memoire pour l’obtention du diplÖme ingenieur de l

QUALITE DE L’EAU ET NIVEAU DE COMBLEMENT DU

BARRAGE DE TOUGOU (BURKINA FASO)

MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLÖME

D’INGENIEUR DE L’EQUIPEMENT RURAL ------------------------------------------------------------------

présenté et soutenu publiquement le [Date] par

Patrice DIABRI

Travaux dirigés par : Harouna KARAMBIRI

Dr, Enseignant, Chercheur,

Kokou DENYIGBA

Enseignant

Yacouba KONATE

Assistant de recherche

UTER GVEA

Jury d’évaluation du stage :

Président : Hamma YACOUBA

Membres et correcteurs : Engelbert BIAOU

Harouna KARAMBIRI

Promotion 2007/2008

« Qualité de l’eau et niveau de comblement du barrage de Tougou »

Mémoire de fin d’étude – DIABRI Patrice - 37e Promotion



REMERCIEMENTS

Je remercie toutes les personnes qui m’ont permis de réaliser ce mémoire de fin d’études, à

savoir :

- Mamadou Lamine KOUATE, Directeur Général de l’ONEA en 2005 d’avoir accepté

ma demande de formation au 2iE ;

- Harouna Yamba OUIBIGA, Directeur Général de l’ONEA pour les soutiens qu’il m’a

apporté durant ma formation ;

- Dr Harouna KARAMBIRI, Enseignant-Chercheur chargé de cours d’hydrologie au

2IE, qui a bien voulu assurer l’encadrement de ce mémoire. Je lui suis entièrement

reconnaissant ;

- Monsieur Kokou Denyigba, Enseignant au 2IE pour sa disponibilité et ses

orientations ;

- Monsieur Yacouba KONATE, Assistant de recherche au 2iE, pour son soutien, sa

disponibilité et tous les documents mis à notre disposition pour les recherches

documentaires.

- Monsieur Komlan AGBEKPONOU, chef de travaux en topographie au 2iE pour sa

disponibilité;

- Messieurs Omar ZONGO, Chef du centre de regroupement ONEA de Ouahigouya

pour sa disponibilité et pour les aides apportées;

Je ne saurais terminer sans remercier tous mes amis de la 37ème

promotion du 2IE-Groupe

EIER-ETSHER.



LISTE DES ABREVIATIONS

BDOT : Base de Données des Occupations de Terrain.

BV : Bassin Versant.

CSPS : Centre de Santé et de Promotion Sociale.

MNT : Modèle Numérique du Terrain.

OCDE : Organisation pour la Coopéation et le Développement Economique.

ONEA : Office National de l’Eau et de l’Assainissement.

SEMA : Service d’Etude des Milieux Aquatiques.

USEPA : United States Environmental Protection Agency.

USLE : Universal Soil Lost Equation.

SIG : Système d’informations Géographiques.

LISTE DES TABLEAUX

Tableau n°1 : Paramètres, normes et méthode d’analyse.

Tableau n°2 : Grille pour la caractérisation des sous bassins versants.

Tableau n°3 : Résultat des analyses physico-chimiques de laboratoire.

Tableau n°4 : Analyse des éléments majeurs.

Tableau n°5 : Résultats des mesures in situ.

Tableau n°6 : Résultats des niveaux de comblement.

Tableau n°7 : Comparaison des valeurs moyennes de la retenue de Tougou avec ceux de

l’OCDE.

LISTE DES CARTES

Carte n°1 : Le bassin versant du barrage de Tougou.

Carte n°2 : Géologie du bassin versant.

Carte n° 3 : Découpage en sous bassins.

Carte n°4 : Occupation des sols du bassin versant.


1

SOMMAIRE

REMERCIEMENTS ................................................................................................................. 3

Sommaire ................................................................................................................................... 1

I. Introduction ........................................................................................................................... 3

II Objectifs du travail ................................................................................................................ 4

III. SYNTHESES BIBLIOGRAPHIQUES ............................................................................ 5

III.1 QUALITE DE L’EAU ............................................................................................................. 5

III.1.1 Définition de la qualité de l’eau .......................................................................................................... 5

III.1.2 Les facteurs qui influent sur la qualité de l’eau. ................................................................................. 5

III.1.3 Les principaux systèmes de classification de la qualité de l’eau ......................................................... 5

III.1.4 Etudes Générale de l’eutrophisation. .................................................................................. 8

III.1.4.1 Définition. ........................................................................................................................................ 8

III.1.4.2 Les niveaux trophyques d’un écosystème aquatique ........................................................................ 9

III.1.4.3 Les facteurs qui influencent l’eutrophisation ................................................................................... 9

III.1.4.4 Indicateurs de l’eutrophisation....................................................................................................... 10

III.1.4.5 Classification des niveaux d’eutrophisation ................................................................................... 10

III.1.4.6 Les conséquences de l’eutrophisation ............................................................................................ 11

III.2 COMBLEMENT DES BARRAGES .................................................................................... 11

III.2.1 Définition .......................................................................................................................................... 11

III.2.2 Les types et facteurs de l’érosion ...................................................................................................... 12

III.2 .3 Les modes de transport des produits de l’érosion ............................................................................ 13

III.2.4 Le processus de sédimentation ........................................................................................................ 13

III.2.5 Les conséquences de la sédimentation dans les retenues .................................................................. 14

III.2.6 Méthodes pour mesurer le niveau de comblement des retenues d’eau .............................................. 14

III.2.7 Méthodes pour quantifier le niveau de comblement des retenues d’eau ........................................... 15

III.2.8 Méthodes pour lutter contre comblement des retenues d’eau ........................................................... 16

IV Matériels et Méthodes ........................................................................................................ 17

IV.1 PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE ...................................................................... 17

IV.1.1 Localisation .............................................................................................................................. 17

IV.1.2 Climat ....................................................................................................................................... 18

IV.1.3 Contexte géologique. (Extrait de la carte géologique du Burkina au 1/500 000). ........................... 18

IV.1.4 Sol (Extrait de la carte pédologique du Burkina au 1/100 000)....................................................... 19

IV.1.5 Végétation (Extrait du BDOT 2002) ............................................................................................... 19

IV.1.6 Relief ................................................................................................................................................ 20


2

IV.1.7 Agriculture........................................................................................................................................ 20

IV.1.8 Population ........................................................................................................................................ 20

IV.1.9 Elevage ............................................................................................................................................. 20

IV.1.10 Pêche .............................................................................................................................................. 20

IV.1.10 Santé ............................................................................................................................................... 20

IV.1.11 Description du barrage de Tougou ................................................................................................. 20

IV.2 METHODE ET MATERIEL ............................................................................................... 21

IV .2 .1 Echantillonnage et paramètres utilisés pour évaluer la qualité de l’eau .......................................... 21

IV.2.2 Formule ou modèle utilisé pour quantifier le niveau de comblement ............................................... 23

V RESULTATS ........................................................................................................................ 35

V.1 Qualité de l’eau ........................................................................................................................ 35

V.1.1 Faune aquatique ................................................................................................................................. 35

V.1.2 Flore aquatique .................................................................................................................................. 35

V.1.3 Tableaux de résultats ......................................................................................................................... 35

V.2 Niveau de comblement ............................................................................................................. 36

V.2.1 Extrapolations. ................................................................................................................................... 37

VI. ANALYSE ET DISCUSSION .......................................................................................... 38

VI.1 Qualité de l’eau ....................................................................................................................... 38

VI.1.1 Analyse individuelle des paramètres physico-chimiques .................................................................. 38

VI.1.2 Niveau d’eutrophisation du barrage.................................................................................................. 40

VI.2 Niveau de comblement ........................................................................................................... 42

vii Conclusions et Perspectives ............................................................................................... 42

VIII.Bibliographie ................................................................................................................... 43

IX.Annexes .............................................................................................................................. 45


3

I. INTRODUCTION

Depuis le début des années soixante dix, le Sahel est confronté à des difficultés d’ordre

climatiques qui se manifestent par :

- une baisse de la pluviométrie entraînant la descente en latitude des isohyètes inter-

annuelles de l’ordre de 20 à 25% (Albergel 1987 ; Servat et al 1996 cités par Karambiri,

2003)

-une mauvaise répartition de la pluie dans le temps due à la réduction du nombre

d’évènement pluvieux en juillet et Août (.

Le caractère récurrent de ces effets conjugués à une croissance démographique élevée

(3.5%) ont eu pour conséquences :

-La destruction de la végétation arborée et arbustive à des fins énergétiques ;

-L’extension des surfaces cultivées ;

-La surexploitation des sols qui a entraîné une baisse de fertilité ;

-l’accélération de l’érosion.

Les effets sus énumérés ont augmenté le risque de comblement précoce par transport

solide et par sédimentation des plans d’eau artificiels.

Les barrages qui jadis faisaient la fierté des populations bénéficiaires qui n’en

faisaient qu’un usage limité connaissent un regain d’intérêt suite à la prise de conscience de

ces potentialités agricoles par le maraîchage et les cultures de contre saison sur les berges.

C’est dans ce sens que depuis trois ans, le barrage de Tougou est fortement sollicité

par :

- une forte production d’oignons par des méthodes intensives avec l’utilisation des

pesticides et de l’engrais NPK.

- Un accroissement de l’élevage autour du barrage

Un projet piscicole pour la production d’alevin est entrain d’être mis en place à l’aval

du barrage de Tougou.

Face aux sollicitations à la limite antagoniques, il est important de connaître les

capacités du barrage sur le plan quantitatif et qualitatif. C’est dans ce cadre que s’inscrit notre

étude qui portent sur la “Qualité de l’eau et niveau de comblement du barrage de Tougou “

Notre document comporte six parties, la partie II porte sur les objectifs de l’étude, la

partie III comporte les synthèses bibliographiques, les matériels et méthodes sont décrits dans


4

la partie IV, la partie V présente nos résultats suivis de leurs commentaires à la partie VI, la

conclusion et les perspectives contenues dans la partie VII terminent notre étude.

II OBJECTIFS DU TRAVAIL

Notre travail comporte deux objectifs à savoir :

-le premier objectif qui vise à apprécier la qualité de l’eau du barrage du Tougou en

relation avec la dynamique du bassin versant. L’évaluation de la qualité de l’eau devra être

analysée en relation avec les activités anthropiques sur le bassin versant. L’érosion, l e

ruissellement, le couvert végétal et la géologie du bassin devront permettre d’expliquer le

mécanisme de leur implication sur la qualité de l’eau.

-le deuxième objectif doit nous permettre d’évaluer le niveau de comblement du

barrage de Tougou à l’aide d’une méthodologie adaptée. Cette méthodologie doit prendre en

compte l’occupation des sols et les résultats des études menées à petite échelle sur le bassin

versant.


5

III. SYNTHESES BIBLIOGRAPHIQUES

III.1 QUALITE DE L’EAU

III.1.1 Définition de la qualité de l’eau

Selon la norme ISO 8402-1994 le terme qualité se définit comme étant l’ensemble des

caractéristiques d’une entité qui lui confère l’aptitude à satisfaire des besoins exprimés et

implicites. Ainsi nous définissons la qualité d’une eau comme l’ensemble des critères

scientifiques c'est-à-dire suivant des paramètres vérifiables par l’expérimentation qui permet

de définir les usages potentiels que l’homme peut faire de cette eau. Nous reconnaissons par

cette définition qu’une eau apte à tous les usages sans réserves par l’homme dans toutes ces

activités est reconnue unanimement comme étant de qualité. Une eau impropre à n’importe

quel usage est reconnue comme n’étant pas de qualité. Dans les états intermédiaires la

perception de la qualité devient une polémique.

III.1.2 Les facteurs qui influent sur la qualité de l’eau.

Les eaux de barrage proviennent de l’écoulement superficiel des eaux de pluie.

Compte tenue de ses propriétés physico-chimiques (pouvoir solvant très élevé), l’eau est un

agent très puissant de la transformation biogéochimique des milieux (Sigg, 1994).Les

principales sources d’acquisition de la charge dissoute des eaux atmosphériques sont les

apports atmosphériques, les produits d’altération superficielles des roches affleurrantes, la

décomposition et la minéralisation de la matière organique des sols (Meybeck,1984).

La chimie des eaux de pluies est influencée par l’harmattan, vents chauds et secs qui

répandent la poussière du sahara sur l’Afrique de l’ouest. (Gaussen ,1983).

Tout au long du bassin versant, l’eau de ruissellement dissout les minéraux provenant

de l’altération des roches, des résidus des feux de brousse, des pollutions agricoles,

industrielle, domestique, animales des sols.

La décomposition et la minéralisation de la matière organique résultent du travail de la

mésaufaune et des microorganismes qui vivent dans le sol et qui contribuent à la modification

chimique de l’eau.

III.1.3 Les principaux systèmes de classification de la qualité de l’eau

Avec son insuffisance au niveau mondial et la pollution dont elle est de plus en plus

l’objet deux systèmes de classification ont vue le jour celles utilisant les caractéristiques

physico-chimiques du milieu (biotope) et celle fondée sur l’étude de la diversité des

organismes vivant dans ce milieu (biocénose) (Lhotte,2000).


6

III.1.3.1 Classification à base de la biocénose

Les écologistes, principaux défenseurs de la méthode biologique avancent qu’une

étude de la faune et la flore aquatique apporte des renseignements sur la qualité de l’eau avant

et pendant l’échantillonnage alors que l’approche physico chimique caractériserait seulement

le système au moment de l’échantillonnage (Metcalfe, 1996).

La réponse de certains éléments de la biocénose à un changement de la qualité de

l’eau demande un certain temps car la modification de la flore aquatique est fonction de la

teneur en nutriment de la retenue, de même la faune aquatique ne réagit qu’à partir d’un

certain niveau de concentration en substances indésirables ou nocives.

L’idéal pour une analyse biologique serait de considérer l’ensemble de la biocénose mais

comme cette technique est coûteuse les chercheurs se sont limités à un nombre d’espèces

représentatif de la faune que l’on nommera des indicateurs. Ces indicateurs ont été définis en

fonction de leur sensibilité aux polluants que Hynes a défini en 1960 comme une substance

dont la présence élimine des organismes vivants quelque soit sa concentration.

Deux types d’indice ont été définis pour caractériser la qualité globale d’un milieu

aquatique.

L’Indice Globale Biologique Normalisé , IGBN (Norme française NFT 90-350 de

2004)

A partir d’une station on prélève à l’aide d’une épuisette normalisée des échantillons en

tenant compte des différents types d’habitats. Les habitats sont définis par la nature du support

sur lequel vie la biocénose et aussi de la vitesse d’écoulement superficielle de l’eau.

On procède au tri et à l’identification des taxons prélevés afin de déterminer la variété

taxonomique de l’échantillon et son groupe faunistique indicateur.

La norme a défini 152 indicateurs benthiques qui sont regroupés en 4 espèces :

- Les insectes ;

- Les crustacés ;

- Les mollusques ;

- Les vers.

A l’aide de trois tableaux on attribue des nombres appelés indice dont l’interprétation

finale donne la valeur IGBN compris entre 0 et 20 qui est d’autant élévé qu l’eau est

de meilleur qualité donc exempte de pollution et favorable à la biodiversité.

La méthode des indices statistiques


7

Elle est basée sur le calcul des indices de biodiversité. Il en existe une multitude

d’indices qui renseigne sur l’abondance relative de chaque espèce et atteignent leur valeur

maximale lorsque toutes les espèces ont la même abondance (Gaujoux,1995).

Par exemple l’indice de Shannon se calcule par H=∑ p i*log p i ou p i représente la

fréquence relative de l’individu i. Une forte valeur de H traduit la présence de quelques

espèces dominantes donc un milieu sélectif alors que H faible traduit un milieu à la bio-

diversité très élevé (Gaujoux,1995).

Conclusion partielle sur les méthodes écologiques

Les critiques que l’on formule à l’encontre des méthodes basées sur la biocénose sont :

-de ne pas prendre en compte le phénomène de l’eutrophisation dont nous parlerons

plus loin ;

- de nécessiter l’emploi d’un spécialiste en taxonomie ;

- de toujours partir d’une situation de référence qui exige un inventaire exhaustif de la

faune ;

- de manquer de simplicité dans son utilisation ;

- de ne pas permettre de prendre des mesures préventives car à la découverte de la

modification de l’équilibre ce déséquilibre va s’installer durablement.

Comme l’a mentionné (USEPA,1990) l’identification d’un bon indicateur n’est pas aisée

car les espèces ne sont pas toujours sensibles à toutes les formes de pollution car une espèce

peut résister à la présence de métaux lourds mais ne pas résister à la pollution acide.

III.1.3.2 Méthodes fondées sur les paramètres physico chimiques

Cette méthode connaît un grand nombre de classification de la qualité de l’eau car les

paramètres physico chimiques que l’on peut mesurer dans l’eau sont nombreux.

Indice de qualité

De nombreux systèmes de classification ont été proposés qui consistent à transformer

des données caractérisant le milieu en un nombre sensé représenté le niveau de qualité de

l’eau étudiée. C’est la méthode des indices de qualité définie en 1965 et qui a connu de

nombreuses variantes. Couillard et Lefebvre citent le cas de l’eau de la Dalmatie dont l’indice

est constitué par la somme de 9 paramètre ( T, Minéralisation, Coefficient de corrosion,

Oxygène dissous, DBO, Azote total, Azote Kjeldhal, Phosphore total, Coliformes totaux)

pondérées par des coefficient estimés arbitrairement (Lhotte, 2000).


8

D’autres méthodes situent les classes de qualité suivant les valeurs prises par certains

paramètres. C’est la démarche adoptée par la France qui définit 5 niveaux de qualité qui

sont :

-Niveau 1 A : eau non polluée apte à tous les usages.

-Niveau 1 B : eau très peu polluée, également apte à tous les usages.

- Niveau 2 : eau de qualité passable. Cette eau peut être utilisée pour l’irrigation, les

usages industriels et moyennant un traitement poussé à la production d’eau potable. Le

poisson y vit mais sa reproduction n’est pas assurée. La baignade n’y est pas possible.

- Niveau 3 : eau de qualité médiocre, ne convient qu’à l’irrigation, au

refroidissement et à la navigation. La survie du poisson y est aléatoire surtout lors de forte

température d’été.

- Niveau HC : eau dépassant la valeur maximale tolérée en un ou plusieurs paramètres.

Elle est considérée inapte à la plupart des usages et peut constituer une menace pour la santé

publique et l’environnement.

Le principe qui régit cette méthode est que c’est le plus mauvais paramètre de

l’analyse qui conditionne le classement de l’eau or un paramètre isolé peut ne pas répondre

aux normes alors que la qualité globale de l’eau est bonne (Gaujoux, 1995).

III.1.3.3 Conclusion sur les systèmes d’évaluation de la qualité.

Les méthodes biologiques et physico-chimiques permettent d’apprécier l’équilibre

d’un écosystème aquatique. Il est souhaitable que cet équilibre ne soit pas rompu par des

apports exogènes de substances nutritives qui pourraient favoriser l’eutrophisation.

La grande menace qui pèse sur la qualité des eaux de surfaces est l’eutrophisation dont

l’aspect spectaculaire est le développement de végétaux. Dans le paragraphe qui suit nous

allons le définir, expliquer son origine et ses conséquences.

III.1.4 ETUDES GENERALE DE L’EUTROPHISATION.

III.1.4.1 Définition.

Le terme eutrophisation est employé pour décrire l’enrichissement excessif des plans

d’eau par l’apport artificiel et indésirables de substances nutritives favorisant le

développement végétal (Ryding et Rast ,1993).


9

III.1.4.2 Les niveaux trophyques d’un écosystème aquatique

Le milieu aquatique est un milieu vivant régi par des équilibres complexes entre une

grande variété d’organismes végétaux et animaux. Les organismes peuvent être répartis en 3

groupes :

-les producteurs autotrophes constituent le premier niveau. Ils produisent de la matière

organique par photosynthèse, des algues, des plantes aquatiques et des bactéries autotrophes

sont générées sous l’action combinée de la lumières solaires, du CO2 et des nutriments

contenus dans l’eau

-les consommateurs hétérotrophes comprennent l’ensemble des organismes vivants qui

consomment la matière organique produite par les producteurs autotrophes ;

-les décomposeurs sont constitués de bactéries et de champignons dont le rôle est de

décomposer les organismes hétérotrophes et autotrophes mort. Les éléments minéraux issus

de cette décomposition peuvent être piégés dans les sédiments ou relargués dans l’eau suite à

des phénomènes physiques de brassage (vent, retournement du lac) et repris par le cycle de la

production primaire.

III.1.4.3 Les facteurs qui influencent l’eutrophisation

L’équation fondamentale de la photosynthèse (SIGG, 1992)

106 CO2 + 16 NO3- + HPO

2-4 + 122H2O + 18H

+ +oligo-élément + énergie solaire = produc-

tion végétale. (1)

De cette équation on déduit les facteurs qui influencent la production végétale donc

l’eutrophisation.

-La lumière solaire

L’intensité, la durée et la qualité de l’ensoleillement sont des facteurs très importants pour la

photosynthèse. Il délimite la zone de production primaire. Cependant la croissance des algues

est inhibée lorsqu’il y a trop de lumières solaires à cause des ultraviolets.

-la température : elle joue un rôle favorable en milieu tropical en stimulant la cinétique de la

réaction chimique.

-le phosphore c’est l’élément le plus limitant dans la production de la matière organique

notamment dans la génération des algues et des plantes. Le phosphore peut être assimilé sous

toutes ses formes dissoutes ou organiques selon les conditions :

Le phosphore peut avoir une origine interne au lac (phosphore issu des restes

de végétaux et d’animaux mort). Ce phosphore peut être absorbé dans les vases

ou relargués dans l’eau sous formes de composés organique ou minéraux.


10

Le phosphore peut provenir d’apport extérieur. Il peut provenir des lessivages

et de l’érosion naturels, des rejets agricoles et industriels, des eaux usées

domestiques.

L’azote c’est le deuxième élément limitant pour le développement de la matière

organique. L’azote est assimilé par les végétaux et les algues sous toutes les

formes minérales (NO-3, NO

-2, NH4

+) aussi bien sous sa forme moléculaire.

L’azote peut avoir une origine interne au lac.

D’autres facteurs interviendraient comme le temps de séjour de l’eau dans la retenue,

la forme de la retenue, la vitesse de l’eau, le climat par l’intermédiaire de la pluie car les

quantités de nutriments transportés du bassin versant vers le plan d’eau sont proportionnelles

à l’abondance des pluies, de la géologie et à la topographie du bassin versant.

III.1.4.4 Indicateurs de l’eutrophisation

Les principaux paramètres indicateurs du niveau l’eutrophisation d’une retenue sont :

- La transparence

- L’oxygène dissout

- La teneur en algues

- La teneur en matières organique

- La teneur en azote

- La teneur en phosphore mesuré en PO3-

4

- La dureté de l’eau

On peut apprécier le niveau d’eutrophisation à partir :

-de la couleur de l’eau

- de la présence et des types de macrophytes

-des produits de la pêche

-de l’évaluation des vases dans la cuvette

III.1.4.5 Classification des niveaux d’eutrophisation

Dans notre mémoire nous allons utiliser la classification des niveaux d’eutrophisation

définie par l’OCDE (1982). L’OCDE a défini trois niveaux d’eutrophisation (Tableau

n° 5 ci-devant).

-Oligotrophie : les eaux de ces retenues sont claires. Il y a peu de plantes macrophytes.

Les eaux sont douces.


11

-Mésotrophie : les eaux sont moyennement claires. Les eaux sont douces. Les nitrates

et l’ammoniac sont négligeables. Les produits de la pêche sont importants et variés

-Eutrophe : La transparence est faible. L’eau est verdâtre voire noire. Le milieu est

envahi par des macrophytes sous climat tropical.

III.1.4.6 Les conséquences de l’eutrophisation

Elles sont multiples :

Les conséquences sur la vie biologique du lac

On note une sélection des espèces (faune et flore). Au niveau de la faune les espèces

moins résistantes disparaissent au profit des espèces rustres capables de vivre dans un milieu

pauvre en oxygène. Au niveau végétal on observe en Afrique un envahissement du plan d’eau

par des macrophytes.

Il peut y avoir comblement de la retenue par des végétaux et des résidus végétaux.

Les conséquences sur la production d’eau potable

La modification des paramètres physico-chimiques de l’eau induit des conséquences

sur les qualités organoleptiques de l’eau : couleur verte ou noire, saveur amère. Les conditions

d’utilisation de l’eau deviennent dificile à cause de l’accroissement de la matière organique

en décomposition (augmentation de la demande en chlore et formation d’organo-chloré

cancérigènes).

Autres conséquences

La baignade devient dangereuses les macrophytes constituent des hôtes pour les

moustiques, les bilharzies. La navigation devient difficile à cause de la végétation.

III.2 COMBLEMENT DES BARRAGES

Selon l’UNESCO, dans quelques dizaines d’années le monde perdra 50% de la capacité des

retenues par suite de comblement. Le comblement des retenues a pour origine l’érosion sur

les bassins, le transport solide et la sédimentation dans les retenues.

Quels sont les types d’érosion et les facteurs qui régissent son mécanisme ?

III.2.1 Définition

L’érosion est un phénomène naturel par lequel les matériaux constitutifs du sol sont arrachés

de leur assises et transporté vers un lieu de dépôt. Il existe plusieurs types d’érosion qui sont

l’érosion anthropique, l’érosion éolienne, l’érosion géologique et l’érosion hydrique.


12

III.2.2 Les types et facteurs de l’érosion

L’érosion anthropique

Il existe un équilibre naturel entre l’érosion géologique et la formation des sols mais cet

équilibre est rompu par les activités de l’homme (Jalalian et al 1997), ainsi le surpâturage, la

déforestation, les feux de brousse, les mauvaises pratiques culturales, les constructions de

routes, accélèrent l’érosion en dénudant et en déstructurant le sol.

L’érosion éolienne

C’est la force tangentielle qui aboutit à l’arrachement des particules qui sont transportées sous

forme de poussière jusqu’à la retenue.

L’érosion géologique

Suite à l’altération des roches des particules se détachent et tombent et glissent suivant le

pente.

L’érosion hydrique dont les principaux facteurs sont :

-La pluie : elle intervient par son intensité et la taille des gouttes qui possèdent une

énergie cinétique, au contact cette énergie désagrège le sol et provoque le déplacement des

particules, les fines peuvent boucher les pores du sol et constituer une croûte imperméable dite

de battance c’est l’effet splash. Le ruissellement entraine les particules.

-Le sol : l’érosion est fonction du sol car un sol riche en matière organique est cohésif

et résiste mieux qu’un sol non cohésif à la même énergie de martèlement des gouttes.

-Le couvert végétal : les gouttes de pluies sont interceptées par les feuilles elles

perdent une grande partie de leur énergie et sont émiettés et deviennent moins érosives

à l’arrivée au sol, la végétation ralentit le ruissellement donc la force de détachement

des particules. La hauteur du couvert végétal intervient aussi (Roose,1977).

-La pente : elle intervient par l’importance de l’inclinaison car une pente forte

provoque un ruissellement torrentiel donc une grande énergie d’arrachement des particules. La

longueur et la forme de la pente interviennent aussi.

-Les vagues : la contrainte tangentielle que le vent exerce sur la surface du plan d’eau

transfert de la quantité de mouvement à l’eau qui la fait bouger dans la direction du

vent donnant naissance aux vagues qui en se jetant sur les berges arrachent les

particules et les redistribuent au large.


13

III.2 .3 Les modes de transport des produits de l’érosion

Selon Rampon, (1989) les produits de l’érosion sont transportés sous trois formes que sont

les matières dissoutes, les matières en suspension et les matières charriées :

-la suspension concerne les fines sous forme de poussière et de colloïdes ;

- la reptation c’est une suite de déplacement de l’ordre du millimètre et concerne les

grosses particules ;

- la saltation c’est une suite de bond allant du millimètre à quelques dizaines de mètres

et concerne les grains moyens ou fins.

III.2.4 Le processus de sédimentation

A l’entrée des retenues les particules se déposent dans l’ordre les cailloux, les gravillons,

sable fin en fonction de la compétence de l’écoulement. Les matériaux fins (sables très fins,

limons et argiles) sont maintenus en suspension par la turbulence de l’eau mais décanteront

pour former la vase de fonds à la cessation des turbulences. Ces matériaux déposés peuvent à

leur tour être remis en suspension par des courants de fonds dus aux vents ou aux crues et être

évacués par le déversoir.

Processus de sédimentation dans un barrage.

Suspension

Dépôt de

particules fines.

Dépôt de

matériaux

grossiers et de

plus en plus fins

vers l’aval.


14

III.2.5 Les conséquences de la sédimentation dans les retenues

La sédimentation des retenues a pour conséquences :

-la réduction de la puissance annuelle de l’énergie fournie par les centrales hydrauliques suite

à la diminution du volume d’eau à turbiner ;

-l’appauvrissement des populations riveraines suite à la réduction des superficies à irriguer à

cause du manque d’eau, la perte de récolte, l’impossibilité de conduire des cultures de contre

saisons ;

-la pénurie pour l’alimentation en eau des hommes et pour le bétail ;

-la surélévation du plan d’eau qui provoque des inondations en amont et la submersion de la

digue pouvant entraîner sa rupture mettant en danger la vie des populations en aval du

réservoir ;

-la remontée des eaux qui provoquent l’érosion des berges ;

-l’accumulation de sédiments qui peuvent augmenter la poussée sur la digue jusqu’à la

détruire.

-l’accumulation de sédiments qui peuvent recouvrir la vanne de fonds et bloquer son

fonctionnement ;

-l’obstruction des injecteurs en irrigation par aspersion ou localisé ;

- la formation de dépôts dans les canaux ou conduite d’eau ;

-l’augmentation du taux de traitement dans les usines d’eau ;

-la mise en danger la santé de la population si les sédiments sont chargés de matières

organiques ou de produit toxiques.

III.2.6 Méthodes pour mesurer le niveau de comblement des retenues d’eau

Il existe de nombreuses méthodes de mesures du niveau de comblement des barrages.

L’utilisation de la nasse

On piège les sédiments à l’aide d’une cage grillagée posée au fonds de la retenue avec

l’ouverture orientée dans le sens contraire à l’écoulement. A intervalle régulier on relève la

cage pour mesure les sédiments piégés. Cette méthode est peu précise.

La fosse à sédiments

On réalise une fosse sur toute la largeur du lit afin de capter les sédiments, et on suit

son remplissage dans le temps. C’est une méthode fiable car les sédiments se déposent au

même rythme que dans la retenue mais c’est une méthode couteuse car la fosse peut atteindre

plusieurs kilomètres.

Le marquage des sédiments


15

On marque les sédiments sur le bassin versant avec de la peinture ou des produits

radioactifs qu’il s’agira de retrouver dans la retenue après une pluie ou une saison pluvieuse.

C’est une méthode peu fiable car on retrouve à peine 10% des sédiments marqués à cause de

leur enfouissement ou de l’effacement de la peinture.

Le prélèvement en rivière par des bouteilles spéciales

On prélève un volume déterminé d’eau et au laboratoire on détermine la teneur en

sédiments. Le caractère ponctuel de l’échantillonnage n’est pas adapté au suivi annuel de la

sédimentation.

La néphélométrie et turbidimétrie

C’est une méthode optique basée sur la réflexion ou l’absorption de la lumière par des

particules mais sa fiabilité n’est plus assurée en cas de forte concentration en matière en

suspension.

La datation des sédiments

0,1% des particules du rayonnement cosmique atteint la surface du sol, ces particules

incidentes réagissent avec les atomes du sol pour former des isotope C14, Ca41, Cl36 ,10

Be dont

la densité est fonction de la durée d’exposition des sédiments (Sud Sciences ,Janvier 2008). A

l’aide d’un spectromètre de masse on détermine l’âge des dépôts. Cette méthode est inadaptée

pour des sédiments de quelques dizaines d’années d’âge.

La télédétection

C’est la photogrammétrie qui permet de réaliser des levers topographiques à partir de photo

aérienne de basse altitude. On peut repérer les courants de turbidités et déterminer leur

distribution spatiale.

Les levés topographiques

Ils se font par bathymétrie car il faut lever le fond de la cuvette si elle est inondée sinon on

effectue un levé simple.

Ils permettent de calculer le volume compris entre deux levés successifs. Pour le calcul on

utilise soit la méthode des profils si on a un levé partiel ou total de la cuvette soit la méthode

des courbes de niveau qui exige un lever total de la cuvette car il faut construire la courbe

hauteur- volume. La méthode des courbes de niveau est plus précise mais est plus couteuse.

III.2.7 Méthodes pour quantifier le niveau de comblement des retenues d’eau

Il existe de nombreuses formules pour estimer la quantité de sédiment dans un barrage, nous

avons utilisé quelques unes. Il faut se référer au paragraphe IV.2.2 (page 23) du présent

document.


16

III.2.8 Méthodes pour lutter contre comblement des retenues d’eau

La sédimentation des retenues est un phénomène inéluctable qu’il est vain de prétendre

stopper aussi toutes les méthodes proposées ci-dessous n’ont pour vocation que de la retarder

donc d’accroitre l’espérance de vie de la retenue.

Nous allons décrire les techniques à adopter suivant les objectifs recherchés, on peut

combiner les différentes méthodes pour une meilleure efficacité.

Méthodes visant à réduire les apports des sédiments

La conservation des eaux et sols

La majorité des sédiments résultent de l’érosion sur les bassins versant. Il est nécessaire de

limiter la dégradation des sols par des aménagements antiérosif que sont : le reboisement, les

cultures sur terrasses, les cordons pierreux, les labours selon les courbes de niveau, le paillage

des sols, des banquettes d’infiltration et de diversion, le maintien de la fertilité des sols, la

reforestation …

Les barrages de décantation ou debris dam

C’est un ensemble de petits barrages construits en amont du barrage principal dont l’objectif

est de retenir une grande partie des sédiments. Leur construction exige une topographie

adaptée et une pertinence économique.

Le court-circuitage du barrage

Il consiste à dériver lors des crues dans le barrage une fraction du débit qui passe sur le

déversoir.

Méthode permettant de maintenir la capacité utile le plus longtemps

Ces méthodes ont pour but la conservation du volume utilisable de l’eau et sont de deux types

Le dead storage ou tranche morte

Il consiste lors de la conception de réserver un certain volume pour les sédiments, c’est une

méthode coûteuse aux bénéfices très limités en cas de sédimentation importante.

La surélévation du barrage

Le rehaussement de la digue et du déversoir permettent de maintenir le volume utile mais

accroît la surface du plan d’eau.

Méthodes visant à éliminer ou à diminuer le volume de dépôts

Utilisation de la force vive des crues

Elle consiste à utiliser la force d’écoulement du courant des eaux lors des crues. L’ouverture

des vannes de fonds abaisse le niveau et entraîne une mise en vitesse importante. Cela permet


17

aux sédiments transportés de traverser la retenue et l’élimination d’une partie des sédiments

déposés.

Le soutirage

Par une ouverture de la vanne de fond on élimine la vase liquide, son efficacité se limite aux

environs de la vanne.

Le dragage

A l’aide d’une benne preneuse on remonte les sédiments ou avec une drague suceuse on aspire

les sédiments non consolidés.

Le siphonage

C’est un dragage par aspiration naturelle en utilisant la différence de charge entre l’amont et

l’aval.

La chasse à retenue vide

Elle consiste à vider le réservoir par ouverture de la vanne de fond et laisser le cours d’eau

éroder les dépôts.

Le décapage

On retire la couche de sédiment lorsque le barrage est à sec. Cette méthode nécessite d’évaluer

l’épaisseur des dépôts au préalable afin de ne pas accroitre les pertes par infiltration.

Les méthodes d’élimination des sédiments posent des problèmes de gestion

environnementale inhérente à leur stockage et à la toxicité éventuelle des sédiments.

Si les sédiments sont sans danger pour l’environnement on peut les utiliser pour

enrichir les sols en fines, en faire des briques ou des plages artificielles.

IV MATERIELS ET METHODES

IV.1 PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE

IV.1.1 Localisation

Le barrage de Tougou est dans le village de Tougou, département de Namissiguima

dans la province du Yatenga à 25 km de Ouahigouya sur la route de Titao.

Ses coordonnées géographiques sont les suivantes :

-latitude 13° 40’ 43’’ Nord

-longitude 02° 12’ 47’’ Ouest


18

Hydrographie

Limite du bassin versant

Barrage de Tougou

N

EW

S

Le barrage de Tougou et son bassin Versant

LEGENDE

2 0 2 4 6 8 Kilomètres

Sources : IGB/BDOT 2002Réalisation : P. DIABRI


CARTE n°1 : Le barrage de Tougou et son bassin versant.

IV.1.2 Climat

Pluviométrie (Source : station météo de Ouahigouya)

Le climat de la région de Tougou est de type sahélien. Il se caractérise par une saison sèche

d’octobre à Mai et une saison de pluie de juin à septembre.

La pluviométrie moyenne annuelle est 600 mm.

Température (Source : station météo de Ouahigouya)

La température moyenne annuelle est de 29.5°C avec des variations mensuelles généralement

inférieures à 8°C et des variations journalières pouvant atteindre 8°C.

Insolation (Source : station météo de Ouahigouya)

L’insolation moyenne journalière est de 9 heures soit un total annuel de 3250 heures

d’ensoleillement.

IV.1.3 Contexte géologique. (Extrait de la carte géologique du Burkina au 1/500 000).

La géologie est composée de méta sédiment argileux et argileux gréseux dans toute la

moitié sud du bassin versant, la partie centrale est composée de méta volcanites basiques à

neutres et de tufs de lave. L’extrême ouest est composé de granites à biotite ou muscovite.


19

Géologie du B.V

Granites a biotite parfois muscovite

Metasediments argileux ou argilogreseux

Metavolcanites neutres a basiques

Secteurs a predominance de metavolcanites et pyroclastites acides

Volcano sedimentaire : tufs, laves et sediments associes


N


LA GEOLOGIE DU BASSIN VERSANT DE TOUGOU

SOURCES: IGB/BDOT 2002Réalisation : P. DIABRI

SOURCES: IGB/BDOT 2002Réalisation : P. DIABRI

CARTE n° 2 : Géologie du bassin versant.

IV.1.4 Sol (Extrait de la carte pédologique du Burkina au 1/100 000).

Le bassin versant de Tougou comporte cinq classes de sols qui sont :

-sols minéraux brut qui sont des lithosols sur cuirasse ferrugineuse ces sols sont les

plus répandus ;

-sols peu évolué sur matériaux gravillonnaires associés à des lithosols sur cuirasse

ferrugineuses ;

- sols fersialitiques associés à des sols bruns eutrophes peu lessivés à drainage interne

en profondeur sur sable éolien ;

-sols hydromorphes peu humifères à pseudogley dominé par des sols à tâches de

concrétions associées à des sols hydromorphes à faciès structuré. Ils sont associés à des sols

ferrugineux peu lessivé sur matériaux argilo-sableux peu épais issu de schiste.

- sols à mull qui sont des sols vertiques (brun eutrophe) sur matériaux argileux issu de

roches basiques associés à des sols ferrugineux peu lessivés sur sables éoliens.

IV.1.5 Végétation (Extrait du BDOT 2002)

C’est une végétation constituée de steppe herbeuse et de steppe arbustive.

La strate arbustive comprend :

Combretum nigricans ;

Guiéra sénégalensis ;

Butyrospermum parkii ;

Lannéa microcarpa ;

Acacia albida ;

Acacia nilotica.


20

Le tapis herbacé est constitué de andropogon goyanus et de loudeita togoensis.

IV.1.6 Relief

On note la présence de collines et escarpement, les traces d’érosion sont nombreuses.

IV.1.7 Agriculture

La population pratique une agriculture extensive et les amendements sont constitués

uniquement de fumure organique.

Plus de 60 % de la surface du bassin versant est occupée par des champs qui produisent

principalement des céréales ( sorgho, mil et maïs) avec des rendements faibles d’environ 400

kilogrammes à l’hectare.

Les populations des villages de Tougou, Ansolma, Koumbané utilisent l’eau du

barrage pour la culture d’oignons et des cultures de contre saison. La campagne agricole 2007-

2008 le barrage de Tougou à généré plus de 430 millions de chiffres d’affaires en cultures

d’oignons (Direction de l’agriculture du Nord).

IV.1.8 Population

Le bassin versant compte 28 villages dont la population totale est 31 159 habitants

soit une densité de 71 habitants au km2 (recensement 1996). La population est composée

majoritairement de moosés les autres ethnies représentées sont les peulhs et silmi-mossés.

IV.1.9 Elevage

Les populations pratiquent l’élevage extensif majoritairement et l’embouche. Nous n’avons

pas pu obtenir un entretien avec les services de l’élevage.

IV.1.10 Pêche

Selon le service provincial de la pêche du Yatenga la production du barrage est estimé

à 4 tonnes par ans, constitué de carpes, de silures principalement .Un important projet de

production d’alevins est en réalisation en aval du barrage et devra permettre d’ici à 2 ans de

fournir toute la région du Nord en alevins.

IV.1.10 Santé

Selon la Direction régionale de la santé du Nord le bassin versant compte une dizaine

de CSPS. La prévalence des maladies d’origines hydriques est essentiellement le paludisme et

quelques cas de bilharziose. Le barrage n’induit aucune prévalence particulière de maladie

enregistré par les autres CSPS de la région du Nord.

IV.1.11 Description du barrage de Tougou

Caractéristiques hydrologiques du bassin versant du barrage de Tougou

-Superficie = 441 km2


21

-Périmètre = 95 km

-Indice de compacité =1.27

-Forme du bassin versant = Ovalo-circulaire

-Pente moyenne longitudinale = 0.1%

-Régime du bassin versant = Sud sahélien

-Pluviométrie moyenne annuelle = 619mm

-Aspect du réseau hydrographique = arête de poisson

-Longueur du marigot principal = 32km

-Densité de drainage = 2.3km-1

.

Caractéristiques du barrage de Tougou

Année du lever topographique = 1959

Année de construction =1962

Capacité du barrage à la côte 314.20m 4 264 000 m3

Surface du plan d’eau à la côte 314.20 = 460 ha

Longueur barrage et digue = 440m

Longueur du déversoir = 150 m

Longueur de la digue en terre 290m

Pente talus aval 1/1

Pente talus amont 1/1

Hauteur maximale initial 3.20 m

IV.2 METHODE ET MATERIEL

IV .2 .1 Echantillonnage et paramètres utilisés pour évaluer la qualité de l’eau

L’échantillonnage a été effectué pendant la saison sèche (fin avril2008).Les échantillons ont

été prélevés à différents niveaux de profondeur :

-en surface à environ 20cm

- au milieu à 60cm de profondeur

-en profondeur à1m de la surface du plan d’eau.

Les paramètres de températures, de pH, et de conductivité ont été mesurés in situ au

moyen de sondes spécifiques.

Les autres paramètres ont été mesurés au laboratoire sur les échantillons concernés.


22

La mesure de la transparence a été effectuée au moyen du disque de Secchi.

Le tableau N°1 comporte les paramètres analysés et les méthodes appliquées. Toutes les

analyses ont réalisées avec les normes AFNOR pour chaque paramètre concerné.

Paramètres Unités Normes Méthodes et matériels de mesures

Température °C Sonde de température de marque WTW.

pH NF T 90-008 Mesure électro métrique avec électrode de

verre pH de marque WTW.

Conductivité µS/cm NF T 90-031 Conductimètre avec compensateur de

température de marque WTW

Matières en

suspension

mg/L NF T 90-105 Filtration de 25ml de l’échantillon sur

membrane en fibre de verre de 0.47µm

séchage à l’étuve puis pesés

Orthophosphate mg/L NF T 90-023 Formation d’un complexe avec dosage par

spectrophotomètre DR/2010 de marque

HACH.

Phosphore total mg/L NF T 90-023 Minéralisation de l’échantillon à chaud en

présence d’acide sulfurique et de persulfate

de sodium puis dosage spectrométrique des

phosphates obtenu.

Nitrates mg/L NF T 90-045 Formation d’un complexe avec dosage par

spectrophomètre DR/2010 de marque HACH

Azote

ammoniacal

mg/L NF T 90-015 Distillation puis dosage

HCO-3 NF T 90-008 Dosage par acidimétrie

SO2-

4 NF T 90-008 Formation d’un complexe avec dosage par

spectrophotomètre DR/2010 de marque

HACH.

Na+

NF T 90-019 Dosage au spectrophotomètre avec flamme

K+

NF T 90-019 Dosage au spectrophotomètre avec flamme

Tableau 1 Paramètres, normes et méthode d’analyse


23

IV.2.2 Formule ou modèle utilisé pour quantifier le niveau de comblement

Le processus de décantation étant un phénomène complexe, plusieurs approches

peuvent être utilisé pour quantifier le volume des sédiments dans une retenue :

-l’approche théorique, toutes les méthodes théoriques résultent de formules empiriques

et donnent généralement des résultats avec des erreurs qui peuvent dépasser 100%.

-les mesures directes, ce sont les méthodes qui donnent des résultats avec une bonne

précision mais elles sont coûteuses à mettre en œuvre.

Pour tous ces modèles nous prendrons la densité des sédiments égale à d = 1.2 t/m3

valeur couramment admise dans la littérature.

CALCUL DE CUBATURE

Nous avons utilisée la méthode des profils.

Cette méthode nécessite d’avoir le plan initial de la cuvette avant la première mise en

eau. Ce plan initial ne possédait aucune référence planimétrique, nous l’avons scanné ensuite

géo référencé avec le logiciel de SIG ArcGIS. Du plan géo référencé nous avons extrait le

MNT de la cuvette initial à l’aide du logiciel SIG Arcview. A l’aide du logiciel COVADIS

nous régénéré le plan initial et généré le plan issu notre levé.

La surface du plan d’eau à la côté absolue 314.20 en 1962 était de 460 ha, elle a

certainement augmentée de nos jours à cause des dépôts et de l’érosion sur les berges. Vue les

moyens humains et financiers dont nous disposons, nous avons levé environ 220 ha qui

s’étendent de la digue à environ 3,8 km en amont.

Le tirant d’eau maximale se trouve au pied de la digue donc plus nous allons en amont

de la digue plus la profondeur sera faible or selon BRUK, (1986), les dépôts sont

proportionnels au tirant d’eau. La zone du plan d’eau la plus proche de la digue a le temps de

séjour le plus élevé donc on peut penser que les dépôts seront maximaux dans cette zone.

Nous avons extrait des profils (22) en travers tous les 150 m parallèlement à la digue.

En assimilant les dépôts à du remblai et les affouillements issu de l’érosion interne à du déblai

nous avons évalué le volume des dépôts

.

FORMULE DE FOURNIER

E = 6.14p2/P – 4.78 si H

2 /L<6 et 8.1< p

2/P <20 (2)

E = 27.12p2/P – 475.54 si H

2 /L <6 et 8.1< p

2/P >20 (3)

E = 52.49p2/P – 513.21 si H

2 /L >6 et p

2/P >9.7 (4)


24

E = 91.78 p2/P – 737.62 si H

2 /L >6 et p

2/P >8 (5)

E : la dégradation spécifique en t /km2 /an

p : pluviométrie du mois le plus pluvieux en mm ;

P : pluviométrie annuelle en mm ;

L : la longueur du cours d’eau principale en m ;

H : la dénivelée moyenne du bassin versant obtenue sur le profil en long du cours d’eau

principal ;

Tg α =H/L. (6)

Formules valable pour tous les climats sauf les semis aride à relief accusés.

FORMULE DE COLLET QUI EXPRIME LE CHARRIAGE PAR

V = 523QI (7)

Q débit moyen naturelle;

I la pente en millième du cours d’eau principal (1.2).

Nous n’avons trouvé la définition de Q.

FORMULE DE GOTTSCHALK

D = 260*S-0.1

(8)

Ve= S*D (9)

Avec S la superficie du basin versant en km2 et Ve en m

3 /an.

FORMULE DU CIEH-EIER (FORMULE DE GRESILLON)

D = 700(P/500)-2.2

S-0.1

VT = D*S en m 3

/an (10)

Avec S la superficie du bassin versant en km2 et VT en m

3 /an

FORMULE DE KARAMBIRI (1998)

A la suite d’une étude de l’envasement de cinq retenues au Burkina Faso Karambiri a proposé

la formule suivante pour des bassins versant de superficie inférieur à 2000 km2.

D = 137*(P /700)-2.02

*S-0.05

*[0.25+1.13*(h+r)]1.15

(11)

D : Dégradation spécifique annuelle (m3/km

2/an) ;

V : volume annuelle des dépôts par an ;

P : pluviométrie moyenne annuelle (mm) ;

S : superficie du bassin versant (km2) ;


25

h : paramètre anthro ;

r : paramètre morpho ;

Les paramètres h et r sont fonction des activités anthropiques et du degré

d’urbanisation du bassin. Nous avons estimé h= 0.4 car notre bassin versant comporte de

petits villages et r = 0.3 pour un relief peu accidenté d’où h+r = 0.7.

METHODE DE L’USLE ET DE HR WALLINGFORD

Les deux modèles (USLE de Wiscmeier, HR Wallingford) que nous utiliserons ci-

devant ont nécessité des données que nous avons estimés par traitement cartographique avec

le logiciel de SIG Arcview 3.2. Nous avons partitionné notre bassin versant en 10 sous bassins

numérotés de 1 à 10 d’une superficie allant de 33 km2

à 51 km2 environ (Carte n°3). A partir

des cartes numériques du réseau hydrographiques, de la végétation, du fichier BDOT 2002 du

Burkina Faso nous avons déterminé les paramètres des modèles.

Hydrographie


Limites de sous bassins de tougou.shp

N

EW

S Decoupage en sous bassins du B.V de Tougou

LEGENDE




4

8

17

2

3

6

9

5

10

50554845

50515783

49479081

49048953

47397189

45862742

38509323

35339285

31071092.143

43435769

CARTE n° 3 Découpage en sous bassins

Niveau de comblement estimé avec l’USLE

Nous avons suivi les étapes suivantes pour déterminer le volume des sédiments du

barrage de Tougou.

Etape 1

Calcul des pertes en terres de chaque sous bassins avec l’USLE de Wischmeier


26

Etape 2

Calcul des sédiments produits de 1962 à 2007 à partir des pertes en terre avec l’équation de

Woodburn (

Etape 3

Détermination du coefficient d’écoulement moyen annuel à partir des études du sous bassin

Tougou n° qui est l’objet d’étude de ruissellement à l’échelle de la parcelle.

Etape 4

Détermination du taux de décantation à partir de l’abaque de Brune

Etap5

Calcul du volume des sédiments piégés dans le barrage de Tougou.

Etape 1 Calcul de la dégradation spécifique

L’équation universelle des pertes en terres de Wichmeir et Smith

E= R*K*SL*C*P (12)

E : perte en terre (t/ha /an)

R : facteur d’agressivité des pluies

Il prend en compte la capacité érosive de chaque goutte de pluie, il est défini comme la

somme des produits de l’énergie cinétique des pluies Ec unitaires par leur intensité maximale

durant 30 minutes I30. R =Ec*I 30 ce facteur se calcule par évènement pluvieux mais

Wichmeir a proposé à la suite d’une régression que Ec= 1214+890 logI (t/km2/mm de pluie)

I en mm/heure. Le calcul s’effectue pour chaque évènement pluvieux avec le pluviogramme

que l’on découpe en segment d’intensité constante, on cumule les produits des énergies de

chaque segment par leur hauteur en millimètre et on multiplie cette somme par l’intensité

maximum de 30 mn. Vue le calcul long et fastidieux des simplifications ont été apportées,

ainsi on a constaté qu’une relation simple R/H = 0.5+/-0.05 sur une année en moyenne ou H =

pluie moyenne annuelle.(Roose,1977)

Pour le bassin versant de Tougou.

R= 600*0.5 = 300 (Roose 1977) (13)

K : facteur d’érodibilité du sol.

Ce facteur dépend de la texture du sol notamment sa teneur en matière organique, sa capacité

d’échange en cation

Roose (1989) à proposé la classification suivantes pour les sols africains :

K< 0.1 pour des sols très résistants à l’érosion tel sol ferralitique issue de sable ;

0.1<K<0.25 pour des sols assez résistant à l’érosion tel les sols ferralitiques issu de granite ;


27

0.25<K<0.35 pour des sols moyennement sensibles à l’érosion sol ferrugineux divers issus de

granite ;

0.35<K<0.45 pour des sols assez sensible à l’érosion ;

K>0.45 pour des sols très sensibles à l’érosion.

Nous avons adopté pour tout le bassin versant la valeur de K=0.3 en considérant les sols

moyennement sensible à l’érosion.

SL : facteur topographique couvrant la pente et la longueur

SL = (3.58*L) 0.5

*(0.0076+0.0053*S+0.00076*S2) (14)

où S est la pente en % et L la longueur de la pente en mètre.

La pente moyenne sera déterminer pour chaque sous bassin au prorata de la pente suivant le

cour d’eau, et des 2 cotés du versant.

C : facteur couverture du sol et technique culturale.

C’est le rapport entre l’érosion mesurée sur une jachère de référence et sous une culture bien

précise. Selon Roose (1977)

Sol nu C =1.

Steppe herbeuse ou arbustive C =0.1.

Mil ou sorgho 0.4<C<0.9 nous prendrons C= 0.6 pour tout le bassin versant.

P : facteurs techniques anti-érosives classiques

Pour les steppes herbeuses ou arbustive 0.1<P<0.5 nous prendrons une moyenne P= 0.3.

Pour les champs avec cordons pierreux P = 0.1.

Etape 2 Calcul des sédiments produits

Nous utiliserons la formule de Woodburn pour déterminer la masse de sédiments

produit par chaque sous bassins versants :

Sp = 2.492*S0.9151

*E0.8308

*T0.7329

(2)

Sp : Sédiment produit en tonne;

S : surface du bassin versant en hectare ;

E : perte en sol en t/ha/an ;

T : durée en année de la période de sédimentation.

Une étude (Doulaye,2006) sur le sous-bassin n°2 a trouvé que 63%

Etape 3 Détermination du volume annuel écoulé

Les études hydrologiques menées en 2004 ,2005 et 2006 sur le sous bassin n°2 ont évalué le

coefficient d’écoulement à 18% en moyenne. En extrapolant le coefficient sur tout le bassin

versant nous trouvons une lame d’eau ruisselée de 0.18*600 = 108 mm.


28

Etape 4 Détermination du taux de décantation

Le barrage a une capacité maximale de 4 254 000 m3 soit une lame stockée de

4 254 000/440 000 00 = 9.7 mm.

Pour un rapport de 9.7/108 = 0.09 on trouve sur l’abaque de Brune que 86% des sédiments

sont piégés dans la retenue.

Modèle du bureau d’étude HR Wallingford

Ce modèle a été développée pour les petits barrages en AFRIQUE de l’Est et Australe

en 2003 en climat semi aride nous la trouvons parfaitement applicable sur le bassin versant du

barrage de Tougou. Il donne la masse de sédiments produits.

Ce modèle a été conçu pour des bassins versant de superficie maximale d’environ 50

Km2. Nous maintenons la partition ci-dessus en considérant que les sous bassins alimentent

10 petits barrages fictifs à capacité nulle. La sommation des sédiments produits par les 10

sous bassins versants nous donnera la masse des sédiments produits par le bassin versant.

Nous utiliserons le taux de décantation ci-dessus déterminé pour déduire la masse de

sédiments sur 45 ans du barrage de Tougou.

D = 0.0194 S-0.2

*P 0.7

*I0.3

*K 1.2

éro*K 0.7

hydro*K 0.5

vége (15)

D : masse spécifique de sédiment produits en t/ km2/an ;

S : superficie du basin versant en km2

;

P : pluviométrie moyenne annuelle en mm ;

I : pente moyenne à partir de la limite du bassin versant jusqu’au barrage ;

K éro : coefficient empirique fonction de l’érosion du bassin versant (Tableau n°2);

Khydro : coefficient empirique fonction du sol et du drainage du bassin versant (Tableau n°2);

K vége : coefficient empirique fonction de la végétation du bassin versant (Tableau n°2);

Les coefficients ci-dessus énumérés sont déterminés pour chaque sous bassin à partir du

tableau n° 2 ci-dessous.


29

PHOTO n°1 Steppe arbustive PHOTO n°2 Sol nu

PHOTO n°3 Sol encroûté à Koumbané


30

Steppe herbeuse

Culture pluviale annuelle

Steppe arbustive

Agroforesteirie

Sol-érodé+dénudé+cuirasse

Agriculture+espace naturel


Barrage de Tougou

N

EW

S

Carte d'occupation des sols du bassin Versant de Tougou

LEGENDE




CARTE n°4 Occupation des sols du bassin versant


33

Facteur Extrême Coef

ficient

Elevé Coef

ficient

Normal Coef

ficient

Faible Coef

ficient

Type de sol et

drainage

Khydro

Sol nu,

rocheux

40 Sols à faible

drainage, nom

Breuses mares

après de fortes

pluies

30 Sol moyenne

ment bien drainé,

quelques mares après

de

forte pluies

20 Sols à texture

grossière bien drainé

Petites mare après de

forte pluie

10

Végétation

sur tout le

BV

K vége

Faible

couverture

arboré ou

éparse ou sol

nu sur 80%

du BV

40 >50% est couvert

de culture annuel

<30% sous herbes

ou forêt protégé

15

15

Bonne couverture du bv

20-50% sous cultures

annuel.

30-60% est sous tapis

herbacé ou forêt

couvrante.

10

10

Excellente

Couverture <20%

sous culture annuel.

>60% sous tapis

herbassé

5

5

Signe

d’érosion

active

K éro

Nombreuses

traces

d’érosion

active

40 Quelques traces

d’érosion modéré

20 Peu de traces d’érosion

active

10 Pas de trace d’érosion

active

5

Tableau n° 2 Grille pour la caractérisation des sous bassins versants.


35

V RESULTATS

V.1 QUALITE DE L’EAU

V.1.1 Faune aquatique

La faune aquatique qui peuple le barrage de Tougou est constituée des espèces suivantes :

De batracien représenté par les caïmans ;

De poissons constitués par des carpes et des silures, selon les populations il y aurait

aussi des anguilles mais nous n’en n’avons pas vu et l’entretien avec le chef de service

régional de la pêche ne nous a pas permis de le confirmer.

PHOTO n°4 Carpes et silures pêchées dans le barrage de Tougou

V.1.2 Flore aquatique

Sur la surface et sous le plan d’eau nous n’avons décelé aucun végétal ni même à

l’état de décomposition. La couleur blanc laiteuse de l’eau nous permet de suggérer que l’eau

ne comporte pas de phytoplanctons.

Au fond de la cuvette dénoyée où il ya un peu d’humidité on note l’apparition de petits

pousses (10 mm de hauteur maxi) que nous n’avons pas pu identifiés. Ces végétaux sont secs

où le profil d’humidité est profond de plus 5cm.

V.1.3 Tableaux de résultats

Les tableaux n°2,3 rassemblent les résultats des analyses de laboratoires.


36

NO3-

en mg/l

NO2-

en mg/l

NH4+

en mg/l

PO4-

en mg/l

Phosph

ore total

MES

mg /l

Surface 6.645 0.0198 1.44 1.0 2.5 3860

Milieu 9.303 0.045 1.44 1.1 3.4 4132

Fonds 4.873 0.042 3.24 1.6 4.1 9528

Tableau 3 Résultat des analyse physico-chimiques de laboratoire

HCO3- en

mg/l

Cl- en

mg/l

SO-4 en

mg/l

Ca 2+

mg/l

Mg2+

en

mg/l

Na+

en

mg/l

K2+

en

mg/l

Surface 9.76 28 16 4.8 4.86 8 8

Milieu 9.76 28 17 8 4. 8 8

Fonds 9.76 32 17 4.8 5.832 12 12

Tableau 4 Analyse des éléments majeurs

pH Température en °C Conductivité en µS/cm

Surface 6.72 27.7 91

Milieu 6.73 27.7 91

Fonds 6.73 27.6 89

Tableau 5 Résultats des mesures in situ

V.2 NIVEAU DE COMBLEMENT


37

PHOTO n° 5 Vue de la digue, des sédiments et du plan d’eau du barrage de Tougou

V.2.1 Extrapolations.

L’analyse des profils en travers issus du plan de la cuvette initial et ceux issu de notre

levé nous permet de faire les observations suivantes :

- Du profil 1 au profil 18 les dépôts sont localisés dans le lit mineur et leur épaisseur va

en diminuant vers l’amont

- Du profil 19 au profil 22 la cuvette du barrage est soumise à un surcreusement du lit

mineurs et une érosion des berges, cette érosion des berges explique les inondations du

village de Koumbané les trois dernières années. Ces inondations ont amené plus de la

moitié du village à déménagé en hauteur.

Au vu des profils en travers nous avons estimons le volume maximale dépôts.

Le tableau n°6 présente les résultats du niveau de comblement estimés avec les modèles et

formules du paragraphe IV.2.2

MODELE VOLUME DE

DEPÖT m3/km

2 /an

TOTAL DEPOT

1962 à 2007 en m3

TAUX DE

COMBLEMENT

(%)

GOTTSCHALK 141

2 791 800 66

FOURNIER 840 16 632 000 390

KARAMBIRI 145

2 871 000 67

EIER-CIEH 252

4 989 600 117

WALLIINGFORD 157 4 676 000 110

WISCHMEIER 170 2 889 600 68

METHODE DES 123 2 435 400 57


38

PROFILS

Tableau 6 Résultats des niveaux de comblement

VI. ANALYSE ET DISCUSSION

VI.1 QUALITE DE L’EAU

Nous allons interpréter nos résultats en utilisant trois grilles définies par le Service de l’Eau

et des Milieux Aquatique de la France (1991):

La première permet d’estimer la qualité générale de l’eau (Tableau IV) ;

La deuxième grille permet d’estimer le niveau de pollution en utilisant les composés

azotés (Tableau V) ;

La troisième grille permet d’estimer le niveau de pollution en utilisant les composés

phosphorés (Tableau VI).

VI.1.1 Analyse individuelle des paramètres physico-chimiques

La conductivité, la température, le pH

La conductivité de l’eau (90µS/cm) traduit la faible minéralisation de l’eau. Le pH de

6.72 traduit la presque neutralité l’eau.

Les chlorures Cl-

Avec une teneur moyenne en chlorure de 29 mg/l, pour une eau brute cette concentration

n’est pas alarmante.

. Vue l’absence de mine de sel sur le bassin versant elles proviennent des eaux de pluie car les

pluies de la région résulte de la rencontre de masse d’air continental et de celle chargée

d’humidité d’origine marine.

Les sulfates SO42-

Une concentration de 17 mg/l. Les sulfates pourraient provenir de la pluie, le bassin

comportant des roches sédimentaires une dissolution de sulfure n’est pas à écarter.

Sodium et potassium

Avec une concentration de 10mg/l de sodium et 10mg/l de potassium est à la limite de

la concentration maximale qui est de 12 mg/l pour une eau destinée destiné à la

consommation humaine.

Le potassium et le sodium pourraient provenir de la lithologie du bassin versant par échange

cationique avec le complexe argilo-humique et par altération de la biotite ou de la muscovite.

Le potassium peut provenir des berges du barrage ou on utilise de l’engrais NPK.


39

Calcium et magnésium

Avec une concentration moyenne de 6 mg/l pour le calcium et de 5 mg/l pour le magnésium

Ces éléments proviennent de la dissolution des carbonates secondaires et aussi de l’altération

des minéraux détritiques (Biaou et al, 1999)

Nitrate

Nous avons une teneur moyenne de 7mg/l. Si l’on se limite à ce paramètre nous allons

estimer la pollution de l’eau à un niveau modéré c'est-à-dire peu importante, car la teneur est

comprise entre 5 mg/l et 25 mg/l.

Nitrite

Une concentration moyenne de 0 .04mg/l. Cette teneur permet d’évaluer le niveau de

pollution à une absence de pollution. Il faut noter que cette forme d’azote est très instable car

suivant les conditions d’aérobie elle évolue vers les nitrates en présence d’oxygène et vers

l’ammonium en absence d’oxygène. Donc l’évaluation du niveau de pollution avec cette

forme d’azote n’est pas pertinente.

Ammonium

Nous avons une concentration de 2mg/l, cette teneur en ammonium nous permet d’évaluer

la pollution à un niveau important.

Les composés azotés (nitrates, nitrites, ammonium) proviennent du bassin versant.

Lorsque les feuilles, les hommes, et les animaux émettent de la matière organique fraîche il se

produit leur décomposition par les bactéries et la production de NO3- par oxydation de

l’ammoniaque. L’absorption racinaire de l’azote atmosphérique peut expliquer l’origine des

composés azotés.

Orthophosphate

Une teneur de 1.2 mg/l permet de le situer le niveau de pollution en phosphate à une pollution

importante.

Phosphore totale

Une concentration de 3.3mg/l. Cette teneur nous indique que le niveau de pollution en

phosphate est excessif.

Les composés phosphorés (orthophosphate et phosphore total) existent peu dans les eaux

naturelles comme la géologie bassin versant ne comporte pas de minerais en phosphate, ces

composés peuvent avoir plusieurs origines possibles :

-L’origine humaine due au métabolisme humaine. En effet l’homme rejette 1.5g de

phosphate par jour (Rodier 1996) or nous avons remarqué que plus de 90% de la


40

population du bassin effectue leurs besoins naturels dans la nature .On estime les apports

annuels à environ 18 tonne.

-Une origine agricole, due à l’utilisation du NPK par les paysans dans les cultures

maraîchères et de contre saison.

-La période de prélèvement (fin avril) à aussi une influence sur la concentration car une

bonne partie de l’eau de la retenue a été perdue par évaporation ce qui augmente la

concentration

Matière en suspension

Habituellement en cette période au Burkina-Faso la teneur de matières en suspension

dans les retenues exploitées par l’ONEA est la plus faible, sa forte valeur dans le barrage de

Tougou s’explique par le niveau très bas du plan d’eau (hauteur moyenne de 60 cm ) d’eau

lors de notre passage au mois d’avril. Ce niveau bas facilitent l’accès des pêcheurs à pieds et

des animaux jusqu’au milieu du plan d’eau. Ce facile accès provoque la remise en suspension

de la vase de fonds.

Selon le classement de l’agence de bassin de l’Adour Garonne(1991) notre teneur de

MES de 5840 mg/l est le paramètre le plus mauvais et classe l’eau du barrage de Tougou à

partir du mois d’avril au niveau HC (Hors Classe) inapte à :

-l’irrigation car les dépôts dans les canaux seront élevés;

-l’alimentation en eau des populations car la consommation en réactifs pour la clarification

serait très élevé et entraînera une grande augmentation du prix de revient de l’eau.

Cette forte teneur peut constituer une menace pour la santé car les matières en

suspension constituent le principal support des micro organismes pathogènes de l’eau et des

métaux lourd (Meybeck et al ,1989).

VI.1.2 Niveau d’eutrophisation du barrage

Pour évaluer le niveau d’eutrophisation, nous avons fait notre analyse avec les valeurs

seuils proposée (OCDE ,1982). Ce programme sert à évaluer le niveau trophyques.

Pour classer le niveau trophyque d’un plan d’eau, il suffit qu’un des paramètres définit

par l’OCDE dévie d’une valeur seuil du système de classification fixe.

Dans notre étude nous n’avons pas pu mesurer la teneur en chlorophylle “ a “. Une

étude (Maîga et Denyigba, 2001) a montré que dans la zone sahélienne la teneur en

chlorophylle a est inférieure à 0.1µg/l.

Nous n’avons pas pu mesurer la teneur en oxygène dissout car la sonde de notre

laboratoire de terrain n’a pas fonctionné mais elle est certainement supérieure à 5 mg/l car la


41

faible profondeur 0.6 m et le brassage provoqué par les nombreux pêcheurs mettent l’eau

dans des conditions similaires au barrage de Djibo (même zone climatique) où une étude

(Maîga et al,2006) a trouvé une sursaturation de l’oxygène dissout (>8 mg/l).

Paramètres Valeurs

moyenne de

Tougou

Valeurs Seuils

Oligotrophe Eutrophe Hypertrophe

Disque de Secchi (m) 0.005m >6.0 3-1.5 <1.5

Oxygène dissous (mg/l)

(estimé)

>5mg/l < 5mg/ml

Chlorophylle a (µg/l)

(estimé)

<0.1µg/l 2.5 8-25 >25

Azote total (µg/l) 7000 661 < 1875

Phosphore total (µg/l) 3300 10 35-100 >100

Tableau 7 Comparaison des valeurs moyennes de la retenue de Tougou avec ceux de

l’OCDE.

Selon les valeurs seuils d’azote et de phosphore total et la transparence au disque de

Secchi la retenue serait hypertrophe. Mais selon nos résultats de terrains il n’apparaît aucun

végétal sur le plan d’eau et l’eau une fois décanté (1mois) à une bonne transparence et est sans

coloration.

Il est communément admis que la forte concentration en phosphore dans les eaux joue

un rôle déterminant sur le développement des végétaux aquatiques (Vollenveider, 1982). C’est

principalement sous forme de phosphate que les végétaux absorbent le phosphore, bien qu’ils

puissent mobiliser aussi une fraction souvent indéterminée du phosphore total ( Martin,

1987,Gerdes et Kunst 1998) or son abondance est assurée.

De même c’est sous forme de nitrate et d’azote ammoniacal que l’azote est bio

disponible or ces éléments sont en forte concentration dans notre eau.

Le magnésium qui est un constituant de la chlorophylle « a « existe en abondance

5000 µg/l.

La température de l’eau (28°C à 8h et 32°C à 18h) est une température idéale pour la

prolifération des algues.


42

L’énergie solaire est disponible en abondance durant cette période (plus de 9 heures

par jour, selon la station météo de Ouahigouya ).

Toutes les conditions sont réunies pour un développement des végétaux mais la forte

turbidité de l’eau empêche la lumière de pénétrer et inhibe l’eutrophisation ce que Maiga et al

ont montré en 2006 lors de l’étude de 10 plans d’eau au Burkina Faso.

VI.2 NIVEAU DE COMBLEMENT

Au vu du tableau n°6 dessus nous pouvons écarter les niveaux de comblement du

barrage de Tougou estimés avec les modèles de Fournier, de EIER-CIEH et celui du bureau

d’études HR Wallingford, en effet pour tous ces modèle le barrage de Tougou n’existent plus

ce qui manifestement n’est pas conforme à la réalité du terrain.

Les estimations du niveau de comblement avec les modèles de Gottschalk ;Karambiri

et Wichmeier donnent le même niveau et indiquent que le barrage de Tougou est comblé aux

deux tiers, ces estimations sont proches de l’évaluation du niveau de comblement par la

méthodes des profils (60%).

VII CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES

L’étude de la qualité de l’eau d’un barrage en fin de saison sèche en région sud

sahélienne nous a permis de mettre en évidence que la forte teneur de matières en suspension

et de la forte concentration en nutriment agissait en sens inverse sur l’eutrophisation. En effet

selon les valeurs seuils de l’OCDE le barrage serait hypertrophe or l’absence de la flore

aquatique nous prouve que ces critères ne sont pas adaptés pour notre barrage. Les valeurs

relativement élevées des paramètres physico-chimiques de l’eau du barrage de Tougou sont

liées à la période de l’échantillonnage car la forte évaporation, le nombre élevé d’animaux qui

viennent s’abreuver et émettent leurs déjections dans l’eau et enfin la remise en suspension

des fines de la vase de fonds expliquent la très mauvaise qualité de l’eau du barrage de

Tougou en fin de saison sèche.

Cette contribution à la connaissance de la qualité de l’eau du barrage de Tougou devra

être approfondie par une étude sur la qualité des eaux de ruissellement en fonction des sous

bassins et aussi par un suivi mensuel de la qualité de l’eau du barrage sur une saison pluvieuse


43

et jusqu’à fin novembre période où la transparence de l’eau de Tougou est probablement

maximale car cette période coïncide avec le niveau maximal de l’eau.

L’évaluation du niveau de comblement d’un barrage par des modèles empiriques

donne des résultats très disparates. Ce manque de précision est due à leur mode

d’établissement car soit elle ne prend en compte que des paramètres géométriques dont la

détermination est facile, dans ce cas on ignore la complexité des phénomènes naturels qui

régissent le comblement soit elles prennent en compte ces paramètres ; dans ce cas leur

estimation juste relève de l’exploit malgré l’apparente rigueur qu’elle semble refléter. Ainsi

l’évaluation du niveau d’envasement de chaque retenue est un cas particulier. Dans notre

étude les méthodes de Karambiri et Gottschalk donnent une bonne évaluation à 10% près la

valeur du volume des dépôts. Nous préconisons que l’évaluation du niveau de comblement du

barrage de Tougou soit inscrit dans les années à venir en licence troisième année

professionnelle comme projet de fin d’étude.

VIII.BIBLIOGRAPHIE

Ouvrages et articles

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Cemagref (2001) Qualité et gestion des sédiments d’eau douce.

Durand J. M (1996) Cours de petits barrages en terres EIER.

Doulaye (2004) La dégradation des sols dans le bassin versant supérieur du Nakambé et

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DESS, Université de Ouagadougou.

Duchaufour P.(2001) Introduction à la science du sol.

Gaujous D. (1995) La pollution des milieux aquatiques

HR Wallingford (2004a ) Guidelines for predicting and minimising sedimentation in small

dams.

Journal of spatial Hydrology Vol. 6 ,N°2, Fall (2006).


44

Karambiri H. (2003) Crue et érosion hydrique au sahel: Etude et modélisation des flux d’eau

et de matières sur un petit bassin versant pastoral au nord du Burkina Faso .Thèse

Docotorat, Université Paris VI

Karambiri H. (1998) Etude de l’envasement des barrages au Burkina Faso : Etude de cas.

Mémoire de fin d’études EIER.

Komelan Y. (1999) Eutrophisation des retenues d’eau en Côte d’Ivoire et gestion integer de

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Koussoubé A.(2006) Etat et dynamique spatio-temporelle du couvert végétal du bassin versant

de Tougou au nord du Burkina Faso. Mémoire de Maîtrise Université de

Ouagadougou.

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Metcalfe L.J (1989) Biological water quality assesment of running water, Envir. Pollut.

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Orstom (cahiers ORSTOM) Volume XXV n°12 1989-1990.

Rodier et al. (1996) L’Analyse de l’eau 8è édition. Edition Dunod. Paris.

Ryding et Rast (1993) Le contrôle de l’eutrophisation des lacs et réservoirs. Edition Masson.

Roose E. (1977) Erosion et ruissellement en Afrique .Vingt années de mesures en petites

parcelles expérimentales. ORSTOM.

Sigg et al. (1992) Chimie des milieux aquatiques. Edition Masson .Paris.


45

IX. ANNEXES

PROFILS EN TRAVERS ET SURFACE DEPOTS ET EROSION

310,5

311

311,5

312

312,5

313

313,5

314

314,5

315

315,5

316

-100 0 100 200 300 400 500

Initial

Actuel

Profil 01 Dépots = 3342m2 Erosion= 854m2

310,5

311

311,5

312

312,5

313

313,5

314

314,5

315

0 100 200 300 400 500 600

Initial

Actuel

Profil 02 Dépots = 2223m2 Erosion =510 m2


46

311

311,5

312

312,5

313

313,5

314

314,5

315

0 200 400 600 800

Initial

Actuel


311

311,5

312

312,5

313

313,5

314

314,5

315

0 200 400 600 800

Initial

Actuel



47

311,5

312

312,5

313

313,5

314

314,5

315

0 200 400 600 800

Initial

Actuel


311

311,5

312

312,5

313

313,5

314

314,5

0 500 1000 1500

Initial

Actuel

Profil 06 Dépots = 4990m2 Erosion =0m2


48

311

311,5

312

312,5

313

313,5

314

314,5

0 200 400 600 800 1000 1200

Initial

Actuel


311

311,5

312

312,5

313

313,5

314

314,5

0 100 200 300 400 500 600

Initial

Actuel



49

311,5

312

312,5

313

313,5

314

314,5

0 100 200 300 400 500

Initial

Actuel


312,4

312,6

312,8

313

313,2

313,4

313,6

313,8

314

314,2

314,4

0 100 200 300 400 500

Initial

Actuel



50

312,4

312,6

312,8

313

313,2

313,4

313,6

313,8

314

314,2

314,4

0 100 200 300 400

Initial

Actuel


312,4

312,6

312,8

313

313,2

313,4

313,6

313,8

314

314,2

314,4

0 100 200 300 400

Initial

Actuel



51

312

312,5

313

313,5

314

314,5

315

315,5

316

-100 0 100 200 300 400

Initial

Actuel


312,4

312,6

312,8

313

313,2

313,4

313,6

313,8

314

314,2

314,4

0 100 200 300 400

Initial

Actuel



52

312

312,5

313

313,5

314

314,5

315

-100 0 100 200 300 400

Initial

Actuel


312

312,5

313

313,5

314

314,5

0 50 100 150 200 250 300

Initial

Actuel



53

312

312,5

313

313,5

314

314,5

315

0 100 200 300 400 500

Initial

Actuel


312,8

313

313,2

313,4

313,6

313,8

314

314,2

314,4

314,6

0 100 200 300 400

Initial

Actuel



54

312,8

313

313,2

313,4

313,6

313,8

314

314,2

314,4

314,6

0 100 200 300 400 500

Initial

Actuel


312

312,5

313

313,5

314

314,5

315

0 100 200 300 400 500 600

Initial

Actuel



55

312

312,5

313

313,5

314

314,5

315

0 100 200 300 400 500 600

Initial

Actuel


312,4

312,6

312,8

313

313,2

313,4

313,6

313,8

314

314,2

314,4

0 100 200 300 400 500

Initial

Actuel

22 Dépots = 0m2 Erosion =719m2


56

ANNEXES II NORMES FRANCAISES SUR LA QUALITE DE L’EAU


57

Résumé

L’objectif de la présente étude est d’évaluer le niveau de comblement du barrage de

Tougou et d’apprécier la qualité de l’eau en relation avec les activités anthropiques sur le

bassin versant.

L’occupation des bassins versants par l’homme est à l’origine de la dégradation du

couvert végétale dont la principale conséquence est l’érosion hydrique. Ce type d’érosion est

la cause de la destruction de la structure du sol. Ainsi les éléments solubles et solides contenus

dans l’eau de ruissèlement influent sur la qualité de l’eau et le comblement des retenues.

Notre étude a montré que la qualité de l’eau du barrage de Tougou en fin de saison de sèche

ne dépend que de la teneur en matières en suspension (58g/l), car tous les autres paramètres

physico-chimiques sont nettement en dessous des valeurs des niveaux guides des eaux

destinées à une utilisation industrielle, humaine ou agricole. L’eutrophisation est aussi inhibée

par cette concentration de matières en suspension malgré les teneurs en phosphore et azote

élevées. L’évaluation du niveau de comblement du barrage de Tougou par les formules de

Gottschalk et Karambiri donne une valeur de 68% qui est proche de la valeur donnée (57%)

par la méthode des profils tandis que les autres modèles donnent des estimations supérieures à

100%.

Mots Clés :

1 – Qualité de l’eau

2 - Eutrophisation

3 - Erosion

4 - Tougou

5 - Comblement


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SUMMARY:

The objective of the present study is to estimate the level of filling of the dam of Tougou and

to appreciate the quality of the water in connection with the anthropological activities on the

watershed.

The occupation of the watershed by the man is at the origin of the vegetable

degradation which main consequence is water erosion. This kind of erosion is the cause of the

destruction of the structure of soil. Thus soluble and solid elements contained in the water

streaming influence the quality of the water and the filling of the dam.

Our work showed that the quality of the water of the dam of Tougou at the end of dry-

season only depends on the content in suspension materials (58g / l), because all other

physico-chemical parameters are sharply below the values of the norms of waters intended for

an industrial, human or agricultural use. The eutrophication is also inhibited by this

concentration of suspension materials in spite of the contents in phosphor and nitrogen which

are raised. The level of filling of the dam of Tougou estimated by the formulae of Gottschalk

and Karambiri dont give convincing results because they look to best a 68 % , whereas the

other formulae () give estimations superior to 100 %.

Key words :

1 - Quality of water

2 - Eutrophication

3 - Water erosion

4 - Tougou

5 – Dam filling

memoire pour l’obtention du diplÖme ingenieur de l

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