United NationsEducationsl , Scientific and

Cultural Organization

La délimitation des bassins versants topographiques est une information de premier ordre pour de nombreux domaines : recherche environnementale, gestion intégrée desressources en eau, aménagementdes territoires ... Au niveau national et régional, les bassins versants fluviaux et leurssous bassins versants constituent desunités géographiquessur lesquelles ont été crées de nombreuxorganismes de coopération et de gestion : Autorité du Bassin du Niger (ABN), Organisation pour la Mise en Valeur du fleuve Sénégal (GtVlVS),comités de bassin versant. ..Jusqu'à maintenant, les bassins versants étaient tracés à partir des cartes topographiques à diverses échelles éditées par les instituts géographiques nationaux. La mise à disposition demodèlesn umériques de terrain par la NASA et la NGA (SRTM 90 : mailles de 90 m de côté et précision métrique en altitude) permet un tracé plus précis et plus homogène des bassinsversants par l'intermédiaire de logiciels spécialisés (RiverTools par exemple). ' •

Le bassin versant du Niger en Afrique de l'OuestUne infinité de bassins versants

Le Niger est le troisième fleuv e d'Afrique par sa longu eur (environ 4200 km) après le Nil et le Congo. Ladélimi tation de son bassin versant est pratiquement impossible au nord de l'axe Tombouctou-Bourem, régionoccupée par de grands ergs (systèmes dunaires). Azaouad, ln Sakan, Erigat.. . Il Ya donc une forte imprécisionsur la superficie de son bassin versant qui est comprise entre 2 et 2,5 millions de km2 (soit 7 à 8 % du cont inentaf ricain).

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.II est théoriquement possible de tracer une infinité de bassins versant s (défi nition ci-dessous) depuis le bassinfluv ial (plus de 2 000000 km2 pour le Niger à son embouchure) jusqu'à la plus pet ite parcelle.Seuls 181 sous bassins versants du Niger de plus de 200 0 km2 sont représentés sur la carte ci-dessous. Lessuperf icies ainsi que les répart itions par pays sont données pour 37 d'entre eux (voir tableaux où les informationsentre parenthèses sont approximatives).

Repartition par pays (%)

100

100

Azaouagh

25(Tin

100Essaoual) 2620

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Gorouol(54050)

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Plus de 100 ans d'histoire des fleuves Niger et Sénégal et de leurs affluents à la Direction Nationale de l'Hydraulique du Mal i

La Direct ion Nationale de l'Hyd rauliq ue est chargée du suivi d 'un réseau d'observatio n sur les eaux de surface et de la mise à jou r de la base nationale de données hydrologiques. Surces deux aspects, l'Insti tut de Recherche pour le Développement (lRD ex ORSTOM) lui apporte un appui scientifique et technique depuis près de 40 ans.

La base de données hydro log iques du Mali est un outil indispensable pour la connaissance des mi lieux aquatiques, l' arnénaqernent du territoire, le développement de l'agriculture etla gest ion des ressources en eau. Dans un contexte de changement climat ique et d'exploitation croissante des ressources en eau, la base de données hydrolog iques est une référenceau niveau nationa l et régional.

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la base nationale de données hydrologiques : un patrimoine qu'il faut conserver et enrichirDes données brutes et élaborées...

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Actuellement, 2 logiciels sont ut ilisés par la Direction Nationale de l'Hydraulique :Hydromet misau point par la Compagnie nationale du Rhône (CNR) et l'IRD sous oracleHydraccess mis au point par l' IRD sousaccess

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Labase de données hydrologiquescontient un ensemble d'informationsde divers types issues d'observations deterrain réalisées sur les milieux aquatiques : rivières, lacs, marécages... Cesinformations, issues du réseau national d'observation, d'études ponctuellesou de travaux de recherche sont organisées de façon à permettre leurtraitement ainsi que la production et le transfert d'informat ionsélaborées.

Les informations de base sont lessuivantes :- des jaugeages, mesures de débits effectuées au moyen de moulinets

hydrométriques ou de profileursde courant de type ADCP,- desmesures journalières ou bi-journalières de hauteursd'eau réalisées par

desobservateurs,- desmesures de hauteursd'eau enregistrées à divers pasde temps par des

appareils automatiques (On Thalimède, DIVER, PCD ...).L'analyse et le traitement de ces données permettent d'obtenir desinformations plus élaborées : débits instantanés, hauteurs d'eau et débitsmoyensjournaliers, mensuelset annuels...

Menu principal du logiciel Hydraccess

Inventaire de la base de données

Nombre de stationsavec observations 151

Des données anciennesLes premières observations hydrologiquesont débuté au début du siècle dernier. Jusque dans lesannées 1940,moins d'une dizaine de stations hydrométriques ont été observées. Leurnombre n'a cessé de croître jusqu'en1980 . Depuis prèsde 30 ans,entre 80 et 100 stationssont suiviesde manière inégale en fonction desbesoins.Quelques stationsde référence (par date de 1ère observation) :

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Première observation

Nombrede jaugeages

Nombre de courbes de tarage

Hauteurs d'eau

logiciels utilisésIl ne faut pasconfondre les informations de base qui constituent

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Pourquoi s'intéresser aux régimes hydrologiques?

*Pluies moyennes annuelles calculées sur la période 1951-1989 (carte ci-dessous)• 'Valeurs calculées seulement pour les zones dont les pluies moyennes sont supérieures à 200 mm

Des précipitations comprises entre 200 mm et 2000 mm par an,des reliefs et des états de surface très différents

En Guinée et au Mali , la maîtr ise de l'eau dans les zones tropicales sèches et sahéliennes du bassin versantdu Niger est un des éléments déterminants pour la sécurisation de la production agricole . La mise en valeurdes ressources en eau requiert une bonne connaissance des régimes hydrologiques et plus particulièrementdes caractérist iques de l'écoulement (basses-eaux, hautes-eaux, apports annuels) pour fonder des décisionsbien souvent irréversibles (constru ction et dimensionne ment d'ouvrages). Cette connaissance concerne aussila répartition de l'eau dans l'espace et dans le temps pour améliorer la gestion des ouvrages de stockage, lefonctionnement du système et l'étude de l'effet des changements apportés par l'hom me au schéma nature l decette répartition. Dans ce contexte vient se surimposer le changement climat ique globa l dont il est difficile deprévoir les conséquences sur les précipitations et les écoulements . Il est donc d'une importance vitale de bienconnaître les régimes hydrolog iques et leur évolution dans le temp s.

Depuis la dorsale guinéenne (région de Kissidougou) jusqu 'à la frontière malo-n igérienne, le bassin versant duNiger est subdivisé en tro is ent ités hydrologiques (voir carte ci-dessous) dont les principales caractéristiques sontles suivantes :1. Les bassins supérieurs du Niger en amont de Ségou et du Bani en amont de Douna

PMA* = 1300 mm (1450 mm pour le Niger supérieur proprement dit, 1150 mm pour le Bani), reliefs compris280 m et 1500 m d'altitude, pentes pouvant être relativement fortes en tête des bassins versants et couvertvégétal dominé par les savanes et les forêts.

2. La région du delta inté rieurPMA" =450 mm, reliefs peu importants (hors plateau Dogon), pentes très faibles, vaste zone d' inondation,couvert végétal peu important.3. Le Niger moyen malien

PMA* * =280 mm, reliefs peu importants, pentes faibles, couvert végétal faible à absent.

••..

2000 -.------+

Débits joumalielS moyens4000 Période commune

1950-2005

1000

Les grands barrages, la prolifération des petits aménagements et desprélèvements: un impact majeur sur les écoulements

De très fortes irrégularités interannuelles

Sur tous les cours d'eau, les écoulements sont caractér iséspar une forte irrégularité interannuelle des débits.L'examen des débits observés à Koulikoro depuis 1907 (figures ci-contre ) montrent 3 types de situation :1. des périodes à forte hydraulicité de 1922 à 1936 et de 1948 à 1969 (forts débits de pointe de crue etd'étiage)2. une période aux écoulements particulièrement faibles entre 1982 et 1993 (crues faibles, étiages sévères).3. des périodes «intermédiaires» (un total de 54 années) dont celle observée depuis 1994.Lasuperposition des 103 courbes annuelles de débits journaliersobservésà Koulikoro montrent desdates de début,de maximum et de fin de crue très différentes (décalage de 1 à 2 mois par rapport aux dates moyennes).La not ion de «situat ion normale » n'a guère de sens. Pour le Niger à Koulikoro, la période actuelle (depuis 1994)correspond à la situation la plus couramment observée depu is 1907 .

mai juin juil août sept oct nov déc janv févr mars avr

L'impact des grands aménagements hydrauliques actuels ou en projet (Sélingué, Markala, Talo, Fomi, Taoussa .. .)a été largement étudié . Chaque aménagement a un impact sur le régir.n~, du fleuve ou sur l'inondation du deltaintérieur du Niger. Ainsi, . "'. !ILù,: ." .l'exp loitation de l'usine de Sélingué a considérablement modifié lesdébits d'étiage:' m6~enmftgesétiagesabsolusà Koulikoro de 46 m3/s en régime naturel, 92 m3/s depuis 1982 (figure ci-dessus); • 'b..·t:

Une grande variabilité géographique des écoulements

Outre les précipita tions, on estime que les seulsapports au delta intérieur et au Niger moyen sont issusdu bassinsupérieur du Niger dont environ 1/4 provient du bassin versant du Bani.Sur le bassin du Niger supérieur proprement dit (en amont de Ségou), les écoulements sont importants (1,2,3).Seuls les plus petits aff luents se tarissent en f in de saison sèche. Les montées de crue sont rapides y compris surla partie malienne du fleuve Niger.Sur le bassin versant du Bani (4,5,6), les écoulements sont beaucoup moins importants. Lesmontées de crue etles décrues sont plus lentes. En fin de saison sèche, le tarissement complet des petits affluents est fréquent.L'inondation du delta intérieur du Niger est fonction des apports du fleuve Niger et du Bani et peut s'étendre surplusieurs dizaines de milliers de km2 . Environ 50% des apports se perdent dans le delta intérieur, essentiellementpar évaporation.Entre la sortie du delta inté rieur (Koryoumé,7) et la frontière malo-nigérienne (Ansongo, 8), le Niger ne connaîtaucun apport significatif supplémentaire.

Sur le terr ito ire malien le Niger connaît une crue annuelle . Cette crue, véritable vague qui traverse le Mali en prèsde tro is mois, change au cours de son parcours tant en ce qui concerne sesdates de début, de f in et de maximumque son ampl itude (propagat ion et amortissement de l'onde de crue).

L'incision du Niger supérieur en amont de Ségou,un phénomène qui va à l'encontre des idées reçues...

Pour les médias, comme pour les organ isations nationales et régionales, voire des scientif iques, l'ensablement du fleuve Niger ne fait pas de doute et le danger est dénoncé régulièrement. Sur son cours moyen (en aval du DeltaIntérieur du Niger), le f leuve est effect ivement soumis a un ensablement qui serait du essentiellement à la progression de cordons dunaires sous l'effet de la dynamique éolienne. En revanche, les travaux de recherche menésdepuis 2007 par l'IRDIUMR G-eau, l'Université Jean Moulin (Lyon 3) et l'Université de Tours en collaborat ion avec la Direct ion Nationale de l'Hydraulique dans le cadre du projet Niger-Loire montrent que, sur son cours supérieur,au moins sur sa part ie malienne, le f leuve serait dans une phase d'incision.

.. ..BaSSIn versant (B V)

Niger à Ségou 130762

Tinkisso - Confluence Niger 19434

Tinkisso - Barrage de Dabola 1 162 0.9 1 162 0.9

Sankarani - Confluence Niger 33455

Sankarani - Barrage de 32135Se lingCle

Niandan - Confluence Niger 12931

Niandan - Barrage de Fomi 12626 9.7 45924 35.1

Ainsi, avec le barrage de Sélingué, 24.6% du bassin versant ne participent plus à l'alimentation du fleuve encharge solide (35.1% avec Dabola et le projet de Fomi).

L'extraction de sable et de gravier :Ie facteur principal de l'incision du fleuveBamako, Ségou, Mopti. .. , des Villes sorties du fleuve

La localisation des sites d'extraction de sable et de gravier est liée à la proximité des villes et des grandsaménagements ainsi qu'à la possibilité d'exporter les matériaux prélevéspar les routes, pistes et biefs navigables.L'extraction dans les lits mineurs est réalisée selon deux modes d'exploitation :- Prélèvements directs sur les berges sableuses : chargement direct des camions manuel ou mécanisé ; pratiqués

en période d'étiage.

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Un processus déjà très perceptible

L'incision du fleuve est mise en évidence par trois approches différentes :- Des enquêtes auprès de riverains : de nombreux témoignages indiquent que dans les années 1980, des bancs

de sable, non visibles aujourd 'hui , étaient encore présents à l'amont de Bamako.- Desobservations topographiques : la comparaison desprofils en traversdu fleuve réalisés en 1982 (IGN) puis en

2009 et 2010 (28 ans) à Kéniéroba et Koulikoro mont rent un surcreusement très net des 2 biefs (0 8 ).- L'analysedes courbes de tarage : la station hydromét rique de Koulikoro a été remarquablement stable de 1907

à 1982 (75 ans). Depuis 1982, deux nouvelles courbes de tarage (relat ions niveaux d'eau> débits) ont du être

redéfinies (Cl). Cescourbes confi rment de manière plus globale les mod if ications du bief observés par les levéstopographiques.

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Une érosion des bassins versant s naturellement fa ible, un apport sédimentaire au réseauhy drographique qui diminue

-Prélèvements dans la partie immergée des lits mineurs : extract ion manuelle en apnée ou par drague mécanique(Djoliba) ; transport par pinasse vers les port s sabliers (Djoliba, Kalaban Koro, Koulikoro ...) ; prat iqués toutel'année mais de préférence en basses/moyennes eaux.

PVAdu 23/01/ 1953

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3000000

2500000Une forte pression démographique, des besoins alimentaires croissants

Le cas des petites exploitations de la vallée du Sankarani en aval du barrage de Sélingué

Instat 2009

2000000

Avec une croissance de la population d'environ 3,6% par an, le Mali passerait de 14,5 millions d'habitants au dernier recensement (2009) à 25,5millions d'habitants en 2025. 1500000Cette croissance démographique est plus importante en milieu urbain (4.6% par an depuis les années 70). 1000000A ce rythme, la population de Bamako pourrait dépasser3,5 millionsd'habitants en 2025. 500000Lesbesoins alimentaires devraient donc être 1,8 fois supérieur au niveau national et plus de 2 fois à Bamako.

Des terres irrigables sous exploitées

Sur les 2.6 millions d'hectares cultivés au Mali, outre une agriculture tradit ionnelle bien développée basée sur descultures pluviales (mil, sorgho, coton...), 560 000 ha sont irrigués à partir deseaux de surface (soit 22% dessurfaces cultivées). Surcette superficie irriguée, environ 296 000 hectares bénéficient d'un contrôle de l'eau (d'après FAO, 2005 et DNSI, 2007) :

97500 hectares sont en maîtrise totale (Office du Niger, périmètresde Sélingué, de Maninkoura,de Baguinéda ...)

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Niger supérieur : quelques résultats de recherche sur les

ressources et usages de l'eau

Paris (FRA) ; Marseille : UNESCO ; IRD, 2011, 12 p.