaines), la zone d'ennoiement prévue (entre 450 km² pour un volume de 5 km3 et 569 km² pour un volume de 7 km3) et le tronçon du Lom situé à l'aval du barrage, soit 20 km (13 km à vol d'oiseau) jusqu'à la confluence avec le Djérem.

Comme démontré dans la suite de ce rapport, à l'aval de la confluence avec le Djérem, l'impact du barrage de Lom Pangar sur la qualité des eaux sera limité.

Note sur les cotes officielles du projet (juillet 2005) Les cotes officielles du projet sont résumées dans les deux tableaux suivants. Ces cotes n'étaient pas connues au moment où l'étude thématique a été préparée, ainsi les valeurs indiquées dans le rapport peuvent être légèrement différentes, sans que cela n'ait de conséquence sur les conclusions de l'étude.

BARRAGE Hauteur 45 mètres Longueur

barrage 1260 mètres digue de col 420 mètres

Largeur en crête 7 mètres en pied 300 mètres

Cote de crête 677.55 mètres Fond de fouille environ 632 mètres

Tableau 1: Cotes officielles du barrage



altitude désignation surface retenue

périmètre retenue

volume retenue

volume utile

LOM submerg

é

PANGAR submerg

é mètres km² km km3 km3 km km

680.00 (plus haute courbe de niveau SATET) 751 2,038 11.15 10.89 677.55 crête de digue 675.00 retenue haute maxi 602 1,860 7.77 7.50 193 102 674.55 plus hautes eaux (PHE) 591 1,830 7.53 7.27 191 102 674.50 retenue normale (RN) 591 1,827 7.50 7.24 191 102 670.00 (courbe de niveau) 457 1,529 5.12 4.86 169 100 669.00 retenue moyenne interannuelle 433 1,473 4.72 4.46 165 100 665.00 (courbe de niveau) 336 1,247 3.14 2.88 148 98 660.00 (courbe de niveau) 226 874 1.73 1.47 117 82 655.00 retenue basse maxi 136 528 0.83 0.57 91 55 650.00 (courbe de niveau) 71 282 0.31 0.05 61 40 649.00 tranche morte 62 244 0.26 - 54 35 645.00 (courbe de niveau) 23 94 0.07 - 26 14 640.00 (courbe de niveau) 3 41 0.01 - 7 6 632.00 fond de fouille - - - - - -

Tableau 2 : Cotes officielles du barrage – Valeurs associées

3.2 Domaine technique de l'étude

Les causes éventuelles des problèmes qui peuvent affecter l'évolution de la qualité de l'eau d'un réservoir après son remplissage sont:

la dégradation de la biomasse résiduelle (épigée et hypogée);

l'inhibition des flux d'oxygène entre les eaux de surface et les eaux profondes du fait de la stratification thermique;

la qualité physique et chimique des affluents de la retenue;

la circulation des eaux dans le réservoir qui induit des durées de stagnation différenciées.

Les conséquences possibles de ces problèmes sont les phénomènes suivants:

le dégagement de Gaz à Effet de Serre (GES);

une acidification (baisse du pH) des eaux profondes de la retenue;

une eutrophisation des eaux de la retenue;

la mauvaise qualité généralisée ou localisée des eaux de surface de la retenue;

la concentration de polluants dans les sédiments de la retenue, avec risque de contamination de la chaîne alimentaire;

le rejet d'eaux de mauvaise qualité physique et chimique.



Ces phénomènes (à l'exception de la concentration de polluants dans les sédiments) sont interdépendants et peuvent s'enchaîner, dans des conditions propices, selon un processus connu de dégradation de la qualité des eaux décrit ci-après:

1. décomposition rapide de la matière organique noyée générant un flux massif de nutriments (en particulier des ions phosphates et nitrates) et une saturation en CO2; apparition d'une stratification thermique et chimique de la retenue;

2. anoxie des couches profondes (du fait de l'absence de lumière, la consommation d'O2 par la décomposition aérobie n'est pas compensée par la génération d'O2 par photosynthèse) et décomposition anaérobie de la matière organique restante; dégagement de CO2 et CH4 (GES); acidification de l'eau (baisse du pH).

3. développement rapide d'algues dans les couches superficielles, du fait du rayonnement solaire (photosynthèse), de la température élevée de l'eau et de la disponibilité du CO2 (eutrophisation) et des nutriments, alcalinisation des couches superficielles (augmentation du pH). Concentration de la pollution dans les zones à faible circulation de l'eau.

Ces phénomènes sont détaillés dans la suite: le but de ce rapport est d'évaluer l'ampleur qu'ils pourraient prendre dans la retenue de Lom Pangar, et d'évaluer leurs conséquences sur la qualité des eaux à l'aval de la retenue.

3.3 Description et analyse du milieu

3.3.1 Hydrologie Une revue des études hydrologiques antérieures a été faite dans le cadre du Thème 14 "Impact hydraulique à l'aval". Dans l'état actuel de la connaissance du site, ces données revues sont les plus précises qui existent: elles ont donc été utilisées dans la suite.

3.3.2 Analyses physiques et chimiques des eaux

Sanaga, Lom et Pangar: Campagnes de mesure de 1996, 1997 et 1998 Aucun suivi continu de la qualité des eaux des rivières de la zone d'étude n'existe. Par contre, trois campagnes de prélèvements ponctuelles ont été réalisées pour AES-SONEL par le centre de recherches hydrologiques (CRH).

Les valeurs moyennes des résultats de ces 3 campagnes de prélèvements, réalisées en mars 96, septembre 1997 et janvier 98, sont résumées dans le tableau suivant pour les paramètres qui nous intéressent.

Pangar Lom Sanaga Paramètre Campagne

amont confluence

Bétaré-Oya amont confluence

site barrage Goyoum

mars 96 29 n.m. 30 28.8 25.7

sept. 97 24.5 24.3 25.0 24.0 27.3

Température

(°C)

janv. 98 22.0 21.6 22.7 22.3 23.4

mars 96 165 n.m. 75 82 196

sept. 97 40 14.3 29 29 42.3

Turbidité

(Secchi, cm)

janv. 98 152 80 138 115 197



Pangar Lom Sanaga Paramètre Campagne

amont confluence

Bétaré-Oya amont confluence

site barrage Goyoum

mars 96 7.39 n.m. 7.17 7.33 7.00

sept. 97 6.24 6.59 6.3 6.18 6.43

pH

janv. 98 7.31 6.77 7.46 7.14 7.47

mars 96 46.6 n.m. 40.7 41.0 33

sept. 97 28.4 22.5 26.3 26.5 25.6

Conductivité

(µS/cm)

janv. 98 34.1 29.3 31.8 31.9 28.1

mars 96 8.0 n.m. 19.6 12.0 3.9

sept. 97 48.1 115 69.7 59.3 40.9

M.E.S.

(mg/l)

janv. 98 7.8 13.7 8.0 11.7 5.3

mars 96 4.0 n.m. 4.2 4.4 4.8

sept. 97 5.5 6.3 5.0 5.3 5.5

O2 dissous

(mg/l)

janv. 98 6.9 6.5 6.6 6.4 6.7

mars 96 57 % n.m. 61 % 63 % 65 %

sept. 97 73 % 83 % 67 % 70 % 77 %

O2 dissous *

(% saturation)

janv. 98 87 % 81 % 84 % 81 % 87 %

mars 96 n.m. n.m. n.m. n.m. n.m.

sept. 97 6.14 5.90 5.28 6.01 5.29

DCO

(mg/l)

janv. 98 1.30 1.76 0.66 1.46 1.38

mars 96 0.02 n.m. 1.03 0.58 0.10

sept. 97 0.18 0.32 0.10 ** 0.25 ** 0.11

NO3-

(mg/l)

janv. 98 0.05 0.31 0.19 0.25 0.15


sept. 97 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01

PO43-

(mg/l)

janv. 98 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01

mars 96 0.49 n.m. 0.51 0.51 0.24

sept. 97 0.23 0.28 0.27 0.30 0.25

SO4-

(mg/l)

janv. 98 0.13 0.15 0.16 0.16 0.04


sept. 97 < 0.01 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01

NH4+

(mg/l)

janv. 98 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01

* ces valeurs ne résultent pas des campagnes du CRH mais sont données à titre indicatif pour une meilleure lisibilité des données sur l'oxygène.

** les mesures indiquant une concentration nulle n'ont pas été prises en compte

n.m.: non mesuré.

Tableau 3 : Résultats des campagnes de prélèvements (1996, 97 et 98)



Mesures complémentaires réalisées dans le cadre de l'étude Des mesures de qualité de l'eau complémentaires ont été réalisées lors des missions de terrain. Trois séries d'analyses différentes on été réalisées; elles sont détaillés ci-après.

1ère série d'analyses - Mesures complémentaires sur le Lom: Réalisées dans le Lom, ces mesures avaient pour objectif de conforter les résultats des études antérieures qui indiquent une bonne qualité des eaux du Lom. Les points clé que sont le pH, la concentration en O2 dissous et la température de l'eau ont été mesurés:

Mesures de pH, O2 dissous et température sur le Lom

Lieu Date Heure

Position GPS(MTU 84)

pH O2 dissous (mg/l)

Température(°C)

Rivière Lom, amont du pont ferroviaire

21/02/0416h12

N 05°19.74' E 13°24.32'

6.2 7.1-7.3 26.2

Rivière Lom, amont de la chute de Mouyal

22/02/0409h59

N 05°22.55' E 13°27.99'

6.8 7.4-7.7 25.1

Rivière Lom, Bindira, amont du pont de la

route Garoua Boulaï/Meiganga

25/02/0407h55

N 06°03.50' E 14°23.19'

6.6 8.2-8.3 19.9

Tableau 4 : Résultats de la première série d’analyses réalisées dans le cadre de l’étude

2ème série d'analyses – Métaux lourds: L'objectif de cette série d'analyse était d'acquérir des informations complémentaires sur la qualité des eaux et des sédiments, en analysant les concentrations en métaux lourds et mercure (ces paramètres n'avaient jamais été mesurés dans le bassin). Les prélèvements de sédiments et d'eau ont été réalisés au milieu des cours d'eau, l'eau étant recueillie près du fond du lit. Les prélèvements ont été effectués sur trois sites, pour être ensuite analysés par un laboratoire spécialisé en France:

le 1er site est dans le Lom, à l'aval immédiat du site du barrage: ces mesures permettront d'évaluer la charge moyenne en métaux lourds et mercure provenant du bassin.

le 2ème site est dans le Mbal, un affluent du Lom qui est la rivière où l'activité aurifère est la plus intense dans le bassin versant. Les prélèvements ont été réalisés entre la zone d'orpaillage intense (site minier coréen AFCO + de nombreux sites artisanaux) et la confluence du Mbal avec le Lom.

le 3ème site est la Ngakoya, un affluent du Pangar où aucune activité aurifère n'existe. Les prélèvements ont été réalisés à l'aval de la confluence de la Ngakoya et du Bédila (borne IGN 680 m). Le site est accessible à pied (2 km) depuis le village de Biboko.

Les résultats des analyses sont donnés dans les 2 tableaux suivants. Les bilans qualitatifs complets des métaux lourds sont proposés en Annexe 3



Mesures de mercure et bilan qualitatif "métaux lourds" dans l'eau (µg/l)

Lieu Date

Rivière Lom 22/02/04

Rivière Mbal 23/02/04

Rivière Ngakoya 24/02/04

Position GPS (MTU 84)

N 05°19.74' E 13°24.32'

N 05°23.58' E 13°28.71'

N 05°39.982' E 13°48.355'

Mesures in-situ néant pH = 6.5 T = 22.0 °C

pH = 6.9 T = 19.0 °C

Seuil de potabilité défini par l'OMS

Mercure < 0.1 < 0.1 < 0.1 1

Aluminium 130 4600 160 200

Arsenic 0 30 0 10

Barium 48 56 87 700

Cadmium 0 0 0 3

Chrome 0 10 0 50

Cuivre 0 0 0 2000

Fer 1000 6000 3500 300

Manganèse 15 200 150 500

Nickel 0 0 0 20

Plomb 0 20 0 10

Selenium 0 0 0 10

Zinc 5 15 7.5 3000

Tableau 5 : Résultats de la deuxième série d’analyses (« métaux lourds » dans l’eau) réalisées dans le cadre de l’étude



Mesures de mercure et bilan qualitatif "métaux lourds" dans les sédiments (mg/kg MS)

Lieu Date

Rivière Lom 22/02/04

Rivière Mbal 23/02/04

Rivière Ngakoya 24/02/04

Position GPS (MTU 84)

N 05°19.74' E 13°24.32'

N 05°23.58' E 13°28.71'

N 05°39.982' E 13°48.355'

Concentration standard dans des sédiments de

bonne qualité3 (Concentration moyenne dans les sédiments des grands lacs à l'échelle

mondiale)4

Mercure < 0.02 < 0.02 < 0.02 0.26 (0.4)

Arsenic 2 23 0 10 (13)

Cadmium 0.5 1 0.2 2.1 (0.3)

Cobalt 4 15 2 n.m. (19)

Chrome 4.5 23 5 70 (90)

Cuivre 0.5 10.5 1 26 (45)

Fer 7 000 32 000 3 000 15 100 (n.m.)

Manganèse 140 530 125 340 (n.m.)

Nickel 3 15 1 20 (68)

Plomb 6 14 10 50 (20)

Strontium 40 16 30 n.m. (300)

Zinc 12 45 6 94 (95)

Tableau 6 : Résultats de la deuxième série d’analyses (« métaux lourds » dans les sédiments) réalisées dans le cadre de l’étude

3ème série d'analyses – Qualité des eaux de Mbakaou, La Mapé et Bamendjin: L'objectif était de collecter des informations sur la qualité des eaux des autres barrages de régulation de la Sanaga: pH, concentration en O2 dissous et température de l'eau des affluents, de la retenue et/ou à l'aval du barrage. Les mesures ont été réalisées aux retenues de Mbakaou, La Mapé et Bamendjin.

Réservoir de Mbakaou:

Lieu Date Heure



Température(°C)

Le Djerem à Bétaré Gongo, embouchure dans Mbakaou

25/02/0412h00

N 06°34.91' E 13°11.50'

6.8 6.3 24.5

Le Meng à Tibati, embouchure dans Mbakaou

25/02/0413h50

N 06°30.69' E 12°36.14'

7.0 6.5-6.6 24.5

Le Djerem à Mbakaou, station à l'aval du barrage

25/02/0417h00

N 06°18.15' E 12°48.26'

6.5 7.8 24.0

Tableau 7 : Résultats de la troisième série d’analyses réalisées dans le cadre de l’étude – réservoir du Mbakaou

3 Source: Agence de Gestion de l'Eau RMC – 1990 4 Source: "Metal Pollution in the Aquatic Environment"; U. Förstner, G.T.W Whitman; 1981; Springer Verlag; Berlin.



Réservoir de La Mapé:

Lieu Date Heure



Température(°C)

Le Ngom (ou Ngoum) à Nyakong (affluent de La Mapé)

26/02/0412h36

N 06°09.50' E 11°33.75'

7.0 4.5 21.8

Réservoir de La Mapé, à l'amont immédiat du barrage.

(eaux de surface)

26/02/0415h09

N 06°01.95' E 11°18.30'

6.5 5.8 26.1

La Mapé, 500 m à l'aval du barrage (site du limnimètre aval)

26/02/0414h48

N 06°01.75' E 11°18.10'

6.5-6.8 6.2 25.2

La Mapé, 7 km à l'aval du barrage

(au pont de Magba)

26/02/0415h50

N 05°59.25' E 11°15.67'

6.5 6.0 25.0

Tableau 8 : Résultats de la troisième série d’analyses réalisées dans le cadre de l’étude – réservoir de La Mapé

Réservoir de Bamendjin:

Lieu Date Heure



Température(°C)

Réservoir de Bamendjin, à l'amont immédiat du barrage.

(eaux de surface)

27/02/0409h01

N 05°41.98' E 10°30.09'

6.5 4.8 24.0

Le Noun, 200 m à l'aval du barrage (site du limnimètre aval)

27/02/0409h20

N 05°41.89' E 10°30.03'

6.5 6.1 24.0

Tableau 9 : Résultats de la troisième série d’analyses réalisées dans le cadre de l’étude – réservoir de Bamendjin

Autres résultats d'études Hormis les rapports d'études spécifiques réalisées dans le cadre du projet Lom Pangar, nous nous sommes essentiellement appuyés sur les études monographiques ou thématiques réalisées par l'IRD (ex ORSTOM) et que nous avons pu consulter au service des archives de l'IRD, à Yaoundé.

Les références des études consultées et utilisées sont citées dans le rapport dans les chapitres concernés.

3.3.3 Biomasse La zone d'ennoiement de la retenue est à la limite de la forêt dense et des savanes. Les informations sur la répartition et la densité de la biomasse entre ces deux compartiments ont été fournies par le Thème 2 (végétation) – voir tableau suivant.



Forêt

Pourcentage de la surface noyée 62 %

biomasse aérienne, tonnes /ha 270

biomasse au sol (incluant végétation basse, bois mort et litière), tonnes /ha

78

biomasse racinaire, tonnes /ha 67

biomasse totale, tonnes /ha 415

Savane

Pourcentage de la surface noyée 38 %

biomasse aérienne, tonnes /ha 22

biomasse au sol, tonnes /ha 10

biomasse racinaire, tonnes /ha 5.5

biomasse totale, tonnes /ha 37.5

Tableau 10 : Répartition et densité de la biomasse de forêt dense et savane

Certaines essences contenant des substances toxiques ont été identifiées dans la zone d'ennoiement. Toutefois, les toxines de ces essences ne sont nocives que si elles sont exposées à des températures élevées (ébullition); elles ne présentent donc aucun risque pour la qualité des eaux de la retenue après ennoiement (communication du Thème 2).

3.3.4 Qualité des sols

Pédologie de la zone d'étude Les sols de la future retenue de Lom Pangar, résultant de l'action des pluies chaudes et intenses sur les roches, sont essentiellement ferralitiques. La pédogénèse est dominée par l'hydrolyse des minéraux, suivie de l'élimination des bases alcalines dans les eaux de percolation, et donne un sol caractérisé par:

i) une accumulation de produits de synthèse peu solubles, généralement ferrugineux ou alumineux, plus rarement calciques;

ii) un déficit généralement marqué des éléments les plus solubles, surtout les cations potassium K+ et magnésium Mg+;

iii) un pH acide du fait de l'élimination de cations (le minimum du pH est généralement atteint entre 10 et 40 cm de profondeur).

Plus précisément, les sols de la future retenue de Lom Pangar appartiennent à 4 groupes distincts, identifiés sur la carte pédologique du Cameroun Oriental:

1. Vallée du Lom: sols faiblement ferralitiques sur les schistes de la série du Lom, correspondant à près de 50 % des sols ennoyés;

2. Vallée du Pangar (à l'aval de la confluence avec le Mboukou): sols ferralitiques typiques sur roches acides, environ 30 % des sols ennoyés;

3. Confluence Lom-Pangar: sols indurés sur roches acides, environ 10 % des sols ennoyés;

4. Vallée du Pangar (à l'amont de la confluence avec le Mboukou): sols à sesquioxydes, faiblement ferralitiques, environ 10 % des sols ennoyés;



Paramètres déterminants La nature des sols du bassin versant et de la zone d'ennoiement nous intéresse car elle déterminera la possibilité et l'intensité du relargage par les sols noyés de nutriments ou de polluants susceptibles d'influencer significativement la qualité des eaux de la future retenue.

Toutefois, comme le lessivage des sols est le phénomène dominant de la pédogenèse régionale, les mesures de qualité chimique effectuées dans les eaux et sédiments du Lom et du Pangar, qui indiquent un déficit en nutriments, nous renseignent déjà largement sur la qualité des sols du bassin versant.

Deux points méritent cependant une attention particulière: le phosphate et le soufre.

Phosphate: la teneur en phosphate des eaux de surface est négligeable mais ce résultat peut indiquer une rétention du phosphate bioassimilable par les phosphates d'aluminium, de fer ou de chaux. Le cycle du phosphate, extrêmement complexe, est en effet régi par un ensemble de processus de dilution, adsorption et précipitation, essentiellement conditionnés par le pH et la composition chimique des sols. Il était donc nécessaire, afin d'évaluer la propension des sols à retenir le phosphate, d'effectuer des analyses de sols complémentaires. Ces analyses ont été menées dans les 4 zones représentatives des grands ensembles pédologiques du bassin versant: forêt de Deng Deng, rive gauche du Lom, rive droite du Lom et bassin du Pangar. Les analyses effectuées sont:

la mesure du pH;

la teneur en phosphore total;

la teneur en phosphate bioassimilable par la Méthode OLSEN: Cette méthode extrait plus particulièrement le phosphore lié au calcium, aluminium et fer;

la teneur en phosphate bioassimilable par la Méthode BRAY N°2. Cette méthode extrait plus particulièrement le phosphore lié à l’aluminium et au calcium.

Les résultats de ces analyses sont donnés dans le sous-chapitre suivant.

Soufre: la retenue de La Mapé a connu des problèmes de corrosion intensive de ses organes métalliques du fait de la présence marquée d'H2S dans les eaux de la retenue (voir le chapitre 3.3.2 pour le rôle du soufre et le chapitre 6.5.3 pour les commentaires concernant La Mapé). Comme les analyses d'eau effectuées dans le Lom et le Pangar indiquent des concentrations très faibles en SO4

2-, il était légitime de s'interroger sur la capacité des sols de la future retenue à relarguer des quantités significatives de soufre après ennoiement (rappel: dans les eaux des rivières correctement oxygénées, le soufre ne se trouve que sous forme SO4

2-, et le H2S ne peut se former que dans les conditions anoxiques de l'hypolimnion d'une retenue ou d'un lac après réduction de SO4

2-). Or, la nature géologique des sols de la retenue interdit la présence significative5 de roches sulfatées solubles (du type gypse) ou de roches volcaniques jeunes capables de contenir de fortes quantités de minerais ou de gaz sulfureux. Ce point n'est donc pas une source d'inquiétudes.

Résultats des analyses de sols Les résultats des analyses de sols sont indiqués dans le tableau suivant:

5 Discussion tenue avec Paul Ntep Gweth, responsable du Thème 11 "Mines" à Yaoundé le 27/02/04.



Zone

Position (MTU 84)

Réf. Date

P total

(mg/kg MS)

P2O5 assimilable (g/m3) Bray II (Olsen)

pH H2O

(pH KCl)

Forêt de Deng Deng N 05°19.24' - E 13°31.14'

PO1 21/02/04

non mesuré 11.4 (n. m.)

6.7 (5.9)

Forêt de Deng Deng N 05°11.48' - E 13°31.52'

PO2 22/02/04

559.0 26.5 (76.8)

5.6 (4.2)

Vallée du Lom rive gauche

N 05°37.70' - E 14°02.52'

PO4 25/02/04

330.0 19.2 (63.0)

5.4 (4.4)

Vallée du Lom rive gauche

N 05°36.77' - E 14°04.25'

PO5 25/02/04


5.7 (4.5)

Vallée du Lom rive droite

N 05°36.16' - E 14°00.22'

PO6 25/02/04


5.0 (4.6)

Vallée du Lom rive droite

N 05°35.46' - E 13°57.98'

PO7 25/02/04


5.0 (4.4)

Vallée du Lom bassin du Pangar

N 05°39.98' - E 13°48.35'

PO8 25/02/04

284.0 114.4 (72.5)

5.6 (4.5)


N 05°39.60' - E 13°49.63'

PO9 25/02/04


5.6 (4.5)


N 05°35.59' - E 13°51.04'

PO10 25/02/04

884.0 13.6 (18.6)

5.7 (4.8)

Tableau 11 : Résultats des analyses de sols

Commentaire Deux mesures de pH sont proposées:

le pH-H2O est déterminé à partir d'une suspension du sol dans de l'eau déminéralisée. Cette mesure exprime l'acidité réelle et prend en compte les ions H3O+ libres dans la solution du sol.

le pH-KCl exprime l'acidité potentielle: elle prend en compte les ions H3O+ libres dans la solution du sol et les ions H3O+ retenus par le complexe argilo-humique.

Les résultats des études de sols indiquent des sols acides, présentant des teneurs en phosphate moyennes ou supérieures à la moyenne. Les résultats des essais Olsen sont supérieurs aux résultats des essais Bray II ce qui est logique en sol acide (PO8 présente à ce titre une anomalie: la mesure Bray II est probablement surévaluée).

Par différenciation des résultats Olsen et Bray II, on observe qu'une part importante du phosphore assimilable semble liée au fer: cette partie du phosphore sera susceptible de se libérer après ennoiement (par dissolution), si le pH des eaux de la retenue est inférieur à 7.

3.3.5 Paramètres de l'étude Les mesures mentionnées dans la suite font référence aux résultats présentés dans le chapitre 3.3.2.



Température La température de l'eau influe pratiquement tous les paramètres physiques et chimiques de l'eau. Elle catalyse la plupart des réactions chimiques mais aussi la dynamique des phytoplanctons et favorise donc l'eutrophisation. Une température élevée limite également la solubilité des principaux gaz tels que O2, CO2, N2, ou CH4.

La température de l'eau du Lom et du Pangar est essentiellement déterminée par les conditions climatiques régionales. A l'image de la température de l'air, la température de l'eau fluctue légèrement durant l'année, mais reste toujours tiède (généralement supérieure à 20 °C).

Turbidité et Matière en Suspension La turbidité de l'eau est intéressante car elle donne une mesure de la profondeur de pénétration de la lumière dans l'eau. Cette profondeur de pénétration détermine directement l'activité photosynthétique ainsi que le processus de réchauffement des couches d'eau superficielles (captage de l'énergie solaire par les particules en suspension). La turbidité est étroitement liée à la concentration en Matières en Suspension (MES).

Les mesures de turbidité effectuées dans les rivières Lom, Pangar et Sanaga indiquent une forte fluctuation entre la saison sèche et la saison des pluies, ce qui est normal puisque les rivières ont une charge en sédiments et débris bien plus élevée en saison des pluies du fait du lessivage des sols. Notons que la période d'occurrence des maximums de turbidité correspond au début de la saison des pluies, et qu'aucune mesure n'est disponible pour cette période.

pH Comme la température, le pH influence la plupart des processus chimiques et biologiques des écosystèmes aquatiques. Dans les eaux non-polluées, le pH est essentiellement contrôlé par l'équilibre entre le dioxyde de carbone et les ions carbonates et bicarbonates.

Le pH des rivières naturelles varie généralement entre 6.0 et 8.5. A ce titre, les valeurs mesurées dans le Lom, le Pangar et la Sanaga, proches de la neutralité, indiquent une eau ayant un pH peu agressif.

Conductivité La conductivité donne une mesure indirecte de la concentration en sels minéraux dissous dans l'eau, détectée par la teneur en ion libres. La conductivité des eaux naturelles varie habituellement de 10 à 1000 µS/cm, mais peut largement dépasser 1 000 µS/cm dans les eaux polluées.

Les valeurs mesurées dans les affluents de la retenue de Lom Pangar sont basses et indiquent donc des eaux faiblement minéralisées: 22.5 à 34.1 µS/cm.

Gaz carbonique dissous Le gaz carbonique (CO2) joue un grand rôle pour les organismes vivants puisqu'il est à la base de toute la biochimie et donc de la constitution des organismes. Il est rarement un facteur limitant.

Le processus de base du recyclage du carbone à court terme est le couple photosynthèse-respiration, c'est-à-dire la conversion du carbone inorganique Cinorg du CO2 en carbone organique Corg par la photosynthèse, et subséquemment l'inverse, la conversion du Corg de la matière organique en Cinorg par la respiration. Il faut considérer trois réactions de base.



D'abord, la photosynthèse qui utilise l'énergie solaire pour synthétiser la matière organique en fixant le carbone dans des hydrates de carbone (CH2O):

2222 OOCHOHCO photons + →+ La matière organique est représentée ici par CH2O, la forme la plus simple d'hydrate de carbone (en réalité, il s'agit de molécules beaucoup plus grosses et plus complexes dont la base demeure les éléments C, H et O, mais auxquels viennent se joindre d'autres éléments en faibles quantités, en particulier l'azote N et le phosphore P).

La décomposition de la matière organique dans l'eau se fait sous l'action de micro-organismes, répartis en deux groupes: ceux qui utilisent l'oxygène libre O2 pour leur métabolisme (les aérobies), et ceux qui utilisent l'oxygène des molécules de la matière organique même en absence d'oxygène libre (les anaérobies).

La respiration (décomposition aérobie) est l'inverse de la photosynthèse: à partir de l'oxygène libre O2, elle transforme toute matière organique en CO2:

OHCOOOCH 2222 +→+ La fermentation (décomposition anaérobie) qui a lieu dans les milieux anoxiques produit du dioxyde de carbone et du méthane:

4222 CHCOOCH +→ Le gaz carbonique dissous est également un élément important pour le pH de l'eau: en effet, l'augmentation de la concentration en CO2 a une influence déterminante sur le pH de l'eau, car le gaz carbonique s'associe aux molécules d'eau pour libérer des ions bicarbonate HCO3

- et carbonate CO32-:

+−+− +↔+↔+ HCOHHCOOHCO 223322

Dans le cas du barrage de Lom Pangar, nous aurons:

un flux permanent de carbone apporté dans la retenue par ses affluents, sous forme de CO2 dissous ou de débris organiques en cours de décomposition transportés par la rivière;

un apport massif de CO2 (et aussi de CH4) dans les premières années suivant le remplissage de la retenue, dû à la décomposition aérobie et anaérobie de la biomasse.

Le gaz carbonique dissous ne sera donc certainement pas un facteur limitant pour les processus d'eutrophisation. Sa présence massive risque par ailleurs de générer une acidification rapide des eaux profondes.

Oxygène dissous Le cycle de l’oxygène est un cycle court, attaché au cycle court du carbone organique. Puisque l’oxygène est le produit de la photosynthèse et que cette dernière utilise le dioxyde de carbone, il y a un couplage évident entre les taux d’O2 et de CO2 dissous dans l'eau.

Si un seul paramètre devait être retenu pour évaluer la qualité des eaux de la future retenue et du tronçon aval, ce serait la concentration en oxygène dissous: la présence ou l'absence d'O2 dans l'eau détermine en effet l'ensemble des processus biochimiques des eaux. La présence d'oxygène dissous dans l'eau est par ailleurs indispensable au développement de la vie animale (en particulier pour les poissons): la concentration en oxygène minimale nécessaire pour la majorité des poissons dans les eaux libres est de 2 mg/l.

Les teneurs en oxygène dissous mesurées sont relativement homogènes dans les rivières Lom, Pangar et Sanaga. Les valeurs mesurées sont plus faibles en saison des pluies (septembre) qu'en saison sèche (janvier), ce qui est normal puisque les rivières charrient en



saison des pluies beaucoup plus de débris organiques dont la décomposition aérobie consomme une part plus importante de l'oxygène dissous. Les valeurs mesurées (5 à 6.9 mg/l) correspondent à des degrés de saturation en oxygène variant de 60 à 85 %, et indiquent donc une eau de plutôt bonne qualité. (On rappelle que la solubilité de l'oxygène dans l'eau dépend fortement de la température et de la pression atmosphérique).

Matière organique La mesure de la "matière organique" faite lors des campagnes de mesures correspond à une mesure de la DCO (Demande Chimique en Oxygène). Ce test n'est pas spécifique, c'est à dire qu'il ne permet pas de distinguer la matière organique de la matière inorganique. Dans le cadre de notre étude, nous retiendrons que la mesure de DCO réalise généralement une surestimation de la DBO (Demande Biologique en Oxygène).

Dans les eaux de surface non-polluées, les mesures de DCO sont généralement inférieures à 20 mg/l O2: les mesures effectuées dans le Lom, le Pangar et la Sanaga satisfont largement ce critère (0.66 à 6.14 mg/l).

Azote L’azote (N) est un élément essentiel pour les organismes qui en ont besoin pour fabriquer des protéines et des acides nucléiques. La plupart des organismes ne peuvent pas assimiler la molécule N2, mais peuvent assimiler l’ammoniac NH3 ou les ions nitrates NO3

-.

L'azote est, avec le phosphate, un des principaux nutriments pouvant jouer un rôle limitant ou catalyseur des processus d'eutrophisation. Le cycle de l’azote est complexe; le schéma6 suivant en présente une simplification.

Figure 2 : Cycle de l’azote

6 Source: "Planète Terre", P.a. Bourgues, Université Laval, Québec.



Dans les affluents de Lom Pangar, l'ammonium NH4+ n'est pas détectable: sa concentration

est inférieure à 0.1 mg/l, ce qui est courant pour une eau non polluée correctement oxygénée.

Les concentrations de nitrate NO3- mesurées dans les rivières du bassin versant varient de

0.05 à 0.32 mg/l. L'Organisation Mondiale pour la Santé7 note que, dans les cours d'eau, les concentrations naturelles en nitrate excèdent rarement 0.1 mg/l. Quand elles sont affectées par les activités humaines, les eaux de surface peuvent présenter des concentrations variant de 1 à 5 mg/l. Des concentrations supérieures à 5 mg/l indiquent une pollution (déchets, rejet d'eaux insalubres, engrais…).

Ces indications appellent les commentaires suivants concernant les concentrations observées dans le Lom, le Pangar et la Sanaga:

les concentrations les plus élevées restent très en deçà du seuil de 5 mg/l;

les concentrations dans le Lom et la Sanaga correspondent à des concentrations naturelles faibles et indiquent des eaux non polluées;

par contre, la décomposition de la matière organique de la retenue sera susceptible de libérer une quantité importante de nitrates, directement assimilables dans un processus d'eutrophisation.

Phosphore Le Phosphore (P) est un des nutriments déterminants du trophisme des écosystèmes aquatiques. Considérée d'un point de vue structural, la composition moyenne de la matière végétale aquatique fait du carbone l'élément essentiel. Par contre, si on s'intéresse au processus de fabrication de cette matière végétale à partir des substances minérales présentes en solution dans l'eau qui l'entoure, on constate que c'est le phosphore qui satisfait le moins bien la demande, puis l'azote et bien après, le carbone, en conditions naturelles bien entendu. Puisque dans la cellule algale le rapport N/P est, grosso modo, compris entre 7 et 10, toute eau caractérisée par N/P>10 fait du phosphore le facteur limitant, alors que si N/P<7, l'azote joue un rôle limitant.

Le phosphore ne possède pratiquement pas de composante gazeuse et le transfert de phosphore n’est pas contrôlé par des réactions microbiennes (comme c’est le cas par exemple pour l’azote). Le schéma8 qui suit résume le cycle du phosphore.

7 Source: "Water Quality Assessments – A Guide to Use of Biota, Sediments and Water in Environmental Monitoring – 2nd edition", UNESCO-WHO-UNEP, 1992 8 Source: "Planète Terre", P.a. Bourgues, Université Laval, Québec.



Figure 3 : Cycle du phosphore

Les apports en phosphore de la retenue ne pourraient provenir que de cinq sources:

les apports naturels du bassin versant, dus à l’altération des phosphates des roches de surface et à la décomposition de la matière organique;

l'utilisation d'engrais dans le bassin versant amont et leur transport par les eaux de surface, actuellement négligeable;

l'exploitation de mines de phosphates dans le bassin versant, mais le potentiel existant est nul;

la décomposition de la biomasse qui sera immergée;

le relargage de phosphate dissous donc bioassimilable par les sols noyés de la retenue.

Dans le cas des affluents du réservoir de Lom Pangar, la concentration en phosphore est inférieure au seuil de détection des instruments, soit 0.01 mg/l, tandis que les mesures de nitrate indiquent des concentrations moyennes de 0.2 mg/l (0.05 à 0.32 mg/l): le rapport moyen N/P est ainsi supérieur à 20. Comme il n'existe pas de potentiel minier dans les bassins du Lom et du Pangar pour l'extraction de phosphates, nous pouvons estimer que, si l'utilisation massive d'engrais phosphatés dans le bassin du Lom et du Pangar ne se développe pas de façon incontrôlée, alors:

en l'absence de décomposition de la biomasse noyée, le phosphore serait l'élément limitant du processus d'eutrophisation;

la décomposition de la biomasse immergée et le relargage des sols noyés seront les principales sources de phosphore pour les eaux du réservoir;

Sulfate Le sulfate est présent dans les eaux de surface sous forme de SO4

2-. Les principales sources de SO4

2- dans les eaux de surface sont les apports des précipitations, la dissolution des roches sulfatées (la plus courante étant le gypse), les apports de soufre provenant des roches volcaniques ou les effluents industriels. Dans les régions à forte pluviométrie, on le trouve rarement en grandes quantités dans les eaux de pluie.



Si la concentration en sulfate SO42- dans l'eau atteint des valeurs de l'ordre de 600 mg/l, le

sulfate devient un élément agressif pour le béton et peut donc accélérer significativement le vieillissement des ouvrages si le béton n'est pas protégé par un additif.

Un autre problème lié au sulfate est que, en milieu anoxique acide, SO42- peut être utilisé

comme source d'oxygène par certaines bactéries qui le convertissent en hydrogène sulfuré H2S:

222

4 O2SH2HSO +→+ +−

L'hydrogène sulfuré H2S est un puissant agent corrosif, qui réagit vivement avec le fer pour former de la pyrite FeS.

Les concentrations mesurées dans les rivières Lom, Pangar et Sanaga dans le cadre des campagnes de mesure, de l'ordre de 0.2 mg/l, sont très faibles et restent inférieures aux valeurs habituelles dans les eaux de surface naturelles (2 à 80 mg/l).

Autres ions majeurs Les mesures effectuées dans le Lom, le Pangar et la Sanaga fournissent également les concentrations des ions majeurs: Cl-, Na+, K+, Mg2+ et Ca2+. Ces ions jouent un rôle moins important que les éléments mentionnés précédemment et leur rôle n'est pas détaillé ici.

Silice La silice est assimilée principalement par les algues diatomées sous la forme acide orthosilicique Si(OH)4 et incorporée à la paroi de ces algues. Comme elle n’est pas recyclée rapidement, la silice peut s’épuiser dans la zone de mélange si la production des diatomées est élevée et du fait elle est perdue vers le sédiment par la sédimentation rapide des diatomées. La silice peut à l'opposé jouer un rôle catalyseur dans le développement des algues diatomées, dans les écosystèmes aquatiques présentant des conditions eutrophiques.

Comme le but de notre étude est de définir le caractère eutrophique ou oligotrophique de la future retenue et non de prévoir le type d'algues (diatomées ou autres) qui seront susceptibles de s'y développer à l'excès en cas d'eutrophisation, nous négligerons dans la suite l'influence de la concentration en silice.

Métaux et polluants majeurs Les métaux jouent un rôle important pour le bon fonctionnement physiologique des êtres vivants, mais ne sont généralement nécessaires qu'à des quantités infinitésimales. Dès que leur concentration devient significative, les métaux peuvent devenir très toxiques pour l'environnement. L'origine des pollutions aux métaux est généralement anthropique, essentiellement liée aux effluents industriels ou miniers. Les pollutions par des métaux sont aggravées par le fait qu'il existe peu de processus naturels d'élimination des métaux. En cas de fortes concentrations, les métaux peuvent affecter l'ensemble de la chaîne alimentaire et donc présenter un risque toxique direct pour l'homme.

Les pollutions par les métaux sont généralement concentrées dans les sédiments. La toxicité de chaque élément dépend de son niveau d'oxydation. Le Programme "Global Environment Monitoring System (GEMS/WATER)" inclut dix éléments dont le suivi est important: Al, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Zn, As et Se (Aluminium, Cadmium, Chrome, Cuivre, Fer, Mercure; Manganèse, Nickel, Plomb, Zinc, Arsenic et Sélénium).

Avant la mission effectuée pour le Thème 15, aucune mesure des métaux lourds n'avait été réalisée dans les eaux ou sédiments des affluents de la future retenue. Les résultats des analyses effectuées mettent en évidence des eaux et des sédiments faiblement chargés en métaux lourds. Le Mercure n'a été détecté dans aucun prélèvement.



Les eaux et les sédiments du Mbal apparaissent plus chargés que les eaux et sédiments du Lom et du Ngakoya. Cela s'explique d'une part par le fait que les sols aurifères sont naturellement plus chargés en métaux que les autres sols (le Mbal est la rivière où l'activité aurifère est la plus intensive) et d'autre part par le fait que l'orpaillage dans le bassin du Mbal est pratiqué non seulement dans le lit de la rivière mais aussi dans ses sédiments, ce qui favorise un lessivage intensif des métaux.

Les concentrations observées en Fer et en Aluminium sont parfois élevées, sans que l'on puisse toutefois parler de risque toxique. Cela s'explique par le fait que les sols ferralitiques (qui, comme leur nom l'indique, présentent une forte proportion de Fe et Al) dominent largement la pédologie du bassin versant.

Sédimentation et risques écotoxicologiques Liés à la sédimentation des particules en suspension dans l’eau, certains éléments chimiques se retrouvent piégés dans les sédiments. Ces éléments chimiques, parfois toxiques pour le milieu (ce sont le plus souvent des métaux lourds ou des pesticides), proviennent des redépositions atmosphériques et des flux polluants d’origine naturelle ou anthropique issus du bassin versant. Après avoir été temporairement stockés dans la retenue, certains de ces polluants pourront être transférés au tronçon aval par les vannes de fond. La remobilisation de ces polluants pourrait induire des concentrations particulièrement importantes à l'aval lors des crues ou des vidanges de retenues, surtout si les vidanges sont rares. La gestion de ces pollutions doit se faire en terme de charge globale pour les écosystèmes (de la retenue et de l'aval) en s’intéressant aux éventuels effets chroniques sur les communautés vivantes.

3.3.6 Erosion et dynamique des sédiments (Ce chapitre est commun avec le rapport du thème 14)

Les affluents de la retenue transportent des quantités variables de sédiments. L’importance de ce transport dépend essentiellement de la saison et de la variabilité interannuelle des apports. La création du plan d’eau à l’amont de la retenue de Lom Pangar provoquera un dépôt de ces sédiments et un envasement.

Le mécanisme d’alluvionnement sera avant tout fonction de la morphologie de la retenue:

Les sédiments grossiers, qui sont le plus souvent transportés par charriage sur le fond, ont une vitesse de chute importante et se déposeront en queue de retenue.

Le transport des sédiments fins est plus compliqué à appréhender et dépendra des courants de densité, des débits des différents affluents et du marnage de la retenue.

La principale difficulté, en exploitation, sera l’appréciation des apports en matériaux solides à l’amont de la retenue, car il n’existe pas de relation directe entre le débit d'un cours d’eau et son flux de matières en suspension. Seule la collecte et l'analyse régulière de données (surtout bathymétriques) permettra par retour d’expérience d’améliorer les méthodes d’exploitation de la retenue en cas d’envasement.

Les mesures de matières en suspension (MES) faites sur le Lom indiquent les concentrations suivantes: 12.0 mg/l (mars 1996), 59.3 mg/l (septembre 1997) et 11.7 mg/l (janvier 1998).

Ces valeurs ne sont cependant pas représentatives, car la majorité du transport solide se fait pendant la première partie de la saison des pluies, c'est à dire de Mai à Août. Les



études menées par l'ORSTOM9 sur la Sanaga à Nachtigal et sur le Djérem à Mbakaou proposent les valeurs suivantes pour les deux bassins versants:

Rivière Dégradation moyenne

spécifique annuelle (t/km²/an)

Turbidité moyenne correspondante

(mg/l)

Sanaga à Nachtigal 28 58

Djérem à Mbakaou 70 110

Tableau 12 : Dégradation moyenne spécifique annuelle et turbidité moyenne de la Sanaga et du Djérem

Les bassins du Djérem et de Lom Pangar sont les plus comparables et donc, en l'absence de mesures plus fines, nous retiendrons en première approximation les valeurs estimées sur le Djérem pour le bassin versant de la retenue de Lom Pangar:

La dégradation moyenne spécifique annuelle de 70 t/km²/an, transposée au bassin de Lom Pangar (19 700 km²) indique un apport total annuel moyen de 1 379 000 tonnes, soit un volume équivalent d'environ 1 million de m3 (l'ORSTOM considère avec prudence une densité moyenne de 1.3 pour l'horizon du sol dégradé par l'érosion).

La turbidité moyenne de 110 mg/l, transposée au module de la retenue de Lom Pangar (258.9 m3/s), donne un apport total annuel moyen de 900 000 tonnes, soit un volume équivalent d'environ 690 000 m3.

Ces résultats doivent être analysés au regard du volume total estimé de la retenue: 7 km3. Ils mettent en évidence le fait que l'apport annuel moyen en sédiments dans la retenue de Lom Pangar sera négligeable en terme de perte de volume utile.

3.3.7 Description et analyse de l'utilisation actuelle du milieu

Habitat et infrastructures La densité de la population dans le bassin versant est très faible. La taille des principales agglomérations qui seront à l'avenir en bordure de la retenue (essentiellement Bétaré Oya, Mararaba et Deng Deng) est très limitée dans la situation actuelle.

Les villages sont constitués de maisons légères ou de huttes: les matériaux de construction classiques sont le bois, la terre (banco), les feuillages. Le ciment, le béton et la tôle ondulée sont principalement utilisés dans les villes.

Les puits, les rivières (en particulier le Lom) et les sources sont utilisés comme points d'eau pour la consommation des foyers (boisson et cuisine). Les cours d'eau et leurs rives sont couramment utilisés pour la baignade ou la lessive, et les détergents employés sont alors directement dispersés dans les eaux de surface: pour l'instant, ces pollutions restent localisées et limitées aux cours d'eau à faible débit où l'effet de dilution est peu marqué.

9 Source: "Le régime des transports solides dans divers cours d'eau du Cameroun de 1969 à 1971", J.F. Nouvelot, cahier ORSTOM, série Hydrologie, vol. IX, n° 1, 1972; et "Monographies hydrologiques ORSTOM – Le bassin de la rivière Sanaga"



Figure 4 : Habitat

Pêche, élevage et agriculture La pêche, l'élevage et l'agriculture sont les principales activités de la population.

La pêche et l'agriculture sont essentiellement destinées à l'autoconsommation et ne sont donc pas pratiquées de façon intensive. La pêche est pratiquée de façon traditionnelle, à la ligne ou au filet (voir le rapport du Thème "Pêche" pour plus de détails). La taille et la technicité des zones cultivées laisse penser que l'agriculture est vivrière et ne se pratique donc pas dans un but de rendement maximum: l'emploi d'engrais ou de pesticides chimique reste anecdotique (même les engrais naturels sont rarement utilisés).

L'élevage est pratiqué d'une part de façon artisanale par les populations sédentaires du bassin versant et d'autre part comme activité principale par les éleveurs nomades (essentiellement des peuls Bororos). Les populations sédentaires possèdent en général quelques têtes essentiellement destinées à l'autoconsommation. Certains possèdent de petites porcheries, dont l'effectif dépasse rarement une vingtaine de porcs. Aucun élevage industriel n'a été identifié dans les zones de Deng Deng, Bétaré Oya et Mararaba. Les nomades pratiquent un élevage caractérisé par un usage systématique de la technique du brûlis, dans le but de faciliter le développement de jeunes pousses dans les zones de pâturage potentielles. Cette pratique pose des problèmes environnementaux évidents (déforestation et appauvrissement des sols).

Activités minières Le bassin versant comprend un nombre important de concessions minières: l'activité est essentiellement aurifère, mais selon les spécialistes du Ministère des Mines10 il existe un potentiel pour l'exploitation d'autres métaux dans le bassin versant de la retenue (le plomb en particulier était cité). Du fait de la nature géologique de la zone, il n'existe pas de mines de phosphate dans le bassin versant, ni de potentiel identifié ou supposé pour cette activité.

L'utilisation du mercure pour l'extraction de l'or par amalgamation n'a été ni déclarée ni observée dans la zone d'étude11. Les enquêtes de terrain, par le biais de questions directes et indirectes (portant sur la santé des mineurs) ainsi que les analyses de Mercure réalisées 10 Discussion tenue avec Paul Ntep Gweth, responsable du Thème 11 "Mines" à Yaoundé le 17/02/04. 11 Ib. idem



dans le Mbal et le Lom ont permis de vérifier ce point extrêmement important pour la qualité des eaux.

3.4 Synthèse sur la qualité des eaux des rivières Lom et Pangar

3.4.1 Qualité actuelle des eaux et sources de pollution Ainsi que le montre l'ensemble des commentaires du chapitre 3.3.5, les eaux des rivières Lom et Pangar sont des eaux faiblement minéralisées, présentant de bonnes qualités physiques et chimiques.

Cette situation est clairement liée au faible développement du bassin versant de la retenue, qui est essentiellement couvert par des zones naturelles sauvages donc très peu cultivées ou industrialisées. Par ailleurs, les fortes précipitations moyennes dans la zone jouent certainement un rôle important en diluant les pollutions locales.

Sur l'ensemble des zones de Deng Deng, Bétaré Oya et Mararaba, les sources de pollution domestique des eaux de surface ou souterraines restent très localisées et sont, dans l'ensemble, négligeables. La densité actuelle de la population n'occasionne pas de pollution de nature à affecter les eaux. Toutefois, les observations faites dans les villages riverains de la future retenue montrent qu'il y aura un travail important à réaliser à l'avenir auprès des populations dans les domaines de l'éducation et de l'information sur la gestion des effluents et des déchets. S'il n'existe pas actuellement de problèmes de qualité de l'eau liés aux déchets et effluents ménagers, c'est uniquement du fait de la faible densité de la population.

La seule source de pollution "industrielle" identifiée est le puits utilisé par AES-SONEL à Bétaré Oya pour évacuer les huiles de vidange et les filtres usagés des groupes électrogènes qui alimentent la ville. Ce puits est en effet situé à moins de 2 mètres d'un cours d'eau. Outre leur nature cancérigène pour les personnes qui y sont régulièrement exposées, les huiles de vidange ont un caractère particulièrement polluant. L'élimination ou le recyclage de ces huiles mérite qu'une autre solution que le puits existant soit trouvée. Il est de la responsabilité d'AES-SONEL d'apporter à ce problème une solution satisfaisant les lois et normes environnementales Camerounaises

L'activité minière actuelle (orpaillage traditionnel) ne peut pas être considérée comme une source de pollution.

3.4.2 Risques liés au futur développement de la zone La préservation dans l'avenir de la bonne qualité des apports aura un rôle significatif sur la qualité des eaux de la future retenue de Lom Pangar. Le développement des villages riverains, de l'activité minière et de l'ensemble des activités humaines dans le bassin versant risque, si il n'est pas maîtrisé, d'affecter sensiblement la qualité des apports de la retenue et donc la qualité des eaux même de la retenue: rejets d'effluents ou de déchets domestiques, utilisation de mercure pour l'extraction de l'or, accroissement de l'érosion du fait de la déforestation...

Les principales sources potentielles de pollution des eaux qui pourraient se développer à l'avenir sont les suivantes:

l'intensification des rejets incontrôlés de déchets et d'effluents ménagers générée par le développement des agglomérations du bassin versant de la retenue après la construction du barrage;

l'apparition de pollutions en cas d'intensification des activités rurales (élevages porcins, engrais, pesticides) ou industrielles (par exemple l'utilisation de mercure pour les activités minières).



Les mesures permettant de prévenir ces pollutions sont d'ordre structurales (collecte et/ou traitement des déchets et des eaux usées), administratives (mise en place d'un service responsable du contrôle de la qualité des eaux) et éducatives (information et sensibilisation des populations).

Notons que la loi "N° 98/005 du 14 avril 1998 portant régime de l'eau" citée au chapitre 2.3.1 permet de prendre l'ensemble des mesures nécessaires à la protection des eaux de surface.



4 CARACTERISTIQUES DU RESERVOIR CONSIDEREES POUR L'ETUDE

4.1 Hydrologie, morphologie et dynamique du réservoir

4.1.1 Apports des affluents Les apports reconstitués de la retenue de Lom Pangar indiquent un débit entrant moyen de 246.2 m3/s. Pour mémoire, nous rappelons l'hydrogramme moyen du bassin de Lom/Pangar détaillé dans le rapport du Thème 14:

Apports reconstitués du réservoir de Lom Pangar (1970-2003)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Apport moyen annuel (246.16 m3/s)Apports moyen mensuelsApport mensuel minimum estiméApport mensuel maximum estimé

mois

m3/s

Figure 5 : Apports reconstitués du réservoir de Lom Pangar (1970-2003)

Les débits entrants et sortants du réservoir introduits dans le modèle sont ceux qui correspondent à une année moyenne, suivant le scénario 1 (volume mort de 0.25 km3, volume total de 6.75 km3, débit réservé de 90 m3/s). Le débit total des apports de la retenue de Lom Pangar est réparti entre le Lom et le Pangar au prorata de la superficie des bassins versants des deux affluents, soit 69 % en provenance du Lom et 31 % en provenance du Pangar (cette répartition est validée par les campagnes de mesures de débit effectuées par le CRH sur le Lom et le Pangar à l'amont de la confluence):



Mois I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Apport du Lom

(m3/s) 63.3 36.1 24.9 41.2 69.4 119.0 187.5 300.6 418.8 410.4 245.7 110.3

Apport du Pangar (m3/s) 28.4 16.2 11.2 18.5 31.2 53.5 84.2 135.0 188.2 184.4 110.4 49.6

Apport total

(m3/s) 91.7 52.3 36.1 59.7 100.6 172.5 271.7 435.6 607.0 594.8 356.1 159.9

Débit relâché (m3/s)

304.9 392.5 410.4 357.3 256.5 176.2 112.1 90.0 140.9 279.3 263.9 176.6

Tableau 13 : Répartition du débit total des apports de la retenue de Lom Pangar entre le Lom et le Pangar

4.1.2 Morphologie du réservoir Les 2 principales caractéristiques morphologiques du réservoir sont:

la présence de deux branches principales (vallées du Lom et du Pangar);

la nature extrêmement dendritique du contour de la retenue, due à la présence de nombreuses ravines et vallées latérales qui rejoignent le Lom ou le Pangar.

4.1.3 Volume retenu et surface noyée Nous rappelons ici les éléments du Thème 14:

La surface S de la retenue en fonction de la profondeur d'eau maximale h peut être approchée par le polynôme du 2nd degré suivant:

S = 0.4157 h² - 1.2965 h où: S est exprimée en km², tandis que h est exprimée en mètres.

La loi hauteur/volume peut être calculée directement par intégration de la loi hauteur/surface:

V = 0.1386 h3 – 0.64825 h² où: V est exprimée en Mm3, tandis que h est exprimée en mètres.

4.1.4 Gestion du réservoir Le réservoir de Lom Pangar se caractérisera avant tout par un marnage très marqué, du à son utilisation pour la régulation de la Sanaga. Ce marnage sera suffisamment important pour jouer un rôle non négligeable sur la qualité des eaux: il favorisera en particulier le brassage des eaux et donc les échanges entre les couches oxygénées et anoxiques.

Les simulations de gestion réalisées dans le cadre du Thème 14 (impact hydraulique à l'aval) ont permis de définir deux scénarios types. Nous avons retenu pour nos calculs l'hypothèse la plus conservative, c'est à dire le scénario qui correspond au plus grand volume retenu. Les principales caractéristiques de ce scénario sont rappelées dans le tableau suivant:



Apport moyen 246.2 m3/s

Volume mort 0.25 km3

Volume utile 6.5 km3

Volume total maximal 6.75 km3

Volume total moyen 4.57 km3

Fluctuation annuelle moyenne du volume retenu 3.66 km3

Superficie maximale 558.6 km²

Superficie moyenne 423.59 km²

Fluctuation annuelle moyenne de la superficie 238.7 km²

Niveau maximal 673.25 m

Niveau moyen 668.19 m

Fluctuation annuelle moyenne du niveau d'eau 9.48 m

Profondeur d'eau maximale 38.25 m

Profondeur d'eau moyenne (dans l'espace et le temps) 10.79 m

Temps de rétention moyen 215 (0.59) jours (années)

Tableau 14 : Principales caractéristiques du scénario retenu

4.1.5 Hydrodynamique du réservoir L'hydrodynamique du réservoir de Lom Pangar sera principalement caractérisée par un marnage important. On retiendra en particulier les points suivants:

Le réservoir compte, hormis ses deux branches principales, de nombreux bras généralement alimentés par des petits affluents: le renouvellement de l'eau dans chaque bras sera influencé par le rapport entre le volume d'eau dans le bras et les débits des apports propres à ce bras. On observera ainsi des fonctionnements différenciés des bras, certains se renouvelant plus rapidement que d'autres. L'apparition de zones d'eaux mortes est très probable, au moins à l'échelle saisonnière.

Le marnage de la retenue sera important, puisque l'objectif principal du réservoir est la régulation. Ce phénomène favorisera le renouvellement et le brassage de l'eau du réservoir.

Enfin, les courants de densité joueront également un rôle important sur le comportement hydrodynamique des eaux de la retenue: ceux-ci seront essentiellement déterminés par l'hétérogénéité des conditions de température et de charge en éléments dissous des apports de la retenue,

4.2 Conditions météorologiques

Les données météorologiques utilisées pour la modélisation sont essentiellement issues de la station de Bétaré Oya, qui est la plus représentative des conditions prévalant dans la zone du réservoir.



4.2.1 Température de l'air Les températures moyennes mensuelles de la station de Bétaré Oya12 sont: Mois I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

T (°C) 23.6 24.5 25 24.3 23.8 22.9 22.2 22 22.8 23 23.4 23.2

Tableau 15 : Températures moyennes mensuelles à la station de Bétaré Oya

4.2.2 Température de rosée Il n'existe pas de mesure de la température de rosée à Bétaré Oya. Les valeurs mensuelles ont donc été reconstituées avec le diagramme de Mollier, sur la base des données de température et d'humidité relative de l'air.

Le diagramme de Mollier utilise l'humidité absolue de l'air, exprimée en g d'eau/kg d'air. Celle ci a donc été calculée par la formule usuelle:

−

×

×=

+−

110Hr

10P

620Ha

228T1665.65.083

3-

avec:

Ha: humidité absolue en g d'eau/kg d'air sec;

Hr: humidité relative;

P: pression atmosphérique moyenne en millibars calculée suivant la formule de Schassmann (pour tenir compte de l'altitude de la retenue):

( )18400

z101310log10P

−=

T: température de l'air en °C.


Humidité relative

(%) 57 52 65 80 81 85 89 90 89 89 72 65

Humidité absolue (g/kg air)

11.2 10.8 14.0 16.6 16.3 16.2 16.2 16.2 16.8 17.1 14.1 12.5

Point de rosée (° C)

14.3 14.0 17.7 20.6 20.2 20.1 20.4 20.5 20.8 21.0 17.9 16.0

Tableau 16 : Humidité relative, absolue et point de rosée reconstitué mensuels à la station de Bétaré Oya

4.2.3 Vitesse et direction du vent Le régime du vent Bétaré Oya est dominé par la mousson de SW en saison des pluies et par l'harmattan du N en saison sèche. Les calmes (vents inférieurs à 1 m/s) représentent en moyenne plus de 44 %. 12 Source: Monographie hydrologique de l'Orstom – Le bassin de la rivière Sanaga



Nous devons cependant tenir compte dans le modèle du fait que la création de la retenue de Lom Pangar va modifier le régime des vents, en particulier en réduisant significativement les périodes de calme. Nous supposerons donc pour le modèle qu'il subsiste dans les périodes de calme un vent résiduel moyen de 1 m/s:

Vitesse (m/s) 1 2-4 5-6 7-14 15-21 >21

Pourcentage des vents 44.2 43.5 9.95 2.19 0.19 0.00

Nombre de jours par mois (base: 30 jours) 13 13 3 1 0 0

Tableau 17 : Régime du vent

4.2.4 Couverture nuageuse La couverture nuageuse exprime, en dixième, la part du ciel qui est couverte de nuages. Les valeurs ont été calculées sur la base de l'insolation, en prenant en compte une durée d'ensoleillement potentielle constante (12 h par jour). Comme aucunes données n'étaient disponibles pour Bétaré Oya, nous avons pris en compte la moyenne des valeurs mesurées à Yoko, Ngaoundéré et Batouri. On trouve alors:


couverture nuageuse 3.96 3.67 4.90 4.93 4.84 5.82 7.08 7.15 6.57 5.74 3.78 3.54

Tableau 18 : Couverture nuageuse

4.3 Apports biochimiques internes et externes

4.3.1 Qualité des eaux des affluents Les paramètres qui ont été modélisés sont ceux liés aux processus de production et de dégradation de la matière organique tels que les nutriments ou les molécules carbonées. La liste de ces paramètres est la suivante:

Concentration totale des éléments dissous (g/m3): ce paramètre est déterminant, tant d'un point de vue physique (variations et courants de densité) que d'un point de vue chimique (la concentration des éléments dissous est lié à l'équilibre ionique des eaux de la retenue, qui lui même est dépend de la concentration en carbonates et donc du pH des eaux). Les valeurs appliquées dans le modèle sont déduites des mesures faites lors des trois campagnes du CRH.

Matière en suspension MES (g/m3): ce paramètre détermine la profondeur de pénétration des photons et donc l'intensité de l'activité photosynthétique. Les valeurs appliquées dans le modèle sont déduites des mesures faites lors des trois campagnes du CRH.

Phosphates, Ammonium et Nitrates (g/m3): ces nutriments sont naturellement pris en compte. Les valeurs appliquées dans le modèle sont déduites des mesures faites lors des trois campagnes du CRH. Comme PO4

3- et NH4 n'ont souvent pas été détectés lors des campagnes de mesure, nous avons supposé que leurs concentrations étaient égales au seuil de détection des appareils de mesure, soit 0.01 mg/l. Cette hypothèse est pénalisante.

Matière organique MO (g/m3): le logiciel utilisé permet de distinguer deux états de la matière organique (dissoute ou particulaire) ainsi que deux types (labile ou



réfractaire). En milieu aquatique, on peut assimiler la MO labile aux phytoplanctons, et la MO réfractaire aux débris végétaux provenant du bassin versant. Nous avons supposé pour la modélisation que la DCO des affluents est égale à la DBO (c'est également une hypothèse pénalisante). Nous pouvons alors estimer la MO en multipliant la DCO par 30/64 (rapport massique entre l'oxygène et la matière organique lors d'une respiration stoechiométrique). Nous avons supposé, dans le modèle, que le flux de MO total apporté par les affluents dans la retenue était réparti en quantité égale entre la MO labile ou réfractaire et entre la MO dissoute ou particulaire.

Oxygène dissous (g/m3): Ce paramètre est un des principaux indicateurs de qualité de l'eau. Les valeurs appliquées dans le modèle sont déduites des mesures faites lors des trois campagnes du CRH.

4.3.2 Relargage de phosphore bioassimilable par les sols Nous considérons un relargage au cours de la première année du phosphore bioassimilable contenu dans les 5 cm supérieurs du sol (cette hypothèse a été utilisée par l'IRD sur la retenue de Garafiri). La concentration moyenne en phosphore bioassimilable dans les sols est égale à 38.3 g/m3. Suivant le scénario 1, la surface maximale noyée est de 558.6 km²: dans ces conditions, la masse totale de phosphore bioassimilable pouvant être relarguée la première année est évaluée à 1070 tonnes. Relativement au débit moyen des apports, 246.2 m3/s, ce volume équivaut à une concentration supplémentaire en phosphate des apports durant la 1ère année de 0.138 g/m3.

Pour les années suivantes, nous ne prenons pas en compte le relargage car celui-ci baisse significativement (la mobilisation du phosphore des couches profondes est beaucoup plus lente et se traduit par un ensemble de phénomène de précipitation et d'adsorption très complexes qui contrôlent le relargage).

4.3.3 Décomposition de la matière organique

Principe La décomposition de la matière organique se déroulera dans la retenue suivant un ensemble de processus aérobie et anaérobie. Nous nous intéressons uniquement au relargage par décomposition des trois nutriments principaux: C, N et P.

Densité et type de biomasse La densité de la biomasse sèche susceptible de se dégrader a été estimée dans l'étude des alternatives à 37.5 t/ha en savane et 415 tonnes/ha en forêt. Comme la Savane couvre 38 % de la zone d'ennoiement contre 62 % pour la forêt, nous trouvons que la quantité totale de biomasse sèche qui sera noyée est égale à 15 200 000 tonnes (800 000 tonnes en savane et 14 400 000 tonnes en forêt).

Les teneurs moyenne des végétaux considérées pour les principaux éléments sont: 45 % de carbone, 3 % d'azote et 0.4 % de phosphore.

La répartition de la biomasse entre les différents étages végétaux de la forêt tropicale a été étudiée de façon extrêmement complète dans la forêt tropicale de Nam Leuk13 au Laos:

13 Source: "Nam Leuk Hydropower Project – Biomass clearance trials and root biomass survey", Electricité du Laos et SOGREAH Ingénierie, July 1998.



Total Répartition de la biomasse sèche (forêt)

Racines (< 20 mm diamètre) 17.2 %

Feuillage 2.6 %

Végétation basse 2.4 %

Litière 3.7 %

Bois mort 4.2 %

Racines (> 20 mm diamètre) 1.9 %

Troncs et branches 68.0 %

Tableau 19 : Répartition de la biomasse entre les différents étages végétaux de la forêt tropicale de Nam Leuk (Laos)

Sur la base de ce tableau et de la répartition de la biomasse indiquée au chapitre 3.3.3, nous avons calculé les valeurs suivantes pour la retenue de Lom Pangar:

Total Biomasse sèche en

forêt (tonnes/ha) Biomasse sèche en savane (tonnes/ha)

Biomasse aérienne: troncs et branches 260 21

Biomasse aérienne: feuillage 10 1

Biomasse au sol: bois mort 32 4

Biomasse au sol: végétation basse et litière 46 6

Biomasse racinaire < 20 mm diamètre 60 5

Biomasse racinaire > 20 mm diamètre 7 0.5

Tableau 20 : Répartition de la biomasse entre les différents étages végétaux de la retenue de Lom Pangar

Vitesse de décomposition de la biomasse La vitesse de décomposition de la biomasse noyée est un paramètre clé. A petit Saut, il a été observé que " La disparition totale des arbres [suit] un processus de désagrégation progressive depuis les pousses jusqu'au troncs. L'expérience a montré que cette disparition était à deux vitesses: deux à cinq ans pour la couronne et vingt à cinquante ans ou plus pour les troncs."

Les expériences de décomposition de la matière organique réalisées sur le barrage de Nam Leuk (Laos) sont concordantes avec les observations faites à Petit-Saut (Guyane) :

Type de matière organique Temps nécessaire pour atteindre

50 % de décomposition (jours)

Racines (< 20 mm diamètre) 302

Feuillage 340

Végétation basse 380

Litière 463

Bois mort 1 733

Racines (> 20 mm diamètre) > 1 733

Troncs 6 932

Tableau 21 : Vitesse de décomposition de la biomasse



Sur la base de ces données, nous avons retenu pour l'étude que la dégradation de la biomasse suivrait la progression suivante:

3 premiers mois: pas de décomposition (début du remplissage).

du 3ème au 6ème mois : croissance linéaire du taux de décomposition pour atteindre un maximum à la fin du 6ème mois

du 6ème mois à la fin de la 5ème année: décomposition totale à taux linéairement décroissant de la biomasse légère (racines de faible diamètre, feuillage, végétation basse et litière).

du 6ème mois à la fin de la 50ème année: décomposition totale à taux linéairement décroissant de la biomasse lourde (racines de gros diamètre, troncs, bois mort).

4.3.4 Bilan des apports moyens en phosphate Le Phosphate est l'élément actuellement limitant pour le développement de la biomasse dans le Lom et le Pangar: le tableau suivant présente l'apport équivalent, exprimé en concentrations moyennes en PO43- dans les apports, que représenteront les différentes sources internes et externes présentées ci-dessus:

mg éq. PO4

3-/l t < 0 an t = 0.25 an t = 0.5 an t = 1 an t = 5 ans t = 50 ans

Affluents 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01

Relargage du sol 0.00 0.28 0.14 0.00 0.00 0.00

Décomposition de la biomasse 0.00 0.00 3.53 3.09 0.62 0.00

Total 0.01 0.29 3.77 3.10 0.63 0.01

Tableau 22 : Bilan des apports moyens en phosphate

4.3.5 Bilan des apports moyens en Soufre Le Soufre nous intéresse car ses apports vont déterminer la concentration en H2S dans les eaux profondes anoxiques de la future retenue de Lom Pangar: le tableau suivant présente l'apport équivalent, exprimé en concentrations moyennes en SO42- dans les apports, que représenteront les affluents et la décomposition de la biomasse (la teneur en soufre de la biomasse varie entre 0.1 et 0.4 %: nous avons retenue une valeur moyenne de 0.25). Le relargage du sol n'est pas pris en compte pour les raisons évoquées au 3.3.4:

mg éq. SO4


Affluents 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32


Total 0.32 0.32 2.48 2.21 0.70 0.32

Tableau 23 : Bilan des apports moyens en soufre

Les concentrations maximales ainsi calculées atteindront donc à peine les valeurs habituelles dans les eaux de surface naturelles non polluées (2 à 80 mg/l).



4.3.6 Apports et consommation d'oxygène Il est intéressant de calculer les ordres de grandeur des apports et de la consommation en oxygène dissous dans la retenue. Pour les apports, nous considérons les deux sources principales que sont les affluents et la réaération en surface. Pour la consommation, nous nous intéressons uniquement à la décomposition de la matière organique. Le calcul porte sur la durée estimée nécessaire à la décomposition totale de la biomasse noyée: 50 ans.

Apports en O2 dissous des affluents: la concentration moyenne en O2 dissous des affluents de la retenue est de 5.4 mg/l. Sur 50 années, avec un débit entrant moyen de 246.2 m3/s, l'apport total en O2 dissous dans les affluents sera donc de l'ordre de 65.109 mol O2.

Réaération potentielle à l'interface eau/air: nous utilisons la formule de Gelda14 pour une superficie moyenne noyée de 423.6 km² et un vent moyen de 2.55 m/s. Sur 50 années, le flux total potentiel d'O2 à l'interface eau/air calculé avec la formule de Gelda est de 3.8 g O2/m2/s, soit, sur une durée de 50 ans, une réaération potentielle de: 80.1015 mol O2. La différence entre le flux potentiel et le flux réel dO2 à l'interface eau/air dépend de l'état de saturation de l'eau: à un instant donné, le flux réel est égal au flux potentiel multiplié par le pourcentage de saturation.

Consommation d'O2 par décomposition de la biomasse: La biomasse totale amenée à se dégrader en 50 ans est de 15 200 000 tonnes. Avec une teneur en carbone de 45%, la biomasse représente donc 570.109 mol C.

Comme il faut autant de C que d'O2 pour faire du CO2, nous voyons clairement que:

les apports en O2 des affluents seront insuffisants pour décomposer l'ensemble de la biomasse noyée suivant des processus aérobies.

les échanges à l'interface eau-air permettront une réoxygénation complémentaire durable et significative. L'influence de la réaération est garantie sur les couches superficielles. Par contre, les couches profondes ne pourront bénéficier de la réoxygénation superficielle que si le brassage des eaux de la retenue est significatif.

14 Source: " Determination of Reaeration Coefficients: A Whole Lake Approach ", Gelda, R. K., Auer, M. T., Effler, S. W., Chapra, S. C., and Storey, M. L.; 1996; Journal of Environmental Engineering.



5 MODELISATION NUMERIQUE DE LA QUALITE DES EAUX

5.1 Présentation du programme utilisé

CE-QUAL-W2 est un programme de modélisation 2D (longitudinal/vertical) permettant de simuler numériquement le comportement hydrodynamique et la qualité des eaux des systèmes aquatiques. Il a été développé par Thomas Cole (Environmental Laboratory - U.S. Army Corps of Engineers - Waterways Experiment Station) et Scott Wells (Department of Civil and Environmental Engineering - Portland State University).

La version de CE-QUAL-W2 utilisée dans le cadre du projet Lom Pangar est la version la plus récente: elle est le résultat d'un développement continu du programme depuis sa création en 1975. CE-QUAL-W2 est utilisé autant comme outil de recherche que pour l'ingénierie.

Comme le modèle est basé sur une hypothèse d'homogénéité transversale, il est plus adapté aux systèmes aquatiques longs, étroits et profonds comme la retenue de Lom Pangar. Le modèle permet de modéliser des réseaux maillés. Il peut être appliqué à des lacs, des rivières, des réservoirs ou des estuaires, ou à toute combinaison de tels systèmes.

L'utilisation de CE-QUAL-W2 nécessite des connaissances dans les domaines suivants:

Hydrodynamique

Hydrobiologie

Hydrochimie

Modélisation numérique

Programmation FORTRAN

Statistiques

Vérification et préparation de données

Le modèle couvre les domaines suivants:

Hydrodynamique: le modèle calcule les niveaux, vitesses et températures de l'eau. La température est intégrée dans les calculs hydrodynamiques à cause de ses effets sur la densité de l'eau.

Qualité de l'eau: toute combinaison de constituants peut être incluse ou exclue des calculs. L'effet des variations de densité induites par les différentes concentrations en éléments dissous est pris en compte dans les calculs d'hydrodynamique. La version 3.1, utilisée dans le cadre de la présente étude, permet de suivre l'évolution et les interactions entre les paramètres suivants:

o tout traceur non-évolutif,

o toute matière inorganique en suspension,

o tout type de phytoplancton ou d'épiphyton,

o l'ammonium,

o les nitrates,

o le phosphore bioassimilable,

o la matière organique (labile ou réfractaire, dissoute ou en suspension),

o le carbone inorganique,



o l'alcalinité,

o le fer, l'oxygène dissous,

o les sédiments organiques,

o les gaz dissous.

Conditions aux limites: le modèle peut s'appliquer aux rivières, aux estuaires, aux lacs et aux retenues.

Maillage: le nombre de branches n'est pas limité.

Affluents/effluents: le nombre d'affluents ou de prélèvements n'est pas limité. L'évaporation et les précipitations sont prises en compte.

Structures: le modèle permet d'introduire un nombre illimité de seuils, vannes, évacuateurs, etc…

5.2 Processus hydrobiochimiques

Les schémas suivants présentent l'ensemble des processus hydrobiochimiques qui ont été pris en compte dans le modèle numérique15:

Flux interne de matière inorganique en suspension

Figure 6 : Flux interne de matière inorganique en suspension

Flux interne entre la matière organique dissoute labile et les autres compartiments

Figure 7 : Flux interne entre matière organique dissoute labile et les autres compartiments

15 Source: "CE-QUAL W2: A two-dimensional, laterally averaged, hydrodynamic and water quality model, Version 3.1 – User Manual", August 2002



Flux interne entre la matière organique dissoute réfractaire et les autres compartiments

Figure 8 : Flux interne entre matière organique dissoute réfractaire et les autres compartiments

Flux interne entre la matière organique particulaire labile et les autres compartiments

Figure 9 : Flux interne entre matière organique particulaire labile et les autres compartiments

Flux interne entre la matière organique particulaire réfractaire et les autres compartiments

Figure 10 : Flux interne entre matière organique particulaire réfractaire et les autres compartiments



Flux interne entre la demande biologique en oxygène et les autres compartiments

Figure 11 : Flux interne entre la demande biologique en oxygène et les autres compartiments

Flux interne entre les algues et les autres compartiments

Figure 12 : Flux interne entre les algues et les autres compartiments

Flux interne de phosphore

Figure 13 : Flux interne de phosphore



Flux interne d'ammonium

Figure 14 : Flux interne d'ammonium

Flux interne de nitrate

Figure 15 : Flux interne de nitrates

Flux interne d'oxygène entre compartiments

Figure 16 : Flux interne d’oxygène entre compartiments



Flux interne de carbone inorganique entre compartiments

Figure 17 : Flux interne de carbone inorganique entre compartiments

Flux interne de entres les sédiments et les autres compartiments

Figure 18 : Flux interne de entres les sédiments et les autres compartiments

5.3 Hypothèses et données utilisées

5.3.1 Modèle géométrique Le "modèle géométrique" est le terme utilisé pour désigner la représentation par différences finies du système hydraulique. Le modèle est formé par un ensemble de cellules réparties longitudinalement et verticalement (modèle 2D stratifié). La géométrie de chaque cellule (dont l'ensemble définit la géométrie du modèle) est déterminée par 4 paramètres:

1. la longueur de la cellule

2. la hauteur de la cellule

3. la largeur moyenne de la cellule

4. la pente du fond

Le réservoir est modélisé comme deux branches ayant chacune une pente correspondant aux pentes moyennes du Lom et du Pangar (respectivement 20 et 28 cm /km). Les deux branches sont découpées en cellules ayant un dénivelé de 1 mètre. Chaque ensemble verticale de cellules forme une "section". Les sections sont trapézoïdales et ont une largeur maximale variable, ce qui a permis de reproduire la variabilité des profils en travers des vallées du Lom et du Pangar, et aussi de représenter correctement la loi hauteur/volume/surface du réservoir. Le tronçon aval est modélisé comme une branche unique, de section rectangulaire, de largeur égale à 100 mètres, avec une pente régulière de 10 cm/km.



Les affluents autres que le Lom et le Pangar ne sont pas représentés. Le schéma ci-dessous montre le modèle géométrique représenté en vue plane par CE-QUAL-W2:

Figure 19 : Modèle géométrique en vue plane

5.3.2 Paramètres de temps La simulation du comportement du réservoir est réalisée sur 50 années. Ces 50 années sont représentées comme des années moyennes pour ce qui concerne l'hydrologie, la météorologie et la qualité des apports.

Le pas de temps utilisé pour l'introduction des données est la journée. Le pas de temps des calculs est défini par le programme (en général 20 à 80 s).

Les simulations commencent avec un réservoir vide, un 1er mai (le 121ème jour de l'année). Cette date a été choisie car elle correspond à un début de saison des pluies, soit un moment raisonnable pour considérer que les travaux de construction du barrage sont terminés et que l'on commence à remplir le barrage.

Les simulations se terminent à la fin de la 50ème saison sèche suivant le remplissage de la retenue, soit après 18 250 jours. Un calcul complet nécessite une durée effective d'environ 8 jours avec un Pentium IV.

5.3.3 Qualité des eaux: état initial A l'état initial, les concentrations en éléments dissous sont celles interpolées pour un mois de mai dans les rivières Lom et Pangar sur la base des campagnes de mesure.

5.3.4 Paramètres hydrologiques et météorologiques L'ensemble des paramètres relatifs aux affluents (débits, qualité des eaux) sont interpolés sur une base journalière, sur la base des données présentées dans le chapitre 4.

Pour les données météorologiques, les paramètres de température et de point de rosée ont également été interpolés. Par contre, dans un but de réalisme, les précipitations sont distribuées de façon erratique, en respectant toutefois la logique saisonnière et les quantités totales de précipitation. La distribution statistique des vents a été respectée.



5.3.5 Paramètres hydrauliques Les coefficients de Strickler utilisés sont égaux à 10 dans la retenue et 35 dans la rivière. Le modèle n'est pratiquement pas sensible à ces coefficients.

5.3.6 Décomposition de la biomasse noyée La décomposition de la matière organique se déroulera dans la retenue suivant un ensemble de processus aérobie ou anaérobie. Cependant, le programme CE-QUAL-W2 ne permet de simuler que la décomposition aérobie de la matière organique: nous avons donc choisi de générer artificiellement la décomposition de la biomasse noyée, en introduisant celle-ci sous la forme d'un effluent diffus, uniforme et ininterrompu ayant les caractéristiques suivantes:

concentration: croissante puis décroissante suivant les rythmes de décomposition des différents étages de végétation, définis au chapitre 4.3.3,

DBO: stationnaire,

teneur stœchiométrique en carbone: 45 %,

teneur stœchiométrique en azote: 3 %,

teneur stœchiométrique en phosphore: 0.4 %,

temps de décomposition total: 1jour.

Cette approche permet de reproduire l'ensemble des phénomènes de décomposition aérobie. La DBO résiduelle donne une mesure de la biomasse qui sera amenée à se dégrader selon un processus anaérobie.

5.3.7 Développement algal Comme le type d'algues qui seront amenées à se développer est inconnu, nous avons choisi de représenter un seul type d'algue, présentant les caractéristiques de croissance suivantes, qui sont moyennes par rapport aux différents types d'algues lacustres:

taux de croissance journalier maximal: 2

taux de respiration journalier maximal: 0.04

taux d'excrétion journalier maximal: 0.04

taux de mortalité journalier maximal: 0.01

taux de sédimentation journalier maximal: 0.01

intervalle de température pour la croissance: 5 – 40 °C

intervalle de température pour la croissance maximale: 25 – 35 °C

teneur stœchiométrique en carbone: 45 %,

teneur stœchiométrique en azote: 8 %,

teneur stœchiométrique en phosphore: 0.05 %,

5.3.8 Vannes La simulation est faite avec des vannes positionnées au fond de la retenue, prélevant l'eau entre 637 et 640 m.



5.3.9 Dégazage et réoxygénation La réoxygénation de la veine d'eau en sortie (par des vannes spécifiques ou un seuil de réoxygénation) est simulée en saturant à 100 % l'effluent du barrage en oxygène. Cette hypothèse est pessimiste car les études ont montré que l'on a plus généralement sursaturation de la veine d'eau, au delà de 110 %. Le dégazage des gaz dissous ne peut être modélisé.

5.4 Résultats du modèle numérique

5.4.1 Qualité des eaux de la retenue

Généralités Pendant les 50 années simulées, la dégradation de la biomasse noyée entraîne la libération d'une quantité très élevée de nutriments C-, N- et P-. Ces quantités libérées sont largement supérieures aux apports moyens des affluents de la retenue, en particulier au cours des cinq premières années où le taux de décomposition est le plus intense.

A l'amont de la confluence, les eaux de la branche Pangar présentent sur toute la durée de la simulation une qualité chimique moins bonne que les eaux de la branche Lom: cela s'explique par le fait que les volumes retenus dans ces deux branches sont sensiblement égaux, alors que les apports du Lom sont plus de 2 fois supérieurs à ceux du Pangar. Les eaux de la branche Lom se régénèrent donc plus rapidement que celles de la branche Pangar.

Sur l'ensemble de la retenue, le marnage annuel très prononcé induit un fort brassage des eaux, ce qui limite les phénomènes de stratification en favorisant les échanges verticaux.

Température de l'eau Le tableau suivant indique les températures de l'eau calculées par le programme de simulation de la qualité des eaux (en °C), comparées avec les mesures faites dans les eaux des affluents:

Section Profondeur Température minimale

Température moyenne

Température maximale

Mesures effectuées dans le Lom et le Pangar

- 21.6 25 30

Surface 25.15 26.62 28.66 Profil 15: Branche Lom, à mi-distance entre le barrage et l'extrémité amont Fond 25.00 26.42 28.47

Surface 25.20 26.73 28.66 Profil 46: Branche Pangar, à mi-distance entre le barrage et l'extrémité amont Fond 25.06 26.58 28.51

Surface 25.57 26.87 28.32 Profil 28: Confluence Lom et Pangar

Fond 25.49 26.75 28.18

Tableau 24 : Température de l’eau mesurée et calculée par le programme de simulationd e la qualité des eaux (sur trois profils)

Ces résultats appellent les commentaires suivants:

la température moyenne calculée pour la retenue est légèrement supérieure à celle des affluents (moins de 2 °C d'écart),



le réchauffement des eaux est graduel le long de la retenue,

pour un profil donné, la différence de température entre les eaux de surface et les eaux du fond de la retenue est très faible, de l'ordre de 1 %. Ce faible écart résulte du brassage des eaux induit par le marnage annuel.

Oxygène dissous Dès que la décomposition de la biomasse noyée commence, les processus d'oxydation dominent l'activité chimique de la retenue. La transformation du carbone organique en carbone inorganique est de loin le phénomène dominant. La concentration de l'eau en carbonates augmente et entraîne une baisse du pH, mais elle est rapidement limitée par la disponibilité de l'O2 dissous: la demande en oxygène excède très largement les différents apports. L'O2 dissous apportée par les affluents est immédiatement consommée dans les embouchures, tandis que les apports en O2 provenant des échanges à l'interface eau-air, des précipitations et de la respiration algale sont consommés dans la couche superficielle.

Les conditions dans la retenue deviennent ainsi rapidement anoxiques, pratiquement dans l'ensemble de la retenue (seules les extrémités proches des affluents et la couche superficielle sont préservées). Le phénomène est particulièrement marqué durant les trois premières années. Les tableaux suivants indiquent l'évolution de la concentration en oxygène dissous du réservoir pour différentes sections, en fonction du temps et de la profondeur (la saturation moyenne est toujours égale à 100 % à l'interface eau air):



Taux de saturation en O2 dissous, exprimé en %

Profondeur (m) année 2 année 3 année 4 année 5 année 10 année 20 année 50

0 (interface eau/air)

100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0

Profil 15: Branche Lom, à mi-distance entre le barrage et l'extrémité amont

- 14 0.0 0.4 16.9 55.0 61.3 72.0 97.8

-30 0.0 0.0 13.1 49.3 54.4 65.5 95.9

Profil 26: Branche Lom, à l'amont immédiat de la confluence

- 14 0.0 2.2 32.5 63.1 68.3 76.0 98.9

-30 0.0 1.1 20.4 47.2 55.2 66.0 96.9

Profil 46: Branche Pangar, à mi-distance entre le barrage et l'extrémité amont

- 14 0.0 0.0 1.3 26.0 39.3 54.8 98.3

-30 0.0 0.0 0.9 23.5 37.0 52.5 97.0

Profil 56: Branche Pangar, à l'amont immédiat de la confluence

- 14 0.0 0.0 5.4 60.2 66.4 74.5 98.8

-30 0.0 0.0 8.9 66.0 72.5 78.7 98.4

Profil 28: Confluence Lom et Pangar

- 14 0.0 0.1 25.4 66.0 70.9 77.8 98.8

-30 0.0 0.0 18.7 69.7 74.8 80.4 98.4

Profil 29: amont immédiat du barrage

- 14 0.0 2.3 51.0 81.1 84.0 87.7 99.1

-30 0.0 0.7 25.3 75.4 79.3 84.0 98.5

Tableau 25 : Evolution de la concentration en oxygène dissous du réservoir pour différentes sections

152928

56

46

26



Figure 20 :Localisation des sections indiquées dans le tableau précédent

Après 3 à 4 années, les conditions s'améliorent et la concentration en oxygène dissous redevient significative, en particulier dans les eaux les moins profondes. Plus on se rapproche des embouchures des affluents ou de la surface, plus la concentration en oxygène est élevée. L'oxycline qui se forme dans la retenue au cours des premières années ne subsiste que pendant la période de décomposition de la biomasse rapidement dégradable. Après la quatrième année, le taux de consommation d'oxygène a déjà suffisamment décru pour être compensé, grâce au brassage, par la réoxygénation des eaux en surface.

Végétation aquatique Le modèle met en évidence un bloom algal saisonnier, entrecoupé de période de forte mortalité des algues. La période d'occurrence des blooms correspond aux mois de décembre à février, c'est à dire à dire la période où les concentrations en nutriments sont les plus élevées.

Développement algal moyen dans la retenue(exprimée en % du maximum calculé localement)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

années

Figure 21 : Développement algal moyen dans la retenue

Sur la durée totale modélisée, 50 années, trois périodes peuvent nettement être distinguées:

années 1 à 5: la quantité de nutriments libérée est telle que seuls l'ensoleillement et la température de l'eau peuvent réellement limiter le développement algal. La prolifération algale est effective, avec un développement plus marqué dans la partie amont des branches, où l'effet de dilution est moindre.

années 5 à 35: la dynamique algale est contrôlée par la disponibilité des nutriments. La concentration en CO2 baisse progressivement, les phosphates sont adsorbés ou précipités au sein des sédiments, et l'O2 et le pH régissent l'équilibre entre NH4

+ et NO3-. La baisse de la population algale moyenne est très lente, car les

phénomènes de dilution sont limités par les transferts de nutriments entre les compartiments organiques et inorganiques.



année 35 et suite: les stocks de nutriments stockés dans les sédiments s'épuisent, en même temps que s'éteint la production de nutriments due à la décomposition de la biomasse noyée. La dilution des eaux de la retenue par les apports peu minéralisée commence à limiter la dynamique algale.

Concentration en phosphate Le phosphate nous intéresse car c'est le nutriment dont le déficit est le plus marqué dans des apports de la retenue. Les calculs mettent en évidence le fait qu'une part importante du phosphate relargué par la décomposition de la biomasse et par les sols noyés reste dans la retenue:

Part des apports totaux (internes et externes) en phosphateévacués dans le tronçon aval (en %)

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 37 39 41 43 45 47 49

Figure 22 : Part des apports totaux (interne et externe) en phosphate évacués dans le tronçon aval

Ce calcul reflète le stockage d'une part significative du phosphate par les sédiments de la retenue.

5.4.2 Qualité des eaux du tronçon aval

Généralités: La qualité des eaux du tronçon du Lom situé à l'aval de la retenue est déterminée par deux facteurs:

la qualité des eaux prélevées dans la retenue,

les phénomènes de réoxygénation et de dégazage en sortie des vannes.

Température de l'eau La température moyenne des eaux rejetées dans le tronçon aval varie entre 25.5 et 28.4 C. Ces températures sont comprises entre les valeurs extrêmes mesurées dans le Lom et le Pangar: 21.6 et 30°C, et ne sont donc pas inquiétantes.



Oxygène dissous Les eaux prélevées montrent un déficit évident en oxygène, en particulier au cours des premières années (voir le graphe ci-dessous). Ceci met en évidence la nécessité d'une réoxygénation efficace des eaux prélevées dans la retenue avant leur déversement dans le tronçon aval.

Concentration en Oxygène dissous des eaux prélevées (avant réoxygénation)- moyenne annuelle, exprimée en mg/l -

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Figure 23 : Concentration en oxygène dissous des eaux prélevées (avant réoxygénation)

Concentration en Phosphate La concentration en phosphate dans le tronçon aval décroît régulièrement au fil du temps, mais reste toutefois supérieure aux valeurs que l'on rencontre habituellement dans les eaux de surface, généralement déficitaires en PO4

3- (0.015 à 0.06 mg/l). Durant les 5 premières années, la concentration en PO4

3- dépasse la valeur de 0.3 mg/l (= 0.1mg/l PO43--P) qui

selon l'EPA (Environmental Protection Agency), ne doit pas être dépassée dans les rivières pour prévenir tout risque d'eutrophisation. Les valeurs calculées restent toutefois inférieures aux concentrations que l'on rencontre dans les eaux très polluées (jusqu'à 200 mg/l):



0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Figure 24 : Concentration en phosphate dans le tronçon aval

A ces concentrations, le phosphate n'est pas un contaminant. Le principal effet de cet apport dans le tronçon aval et, plus bas, dans la Sanaga, sera de dynamiser la production primaire et donc la vie organique végétale et animale.

Après la confluence avec le Djérem, l'effet de dilution (rapport égal à trois) sera suffisant pour que les concentrations en PO4

3- ne dépassent pratiquement jamais le seuil de 0.3 mg/l.



6 COMPARAISON AVEC DES CAS REELS

6.1 Méthodes déterministes: FAO et OCDE

6.1.1 Prévision de la qualité des eaux: Méthode FAO La FAO (Food and Agricultural Organisation - Organisation des Nations Unies pour l'Alimentation et l'Agriculture) a publié une étude synthétique16 permettant de réaliser des prévisions d'évolution de la qualité de l'eau pour des retenues africaines, avant leur remplissage.

Nous nous intéressons dans la suite aux résultats de cette étude uniquement pour la prévision de la température du futur réservoir. La méthode FAO propose également une prévision de l'état trophique du réservoir, mais elle est moins précise que l'approche OCDE que nous présentons dans la suite et n'est donc pas reprise ici. Les autres prévisions proposées par la FAO n'intéressent pas directement ce thème (par exemple la prévision du rendement en poisson), ou bien s'appuient sur des régressions linéaires peu robustes (par exemple, la prévision de la conductivité: r = 0.742, distribution hétérogène de l'échantillon).

Prévision de la température Pour prévoir la température, la FAO introduit le paramètre AF:

AF = altitude + 49 x latitude

où l'altitude est exprimée en mètres (soit environ 670 m pour la retenue de Lom Pangar) et la latitude en degrés (soit 5.5° pour la retenue de Lom Pangar).

Les modèles proposés permettent d'estimer les températures minimale et maximale des eaux de la retenue. Ils ont été calés sur 20 réservoirs africains (r correspond au coefficients de corrélation des droites de régression linéaire):

Tmax = 34.581 – 0.004 AF (r=0.878)

Tmin = 27.553 – 0.005 AF (r=0.951)

Appliqués au réservoir de Lom Pangar, ces modèles donnent:

Tmax(Lom Pangar) = 31.1 °C

Tmin(Lom Pangar) = 22.9 °C

Ces résultats sont cohérents par rapport aux températures mesurées dans les affluents de la future retenue: la température minimale prévue est de l'ordre des températures minimales mesurées dans les affluents. La température maximale prévue est supérieure aux températures maximales mesurées dans les affluents, ce qui reflète les phénomènes de réchauffement observés habituellement dans les retenues tropicales. Enfin, ces valeurs encadrent les valeurs minimales et maximales moyennes calculées avec le modèle: 25 et 29 °C.

16 Source: "Ecologie des réservoirs africains et leur rendement en poisson à partir de données physico-chimiques reunies avant endiguement", Organisation des Nations Unies pour l'Alimentation et l'Agriculture, Document technique du CPCA, n° 12, 1984.



6.1.2 Prévision de la qualité des eaux: Méthode OCDE

Description de la méthode OCDE L'OCDE a initié en 1982 un programme consacré à l'eutrophisation, pour aider à mieux quantifier la relation entre la charge nutritive des eaux (phosphore en particulier) et leur réaction trophique. Le programme OCDE, s'il s'est initialement appuyé sur l'expérience des régions tempérées, a été utilement appliqué en zone tropicale. En particulier, il a été utilisé pour l'étude des risques d'eutrophisation de la retenue de Garafiri en Guinée17, construite en 1998. L'approche de l'OCDE, même si elle est basée sur une étude statistique, introduit une part de déterminisme par rapport à l'approche FAO, qui est exclusivement probabiliste.

L'application du programme OCDE suppose que le phosphore ait été pré-identifié comme étant l'élément trophique limitant, ce qui est le cas pour la retenue de Lom Pangar. Le programme s'appuie sur une approche statistique pour déterminer la classe trophique à laquelle appartient le réservoir étudié: ultra-oligotrophie, oligotrophie, mésotrophie, eutrophie et hyper-eutrophie.

Les modèles OCDE reposent essentiellement sur l’étude des flux de phosphore qui vont transiter dans la retenue, afin de pouvoir calculer la concentration moyenne des eaux du lac et déduire la catégorie trophique probable de ce dernier. La figure suivante18 fournit une synthèse des équations-types établies par l'OCDE afin d'exprimer les relations entre d'une part la concentration moyenne des eaux d'arrivée en phosphore ([P]), la concentration moyenne prévue des eaux du lac, la concentration moyenne chlorophyllienne prévue et, enfin, le temps de séjour des eaux (T(w)). Le diagramme fournit également des indications approximatives quant à la catégorie trophique probable du lac (l'abscisse correspond au temps de renouvellement moyen des eaux et l'ordonnée correspond à la charge moyenne annuelle en P total):

Figure 25 : Synthèse des équation-type de l’OCDE 17 Source: "Contribution à l'étude de l'impact du barrage de Garafiri sur la qualité des eaux et les écosystèmes aquatiques du Konkouré (République de Guinée)", Victor Afonso, 1998, IRD, Université de Bourgogne. 18 Source: "Eutrophisation des eaux. Méthodes de surveillance, d'évaluation et de lutte." OCDE, 1982, Paris.



On note immédiatement que la faible concentration en phosphore des apports de la retenue de Lom Pangar, inférieure à 3.2 mg/m3 (= 10 mg PO4

3-/l) classe a priori la retenue parmi les écosystèmes oligotrophes, au moins pour ce qui est des apports externes. Notons cependant que les apports en phosphores [P] seront déterminés durant les premières années non seulement par la qualité des affluents, mais également par la décomposition de la matière organique noyée (relargage de phosphore). Ainsi, si les conditions à très long terme de la retenue seront certainement oligotrophiques, il est intéressant d'évaluer les risques d'eutrophisation à court terme.

Apports en Phosphore liés à la création de la retenue Les modèles OCDE ne prennent en compte que les charges externes (phosphore apporté par le cours d’eau, [P]e) et non les charges internes (phosphore issu de la dégradation de la matière organique qui va être ennoyée dans la retenue et du relargage du sol, [P]i). Comme cela a été fait pour la retenue de Garafiri, nous considérerons que l’apport continu en phosphore issu de la charge interne est assimilable à une charge externe. Cette hypothèse tend évidemment à maximiser la quantité de phosphore mise à disposition de la phytomasse. Donc:

[P] = [P]e + [P]i

La charge totale (interne et externe) a été estimée dans le chapitre 4.3:

mg éq. PO4


Affluents 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01

Relargage du sol 0.00 0.28 0.14 0.00 0.00 0.00


Total 0.01 0.29 3.77 3.10 0.63 0.01

Tableau 26 : Estimation de la charge totale en phosphore

Interprétation des résultats de la méthode OCDE Le graphique de la méthode OCDE (voir ci-dessus dans ce chapitre) définit la nature eutrophique du réservoir par rapport à la charge en phosphore et au temps de rétention moyen des eaux. Nous pouvons appliquer ces résultats au tableau des apports équivalents en phosphate calculés au chapitre 4.3.4:

t < 0 an t = 0.25 an t = 0.5 an t = 1 an t = 5 ans t = 50 ans

Charge moyenne en Phosphate (mg/l) 0.01 0.29 3.77 3.10 0.63 0.01

Charge moyenne en P total (mg/m3) 3.26 94.63 1153.4 1009.6 202.5 3.26

Etat trophique selon méthode OCDE oligotrophique eutrophique hyper-eutrophique eutrophique oligotrophique

Tableau 27 : Application de la méthode de l’OCDE

Ces résultats mettent clairement en évidence le fait que:

la décomposition de la biomasse noyée va, au cours des premières années, contrôler le niveau d'eutrophisation des eaux de la retenue. La quantité de biomasse qui se décomposera ainsi que la vitesse de cette décomposition seront des éléments déterminants;



il existera un risque d'eutrophisation après le remplissage de la retenue, mais ce risque disparaîtra sur le long terme du fait de la dilution des phosphates relargués par la biomasse et le sol.

6.2 Comparaison avec la retenue de Petit-Saut (Guyane)

L'ensemble des résultats concernant la retenue de Petit-Saut et repris dans ce chapitre proviennent de la monographie publiée par EDF: "Hydroécologie Appliquée – Tome 9, Volume 1-2 1997 – Numéro Spécial consacré à la retenue de Petit-Saut"

6.2.1 Description comparée de la retenue La retenue de Petit-Saut est située sur le fleuve Sinnamary en Guyane Française dans le Nord le l'Amérique du Sud. L'ouvrage de retenue a été terminé en 1994. Le principal intérêt de cette retenue est qu'elle présente des caractéristiques morphométriques et environnementales très comparables au site de Lom Pangar, et surtout qu'elle a fait l'objet du suivi de la qualité des eaux le plus précis qui ait été réalisé à ce jour sur une retenue en milieu tropical.

Paramètre Petit-Saut Lom Pangar

Surface du bassin versant (km²) 5 927 19 700

Hauteur du barrage sur fondation (m) 45 45

Superficie de la retenue (km²) 310 569

Volume retenu (km3) 3.5 7.0

Volume utile (km3) 1.0 6.5

Morphologie du réservoir très denditrique

Périmètre à RN (km) n.m. env. 1 100

Apport moyen annuel (m3/s) 260 258.9

Débit réservé (m3/s) 10019 25 → 90

Saison des pluies Janvier-Juillet Juin- Décembre

Temps de renouvellement moyen (an) 0.43 0.5 → 0.56

Précipitation moyenne annuelle (mm) 2 750 1 600

Tableau 28 : Description comparée des retenues de Petit Saut (Guyane Française) et de Lom Pangar

La principale différence entre ces deux retenues est le marnage très important attendu dans la retenue de Lom Pangar, tandis que la retenue de Petit-Saut, destinée à la production hydroélectrique, marne peu.

19 La retenue de Petit-Saut est située en limite d'estuaire: c'est principalement à cause du coin salé que le débit réservé de Petit-Saut est si élevé.



Figure 26 : Photographie de la retenue de Petit Saut (Guyane Française)

6.2.2 Qualité physico-chimique comparée des apports de Petit-Saut Le tableau suivant permet de comparer les apports des retenues de Petit-Saut et Lom Pangar. Les valeurs indiquées correspondent aux minimales et maximales mesurées:

Paramètre Petit-Saut Lom Pangar

Température (°C) 25.07 → 26.06 21.6 → 25.0

pH 5.95 → 6.23 6.18 → 7.46

Conductivité (µS/cm) 22.13 → 23.46 22.5 → 34.1

Oxygène dissous (mg O2/l) 6.81 → 8.01 5.0 → 6.9

Turbidité (Secchi - cm) 55 → 105 14.3 → 152

M.E.S. (mg/l) 7.45 → 25.73 7.8 → 115

NH4 (mg/l) 0.30 → 0.47 ≤ 0.01

NO3 (mg/l) 1.03 → 1.83 0.10 → 0.32

PO4 (mg/l) 0.015 → 0.059 < 0.01

DBO (mg O2/l) 0.36 → 0.70 non mesurée

DCO (mg O2/l) 14.89 → 17.21 0.66 → 6.14

Tableau 29 : Comparaison de la qualité physico-chimique des apports de Petit Saut et de Lom Pangar

Il apparaît principalement dans ce tableau que les affluents de la retenue de Lom Pangar ont une meilleure qualité physique et chimique que les affluents de la retenue de Petit-Saut: eaux moins chaudes (effet probable de l'altitude), pH plus neutre, et surtout, charge en nutriments (nitrates et phosphates) très nettement moins élevée.

La teneur en oxygène dissous est moins forte dans les affluents de la retenue de Lom Pangar, ce qui est probablement dû au fait que l'activité photosynthétique est limitée par la faible teneur en nutriments.



Dans les deux cas, les eaux sont faiblement minéralisées. Leur charge en sédiment fluctue fortement durant l'année, en particulier pour la retenue de Lom Pangar.

Les sérieux problèmes de Mercure rencontrés à Petit-Saut ne sont pas susceptibles de se produire à Lom Pangar.

6.2.3 Qualité des eaux et effluents de Petit-Saut après son remplissage Nous reprenons dans les paragraphes suivants les principales conclusions de l'étude réalisée par EDF sur la retenue de Petit-Saut.

Qualité des eaux de la retenue "Dans la retenue on a assisté rapidement à la mise en place de la stratification de la masse d'eau avec apparition d'une thermocline et d'une oxycline. Le milieu s'est enrichi en sels minéraux, matière organique, métaux et gaz dissous. Un gradient de la surface au fond s'est mis en place et s'est maintenu. L'épilimnion s'est épaissi progressivement jusqu'à 5 mètres environ. Cette valeur reste relativement stable.

Les processus intervenant pendant la phase de remplissage n'ont pas été uniquement commandés par un simple rapport entre une phase liquide (les apports) et une phase réactive (la matière noyée), mais on a montré que le temps de renouvellement des eaux (crue ou saison sèche, évacuation importante par les pertuis de fonds / turbinage ou stockage) influençait la nature et l'intensité des réactions.

Au cours de la première année de mise en eau, le stock de méthane dissous a augmenté régulièrement ainsi que les émissions à la surface du lac. On a ensuite assisté à une stabilisation puis à une tendance à la diminution. Au bout d'un peu plus d'un an, les émissions de méthane à la surface du lac se sont pratiquement arrêtées."

Dégradation de la végétation La végétation a disparu progressivement dans la zone inondée pendant les 18 mois du remplissage. Les individus les plus sensibles ont été les lianes, très vite effeuillées et les arbres les plus communs présents sur les anciennes rives. Pour la majorité des arbres, le stress s'est traduit par différents changements: floraison hâtive, "flot" de jeunes feuilles. Seuls quelques rares individus ont supporté ce stress plus de 18 mois. […] La disparition totale des arbres suivra un processus de désagrégation progressive depuis les pousses jusqu'au tronc. L'expérience a montré que cette disparition était à deux vitesses: deux à cinq ans pour la couronne et vingt à cinquante ans ou plus pour les troncs.

Evolution de l'oxygénation du tronçon aval, avant turbinage Pendant les 5 premiers mois de la mise en eau de la retenue de Petit-Saut, seul le débit réservé de 100 m3/s était restitué à l'aval du barrage, par les pertuis de fond. Dans cette configuration, les phénomènes de jet et de ressaut hydraulique apparaissant dans un milieu peu profond entraînent un brassage important de l'eau; cette situation permettait une réoxygénation de l'eau jusqu'au niveau d'équilibre avec l'atmosphère, environ 8 mg/l pour les températures de l'eau observées (de l'ordre de 25°C).

Ainsi, l'oxygénation de l'eau dans le tronçon aval est restée compatible avec la vie aquatique durant les 5 mois précédant le démarrage des turbines. Toutefois, les analyses physico-chimiques effectuées le long du fleuve montraient une décroissance systématique de l'ordre de 3 à 4 mg/l des teneurs en oxygène dissous sur 40 km.

Cette diminution voulait donc dire que sur le parcours aval, la consommation en oxygène dissous dans la rivière, d'origine biologique et chimique, était supérieure aux apports d'oxygène par échange physique à l'interface eau-atmosphère. Ce phénomène peu s'expliquer par le fait que le tronçon aval est relativement profond (plus de 3 mètres en



moyenne) et que l'état de sa surface est parfaitement lisse, du fait d'une pente extrêmement faible du lit (moins de 0.003 %) et de l'absence de vent au dessus de la rivière.

Evolution de l'oxygénation du tronçon aval, après turbinage On savait que faute de turbulence générée à l'interface eau-atmosphère, l'eau turbinée qui sort du pied du barrage […] et débouche en écoulement noyé dans un milieu profond, n'aurait pas la possibilité de s'oxygéner dans le canal de sortie de l'usine qui rejoint la rivière 300 mètres à l'aval.

Pour pouvoir turbiner de l'eau anoxique sans perturber le milieu aquatique récepteur, il fallait donc faire un mélange, à la sortie du barrage, entre l'eau oxygénée, restituée par les pertuis de fond, et l'eau désoxygénée, transitant par les turbines.

Les premiers essais de turbinage ont montré qu'il fallait un rapport (débit vannes de fond)/(débit turbiné) supérieur à 1.5 pour garantir 2 mg/l d'oxygène dissous dans l'ensemble du tronçon aval.

Les essais ultérieurs de turbinage, étalés sur les 3 mois suivants, montraient que ce rapport de dilution devait être de plus en plus élevé à mesure que le temps avançait (de 1.5 jusqu'à 4).

Il n'y avait qu'une explication plausible à ce phénomène: tout d'abord, le brassage de l'eau en sortie des vannes avait une autre vertu, celle d'éliminer un ou des gaz dissous formés dans les couches anoxiques du réservoir et dont la dégradation en milieu oxygéné demandait plusieurs mg/l d'oxygène dissous; d'autre part la teneur de ce ou de ces gaz avait beaucoup augmenté au cours de ces 4 mois. On a mis en évidence que le méthane était le gaz en cause.

Mise en œuvre de la réoxygénation artificielle L'eau transitant par les évacuateurs de fond est totalement désoxygénée mais les remous créés par la configuration particulière des évacuateurs, permettent un important dégazage de gaz réducteurs dissous (hydrogène sulfuré, méthane) et une réoxygénation pratiquement à saturation; cette eau reste cependant très chargée en matière organique.

L'eau transitant par le clapet de surface, au pied de la chute créée par le clapet, est saturée en oxygène et dépourvue de méthane. La masse d'eau transitant par cet ouvrage présente, de loin, les caractéristiques physico-chimiques les meilleures, relativement aux autres débits d'eau restitués.

L'eau turbinée reste totalement désoxygénée à la sortie du barrage, riche en matière organique et en composés réduits. La comparaison entre la composition physico-chimique de l'eau évacuée par les pertuis de fond et celle turbinée, a servi de point de départ à la recherche d'une solution permettant de faire fonctionner l'usine tout en maintenant une oxygénation aval compatible avec la vie aquatique. Les seuls paramètres significativement discriminants entre les 2 veines d'eau étaient les teneurs en gaz dissous, oxygène et méthane.

[n.d.r.: EDF a expérimenté, sur la retenue de Petit-Saut, deux systèmes de réoxygénation des eaux turbinées: d'une part, un dispositif d'insufflation d'air par compresseur en tête du canal de sortie de l'usine et d'autre part, un seuil de réoxygénation, présentant deux chutes selon une structure en nid d'abeille. La valeur ajoutée du dispositif additionnel d'insufflation d'air est apparue comme étant minime, en comparaison de l'efficacité du seuil. Seul le seuil a été conservé.]

Alors que tout le débit franchissant le barrage était turbiné et que la température de l'eau était de 26°C, on a mesuré que pour un débit de 230 m3/s (valeur proche de l'apport moyen annuel de la retenue), les teneurs en méthane et oxygène dissous qui étaient de 5 mg/l CH4



et 0.8 mg/l O2 à l'amont immédiat du seuil, étaient en moyenne de 2.1 mg/l CH4 et 5.2 mg/l O2 après la première chute et de 1.3 mg/l CH4 et 6.8 mg/l O2 à l'aval de la 2ème chute. Ceci donne un taux d'élimination du méthane de 75 %.

Qualité des eaux du tronçon aval en exploitation normale Les dispositifs mis en œuvre (jet creux, seuil alvéolaire) s'avèrent efficaces pour éliminer tout ou partie des composés à action réductrice immédiate ou volatils (fer ferreux, sulfures, méthane). Cependant, la persistance de composés à action plus progressive (par exemple méthane et autres produits de dégradation de la matière organique) crée une demande en oxygène très variable en fonction des conditions hydrologiques et climatiques et des modalités de gestion de la retenue.

Il est donc important de maîtriser l'ensemble des phénomènes et des processus régissant le fonctionnement aussi bien de la retenue que du tronçon aval du fleuve.

Eutrophisation Le réservoir de Petit-Saut a été colonisé par le phytoplancton dès sa mise en eau en 1994. La biomasse algale est relativement élevée dès cette période, comme cela est souvent observé lors de la création de réservoirs, en relation avec la mobilisation de quantités importantes d'éléments nutritifs présents dans les sols submergés. Ce développement algal est également favorisé par le passage d'un système fluvial à écoulement plus ou moins rapide et turbulent à un système lacustre, calme.

Coût Le montant total des dépenses consacrées à la protection de l'environnement et au suivi écologique lors de la réalisation de l'aménagement hydroélectrique de Petit-Saut est estimé à 5% du coût total, soit environ 150 MF [= 22.9 M€].

6.2.4 Commentaire Les études de suivi de l'évolution des paramètres physiques, chimiques et biologiques réalisées sur la retenue de Petit-Saut permettent de prévoir, dans leurs grandes lignes, les principaux phénomènes environnementaux qui concerneront la retenue de Lom Pangar.

Les mécanismes de base qui ont affecté la retenue de Petit-Saut toucheront également la retenue de Lom Pangar: développement d'une thermocline et d'une oxycline; anoxie et acidification des couches profondes avec concentration en CO2 et CH4 dissous et apparition de H2S dissous; développement de conditions plus favorables à la croissance de la phytomasse; rejet d'eaux réductrices...

Toutefois, l'amplitude exacte de ses mécanismes dans la retenue de Lom Pangar sera déterminée par l'ensemble des conditions propres au site, ainsi que par les règles de gestion de l'ouvrage de retenue. Les principales différences que nous pouvons d'ores et déjà identifier, sont les suivantes:

Qualité des eaux profondes (hypolimnion anoxique): le temps moyen de renouvellement des eaux, paramètre déterminant de la qualité des eaux de la retenue, est équivalent à Lom Pangar et à Petit-Saut. En contrepartie, le marnage de la retenue de Lom Pangar sera nettement plus marqué qu'à Petit-Saut (Lom Pangar est principalement dédié à la régulation de la Sanaga, alors que Petit-Saut est uniquement dédié à une production hydroélectrique locale, nécessitant une hauteur de chute relativement constante). Nous pouvons donc estimer à ce stade que, comme l'ont indiqué les résultats du modèle numérique, l'hypolimnion de Lom Pangar sera mieux oxygéné et donc de meilleure qualité physico-chimique que celui de Petit-Saut.



Charge en nutriments: Les apports des affluents de la retenue de Lom Pangar sont nettement moins chargés en nutriments (phosphates, dérivés azotés, et matière organique) que ceux de la retenue de Lom Pangar. Par contre, la biomasse noyée, si elle est moins dense à Lom Pangar qu'à Petit Saut, couvre une superficie plus importante.

Tronçon aval: le lit du Lom à l'aval du site du barrage, contrairement à celui du Sinnamary à l'aval de Petit-Saut, comporte une série de chutes et de rapides qui, même s'ils sont de faible hauteur, sont de nature à permettre une réoxygénation naturelle efficace des eaux en provenance du barrage. Entre le site du barrage et la confluence avec le Djérem, 20 km à l'aval, on compte près d'une dizaine de ces chutes et rapides. Au contraire, le Sinnamary est, à l'aval de Petit-Saut, un fleuve estuarien très lent et peu pentu. Toutefois, sur les 40 km à l'aval de Petit-Saut, la consommation en O2 dissous, liée aux rejets d'éléments réducteurs par le barrage, reste compatible avec la vie animale. Il est donc certain que les eaux du Lom auront elles-aussi une teneur en O2 dissous compatible avec la vie animale (i.e. nettement supérieure à 2 mg/l)

Enfin, l'importance de la réoxygénation des effluents, mise en valeur à Petit-Saut, montre que le rejet d'eaux de mauvaise qualité par les retenues tropicales n'est pas une fatalité et peut être efficacement combattu par des choix techniques appropriés. Dans ce but, le suivi régulier de la qualité des eaux retenues et rejetées dans les années suivant la mise en eau du barrage, revêt une importance particulière.

6.3 Comparaison avec 2 études de la Commission Mondiale des Barrages

6.3.1 Les études de la Commission Mondiale des Barrages Huit études spécifiques sur des grands barrages ont été réalisées au niveau mondial pour la Commission Mondiale des Barrages. Sur la base d'une méthodologie et d'une approche communes, ces études étaient destinées à fournir une information complète et détaillée sur les effets réels des barrages sur le développement.

Parmi ces huit barrages, deux sont situés en zone tropicale: les barrages de Kariba (Zambèze) et Tucurui (Brésil). Le réservoir de Kariba est par ailleurs le seul, parmi les huit cas d'études, qui soit situé sur le continent africain.

6.3.2 Le réservoir de Tucurui (Brésil) Les commentaires de ce chapitre sont extraits du rapport20 publié par la Commission Mondiale des Barrages sur ce barrage.

Description Le complexe hydroélectrique de Tucurui est situé en zone tropicale dans le Nord-Est du Brésil, sur la rivière Tocantins dont le bassin est adjacent à celui de l'Amazone. Le projet a été réalisé en deux phases: Phase I, de novembre 1975 à novembre 1984 et Phase II, de juin 1998 à décembre 2002.

Le réservoir couvre une superficie totale de 2 850 km², pour un volume retenu de 45.5 km3: la profondeur moyenne est donc de 16 m. Le module des apports est de 11 107 m3/s, soit un apport moyen annuel de 350 km3; dans ces conditions, le temps de renouvellement moyen est court: 0.13 an.

20 Source: "WCD Case Study - Tucuruí Hydropower Complex – Brazil - Final Report: November 2000", préparé pour la Commission Mondiale des Barrages par La Rovere, E.L. etMendes, F.E.



Qualité des eaux de la retenue Une baisse significative de la qualité des eaux de la retenue avait été prévue et a été effectivement observée, du fait de la décomposition de la matière organique retenue dans le réservoir. Ce phénomène fut particulièrement marqué i) en saison sèche et ii) dans les zones où, du fait de la configuration locale, la circulation des eaux est limitée (rives très irrégulières, fortes densité de végétation noyée ou faible profondeur). Toutefois, après quelques années, une amélioration constante de la qualité des eaux peut être observée.

Les prédictions catastrophistes émises avant la mise en eau n'ont pas eu lieu: élévation de l'acidité des eaux suffisante pour corroder les équipements hydroélectriques, mort de toutes les espèces de poissons dans la retenue et à l'aval…

En 2000, la qualité moyenne de l'eau de la retenue tendait à se stabiliser à un niveau faiblement pollué, mais les eaux ne sont pas directement consommables comme eaux de boisson par les populations. Cependant, la plupart des riverains de la retenue ou du tronçon aval utilisent l'eau pour l'alimentation des hommes et des animaux d'élevages, pour la baignade et pour la cuisson. L'eau est probablement impropre pour ces usages, en particulier car les eaux sont prélevées à proximité des rives où la qualité est la plus mauvaise.

La répartition spatiale et temporelle des principaux paramètres physico-chimiques est similaire à celle de nombreux autres écosystèmes aquatiques d'Amazonie: faible concentration en oxygène dissous dans les eaux profondes à certaines saisons, fortes concentrations épisodiques de matières suspendues, fortes concentrations de nitrates et phosphores qui déterminent la dynamique de la phytomasse.

Le réservoir peut être divisé en trois zones:

Section amont: la qualité des eaux de la retenue est contrôlée par les courants des affluents qui, par le brassage des eaux, amènent une répartition homogène des paramètres physico-chimiques.

Section centrale: la qualité des eaux fluctue au fil des saisons. En saison des pluies, le brassage induit par les apports marqués du bassin versant homogénéise la qualité des eaux sur toute la colonne d'eau. En saison sèche, la colonne d'eau se stratifie. Cette stratification se caractérise en particulier par la présence d'un hypolimnion anoxique.

Rives: la complexité des rives du réservoir est propice à l'apparition de conditions défavorables. Comme elles sont plus abritées du vent et qu'on y trouve plus d'arbres partiellement immergés, les rives profitent moins du brassage des eaux de surface. Ces conditions sont favorables au développement local d'algues (certaines étant toxiques).

La période critique pour la retenue de Tucurui a été les six premières années suivant son remplissage, avec une variation très marquée des paramètres physico-chimiques.

Qualité de l'eau à l'aval Les études de la qualité de l'eau menées à l'aval du barrage dans les premières années ont permis de mettre en évidence la présence de deux courants distincts: le premier, complètement anoxique, provenait des eaux turbinées; le second, provenant de l'évacuateur de surface, présentait des taux d'oxygène nettement plus élevés. Ces deux courants peuvent être distingués sur une distance de 40 km à l'aval du barrage. Treize années après le remplissage du réservoir, le manque d'oxygène à l'aval du réservoir était moins marqué et la situation continuait de s'améliorer. En 2000, il ne semble plus que le manque d'oxygène (ou ses conséquences environnementales) aient d'effets négatifs significatifs.



Eutrophisation La prolifération des macrophytes avait été prévue pour certaines parties du lac. Si ces prévisions ont été confirmées, il est à noter que les surfaces affectées ont eu une tendance nette à diminuer sur le long terme. Ce problème a principalement touché les activités de navigation et de baignade et a favorisé la prolifération des moustiques.

Après la mise en eau, l'eutrophisation du réservoir due à la décomposition de la biomasse immergée et aux relargage de nutriments par les sols ennoyés a abouti à un accroissement significatif des macrophytes, couvrant près de 25 % de la superficie du réservoir. En 1994, la surface du réservoir couverte par les macrophytes avait sensiblement baissé, ne représentant plus que 10 % de la superficie du réservoir.

6.3.3 Le réservoir de Kariba (Zambèze) Les commentaires de ce chapitre sont extraits du rapport21 publié par la Commission Mondiale des Barrages sur ce barrage.

Description Le barrage de Kariba a été construit à la fin des années 50. Le réservoir couvre une superficie totale de 5 500 km², pour un volume retenu de 180 km3: la profondeur moyenne est donc de 33 m. Le module des apports est de 1 390 m3/s, soit un apport moyen annuel de 43.8 km3; dans ces conditions, le temps de renouvellement moyen est supérieur à 4 années.

Qualité des eaux de la retenue L'eau du réservoir a évolué d'un état initial mésotrophique/eutrophique (concentration en nutriments moyenne à élevée) à un état actuel oligotrophique (concentration en nutriments faible). Toutefois, les conditions sont localement encore mésotrophique/eutrophique, dans les zones exposées aux nutriments et effluents d'origine anthropique. En particulier, la concentration en coliformes fécaux est élevée le long des rives de la retenue. Le phosphore apparaît comme le facteur limitant de la phytodynamique.

Certaines parties du réservoir ont été envahies par des herbes aquatiques flottantes.

Faune aquatique Il a été démontré que les troncs d'arbres noyés avaient fourni un habitat privilégié et ont été colonisé par la faune invertébrée benthique. Plus généralement, la présence de végétation aquatique a déterminé l'abondance et la variété de la faune benthique.

Les populations de crocodiles et d'hippopotames ont nettement crû après la mise en eau du lac: cela s'explique, pour les deux espèces, par l'accroissement de leur habitat et de la nourriture disponible.

Impact écologique des activités humaines Depuis la construction du barrage, la densité de la population autour de la retenue de Kariba a régulièrement augmenté (Kariba est perçu comme une zone offrant de bonnes opportunités de développement). Les zones où les populations sont installées ont un impact écologique sérieux, essentiellement en terme de pollution liée à la gestion des déchets et des effluents.

Les villes de Kariba et Siavonga, riveraines de la retenue, produisent respectivement 9000 et 6000 m3 d'eaux usées par jour. Les pratiques qui affectent la qualité des eaux sont: 21 Source: " Kariba Dam - Zambia and Zimbabwe - Final Report: November 2000", préparé pour la Commission Mondiale des Barrages par Soils Incorporated Ltd, Harare, Zimbabwe en association avec Chalo Environmental & Sustainable Development Consultants, Lusaka, Zambia



les puits perdus (ou parfois les fosses sceptiques) dont le trop plein coule vers le lac: ces pratiques posent un problème de santé direct et peuvent favoriser les phénomènes d'eutrophisation locale;

les rejets d'hydrocarbure et d'huiles de vidange dans les eaux de la retenue ont amené des concentrations élevées de plomb dans l'eau. Ces rejets ont été occasionnés par des fuites ou pertes involontaires (provenant surtout des bateaux) ou par négligence (déversement de l'huile de vidange, nettoyage des véhicules à la bordure du réservoir). On suppose que le plomb est à l'origine des paralysies qui ont affecté certains éléphants de la zone.

parmi les polluants persistants, le DDT domine. La principale source supposée de DDT est le programme d'éradication de la mouche tsé-tsé, mais les usages agricoles sont probablement aussi en cause.

6.3.4 Commentaire Nous résumons ci-après les points des études de Tucurui et Kariba qui sont essentiels pour la prévision de la qualité des eaux de Lom Pangar:

La retenue de Kariba a un temps de renouvellement moyen des eaux 30 fois supérieur à celui de la retenue de Tucurui, mais n'est pas plus affectée par l'eutrophisation, du fait de sa très faible charge en nutriments: l'eutrophisation est donc contrôlée d'abord par la charge en nutriments, ensuite seulement par le temps de renouvellement des eaux. La densité en nutriments des apports endogènes et exogènes de la retenue de Lom Pangar sera donc déterminante pour les risques d'eutrophisation.

La qualité des eaux de la retenue est déterminée, à long terme, par la qualité de l'ensemble des apports de la retenue: qualité physico-chimiques des affluents et déchets/effluents d'origine anthropique. Pour les réservoirs dont les apports naturels sont faiblement pollués et minéralisés (comme c'est la cas pour les rivières Lom et Pangar), la maîtrise à long terme des pollutions d'origine anthropique est donc essentielle pour préserver la qualité des eaux de la retenue.

Les conditions physico-chimiques dans la retenue sont distribuées de façon totalement anisotropique et varient avec les saisons. Toutefois, ces variations spatiales et temporelles suivent des mécanismes connus et peuvent donc être prévues.

Comme à Petit-Saut, on retrouve à Tucurui le problème écologique posé par l'absence d'oxygène dissous dans les eaux turbinées.

Les hippopotames et les crocodiles s'adaptent à la création de la retenue.

6.4 Le réservoir de Garafiri (Guinée)

Le réservoir de Garafiri a été construit sur le Konkouré en Guinée en 1998. Ce réservoir présente les similitudes suivantes avec la retenue de Lom Pangar:

situation en zone tropicale;

position dans la partie amont du bassin versant qu'il alimente;

apports très dilués et donc peu minéralisés présentant une faible concentration en nutriments;

bassin versant ayant une densité de population très faible.

Le barrage de Garafiri présente surtout l'intérêt d'avoir été l'objet d'un suivi très précis durant les 4 années suivant sa construction. Ce suivi a été réalisé par l'IRD, sur un financement de l'AFD. Le texte ci-après est extrait du résumé du rapport final. Nous avons repris uniquement les points qui intéressent la qualité de l'eau:

Ce rapport et ses annexes sont le résultat de plus de quatre années d’observations faites



sur le bassin versant et l'estuaire du Konkouré et sur la retenue de Garafiri.

En 2001, sur la base des observations faites depuis 1998, une première analyse des travaux a pu être entreprise. L’état d’avancement du projet ainsi que les premiers résultats ont été présentés en mars 2001 à la Direction Générale du Projet Garafiri ainsi qu’aux structures pouvant être intéressées par l’aménagement du fleuve Konkouré. […]

Pour une meilleure compréhension des fonctionnements hydrologiques du bassin versant et de l'estuaire du Konkouré ainsi que de l’évolution physico-chimique de la retenue de Garafiri les équipements suivants ont été installés en 2000 et 2001 2 stations météorologiques, 5 stations limnigraphiques, 5 stations marégraphiques, 2 stations thermographiques.

Les principaux résultats de l’étude sont résumés ci-après. […]

>Qualité des eaux

• Dans le bassin, la principale caractéristique est la faible minéralisation de l’eau des rivières, avec en corollaire l’utilité des mesures de conductivité pour suivre l’évolution de la qualité de l’eau.

• Dans la retenue, la structure verticale de la colonne d’eau, avec une couche profonde anoxique, conditionne la biologie du lac et la répartition des organismes. La faible teneur en éléments nutritifs limite le développement des microalgues, mais les poissons peuvent utiliser la production primaire des algues épiphytes sur les troncs d’arbres immergés ou benthiques dans les zones de bordure,

• Durant ces premières années de fonctionnement, l’eau prélevée pour la production hydroélectrique est le plus souvent anoxique. Par contre, elle peut poser des problèmes de colmatage des filtres de l’eau de refroidissement des axes de turbines.

• En aval du barrage, la turbulence favorise une réoxygénation rapide de l’eau, et la qualité de l’eau peut être considérée comme bonne à environ 15-20 km du barrage. L’environnement aquatique est cependant perturbé sur une distance importante du fait des fluctuations rapides des débits (alternance jour-nuit) résultant du cycle de la production électrique qui répond à la demande urbaine.

6.5 Comparaison avec les réservoirs de Mbakaou, La Mapé et Bamendjin

6.5.1 Commentaire préalable Le réservoirs de Mbakaou, La Mapé et Bamendjin sont les trois retenues artificielles qui permettent actuellement la régulation de la Sanaga. Les trois sites ont été visités dans le cadre de la mission de terrain et des mesures de qualité des eaux ont été réalisées dans les affluents, les réservoirs, et à l'aval des barrages. Les résultats de ces mesures ont été présentés dans le chapitre 3.3.2: ils sont rappelés et commentés dans la suite.

La visite a été effectuée en deuxième partie de saison sèche, avant les premières pluies: cette période était idéale, car nous avons pu ainsi étudier les réservoirs dans la période où leurs eaux sont le moins diluées par les apports du bassin versant, c'est à dire quand la qualité des eaux rejetées est la moins bonne. Le niveau de l'eau était bas dans toutes les retenues, ce qui a permis d'observer la colonisation de la zone de marnage par la végétation, ainsi que les phénomènes d'érosion de la frange côtière.

Sur l'ensemble des sites, nous avons réalisé les analyses de l'eau au droit des postes hydrologiques ou des échelles limnimétriques existantes, afin d'inscrire notre campagne de mesures dans la continuité des travaux de suivi hydrologiques entrepris jusqu'à présent au Cameroun.



Aucun signe évident d'eutrophisation n'a été observé ni mentionné par nos interlocuteurs sur les trois retenues. Toutefois, du fait de la morphologie irrégulière des retenues, il n'est pas impossible qu'il existe localement des zones où des macrophytes aient proliféré. Quoi qu'il en soit, aucune gêne liée à de tels phénomènes n'est évoquée.

6.5.2 Le réservoir de Mbakaou

Données de base Le tableau suivant résume les paramètres essentiels de la retenue de Mbakaou:

Données générales Unité

Année de mise en service 1974 -

Superficie du bassin versant 20 200 km²

Superficie du réservoir 348 km²

Niveau d'eau maximal "Hmax" 846 m

Volume du réservoir à Hmax 2.6 km3

Volume utile du réservoir 2.5 km3

Profondeur moyenne à Hmax 7.5 m

Volume moyen des apports 11.2 km3

Temps de renouvellement moyen 0.23 annnée

Débit maxi. pouvant être évacué (en crue) 6 900 m3/s

Débit maxi. de restitution (régulation) 350 m3/s

Débit réservé 50 m3/s

Données spécifiques observées lors de la visite

Date de la visite 25/02/04 -

Niveau d'eau dans la retenue 842.17 m

Débit restitué 270 m3/s

Tableau 30 : Principaux paramètres de la retenue de Mbakaou

Figure 27 : Photographie de la retenue de Mbakaou



Qualité du Djérem à Bétaré Gongo (Le Djérem est le principal affluent de la retenue de Mbakaou. Le site de Bétaré Gongo correspond à un poste hydrologique situé à l'embouchure du Djérem dans la retenue)

pH 6.8 -

O2 dissous 6.3 mg/l

Température 24.5 °C

Qualité du Meng à Tibati (Le Meng est le deuxième principal affluent de la retenue de Mbakaou. Le site de Tibati correspond à un poste hydrologique situé en fait à l'écart du village de Tibati, non loin de l'embouchure du Meng dans la retenue)

pH 7.0 -

O2 dissous 6.5 - 6.6 mg/l


Qualité du Djérem à Mbakaou (La mesure a été réalisée au droit de l'échelle limnimétrique, située 500 m à l'aval du barrage)

pH 6.5 -

O2 dissous 7.8 mg/l


Tableau 31 : Qualité du Djérem et du Meng

Qualité des eaux retenues et déversées La retenue de Mbakaou se caractérise tout d'abord par son temps de renouvellement des eaux très court, de l'ordre du trimestre. Les mesures de qualité de l'eau indiquent des affluents de bonne qualité; elles sont comparables aux mesures effectuées les jours précédents dans le Lom.

Les eaux rejetées par la retenue ont une charge en oxygène proche de la saturation, supérieure à celle mesurée dans les affluents: cela s'explique probablement par le brassage important des eaux évacuées par les vannes de fond, qui permet une bonne réoxygénation. C'est un point extrêmement positif en terme de qualité des eaux.

Dans ces conditions, la qualité des eaux retenues et rejetées par le réservoir n'apparaît pas comme un sujet d'inquiétude. La présence d'une population de loutres à l'aval immédiat du barrage (trois spécimens ont été observés) vient conforter ce point, car la loutre est traditionnellement un animal très sensible à la pollution des eaux.

La pêche est fréquente dans la retenue et à son aval immédiat, à l'exception de la zone des 500 premiers mètres, interdite à la pêche pour des raisons de sécurité (les turbulences générées par les vannes de fond sont excessives).

Végétation et zone de marnage Les observations faites dans l'emprise de la retenue appellent plusieurs commentaires:

30 ans après le remplissage de la retenue, il reste de nombreux troncs d'arbres partiellement noyés qui émergent des eaux, et dont la dégradation n'est pas



achevée. Certaines essences (en particulier les rogniers) supportent une immersion partielle quasi-permanente.

La majeure partie de la zone de marnage est colonisée par des herbacées. En période de basses eaux, celles-ci sont utilisées pour le pâturage des animaux d'élevage ou bien sont fauchées pour être utilisées comme chaume.

Figure 28 : Photographie de la zone de marnage de Mbakaou

La pente des rives est très faible, et du fait de la densité de la couverture végétale de la zone de marnage, aucune zone d'érosion n'a pu être observée. S'il en existe, le phénomène est probablement très localisé.

6.5.3 Le réservoir de La Mapé

Données de base Le tableau suivant résume les paramètres essentiels de la retenue de La Mapé:



Superficie du bassin versant 3760 km²


Niveau d'eau maximal "Hmax" 715.5 m









Débit maxi. pouvant être évacué (en crue) 1 000 m3/s







Tableau 32 : Principaux paramètres de la retenue de La Mapé

Figure 29 : Photographie de la retenue de La Mapé



Qualité du Ngom (ou Ngoum) à Nyakong (Le Ngom est un des 4 principaux affluents du réservoir de La Mapé. En saison sèche, le débit de ces affluents est extrêmement faible et la qualité de leurs eaux est déterminée par les pollutions anthropiques)

pH 7.0 -

O2 dissous 4.5 mg/l


Qualité du réservoir de La Mapé (Le prélèvement a été fait dans les eaux de surface de la retenue, à l'amont immédiat du barrage)

pH 6.5 -

O2 dissous 5.8 mg/l


Qualité de La Mapé, 500m à l'aval du barrage (La mesure a été réalisée au droit de l'échelle limnimétrique, située 500 m à l'aval du barrage)

pH 6.5 – 6.8 -

O2 dissous 6.2 mg/l


Qualité de La Mapé, 7 km à l'aval du barrage (La mesure a été réalisée au pont de Magba)

pH 6.5 -

O2 dissous 6.0 mg/l


Tableau 33 : Qualité du Ngom et de La Mapé

Observations et commentaires La retenue de La Mapé est singulièrement différente de celle de Mbakaou. Elle se caractérise tout d'abord par un volume utile légèrement supérieur au volume moyen des apports, ce qui signifie qu'il n'est pas possible de remplir complètement la retenue chaque année. La retenue connaît en fait un déficit d'apports pratiquement chronique. La superficie du bassin versant de la retenue est également très faible: les apports sont peu marqués en saison sèche et leur qualité n'est pas très bonne. Ainsi, la dilution des eaux retenues n'est effective qu'en saison des pluies.

Dans ces conditions, la retenue de La Mapé connaît des problèmes de qualité de ses eaux. Sur le site du barrage, la première constatation est la forte odeur de matière en décomposition dégagée par les eaux déversées par les vannes de fond. Ces eaux sont évacuées par un écoulement en jet, extrêmement turbulent, qui brasse l'eau avec l'air ambiant. Ce phénomène permet une réoxygénation partielle de l'eau et surtout un dégazage des gaz dissous dans l'eau, à l'origine de l'odeur susmentionnée. Ces gaz dissous sont d'une part du H2S et probablement aussi du CH4.



La présence de H2S a été avérée par les analyses réalisées par l'institut Pasteur, après que des problèmes de corrosion rapide des parties métalliques des organes de vidange du barrage aient été observés (voir les commentaires sur les sulfates dans le chapitre 3.3.5). La présence significative de H2S dissous dans l'eau de la retenue indique i) que les eaux du fond de la retenue sont anoxiques et ii) que les apports endogènes ou exogènes en éléments sulfureux ou sulfatés dans la retenue sont importants. L'origine possible de ces éléments peut être la dissolution par les eaux de la retenue ou du bassin versant de minéraux/gaz volcaniques sulfureux contenus dans le sous sol (les roches sulfatées solubles sont absentes dans le bassin versant de La Mapé).

La présence de CH4 est, quant à elle, fortement suggérée par les conditions anoxiques avérées des eaux du fond de la retenue. Dans ce contexte, les eaux les plus profondes de la retenue ont certainement des caractéristiques physico-chimiques médiocres.

Les mesures effectuées sur les eaux de surface offrent une meilleure image: les mesures de pH et les concentrations en oxygène sont correctes, que ce soit à l'amont ou à l'aval du barrage. La pêche se pratique dans la retenue, mais aussi dans la rivière Mapé à moins de 200 m l'aval des évacuateurs. La présence de silures essayant de remonter les flots évacués a été notée sur le site.

Figure 30 : Evacuation des eaux (La Mapé)

L'ensemble des observations et commentaires faits sur la végétation et la zone de marnage pour le réservoir de Mbakaou sont valables pour le réservoir de La Mapé.



6.5.4 Le réservoir de Bamendjin Le tableau suivant résume les paramètres essentiels de la retenue de Bamendjin:



Superficie du bassin versant 2190 km²


Niveau d'eau maximal "Hmax" 1151 m






Débit maxi. pouvant être évacué (en crue) 300 m3/s







Tableau 34 : Principaux paramètres du réservoir de Bamendjin



Figure 31 : Photographie de la retenue de Bamendjin

Qualité du réservoir de Bamendjin (Le prélèvement a été fait dans les eaux de surface de la retenue, à l'amont immédiat du barrage)

pH 6.5 -

O2 dissous 4.8 mg/l


Qualité du Noun, 200m à l'aval du barrage (La mesure a été réalisée au droit de l'échelle limnimétrique, située 200 m à l'aval du barrage)

pH 6.5 -

O2 dissous 6.1 mg/l


Tableau 35 : Qualité du réservoir de Bamendjin et du Noun



Observations et commentaires Comme la retenue de La Mapé, la retenue de Bamendjin se caractérise par un volume utile légèrement supérieur au volume moyen des apports, et donc par l'impossibilité de remplir complètement la retenue chaque année. La superficie du bassin versant de la retenue est également très faible et les apports peu marqués en saison sèche font que la problématique de la qualité des eaux retenues et rejetées par la retenue de Bamendjin est comparable à celle de La Mapé.

Deux différences importantes sont toutefois à noter: d'une part la retenue de Bamendjin n'a pas rencontré de problèmes d'hydrogène sulfureux H2S et les eaux rejetées ne présentent pas d'odeur nauséabonde. La mesure d'oxygène dissous faite en surface à l'amont du barrage, 4.8 mg/l, est légèrement inférieure à celle mesurée à La Mapé et donc suggère la possibilité d'un hypolimnion anoxique ou, au moins, peu oxygéné.

La pêche se pratique intensément aussi bien dans la retenue qu'à l'aval du canal d'évacuation. Des peuplements d'hippopotames dans la retenue et à l'aval dans le Noun sont mentionnés par les responsables du barrage, sans que ceux-ci n'aient pu être directement observés lors de notre visite.

Figure 32 : Evacuation des eaux (Bamendjin)

L'ensemble des observations et commentaires faits sur la végétation et la zone de marnage pour le réservoir de Mbakaou est valable pour le réservoir de Bamendjin.



7 ETUDE ET ANALYSE DES IMPACTS

7.1 Etape d'identification - prévision des impacts

7.1.1 Facteurs déterminants pour la qualité physico-chimiques des eaux Le modèle numérique et l'approche comparative ont permis de mettre en évidence les facteurs dont le rôle sera prépondérant pour l'évolution de la qualité des eaux de la retenue de Lom Pangar. Nous distinguons les facteurs négatifs et les facteurs bénéfiques:

Facteurs négatifs la densité de biomasse dans l'emprise de la retenue est élevée. Une grande

quantité de matière organique sera donc amenée à se décomposer dans la retenue;

les températures de l'air et des eaux sont toujours tièdes ou chaudes, ce qui catalysera la dynamique de la phytomasse.

Facteurs bénéfiques les apports de la retenue sont très peu minéralisés: en particulier, leur charge en

nutriments est très faible;

le marnage du réservoir de Lom Pangar sera marqué, ce qui est favorable à la réoxygénation des couches profondes;

le temps de renouvellement des eaux de la retenue n'est pas long (de l'ordre de la demi-année);

les apports de la retenue ne sont pas pollués. En particulier, les métaux lourds sont présents dans les sédiments et l'eau en quantités négligeables ou même indétectables.

7.1.2 Evolution probable des eaux de la retenue après remplissage L'analyse de l'évolution de la qualité des eaux de la retenue après son remplissage nécessite de distinguer clairement deux périodes: le court terme et le long terme.

Court terme Le modèle numérique et la comparaison avec des cas réels nous permettent de décrire l'évolution prévisible de la qualité des eaux suivante:

La qualité physique de l'eau va évoluer dans le sens d'un léger accroissement de sa température moyenne: cela s'explique par le fait que la capacité de restitution de chaleur d'une retenue est généralement très inférieure à celle d'une rivière, alors que leurs capacités d'absorption de la chaleur sont généralement voisines. Les températures moyennes atteintes ne seront cependant pas inquiétantes pour les populations de poissons.

L'évolution de la qualité chimique des eaux est plus complexe: le diagramme suivant propose une description synthétique de l'ensemble des phénomènes qui vont accompagner la dégradation de la biomasse, et leurs conséquences sur l'évolution de la qualité chimique des eaux de la retenue dans les premières années suivant la mise en eau. Ces phénomènes sont ensuite détaillés:



Mise en eau de la retenuede Lom Pangar

Ennoiement de la biomasse(forêt, savanes, litières)

Décomposition aérobie de labiomasse

Consommation del'oxygène dissous etaugmentation de la

concentration en C02dissous

Relargage de nutriments(carbone, azote, phosphore...)

Apparition de conditions trèsfavorables au développementde la phytomasse dans lescouches superficielles:

Forte concentration ennutriments (C02, P, N)Pénétration durayonnement solaire(photosynthèse)

Développement de laphytomasse (algues,

épyphites...) dans les eauxsuperficielles

Consommation de CO2 etrelargage de O2 le jour etconsommation d'O2 par

respiration la nuit

Anoxie progressive descouches profondes:

Concentration croissanteen C02Pas de pénétration durayonnement solaire,donc pas dephotosynthèse, donc pasde relargage d'02

Saturation en CO2 etdisparition de O2

Décomposition anaérobie dela biomasse, avec relargage

de CH4 et CO2

Développement d'un milieutrès réducteur et baisse

significative du pH

Figure 33 : Evolution de la qualité chimique des eaux de la retenue

le phénomène déterminant (et dominant) pour la qualité de l'eau de la retenue sera la décomposition de la biomasse noyée, qui masquera en particulier le relargage de phosphore bioassimilable par les sols.

dans les premières années, la dégradation rapide de la biomasse légère (feuillages, branchages fins, herbacées, litière) entraînera un relargage intensif de nutriments C-, N-, et P-. Ce relargage créera localement des conditions eutrophiques favorables au développement rapide de la phytomasse. Ces conditions eutrophiques seront localisées, et plus marquées dans les zones où les concentrations en nutriments seront élevées (faible renouvellement des eaux ou forte concentration en biomasse noyée).

L'eutrophisation suivra un rythme saisonnier avec des bloom algaux saisonniers, suivis de périodes de forte mortalité des algues. Le marnage, qui déposera les algues sur les rives en période d'abaissement du niveau de la retenue, sera une cause non négligeable de mortalité des algues. Un envahissement complet et permanent de la retenue par des algues est exclu par le modèle et les cas d'études similaires.

Il n'est pas possible à ce stade de déterminer le type d'algues qui sera amené à se développer. Ce facteur sera cependant important à suivre dans le futur, car la gêne occasionnée par le développement excessif d'une population d'algues dépend de la nature des algues qui se développent et de leur toxicité.



la zone de marnage va se couvrir d'une végétation similaire à celle que l'on trouve sur les rives inondables des retenues de Mbakaou, La Mapé et Bamendjin. Cette végétation fixera quelques tonnes de nutriments par hectare, pour partie issus des eaux de la retenue.

Long terme A long terme, la prolifération algale va progressivement s'amortir, et la qualité de l'eau ne pourra que s'améliorer (si la qualité des apports ne se dégrade pas). Toutefois, ce processus est susceptible d'être très long (plusieurs décennies) et il n'est pas possible de certifier que, sur une durée de 50 ans, on retrouvera des conditions oligotrophiques dans la retenue.

La seule inquiétude que nous pouvons avoir pour le long terme concerne le possible développement de pollutions anthropogéniques dans le bassin versant ou dans la retenue elle-même. Les autorités locales devront donc s'assurer que le futur développement des activités humaines (industries, urbanisation et agriculture) se fasse dans le respect de l'environnement, en surveillant particulièrement:

les activités minières (métaux lourds),

le développement des villages et villes du bassin versant (déchets et effluents),

le développement de l'agriculture (pesticides, herbicides, engrais…),

Comme indiqué précédemment, dans la situation actuelle, ces trois points ne sont absolument pas des sources d'inquiétude.

7.1.3 Evolution probable des eaux du tronçon aval après remplissage Deux éléments vont directement déterminer la qualité des eaux du tronçon aval:

la qualité physique et chimique des eaux qui seront prélevées dans la retenue pour être déversées dans le Lom,

les processus d'aération qui accompagneront le déversement de ces eaux.

C'est évidemment durant les premières années après le remplissage de la retenue de Lom Pangar que la qualité des eaux rejetées dans le tronçon aval sera la plus mauvaise.

A l'amont de la confluence avec le Djérem

Oxygène dissous L'étude a montré qu'une bonne maîtrise des phénomènes de dégazage et de réoxygénation en sortie du barrage permettra de garantir une concentration suffisante en oxygène dans le Lom, jusqu'à la confluence avec le Djérem.

Pour le déversement des débits de régulation ou des crues, l'utilisation de vannes permettant de maximiser l'aération de la veine d'eau en sortie est indispensable. Dans ce but, les vannes à jet creux permettent d'obtenir d'excellents résultats.

Pour les débits turbinés, le brassage de l'eau en sortie d'usine est généralement très limité et ne permet pas une aération correcte de la veine d'eau. La solution du seuil de réoxygénation adoptée à Petit-Saut est alors une solution satisfaisante, qui serait tout à fait adaptable au site de Lom Pangar.

En adoptant ces solutions techniques, on saturera en oxygène les eaux déversées par le barrage. Comme ces eaux auront, au moins durant les premières années, une charge importante en matière organique dissoute et particulaire, on observera dans le tronçon aval une baisse de la concentration en oxygène dissous et un accroissement de la concentration en carbonates, du fait de l'oxydation de la matière organique. Les rapides et les



changements de pente qui segmentent le lit aval du Lom permettront toutefois de limiter significativement ce phénomène et de réoxygéner la veine d'eau.

nutriments Les quantités de nutriments (phosphate et nitrates) qui seront déversées dans le Lom seront très élevées au cours des premières années, mais elles atteindront rapidement (probablement après 2 ou 3 ans) des valeurs suffisantes pour prévenir une prolifération algale et épiphyte excessive dans le Lom.

A l'aval de la confluence avec le Djérem A partir de la confluence avec le Djérem, les eaux du Lom seront diluées selon un rapport moyen de 3. Le lit de la Sanaga adopte ensuite un court très turbulent avec une pente moyenne forte: 1 m/km (contre 10 cm/km pour le Lom inférieur). Le lit est entrecoupé de nombreux rapides qui permettront une excellente réoxygénation de la veine d'eau. L'oxydation des éléments réducteurs qui ne se sera pas faite dans le Lom se fera donc sans difficulté dans la Sanaga.

Le flux de nutriment azotés et phosphatés en provenance du Lom transitera dans la Sanaga, sans que sa concentration ni aucune étude de cas similaire ne nous permettent de prévoir un envahissement de la Sanaga par des plantes aquatiques.

Carte d'évolution de la qualité des eaux à l'aval de la retenue La carte suivante montre l'évolution prévisible de la qualité des eaux du Lom et de la Sanaga le long du tronçon aval du barrage.

Cette carte est bâtie sur les deux hypothèses suivantes:

la consommation en oxygène dissous est égale à 0.25 mg O2.l-1.km-1: cette valeur correspond au maximum qui ait été mesuré à l'aval immédiat de Petit Saut et est donc pessimiste (la moyenne sur les 40 km à l'aval de Petit Saut est nettement inférieure à cette valeur).

la veine d'eau est totalement saturée en oxygène en sortie de la retenue (sous l'effet du seuil de réoxygénation ou des vannes à jet creux). En plus, elle se réoxygène à chaque chute significative.

L'effet de dilution du Djérem est négligé.

Cette carte montre que la réoxygénation de la veine d'eau dominera toujours la consommation d'oxygène, et que la concentration en O2 dissous sera toujours compatible avec la vie animale.



Figure 34 : Concentration en oxygène dissous dans la Sanaga et le Lom à l’aval du barrage



7.2 Etape d'évaluation des impacts

Nous étudions dans ce chapitre l'ensemble des conséquences de la dégradation prévue de la qualité des eaux de la retenue et du tronçon aval. Les mesures d'atténuation permettant de limiter cette dégradation ou ses conséquences sont présentées.

7.2.1 Impacts sur l'activité Pêche

A- Problématique Il existe une relation évidente entre qualité des eaux et écosystèmes piscicoles. L'un des critères les plus limitants est la concentration en oxygène dissous : les poissons ont besoin d'une eau suffisamment oxygénée pour vivre ([O2] > 2 mg/l).

B- Analyse

Dans la retenue Le rapport du Thème "Pêche" a mis en évidence le fait que la création de la retenue va entraîner un développement très marqué de la population totale de poissons.

Les impacts de la qualité de l'eau sur la pêche concernent le développement des populations de poissons ou la pratique même de la pêche:

Développement des populations de poissons: L'étude a mis en évidence un déficit marqué en O2 dissous des eaux de la retenue durant les 3 premières années. La faune halieutique se cantonnera alors aux embouchures des affluents de la retenue durant ces 3 premières années. Par la suite, la retenue présentera des conditions d'oxygénation permanente compatibles avec un développement rapide de la faune halieutique.

Pratique de la pêche: le développement excessif des algues induit par les phénomènes d'eutrophisation constitue une gêne pour les pêcheurs, qui rencontreront des difficultés pratiques de navigation et de pose des filets dans les eaux encombrées d'algues flottantes. Cet impact restera localisé: un recouvrement de l'ensemble de la retenue est improbable au regard des résultats de l'approche numérique et de l'approche comparative.

Dans le tronçon aval L'altération de la qualité des eaux du Lom après la création de la retenue se caractérisera essentiellement par une charge en nutriments et une demande biologique en oxygène accrues.

L'afflux de nutriments provenant de la décomposition de la biomasse noyée dans la retenue favorisera la production primaire, ce qui bénéficiera à la majorité de la chaîne alimentaire: phytoplanctons, zooplanctons, végétaux aquatiques, etc... La forte demande biologique en oxygène ne constituera une menace directe pour les populations halieutiques (et donc pour la pêche) que dans le cas où aucune mesure de réoxygénation ne serait prise en sortie de barrage.

Notons que l'impact de la baisse de la qualité de l'eau est évoqué dans les cas comparables comme étant un impact secondaire par rapport au changement de régime hydraulique, dans la mesure où les eaux rejetées sont suffisamment réoxygénées.

Dans ces conditions, on observera une modification de la représentation des différentes espèces de poisson dans le Lom inférieur, mais pas de disparition définitive des poissons. C'est au cours des premières années après la création du barrage que l'impact sur les poissons et donc sur la pêche à l'aval du barrage sera le plus marqué.



C- Recommandations La présence d'un système de réoxygénation en sortie de barrage est indispensable pour la faune halieutique et donc pour la pêche. Deux systèmes sont nécessaires : un seuil de réoxygénation pour les eaux turbinées et l'utilisation de vannes permettant une forte réoxygénation pour les débits de régulation. Ces deux mesures sont étudiées en détail en section 7.1 ci-dessous.

7.2.2 Impacts sur l'alimentation en eau potable

A- Problématique Il existe des populations situées en rive du Lom et du Pangar à l'aval comme à l'amont du futur barrage. La Section 2 "Description et analyse de l'état initial de la zone étudiée" a mis en évidence une utilisation des eaux de rivière comme source partielle d'eau potable. L'altération de la qualité des eaux pendant les premières années suivant la mis en eau pourrait interférer avec cet usage.

B- Analyse Les populations riveraines du Lom et du Pangar ont l'habitude de consommer directement l'eau de ces rivières.

A l'aval du futur barrage, trois sites permanents sont concernés : Lom 1, Lom 2 et Mouyal (500 à 1000 villageois). Mouyal a une source qui n'est pas permanente (tarie en fin de saison sèche, généralement durant 2 mois). C'est à cette période que le Lom devient leur source unique d'eau potable. Pour les 2 autres villages, la situation est différente. Lom 1 dispose de puits. Le village est cependant à 1.5km du Lom. La population, qui utilise quotidiennement la rivière pour de nombreux usages domestiques (lessive, hygiène) a pris pour habitude de consommer directement l'eau de la rivière. Lom 2 dispose d'un puits neuf. Le village est situé au bord du Lom, légèrement en contre-haut. Comme Lom 1, la population utilise la rivière pour de nombreux usages y compris potable.

Il est également important de noter que l'ensemble des populations riveraines de la zone (Lom 1, Lom 2, Mouyal, Goyoum, Mbadanga, etc.) ont des pratiques semi-nomades (zones de cultures le long du Lom, pêche itinérante, transport par pirogue). Ces personnes ne disposent pas d'autres sources que le Lom pour s'alimenter en eau potable.

A l'amont du futur barrage, il existe de nombreux campements et villages qui utilisent l'eau du Lom et du Pangar comme le font les habitants des sites aval.

La création du barrage aura un double impact négatif lié à la qualité des eaux :

i) une modification de la composition chimique de l'eau du tronçon aval entraînant une dégradation de son goût et de son odeur ;

ii) l'apparition dans la retenue de zones d'eaux mortes ou de stagnation propices à la prolifération de micro-organismes (bactéries accompagnant la décomposition de la matière organique, micro-algues,) rendant l'eau impropre à la consommation.

Il est donc hautement probable que les populations qui actuellement consomment les eaux du Lom et du Pangar soient négativement affectées selon trois critères :

� Risque sanitaire, si les populations continuent à consommer l'eau du Lom à l'aval comme à l'amont,

� Impact financier, si les villageois doivent supporter le coût de construction de puits ;



� Conséquences sociales, par augmentation des temps de trajets pour la collecte d'eau dans des sources alternatives ;

C- Recommandations Il sera nécessaire de mettre en place un programme de construction de puits le long du tronçon aval et aux abords de la retenue dans les zones où les pêcheurs viendront s'installer. Ce programme devra être complété par un travail de sensibilisation des populations et des pêcheurs sur les risques liés à la consommation de l'eau de la retenue ou du tronçon aval comme eau de boisson.

7.2.3 Impact sur les structures

A- Problématique Le corps ou les ouvrages de décharge d'un barrage sont généralement affectés par des concentrations excessives en sulfates ou en sulfures.

B- Analyse La décomposition de la matière organique et les apports des affluents conduiront à des concentrations en soufre (sous forme SO4

2- ou H2S) dans la retenue inférieures à la moyenne des eaux de surface. La situation observée sur le réservoir de la Mapé (corrosion intense et excessive des organes dues aux fortes concentrations en H2S) ne devrait donc pas se répéter. Il ne sera donc pas nécessaire que les parties métalliques des prises d'eau ou les bétons fassent l'objet d'une protection supérieure à la moyenne des barrages situés en zone tropicale.

Par contre, les prises d'eau devront être protégées par des grilles contre les obstructions par les bois flottants ou coulés. Cette protection n'est pas développée ici car elle fait partie des structures normales d'un barrage.

Le changement de qualité de l'eau n'aura aucun impact prévisible sur les structures situées à l'aval du barrage (ponts, bac, pipeline).

7.2.4 Impacts sur les émissions de gaz à effet de serre

A- Problématique La biomasse qui couvre aujourd'hui l'emprise de la future retenue est quasiment stable: la mort puis la décomposition des végétaux les plus âgés est équilibrée par le développement des jeunes repousses. Dans ces conditions, la production de CO2 équilibre la consommation de CO2. En négligeant les phénomènes marginaux de fermentation, de recrus et de feux de forêt, on peut considérer que le bilan interannuel de production de GES dans la zone d'ennoiement est nul.

La création de la retenue de Lom Pangar va bouleverser cet équilibre: la décomposition et la fermentation de la biomasse noyée vont entraîner, entre autres relargages de nutriments, une libération massive de CO2 et, dans une moindre mesure, de CH4. Ces deux gaz vont d'abord se dissoudre et diffuser dans les eaux de la retenue et du tronçon aval, puis transiter ou être stocké/évacué dans un des compartiments suivants: i) les sédiments du fond de la retenue ou du tronçon aval, ii) la biomasse aquatique ou la végétation de la zone de marnage, ou, iii) l'atmosphère.

La problématique des GES dans les retenues tropicales vient du fait que la large majorité du CO2 et du CH4 dissous est finalement rejetée dans l'atmosphère car:

la part de CO2 ou de CH4 stockable dans le sédiment est faible au regard des quantités libérées par la décomposition de la biomasse noyée,



l'assimilation du CO2 dissous par les végétaux aquatiques ou de la zone de marnage génère le stockage d'une quantité limitée de CO2 ou bien même ne fait que retarder son relargage dans l'atmosphère,

les échanges à l'interface eau-air dominent les autres processus de transfert ou de stockage, et l'on aboutit à une diffusion massive (mais décroissante dans le temps) de CO2 (ou d'équivalent CO2) vers l'atmosphère: l'équilibre est rompu et au total la production de CO2 (ou d'équivalent CO2) est largement supérieure à la consommation de CO2.

B- Analyse L'impact d'une retenue comme Lom Pangar en terme de production de GES dépend de deux facteurs indépendants:

la quantité totale d'équivalent carbone qui sera rejetée dans l'atmosphère, qui est directement liée à la quantité totale de biomasse noyée,

la forme que prendront les rejets de carbone (CO2 ou CH4), car une mole de CH4 rejetée équivaut, en terme d'effet de serre, à 20 à 30 moles de CO2 rejetées.

En comparaison avec d'autres retenues tropicales, le réservoir de Lom Pangar présentera l'avantage d'un marnage et d'un brassage très important des eaux, ce qui favorisera les échanges d'oxygène à l'interface eau-air, et donc une décomposition aérobie de la matière organique noyée. Cela favorisera la production de CO2 et réduira celle de CH4, ce qui limitera partiellement l'impact global du barrage en terme de GES.

C- Recommandations Deux types de mesures peuvent être prises pour réduire la quantité de GES produite par une retenue:

limiter la quantité de biomasse noyée: cet objectif peut être atteint par des actions de déboisement ou en limitant l'emprise de la zone d'ennoiement.

favoriser la production de CO2 plutôt que de CH4: cet objectif nécessite un suivi précis de la qualité des eaux retenues et des émissions de GES, accompagné d'une gestion adaptée de la retenue

Ces mesures sont détaillées dans le chapitre 7.

7.2.5 Impact sur la faune L'expérience de Kariba (Zambèze – Etude WCD) montre que les crocodiles et les hippopotames bénéficient de la création de la retenue, car elle développe considérablement leur habitat. La mauvaise qualité des eaux de surface au cours des premières années ne constituera pas nécessairement une gêne car l'alimentation de ces espèces ne dépend pas (ou pas exclusivement) des effectifs de poissons.

Les loutres n'apprécient pas les eaux dormantes et sont sensibles à la qualité des eaux. Comme elles se nourrissent essentiellement de poissons, il est fortement probable que les loutres vivant à l'amont du barrage migreront vers les affluents (i.e. vers l'amont) après la création de l'ouvrage pour s'établir dans leurs embouchures. La mort de certains individus est possible, mais une disparition complète est improbable.

Les loutres pourraient également quitter la zone aval et se replier sur le Djérem ou la Sanaga, au moins durant les premières années, si les populations de poissons baissent significativement.



8 DEFINITION DES MESURES DE PREVENTION, D'ATTENUATION OU DE COMPENSATION

8.1 Ré-oxygénation des eaux relâchées à l'aval ou turbinées

A- Définition des besoins La construction d'un seuil de réoxygénation semblable à celui de Petit-Saut et l'utilisation de vannes permettant une forte réoxygénation et un dégazage conséquent (vannes à jet creux) sont les principales mesures que l'on peut prendre pour préserver la qualité des eaux du tronçon aval. Ces structures permettront en particulier de garantir une concentration en O2 dissous supérieure à 2 mg/l et donc compatible avec la vie dans le tronçon aval.

Les photos suivantes22 montrent le seuil en nid d'abeille construit à Petit-Saut pour la réoxygénation des eaux turbinées:

22 Source: EDF: "Hydroécologie Appliquée – Tome 9, Volume 1-2 1997 – Numéro Spécial consacré à la retenue de Petit-Saut"



Figure 35 : Photographies du seuil en nid d’abeille de Petit Saut (Guyane Française)

Les études réalisées sur modèle physique pour la construction du seuil de réoxygénation de Petit-Saut ont permis de définir des caractéristiques de seuil satisfaisantes:

nombre de chutes: 2

hauteur de chaque chute: 2 à 3 m (la hauteur de chute disponible pour l'usine hydroélectrique est donc limitée d'autant)

profondeur de chaque fosse de réception: 2.5 à 3 m (correspondant à la profondeur d'entraînement des bulles d'air)

lame déversante: 0 à 100 cm (longueur de crête de l'ordre de 100m)

Les vannes à jet creux sont un ouvrage de décharge classique. La seule recommandation concerne donc leur implantation. Elle devra être réalisée de façon à permettre une bonne circulation de l'air autour des jets (on évitera donc les lieux confinés). Ci-après, le principe d'une vanne à jet creux:

Figure 36 : Schéma de principe d’une vanne à jet creux



B- Responsabilités Conformément à la loi sur l'environnement n° 96./12 du 5 Août 1996, les coûts additionnels de construction du seuil de réoxygénation incomberont au maître d'ouvrage du projet Lom Pangar.

Les Termes de référence de l'étude APD devront inscrire la conception d'un seuil et vanne à jets creux parmi les ouvrages à examiner, pour en déduire avec précision faisabilité et coût.

C- Calendrier de mise en œuvre et budget estimatif La construction du seuil de réoxygénation devra être achevée avant la mise en service de l'usine hydroélectrique. Il sera intéressant, pour réduire les coûts de construction, de réaliser la structure à sec en rive gauche ou droite du Lom.

Le seuil de réoxygénation de Petit-Saut a coûté entre 2 et 2,5 millions d'Euros. Les coûts de main d'œuvre pour l'ouvrage de Lom Pangar seront négligeables par rapport à ceux de Petit-Saut. Sous ces hypothèses, l'ordre de grandeur du coût d'une telle mesure est de 1 500 000 Euros.

La mise en place de vannes à jet creux est courante et ne constitue donc pas un surcoût pour la construction du barrage.

8.2 Construction de puits

A- Définition des besoins La construction de puits sera nécessaire aux endroits les plus fréquentés du tronçon aval, soit, de l'amont vers l'aval: Mouyal, Bartoua, un puits intermédiaire entre Bartoua et Lom 2, Lom 2 et Lom 1 en rive droite du Lom.

En plus de ces 5 puits, il est recommandé de prévoir la construction de 5 puits supplémentaires en bordure de la retenue dans les zones de pêche qui seront fréquentées par les populations basées à l'aval (cette recommandation n'inclut pas les besoins en puits des populations vivant actuellement à l'amont du site du barrage).

Comme ces puits ne seront pas nécessairement utilisés quotidiennement et que les pêcheurs ne se déplaceront pas nécessairement avec des puisettes, il sera indispensable de construire des puits fermés, équipés d'une pompe manuelle. Les puits devront être réalisés en béton armé moulé et vibré, avec colonne de captage indépendante, ce qui permet de réaliser des ouvrages ayant une durée de vie de 50 ans:

Figure 37 : Schéma de principe d’un puits



La profondeur moyenne des puits est estimée à 15 mètres (elle ne devrait pas excéder 10 mètres en bordure du Lom), avec une mise en eau minimale de 3 mètres à la réalisation.

La construction des puits sera accompagnée d'actions de développement destinées à garantir l'efficacité et la durabilité des travaux:

implication de manœuvres du village dans la construction du puits pour leur apprendre à descendre dans le puits pour le nettoyer,

actions de sensibilisation des bénéficiaires sur l'hygiène de l'eau et l'utilisation du puits.

B- Responsabilités Conformément à la loi sur l'environnement n° 96./12 du 5 Août 1996, les coûts de construction des puits incomberont au maître d'ouvrage du projet Lom Pangar.

Les travaux de construction des puits pourront être confiés à une entreprise locale ou à une ONG. Les actions de sensibilisation seront de préférence confiées à une ONG spécialisée dans les problèmes de qualité des eaux.

C- Calendrier de mise en œuvre Les puits devront être terminés avant la mise en eau du barrage.

La construction de 10 puits est réalisable en six mois par trois/quatre équipes de puisatiers correctement équipées (5 mois de fonçage et cuvelage et un mois de mise en eau). Comme les puits sont toujours construits en saison sèche et terminés en période de soudure, les travaux devront commencer en janvier de l'année précédent la mise en eau programmée du barrage.

D- Budget estimatif Le coût de la construction des 10 puits se décompose comme suit:

objet unité qtté Prix FCFA Coût FCFA

aménagement de surface u 10 500 000 5 000 000

cuvelage ml 120 500 000 60 000 000

captage ml 30 750 000 22 500 000

pompe u 10 2 000 000 20 000 000

actions de sensibilisation homme mois 2 3 500 000 7 000 000

Total FCFA 114 500 000

Tableau 36 : Coût de la construction des 10 puits

L'ordre de grandeur de cette mesure est donc de 175 000 Euros.

8.3 Gestion de la retenue au cours des premières années

Les solutions suivantes permettront certainement d'améliorer la qualité des eaux de la retenue:

Un marnage forcé (jusqu'au volume mort) permettrait de favoriser la décomposition aérobie de la biomasse noyée (limitation des rejets de CH4). Cette mesure pourrait avoir un impact sur la production hydroélectrique aval une année exceptionnellement sèche suivait le marnage forcé.



La quantité de biomasse à décomposer est telle que cette mesure ne fera que contribuer à l'amélioration de la qualité de l'eau mais n'empêchera pas le développement de conditions anoxiques dans le fond de la retenue.

l'utilisation d'évacuateurs de crues permettant un écoulement libre (seuil libre ou vanne équipées de clapets) permettra d'évacuer les plantes aquatiques flottantes formées par les blooms algaux. Il est donc important de spécifier cette mesure dans les termes de référence de l'étude APD pour en déterminer la faisabilité et le coût.

8.4 Discussion sur les possibilités de réduire la biomasse noyée

La décomposition de la biomasse noyée est à l'origine de l'ensemble des problèmes de qualité d'eau évoqués dans ce rapport. Deux solutions existent pour la réduire : le déboisement de la retenue préalable à la mise en eau et la limitation de l'emprise de la zone d'ennoiement. Les deux solutions sont discutées ci-après.

Déboisement : Le rendement d'un travailleur manuel est de 0.5 hectare/mois. Le déboisement de la retenue (56 000 ha) en 6 mois (pour limiter les repousses), nécessiterait la mobilisation de plus de 18 500 travailleurs, hors moyens logistiques : cela est illusoire. Seul un déboisement partiel est faisable : la limite de ce qu'il est techniquement possible d'éliminer à Lom Pangar peut raisonnablement être évaluée aux environs de 10% de la biomasse noyée. Quel est l'intérêt de cette mesure en terme de GES et de qualite de l'eau ?

• GES : dépend de la localisation du déboisement Le déboisement est généralement accompagné d'un brûlage de la biomasse abattue. Brûler de la biomasse qui se serait décomposée selon des processus aérobie dans la retenue n'apporte strictement rien en terme de GES, si ce n'est une accélération néfaste du processus de dégradation de la biomasse. Par contre, comme le CH4 a un impact en tant que GES 20 à 30 fois supérieur au CO2, il est intéressant de brûler la biomasse susceptible de fermenter (décomposition anaérobie) de façon à relarguer dans l'atmosphère préférentiellement du CO2. Comme le CH4 sera essentiellement produit dans les eaux profondes anoxiques, le déboisement aura un impact bénéfique en terme de GES uniquement s'il est effectué dans les zones les plus basses de la retenue.

Conclusion : Un déboisement sur les rives aura un effet pratiquement nul sur les GES. Un déboisement localisé en fond de retenue permettrait un gain probable en GES mais très difficile à quantifier.

• Qualité d'eau : Un déboisement de 10% de la retenue réduirait d'autant le relargage de nutriments, la quantité de MO dissoute ou en suspension, et donc la DBO dans la retenue et le tronçon aval. En termes de bénéfices (réduction de l'eutrophisation, augmentation de l'O2 dissout, goûts et odeurs), la même corrélation ne peut être faite. Ainsi pour le critère Eutrophisation, les quantités de nutriments potentiellement relargables sont telles qu'il faudrait, suivant les critères OCDE, supprimer 95% de la végétation pour que l'état trophique de la retenue soit au mieux mésotrophique. Pour le critère oxygène dissous, le déboisement de 10% de la surface noyée réduira probablement la durée ou l'étendue des conditions anoxiques, mais ne permettra pas de les empêcher totalement.

Conclusion : en terme de qualité d'eau, le déboisement faisable sur Lom Pangar (10% de la retenue) n'apportera pas de bénéfices substantiels.



Limitation de l'emprise

Deux options sont considérées dans l'EIE globale : un réservoir de 6.75 km3 (surface de 560 km²) et un réservoir de 5.75 km3 (surface de 502km²). La différence de surface entre les deux options est de 10%. On peut estimer en première approximation que la biomasse totale noyée sera également réduite de 10 % d'une option à l'autre.

En terme de GES, on émet l'hypothèse réaliste que la quantité de GES émise est directement promotionnelle à la quantité de biomasse noyée. Une réduction de 10% de la surface noyée pourrait donc se traduire par un gain d'émission de GES de 10%.

En terme de qualité de l'eau, raisonnement tenu ci-dessus sur le déboisement est toujours valable : peu de bénéfices doivent être attendus.



9 INDICATEURS ET MESURES DE SUIVI

9.1 Définition des mesures de suivi

Le suivi de la qualité des eaux de la retenue et du tronçon aval après la construction du barrage est indispensable: c'est d'ailleurs une obligation légale pour le gestionnaire de la retenue (cf chapitre 2.3.1).

Le programme minimum doit être le suivant: Suivi hydrométéorologique

Lieu Type Périodicité

hauteur d'eau tous les jours Rivière Lom, amont de la retenue, hors zone d'influence

jaugeages tous les 10 jours pendant 1 an tous les 1 à 3 mois ensuite

hauteur d'eau tous les jours Rivière Pangar, amont de la retenue, hors zone d'influence

jaugeages tous les 10 jours pendant 1 an tous les 1 à 3 mois ensuite

Site du barrage débits déversés et niveaux d'eau amont/aval

toutes les 6 heures

a. Site du barrage b. Bétaré Oya

météorologie: précipitations, températures, vent, ensoleillement.

suivant standards OMM

hauteur d'eau tous les jours Rivière Sanaga, à Goyoum

jaugeages tous les 1 à 3 mois

Tableau 37 : Mesures de suivi hydrométéorologique

Suivi de la qualité de l'eau

Lieux Type Périodicité

Dans la retenue:

1. Branche Lom, en face de Ouami; 2. Branche Pangar, 10 km amont confluence; 3. Confluence Lom et Pangar 4. 500 m amont du barrage

Turbidité

Profils avec mesure tous les mètres: O2, CO2, CH4, PO4

3-, NO3

-, NH4+, SO4

2-, H2S, température, conductivité, DBO, pH, MES

mensuel pendant au moins 5 ans

O2, température, conductivité, pH

Hebdomadaire pendant 5 ans puis mensuel

Dans le Lom

a. 1 km à l'aval du barrage b. au pont ferroviaire sur le Lom Turbidité, O2, CO2, CH4, PO4

3-, NO3

-, NH4+, SO4

2-, H2S, température, conductivité, DBO, pH, MES

Hebdomadaire pendant 5 ans puis mensuel

Dans la Sanaga, à Goyoum, et dans le Djerem, à l'amont de la confluence avec le Lom

Turbidité, O2, CO2, CH4, PO43-,

NO3-, NH4

+, SO42-, H2S,

température, conductivité, DBO, pH, MES

Mensuel pendant 5 ans

Tableau 38 : Mesures de suivi de la qualité de l’eau

Il sera nécessaire pour le suivi d'identifier précisément les sites et de réaliser des mesures conformes: avoir des site de relevés clairement définis (localisés par GPS); réaliser des échantillonnages et utiliser une instrumentation en accord avec les normes camerounaises



(délais d’analyse, mode de conservation, protocole d’échantillonnage, etc.); assurer la constance dans les sites échantillonnés...

9.2 Coût

9.2.1 Personnel

Ressources humaines requises Le suivi proposé nécessite le personnel suivant:

Site Tâches Personnel

Rivières Lom et Pangar, amont de la retenue, hors zone d'influence

lecture des limnimètres 2 x 1 observateur

Bétaré Oya relevés météorologiques 3 observateurs

Site du barrage relevé des débits et niveaux d'eau, météorologie

3 observateurs

Rivière Sanaga, à Goyoum lecture des limnimètres 1 observateur

Rivières Lom et Pangar, amont de la retenue, hors zone d'influence

jaugeages tous les 10 jours, encadrement des observateurs

De l'aval immédiat du barrage à Goyoum (y compris Djérem)

relevés et analyse de qualité de l'eau,encadrement de l'observateur de

Goyoum

Retenue de Lom Pangar relevé et analyse qualité de l'eau et appui au personnel du barrage chargé

des relevés hydrologiques ou météorologiques

1 hydrologue 1 technicien hydrologue basés

au site du barrage

Site du barrage Synthèse et analyse des mesures de suivi de l'eau. Recommandations

opérationnelles, rapports hebdomadaires

1 hydrologue spécialiste en qualité de l'eau

Tableau 39 : Personnel requis pour le suivi proposé

Coûts Le coût annuel d'emploi du personnel s'élève à FCFA:

Personnel Quantité Coût mensuel individuel Coût total annuel;

hydrologue spécialiste en qualité de l'eau

1 2 000 000 24 000 000

hydrologue 1 1 500 000 18 000 000

technicien hydrologue 1 850 000 10 200 000

observateur 9 60 000 5 400 000

Total 57 600 000

Tableau 40 : Coûts annuels de personnel



9.2.2 Matériel requis Le matériel suivant est nécessaire pour réaliser correctement les opérations de suivi:

Matériel Quantité Coût unitaire Coût total;

station limnimétrique 3 1 000 000 3 000 000

limnigraphes 3 2 000 000 6 000 000

Zodiac (ou équivalent) équipé 25 cv

1 10 000 000 10 000 000

Radios MRK II 2 4 000 000 4 000 000

Equipement complet de jaugeage

1 5 000 000 5 000 000

Matériel pour prélèvements 1 1 500 000 1 500 000

Laboratoire d'analyse des eaux par chromatographie

ionique

1 5 000 000 5 000 000

Spectromètre portatif type Drell

1 2 500 000 2 500 000

Matériel météorologique 2 10 000 000 10 000 000

Ordinateur équipé 1 2 500 000 2 500 000

Total 49 500 000

Tableau 41 : Matériel requis pour le suivi proposé

Les frais annuels associés sont les suivants Matériel Quantité Coût unitaire Coût total;

amortissement du matériel 20 % investissement initial 9 900 000

Réactifs associés:

5 premières années

années suivantes

2 000

500

1 500

1 500

3 000 000

750 000

Total

5 premières années:

années suivantes:

12 900 000

10 650 000

Tableau 42 : Coûts de matériel

L'ordre de grandeur du budget nécessaire à cette mesure est de 49,5 millions FCFA (75 000 Euros) auxquels s'ajouteront au maximum 70,5 millions FCFA de frais annuels (salaires, équipement, analyse : 107 500 Euros).



10 ANNEXES Annexe 1 : Détail des mission effectuées

Mission 1: Pierre Biedermann

16 février - Voyage France → Cameroun. - Rencontre avec Jacob Nwalal, CRH, qui participera à l"ensemble de la mission.

17 février

Yaoundé:

- Rencontre avec l'ARSEL: présentation mission, mise au point sur les données disponibles. Autorisations diverses. - Visite de l'IRD (ex-ORSTOM): discussion et consultation des archives. - Rencontre avec ISL cameroun.

18 février

Yaoundé:

- Ministère des Mines. Rencontre avec Paul Ntep Gweth (Thème "Mines"). - Laboratoires d'analyse de l'IRGM. - IRD: consultation des archives (suite).

19 février

Yaoundé:

- Institut National de Cartographie (commande des cartes). - Rencontre avec le CRH. - IRD: consultation des archives (suite). - Préparation logistique de la mission de terrain. - Rencontre et discussion avec le thème "Urbanisme".

20 février Yaoundé → Bertoua

- Institut National de Cartographie (collecte des cartes). - Départ de la mission de terrain: Yaoundé → Bertoua.

21 février

Bertoua → Mouyal

- Terrain et discussions avec les populations à Goyoum, Lom 1 et Lom 2. - Analyses d'eau dans le Lom. - Remontée du Lom en pirogue. - Terrain et discussions avec les populations à Bartoua et Mouyal. - Nuit à Mouyal.

22 février

Mouyal → Bertoua

- Suite de la remontée du Lom en pirogue, jusqu'au site du barrage. - Terrain et discussions avec les pêcheurs le long du Lom. - Prélèvements d'eau et de sédiments dans le Lom. - Prélèvements de sols (forêt de Deng Deng). - Terrain et discussion avec l'administration à Deng Deng. - Retour sur Bertoua.

23 février

Bertoua → Bétaré Oya

- Service météorologique de Bertoua: achât de données pluviométriques - Discussion avec l'administration à Bétaré Oya. - Prélèvements d'eau et de sédiments dans le Mbal. - Rencontres et discussions avec les orpailleurs. - Prélèvements de sols (rive gauche du Lom). - Terrain: évaluation des risques de pollution des eaux à Bétaré Oya. - Rencontre et discussion avec le thème "Urbanisme". - Nuit à Bétaré Oya.



24 février

Bétaré Oya → Biboko → Bétaré Oya → Garoua Boulaï

- Discussion avec la population de Biboko sur l'activité d'orpaillage. - Prélèvements d'eau et de sédiments dans la Ngakoya. - Prélèvements de sols (rive droite du Lom et bassin du Pangar). - Terrain: évaluation des risques de pollution des eaux (secteur de Mararaba). - Retour sur Garoua Boulaï.

25 février

Garoua Boulaï → Tibati

- Analyses d'eau dans le Haut-Lom, le Djérem, le Meng et à Mbakaou. - Mbakaou: Terrain, rencontre et discussion avec les responsables du barrage. - Nuit à Tibati.

26 février

Tibati → Mbouda

- Analyses d'eau dans le Ngom et La Mapé. - La Mapé: Terrain, rencontre et discussion avec les responsables du barrage. - Nuit à Mbouda.

27 février

Mbouda → Yaoundé

- Analyses d'eau dans le Noun. - Bamendjin: Terrain, rencontre et discussion avec les responsables du barrage. - Retour à Yaoundé.

28 février

Yaoundé

- Préparation de la mission d'Olivier Cazaillet. - Prédéfinition des profils en travers à effectuer par les topographes. - Rédaction rapport.

29 février Yaoundé

- Rédaction rapport.

1 mars

Yaoundé

- Rencontre avec les topographes. - IRD: consultation des archives (suite). - Laboratoire d'analyse: transmission des prélèvements de sols pour analyse. - Accueil d'Olivier Cazaillet.

2 mars

Yaoundé → Edéa

- ARSEL: présentation mission Cazaillet, compte rendu de la mission Biedermann. - Départ pour Edéa, rencontre et discussion avec les responsables du barrage. - Terrain et discussions à Dizangué - Retour sur Edéa

3 mars

Edéa → Yaoundé

- Rencontre avec AES-SONEL à Douala: discussion sur les règles de gestion des réservoirs, récupération des données hydrologiques - Terrain et discussions à Sakbayémé - Visite de Song Loulou, rencontre et discussion avec les responsables du barrage. - Retour sur Yaoundé

4 mars Yaoundé

- Contrat avec les topographes.

5 mars Yaoundé

- Préparation de la réunion du 8 mars.

6 mars Yaoundé




7 mars Yaoundé


8 mars Yaoundé

- Réunion de présentation du rapport Thème 1 "Alternatives"

9 mars - Voyage Cameroun --> France

Mission 2: Pierre Biedermann

26 avril - Voyage France → Cameroun.

27 avril Yaoundé:

- Rencontre avec l'ARSEL: présentation mission, mise au point sur les données disponibles.

28 avril Yaoundé:

- Suivi des travaux topographiques

29/30 avril Yaoundé:

- Mise au point d'un avant-projet de plan d'alerte "rupture de barrage" sur la base de la législation existante

1/2 mai Yaoundé


3 mai Yaoundé

- Rencontre avec l'ARSEL et relecture du plan d'alerte

4 mai Yaoundé:

- Suivi des travaux topographiques - finalisation des conditions du modèle de qualité des eaux

5 mai Douala

- Rencontre avec AES-SONEL

6 mai - Voyage France → Cameroun.



Annexe 2 : Liste des personnes rencontrées

ARSEL: MM. Gweth, Njom et Fotso

SONEL: MM. Nbazo et Atangana

IRD: François Rivière

Laboratoire d'analyse des sols de l'IRAD: Raphael Ambassa-Kiki

Institut National de la Cartographie

Centre de Recherche Hydraulique: MM Boum, Sigha et Nwalal

Ministère des Mines: Paul Ntep Gweth

Laboratoire de l'IRGM: Georgette Hell

Service provincial de Météorologie de Bertoua: Jean Dongmo

Goyoum: villageois

Lom 1: Pierre Garba, chef de village et les villageois

Lom 2: Simon Yawa, chef de village et les villageois

Mouyal: David Poro, chef de site et les villageois

Pêcheurs le long du Lom

Roger Innocent Kassala Dan, chef de 2ème degré (Képéré – Deng Deng)

Bétaré Oya: M. l'adjoint du sous-préfet

Mbakaou: M. l'adjoint du chef d'exploitation

La Mapé: MM. le chef d'exploitation et son adjoint

Bamendjin: M. l'adjoint du chef d'exploitation

Song Loulou: M. le chef d'exploitation

Edéa: M. le chef d'exploitation



Annexe 3 : Bilans qualitatifs Métaux Lourds