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IMPACTS HYDROLOGIQUES DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES SUR LES BASSINS VERSANTS DU NIGER ET DU SÉNÉGAL Dr. Seidou Sanda Ousmane (U. Ottawa) Dr Seidou Sanda Ibrah (U. Niamey) Dr. Ouaga Hubert (Agrhymet) Dr. Yazon Gnoumou (UICN)

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IMPACTS HYDROLOGIQUES DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES SUR

LES BASSINS VERSANTS DU NIGER ET DU SÉNÉGAL

Dr. Seidou Sanda Ousmane (U. Ottawa) Dr Seidou Sanda Ibrah (U. Niamey) Dr. Ouaga Hubert (Agrhymet) Dr. Yazon Gnoumou (UICN)

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PLAN DE LA PRÉSENTATION

– MODÈLES ET SIMULATIONS– LA PROBLÉMATIQUE DE L’EAU AU SAHEL

• QUANTITÉS&ACCESSIBILITÉ• STRESS HUMAIN• STRESS CLIMATIQUE• STARTÉGIES DE GESTION

– LA MODÉLISATION HYDROLOGIQUE COMME OUTIL DE GESTION

• LE MODÈLE ABN ACTUEL• L’ÉTUDE UICN/AGRHYMET/ABN• INTÉGRATION DE LA COMPOSANTE CHANGEMENTS

CLIMATIQUES– PRINCIPAUX RÉSULTATS– CONCLUSIONS

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MODÈLES ET SIMULATIONS

– MODÉLE: représentation plus ou moins simplifiée d'un système physique (dans notre cas une partie du cycle hydrologique)

– Un modèle represente une CONFIGURATION du système

– SIMULATION: faire fonctionner un MODÈLE pour anticiper la réaction du système MODÉLISÉ dans des ÉTATS et des conditions de FORCAGE hypothétiques.

– Nécessaire pour une gestion optimale du système– Souffre de beaucoup d'incertitudes autant dans la

description du système que dans les conditions de forcage anticipées.

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PLAN DE LA PRÉSENTATION

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LA PRÉCIPITATION AU SAHEL

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LES EAUX DE SURFACE AU SAHEL

•NIGER: 44 km3/an àKoulikoro, 189 km3/an àl’embouchure

•Sénégal: 22km3/an àBakel, 20km3/an à l’embouchure

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LES EAUX SOUTERRAINES AU SAHEL

• Aquifère Irhazer-Iullemeden (Mali, Niger, Nigeria)

• Aquifère du Taoudéni (Algérie, Mali, Mauritanie)

• Aquifère Senegalo-Mauritanien (Gambie, Guinée-Bissau, Mauritanie, Sénégal)

• Aquifère tchadien (Centrafique, Tchad, Cameroun, Niger, Nigeria)

• Recharge estimée à 5mm/an autour de Niamey, et près de zéro dans le nord (nappes fossiles)

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LES RESSOURCES EN EAU AU SAHEL

10601,6667Moyenne7658Tchad5377Sénégal4334Niger5632Mauritanie

11820Mali31663Guinée Bissau25287Gambie

540Cap Vert3104Burkina Faso

Eau per capita (m3/ha/an) en 1990

Pays

Aquifères partagés

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POURCENTAGE DE MOBILISATION DES RESSOURCES EN EAU RENOUVELABLES

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UTILISATION DE L’EAU DANS LE BASSIN DU FLEUVE NIGER

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POURQUOI LA VULNÉRABILITÉ AU SAHEL?

• Agriculture essentiellement pluviale (4% des terres arables sont irriguées)

• Faible capacité économique et technologique pour modifier la variabilitétemporelle et spatiale de la disponibilité de l’eau

• Possible baisse de la ressource due aux changements climatiques

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RESSOURCES EN EAU DE SURFACE MARQUÉES PAR UNE TENDANCE À LA BAISSE

Ressources en eau locales en Afrique de l’ouest, au Niger et au Mali de 1920 à 1985 [State Hydrological Institute, Unesco]

Apports en eau en Afrique de l’ouest, au Niger et au Mali de 1920 à 1985 [State Hydrological Institute, Unesco]

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LE STRESS CLIMATIQUE

• Le sahel est connu pour être une des régions du monde les plus dépendantes des caprices du climat

• Des sécheresses récurrentes maintiennent la population et l’environnement sous stress permanent

• Que nous réservent les fameux changements climatiques?Quelle stratégie adopter pour y faire face?

?

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LA MODÉLISATION HYDROLOGIQUE COMME OUTIL DE GESTION

• Les modèles hydrologiques sont des outils informatiques qui permettent de simuler divers scénarios d’aménagement du bassin sous diverses conditions climatiques

• L’ABN a mis en place un premier modèle pour l’analyse des besoins usages actuels et futurs sur le bassin

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ÉTUDE UICN-AGRHYMET-ABN• Financé par la Banque Mondiale et

coordonné par l’UICN • Vise a développer les scénarios d’évolution

du climat en Afrique de l’Ouest et ses implications spécifiques à l’échelle régionale et des bassins du Niger et du Sénégal.

• Analyser les vulnérabilités • Proposer des stratégies d’adaptation aux

contingences climatiques

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ÉTUDE UICN-AGRHYMET-ABNÉtapes typiques d’une étude d’impact des CC1. Simulation des impacts des changements

climatiques avec les modèles de circulation générale (MCG)

2. Mise à l’échelle des sorties des MCGs3. Modélisation hydrologique4. Modélisation des impacts sectoriels

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LES MODLES MODÈÈLES DE CIRCULATION LES DE CIRCULATION GGÉÉNNÉÉRALE (MCG)RALE (MCG)

•• un modun modèèle de circulation le de circulation ggéénnéérale de l'atmosphrale de l'atmosphèère re est represt repréésentsentéé par un par un maillage tridimensionnelmaillage tridimensionnel

•• Chaque boChaque boîîte te éélléémentaire mentaire est considest considéérréée comme un e comme un pointpoint

•• Les Les ééquations de bases quations de bases sont rsont réésolus solus numnuméériquement riquement àà chaque chaque pas de temps et pas de temps et àà dans dans chaque maillechaque maille

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LES SCLES SCÉÉNARIOS DE CHANGEMENT NARIOS DE CHANGEMENT CLIMATIQUECLIMATIQUE

•• Ils prIls préésentent divers climats futurs qui englobent toutes sentent divers climats futurs qui englobent toutes les incertitudes sur les principales forces motrices les incertitudes sur les principales forces motrices (croissance d(croissance déémographique, dmographique, dééveloppement veloppement ééconomique, changements technologiques, etc.) conomique, changements technologiques, etc.)

•• A2: scA2: scéénario pessimiste: croissance rapide de la nario pessimiste: croissance rapide de la population, non adoption de technologies propres, fortes population, non adoption de technologies propres, fortes éémissions missions

•• B1: ScB1: Scéénario optimiste: croissance lente de la nario optimiste: croissance lente de la population, convergenece vers des technologies population, convergenece vers des technologies propres, faibles emissionspropres, faibles emissions

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MISE À L’ÉCHELLE DES SORTIES DES MCGs

•• Plusieurs modPlusieurs modèèles dles d’é’études dtudes d’’impact impact nnéécessitent des informations cessitent des informations àà des des ééchelles chelles de lde l’’ordre de 50 km et moins.ordre de 50 km et moins.

•• Le downscaling (Mise Le downscaling (Mise àà ll’é’échelle) est une chelle) est une mmééthode pour obtenir des informations thode pour obtenir des informations ààhaute rhaute réésolution sur le climat et les solution sur le climat et les changements climatiques changements climatiques àà partir des sorties partir des sorties des MCGsdes MCGs

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•• RRéésolution :solution :

•• GCM (150 GCM (150 àà500 km)500 km)

•• RCM (20 RCM (20 àà 60 60 km )km )

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MODELE HYDROLOGIQUE• But:produire une partie des données de base

a des études socio-économiques sur l’impact des changements climatiques sur les deux bassins– Volumes d’écoulement– Forme de l’hydrogramme– Tendances dans la taux de recharge des

nappes phréatiques– Variation de la pluviométrie– Événements extrêmes (crues, étiages, intensité

de pluie)

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CHOIX DU MODÈLE HYDROLOGIQUE

1. HEC-HMS développé par l’Hydrologic Engineering Center (HEC) de l’US Army Corps of Engineers.– Fonctionnalités similaires a Mike Basin– Pas d’environnement SIG intégré, mais HEC-

GEOHMS est permet la délimitation des BV et la construction du modèle dans un environnement SIG

– Stable, gratuit et bien documenté⇒ L’étude sera faite avec HEC-HMS

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PROCESSUS HYDROLOGIQUES MODÉLISÉS

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SHÉMA CONCEPTUEL HEC-HMS

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LA PROBLÉMATIQUE DES DONNÉES

• Un des plus gros défis de la modélisation en Afrique est la disponibilité et la qualité des données

• Aucune donnée de paramètres du sol n’était disponible

• Beaucoup de données manquantes et aberrantes dans les données météo

• Données de prélèvements imprécises et sans tendance temporelles

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MODELE DU FLEUVE NIGER

• Le modèle développé et calibré pour le bassin du fleuve Niger (illustré sur la figure ci-contre) va de la Guinée à Malanville et comporte :

• 19 sous-bassins,• 18 jonctions• un réservoir• 42 tronçons de rivière

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MODÈLE DU FLEUVE SÉNÉGAL• Le modèle développé et

calibré pour le bassin du fleuve Sénégal (illustrésur la figure ci-dessus) va de la Guinée aux stations de Saldé et Ngoui et comporte :

• 11 sous-bassins,• 9 jonctions• un réservoir• 23 tronçons de rivière

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QUALITÉ DE LA CALIBRATION-NIGER-MALANVILLE

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QUALITÉ DE LA CALIBRATION-SÉNÉGAL-MATAM

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MODÈLES ET SCÉNARIOS• MODÈLES

– MPI/ECAHM5– UKMO/HADCM3

• SCÉNARIOS– SRESA2– SRESB1

• HORIZONS TEMPORELS– 2000-2024– 2025-2049– 2050-2074– 2075-2099

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• Variation du débit spécifique sur le bassin du Niger, période 2000-2024

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• Variation du débit spécifique sur le bassin du Sénégal, période 2000-2024

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VARIATION DU DÉBIT AUX PRINCIPALES STATIONS-NIGER-2000-2024

STATION ukmo hadcm3 sresa2 ukmo hadcm3 sresb1 mpi echam5 sresa2 mpi echam5 sresb1BARO -4% -4% -2% -3%BANAKORO -4% -5% -2% -3%KOULIKORO -10% -10% -8% -8%BENENY -21% -19% -15% -14%KIRANGO -10% -10% -8% -8%DOUNA -19% -18% -13% -13%DIRE -22% -21% -18% -18%TOSSAYE -19% -18% -15% -15%KANDADJI -23% -22% -20% -20%ALCONGUI -73% -77% -75% -75%GARBEKOROU -52% -49% -52% -52%NIAMEY -24% -23% -20% -20%MALANVILLE -24% -23% -21% -21%KE-MACINA -20% -19% -17% -17%

• Note: ces variations sont par rapport à la période de référence (1960-1989)

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VARIATION DU DÉBIT AUX PRINCIPALES STATIONS-SÉNÉGAL-2000-2024

STATION ukmo hadcm3 sresa2 ukmo hadcm3 sresb1 mpi echam5 sresa2 mpi echam5 sresb1Bakel 0% 30% 27% 35%DakaSaidou -3% 7% -3% 7%Kayes -37% 10% 0% 12%Bafing Makana -44% -2% -8% -1%Manantali -45% 2% -6% 3%Oualia 29% 30% 33% 34%Toukoto -6% -7% -7% -7%Matam -1% 26% 23% 30%Salde Ngoui -3% 23% 18% 25%Kabate Pont -86% -71% -73% -71%Sirimankana -36% -36% -33% -32%

• Note: ces variations sont par rapport à la période de référence (1960-1989)

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PRINCIPALES CONCLUSIONS• La présente étude donne raison aux deux

thèses d’un sahel plus humide/moins humide: oui le Sahel recevra plus de pluie, mais cette augmentation sera annulée voire inversée par la baisse de précipitation au niveau des sources du fleuve Niger, mais aussi par l’augmentation de l’évapotranspiration qui réduit le ruissèlement spécifique sur la plupart des sous-bassins.

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PRINCIPALES CONCLUSIONS• Les stations sur le cours d’eau principal du Niger

verront leur débit diminuer en moyenne de 16% a l’horizon 2000-2024 contre 19% pour les tributaires.

• Dans le cas du fleuve Sénégal, les résultats sont contradictoires : UKMO HADCM3/SRESA2 prévoit une baisse modérée au débit, tandis que tous les autres (MPI ECHAM5/SRESA2, UKMO HADCM3/SRESA1, MPI ECHAM5/SRESA1) prévoient une baisse de débit au au voisinage de la source et une augmentation significative (20%,23% et 16% à Matam, Bakel et Salde+Ngoui) vers l’exutoire du fleuve.