Dynamique hydrologique et sédimentation dans le barrage

© (EDUCI) 2021 Revue de Géographie Tropicale et d’Environnement, n°1, 2021 43

Dynamique hydrologique et sédimentation dans le barrage hydroélectrique de Kpimé au sud-ouest du Togo

Hydrological dynamics and sedimentation in the Kpimé hydroelectric dam in southwest Togo.

Yao Bernard TOKO1, Pessièzoum ADJOUSSI2, Tak Youssif GNONGBO3

1- Doctorant 2- Maitre de Conférences, [email protected]; [email protected]

3- Professeur Titulaire, [email protected]é de Lomé

RÉSUMÉL’alluvionnement dans la retenue du barrage hydroélectrique de Kpimé au sud-ouest du Togo, en plus de réduire

le volume utile de celle-ci, pose un réel problème de gestion sédimentaire. Le présent article se propose d’étudier la sédimentation de ce barrage en lien avec la dynamique hydromorphologique des cours d’eau à la confluence desquels il est construit. L’approche méthodologique a consisté aux recherches documentaires, aux travaux de terrain et de laboratoire. Les indices de sinuosité et les profiles en travers des cours d’eau ont permis d’appréhender les dynamiques hydrologique et morphogénique au sein des organismes fluviatiles Aka et Zogugu. L’indice d’agressivité climatique de Fournier, calculé à partir des données pluviométriques de la station synoptique de Kouma-Konda a donné une idée sur l’ampleur de l’érosion pluviale dans la zone. Les indices de sinuosité de 1,25 et 1,29 confèrent aux deux cours d’eau des styles sinueux, les profils latéraux ont des formes en V et en U. L’indice d’agressivité climatique est de 37,5. La dégradation spécifique associée à cet indice est de 541,5 t/km2/an. L’épaisseur moyenne de la pile sédimentaire de la retenue est de 0,75 m. Au regard de cette moyenne, la charge solide de fond est estimée à plus de 113 400 m3 en 56 ans soit un dépôt moyen d’au moins 2 025 m3 par an. Les matériaux ayant contribué à cet exhaussement de fond sont les blocs, les galets, les graviers, la vase, les argiles et surtout les sables. Les concentrations des matières en suspension varient de 0,2 à 1g/litre en saison pluvieuse et de 0,002 à 0,01 g/litre en période sèche.

Mots clés : sédimentation, barrage hydroélectrique, bathymétrie, érosion, Kpimé

ABSTRACT

Alluvial deposits in the reservoir of the Kpimé hydroelectric dam in southwestern Togo, in addition to reducing the useful volume of the latter, poses a real problem of sediment management. This article aims to study the sedimenta-tion in this dam in relation to the hydromorphological dynamics of the rivers at the confluence of which it is built. The methodological approach consisted of literature review, fieldwork and laboratory analysis. The sinuosity indices and the profiles across streams have made it possible to understand the hydrological and morphogenic dynamics within the fluvial organisms Aka and Zogugu. The Fournier climate aggressiveness index, calculated from rainfall data from the Kouma-Konda synoptic station, gave an idea of the extent of rainfall erosion in the area. The sinuosity indices of 1.25 and 1.29 give the two streams sinuous styles, the lateral profiles have V and U shapes. The climatic aggressiveness index is 37.5. The specific degradation associated with this index is 541.5 t / km2 /year. The average thickness of the sediment pile in the reservoir is 0.75 m. With regard to this average, the solid bottom load is estimated at more than 113,400 m3 in 56 years, i.e. an average deposit of at least 2,025 m3 per year. The materials which contributed to this bottom raising are blocks, pebbles, gravel, mud, clays and especially sands. The concentrations of suspended solids vary from 0.2 to 1g/liter in the rainy season and from 0.002 to 0.01 g/liter in the dry period.

Keywords: sedimentation, hydroelectric dam, bathymetry, erosion, Kpimé.

44 Yao Bernard TOKO & al. : Dynamique hydrologique et sédimentation dans le barrage...

INTRODUCTIONLes digues, les seuils et barrages érigés dans les bassins versants dans l’optique de piéger ou de retenir

l’eau en amont de ceux-ci à des fins d’irrigation ou de production hydroélectrique modifient ostensiblement la dynamique hydro-morphologique initiale des cours d’eau (C. Nzango, 2018, p. 54). Certes les débits de ceux-ci sont régularisés, les étiages en aval sont soutenus, les crues sont écrêtées, mais au fil du temps, la nouvelle dynamique qui se crée entraine une sédimentation en amont du barrage et une érosion specta-culaire en aval. Le fond de la retenue d’eau qui s’exhausse inexorablement réduit la capacité de celle-ci à contenir de l’eau. Ainsi le fonctionnement du barrage est mis en mal et si rien n’est fait, sa durée de vie sera écourtée. Le scénario décrit ressemble à ce qui se passe dans le barrage hydroélectrique de Kpimé au sud-ouest du Togo. La cuvette de cette centrale vieille de plus de cinquante ans, subit lentement mais surement une sédimentation qui réduit progressivement le volume d’eau qu’elle est sensée contenir en périodes de hautes et de basses eaux. Pendant plus d’une décennie, cette situation a été sujette d’un vide scientifique. Il a fallu les récents travaux de K. Kouzan (2019, p. 225), E. Amoussou (2018, p. 15), T. K. Olanlo (2018, p. 156) pour avoir d’amples informations sur l’état des lieux de ce barrage.

En effet, depuis sa mise en service jusqu’à ce jour, la retenue du barrage est alimentée en eau et en sédi-ments par deux organismes fluviatiles qui s’écoulent toute l’année. Dans leurs cours supérieurs, ils coulent en domaine forestier, dans des lits rocheux avec des pentes voisines de 45%. A leur approche de la retenue du barrage, ils parcourent chacun au moins 450 mètres en milieu de savane dans des lits alluvionnaires, taillés dans du matériel de sable argileux sur des pentes en moyenne inférieure à 10%.

La présente recherche répond à la question centrale quelles sont les conséquences de la dynamique hydrosédimentaire des deux cours d’eau sur la retenue du barrage de Kpimé ? L’objectif de cet article est d’étudier la sédimentation du barrage hydroélectrique de Kpimé en lien avec la dynamique morphologique et hydrosédimentaire des cours d’eau à la confluence desquels il est construit.

1. PRÉSENTATION DE LA ZONE D’ÉTUDE

Le barrage de kpimé est enchâssé dans la dépression sommitale du plateau de Kloto à Kpimé- Séva dans le canton de Kpimé (Commune de Kloto 2) à plus de 11 kilomètres à vol d’oiseau au nord du centre-ville de Kpalimé. Il est compris entre les points 7°00’31’’N et 0°38’37’’E, 7°00’33’’N et 0°38’33’’E, 7°00’45’’N et 0°38’41’’E, 7°00’40’’N et 0°38’29’’E, (Figure 1).

Le barrage hydroélectrique de Kpimé a été construit par la société Yougoslave Energoprojek de 1959 à 1963. Sa mise en eau remonte en 1963. L’ouvrage a été confié à la Compagnie d’Energie Electrique du Togo (CEET) pour son exploitation. Avec sa puissance de 1,6 mégawatt la centrale est destinée à la fourniture de l’énergie électrique à la ville de Kpalimé et à soutenir dans la mesure du possible les besoins énergétiques de la capitale Lomé. Le volume utile du réservoir à la construction est de 862 000 m3 (Photo 1).

Le barrage de Kpimé est construit dans les formations quartzitiques de la dépression sommitale du pla-teau de Kloto à plus de 500 mètres d’altitude, un relief de quartzites chevauchants, de type appalachien. Ce relief est caractérisé par l’alternance des crêtes quartzitiques et des sillons schisteux ou micaschisteux appartenant à l’unité structurale de l’Atacora.


Source : Carte topographique du Togo (2013)

Figure 1 : Situation du barrage de Kpimé au Togo


Source : GoogleEarth.

Photo 1 : Disposition du barrage (en haut) et de la centrale hydraulique (en bas).

2. DONNÉES ET MÉTHODES

2.1. DONNÉES UTILISÉES

Les données de précipitation, de température et d’évapotranspiration mensuelles de Kpalimé sur la période 1961-2018 collectées par la Direction Générale de la Météorologie Nationale ont été utilisées. Ces données sont régulières et de bonne qualité. Les images satellitaires ETM+ P193r051 et SRTM ont été largement consultées de même que les données de terrain.

2.2. COLLECTE DES DONNÉES

2.2.1. Recherche documentaire

Elle a consisté en la consultation d’ouvrages généraux, de documents techniques du barrage de Kpimé, des travaux de thèse de doctorat, des mémoires et des articles. Pour accéder à ces documents, la direction de la Compagnie d’Energie Electrique du Togo (CEET), la bibliothèque centrale de l’Université de Lomé, la bibliothèque de la Faculté des Sciences de l’Homme et de la Société (FSHS) ont été visitées.

2.2.2. Travaux de terrain

a) Étude hydromorphologique des cours d’eau

Le style, la profondeur, la largeur des lits et les débits d’étiage ont été identifiés et déterminés par observa-tion et mesures au cours de cette étude. Cette étude a été véritablement menée en période d’étiage, puisque l’accès aux cours d’eau pendant les crues est tellement difficile, voire impossible. A l’aide du décamètre, les dimensions des rivières ont été mesurées.


b) Levés bathymétriques

Les levés bathymétriques ont permis de déterminer le volume des sédiments déposés et de connaitre la morphologie du fond de la retenue du barrage. Un maillage complet de la retenue a été réalisé à partir de radiales reliant deux rives. À défaut d’échosondeur mono ou multi faisceaux, deux catégories de perches en bambou graduées furent utilisées pour le sondage. Une perche d’un mètre et une autre de 7 m de long ont été utilisées (Planche 1).

Perches d’un mètre chacune Perche d’un mètre enfoncée dans les eaux

Source : Travaux de terrain (2019)

Planche 1 : perches du sondage bathymétrique

Les perches ont servi à déterminer les hauteurs de la colonne d’eau ainsi que l’épaisseur des sédiments. Pour noter la hauteur d’eau en un point, la perche est posée sur les sédiments et la lecture se fait en plan, suivant la graduation.

c) Sondage sur les cours d’eau

Un décamètre, une perche graduée d’un (1) mètre et un chronomètre ont aidé à connaitre la largeur, la profondeur et le débit moyen d’étiage des rivières Aka et Zogugu. Pour la détermination du débit d’étiage, le protocole artisanal de flotteur a été mis en œuvre. Le produit de la largeur et de la profondeur moyenne sur le tronçon (section), a été calculé. Enfin le débit est connu en multipliant la vitesse par la section. La formule s’écrit :

Q=V*S

Où Q est le débit, V est la vitesse et S la section.

Une série de mesures de débit a été effectuée le long des deux rivières. La moyenne de ces mesures a été retenue au niveau de chaque organisme comme son débit moyen d’étiage. D’autres paramètres mor-phométriques ont été également calculés.

d) Prélèvements d’échantillon

La première visite qui a lieu le 14 novembre 2019, en pleine crue, a vu le prélèvement de deux échan-tillons d’eau pour mesurer les matières en suspension. L’eau de la retenue était à la cote 329 m. Lors de la deuxième campagne, l’eau était à la cote 224. Cela a favorisé les prélèvements de deux échantillons d’eau et de 11 échantillons de sédiments.


e) Mesure des matières en suspension (MES)

Pour comprendre l’état de ce phénomène à Kpimé, il est utilisé une poche en plastique de capacité d’un (1) litre pour les prélèvements en hautes et en basses eaux. Les eaux récoltées, une fois transportées au laboratoire (LNBTP) ont été pesées et séchées à l’étuve à 105°C pendant deux jours au terme desquels les débris laissés dans les gamelles après évaporation sous étuve ont été pesés. Les valeurs obtenues ont été rapportées simplement à la capacité des poches qui ont servi aux prélèvements. Les résultats sont donnés en gramme /litre.

f) Étude de la dynamique morphologique des cours d’eau

Les paramètres morphométriques ont porté sur la largeur moyenne du chenal, la largeur moyenne de la plaine alluviale, l’indice de confinement, la longueur d’onde et l’indice de sinuosité.

L’indice de sinuosité désigne entre deux points d’un tronçon, le rapport entre la longueur sinueuse et la longueur à vol d’oiseau. En d’autres termes, il est le rapport entre la longueur développée par un tronçon et l’enveloppe de méandrage du même tronçon. (A. F. Kouamé et al., 2015, p. 25). Cet indice détermine le style fluvial du cours d’eau, (Figure 2).

Figure 2 : Illustration de la détermination de l’Indice de Sinuosité

g) Études sédimentologiques

L’analyse granulométrique a procédé par la méthode de tamisage à sec après lavage. L’analyse a porté sur les onze échantillons de matériaux prélevés lors des campagnes de janvier 2020. Ils ont été d’abord pesés et passés à l’étuve pendant 24 heures à une température de 105°C. Après 24 heures, ils ont été pesés et versés dans une colonne de 20 tamis. Les refus des différents tamis ont été cumulés et pesés successivement jusqu’au dernier tamis.

h) Entretiens semi-structurés

En dehors des séances d’observation et de mesures sur le terrain, des entretiens semi-structurés ont eu lieu avec certains riverains. Au total, 11 personnes vivantes dans la zone depuis la construction du barrage ont été interviewées.


2.3. TRAITEMENT DE DONNÉES

A l’aide du logiciel Excel 2016, les courbes granulométriques des différents échantillons de sédiments prélevés ont été construites. Les logiciels Surfer 8, Q-Gis 3.14 et Arc-Gis10.2.2 ont été utilisés pour réaliser les cartes. Les images ont d’abord été géoréférencées puis importées dans ArcGIS avant leur digitalisation. Surfer 8 a aidé à partir des images SRTM à réaliser les blocs diagrammes.

2. RÉSULTATS

2.1 LA DYNAMIQUE CLIMATIQUE

2.1.1. Distribution pluviométrique

La zone de Kpimé jouit d’un climat de transition de type tropical humide. Le climat présente un régime bimodal avec deux saisons humides : une grande de mars à Juillet et une petite saison de pluie de sep-tembre à novembre qui s’alternent avec une grande saison sèche de décembre à février et une petite saison en août. Au total 1 670 mm d’eau par an sont réparti sur quatre mois secs et huit mois humides. Le mois d’août qui est qualifié de sec en réalité n’est pas sec. Il enregistre en moyenne 155 mm de pluie. Le mois de mars, avec 126 mm de pluie marque le début de la grande saison humide qui dure quatre mois. La zone de Kpimé ne connait que deux mois secs qui sont décembre et janvier.

2.1.2. La distribution des températures

Dans l’ensemble, les températures varient peu au cours de la journée et de l’année. Les minimales varient de 19 °C en août à 22 °C en avril. Les températures les plus élevées sont enregistrés en février (32 °C) et mars (31 °C). Le mois le plus frais est celui de juillet avec des extrêmes de 19 et 26 °C. Février est le mois le plus chaud avec des températures allant de 21 à 32 °C. L’amplitude thermique est généralement très faible au cours de la journée tandis qu’elle atteint 13 °C à l’échelle interannuelle.

Certaines années ont été plus chaudes que d’autres sur la série de 1961 à 2018. L’année 1967 s’est distinguée comme l’année la plus fraiche avec une moyenne de 24 °C. Par contre l’année 2016 avec une température moyenne de 25 °C a été la plus chaude. Les deux paramètres, pluie et température, contribuent à l’altération de la roche.

2.1.3. Variabilité temporelle de l’évapotranspiration potentielle

L’évapotranspiration présente des oscillations en fonction des saisons le long de l’année. Les valeurs les plus élevées d’évaporation sont enregistrées entre les mois de janvier et mars. Le pic d’évaporation correspond au mois de mars avec 155,5 mm au terme duquel les pluies reprennent, (Figure 3).


Source : Travaux de terrain, (2019)

Figure 3 : Variation saisonnière de l’ETP en relation avec les pluies.

Dans l’ensemble, les maximums pluviométriques ont baissé en valeur (518 mm de différence), les températures moyennes ont augmenté de 0,8°C, et les cumuls d’évapotranspiration (ETP) connaissent une tendance à la hausse. Ces paramètres affectent la dynamique fluviale et contribuent énormément à la sédimentation de la retenue.

2.2. DYNAMIQUE FLUVIATILE ET SEDIMENTATION

2.2.1. Dynamique hydromorphologique de la rivière Aka.

Dans la plaine alluviale qui conduit tout droit à la retenue du barrage, l’indice de sinuosité de la rivière Aka est de 1,25. Une série de rapports largeur/profondeur sur une section de ce cours d’eau affiche des valeurs respectivement <20 et >20. Ce rapport témoigne de l’existence de deux processus morphogéniques différents sur le chenal d’Aka, (Tableau I).

Tableau I : Rapports l/P de la rivière Aka

Largeurs (cm) l Profondeurs (cm) P Rapport l/P700 30 23,33600 200 3800 150 5,33



Ces différents processus seraient liés à l’hétérogénéité de la cohérence du substrat dans lequel le lit est développé. Cette différence serait également liée à l’amplitude variable des pentes qui crée par endroit des marches d’escaliers et favorise ailleurs des vitesses d’écoulement élevées.

a) b)

Figure 4 : Profils transversaux du cours d’eau Aka



Photo 2: Affouillement de la base des berges dans le chenal de la rivière Aka.

Le profil presque en V traduit la manifestation des phénomènes d’érosion et d’accumulation sur la section du lit concernée (Figure 4a). L’érosion a lieu généralement sur les berges concaves, (photo 2). Le matériau arraché est ensuite déposé sur la berge opposée où l’empilement successif de matériaux crée une épaisseur d’engraissement très remarquable (Figure 4).


2.2.2. Dynamique hydromorphologique de la rivière Zogugu

Pour un indice de sinuosité de 1,29, la rivière Zogugu a donc un style sinueux. Sa sinuosité serait pro-bablement liée à la nature du substrat qui est à certains endroits cohérent et à d’autres non. Cette situation doublée de vitesses d’écoulement rapides lors des fortes pluies pourrait sans doute contribuer à la mise en place de cette sinuosité. Des mesures effectuées sur une section de ce cours d’eau à propos de sa largeur et de sa profondeur ont conduit à déterminer des rapports l/P <20 (Tableau II).

Tableau II : Rapports l/P du cours d’eau Zogugu

Largeurs (l en cm) Profondeurs (P en cm) Rapport l/P200 100 2230 115 2215 100 2,15

Source : Travaux de terrain, 2019

L’érosion régressive est donc très accentuée sur cette section de la rivière, (Figure 5). L’érosion latérale se fait dans les moindres mesures.

a) b)

b) Source : Travaux de terrain, (2019)

Figure 5 : Profils latéraux du cours d’eau Zogugu

Des traces de recul des berges existent dans le chenal, cependant celles qui sont remarquées semblent être à ce jour des marques de détails. Des profils latéraux ont été réalisés pour confirmer ou infirmer ce que disent ces rapports. Les profils transversaux ont quasiment la forme d’un V.

2.2.3. La sédimentation dans la retenue du barrage hydroélectrique de Kpimé

2.2.3.1. Identification des sédiments de la retenue du barrage

Les résultats des analyses granulométriques effectuées au laboratoire sur les 11 prélèvements sont présentés sous forme de courbes (Figure 6). L’interprétation des résultats des analyses révèlent plusieurs types de matériaux de granulométries diverses.



Figure 6 : Courbes granulométriques des matériaux prélevés

L’échantillon 1 a un stock sédimentaire bien trié, au regard de la forme (sigmoïdale) en « S » redressée de la courbe, autrement dit : il est bien classé, (IC<2,5). Il est constitué de graviers (20%), de sables gros-siers (70%) et fins (10%).

L’échantillon 2 est un stock de sable grossier et fin (52%) limoneux (32%) peu argileux (10%). Il est mal classé, son indice de classement est de 5,48. Ce matériau présente par contre une asymétrie vers les éléments fins. Son IA est inférieure à 1.

L’échantillon 3 est composé à 10% de graviers, 79% de sables grossiers et fins et à 11% de limons. Au regard de ces indices de classement et d’asymétrie, le stock est bien classé, présentant une asymétrie vers les particules fines.

L’échantillon 4 est bien classé et présente une asymétrie vers les particules grossières. Il comprend donc 47% de graviers, et 53% de sables grossiers et fins. La matrice présente une discontinuité granulométrique.

Le cinquième prélèvement est aussi bien classé, il présente une asymétrie vers les grossiers. L’échan-tillon renferme précisément 2% de graviers, 50% de sables grossiers, 21% de sables fins, 24% de limons et 3% d’argiles. Il n’y a pas de continuité granulométrique dans ce stock sédimentaire.


L’échantillon 6 comprend des éléments de tailles de l’ordre de 10 à 0,03 mm. Il présente un mauvais classement. Sa composition est de 15% de cailloux, 25% de graviers, 40% de sables grossiers et 20% de sables fins.

L’échantillon 7 présente une discontinuité granulométrique, il renferme 32% de graviers, 41% de sables grossiers, 16% de sables fins et 4% d’argiles. C’est un matériau de graviers et de sable-argileux mal classé. De ce fait, il présente une asymétrie vers les éléments grossiers.

L’échantillon 8 est à 6% graveleux, 70% sableux, 21% limoneux et 3% argileux. Ce stock mal classé pré-sente une asymétrie vers les particules fines. Entre autres, elle présente une discontinuité granulométrique.

L’échantillon 9 contrairement aux trois derniers est bien classé. Il présente une asymétrie vers les particules grossières. Il est composé de cailloux (8%), de graviers (22%), de sables grossiers (50%) et de sables fins (20%).

L’échantillon 10 présente une asymétrie vers les éléments fins, son stock est mal classé. Il renferme des éléments de taille allant de 40 à 0,02 mm notamment des cailloux, des graviers, des sables grossiers et surtout fins (13%).

Le dernier échantillon comporte des sédiments bien classés avec une symétrie parfaite. Cette matrice sédimentaire est composée plus précisément à 20% de graviers, à 30% de sables grossiers, à 30% de sables fins, à 17% de limons et enfin à 3% d’argiles.

Au demeurant, les sédiments de la retenue du barrage de Kpimé ayant subi les essais sont de tailles de l’ordre de 0,001 à 40 millimètres. Les grains de sables sont pour la plupart non usés et peu luisants. Ce qui voudrait dire que ces sédiments n’ont pas une source lointaine.

2.2.4. Distribution des sédiments dans la retenue

Sept (7) principaux types de matériaux sont distingués dans la retenue du barrage hydroélectrique de Kpimé. Il s’agit des blocs, des galets ou cailloux, des graviers ou gravillons, des sables grossiers, des sables fins, de la vase, de l’argile issus de l’altération des schistes et enfin des dépôts organogènes provenant de la dégradation d’organismes végétal et animal (Figure 7).

D’après cette répartition, on note une variation dans la taille des matériaux dominants selon les endroits que ces derniers se trouvent dans la retenue. C’est ainsi que dans la zone proximale située aux pieds de la voute et des culées, les éléments sont essentiellement fins à très fins. En revanche dans la zone distale éloignée de la voute, précisément dans les zones de contact avec les cours d’eau et un peu en amont de celles-ci, les matériaux dominants sont de tailles grossières. Entre les zones proximale et distale se trouve la zone intermédiaire. Dans cette partie de la retenue, se retrouvent également des éléments grossiers. Au fil des années ces dépôts successifs se sont par endroit sérieusement compactés.



Figure 7 : Lithofaciès de la retenue du barrage de Kpimé

Les clastites ajoutés aux blocs et cailloux constituent la charge de fond qui exhausse considérablement la retenue. Il y a aussi des éléments en solution qui contribuent au colmatage du fond de la retenue.

2.2.5. Évaluation de la sédimentation de la retenue du barrage

La charge de fond de la retenue du barrage a été évaluée. Le volume des sédiments déposés dans la retenue du barrage de Kpimé est estimé à plus de 113 400 m3 soit plus de 13 % du volume utile initial de la retenue en 56 ans d’exploitation. A ce volume correspond un rythme moyen de sédimentation d’au moins 2 025 m3 par an. Sur cette base, si les conditions environnementales actuelles demeurent intactes, la retenue perdra un peu plus de 32 % de son volume utile d’ici 2100. (Tableau III).

Tableau III : Situation de la sédimentation dans la retenue

EP.MOY.RET (m) SUP.RET (m²) VOL. PERDU (m3) VOL.PERDU/AN (m3) VOL.UTILE (m3) VOL. REST (m3)

0,753 151200 113400 2025 862000 748000


Le volume utile de la retenue serait normalement passé de 862 000 à 748 000 m3, une réduction qui parait infime au regard du temps écoulé, mais suffisante pour générer des problèmes.


La matière en suspension (MES) dans la retenue du barrage estimée s’élève en moyenne à au moins 1 gramme par litre en saison pluvieuse. Pendant cette même période, elle serait de 0,2 gramme par litre en aval du barrage. En saison sèche, suite à la baisse considérable des débits d’écoulement, ces valeurs tendent à s’annuler au pied et en aval du barrage. Elles seraient res-pectivement de 0,01 à 0,002 gramme par litre (Tableau IV).Tableau IV : mesures des Matières en Suspension (MES)

DATES MES AMONT (g/l) MES AVAL (g/l)

14/11/2019 01 0,2

23/01/2020 0,01 0,002

Source : Travaux de terrain, 2019

La charge en éléments en suspension est intimement liée aux saisons (Tableau 7). Elle est généralement élevée en saison pluvieuse et faible, voire nulle en saison sèche. Par ailleurs, les charges en MES infimes à Kpimé favorisent l’usage des eaux de la retenue pour la boisson, la cuisson et la lessive dans les ménages riverains.

3. DISCUSSION

Se référant à la classification de J. C. Brice (1974, p. 584), les rivières Aka et Zogugu ont chacun un chenal unique et sinueux dans leur plaine alluviale. Le tronçon de référence de 1 km n’a pas été respecté dans l’étude de ces deux rivières puisque la longueur maximale des tronçons étudiés ne dépasse pas 430 m. Il ressort de nos résultats que les rapports largeur/profondeur de 23,33 ; 3 et 5,33 indiquent qu’Aka a un lit animé de deux processus morphogéniques différents : une incision du lit et surtout un recul des berges. Autrement dit, par endroit, l’érosion domine plus sur le fond du lit que sur les berges (A. F. Kouamé et al., 2015, p. 29). Ailleurs dans le même chenal, c’est le contraire, le recul des berges est plus important que l’érosion régressive. Concernant la rivière Zogugu, les rapports de 2 et 2,15 indiquent que ce cours d’eau a une tendance vers l’approfondissement de son lit. En effet, selon J. R. Malavoi et al (2010, p. 145) le rapport largeur/profondeur (l/P) est un indicateur du dynamisme actif. On peut lier ces résultats l/P obtenus au niveau de chaque organisme à la variabilité saisonnière du débit dans les deux bassins versants, à la lithologie des bassins et aux charges sédimentaires des cours d’eau en amont.

Le taux de sédimentation de 2 025 m3/an est très inférieur à celui du barrage de la Kozah présenté par D. Bawa (2012, p. 224) et qui est de 12 000 m3/an. Cette différence énorme viendrait de deux facteurs : d’une part les techniques de sondage bathymétrique utilisées ne sont pas les mêmes. D’autre part, l’érosion en amont du barrage de la Kozah est exacerbée par les sédiments décapés sur les parcelles culturales. La situation de la sédimentation dans la retenue de Kpimé après 56 ans d’exploitation est semblable à celle du barrage de Béni-Bahdel en Algérie. F. Salah et. A. Z. Bensafi (2017, p. 88) soulignent qu’après 57 ans de travail, la retenue de ce barrage n’a perdu que 13,29 % de sa capacité initiale. Par ailleurs, les taux de concentration en MES de 1 à 0,2 g/l sont pratiquement voisins de ceux trouvés par K. L. Kouakou et al (2007, pp. 93-103) sur le lac du barrage hydroélectrique de Taabo en Côte d’Ivoire. Des résultats similaires ont été trouvés aussi sur la retenue du barrage de Gourga (0,2 et 0,3 g/l) au Burkina-Faso par M. J. Lamachere (1998, pp. 112-126).


CONCLUSION

La présente étude révèle que les cours d’eau confluents Aka et Zogugu drainent deux bassins versants juxtaposés. Ils sont non seulement les véhicules, mais aussi les principaux générateurs des sédiments qui se déposent et exhaussent le fond de la retenue du barrage hydroélectrique de Kpimé. Leur dynamique se caractérise essentiellement par l’enfoncement des lits (Zogugu) et le recul des berges (Aka). Les matériaux déblayés par l’incision des lits et l’effondrement des berges sont ensuite mobilisés par des débits importants vers la retenue du barrage qui est d’un point de vue topographique, le point le plus bas à la confluence des bassins versants d’Aka et de Zogugu. Après plus de 50 ans de service, l’épaisseur moyenne des dépôts sédimentaires dans la retenue est de 0,75 m. Le volume total de sédiments déposés est estimé à plus de 113 400 m3, ce qui équivaut à un rythme de colmatage estimé à 2 025 m3 par an.

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Documents

Dynamique hydrologique et sédimentation dans le barrage