Erosion des sols du Cap Vert : processus et quantification à l'échelle de trois Bassins Versants de l'île de Santiago

Résumé : L'archipel du Cap Vert constitue de 10 iles volcaniques appartient a la zone sahelienne qui s'etend de l'atlantique jusqu'a la mer rouge. Depuis, plusieurs decennies le Cap Vert est affecte par la desertification causee en grande partie par la recession climatique et l'erosion des sols. Ces facteurs, associes a la forte pression anthropique sur les ressources, a l'orographie accidentee et a des pluies tropicales parfois diluviennes, provoquent de serieuses pertes du patrimoine foncier. Cependant, depuis son Independance en 1975, le Gouvernement a mene un vaste programme d'arborisation, de restauration des terres et d'amenagement des cours d'eau. Pourtant, tres peu de recherches ont ete menees pour evaluer les actions de protection et de conservation des sols et des eaux. Par consequent, il n'existe quasiment pas de donnees sur la problematique de la degradation des terres ni de bilans. Dans le cadre de ce travail, nous avons etudie les differents facteurs qui controlent l'erosion hydrique des sols. Nous avons plus particulierement cherche a differencier les effets des activites humaines, notamment agricoles, de ceux des facteurs climatiques comme les precipitations et la generation des ecoulements. Nous avons egalement etabli les premiers bilans d'exportations de matieres en suspension et en solution dans le contexte de l'archipel du Cap Vert. L'etude a ete menee a l'echelle de trois bassins versants de l'ile de Santiago Cap-Vert. Ces trois bassins versant (Longueira, Grande et Godim) sont localises dans la partie centrale de l'ile de Santiago et representatifs des divers modes d'occupation du sol et des differents climats de l'ile. Il existe un gradient climatique entre les trois bassins versants. En effet, Longueira qui presente une superficie de 4,18 km2, une pente moyenne de 47 %, se localise dans une zone humide couverte a 69 % par une foret et une surface agricole de 17 %. Grande avec une superficie de 1,87 km2, se localise en zone sub humide pour une pente moyenne de 50 %, il est essentiellement agricole. Godim, avec une superficie de 2,0 km2, se localise en zone semi aride, il est particulierement agricole et sa pente moyenne est de 32 %. Pour ces trois bassins versants, les ecoulements de crue a l'exutoire ont ete mesures et echantillonnes de 2004 a 2009. Le bassin versant de Longueira a fait l'objet d'un suivi plus pousse, notamment en termes de frequence d'echantillonnage et de suivi des ecoulements hors crue. Sur chaque echantillon nous avons procede a la determination de la concentration des matieres en suspension ainsi qu'a l'analyse des elements majeurs. Les resultats obtenus montrent que l'erosion mecanique dans les 3 bassins versants est caracterisee par une forte variabilite spatiale et temporelle. Sur la periode 2005-2009, le bilan moyen annuel pour les bassins versants de Longueira, Grande et Godim est de : 4266, 157 et 10,1 t.km2.an-1 respectivement. La saison humide 2006 a ete la plus erosive pour l'ensemble des trois bassins versants et particulierement dans Longueira avec 2 crues exceptionnelles qui ont genere une concentration moyenne de matieres en suspension superieure a 100 g/l. En revanche, les saisons 2005 et 2008 ont ete dans l'ensemble peu erosives car les concentrations moyennes ne depasserent pas 20 g/l. Par ailleurs, il n'y a pas eu de lames d'eau ecoulees pour les saisons 2005 et 2007 pour le bassin de Godim. Sur le bassin de Longueira, l'etude des phenomenes d'hysteresis permet de caracteriser chaque crue et de montrer que l'evolution temporelle des exportations de matieres en suspension au cours de la saison est fortement influencee par les activites agricoles. En effet, la premiere crue provoque l'exportation massive des sediments disponibles et localises dans le lit du cours d'eau. En consequence, la seconde est moins exportatrice de sediments. Un mois apres les premieres pluies, les activites de sarclage diminuent la densite du couvert vegetal et destructurent la partie superficielle des sols, ce qui provoque a nouveau une tres forte exportation de sediments lors de la troisieme crue. Les resultats de l'erosion chimique sur le bassin de Longueira indiquent que le taux d'erosion chimique moyen s'eleve a 45 t.km2.an-1 avec une forte variabilite temporelle. En effet, les saisons les plus humides de 2006 et 2007 sont les plus exportatrices de matieres en solution, alors que 2005 a eu une faible exportation. L'utilisation du modele de melanges EMMA (End-Members Mixing Analysis) montre que les ecoulements hypodermique et profond, qui alimentent le cours d'eau en elements dissous, sont les principaux facteurs de l'erosion chimique. On montre ainsi que les ecoulements hors crue sont a l'origine de plus de 90% des flux d'erosion chimique. L'ecoulement superficiel, qui contribue a environ 70 % du debit du cours d'eau en crue, constitue un facteur de premier plan de l'erosion mecanique des sols.
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Thèse
Sciences de la Terre. Université de Bourgogne, 2010. Français. <NNT : 2010DIJOS071>


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Soumis le : jeudi 12 janvier 2012 - 17:47:36
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Jacques de Pina Tavares. Erosion des sols du Cap Vert : processus et quantification à l'échelle de trois Bassins Versants de l'île de Santiago. Sciences de la Terre. Université de Bourgogne, 2010. Français. <NNT : 2010DIJOS071>. <tel-00659445>

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