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Atlas de la province Extrême-Nord Cameroun

 | 
Christian Seignobos
, 
Olivier Iyébi-Mandjek

Hydrologie

Jean-claude Olivry et Emmanuel Naah

Texte intégral

Généralités

1L’hydrographie de l’Extrême-Nord du Cameroun est dans sa majeure partie tributaire du bassin du lac Tchad qui constitue la plus grande unité endoréique du continent africain. Seuls les écoulements de quelques cours d’eau de l’ouest et du sud, en rejoignant le mayo Kebbi puis la Bénoué, contribuent aux apports du fleuve Niger à l’océan Atlantique.

2À l’exception du Logone, puis du Chari plus au nord, délimitant la frontière orientale du Cameroun avec la République du Tchad et provenant de régions plus arrosées, l’ensemble des cours d’eau de la région est caractérisé par des écoulements non permanents. Leur régime est davantage lié à l’importance de la durée de la saison sèche qu’à la modestie des précipitations annuelles généralement comprises entre 600 et 1000 mm.

3Le faible potentiel des ressources en eau de surface explique que les études hydrologiques ont été le plus souvent orientées sur des problèmes de développement (retenues pour l’alimentation en eau, études des crues en termes de risques...). Ces recherches sont généralement limitées à quelques années d’observation et de longues chroniques hydrologiques ne sont disponibles dans la région que pour le Logone, le Chari et le lac Tchad (mission Logone-Tchad, réseaux hydrométriques du Cameroun et du Tchad). Cependant, de nombreuses études réalisées par l’Orstom et l’IRGM dans le cadre de recherches fondamentales sur la caractérisation de la genèse des crues (fonctions de production pluie-débit et fonctions de transfert) et la modélisation des écoulements, en complétant l’information disponible, permettent d’avoir aujourd’hui une bonne connaissance de l’hydrologie de cette région du Cameroun, en dépit des aléas climatiques qu’elle a connus au cours des dernières décennies et qui relativisent les analyses statistiques.

Les tributaires du bassin de la Bénoué et leurs caractéristiques hydrologiques

4Au nord du 10e parallèle, les cours d’eau tributaires du bassin de la Bénoué comprennent d’une part les mayos qui drainent le versant sud des monts Mandara et ses zones de piémont et, d’autre part, dans le Bec-de-Canard, les drains de la dépression toubouri, zone marécageuse et d’écoulements incertains, rejoignant la Kabia, nom donné au cours supérieur du mayo Kebbi. Cette zone assure également le transfert à la Kabia des déversements du Logone par les affluents d’Éré et de Dana et l’alimentation des lacs de Fianga et de Tikem (Bouchardeau 1949, 1953 ; Billonet al. 1965) (fig. 1).

5Au sud des monts Mandara, on observe successivement d’ouest en est les têtes de bassin du mayo Tsikakiri, matérialisant la frontière avec le Nigeria, du mayo Tiel, du mayo Oulo, du mayo Louti et des mayos Sokoy et Binder. Le plus important d’entre eux est le mayo Louti. Il prend sa source près de Mabas dans les monts Matakam, vers 1200 m d’altitude au nord de Mokolo (Le Gourières, 1962) ; ses principaux affluents sont des torrents de rive droite. Le mayo Zouvoul draine avec le mayo Laddé la majeure partie de la région des Kapsiki (Guiscafre, 1961). Plus au sud, le Dangar ou Larbak collecte les eaux des mayos Téléki et Paha dont le réseau hydrographique témoigne d’une tectonique cassante. Le mayo Guider est le dernier affluent notable du mayo Louti. Quoique mal connus, ces torrents paraissent avoir des caractéristiques hydrologiques voisines de celles qui seront décrites pour les têtes de bassin du versant nord-est des monts Mandara, avec en particulier des crues violentes et brèves et des transports solides traduisant une érosion active du massif montagneux.

6Plus au sud, le mayo Louti et le mayo Oulo rejoignent le mayo Kebbi près de Figuil. Les observations épisodiques, depuis 1951, de deux stations hydrométriques permettent de dégager quelques caractéristiques du régime hydrologique de ces cours d’eau. Ainsi, le mayo Louti, contrôlé à Figuil, a un bassin versant de 5540 km2 et une lame écoulée de 200 mm pour une hauteur de précipitation interannuelle de 990 mm (coefficient d’écoulement de 20 %). Son module interannuel est de l’ordre de 35 m3 s-1 soit un débit spécifique de 6,3 l. s-1 km-2. L’écoulement est essentiellement concentré de mai à novembre ; les crues y sont violentes : le maximum de fréquence annuelle est de 1000 m3 s-1 et la crue décennale a été estimée à 2000 m3 s-1 (débit spécifique de 360 l. s-1 km-2).

7À l’exutoire du bassin, l’écoulement du mayo Louti est généralement interrompu en février et mars ; la période sans écoulement est plus longue en tête de bassin.

8Le mayo Oulo, observé à Golombé, a un bassin versant de 1160 km2 qui reçoit en moyenne une précipitation annuelle de 1000 mm. Le coefficient d’écoulement moyen est de 27 %. Le module interannuel est de 10 m3 s-1 soit 8,6 l. s-1 km-2. Les crues sont également très violentes ; le maximum de fréquence annuelle est voisin de 500 m3 s-1 et la crue décennale est de l’ordre de 900 m3 s-1 (débit spécifique de 800 l. s-1 km-2). Les écoulements sont nuls pendant la saison sèche sur des périodes pouvant aller de 4 à 6 mois entre décembre et mai (Olivry, 1986).

9Les quelques données proposées ici pour mémoire caractérisent le régime des mayos du nord de la Bénoué : mayos Tiel, Oulo, Louti et, dans une certaine mesure, le mayo Binder ; elles ne peuvent être transposées directement à leurs têtes de bassin qui se rattachent à la région Extrême-Nord car, d’une part, les précipitations y sont plus faibles et, d’autre part, les reliefs y sont plus prononcés.

Le bassin camerounais du lac Tchad

10Le bassin camerounais du lac Tchad comprend :

  • d’une part, les branches mères occidentales du Logone, la Mbéré et la Vina du nord, issues du massif de l’Adamaoua bien arrosé (1300-1500 mm) ;
  • d’autre part, à l’extrême nord du pays et entrant dans le cadre de cet atlas, l’ensemble des mayos issus des monts Mandara, les grandes plaines d’inondation dont le Grand Yayré, la vallée du Logone, puis le delta du Logone-Chari et le lac Tchad dont les grandes lignes de l’hydrographie sont rappelées.

11L’Extrême-Nord du Cameroun est largement occupé par une vaste plaine d’inondation de 8000 km2, appelée le Grand Yayré. Celui-ci s’étend à l’ouest du bourrelet de berge du Logone ; il est contenu à l’ouest par la route sur digue Mora-Waza-Tildé et au sud par le cordon Limani-Yagoua.

FIGURE 1. Hydrographie du nord du Cameroun

12Côté sud-ouest du yayré, les apports proviennent essentiellement des monts Mandara. Côté est, le yayré est alimenté par les déversements du Logone inférieur. Côté nord, des drains comme la Kalia et l’El Beïd transfèrent une partie des volumes stockés dans le yayré jusqu’au lac Tchad.

13L’alimentation du lac Tchad provient pour l’essentiel des apports du fleuve Chari qui s’est enrichi du Logone à Kousseri et se jette par un delta à Djimtilo. Peu en aval de Kousseri, un défluent du Chari traverse l’extrême nord du pays avant de rejoindre le lac.

14L’étude des ressources en eau de surface de la région s’organise autour de la connaissance des caractéristiques du régime hydrologique des apports issus des monts Mandara ou provenant du Logone et du Chari, et des conditions de fonctionnement de leur transfert à travers le yayré et le delta jusqu’au lac Tchad.

Les tributaires mandara de la cuvette tchadienne

Les différentes unités hydrographiques

15L’hydrographie des mayos issus des monts Mandara montre une organisation commune liée à leur caractère montagnard et torrentiel et à des conditions climatiques tropicales sèches.

16On peut généralement distinguer sur ces mayos trois parties :

  • une partie montagneuse permettant la concentration des écoulements ;
  • une partie de vallée de piémont plus ou moins large assurant le transfert des crues et des charges solides ;
  • une partie en zone de piémont proprement dite, conduisant aux plaines alluviales.

17En zone montagneuse, les pentes sont très fortes ; les sols sont inexistants ou peu épais et les versants sont généralement dénudés. Les cours d’eau coulent souvent à même le rocher. Le ruissellement y est intense bien que les populations pratiquent la culture en terrasse et que des barrages naturels freinent par endroits l’écoulement.

18Entre la zone montagneuse et la plaine de piémont proprement dite, le cours de ces rivières se situe encore en zone d’affleurement des roches du socle, mais ces dernières sont plus arénisées, souvent recouvertes de dépôts alluvionnaires, les pentes sont plus douces (entre 2 ‰ et 4 ‰). Ce cours moyen constitue une première régulation des divers débits de crues provenant de la zone montagneuse. Des verrous du socle plus ou moins visibles freinent par endroits l’écoulement. C’est ainsi que le mayo Tsanaga franchit un barrage naturel granitique à Gazawa et le mayo Boula entaille le socle altéré entre Salak et la route Maroua-Mindif.

19La dernière partie de ces cours d’eau se situe dans la plaine alluvionnaire. La pente est inférieure à 2%. Les berges sont plus ou moins nettes, fréquemment remaniées. Des débordements sont fréquents et provoquent parfois des changements de cours.

20Les cours des plus petits mayos se dégradent dans la plaine après quelques centaines de mètres de parcours. D’autres butent sur le cordon dunaire et, sans pouvoir le franchir, inondent les dépressions amont pendant la saison des pluies. C’est le cas du mayo Sava par exemple.

21Les plus importants mayos qui franchissent le cordon dunaire sont, du nord au sud, les mayos Kérawa, Kolofata, Ngassawé, qui débouchent dans la plaine de Mora, Mangafé, Ranéo, Motorsolo, Tsanaga et Boula qui parcourent la plaine du Nord-Diamaré. Faute d’énergie, après le passage de la grande dune qui témoigne de l’avancée au sud de la mer paléotchadienne, ils ne rejoignent jamais le Logone et se perdent dans le yayré par des deltas où ils abandonnent toute leur charge solide.

22Le mayo Kérawa matérialise la frontière entre le Cameroun et le Nigeria sur une quarantaine de kilomètres. Une grande partie de son bassin, qui couvre en territoire camerounais une superficie de l’ordre de 500 km2, est située en zone montagneuse semi-dénudée à dénivellation importante. Débouchant dans la plaine de piémont à la cote 440 qui marque ici la limite nord des affleurements, il y parcourt une trentaine de kilomètres dont la première moitié sur une dénivellation de 100 m avec des rives nettes et la deuxième moitié avec une pente inférieure à 2 ‰ et un cours plus étalé pendant la saison des pluies. Ses eaux de crues se perdent au Nigeria à la pointe nord-ouest de la plaine de Mora.

23Le mayo Kolofata a un bassin d’alimentation très réduit (75 km2) en zone d’affleurement du socle, en amont de la courbe de niveau 440 ; sur les six premiers kilomètres dans la plaine, il rassemble plusieurs petits affluents sur la rive droite, puis longe la dune de Bame-Kolofata pour traverser une zone d’affleurement de vieux granites. À partir de Kolofata, sa pente est inférieure à 2 ‰ et son cours jalonné de petites zones d’inondation.

24Le mayo Ngassawé a, en zone de piémont proprement dite, un cours qui atteint une trentaine de kilomètres, jusqu’à son débouché dans la dépression tchadienne au franchissement de la dune littorale de Limani-Yagoua, à partir de laquelle il forme la frontière entre le Cameroun et le Nigeria. En amont de la courbe de niveau 400, son cours supérieur, appelé mayo Moskota et enrichi de nombreux affluents, draine un bassin versant de 620 km2.

25Sur les quinze premiers kilomètres de son parcours en piémont (à partir de la zone Ngassawé-Goldavi-Kouyapé), on enregistre une pente de 4 ‰ qui tombe à 1 ‰ pour la deuxième moitié. Les rives s’estompent rapidement au franchissement du cordon dunaire à Banki. Son cours ne forme alors, le long de la frontière, qu’un chapelet de mares durant la saison des pluies, qui semble d’ailleurs rejoindre les yayrés aux environs de Waza.

26Le mayo Sava a, en amont de Haïssa-Hardé, un bassin d’alimentation de 70 km2. Le cours d’eau est encaissé. Il reprend ses anciennes alluvions en amont de ce village pour les redéposer en aval, encombrant parfois son lit en créant des zones d’inondations temporaires. Il franchit l’ancien cordon dunaire à Magdémé pour étaler ses crues dans la dépression tchadienne au-delà de la courbe de niveau 320.

27Le mayo Mangafé, provenant de la chaîne de Méri, qui culmine entre 800 et 1000 m, reçoit, avant de pénétrer dans la plaine de piémont proprement dite au pont de la route Maroua-Mora, plusieurs autres mayos qui s’alimentent dans la même chaîne ou dans des massifs isolés de même altitude. Dans les trente kilomètres de son parcours entre la courbe de niveau 400 et sa traversée du cordon dunaire à Djaoudé (320 m), il a une pente inférieure à 3 ‰ et encombre parfois son lit avec ses alluvions.

28Le mayo Ranéo s’alimente avec ses affluents dans le massif de Douvangar, au sud de Méri et dans des massifs isolés dominant la plaine de 400 m à 600 m. Il pénètre ensuite dans la plaine à Dogba puis parcourt les 30 km qui séparent la route de Maroua-Mora de sa traversée du cordon dunaire à Petté en divaguant sur ses alluvions.

29Le mayo Motorsolo provient des massifs granitiques situés entre la chaîne de Méri et les monts Mogazang au nord de Maroua. Il contourne les affleurements les plus septentrionaux de cette série de roches vertes près de Dogba, puis l’inselberg granitique de Papata. Il franchit le cordon dunaire à Fadaré à la cote 320 pour se perdre rapidement dans la dépression tchadienne. Entre Papata et Fadaré, distants de 30 km, le Motorsolo décrit de nombreux méandres ; la pente y est inférieure à 2 ‰ (Cadier, 1970).

FIGURE 2. Carte du bassin versant du mayo Tsanaga à Bogo

  • 1 On peut en particulier citer les travaux de Nouvelot (1972), Lefèvre (1971), Olivry et al. (1974, (...)

30Le mayo Tsanaga a été, de tous, le mieux étudié1. Son bassin a une forme allongée en croissant, Mokolo étant à la pointe amont, Maroua se situant au niveau du tiers aval et Bogo à la pointe aval peu avant la dégradation complète du mayo dans le yayré (fig. 2).

31Compris entre 10° 30’et 10° 53’de latitude nord, 13° 42’et 14° 36’de longitude est, le bassin comprend d’une part les versants orientaux des monts Mandara et en particulier l’essentiel des monts Matakam vers Mokolo et, d’autre part à l’est, une large plaine alluviale de Gazawa à Bogo.

32Le massif montagneux à l’ouest de la longitude de Méri comprend d’abord un relief de forme tabulaire avec des pics épars et des vallées encaissées dans un paysage classique de blocs de granite sombres, empilés, et de cultures sur petites terrasses aménagées par des murettes de pierre sèche. Plus en amont, les montagnes s’élèvent, deviennent plus abruptes. Le bassin culmine à l’hosséré Ziver à 1436 m au nord de Mokolo.

33Le mayo Tsanaga débouche dans la plaine de Gazawa à Menglia ; la plaine reste relativement étroite jusqu’à Maroua ; sa pente est modérée et est parsemée de quelques reliefs isolés ; elle est régulièrement inondée. La dernière barre rocheuse importante à l’est est formée des monts Bouloré, Marouaré et Makabay sur roches vertes d’un volcanisme ancien. En aval de Maroua, la plaine s’élargit et, monotone, se rattache au yayré.

34La Tsanaga supérieure est formée au défilé de Douvar de la réunion d’une branche nord issue de l’hosséré Ziver et augmentée du Madabrom (Magoumaz) et d’une branche ouest née vers 950 m d’altitude et augmentée du Mododrof. Le défilé de Douvar est aujourd’hui fermé par un barrage réservoir destiné à l’alimentation en eau de Mokolo et de sa région (Olivry et al., 1974, 1976). La pente des branches supérieures est comprise entre 10 et 40 ‰.

  • 2 Une étude a été effectuée sur ce site (Olivry, Naah, op. cit.) pour un projet de barrage à Horoum (...)

35La Tsanaga reçoit en rive droite des affluents courts comme les mayos Idamsay, issu de Mokolo, ou Zakaya issu des massifs de Minéo. En rive gauche, les mayos Ndjoua et Fogom sont de puissants affluents issus du massif ouest de Méri. À l’aval de Fogom, la pente de la Tsanaga se stabilise à 3 ‰ ; le lit s’élargit et est encombré de dépôts sableux importants. À Menglia, la Tsanaga est à 55 km de sa source à environ 550 m d’altitude2. La pente va rester constante jusqu’à Maroua où la Tsanaga n’est plus qu’à 407 m d’altitude. Des seuils rocheux modifient secondairement l’allure du profil et, en limitant les inféroflux, permettent un stockage d’eau dans les sables épais du lit mineur.

36À Maroua, la Tsanaga reçoit à 95 km de sa source, en rive gauche, le Kaliao, son principal affluent. Le Kaliao est un affluent d’une quarantaine de kilomètres, issu du sud du massif de Méri, dont la pente particulièrement forte sur son haut-bassin est à l’origine de fortes crues ; il reçoit en rive gauche le mayo Mizao.

37Entre Maroua et Bogo (337 m), la pente moyenne est de 1,5 ‰ sur 50 km de longueur. À l’aval de Bogo, le lit de la Tsanaga se dégrade très vite et disparaît dans le yayré. La reconnaissance sur photos aériennes d’un delta fossile dans le yayré semble indiquer que la dégradation du lit de la Tsanaga progresse vers l’amont ; elle est déjà sensible deux à trois kilomètres à l’aval de Bogo.

38Enfin, pour terminer ce panorama des grands mayos de l’Extrême-Nord du Cameroun, on évoquera le mayo Boula dont les vastes plaines alluviales sont dominées par le piton de Mindif.

39Ce mayo est caractérisé par un bassin d’alimentation très réduit en bordure des monts Mandara. Son cours longe la bordure nord des affleurements pénéplanés du socle, et en reçoit de nombreux affluents, puis contourne par le sud la zone des affleurements granitiques de Djoulgouf, pour se déverser dans une zone de yayré en aval de Dargala. Une partie de ses eaux de crues, après avoir longé le cordon dunaire, le franchit à Goudoum-Goudoum. La pente de son cours en plaine est comparable à celle du mayo Tsanaga.

Les données hydrologiques et leur interprétation

40L’hydrologie du mayo Tsanaga peut être considérée comme représentative de la région, avec une nuance d’importance liée à la baisse des précipitations en allant vers le nord. Les caractéristiques du régime hydrologique du mayo Tsanaga sont complétées par les observations recueillies par E. Naah (1992) sur les autres mayos, de 1984 à 1987. À moins de supposer que le caractère déficitaire de ces dernières années correspond à une rupture climatique durable, ce qui n’est pas démontré, il est évident que l’on introduit dans les séries statistiques un biais par la différence de poids entre années sèches et années humides. Par souci d’homogénéisation avec les longues séries dont on dispose sur le Logone et le Chari, les estimations qui seront données pour le mayo Tsanaga s’appuient sur les conditions hydroclimatiques de quarante années.

Les écoulements annuels

41La hauteur des précipitations interannuelles reçues en moyenne sur les bassins a été estimée à :

  • 930 mm pour la Tsanaga à Maroua (845 km2) ;
  • 810 mm pour le Kaliao à Maroua (355 km2) ;
  • 855 mm pour la Tsanaga à Bogo (1535 km2).

42Sur la seule période d’observation, avec les données recueillies depuis 1980, la moyenne des précipitations annuelles a été ramenée par Naah (1992) respectivement à 875 mm, 815 mm et 810 mm, montrant l’impact des déficits pluviométriques de la décennie 1980.

43Le tableau I résume la chronique des débits mensuels connus de la Tsanaga à Bogo ainsi que les modules de 22 années complètes ; le module le plus élevé observé est de 13,3 m3 s-1 ; le module moyen est de 7,35 soit 4,80 l. s-1 km-2 ; le module le plus faible observé est de 4,17 m3 s-1. On relève de 7 à 8 mois sans écoulement. La station du Kaliao à Maroua, observée de 1966 à 1970, a un module moyen de 1,67 m3 s-1. La station de la Tsanaga à Maroua a été suivie en 1954 et 1955, de 1966 à 1970 et réouverte de 1977 à 1987. Son module annuel est de 5,65 m3 s-1, soit 6,7 l. s-1 km-2. La station de Menglia, observée en 1977, a un module de 5,43 m3 s-1, soit 9,44 l. s-1 km-2.

44Le mois le plus abondant est, sans conteste, le mois d’août ; les masses humides sont déjà en repli très net au mois de septembre. L’écoulement débute généralement en juin par de petites crues qui n’entraînent pas pour autant d’écoulement permanent intermédiaire. Les premières crues peuvent n’être observées qu’en juillet. Seuls août et septembre paraissent assurés d’un écoulement permanent. À signaler aussi de rares écoulements en mai.

TABLEAU I. Débits moyens mensuels et annuels de la Tsanaga à Bogo (m3 s-1)

TABLEAU I. Débits moyens mensuels et annuels de la Tsanaga à Bogo (m3 s-1)

m = moyenne ; s = écart-type

45Sur la période commune des 5 années (1966-1970), les modules spécifiques sont respectivement de :

  • 7,3 l. s-1 km-2 pour la Tsanaga à Maroua ;
  • 4,7 l. s-1 km-2 pour le Kaliao à Maroua ;
  • 5,6 l. s-1 km-2 pour la Tsanaga à Bogo.

46Le module spécifique moyen, calculé sur la période commune d’observation de 1984 à 1987, des mayos issus des monts Mandara tombe à 6,2 l. s-1 km-2 pour la Tsanaga à Maroua et à 4,34 l. s-1 km-2 pour la Tsanaga à Bogo, soit un déficit de 15 à 22 % par rapport à la série moyenne 1966-1970 (tabl. II).

TABLEAU II. Modules spécifiques (en l. s-1 km-2) sur la période 1984-1987

TABLEAU II. Modules spécifiques (en l. s-1 km-2) sur la période 1984-1987

47Faute d’un échantillon de valeurs suffisamment grand, l’étude statistique des modules de la Tsanaga à Bogo n’est qu’une approximation dont les résultats devront être pris avec d’autant plus de réserves que le poids relatif des années de sécheresse se fait davantage sentir. Sur 22 modules, la moyenne est de 7,35 m3 s-1, l’écart-type est de 2,56, et le coefficient de variation est de 0,348. L’échantillon suggère une distribution hypergaussique avec un module décennal sec de 4,5 m3 s-1 et un module décennal humide de 11 m3 s-1. Le K 3, rapport des valeurs décennales, serait de 2,4, valeur correspondant à la forte irrégularité interannuelle du régime tropical pur déjà soumis aux nuances sahéliennes. Mais ces résultats, au moins pour ce qui est du module moyen, paraissent trop affectés par les années sèches des décennies 1970 et 1980.

48L’étude des précipitations dans la région traduit bien ce déficit pour les stations longue durée. La période 1966-1970, par contre, traduit une période de précipitations moyennes, confirmée sur sept postes existant sur le bassin et sur les postes de Maroua Agriculture et Salak, Guétalé, Douvangar, Godola, Papata, Zongoya. Il paraît donc logique de retenir pour module moyen la valeur moyenne calculée sur cette période et par suite, en conservant le coefficient de variation déjà déterminé et en admettant une loi de distribution normale, les modules de différentes fréquences. Ces estimations conduisent aux résultats du tableau III.

49L’étude du bilan hydrologique montre que l’évapotranspiration réelle doit être en moyenne de l’ordre de 680 mm pour l’ensemble du bassin de la Tsanaga. C’est un paramètre qui varie relativement peu d’une année à l’autre (au moins par rapport aux pluies et à l’écoulement) et que l’on doit rapprocher de l’évapotranspiration potentielle de la région de l’ordre de 1900-2000 mm.

50Sur les bassins de petite taille, l’essentiel de l’écoulement provient du ruissellement pendant la crue et l’immédiate après-crue. Sur les bassins relativement importants, l’écoulement débute en mai-juin par de petites crues et ne devient effectivement permanent suivant la pluviométrie qu’en juillet-septembre. Il peut passer en quelques heures de quelques mètres cubes par seconde à plusieurs dizaines de mètres cubes. L’hydrogramme annuel (fig. 3) n’est alors, en fait, constitué que par une succession de crues très brèves.

51Il n’existe pas dans ces mayos des monts Mandara de correctif à l’écoulement fluvial (absence de sols qui se gorgent d’eau et diffèrent en partie l’écoulement, ou d’autres éléments pondérateurs comme les sources, lacs ou autres points d’eau permanents). Celui-ci est strictement limité à la saison des pluies. Les pluies d’avril, mai et même juin (20 % de la hauteur de précipitation annuelle) n’y participent pas ou très peu, absorbées rapidement par un sol complètement desséché par 6 à 7 mois d’aridité complète. L’écoulement permanent apparaît seulement en juillet.

52Le coefficient d’écoulement varie de 20 à 29 % sur la Tsanaga à Maroua, de 14 à 28 % sur le Kaliao, de 17 à 25 % à Bogo.

53Sur le mayo Tsanaga à Mokolo (Douvar), on a aussi mesuré 23 et 46 % sur un bassin de 48,9 km2.

54À Menglia, sur le mayo Tsanaga (575 km2), l’écoulement a été en 1977 de 40 %. On notera que pour le bassin intermédiaire, de Maroua à Bogo, avec une lame écoulée de 700 mm, le coefficient d’écoulement n’est que de 9,6 %. On retiendra des valeurs moyennes de 10 % pour la plaine en amont du yayré et 25 % pour la montagne.

55L’écoulement n’est pas fonction de la seule pluviométrie annuelle. Il est également lié à sa répartition au cours de l’année et à un ensemble de facteurs variables relatifs à l’état de rétention des sols (état de saturation des sols, développement de la couverture végétale, mode cultural...). Les coefficients d’écoulement calculés varient de l’amont vers l’aval des cours d’eau, notamment de la zone montagneuse du socle, où les valeurs sont très élevées, supérieures à 20 %, à la plaine alluviale où elles sont inférieures. Ils tendent aussi à diminuer du sud de la plaine vers le nord, avec la pluviométrie. C’est ainsi qu’entre le mayo Boula et le mayo Ngassawé, la diminution du coefficient d’écoulement serait de l’ordre de 40 %. Toutefois, la structure des averses ne variant guère régionalement, ces cours d’eau auraient globalement un comportement homogène qui serait indépendant des superficies respectives de leurs bassins, ce qui s’exprimerait par une corrélation très satisfaisante entre coefficient d’écoulement (Ke) et pluie moyenne (pm) ; la droite de régression est présentée dans la figure 4.

TABLEAU III. Distribution statistique des modules de la Tsanaga à Bogo

TABLEAU III. Distribution statistique des modules de la Tsanaga à Bogo

FIGURE 3. Exemples d’hydrogrammes annuels sur trois mayos issus des monts Mandara

FIGURE 4. Relation entre les lames précipitées et le coefficient d’écoulement mesuré à différentes périodes sur les mayos issus des monts Mandara

56Le tableau IV regroupe les différents coefficients d’écoulement moyens obtenus pour des hauteurs moyennes de précipitations annuelles calculées sur les périodes d’observation correspondantes.

TABLEAU IV. Valeurs des coefficients d’écoulement (Ke en %)

TABLEAU IV. Valeurs des coefficients d’écoulement (Ke en %)

Les crues

57Les eaux ne rencontrent guère d’obstacles importants dus aux sols ou à la végétation. Leur concentration étant très rapide dans les chenaux de la zone montagneuse, les crues élémentaires sur les petits bassins se caractérisent par leur soudaineté. Cela se traduit par des temps de montée relativement courts, des débits de pointe élevés et de forts coefficients de ruissellement.

58En se développant à l’échelle des grands bassins, les crues élémentaires donnent naissance à des crues dont les caractéristiques (forme de l’hydrogramme, temps de montée, temps de base, débit maximum, volume ruisselé, etc.) subissent l’influence de nombreuses variables (intensité, durée et répartition de la pluie, topographie du bassin, type de sols...). La figure 5 présente les graphes des hydrogrammes de crues de quelques bassins. La crue s’amortit aussi à l’arrivée des mayos dans la plaine, la différence étant d’autant plus marquée que le bassin supérieur a des pentes plus fortes.

59Les crues du mayo Tsanaga ont fait l’objet de nombreuses études. Les débits spécifiques des maxima annuels de crue varient de 234 à 402 l. s-1 km-2 pour la Tsanaga à Maroua, de 513 à 1096 l. s-1 km-2 pour le Kaliao et de 80 à 176 l. s-1 km-2 pour la Tsanaga à Bogo.

60 Nouvelot (op. cit.) a proposé les estimations statistiques suivantes.

FIGURE 5. Exemples d’hydrogrammes de crue observés sur des mayos Mandara. On notera, pour le Motorsolo, la pointe préliminaire issue du massif montagneux et l’écoulement très amorti provenant des plaines de Fadaré

61À Menglia, en 1977, année pourtant déficitaire, on a observé sept épisodes de crue dont les maxima ont dépassé 300 m3 s-1 ; 501 m3 s-1 le 5 juillet, 768 m3 s-1 le 13 août, 376 m3 s-1 le 20 août, 501 m3 s-1 le 22 août, 300 m3 s-1 le 25 août, 376 m3 s-1 le 31 août, 534 m3 s-1 le 8 septembre. La corrélation de ces maxima et de ceux plus modestes observés cette année à Menglia, avec les maxima correspondants de la Tsanaga à Maroua (Naah, op. cit.) admet l’équation :

62QMenglia = 1,45 QMaroua + 13 avec un coefficient de corrélation de 0,92.

63On a observé à Maroua un maximum le 13 août 1977 de 604 m3 s-1 très au-dessus de la crue décennale estimée et de fréquence probablement exceptionnelle, une partie de Maroua ayant été inondée. La pluie maximale mesurée sur le bassin équipé de 17 postes pluviométriques a été ce jour-là de 147,9 mm, la pluie moyenne étant de 83 mm sur un bassin de 575 km2. Onze millions de mètres cubes ont été évacués en 22 heures à la station de Menglia (Kr = 22 %). Une fréquence trentennale a été attribuée à cette crue dont le débit spécifique est de 1335 l. s-1 km-2.

64À Menglia, la crue de fréquence médiane serait de 360 m3 s-1 (625 l. s-1 km-2) et la crue décennale de 590 m3 (1025 l. s-1 km-2).

65On a observé en moyenne 8 heures de décalage entre les maxima de crue de Menglia et ceux de Maroua. Entre Maroua et Bogo, le temps de propagation de l’onde de crue varie du simple au double suivant l’importance de la crue : jusqu’à 20 h pour des crues inférieures à 20 m3 s-1 et moins de 10 h au-delà de 150 m3 s-1 à Bogo.

TABLEAU V. Étude fréquentielle des crues

TABLEAU V. Étude fréquentielle des crues

66L’amortissement des crues entre Menglia et Maroua est défini par le rapport des débits maximaux qui vaut 0,7 en moyenne.

67Entre Maroua et Bogo, l’amortissement des crues se fait suivant des lois relativement complexes. Le coefficient d’amortissement varie selon que le maximum de crue vient du Kaliao à Maroua ou de la Tsanaga (Cam = 0,78 pour la Tsanaga et 0,92 pour le Kaliao), et suivant la saison et la puissance de la crue. Nouvelot (1972) a montré que le laminage est maximal pour les crues supérieures à 250 m3 s-1 et des débits de base très faibles à Bogo (en début de saison, inférieurs à 9 m3 s-1).

68Ainsi, une crue de 400 m3 s-1 au confluent de Maroua, survenant en juillet, ne donnera qu’un débit de pointe de 180 m3 s-1 à Bogo, survenant en septembre, un débit maximal de 240 m3 s-1 ; le coefficient d’amortissement passe de 0,45 à 0,60.

69Cet examen rapide du régime des crues a mis en évidence deux aspects caractéristiques de la région :

  • de forts coefficients de ruissellement, des temps de concentration courts aboutissant à des maxima de crue élevés, tant en valeur réelle qu’en débits spécifiques, pour tous les mayos issus des monts Mandara ;
  • un amortissement considérable en plaine, ramenant les crues violentes du débouché des montagnes à des crues dont les maxima spécifiques sont très en deçà de ce que l’on connaît plus au sud.

70Cette importance des crues dans la région des monts Mandara est soulignée par les études réalisées sur bassins représentatifs (Olivry, 1987). C’est là que l’on a déterminé les crues décennales aux débits spécifiques les plus forts (atteignant 15000 l. s-1 km-2 pour des bassins de 5 km2 et les coefficients de ruissellement parmi les plus élevés (de 50 à 65 %)..., que l’on soit sur le Motorsolo (Cadier, 197o), la haute Tsanaga à Mokolo-Douvar (Olivryet al., 1976) sur substratum cristallin du socle ou sur le Bouloré à substratum de roches vertes (Dubreuil, 1955) ou encore sur les bassins de Mouda (Thébé, 1987, N’tonga, 1993).

La saison sèche et l’écoulement des mayos

71Dès la fin des pluies et des crues consécutives, le mayo Tsanaga tarit très rapidement. Une première phase de tarissement de quelques jours précède généralement une phase d’épuisement très courte à l’issue de laquelle l’écoulement peut être considéré comme nul, n’étant plus qu’un inféro-flux.

72Sur la Tsanaga à Maroua, le premier tarissement admet des coefficients assez constants de l’ordre de 0,190 j-1, pour lesquels le débit est divisé par 10 au bout de 10 jours. Le second coefficient de tarissement peut varier de 1,60 à 0,35 j-1, soit un débit divisé par 10 de 1 jour et demi à 6 jours. Il apparaît entre les débits de 400 et 200 l. s-1.

73Sur le Kaliao, le tarissement est du même type mais un peu plus lent. Le premier admet pour coefficient des valeurs de 0,117 à 0,148 j-1, soit une durée de tarissement de 15 à 20 jours pour perdre 90 % de son débit. Le second tarissement qui semble apparaître pour des débits inférieurs à 100 l. s-1 est de l’ordre de 0,3 j-1, soit une durée de 7 à 8 jours pour perdre les 9/10 du débit résiduel.

74À Bogo, le tarissement admet en première phase un coefficient de 0,24 à 0,34 j-1 (soit 7 à 10 jours pour diviser par 10 le débit). Un second tarissement avec un coefficient de 0,8 à 0,9 j-1 apparaît pour des débits inférieurs à 300 l. s-1. La Tsanaga perd alors 90 % de son débit en 3 jours.

75La durée de la période sans écoulement sera d’autant plus longue que la saison sèche sera précoce et la saison des pluies suivante tardive. Le tarissement rapide met un terme à l’écoulement qui suit les dernières pluies d’octobre ; les pluies d’avril, mai et même juin (20 % de la hauteur de précipitation annuelle) ne participent pas ou très peu à l’écoulement, absorbées rapidement par un sol complètement desséché par 6 à 7 mois d’aridité complète. L’échantillon de données reste insuffisant pour une étude statistique de la durée de cette période. On peut seulement dire qu’à Bogo l’écoulement devient nul dans la dernière décade d’octobre ou les premiers jours de novembre. La Tsanaga voit un écoulement permanent apparaître seulement en juillet ; en moyenne, c’est le 11 juillet (et avec une probabilité de 60 % entre le 4 et le 18 juillet) ; les dates extrêmes sur 14 années sont le 26 juin et le 27 juillet.

76Si on retient pour date moyenne du début de la période sans écoulement le 1er novembre, on peut estimer à 250 jours la période sèche moyenne (où l’on note quand même quelques épisodes de crue en juin).

77 Lefèvre (1971) a montré qu’à Maroua subsistait un écoulement d’inféro-flux pendant la saison sèche. Ces nappes d’inféro-flux utilisant les dépôts de sable du lit comme aquifère sont bien connues sur tous ces mayos et constituent souvent la seule ressource en eau des populations riveraines pendant la saison sèche. À Maroua, la nappe d’inféro-flux est alimentée par le drainage de la nappe phréatique de la plaine de Gazawa. Lefèvre(op. cit.) a déterminé la vitesse du flux par injection de sel et mesure en aval de la résistivité. Le 1er novembre 1968, le débit d’inféro-flux était de 14,4 m3 h-1, soit 4 l. s-1 sur une section mouillée de 300 m2 ; le 1er mars 1969, le débit était encore de 9,3 m3 h-1, soit 2,6 l. s-1 sur une section de 190 m2. Le volume d’eau qui s’écoulerait en inféro-flux serait en année moyenne de 100000 m3, soit 1/2 000 de l’écoulement aérien.

Les apports des monts Mandara à la cuvette tchadienne

78La contribution globale des monts Mandara aux ressources en eau de la cuvette tchadienne, susceptible d’alimenter le Grand Yayré, a fait l’objet d’une première estimation (Olivry, 1986) basée sur les observations de la période dite « normale » et de la décroissance du sud au nord des écoulements spécifiques.

79Pour le seul mayo Tsanaga, les apports interannuels sont de 0,27 km3 pour un module spécifique de 5,6 l. s-1 km-2. Les apports du bassin du mayo Boula (2000 km2), pour le même module spécifique seraient de l’ordre de 0,35 km3. Les études sur le Motorsolo ont montré qu’un module spécifique de 4 l. s-1 km-2 pouvait être retenu pour les mayos nord dont les bassins couvrent une superficie de 2600 km2. Le volume interannuel de ces apports serait de 0,33 km3.

80Le total moyen des apports dus aux mayos des Mandara atteindrait un volume de 0,95 km3. Sur la base d’un coefficient d’irrégularité K 3 de 3 pour l’ensemble de la région, l’écoulement annuel de fréquence décennale a été estimé à 0,47 km3 en année sèche et à 1,43 km3 en année humide.

81Pour les décennies sèches, Naah (1992) a proposé une estimation basée sur les rapports entre volumes écoulés mensuels des différents mayos étudiés entre 1984 et 1987 pour reconstituer les écoulements globaux issus des monts Mandara sur la période 1969-1987. Le tableau VI présente les résultats de cette reconstitution. Sur la période commune d’observation (4 ans), les tributaires des monts Mandara auraient déversé en moyenne 0,442 km3 an-1 dans les plaines du yayré.

82En pourcentage, la part moyenne respective de chaque tributaire dans cette alimentation serait de l’ordre de :

83Mayo Ngassawé : 10 % ; mayo Mangafé : 6,3 % ; mayo Ranéo : 5 % ; mayo Motorsolo : 4 ; mayo Tsanaga : 36,5 % ; mayo Boula : 36,2 % ; mayo Balda : 2 %.

TABLEAU VI. Apports des mayos au Grand Yayré (106 m3)

TABLEAU VI. Apports des mayos au Grand Yayré (106 m3)

84Les apports des années caractéristiques, définis à partir de la distribution statistique des apports annuels de Bogo, seraient en année moyenne de l’ordre de 0,725 km3. En retenant le K 3 observé à Bogo (2,4), Naah situe les apports de fréquence décennale à 1 km3 an-1 en année humide et à 0,45 km3 an-1 en année sèche.

L’érosion des monts Mandara et ses apports au Grand Yayré

85Les apports des monts Mandara à la cuvette lacustre, et ici au Grand Yayré, ne concernent pas que les flux hydriques. Ceux-ci permettent aussi le transfert de matières particulaires et dissoutes provenant de l’érosion mécanique et chimique des massifs montagneux et des zones de piémont.

86Les flux dissous des mayos Mandara ont été étudiés par Naah (1992) en 1985 et 1986. Les concentrations moyennes annuelles sont de l’ordre de 150 mg l-1 avec une prédominance des carbonates, du calcium et de la silice. L’apport en sels au yayré, suivant les années, ne serait que de 100000 à 180000 tonnes.

87De nombreuses études ont été réalisées sur les flux particulaires en suspension (Orstom et IRGM), en particulier sur le mayo Tsanaga. D’une manière générale, on observe trois phases principales de l’érosion mécanique :

  • en début de saison des pluies (mi-juin à mi-juillet), les concentrations de matière en suspension sont très élevées. Les pluies de forte intensité nettoient littéralement la surface du sol pulvérulente ; il n’y a pas de protection végétale des sols ;
  • de la mi-juillet à la mi-août, les concentrations diminuent tandis que la végétation, essentiellement herbacée, se développe sur les bassins ;
  • à partir de la fin août, la végétation et les cultures ont atteint leur stade de développement optimal et protègent efficacement les sols contre l’action mécanique des gouttes de pluie.

88À la station de Bogo, le tonnage annuel des matières en suspension a été évalué à 325000 tonnes en 1968 et 330000 tonnes en 1969, années « normales » (Nouvelot, 1972) ; on a mesuré en 1973, année relativement sèche, 270000 tonnes (Olivryet al., 1974). Naah (1992) a observé des transports annuels de 320000 tonnes et 280000 tonnes en 1985 et 1986. Ainsi, pour Bogo, les exportations des matières en suspension varient en valeur spécifique de 219 t km-2 an-1 en année moyenne à 175 t km-2 an-1 en année sèche.

89Les années sèches sont caractérisées par des concentrations plus fortes qu’en années humide ou normale (Olivry, 1974). Le stock de matière disponible à l’arrachement des premières pluies de la saison est plus important lorsque la saison sèche est plus longue. Ceci explique que le rapport entre les tonnages de matières en suspension, année normale/année sèche, soit plus faible que celui des volumes écoulés correspondants (1/2 contre 1/5) (Olivry, 1977). D’une année à l’autre l’exportation de matière varie moins que l’écoulement. D’autres observations faites en 1985 et 1986 sur les mayos Ngassawé (165 t km-2 an-1), Mangafé (123 t km-2 an-1), Ranéo (200 t km-2 an-1) et Boula (204 t km-2 an-1) ont permis à Naah (1992) de proposer une dégradation spécifique moyenne pour la région de 154 t km-2 an-1, soit environ 1 million de tonnes de matières en suspension exportées chaque année vers le yayré.

90Les grands bassins du sud des monts Mandara ont une érosion spécifique qui dépasse 200 t km-2 an-1 ; ceux du nord, dont l’écoulement est plus faible, ont une érosion plus réduite. Les régions les plus montagneuses, aux fortes pentes mais avec une densité d’affleurements rocheux importante, produisent moins de sédiments que les zones arénisées intermédiaires. Ainsi, à Mokolo (Olivry, Hoorelbecke, 1976) la dégradation spécifique n’est que de 260 t km-2 an-1, alors qu’on a mesuré sur la Tsanaga à Menglia 500 t km-2 an-1 en 1977 pour un bassin de 575 km2 (Naah, 1978). Localement, sur zones arénisées, on a mesuré des érosions annuelles globales (suspension et charriage) approchant les 1000 t km-2 an-1 pour des bassins de quelques kilomètres carrés.

91Les mesures de charriage des matériaux sableux et grossiers sont assez rares dans la région. À partir des travaux réalisés à Mokolo (Olivry, Hoorelbecke, op. cit.), on peut estimer que la charge solide parvenant au yayré représente un quart de la charge en suspension.

92C’est donc en moyenne une charge solide globale de 1 à 1,5 million de tonnes qui participe chaque année à la progression des formations deltaïques et des dépôts argileux dans le yayré. Cette charge est supérieure aux apports de matière solide du Logone (900000 t an-1).

Le Logone inférieur

Hydrologie du Logone inférieur

93À Laï, au Tchad, le Logone est formé de ses deux branches majeures : occidentale venue du Cameroun, orientale issue de la Pende. Son bassin couvre alors 56700 km2 et son module calculé sur la période 1948-1973 est de 512 m3 s-1 ; calculé sur 40 ans, le module tombe à 464 m3 s-1, soit 10 % de moins du fait du moindre poids des dernières décennies sèches. La crue maximale a atteint 3730 m3 s-1 en 1955. La pluviométrie moyenne interannuelle probable est de 1370 mm et la lame écoulée est de 285 mm, soit un déficit d’écoulement de 1085 mm et un coefficient d’écoulement de 20,8 %.

94À Bongor, le Logone matérialise, à partir du Bec-de-Canard, la frontière du Cameroun. La superficie de son bassin versant est alors de 73700 km2. Le gain en superficie provient essentiellement de son affluent de rive gauche, la Tandjilé. Depuis Laï, le Logone a pénétré dans une vaste plaine sédimentaire où la largeur moyenne de son lit varie de 3 à 9 km, montrant une dégradation du réseau hydrographique importante. Sur la rive droite, des déversements sont notables dès avant Éré ; ils seront drainés par le Ba Illi qui rejoint le Logone à Logone-Gana. En rive gauche, nous avons déjà évoqué les pertes des seuils d’Éré et de Dana qui alimentent le mayo Kebbi. Ces déversements sont dus à l’absence de bourrelets de berges continus.

95La figure 6 montre l’évolution des débits moyens annuels qui transitent à Bongor ; elle met en évidence l’appauvrissement des ressources en eau du Logone durant la période actuelle.

96La pluviométrie moyenne interannuelle probable reçue par le bassin du Logone à Bongor est de 1280 mm. Si l’on s’en tient au module 1948-1973, la lame écoulée serait de 228 mm, soit un coefficient d’écoulement de 17,8 % et un déficit d’écoulement de 1052 mm.

97La série homogénéisée sur 40 ans, biaisée par les deux dernières décennies sèches, voit son module moyen tomber à 488 m3 s-1.

98Par rapport à Laï, on relèvera que le mois le plus fort (septembre) est plus faible à Bongor, tandis qu’août et octobre y sont plus élevés, ce qui montre l’étalement de l’hydrogramme de crue (encore plus manifeste si on compare les maxima). Le mois le plus faible (mars) est inférieur à Bongor, ce qui traduit les pertes par évaporation pendant la saison sèche.

99Entre Bongor et Logone-Birni, les berges du Logone sont de moins en moins marquées ; elles ont pratiquement disparu entre Katoa et Logone-Gana, et la plaine d’inondation fait jusqu’à 70 km de large.

FIGURE 6. Évolution des modules du Logone à Bongor sur la période d’observation

TABLEAU VII. Débits mensuels et modules en m3 s-1 (homogénéisés sur 40 ans : 1950-1989)

TABLEAU VII. Débits mensuels et modules en m3 s-1 (homogénéisés sur 40 ans : 1950-1989)

MA : moyenne annuelle

100En rive droite, les déversements inondent une bande de 25 km de largeur entre Logoneet-Chari ; ces eaux sont drainées par la Koulambou qui rejoint le Logone à Logone-Gana.

101En rive gauche, les déversements inondent le Grand Yayré, d’abord par des défluents comme le Guerléo et la Logomatya, ensuite par simple débordement continu dû à l’inexistence de berges. Une grande partie de ces eaux échappe définitivement au Logone et la mesure des débits à Logone-Birni permet de faire le bilan des pertes du cours d’eau depuis Bongor. Le module 1948-1973 est de 380 m3 s-1 à Logone-Birni ; le Logone a perdu environ 154 m3 s-1. Le volume écoulé à Logone-Birni est de 12 km3. Le module moyen actualisé sur la période homogénéisée tombe à 317 m3 s-1.

102Entre Bongor et Logone-Birni, deux stations intermédiaires montrent pour la même période homogénéisée la progression des pertes du Logone :

  • Pouss-Katoa : module de 404 m3 s-1 ;
  • Logone-Gana : module de 335 m3 s-1.

103La distribution mensuelle moyenne des débits homogénéisés sur 40 ans est donnée au tableau VII.

104Aux pertes importantes du Logone inférieur s’ajoute un étalement considérable de l’onde de crue. Le coefficient d’amortissement est pratiquement de 2 entre la station de Bongor et celle de Logone-Birni, plus élevé en période humide qu’en période sèche. Le temps de propagation est particulièrement lent, environ un mois entre les maxima de Bongor et de Logone-Birni. Les figures 7 et 8 donnent deux exemples d’hydrogrammes à Laï, Bongor, Katoa (Pouss) et Logone-Birni, pour l’année 1953 et l’année 1984.

105Pertes, amortissement et lenteur des écoulements sont intimement liés à l’hydrographie dégradée du Logone inférieur.

FIGURE 7. Hydrogrammes des hautes eaux du Logone, de Laï à Logone-Birni, pour 1953, montrant à l’aval de Bongor l’amortissement de la crue et les pertes par déversement dans le Yayré

FIGURE 8. Hydrogrammes annuels du Logone, de Bongor à Logone-Birni, en année très sèche (1984-1985). L’écoulement est canalisé dans le lit mineur ; l’amortissement de la crue et les pertes sont peu marqués

106L’étude fréquentielle des débits montre que les échantillons disponibles sur les stations principales du Logone inférieur s’organisent autour d’une distribution hypogaussique, caractéristique des écoulements dans des plaines alluviales à très faibles pentes. On observe, en particulier, que plus les déversements sont importants, plus l’évapotranspiration consomme l’eau disponible sur les surfaces d’inondation, d’où un infléchissement dans la distribution des modules d’années exceptionnellement humides.

107Le tableau VIII donne les modules des stations de Bongor, Logone-Gana et Logone-Birni pour différentes périodes de retour en années sèches et humides. On relèvera les valeurs de fréquence médiane (2 ans) nettement supérieures aux valeurs moyennes de la période homogénéisée du fait de l’hypogaussité des lois de distribution.

TABLEAU VIII. Distribution des modules en m3 s-1

TABLEAU VIII. Distribution des modules en m3 s-1

108La distribution statistique des maxima annuels de crue du Logone à Bongor, Pouss, Logone-Gana et Logone-Birni aboutit à la prédétermination des débits de différentes périodes de retour indiquée dans le tableau IX.

109L’étude des étiages montre une rupture entre l’échantillon observé de 1948 à 1978 et celui des années 1980. L’étiage décennal sec est estimé à 24 m3 s-1 dans la première période (valeur médiane de 40 m3 s-1). L’étiage absolu est inférieur à 10 m3 s-1 en 1984, 1985, 1986 et 1987.

TABLEAU IX. Distribution des maxima de crues en m3 s-1

TABLEAU IX. Distribution des maxima de crues en m3 s-1

Les pertes du Logone inférieur

110Entre Bongor et Logone-Birni, les eaux déversées sur la rive droite du fleuve sont drainées par la Koulambou (nom que prend le Ba Illi à son extrémité aval), et une partie retourne au Logone en amont de Logone-Gana.

  • 3 Voir le chapitre consacré à la Riziculture.

111Avant les aménagements hydroagricoles de la zone3, les eaux issues des déversements de la rive gauche inondaient le yayré par des défluents comme le Danay, le Guerléo entre Bongor et Pouss et la Logomatya en aval de Pouss et par simple débordement continu sur les berges. Du sud au nord à partir de Yagoua (km 0) entre les km 9 et 17, la rive gauche du Logone est très basse et marécageuse. C’est là que le mayo Danay rejoint le Logone, mais c’est là aussi qu’en aval du village de Tsébé, le mayo Guerléo prend naissance.

112La vallée du Danay communique avec les marécages interdunaires s’étendant au sud et à l’ouest (région de Kalfou-Moulvouday). Dans le prolongement du Danay, le mayo Bourlouk semble être un ancien cours du mayo Boula, avant que celui-ci ne réussisse sa percée du cordon dunaire Yagoua-Limani.

113Le mayo Guerléo suit un cours parallèle à celui du Logone jusqu’à Pouss où son lit disparaissait dans un grand étang qu’on appelait le yayré de Pouss et qui est aujourd’hui le lac de Maga, vaste retenue destinée à l’irrigation des périmètres rizicoles de SEMRY II.

114Plus au nord, la Logomatya se formait dans un marécage profond, alimentée par le mayo Vrek qui, morphologiquement, fait partie du système provenant du Guerléo.

115Après un faible parcours, la Logomatya recevait le mayo Araynaba qui partait du Logone en face du village de Gamsaye. Son cours, long d’une cinquantaine de kilomètres, s’éloigne du Logone de près de 8 km et le rejoint par un coude brusque de Ngodeni à Iviyé. La Logomatya était alimentée par cette brèche d’Araynaba, large de 8 à 10 m et très active, mais qui s’encombrait très régulièrement d’herbes, rendant l’écoulement très diffus. Simple chapelet de mares pendant la saison sèche, elle voyait son débit se gonfler en août avec les premiers débordements du Logone. Ceux-ci en augmentant, franchissaient facilement la rive gauche de la Logomatya après le début de l’inondation pour gagner les yayrés, ce qui limite le débit maximal à la station de Zina à 70 m3 s-1.

116Bien que tributaire des crues du Logone, son régime était donc pratiquement indépendant de l’abondance de ces crues et n’était lié qu’au cycle de croissance des végétaux au cours de la saison des pluies.

117Actuellement, ce régime est nettement influencé par les lâchures qui se font au lac de Maga et le comportement de ces deux défluents est profondément modifié par les aménagements des périmètres rizicoles de cette partie de la plaine :

  • Toutes les brèches du mayo Guerléo en aval de Yagoua et qui gonflaient son débit (les déversements de Katoa à Vélé, ceux de Doreissou à Bégué-Palam) sont colmatées par la digue de protection des périmètres de SEMRY I (5500 ha). Ce mayo lui-même alimente actuellement le lac de Maga.
  • Une des infrastructures des aménagements de SEMRY II, la digue de Tékélé qui longe le Logone de Pouss à l’aval de Gamsaye, colmate depuis 1979 la brèche de l’Araynaba. La Logomatya ne s’alimente alors que par le mayo Vrek, principal axe de drainage de l’aménagement et évacuateur de la retenue de Maga, par le coude de Ngodeni et par les déversements en nappe du Logone. Ceux-ci franchissent d’ailleurs sans peine le bourrelet, mais la poussée de végétation freine progressivement cette hémorragie diffuse.

118Le mayo Guerléo alimente aujourd’hui, avec en partie le mayo Tsanaga et le Logone, le vaste lac de 36000 ha retenu par une digue en argile compactée de 27 km de longueur et de 2 à 7 m de hauteur entre Pouss et Guirvidig. Des ouvrages de prise ou de vidange permettent de maîtriser le niveau de la retenue. 6500 ha de casiers rizicoles au nord de la digue sont exploités en double culture avec maîtrise complète de l’eau par gravité. Cette réalisation de la Semry en 1979 a prévu, en outre, l’aménagement de 5000 ha de cultures traditionnelles, une opération de reforestation et la valorisation des ressources piscicoles du lac dont la cote maximale est à 312,75 m.

119En année moyenne, la retenue de Maga contient un volume d’eau de 550 millions de mètres cubes, auquel les mayos Boula et Tsanaga participent pour environ 300 millions de mètres cubes et le Logone pour le reste. Ce volume correspond à environ 4 % du volume d’eau total reçu par les yayrés et à une réduction de sa surface inondée de l’ordre de 300 km2 en moyenne. L’impact de la retenue de Maga semble alors être minime dans le fonctionnement du yayré (Naah, 1992).

FIGURE 9. Identification des zones de pertes du Logone et d’alimentation du yayré. En trait épais, les endiguements entre Yagoua et Gamsaye

120Les processus d’échanges s’avèrent très complexes et difficiles à quantifier dans les défluents. Par le mayo Guerléo transiteraient environ 2 % du volume du Logone à Bongor, soit près de 12 % des pertes totales entre Bongor et Katoa. Le volume des eaux qui se perdent par la Logomatya est également très faible par rapport au volume global des pertes entre Katoa et Logone-Birni.

121Entre Pouss et Logone-Birni, les déversements sur la rive gauche du Logone se faisaient certes par la Logomatya, mais beaucoup plus par la section du fleuve entre Pouss et Gamsaye, située en amont de la Logomatya. La perte du débit y était de l’ordre de 95 m3 s-1. Cette section du fleuve est actuellement endiguée, ce qui renforce les déversements sur la rive droite, dans la plaine de Katoa, avec un débit estimé à 190 m3 s-1.

122Les aménagements évoqués plus haut, réalisés pour l’essentiel entre 1954 et 1960 et parachevés par la création du lac de Maga, ont permis le contrôle partiel de l’inondation et entraîné des modifications de la rive gauche du Logone. On obtient l’identification suivante des zones de pertes (fig. 9) :

  • section Bongor-Gamsaye : pertes par prélèvements de la Semry (Yagoua-Djafga, déversoir Logone de la retenue de Maga) ; on évalue le maximum probable prélevé dans cette section à 513 km3, soit 16,3 m3 s-1 ;
  • section Gamsaye Logone-Birni : pertes par déversements du Logone (la Logomatya étant privée de l’Araynaba).

123Le bilan des pertes globales entre Bongor et Logone-Birni est présenté dans le tableau X.

TABLEAU X. Bilan des pertes entre Bongor et Logone-Birni (m3 s-1)

TABLEAU X. Bilan des pertes entre Bongor et Logone-Birni (m3 s-1)

124Les pertes sont très faibles pour les années considérées comme des périodes très sèches (1972, 1973, 1983, 1985), en ce qui concerne les crues et les modules du Logone. Pour ces années, les inondations dans les yayrés sont de peu d’importance, comme le montre la figure 10. L’année 1984, par exemple, très sèche, aurait donné un débit de pertes de l’ordre de 10 m3 s-1 et on pourrait considérer qu’à partir de la décennale sèche, soit un module à Bongor de l’ordre de 330 m3 s-1, les inondations dans les yayrés sont nulles ou de peu d’importance. Il apparaît nettement que le volume des pertes est lié à l’importance des modules de Bongor, près de 98 % de ces pertes se faisant en période de crue ; l’absence d’inondation de grande amplitude est surtout causée par un affaiblissement des crues du Logone.

FIGURE 10. Relation entre les modules de Bongor et les pertes globales entre Bongor et Logone-Birni

Aspects hydrologiques des yayrés

L’alimentation des yayrés

125Les yayrés du Nord-Cameroun, et en particulier le Grand Yayré dont la superficie est d’environ 8000 km2, correspondent à d’immenses plaines inondables aux pentes extrêmement faibles. Comme le reste de la cuvette tchadienne, ils recouvrent une vaste zone d’épandages d’alluvions tertiaires, quaternaires et actuelles. Les dépôts superficiels sont constitués d’alluvions du Logone et des mayos des monts Mandara et d’argiles lacustres déposées lors des périodes de grande extension du lac Tchad. Les effluents et drains constituent un réseau hydrographique mal organisé du fait des pentes extrêmement faibles. On observe de nombreux petits bras sinueux mal calibrés et disparaissant sans avoir rejoint un affluent plus important, mais aussi des biefs profonds aux berges abruptes – à l’origine de la réalimentation des nappes – sans grand rapport avec les vitesses de circulation des débits.

126En dehors de ces traces d’un réseau hydrographique, l’écoulement se fait à travers les vastes marécages du yayré. Celui-ci a une végétation très dense, uniquement constituée de graminées dont les tiges atteignent 2 à 4 m de hauteur suivant la profondeur des eaux en période d’inondation. L’existence de cette strate herbacée est due à la durée de l’inondation qui varie de six mois à l’année entière et aux sols argileux retenant bien l’humidité sous une croûte dure qui fait obstacle à l’évaporation ; cela permet un redémarrage rapide de la végétation aux premières pluies dans les régions qui ont été exondées durant la saison sèche.

127Bien entendu, cette végétation d’herbes entraîne de très faibles vitesses d’écoulement qui expliquent en particulier l’importante décantation des suspensions venues du Logone ou des mayos camerounais. GAC (1979) estime qu’en année moyenne, 97 % de la charge solide initiale des apports du Logone inondant le yayré s’y déposent.

128La dynamique des déversements du Logone a été étudiée par Bouchardeau (1968). Gac (1979) en a proposé un bilan sur la période 1956-1974. Plus récemment, l’imagerie satellite Landsat a permis à Bénech et al. (1982) de préciser ces mécanismes.

129Lorsque les premières pluies ont été absorbées par les argiles gonflantes du yayré, les pluies suivantes entraînent une première inondation de la plaine qui, dans sa partie nord-est, sera évacuée à partir de Tildé par l’El Beïd ; il en va de même pour certains gros apports des mayos camerounais par le Kalia plus à l’ouest.

130En juin, les précipitations ont aussi grossi le chapelet de mares résiduelles de la Logomatya, sans aboutir cependant à une mise en eau complète. Celle-ci survient assez régulièrement dans la seconde semaine de juillet, lorsque les débits du Logone ont atteint 400 m3 s-1 à Bongor ; elle s’effectue simultanément par ses deux extrémités (Araynaba et coude de Ngodeni). Les deux courants se rencontrent à Zina dans les derniers jours de juillet. On a remarqué que l’arrivée du courant à Zina coïncidait avec une cassure dans la courbe de crue à Logone-Gana. Cette cassure signifie des pertes importantes du Logone quand le débit à Bongor dépasse 700 m3 s-1 environ.

131Une fois la jonction faite à Zina, le courant de la Logomatya s’oriente sud-nord, sauf près d’Iviyé, où le Logone continue à se déverser dans la Logomatya. Toute l’eau pénétrant alors dans la Logomatya est évacuée dans le yayré. Pour des débits maxima de 1100 m3 s-1 à Bongor, l’extension de l’inondation se limite à un large drain au nord, en continuité de la Logomatya et à des débordements limités côté occidental de ce cours.

132Jusqu’à 1200 m3 s-1 à Bongor, les eaux de crue envahissent la totalité du lit de la Logomatya, les dépressions et les drains artificiels aménagés par les pêcheurs. Au-dessus de 1200 m3 s-1, le flot de crue inonde la plaine, mais l’onde de crue ne parvient à l’El Beïd que si le Logone dépasse 1500 m3 s-1 à Bongor. Ce débit n’étant pas atteint en 1972 et 1973, l’El Beïd n’a pas coulé ; il correspond à la cote 280 cm sur l’échelle de Zina.

133On distingue donc deux zones de pénétration des eaux du Logone dans le yayré :

  • la première correspond au drain situé en aval de la Logomatya à Ngodeni par lequel l’inondation progresse selon un axe dépressionnaire orienté SSE-NNW à partir d’un débit à Bongor de 700 m3 s-1 ;
  • la seconde se situe au-dessus d’un débit de 1200 m3 s-1 sur un axe dépressionnaire, parallèle au premier et séparé de lui par une zone étroite pouvant rester exondée, centrée sur Hinalé et caractérisée par la seule savane arborée du yayré. Cette seconde voie, de loin la plus large et la plus importante, est empruntée par les eaux de la Logomatya amont, jadis du Guerléo.

134On relève que l’épaisseur de la couche d’eau qui se déverse dans le yayré au maximum de la crue paraît indépendante de celle-ci. L’hydrogramme de Zina a atteint le même maximum en 1977 et 1978, alors que la seconde crue était nettement supérieure à Bongor. La constance du niveau d’étale à 305 cm, échelle de Zina, montre que la crue est écrêtée d’amont en aval à des niveaux fixes, réalisant ainsi une régularisation progressive du débit. L’importance du volume d’inondation tient donc surtout à la durée de l’inondation maximale.

135À la décrue, on observe d’abord une baisse lente dans le cours médian de la Logomatya à Zina dès la mi-octobre, alors que les déversements se poursuivent au nord par Iviyé, bien que la décrue soit déjà amorcée. On note même sur cet axe des écoulements supérieurs à ceux du Logone, du fait d’apports complémentaires provenant de la Logomatya amont.

136Ces déversements entre Ngodeni et Iviyé ne cessent que pour un débit de 500 m3 s-1 environ à Bongor qui marque un renversement du courant au niveau d’Iviyé et un retour rapide des eaux vers le Logone. Les courbes de vidange des hydrogrammes de Zina, très semblables, suggèrent une surface drainée constante. On note également deux phases dans la décrue correspondant aux différences de niveau des seuils des deux voies de pénétration décrites de la crue. Les eaux retournant au Logone par la Logomatya paraissent concerner un volume relativement constant d’une année à l’autre.

137La partie la plus importante des eaux du yayré est cependant drainée par l’El Beïd (pour autant que la crue du Logone ait dépassé 1500 m3 s-1). C’est la seule qui interviendra dans le bilan, les eaux de la Logomatya retournant au Logone étant comptabilisées à Logone-Birni.

Le drainage nord du yayré : hydrologie de l’El Beïd

138L’El Beïd et ses deux principaux affluents, la Kalia sur la frontière du Nigeria et la Forunduma au Nigeria, drainent à Gambarou-Fotokol, peu avant de se jeter dans le lac Tchad, un ensemble de régions très plates comprenant le yayré au sud-est et les plaines d’inondation de la région de Maiduguri à l’ouest, plus les apports de quelques mayos du versant nord des monts Mandara. Il est pratiquement impossible de déterminer la superficie du bassin versant, on peut seulement parler d’aire d’influence qui est de l’ordre de 12500 km2.

139Le cours proprement dit de l’El Beïd ne devient visible dans le yayré que quelques kilomètres en amont de Tildé où une station hydrologique est installée sur la route reliant Maiduguri et Maroua à N’Djamena, à 25 km environ du Chari. Il reçoit en rive gauche, après un parcours d’environ 15 km, la Kalia, long affluent mais sans grand écoulement (surtout depuis la construction de la route sur digue) et formé de deux branches amont issues du nord du parc national de Waza.

140L’El Beïd prend une direction nord-ouest sur 50 km, puis plein ouest sur 45 km. À Gambarou-Fotokol, après avoir reçu la Forunduma, il rejoint le lac Tchad au bout de 25 km, plein nord. Décembre est le mois au débit le plus élevé, suivi de janvier, ce qui traduit bien la lenteur des écoulements dans les plaines d’inondation qui alimentent l’El Beïd. L’écoulement cesse généralement en mai.

141Le « bassin » (ou l’aire contributive des débits de l’El Beïd) reçoit une hauteur interannuelle de précipitation de l’ordre de 700 mm. Avec les années nulles 1972 et 1973, la moyenne sur 19 ans est de 38,9 m3 s-1, soit un volume de 1,23 km3. Depuis, l’absence d’écoulements annuels a été observée de nombreuses fois pendant la décennie 1980.

142Le régime hydrographique de l’El Beïd dépend de deux types de fonctionnement du bassin apparent :

  • dans une première phase, on note l’écoulement des pluies reçues par le bassin et des mayos torrentiels amortis par la plaine ; cette phase se situe de juillet à octobre ;
  • dans une seconde phase, la lente propagation des apports du Logone à travers le yayré provoque une importante montée des eaux en octobre et novembre, avec un maximum atteint généralement vers la mi-décembre.

143Après ces apports, une décrue progressive s’amorce en janvier et s’achève en avril ou mai avec un écoulement nul ou négligeable. On a trouvé que la relation entre les débits du Logone à Bongor et les hauteurs d’eau de l’El Beïd en décrue à Daga 72 jours plus tard varie avec l’importance de la crue à Bongor. Touchebeuf (1969) a montré que la décrue de l’El Beïd était d’autant plus rapide que la crue du Logone était moins forte.

144Dans la figure 11, on a indiqué trois hydrogrammes de la station de Tildé montrant de manière caractéristique les deux phases d’écoulement :

  • précrue provenant des mayos et des pluies ;
  • crue de vidange du yayré.

FIGURE 11. Hydrogrammes annuels de l’El Beïd à Tildé dans la période récente

FIGURE 12. Hydrogrammes annuels de l’El Beïd à Fotokol et indication des débits moyens mensuels sur la période 1950-1970. Noter la grande variabilité des hydrogrammes de précrue et de vidange du yayré (eaux du Logone)

145Les hydrogrammes de l’El Beïd à Fotokol, présentés à la figure 12, suivent le même schéma. Ces hydrogrammes montrent d’une manière générale la démesure qu’il y a entre volumes de précrue et de crue du yayré. Cela n’est plus vérifié pour les années faibles du Logone (1953-1954) où la précrue devient plus forte en maximum atteint. À la limite, seule la précrue peut exister. Les deux types d’écoulement sont le plus souvent parfaitement distincts. Il arrive aussi que la précrue soit nulle. En moyenne, la précrue représenterait de 10 à 15 % de la crue de vidange des apports du Logone.

146L’étude fréquentielle des maxima annuels de crue à Fotokol proposée par Touchebeuf (1969) montre :

  • une crue médiane de 180 m3 s-1 ;
  • une crue décennale de 300 m3 s-1 ;
  • une crue vicennale de 355 m3 s-1.

147Le maximum médian spécifique serait de 14,5 l. s-1 km-2, ce qui est très faible pour la zone climatique et correspond à l’amortissement des plaines d’inondation. Le maximum de crue, lorsqu’il est dû à la crue du Logone, est observé dans 60 % des cas entre le 10 et le 20 décembre. En années déficitaires, faute d’écoulement, le maximum de crue peut être nul. La période de retour de tels évènements serait de l’ordre de 20 ans.

148L’analyse statistique des modules – dont deux nuls – conduit à retenir :

  • la valeur médiane de 38,9 m3 s-1, son écart-type de 26,4 m3 s-1 ; le coefficient de variation est de 0,679 ;
  • un module décennal humide de 72,5 m3 s-1, vicennal de 82 m3 s-1 (et centennal de 100 m3 s-1 ?) ;
  • un module quinquennal sec de 17 m3 s-1, décennal de 5 m3 s-1 et nul pour une fréquence vicennale.

149Le K 3 vaudrait alors 14,5... soit des valeurs-types des régimes sahélien et sub-désertique mais sans signification ici du fait du régime particulier des apports à l’El Beïd.

Les apports du Chari et le lac Tchad

Le Chari

150Le Logone conflue avec le Chari à Kousseri. Le fleuve Chari, venu de Centrafrique et du Soudan, qui a drainé le centre et le sud du Tchad, marque à partir de N’Djamena la frontière entre Tchad et Cameroun. Son bassin versant couvre 600000 km2.

151À ce titre, on indiquera ses principales caractéristiques à la station de N’Djamena avant de décrire brièvement son cours aval jusqu’au lac Tchad.

152La monographie hydrologique du bassin du fleuve Chari (Billon et al., 1974) fournit la principale information relative à la période précédant la sécheresse des années 1970. Les résultats, aujourd’hui obsolètes, donnaient pour module interannuel une valeur de 1250 m3 s-1.

153Le maximum de la crue annuelle a atteint 5160 m3 s-1 en 1961, la valeur médiane étant de 3690 m3 s-1. L’étiage absolu (médiane estimée à 126 m3 s-1) admettait une valeur de fréquence décennale sèche de 88 m3 s-1.

154En tenant compte des années sèches 1972 et 1973, on obtient l’actualisation suivante pour les débits mensuels moyens et le module interannuel (tableau XI).

TABLEAU XI. Débits mensuels moyens et module interannuel du Chari à N’Djamena

TABLEAU XI. Débits mensuels moyens et module interannuel du Chari à N’Djamena

MA : moyenne annuelle

155Les étiages absolus relevés en 1973 et 1974 sont respectivement de 47,7 et 38,6 m3 s-1. Les modules des années 1972-1973 et 1973-1974 tombent en dessous de 600 m3 s-1. Enfin, les maxima annuels de ces deux années sèches ont été de 1 430 et 2130 m3 s-1. Le volume transitant à N’Djamena en année moyenne est alors estimé à 37,8 km3.

156Mais dans l’appauvrissement des ressources en eau du Chari, le pire est encore à venir : la chronique de 58 ans d’observations arrêtées à 1991 admet un module interannuel de 1041 m3 s-1, soit un volume annuel moyen de 32,9 km3. Sur la période 1972-1991, le module moyen des deux décennies sèches tombe à 686 m3 s-1, soit un volume moyen des apports du Chari de 21,6 km3 an-1.

157Sur cette même période, six modules annuels sont inférieurs à ceux de 1972 et 1973, tous observés entre 1983 et 1991, avec la plus faible valeur en 1984, 216 m3 s-1, soit 1/5 du module moyen.

158La crue annuelle est également très affectée par la crise hydroclimatique. La valeur médiane sur 58 ans n’est plus que de 3150 m3 s-1. En 1984, pratiquement inexistante, la crue n’atteint que 785 m3 s-1.

159Dans les années les plus défavorisées, le débit d’étiage absolu tombe à 20-25 m3 s-1.

160La figure 13 donne quelques exemples d’hydrogrammes du Chari en périodes humide et sèche.

161La figure 14 indique la chronique des modules annuels et des maxima annuels de crue sur 58 ans.

162En dépit d’une amélioration de l’hydraulicité du Chari en 1988 et 1989, la persistance du contexte déficitaire paraît caractériser la période actuelle ; la durée de la sécheresse, sans commune mesure avec celles de 1913 ou des années 1940, induit un effet mémoire dans le débit des fleuves soudano-sahéliens imputable à l’amenuisement de la contribution des réserves souterraines dans l’écoulement de base, qui s’ajoute au déficit pluviométrique proprement dit (Olivry, 1987, 1992, 1993). L’évolution actuelle vers un tarissement accéléré de la vidange des nappes souterraines lors de la décrue du Chari semble corroborer cette idée d’une « maladie » des fleuves de l’Afrique tropicale sèche.

FIGURE 13. Hydrogrammes caractéristiques du Chari à N’Djamena en périodes humide et sèche et indication des valeurs médianes

163Un retour à la « normale » suppose une longue période de bonnes précipitations permettant la réalimentation des aquifères du bassin du Logone et du Chari.

164La mise en relation des maxima annuels de crue et des modules (fig. 15) montre deux régressions nettement décalées, qui illustrent bien la différence du fonctionnement hydrologique du Chari pour la période dite normale et la période sèche actuelle.

FIGURE 14. Évolution des débits caractéristiques du Chari à N’Djamena de 1934 à 1990. En trait gras, les modules annuels ; en trait fin, les maxima annuels de crue et en pointillé leurs moyennes mobiles calculées sur 5 ans

FIGURE 15. Relations entre le débit maximum annuel et le module du Chari à N’Djamena pour la période antérieure à 1970 et les deux dernières décennies sèches

Un défluent camerounais du Chari : le Serbéwel

165En aval de N’Djamena et Kousseri, le Chari, au moment de la crue, immerge les savanes boisées qui remplacent ici les grandes plaines herbeuses du sud. La crue se produit en octobre-novembre et pénètre dans les terres, côté Cameroun, par l’intermédiaire de défluents importants comme le Serbéwel et le Taf-Taf.

166Le Serbéwel est en fait un bras du Chari qui se sépare de ce dernier 18 km en aval de Kousseri et se jette dans le lac à l’aval de Makari. Sa longueur, abstraction faite des méandres, est de 100 km environ. Large de 50 à 100 m, le Serbéwel a des berges franches possédant un bourrelet assez continu recouvert d’une galerie forestière. L’écoulement du Serbéwel est continu pour les années de fortes crues ; plus généralement, dès février et mars, le débit devient nul faute d’écoulement, bien que le Serbéwel reste en eau ; la pente est alors nulle entre le lac et la naissance du Serbéwel, alors que le Chari continue lui-même à couler : le plan d’eau à l’embouchure du Chari serait donc à un niveau légèrement inférieur que celui de l’embouchure du Serbéwel et il doit exister un léger courant orienté du sud-ouest au nord-est le long du rivage camerounais (Tillement, 1970).

167Plus en aval, le Taf-Taf, défluent du Chari, va se jeter dans les marécages du lac au nord de Massaki.

168Dans toute cette région facilement inondable, la monotonie de la plaine n’est rompue de loin en loin que par de petits reliefs constitués d’accumulation de terre de quelques mètres d’altitude appelés « buttes Saw » dont l’origine serait anthropique pour certains ; les Saw auraient élevé ces îlots pour rester au sec en période d’inondation.

169Mesuré à Maltam, le module interannuel du Serbéwel serait de l’ordre de 60 m3 s-1. Il faut des années très sèches comme 1972, 1973 ou les années 1980 pour que l’écoulement du Serbéwel devienne nul.

170La distribution mensuelle des débits en période « normale » est donnée dans le tableau XII.

171Le débit maximal observé est de 415 m3 s-1, mais il aurait dépassé 430 m3 s-1 en 1961 et 1955. La crue médiane atteindrait 279 m3 s-1.

TABLEAU XII. Distribution mensuelle des débits du Serbéwel en m 3 s -1

MA : moyenne annuelle

Le lac Tchad

172Le Chari rejoint le lac Tchad par un delta dont le bras principal aboutit à Djimtilo. L’ensemble des apports hydriques au lac est estimé en période « normale » à 46 milliards de mètres cubes dont environ 6 milliards de précipitations reçues par le plan d’eau du lac (pluviométrie moyenne de 330 mm). Sur les 40 milliards de mètres cubes d’apports fluviatiles, 95 % proviennent du bassin du Chari.

173Le lac Tchad est partagé entre le Niger, le Tchad, le Nigeria et le Cameroun. Le Cameroun couvre environ 1/12 de la surface du « moyen Tchad », soit 1700 km2.

174Côté Cameroun, la rive est très plate et le lac proprement dit est séparé de la terre ferme par une large zone marécageuse occupée par des herbiers.

175Au cours des années déficitaires de 1973 et 1974, toute la partie camerounaise était exondée avec une végétation dense, à l’exception d’eaux libres réduites à la région sud-est au nord de Djimtilo (Kalom). Depuis ces années-là, des phases hésitantes de remise en eau ont marqué la succession d’années d’hydraulicité plus ou moins déficitaire. De fait, avec la persistance de la sécheresse, des modifications importantes ont été apportées au milieu, en particulier par la séparation de la cuvette du nord-ouest (Nigeria-Niger), de celle du sud-est (Cameroun-Tchad).

  • 4 Tilho (1947) ; Touchebeuf de Lussigny (1969) ; Servant (1973) ; Chouret (1974) ; Maley (1981).

176L’histoire du lac montre qu’à une époque récente de tels phénomènes ont déjà été observés et ne présentent donc pas de caractère irréversible. Nous ne nous y attarderons pas et renvoyons aux nombreuses études sur ce sujet4.

177En période moyenne, le lac atteint une cote de 281,5 m. Il couvre alors une superficie de l’ordre de 20000 km2 et a un volume de l’ordre de 65 km3. Lors de la crue du lac, entre 1962 et 1964, le maximum atteint correspondait à la cote 283,60 m, soit une superficie de 23500 km2 et un volume d’eau stocké de 105 km3.

178Au minimum 1971, la surface du lac s’est réduite à 19000 km2 pour un volume stocké de 49 km3 à la cote 280,8 m.

179À l’étiage 1973, la surface du lac n’occupe plus que 8000 km2 et le volume stocké n’est plus que de 28 km3. Dès juillet 1973, le lac est scindé en deux cuvettes. Seule la cuvette sud est alimentée par le Chari et la cuvette nord se trouve asséchée en 1975 et 1976 malgré une meilleure hydraulicité. La situation se dégrade encore au cours des années suivantes (fig. 16).

180Le contexte déficitaire se poursuit au cours des années 1980. L’apport du Chari n’est que de 17 km3 en 1983 et tombe à 6,7 km3 en 1984, année la plus dramatique pour les régions du Sahel.

181Les années 1986 et 1987 restent faibles et après un bref sursaut en 1988, le remplissage de la cuvette sud reste soumis aux mêmes aléas déficitaires.

182Le niveau moyen de la cuvette sud est à l’altitude de 280,5 m ; la surface inondée est alors de 7500 km2.

183À 279 m d’altitude, le niveau de la cuvette se réduit, en 1974 et 1987, à 4000 km2.

184Les travaux de J. Lemoalle (1979) à partir des images Landsat montrent que la cuvette sud se scinde alors en trois zones d’eaux libres :

  • environ 1700 km2 pour les eaux libres du sud-est ;
  • environ 775 km2 pour les eaux libres du sud-ouest ;
  • environ 1550 km2 pour les eaux libres situées au sud de la grande barrière qui sépare la cuvette sud de la cuvette nord asséchée.

185L’histoire récente, entre 1800 et aujourd’hui, commence par une période de très haut niveau (cote 286 ?) et, après une série de fluctuations, aboutit à l’assèchement connu aujourd’hui (cote 278 ?).

186Il est important de souligner que le volume des apports annuels du Chari n’est pas très éloigné du volume stocké dans le lac en période « normale ».

187Cela permet de conclure qu’une évolution rapide du lac est prévisible dans le cas d’une série d’années d’hydraulicité moyenne sur les bassins du Chari et du Logone ; ou même d’une seule année exceptionnellement humide (Olivry, 1986 ; Pouyaud, Colombani, 1989).

Bilan des apports des tributaires camerounais du bassin du lac Tchad

188En reprenant, dans un bilan hydrologique général, les principaux résultats de cette étude, on a, dans un premier temps, pris en considération les éléments du bilan qui paraissent le mieux illustrer les conditions hydroclimatiques moyennes du XXe siècle avant le déficit actuel.

189À Laï, le volume du Logone en année moyenne (512 m3 s-1) est de 16,15 km2.

190À Bongor, avec un débit moyen de 534 m3 s-1, le volume des apports moyens annuels est de 16,84 km3, soit 0,69 km3 de plus qu’à Laï dont 0,1 km3 d’excédent des apports de la Tandjilié sur les pertes Bénoué et Ba Illi. Le bassin intermédiaire (17000 km2) fournit donc un apport de 590 millions de mètres cubes pour une hauteur de précipitation annuelle de 980 mm, soit un écoulement de 3,5 %, le reste étant consommé par évaporation dans le lit majeur et les plaines d’inondation. À Logone-Birni, le Logone n’a plus qu’un module interannuel de 380 m3 s-1, ce qui donne un volume annuel de 12 km3, soit 4,84 km3 de pertes depuis Bongor. GAC (1979) identifie en rive droite 1,7 km3 de pertes provisoires dans la plaine inter Chari-Logone avec restitution de 0,9 km3 en amont de Logone-Birni, ce qui signifie des pertes par évaporation de 0,8 km3 (en plus bien sûr de la lame précipitée). Un volume de 4,04 km3 disparaît, côté rive gauche d’une part, sur le bief Bongor-Logone-Birni et son lit majeur d’autre part. Sur ce dernier, qui couvre environ 2000 km2, les pertes ne doivent pas excéder 0,4 km3 si l’on s’en tient aux possibilités d’évaporation et aux apports météoriques moyens. Ce serait donc en moyenne un volume de 3,64 km3 provenant du Logone qui transiterait par le yayré.

FIGURE 16. Carte schématique du lac Tchad, début juillet 1973 (d’après Chouret, Franc, Lemoalle, 1974)

191Le bilan du yayré comprend en entrées :

  • les apports du Logone : 3,64 km3 ;
  • les apports dus aux précipitations directes ; celles-ci estimées en moyenne interannuelle à 700 mm sur les 800000 ha du yayré donnent un volume précipité de 5,6 km3 ;
  • les apports dus aux mayos des monts Mandara, estimés à 0,95 km3. Les entrées dans le yayré totalisent donc un peu plus de 10 milliards de mètres cubes (10,19 km3).

192Les sorties sont constituées par l’écoulement de l’El Beïd, l’évapotranspiration et l’alimentation de la nappe phréatique à partir des drains du réseau hydrographique. Le terme « alimentation des nappes » est tout à fait négligeable dans un bilan aussi peu précis d’hydrologie de surface. Le volume des apports de l’El Beïd évacués du yayré est en année moyenne de 1,23 km3 (module de 38,9 m3 s-1).

193Finalement, arrivent au lac Tchad, les débits du Chari-Logone, dont une partie transite au Cameroun par le Serbéwel et le Taf-Taf, les débits bien moindres de l’El Beïd venus du Cameroun et ceux de quelques tributaires nigérians.

Delta du Chari

35,9 km3

Serbéwel

1,9 km3

Total Chari-Logone

37,8 km3 (Chari à N’Djamena + 12 km3 du Logone)

El Beïd

1,23 km3 (vidange du yayré)

Apports Nigeria

1,0 km3

Total écoulement superficiel

40 km3

Apports des précipitations

6 km3 (300 mm de pluies moyennes sur 20 000 km3 de

surface moyenne du lac)

Total des entrées

46 km3

194Le bilan est équilibré par les sorties essentiellement consommées par évaporation et tout à fait marginalement par les infiltrations vers la nappe du Kanem. Si ces dernières représentent au maximum 5 % des entrées, l’évaporation du lac peut être chiffrée à 2200 mm an-1 ; comme le montrent les études de l’évaporation sur nappe d’eau libre (Riou, 1972, 1975 ; Pouyaud, 1985), l’évaporation annuelle du lac Tchad doit se situer dans la gamme 2 200-2300 mm.

195Dans le contexte des années déficitaires des deux dernières décennies, le bilan des apports au lac Tchad est tout à fait différent. La moyenne des apports du Chari sur la période 1971-1990 est de 21,8 km-3 an-1 (58 %). L’alimentation potentielle du yayré n’excède pas sur la période 0,5 km3 en provenance des monts Mandara et 2 km3 en provenance du Logone ; son drainage par l’El Beïd n’est que de 0,2 km3. Les apports au lac totaliseraient 22 km-3 an-1 (48 %) et se limiteraient globalement à l’alimentation de la cuvette sud (Olivry et al., 1996).

196Aucune considération scientifique ne peut, pour l’instant, permettre de prévoir la « fin » de la sécheresse ou le retour à des pluviométries « normales » : avatar passager de la climatologie ou bouleversement durable atmosphérique à l’échelle du continent ? Un effet mémoire de la sécheresse a été mis en évidence dans l’écoulement des fleuves, mais un retour à des précipitations excédentaires limitera sa durée (une décennie ?). Le bilan hydrologique du lac Tchad a montré qu’une bonne hydraulicité du Chari et du Logone permettrait un retour rapide à un niveau « normal » des surfaces lacustres. Si le lac devait un jour « disparaître » de façon durable, cela voudrait dire que ses affluents auraient vu auparavant leur hydrologie tellement bouleversée que la survie des hommes serait totalement remise en cause par la désertification des bassins versants ; de telles modifications, si elles devaient survenir, se situent plus à l’échelle géologique qu’à l’échelle humaine (Pouyaud et al., 1989).

197En termes de ressources en eau, les problèmes se posent davantage, surtout dans la période actuelle, au niveau des prélèvements effectués pour l’irrigation pendant la saison sèche et les étiages... il n’y a pas assez d’eau pour satisfaire à tous les projets d’irrigation.

198Enfin, il faut savoir que de gros aménagements sur les bassins amont peuvent avoir des conséquences désastreuses sur le remplissage du lac Tchad et les ressources en eau de l’Extrême-Nord du Cameroun. L’exemple de la mer d’Aral est là pour le rappeler. Mais une gestion concertée des ressources en eau par la Commission du bassin du lac Tchad (CBLT) devrait permettre d’éviter le renouvellement de telles erreurs.

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Notes

1 On peut en particulier citer les travaux de Nouvelot (1972), Lefèvre (1971), Olivry et al. (1974, 1976, 1977) ou ceux de Naah (1978, 1992).

2 Une étude a été effectuée sur ce site (Olivry, Naah, op. cit.) pour un projet de barrage à Horoum et l’aménagement de la plaine de Gazawa.

3 Voir le chapitre consacré à la Riziculture.

4 Tilho (1947) ; Touchebeuf de Lussigny (1969) ; Servant (1973) ; Chouret (1974) ; Maley (1981).

Table des illustrations

Légende FIGURE 1. Hydrographie du nord du Cameroun
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Légende FIGURE 2. Carte du bassin versant du mayo Tsanaga à Bogo
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URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/11552/img-3.jpg
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Titre TABLEAU I. Débits moyens mensuels et annuels de la Tsanaga à Bogo (m3 s-1)
Légende m = moyenne ; s = écart-type
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Titre TABLEAU II. Modules spécifiques (en l. s-1 km-2) sur la période 1984-1987
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Titre TABLEAU III. Distribution statistique des modules de la Tsanaga à Bogo
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Légende FIGURE 3. Exemples d’hydrogrammes annuels sur trois mayos issus des monts Mandara
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Légende FIGURE 4. Relation entre les lames précipitées et le coefficient d’écoulement mesuré à différentes périodes sur les mayos issus des monts Mandara
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Titre TABLEAU IV. Valeurs des coefficients d’écoulement (Ke en %)
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Légende FIGURE 5. Exemples d’hydrogrammes de crue observés sur des mayos Mandara. On notera, pour le Motorsolo, la pointe préliminaire issue du massif montagneux et l’écoulement très amorti provenant des plaines de Fadaré
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Titre TABLEAU V. Étude fréquentielle des crues
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Titre TABLEAU VI. Apports des mayos au Grand Yayré (106 m3)
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Légende FIGURE 6. Évolution des modules du Logone à Bongor sur la période d’observation
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Titre TABLEAU VII. Débits mensuels et modules en m3 s-1 (homogénéisés sur 40 ans : 1950-1989)
Légende MA : moyenne annuelle
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Légende FIGURE 7. Hydrogrammes des hautes eaux du Logone, de Laï à Logone-Birni, pour 1953, montrant à l’aval de Bongor l’amortissement de la crue et les pertes par déversement dans le Yayré
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Légende FIGURE 8. Hydrogrammes annuels du Logone, de Bongor à Logone-Birni, en année très sèche (1984-1985). L’écoulement est canalisé dans le lit mineur ; l’amortissement de la crue et les pertes sont peu marqués
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Titre TABLEAU VIII. Distribution des modules en m3 s-1
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Titre TABLEAU IX. Distribution des maxima de crues en m3 s-1
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Légende FIGURE 9. Identification des zones de pertes du Logone et d’alimentation du yayré. En trait épais, les endiguements entre Yagoua et Gamsaye
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Titre TABLEAU X. Bilan des pertes entre Bongor et Logone-Birni (m3 s-1)
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Légende FIGURE 10. Relation entre les modules de Bongor et les pertes globales entre Bongor et Logone-Birni
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Légende FIGURE 11. Hydrogrammes annuels de l’El Beïd à Tildé dans la période récente
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Légende FIGURE 12. Hydrogrammes annuels de l’El Beïd à Fotokol et indication des débits moyens mensuels sur la période 1950-1970. Noter la grande variabilité des hydrogrammes de précrue et de vidange du yayré (eaux du Logone)
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Titre TABLEAU XI. Débits mensuels moyens et module interannuel du Chari à N’Djamena
Légende MA : moyenne annuelle
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Légende FIGURE 13. Hydrogrammes caractéristiques du Chari à N’Djamena en périodes humide et sèche et indication des valeurs médianes
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Légende FIGURE 14. Évolution des débits caractéristiques du Chari à N’Djamena de 1934 à 1990. En trait gras, les modules annuels ; en trait fin, les maxima annuels de crue et en pointillé leurs moyennes mobiles calculées sur 5 ans
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Légende FIGURE 15. Relations entre le débit maximum annuel et le module du Chari à N’Djamena pour la période antérieure à 1970 et les deux dernières décennies sèches
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Légende MA : moyenne annuelle
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Légende FIGURE 16. Carte schématique du lac Tchad, début juillet 1973 (d’après Chouret, Franc, Lemoalle, 1974)
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Fichier image/, 285k

Auteurs

IRD, Montpellier

IRGM-CRH, Yaoundé

© IRD Éditions, 2005

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