Dr Pessiezoum ADJOUSSI

Titre de la thèse : Vulnérabilité des systèmes côtiers à l'élévation du niveau marin entre la Volta et le Mono dans le golfe du Bénin (Afrique de l'Ouest)

Date de soutenance : 14 novemebre 2008 à l'Auditorium de l'Université de Lomé

Mots clés : Vulnérabilité, Erosion, Intrusion saline, Marégraphes, Elévation du niveau marin, Télédétection, SIG.

Email : adjoussi@hotmail.com

Résumé

La zone côtière étudiée est située en Afrique de l'Ouest dans le golfe du Bénin entre les embouchures de la Volta au Ghana et celle du Mono au Bénin. Elle se localise entre 5°46' N-0°39' E et 6°5' N-0°39'E; 5°46' N-2°00'E et 6°32' N-2°00' E. Elle s'étend d'Est en Ouest sur 181 km. A cheval sur trois pays, l'étude a porté sur la vulnérabilité des ressources physiques et biologiques de la zone à l'élévation du niveau marin par approches géographique et de télédétection. Une démarche méthodologique intégrant les travaux de terrain (pour la collecte de données topo-bathymétriques par des techniques topographiques, des sondages par pénétrométrie, par tarière et par transects), l'analyse sédimentologique au laboratoire, l'analyse de données climatologiques, marégraphiques et l'approche prévisionnelle a été adoptée. L'analyse des images Landsat TM et ETM+, grâce à leur caractère, synoptique, multitemporel, etc., a apporté une diversité d'information sur la zone. Toutes les données collectées ont été intégrées aux systèmes d'information géographique ArcView 3.2a pour l'analyse de vulnérabilité et la sortie de la carte.

Le milieu est organisé autour d'un système lagunaire. La morphologie est essentiellement constituée d'une basse plaine littorale de + 5m d'altitude en moyenne, dominée vers le nord par le talus qui la raccorde au plateau du Continental Terminal. La charge anthropique est importante, 1 331 346 hbts en 2000. Cet effectif est inégalement réparti. La forte densité moyenne de la population, 460 hbts/km² en 2000, est surtout liée à l'importance du géosystème qui abrite, au-delà des agglomérations d'importance historique et économique [Anloga, Keta, Aflao, Baguida, Kpémé, Aného et Grand-Popo], Lomé la capitale du Togo. La construction du Port Autonome de Lomé en 1967, l'ouverture de la Zone Franche togolaise en 1990 et le développement d'autres activités formelles et informelles ont entraîné un appel massif de la main d'œuvre occasionnant la surcharge des périphéries urbaines. L'analyse de vulnérabilité à l'élévation du niveau marin a été faite en fonction des scénarios en considérant l'espace inter embouchures étudié comme étant dans des conditions pseudo-normales. Elle porte sur l'influence de l'océan sur les ressources du système côtier et leur degré de résilience, aux inondations, à l'érosion et à l'intrusion saline. Les suivis renforcés effectués sur 2 ans entre Katanga et Afiadégnigba sur la côte du Togo témoignent de l'agressivité du phénomène de l'érosion. Des reculs de 3 à 5m/an ont été en moyenne enregistrés. Les segments de côte les plus touchés sont situés entre Katanga et Agbodrafo, Gumukopé et Aného, de la passe lagunaire d'Aného à la " Bouche du Roi ". Du côté ghanéen, les récents travaux de protection de Keta ont provoqué le déplacement du pic d'érosion vers Adina. La superficie de terre qui disparaîtra par érosion en fonction des scénarios est estimée entre 8,91 Km² et 55,21 Km², soit 0,31% à 1,91% de l'espace étudié entre les deux embouchures. Les superficies à risque d'inondation sont évaluées en fonction des scénarios entre 50 Km² et 1274,43 Km², soit 1,7% à 44,1% de la zone étudiée. Une autre forme de risque mise en évidence est l'intrusion saline dans les nappes phréatiques.

L'effet est réel et évident de part les sondages effectués dans les puits. En ce qui concerne la population habitant les zones ciblées comme vulnérables aux inondations, à l'érosion, les effectifs sont estimés à 500 000 hbts. Mais les populations à risque atteindraient plus de 2,5 millions d'hbts à cause de la rupture de la chaîne économique qu'entraîneraient ces bouleversements environnementaux. Les coûts économiques ont été également évalués en fonction des scénarios en ce qui concerne les terrains perdus par érosion, entre US$103 et US$1545 millions, soit environ 1 à 15% du PIB de 2006 des 3 pays étudiés. La carte de vulnérabilité issue de ces analyses montre que la zone étudiée a une vulnérabilité élevée. Les orientations de gestion proposées se résument en un ensemble de projets d'ingénierie côtière et maritime, en un effort de développement durable à travers un investissement important dans le social, un renforcement du système éducatif, sanitaire, de solidarité nationale et internationale. La mise en place d'un système d'alerte précoce est également indispensable afin d'informer et de protéger les populations vivant dans cette zone côtière. La solution idéale préconisée est la protection partielle des zones les plus sévèrement touchées par l'érosion et économiquement vitales, le repli et l'adaptation pour les zones non protégées et sujettes aux inondations et à l'intrusion saline. Il appartient donc à chaque Etat dont la portion de côte a été étudiée, de considérer cette démarche comme pilote et d'appliquer les résultats préconisés à sa zone afin de limiter les impacts des changements environnementaux qui ne feront que renforcer la pauvreté.

Abstract

The studied coastal zone is located in West Africa in the Gulf of Benin between the Volta river in Ghana and the Mono river in Benin. It is locates between 5°46 ' N-0°39 ' E and 6°5 N-0°39' E; 5°46 ' N-2°00' E and 6°32 ' N-2°00 ' E and extends on 181 kms. On horseback on three countries, the study related to the vulnerability of this zone to the sea level rise by geographical approach, remote sensing and GIS. A multi-field methodological step was adopted. It consisted of various fieldworks for the topo-bathymetric data acquisition by topographic techniques, the surveys by carotage, penetrometry, by drill and transects, the sedimentological analysis at the laboratory, the analysis of climatological and tide data, the whole supported by the spatial analysis using Landsat images TM and ETM+. The data collected were integrated into the geographical information systems ArcView 3.2a for vulnerability maping. The assement of vulnerability to sea level rise was made according to the scenarios. It consider the influences of the ocean on the coastal system and its degree of resistance to flooding, erosion and saltwater intrusion. The area which will disappear by erosion according to the scenarios is estimated between 8,91 Km² and 55,21 Km², that is 0,31% to 1,91% of studied zone. The area at risk of flood are evaluated according to the scenarios between 50 Km² and 1274,43 Km², that is 1,7% to 44,1% of the studied zone. The vulnerability index map resulting from these analyses shows that the studied zone has a high vulnerability index, 10,73. With regarding to the population living in that vulnerable zones, 500 000 hbts are estimated as at risk. But the whole populations at risk would reach more than 2,5 millions hbts because of the economic chain breakage which would be involved by these environmental upheavals. The economic costs were evaluated according to the scenarios with regarding to the grounds lost by erosion, between US$103 and US$1545 millions, is approximately 1% to 15% of the GDP of 2006 of the 3 studied countries. The management suggested is summarized in some sea defence works project and a sustainable effort of development through a significant investment in the social, a reinforcement of the education and medical system, national and international solidarity. The installation of an early warning system (EWS) is also essential to inform and protect the populations living in this vulnerable coastal zone. Key words : Vulnerability, Erosion, Saltwater Intrusion, Flooding, Tide gauge, Sea level rise, Remote sensing, GIS.

Conclusion générale

Ce travail de recherche sur la vulnérabilité de la zone côtière entre la Volta et le Mono a pour objectif de comprendre le niveau d'exposition des enjeux du secteur étudié à l'élévation probable du niveau marin. La démarche méthodologique basée sur les approches géographiques et l'apport de la télédétection et des Systèmes d'information géographiques a permis de dégager plusieurs résultats. La zone côtière étudiée est un milieu physique dans lequel se développent de nombreux enjeux. Elle a été marquée par des variations marines paléoclimatiques. L'analyse des données marégraphiques cinquantenaires fournies par le PSMSL (Permanent Service for Mean Sea Level), a établi une évolution sensible du niveau marin dans le golfe du Bénin. L'estimation de l'élévation faite sur la base des données marégraphiques de Takoradi, la station la plus proche de la zone étudiée, indique une hausse annuelle d'après le coefficient directeur de la droite de régression, de 3,4 ± 0,3 mm/an. Cette tendance à la hausse est confirmée par les marégraphes de Dakar, d'Accra, de Tema et de Lomé pris pour l'étalonnage. Ces estimations sont certes discutables à maints égards. De nombreux biais existent et sont relatifs à la qualité et à la pertinence des données marégraphiques, à la stabilité des repères de marée, etc. Ces limites ont été discutées dans cette thèse. Le niveau de la mer a été ciblé comme aléa dans le cadre de cette étude et l'érosion comme l'une de ses conséquences majeures. L'apport du GPS a été très important dans le positionnement et l'établissement de la carte de recul du trait de côte. Cette technique intégrée aux autres données spatiales constitue un outil performant et précis dans les approches d'études de vulnérabilité.

L'analyse de ces données a dégagé une forte vulnérabilité du secteur et de ses enjeux à l'érosion, en situation normale. Ce qui va se renforcer avec l'élévation probable du niveau de la mer. L'application de la loi de Brunn, [1962, 1988] permit d'établir les superficies de terre qui disparaîtront avec des niveaux d'élévation marine rapportés aux différents scénarios. La superficie à risque d'érosion est estimée entre 9 à 55,21 km² sur une superficie totale de la zone côtière étudiée de l'ordre 2891 km², soit 0,31 à 2%. Vu la complexité des zones vulnérables et le coût des solutions de protection existantes, les politiques d'adaptation et de recul semblent plus appropriées à nos pays à ressources limitées. Bien entendu, chaque choix a un prix ; mais les analyses des coûts des différentes options proposées montrent que le coût des pertes, évaluées entre $US100 et 1545 millions réparties sur 100 ans [2001-2100], associées à une politique de non-protection serait plus élevé que le coût total des politiques de protection, soit $US129 millions. Les Etats concernés devraient à dessein définir des politiques d'aménagement de la zone afin d'accompagner les populations dans leur effort d'adaptation et de résilience. Ces politiques s'articuleront autour d'un programme précis de suivi de la côte, d'un système d'alerte précoce, d'un système d'information des populations, d'un investissement important dans le social [éducation, santé, affaires sociales, etc.] et la prise en compte des risques environnementaux dans les prévisions budgétaires. Bref, ces efforts d'adaptation se résumeraient en une politique soutenue de développement de la zone qui devrait repenser l'occupation de la basse plaine côtière. Pour parfaire les études de vulnérabilités côtières par télédétection et systèmes d'information géographique, la précision de l'approche méthodologique adoptée est très fondamentale. En fait, les résultats sont très variables d'une approche à l'autre. Il est donc important d'intégrer, de coupler et voire de recouper plusieurs méthodes afin de dégager des résultats fiables. L'IPCC a introduit une méthodologie commune en 1991, revue en 1996 afin de rendre les études comparables, mais elle nécessite une mise à jour et une adaptation aux pays en développement à statistiques mal tenues ou peu fiables. L'approche interdisciplinaire utilisée par nos travaux a permis de présenter des résultats sous forme de fourchettes de possibilités afin de guider les décideurs.

Tous les impacts d'une élévation du niveau marin sur la zone côtière entre les embouchures de la Volta et du Mono, n'ont pas été abordés dans cette étude mais les aspects développés montrent que l'essentiel des pertes sera lié aux inondations. La carte de vulnérabilité rendue au 1/200 000 présente certes des limites liées à la résolution des images Landsat (28 m) qui ne permet pas de détailler davantage le document. Le maintien d'un bon rapport entre l'échelle et la résolution est nécessaire. Il est donc préférable d'utiliser les images SPOT à résolution plus fine 5 à 10 m qui autorisent des rendus cartographiques à grande échelle. Ceci permettra de disposer d'informations précises sur l'occupation et l'utilisation des sols, ce qui n'a pas été facile avec les images Landsat à cause de l'émiettement des formes d'occupation du sol. Etant en zone côtière, le choix d'images moins couvertes par les nuages est nécessaire, il est également important de bien cibler les saisons de prise de vues afin de disposer d'informations précises sur toute l'année. L'approche diachronique introduite dans ce travail a apporté de précieuses informations sur la dynamique du milieu. L'utilisation des données RADAR est également envisageable afin de s'affranchir des limites du système optique. Les photographies aériennes verticales ont certes apporté une information complémentaire précieuse sur l'occupation de la zone, mais elles ont été limitées par la résolution temporelle. L'approche interdisciplinaire intégrant des données multisources et multidates, à notre avis, bien que complexe, paraît appropriée et recommandable pour une étude de vulnérabilité complète et fiable. Le géosystème côtier étudié est avec certitude très vulnérable aussi bien en situation normale [érosion, inondation, salinisation] qu'en cas d'élévation probable du niveau marin. Ce qui inquiète davantage. Plus de 300 villages de la zone étudiée sont exposés aux inondations.

Comme on le voit, alors que la dynamique naturelle confère à la côte une mobilité intrinsèque et, dans la plupart des cas, une tendance au recul vers les terres, l'évolution des installations humaines obéit à une logique inverse de progression vers la mer et de fixité du trait de côte. La conjugaison de forts aléas naturels, élévation du niveau marin, et d'enjeux considérables concentrés sur cet espace restreint crée une grande vulnérabilité. La hausse du niveau marin renforcerait les dégâts actuellement causés par l'océan et provoquera le déplacement de nombreuses populations, des mutations socio-économiques, etc. bref d'importantes pertes. Outre la mise en évidence de la vulnérabilité, ce travail a permis de débattre des questions essentielles des changements environnementaux. Des insuffisances, du fait du caractère interdisciplinaire de l'étude, existent certes, mais seront comblées par des études post doctorales plus ciblées. Il appartient donc à chaque Etat, (Bénin, Ghana, Togo), en s'appuyant sur les résultats de ce travail et les études élaborées dans le cadre de la mise en œuvre de la Convention Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques, (CCNUCC), de repenser les politiques d'aménagement et d'occupation de la zone côtière en y intégrant les pratiques et connaissances locales.