Remote sensing monitoring of Lake Chad water dynamics, and landscape and socio-economic transformations (1987-2015)
MBEVO Fendoung Philippes & VOUNDI Éric
Résumé : Les préoccupations liées aux changements climatiques prennent le devant des débats et politiques internationales. Le sahel est particulièrement vulnérable, eu égard à sa proximité avec le désert du Sahara. Le lac Tchad qui fait l’objet de convoitises interétatiques, perd de ce fait, le volume de ses eaux. Il s’en suit une chute des activités économiques telles la pêche, l’élevage et l’agriculture. Cette situation entraine des conséquences tant environnementales que socio-économiques. On y observe une transformation profonde du paysage qui laisse progressivement alterné dans l’espace des bangs de sable et les touffes d’herbes. Ce travail cherche à analyser la dynamique environnementale autour du lac Tchad en rapport avec les changements climatiques et à caractériser les mutations paysagères et socioéconomiques qui s’y greffent. L’étude s’appuie sur la télédétection, mais aussi sur les enquêtes socio-économiques de terrain. Il en ressort une variation saisonnière des volumes d’eau du lac avec une tendance à la diminution au cours de la période observée. Ceci induit des effets socio-économiques, vus sous l’angle des crises alimentaires et de la baisse des activités économiques.
Mots clés : Changement climatique, dynamique environnementale, Mutation paysagère, Lac Tchad
Abstract: Climate change concerns are taking center stage in international debates and policies. The Sahel is particularly vulnerable, given its proximity to the Sahara Desert. Lake Chad, which is the object of inter-state covetousness, is losing its water volume. As a result, economic activities such as fishing, livestock breeding and agriculture are falling. This situation has both environmental and socio-economic consequences. A profound transformation of the landscape can be observed, with sandbanks and grassy areas gradually alternating in space. This work seeks to analyze the environmental dynamics around Lake Chad in relation to climate change and to characterize the landscape and socio-economic changes that are taking place. The study is based on remote sensing, but also on socio-economic field surveys. It shows a seasonal variation in the volume of water in the lake, with a tendency to decrease during the period observed. This leads to socio-economic effects, seen from the point of view of food crises and the decline in economic activities.
Keywords: Climate change, environmental dynamics, Landscape change, Lake Chad
Plan
Introduction
Méthodologie
Présentation de la zone d’étude
Méthode de traitement d’image en télédétection
Résultats et discussion
Contexte climatique autour du Lac Tchad
Dynamique environnementale et paysagère autour du Lac Tchad (1987-2015)
Dynamique des activités économiques
Les facteurs de régression des eaux du Lac Tchad
Conclusion
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INTRODUCTION
Le bassin du lac Tchad connait de nos jours l’une des pires catastrophes écologiques enregistrée dans le monde. La totalité de ses eaux ne représenterait actuellement qu’un dixième de son volume d’antan. Or, durant les périodes postglaciaires, les conditions climatiques du Sahara étaient beaucoup plus clémentes que celles ambiantes et le désert réel n’avait pas la proportion actuelle (Bonté, 2006). Selon les historiens, le Sahara était en majeure partie couvert d’une végétation boisée de type méditerranéen, particulièrement dans les massifs centraux avec autour d’eux de nombreux lacs et des prairies sèches. Suivant les alternances des phases humides et sèches, le lac Tchad pouvait s’étendre ou se rétracter, mais à partir de 4000 av. J.-C. jusqu’à nos jours, la baisse des eaux se fait à une vitesse au détriment des populations qui y tirent les moyens de subsistance. En effet, ce qui est appelé « Bassin conventionnel du lac Tchad », défini par la Commission du Bassin du Lac Tchad (CBLT) avait une superficie de près de 423 300 km² réparti entre quatre pays, (Olivry et al, 1996). On assiste, ces dernières décennies, à l’installation de l’aridité et à l’avancée du désert. Le lac Tchad aurait perdu plus de 90% de sa superficie (Eberschweiler, 2011). Cette situation expose les pays limitrophes à l’insécurité alimentaire (Heinrigs, 2010). Prenant le cas du Cameroun, la région de l’Extrême-Nord, notamment la localité de Darrack, connait une chute considérable des activités économiques, agro-pastorales. On y note une multiplication de migrants climatiques d’une part et sécuritaires d’autres parts (exactions de la secte islamiste Boko Haram). Cette régression drastique du lit du lac Tchad n’est pas un cas isolé. Certains grands cours d’eau dans la zone ont également enregistré une forte dynamique, caractérisée par une reconversion du paysage. Les marques de ces changements sont entre autres le rétrécissement des berges (Doudje et al, 2014) et la baisse du débit des cours. C’est le cas des berges du Logone entre la retenue de Maga et le lac Tchad (Kana, 2014). Ce rétrécissement a des implications environnementales socio-économiques considérables, en réduisant les fonctions écosystémiques du lac et en agissant sur le niveau de vie des populations locales. Face à cette situation, certains auteurs se sont demandé si ce lac était condamné à disparaitre (Olivry et al. op.cit.).
L’objectif de cette recherche est de dresser un état des lieux des dynamiques environnementales liées au changement climatique dans la région du lac Tchad tout en caractérisant les mutations paysagères et socio-économiques qui en résultent. La méthodologie adoptée dans ce travail s’appuie sur le traitement et la classification des images Landsat TM et ETM+ et OLI, couplées aux données d’observation et d’enquêtes sur le terrain
MÉTHODOLOGIE
Présentation de la zone d’étude
Le lac Tchad est situé entre les 12°20′ et 14°20′ de latitude Nord, et entre les 13° et 15°20′ de longitude Est, (cf. figure 1) en bordure sud du Sahara. Il constitue une vaste étendue d’eau douce, de type endoréique, partagée entre le Cameroun au sud (8%), le Niger au nord-ouest (17%), le Nigeria à l’ouest (25%) et le Tchad à l’est (50%) (Anonyme, 2005). Il est le 4e plus grand lac Africain et le 3e lac endoréique du monde. Il s’étale dans une cuvette fermée faiblement déprimée.
Figure 1 : Localisation de la zone d’étude
Méthode de traitement d’image en télédétection
De façon conventionnelle, le traitement d’image en télédétection respecte un certain nombre d’étapes. Elle va de l’acquisition des images (Landsat) jusqu’à la classification et la production des cartes d’occupation du sol. L’étape de vérification est décisive et permet de valider la classification. Des levées GPS sont effectuées pour corriger et valider les résultats finaux. Cette démarche se résume à travers ce schéma de synthèse (cf. figure2).
Figure 2 : Méthode de traitement d’image en télédétection (source : Mbevo et al, 2017)
Les images Landsat utilisées sont issues de plusieurs capteurs. Il s’agit des capteurs Landsat TM, ETM+ et Oli (cf. tableau 1).
Source : Méta data des images Landsat
Tableau 1 : Caractéristiques des images Landsat traitées
Comme outils de traitement, les logiciels Erdas Imagine 2014 et QGIS2.18 ont été utilisés pour le traitement d’image et les traitements SIG (notamment la vectorisation des fichiers et l’habillage cartographique). Le logiciel Excel a été utilisé pour les analyses statistiques et la production des graphiques.
Observation, enquête sur le terrain et calcul de l’indice de l’eau
Cette étape a permis d’observer la situation du paysage autour du lac Tchad. Des entretiens ciblés sont effectués, notamment auprès des pécheurs, éleveurs et agriculteurs. Mais aussi auprès des personnes directement impliquées dans la gestion du lac Tchad. Pour calculer l’indice de l’eau nous avons appliqué la formule suivante : Indice de l’eau (WI) = somme des canaux du visible (Rouge, Vert, Bleu) / somme des canaux de l’invisible (Proche infrarouge, Moyen infrarouge, Infrarouge thermique). Cette équation se résume à la formule suivante :
WI=(B+V+R)/(PIR+MIR+TIR)
Calcul des volumes d’eau
La détermination de ces volumes s’est faite à l’aide du logiciel Erdas Imagine® suivant la formule ci-après:
V= (Wi min+ Wi max)*R2
V= volume de l’eau
R= résolution du capteur
Wi max= valeur maximale de l’indice de l’eau
Wi min=Valeur minimale de l’indice de l’eau.
RÉSULTATS ET DISCUSSION
Fort de la démarche méthodologique adoptée, avec les méthodes et outils sus évoqués, nous avons obtenu un certain nombre de résultats, principalement axés sur la dynamique environnementale autour du lac Tchad et des eaux (1987, 2000 et 2015) ; mais aussi sur l’évolution des activités socio-économiques dans la zone. Un accent particulier est porté sur la partie camerounaise du lac. De même, les différentes classifications réalisées ont permis d’élaborer les cartes des formes d’occupation du sol de la zone du lac Tchad en ces trois années précédemment retenues.
Contexte climatique autour du Lac Tchad
Dans la présente étude, le climat du lac Tchad est analysé au prisme de moyennes et de la variabilité des composantes, pluviométrie et température. Dans cette région, comme du reste dans toute la zone sahélienne, la pluie est de loin la variable climatique la plus déterminante pour la vie des populations et dicte à elle seule, les contingences de l’environnement. La pluie, et à un second degré la température, peut donc être considéré comme les paramètres indiqués pour caractériser et analyser l’évolution du climat dans la bande sahélienne, spécifiquement autour du lac Tchad. Ainsi, il subsiste le sempiternel problème de savoir si la pluviométrie, telle qu’elle se manifeste au Sahel en général et dans la région du lac Tchad est le fait de la manifestation du changement climatique ou une variabilité naturelle du phénomène ?
Le lac Tchad se trouve dans la partie méridionale de la bande sahélienne. Dans la configuration actuelle – limite des eaux – le lac se déploie dans la zone tropicale entre les domaines saharien – dans sa partie nord – et soudanien dans les marges sud. Le climat est donc semi-aride et chaud marqué par l’alternance d’une courte saison humide estivale et une très longue saison sèche. La saison sèche est très intense avec un grand nombre de mois totalement secs. Elle dure entre 8 et 10 mois en moyenne, soit du point de vue strict, entre le mois d’Octobre et de Mai. Les mois de Juin et d’Aout constituent des mois de transition entre les saisons sèche et de pluie. Les températures sont en moyenne très élevées. À l’échelle annuelle, elle varie entre 28 et 33°C. Les températures les plus chaudes sont enregistrées aux mois d’Avril et Mai et peuvent atteindre des pics de 40°C. Elles correspondent à la période la plus intense de la saison sèche. Les minimales de températures (20 à 22°C) sont observées aux mois de juillet et d’Aout propices aux pluies. L’amplitude thermique annuelle est très importante. Elle oscille autour de 18°C et culmine parfois à 21°C (PNACC, 2015).
La saison pluvieuse est très courte, caractérisée par des pluies erratiques. Elle dure en moyenne deux à deux mois et demi et atteint exceptionnellement trois mois (comme en 2012 et 2013). Elle s’étale, comme susmentionné, entre les mois de juillet et d’août avec la possibilité de se prolonger aux premières semaines de septembre. Les pluies sont intenses et irrégulières donnant lieu à de violentes averses. À l’année, la pluviométrie varie entre 200mm et 350mm. Certaines années, elle peut atteindre 400mm entrainant une montée importante des crues diversement perçue par les populations riveraines en fonction de leurs secteurs d’activités.
Dans l’ensemble, le contexte climatique autour du lac Tchad est marqué par une très grande instabilité climatique s’illustrant par la variabilité de la pluviométrie. La figure 3 présente l’indice de la pluviométrie dans la région entre 1950 et 2006.
Figure 3 : Indice de pluviosité autour du Lac Tchad, entre 1950 et 2000
Dynamique environnementale et paysagère autour du Lac Tchad (1987-2015)
Il s’agit ici de présenter et analyser l’ensemble de transformations et mutations qui se sont opérées ou s’opèrent dans et autour du Lac Tchad et qui peuvent avoir des répercussions sur l’environnement et le paysage. Une attention particulière est portée sur la dynamique de l’occupation du sol et la variation du volume d’eau du lac entre 1987 et 2017.
Dynamique de l’occupation du sol
La dynamique de l’occupation du sol est analysée à travers les images Landsat des années 1987, 2000 et 2017. Les classifications réalisées ont permis de déterminer trois classes d’occupation du sol à savoir l’eau, la végétation et le sable (cf. figure 4).
Figure 4 : Dynamique de l’occupation du sol dans et autour du lac Tchad entre 1987 et 2015
Les résultats obtenus du calcul des superficies au cours des trois années (1987, 2000 et 2015) nous ont permis de déterminer les pourcentages d’occupation du sol des différentes classe thématique et les pourcentages de perte entre 1987-2000 et 2000-2015 (cf. figure 5).
Figure 5 : Évolution des superficies d’occupation du sol autour du lac Tchad entre 1987 et 2015
Comme nous pouvons le constater, les éléments constitutifs du paysage autour du lac Tchad ont enregistré une transformation considérable (cf. tableau 2).
Tableau 2 : Évolution des superficies des éléments du paysage
Cette tendance ne s’éloigne pas des résultats trouvés par Rekacewicz, 2008. Il fait mention d’une diminution drastique du volume des eaux du lac Tchad et des berges entre 1963, 1973, 1987, 7997 et 2007. Il en est de même des travaux de Kana (op. cit.) sur les berges du Logone.
Le début de cette régression remonte à la période moyennement humide (1880-1970), où la superficie du lac passait de 26 000 et 10 000 km2. Elle s’accentue pendant la sécheresse persistante au Sahel durant les 30 dernières années (Agrhymet, non daté). C’est ainsi que la superficie du lac s’est retrouvée réduite à moins de 5000 km2. Elle s’est faite au profit de la végétation dans une certaine mesure et au sable dans une plus grande proportion (cf. figure 6). Cette diminution des surfaces s’est accompagnée d’une réduction du volume des eaux (cf. figure 7).
Figure 6: Évolution des éléments du paysage du Lac Tchad entre 1990 et 2015
Dynamique du volume d’eau dans le Bassin du Lac Tchad
À partir du calcul de l’indice de l’eau défini par la formule ci-dessous, les volumes d’eau entre 1987 et 2015 sont déterminés. On constate qu’elles ont subi une évolution régressive figure 7.
WI=(B+V+R)/(PIR+MIR+TIR)
Figure 7 : évolution du volume des eaux du Lac Tchad entre 1987 et 2015
Dynamique des activités économiques
Les principales activités économiques qui s’agrègent autour du lac Tchad sont la pêche, l’agriculture, l’élevage et autres (cf. figure 8).
Figure 8 : les principales activités économiques autour du Lac Tchad
Vu que le bassin du lac Tchad est un espace commun, ses ressources sont partagées par les pays qui le jouxtent. Tout droit d’exploitation revendiqué par un des pays a un impact tangible sur les six autres (Njeuma, 2004). Ici, la pêche est l’activité économique la plus importante. Elle rapporterait environ 26 Milliards de FCFA aux ménages (King, 1988) contre 15,5 milliards de FCFA par an pour les cultures de décru et 8,6 milliards de FCFA /an pour l’élevage, 6,3 milliards de FCFA/an pour les petits périmètres irrigués et 5,5 milliards pour les grands périmètres irrigués.
Cette activité de pêche qui est déjà passée de 243 000 tonnes de 1970-1977 à 56 000 tonnes en 1986-1989, continue encore à diminuer, privant les riverains d’un revenu substantiel alors que les populations de l’extrême-nord du Cameroun et du Nigeria comptent déjà parmi les plus pauvres de leurs pays respectifs. La baisse des eaux du lac Tchad constatée influe aussi sur les échanges commerciaux entre les différents pays de la Région, mais aussi sur les activités économiques associées au lac (cf. figure 9). Quoi qu’il en soit, au rythme des crises sahariennes du XX siècle, les déplacements de population ont contribué à pérenniser des relations migratoires et marchandes dans un espace transsaharien (Pliez, 2004).
Les facteurs de régression des eaux du Lac Tchad
Au rang des facteurs qui sous-tendent cette évolution régressive des eaux du lac Tchad, nous avons les mauvaises pratiques de pêches et les pollutions des cours d’eaux. En effet, les ressources halieutiques sont en baisse d’un point de vue quantitatif et qualitatif à cause des mauvais pratiques de pêches (utilisation d’engins prohibés et de produits toxiques) et du nombre croissant des pêcheurs étrangers qui surexploitent les pêcheries (cours d’eau notamment le Chari et ses affluents et le Lac-Iro). Aucun mécanisme de surveillance de la pêcherie n’est présent dans ce lac. Même les enfants y pratiquent la pêche (cf. photo 1).
Photo 1 : Mineurs et pratique illicite de pêche dans le lac Tchad
Le changement climatique, aggravé par une très mauvaise gestion des ressources hydrauliques au fil des ans, a ainsi conduit à la disparition de plus de 90% de la surface du lac Tchad en 40 ans . Les causes sont, malheureusement, nombreuses :
(ii) Il importe aussi de noter que la plupart des industries (hormis la Cotex) installées dans la zone jettent directement leurs eaux usées dans les cours d’eau sans les traiter au préalable (Coton Tchad, Sonasut…) entraînant les pollutions qui détruisent les milieux aquatiques et leurs écosystèmes (poissons, crocodiles, tortues, plantes…).
(iii) Les mauvaises pratiques agricoles actuelles contribuent à la dégradation du lac par l’ensablement et la pollution.
(iv) Les feux de brousse (surtout tardifs) mettent la végétation dans un état de faiblesse qui ne lui permet pas de traverser dans de bonnes conditions les périodes de sécheresse et compromettent la régénération de certaines espèces qui disparaissent du paysage. Allumés, soit par les éleveurs pour le renouvellement des pâturages, soit par les autochtones pour la préparation des champs ou la chasse, ou simplement par inadvertance, les feux de brousse réduisent fortement la strate végétale et herbeuse et favorisent la dégradation des sols par l’érosion et la perte de fertilité.
(v) une forte évaporation comprise entre 2500 mm et 3000 mm par an.
Par ailleurs, loin des logiques politiques, au Tchad, les abords du lac font l’objet de prospections poussées et prometteuses : « C’est une zone très intéressante depuis longtemps. Il y a des prospections au moins depuis les années 70 dans cette région-là, notamment sur un bloc qui s’appelle le bloc H, où il y a déjà un système pétrolier qui a été montré. C’est-à-dire qu’il y a de fortes chances de trouver du pétrole. L’année dernière, une société qui s’appelle Delonex Energy a pris ce fameux bloc H et prévoit de forer plusieurs puits en 2018 pour savoir s’il y a suffisamment de pétrole pour le développer », affirmait Benjamin Augé, chercheur à l’Institut Français des relations internationales (IFRI) sur RFI, le 28-02-2018.
Si cette exploitation du pétrole se révélait rentable, elle pourrait avoir des répercussions économiques, sociales, mais aussi environnementales sur le bassin du lac Tchad.
Pourtant, sur cette étendue vivent environ 30 000 000 d’âmes dont la vie dépend des ressources naturelles qui s’y trouvent. Le lac Tchad et ses habitats sauvages constituent un sanctuaire unique pour la faune de toute la région et un rempart essentiel contre la désertification. Au-delà du lac, plusieurs autres lacs et cours d’eau existent dans la localité et font également vivre beaucoup de famille. Il s’agit du lac Fitri, lac Iro, les lacs de Fianga et la Kabya, lac de Lerre, le Logone et le Chari.
CONCLUSION
La zone sahélienne globalement et la région du lac Tchad, dans le cas singulier de cette étude, se caractérise par les contingences socio-environnementales qui y ont cours et dont le dénominateur le plus significatif est le contexte climatique. C’est partant de l’analyse des variables pluviométrie et températures de ce dernier qu’il a été possible de suivre l’évolution du climat de la région depuis l’année 1950. À l’aune de l’analyse des données disponibles, il en ressort une instabilité naturelle du climat caractérisée par une succession de périodes sèches et humides entre 1950 et 1993. Il s’observe une rupture brutale de cette évolution depuis 1994 laissant place, jusqu’à aujourd’hui, à une variabilité interannuelle rapide de périodes humides et sèches.
Dans l’ensemble, la caractéristique semi-aride du climat du lac Tchad et les aspects de son évolution ont profondément modifié le paysage de la région du fait de la perte d’environ 90% de la surface d’eau et du bouleversement profond du système hydrographique. L’environnement socio-économique local est dicté par les fluctuations climatiques qui, en fonction de leurs natures, soit dynamisent les activités ou alors sont source de catastrophes et dommages néfastes. La baisse drastique du volume d’eau et l’aridification des terres environnantes du lac fragilisent les activités de pêche, d’agriculture et entraînent la raréfaction des pâturages. L’instabilité et la forte variabilité pluviométrique entraînent les phénomènes d’inondation qui sont régulièrement sources de dégâts et dommages. Elles donnent lieu à des pertes structurelles, fonctionnelles et corporelles qui rendent précaire l’environnement socio-économique de la région.
Références bibliographiques
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Pour citer cet article
Référence électronique
MBEVO Fendoung Philippes & VOUNDI Éric (2021). « Suivi par télédétection de la dynamique des eaux du lac Tchad et les transformations paysagères et socio-économique (1987-2015) ». Revue canadienne de géographie tropicale/Canadian journal of tropical geography [En ligne], Vol. (8) 1. En ligne le 15 août 2021, pp. 43-47. URL: http://laurentian.ca/cjtg
Auteurs
MBEVO Fendoung Philippes
Doctorant au Centre de Recherche et de Formation Doctorale en Sciences Humaines, Sociales et Éducatives (CRFD-UFSH)
Département de Géographie
Université de Yaoundé 1, Yaoundé-Cameroun
E-mail: phijippesmbevo@yahoo.fr
Voundi Éric
Doctorant au Centre de Recherche et de Formation Doctorale en Sciences Humaines, Sociales et Éducatives (CRFD-UFSH)
Département de Géographie
Université de Yaoundé 1, Yaoundé-Cameroun
E-mail: eric.voundi@yahoo.fr
