Le cycle de l’eau sahélien au prisme du changement global : Consolider les connaissances pour venir en appui aux politiques publiques d’adaptation

L’atelier de clôture du projet CECC (Changement Climatique et Cycle de l’Eau) s’est tenu au centre de conférences de l’Université Cheikh Anta Diop (UCAD) de Dakar du 24 au 27 novembre, sous l’égide du Ministre de l’Eau et de l’Assainissement et de la Directrice de la Météorologie Nationale qui ont présidé la séance inaugurale. Cet atelier marque l’aboutissement d’un projet inédit de 4 années, qui visait à explorer simultanément les trajectoires possibles des différentes composantes du cycle de l’eau au Sahel dans un contexte de réchauffement climatique et de changement d’usage des terres, aussi bien en milieu urbain que rural. Il a rassemblé des membres de la communauté académique aussi bien que des ingénieurs ou gestionnaires de structures opérationnelles, la valorisation des résultats de la recherche sous forme d’outils étant un des objectifs principaux de CECC.

Financé par l’AFD CECC reposait en effet sur deux piliers : i) l’exploration de trajectoires d’évolution des ressources en eau et des risques d’inondations à différentes échelles spatiales et échéances temporelles, et ce pour différents scénarios climatiques et d’usage des Terres ; ii) la mise à disposition pour différentes catégories d’utilisateurs (concepteurs, gestionnaires, collectivités, bureaux d’étude) des produits développés dans le cadre de cette exploration. Une première catégorie de produits rassemble des jeux de données spatialisées à échelle fine sur les deux grandes régions d’étude (outre le Sahel, les Andes tropicales pour lesquelles la réunion de restitution sera organisée en début d’année prochaine) – observations ou sortie de modèles ; une deuxième catégorie est constituée d’outils de modélisation, notamment une plate-forme de modélisation des crues urbaines, une plate-forme de modélisation des crues du fleuve Niger intégrant des données d’entrée satellitales, ainsi qu’un outil interactif de calculs de courbes Intensité-Durée-Fréquence régionalisées capables de prendre en compte la non stationnarité des régimes pluviométriques induite par le réchauffement atmosphérique. Une plate-forme de formation sur la production de ces courbes Intensité-Durée-Fréquence a également été développée autour de l’outil de modélisation proprement dit.

Un portail informatique, dont un prototype est consultable sur le portail Climatsuds géré par l’IPSL à l’adresse https://climatsuds.ipsl.fr/fr/cecc, rassemblera tous ces produits pour les rendre accessibles à tous les utilisateurs potentiels, qu’il s’agisse de sorties de simulations hydro-climatiques régionales ou de produits et démonstrateurs sur des territoires cibles.

Cet atelier de clôture a marié présentations en séances plénières des résultats de la recherche et ateliers de travail sur les produits et démonstrateurs : outil IDF, plateformes de modélisation des inondations, et de simulation de gestion d’ouvrages. Il est à noter que plusieurs sessions de formation à l’outil IDF avaient été organisées en cours de projet (une en France et deux en Afrique), visant à transférer à un réseau de formateurs ouest-africains la maîtrise de cet outil, et la capacité à former des utilisateurs finaux, tels que services météorologiques, directions de l’eau, responsables de programmes de lutte contre les inondations ou de collectivités territoriales.

Quatre grandes thématiques ont rythmé la semaine.

Trajectoires des risques

• Production de courbes Intensité-Durée-Fréquence régionales actualisées pour prendre en compte la non stationnarité du régime pluviométrique qui s’intensifie en réponse au réchauffement atmosphérique. En aval de recherches ayant permis de caractériser l’évolution des distributions statistiques de valeurs extrêmes dans toute la région, un effort important a été consacré à la production d’un outil opérationnel de calculs de courbes IDF ponctuelles ou régionales, stationnaires ou non stationnaires.

• Les risques d’inondations urbaines, prenant en compte l’évolution du bâti et l’augmentation de la fréquence des pluies extrêmes telle que mise en évidence dans l’action précédente, un démonstrateur étant développé pour la ville de Dakar. Une visite de terrain sur les ouvrages de protection contre les inondations réalisées à Dakar au cours de ces dernières années a également permis aux participants de toucher du doigt l’ampleur des défis auxquels sont aujourd’hui confrontées les grandes villes africaines en la matière.

• Modélisation des crues du Niger, en mettant plus particulièrement l’accent sur l’étude des inondations qui se sont multipliées à Niamey depuis une quinzaine d’années, avec une montée en puissance de la crue rouge locale liée à l’intensification des pluies et aux changements d’usage des sols.

Chagnaud G., G. Panthou, T. Vischel, T. Lebel (2022) A synthetic view of rainfall intensification in the West African Sahel, Environmental Research Letter, https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac4a9

Diémé et al., 2025, Modelling urban stormwater drainage overflows for assessing flood hazards : application to the urban area of Dakar (Senegal), JHESS, 25(3), 1095-1112.

Trajectoires régionales hydro-éco-climatiques

• Scénarisation de l’évolution de l’usage des terres à l’échelle régionale, en se basant sur deux grandes familles de scénarios socio-économiques, à savoir les SSP développés pour le GIEC et ceux d’Agrimonde-Terra développés par le CIRAD et INRAE. La méthode est encore exploratoire et difficile à opérationnaliser mais elle constitue une étape importante et nécessaire pour dessiner des trajectoires régionales d’évolution du cycle de l’eau prenant en compte simultanément l’évolu-tion des forçages atmosphé-riques et de l’usage des terres.

• Modélisation Parflow-CLM, qui réalise un couplage complet entre la dynamique atmosphé-rique et la physique du cycle de l’eau continental déployée sur l’ensemble de l’Afrique de l’Ouest pour effectuer des simulations à très haute résolution (1 km) des différents compartiments du cycle de l’eau et des transferts s’opérant ente eux. Ces simulations permettent à l’instar des ré-analyses climatiques de générer une ré-analyse hydrologique construite sur l’ensemble des données disponibles. Une première simulation de 1 an a permis la mise à disposition d’un jeu de données décadaire à 1km de résolution comprenant les données qui ont servi à la construction du modèle (perméabilité, porosité, propriété de rétention), les forçages météorologiques utilisés ainsi que les sorties telles que les débits des rivières, les réserves d’eau dans la zone racinaire, la recharge des nappes, la profondeur et l’amplitude des nappes, l’évapotranspiration potentielle et réelle et le débit des rivières. Ces simulations sont une première sur la région et constituent incontestablement une perspective majeure pour permettre aux pays d’appréhender le devenir de leurs ressources en eau sous pression climatique et de changement d’usage des terres.

• Production de cartes d’ETR régionales. L’ETR représente environ 85% du bilan d’eau sahélien en moyenne régionale, mais son évaluation plus précise et locale reste délicate, alors même que sa connaissance est essentielle pour suivre le stress hydrique des cultures et mieux appréhender comment l’évolu-tion de la couverture végétale joue sur les autres composantes du cycle de l’eau. Une méthode de fusion de données satellitaires a été développée dans CECC pour produire des cartes d’ETR régionales à une résolution kilométrique. Outre leur intérêt intrinsèque en matière d’anticipation des crises de production agricoles ces données régionales d’ETR à haute résolution spatiale seront utiles pour la validation des simulations PARFLOW

Trajectoires d’évolution des ressources en eau

• La modélisation Parflow-3D a également été utilisée à l’échelle locale pour étudier l’influence des ouvrages tels que banquettes ou demi-lunes, qui visent à faciliter l’infiltration de l’eau pour diminuer le ruissellement et l’érosion afférente et favoriser la végétation. Cette modélisation peut être évaluée au regard de recherches antérieures menées à l’IGE pour quantifier sur des parcelles témoins l’impact de tels ouvrages sur les bilans d’eau.

• L’évolution de la ressource en eau souterraine en zone de socle est un enjeu majeur pour l’alimentation en eau potable dans un environnement où la disponibilité des eaux de surface est épisodique. La constitution d’une base de données d’ampleur inédite sur les forages a permis de comprendre pourquoi nombre d’entre eux se tarissent trop rapidement du fait d’une surexploitation et de formuler des recommandations pour une exploitation durable.

Prise en compte pour la gestion des ouvrages

• L’intensification du régime pluviométrique et de l’usage des terres posent un défi d’adaptation aux gestionnaires des 5 ouvrages construits dans la vallée du Sénégal. Une étude en trois temps a été réalisée dans CECC : A. Evolution du régime des bassins amont ; B. Dynamique des crues dans la plaine inondable ; C. Modélisation intégrée (WEAP) du bassin, prenant en compte usages et barrages pour produire des scénarios d’aménagement et gestion d’ouvrage

Ogilvie et al., 2025, Surface water and flood-based agricultural systems : Mapping and modelling long-term variability in the Senegal river floodplain. Agricultural Water Management. 10.1016/j.agwat.2024.109254

Auteur : T. Lebel- 17/12/2025