txpériencedu centre Agrhymetpour le suivide l'environnement au Sahel

Mamadou DioufDirecteur général Agrhymet

André NonguiermaTélédétecteur

Abou AmaniHydrologue

Le centre régional Agrhymet est une institution spécialisée duCilss (Comité permanent inter-Etats de lutte contre la sécheressedans le Sahel). Il a été créé en décembre 1974 et a été définicomme un « outil à vocation régionale spécialisé dans les scienceset techniques applicables aux secteurs du développement agricole,de l'aménagement de l'espace rural et de gestion des ressourcesnaturelles chargé de promouvoir l'information et la formation dansle domaine de l'agro-écologie ». L'objectif majeur du centreAgrhymet est d'assurer différentes veilles - météorologique,agrométéorologique, agricole, phytosanitaire, hydrologique etenvironnementale - à l'échelle sous-régionale, en développant desméthodologies d'élaboration de produits et en procédant autransfert subséquent des connaissances et du savoir-faire vers lesservices techniques compétents, regroupés en composantesnationales Agrhymet dans les pays membres du Cilss.

Le centre est organisé autour de deux volets complémentaires,formation et information avec des « relais » nationaux constituéspar les différents services techniques membres de la composantenationale dans chaque pays. Ces services techniques regroupés au

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sein du GTP (groupe de travail pluridisciplinaire) jouent un rôledéterminant en ce qui concerne la collecte des données sur le terrain.Ces données sont envoyées régulièrement au centre régionalAgrhymet pour les besoins du système d'alerte de suivi decampagne agricole.

Le système de collecteet d'analyse de donnéespour l'environnement

La création du centre régional Agrhymet (à la suite des grandessécheresses de 1973) visait avant tout à améliorer la base deconnaissances sur les potentialités physiques du milieu, la localisationet le suivi des secteurs d'extension de l'activité humaine, l'évaluationet la surveillance continues de l'évolution de certains écosystèmes, lesuivi régulier des conditions de dégradation de l'environnementsahélien. D'abord axé sur des observations de terrain, le centre aprogressivement développé un système de suivi des conditions dumilieu, aujourd'hui basé sur les nouvelles technologies del'information : la télédétection et les systèmes d'informationgéographique. L'objectif général est de développer des mécanismesde diagnostic rapide et à grande échelle sur l'environnement sahélienet de les intégrer dans un plan cohérent d'informations spatialisées etstatistiques sur les variations du milieu en vue d'améliorer la gestionet la prise de décision. Le suivi s'effectue sur différents niveaux deperception. Il est basé essentiellement sur la combinaison desdonnées de terrain collectées par les GTP au niveau national etenvoyées au centre régional Agrhymet par Internet et les donnéessatellites directement reçues au centre à travers les plates-formes deréception (Météosat et NOAA).

Suivi des conditions climatiques

Dans la région intertropicale en général, les variations bioclimatiquescycliques (saisonnières ou annuelles) provoquent des variationssensibles des composantes de l'environnement, tant au niveau spatial

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que temporel. La célérité de ces modifications s'est particulièrementexacerbée ces dernières années au Sahel et de nombreuses questionsapparaissent: quels sont les processus de base qui induisent leschangements du système climatique et environnemental ? Commentaméliorer l'évaluation des conséquences de ces changements ? Quelsoutils à développer pour l'observation, le suivi et la prévision desmodifications environnementales et climatiques ?

Le système de suivi des conditions climatiques du centre régionalAgrhymet s'appuie sur un des indicateurs de caractérisation du climatle plus pertinent, la pluviométrie. Durant la campagne agricole, lesdonnées pluviométriques enregistrées dans les différents pays sontenvoyées à chaque fin de décade par les services météorologiquesnationaux au centre Agrhymet. Pour des raisons opérationnelles, cesdonnées pluviométriques ne concernent que quelques stationspluviométriques, généralement les stations synoptiques etclimatologiques. Afin d'appréhender la répartition pluviométrique surl'ensemble de l'espace Cilss, un programme d'estimation combineles données fragmentaires de pluies reçues des pays avec lesdonnées satellitales.

La procédure d'estimation est basée sur l'évaluation de latempérature des nuages (valeurs du bilan radiatif dans l'infrarougethermique). Sur les images Météosat, on détermine d'abord pourchaque pixel le nombre d'occurrences de nuages à sommet froid(le nuage est d'autant plus pluviogène que la température estbasse).

Puis on établit la corrélation entre les données pluviométriques desstations d'observations au sol et les valeurs d'occurrence de nuagespour les pixels correspondants sur les images Météosat pourdéduire des coefficients de spatialisation des valeurs de pluiedéterminées sur les images. Le suivi s'effectue à l'intérieur d'unemême année (fig. la) ou entre plusieurs années (fig. lb) ou par àrapport à des périodes de référence (fig. le).

Ce suivi de la situation pluviométrique permet de mettre en exerguedes indicateurs comme la longueur de la saison des pluies etl'intensité de variation des cumuls pluviométriques. Une desapplications des champs de pluies estimés est leur introduction dansun modèle agrométéorologique de prédiction des rendements.L'information résultante sert à l'alerte précoce, à pas de tempsdécadaire, sur l'état de la saison agricole au Sahel.

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Suivi des ressources en eau

Le régime des eaux de surface est un indicateur des fluctuationsclimatiques - en particulier du degré de sécheresse - et del'évolution de l'occupation des sols. Pour les ressources en eau, ondistingue les suivis des cours d'eau et des plans d'eau. Le suivi descours d'eau permet la caractérisation des régimes hydrologiques àpartir des débits journaliers envoyés chaque mois par les serviceshydrologiques nationaux pour certaines stations principales duréseau minimal régional de suivi. AI'échelle de l'Afrique del'Ouest et centrale, le centre Agrhymet, en collaboration avecl'Autorité du bassin du Niger (ABN), coordonne la mise en œuvrede la phase pilote Hycos-AOC, qui est la composante de Whycos(système mondial d'observation du cycle hydrologique de l'OMM)dans cette sous-région. On peut ainsi connaître en temps quasi réelles débits de certains cours d'eau via Internet à l'adresse:http://aochycos.ird.ne. De plus, le centre Agrhymet coordonne leprojet Friend-AOC et contribue à la valorisation de la banque dedonnées hydra-pluviométriques du projet via lnternet.

Pour ce qui des plans d'eau, les méthodes de suivi sont basées surl'évaluation régulière des plans d'eau au cours de la saison à partird'images NOAAlAVHRR (LAC). L'étude de la variation dans letemps de la réponse spectrale (brillance composite) permetd'identifier et de suivre les plans d'eau de surface (Silva, 1997).

1Figure 2Evolulion du lac Tchad vue par satellile .

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La figure 2 présente un exemple sur les possibilités de suivi duplan d'eau du lac Tchad à partir des images NOAA. Les analysespermettent de déterminer les caractéristiques hydrologiquessaisonnières et de les comparer par ailleurs à celles des datesantérieures et aux moyennes interannuelles.

Suivi de la végétation

La télédétection offre la possibilité aujourd'hui d'estimerl'importance de la couverture végétale, grâce généralement à larelation entre les indicateurs de densité de végétation, déduite desinformations satellitaires (indices de végétation), et le recouvrementréel de la végétation mesurable au sol. En effet, la couverturevégétale est évaluée par l'examen des signatures spectrales brutesdans l'infrarouge proche, créneau du spectre dans lequel laréflectance des végétaux est maximale, ou en analysant des valeursspectrales résultant de la combinaison de plusieurs canaux du typeindice de végétation (normalisé).

Au centre Agrhymet, le suivi de végétation s'effectue par lacaractérisation radiométrique du rythme biologique de lavégétation. Il s'agit d'abord, d'une évaluation qualitative desdonnées NOAA (AVHRR) pour comparer la progression despériodes végétatives (généralement de mai à novembre) à l'intérieurd'une année et entre années. Ensuite, des analyses sur desclassifications automatiques des images NDVI permettent de montrerle développement potentiel de la végétation au cours d'une saisondonnée (fig. 3). Les classifications sont basées sur l'examen desprofils d'évolution du NDVI, pris comme classes pour initialiser lestraitements. Comparés avec la pluviométrie observée au sol sur lesstations synoptiques, les résultats des traitements permettent demontrer les variations de la longueur du cycle de végétation ainsi quel'intensité des changements de la végétation.

Suivi des cultures

L'objectif du suivi des cultures est de déterminer de manière fiablel'état des cultures afin d'élaborer des projections sur les rendementsattendus. L'utilisation de la télédétection pour l'estimation desrendements s'appuie implicitement sur l'existence de paramètresspectraux mesurables par satellite (exemple du NDVI), étroitement

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conditionnés par certaines caractéristiques indicatrices de lavégétation recouvrant le sol, comme l'indice foliaire, la quantité debiomasse, etc. Le résultat attendu des différentes démarches est demettre en relation un indicateur du comportement radiométrique avecla phénologie et la biométrie des productions végétales annuelles,aboutissant à une prévision des rendements. Au Sahel, lesméthodologies sont assez récentes, donc limitées. Elles utilisent engénéral des séries de données NOAA multitemporelles dans uneoptique d'estimation des productions à un niveau régional. Lesobstacles à la généralisation de ces méthodes concernent, outre lecoût des images satellitaires, les conditions intrinsèques del'agriculture traditionnelle sahélienne : faible taille des champs,présence d'arbres préservés dans les champs, mélange desproductions, mixité des champs avec les jachères récentes, . . .

Suivi des pâturages

Le paysage sahélien comprend de nombreuses aires de pâturagessupportant des activités pastorales sédentaire, transhumante ounomade. Or l'élevage extensif est un facteur important dans lamodification de l'équilibre des écosystèmes dans la zone sahélienne.

Le centre Agrhymet a développé en collaboration avec les servicesnationaux d'élevage un système de suivi des ressources pastorales auSahel en produisant et diffusant depuis 1989 des cartes d'évolution dela biomasse active à partir des indices de végétation et desobservations au sol. A un pas de temps saisonnier, on peut en effetsuivre le rythme d'évolution de la biomasse végétale. Ce suivi estd'autant plus intéressant dans les milieux végétaux où la strateherbacée est dominante comme c'est le cas dans la zone pastorale duSahel. La démarche comporte des observations au sol sur des sites deréférence suivis par les services nationaux d'élevage (exemple duCSE au Sénégal, le Ropanat au Tchad ou la Direction de l'élevage auNiger). Des relevés phytosociologiques et des mesures de labiomasse sont effectués régulièrement sur ces sites géo-référencéspour déterminer la productivité fourragère primaire des pâturages etsuivre également l'évolution de la composition floristique. Lesrésultats de ces mesures de terrains sont alors corrélés aux synthèsesdécadaires ou journalières de NDVI réalisées à partir de la séried'images multitemporelles NOAA en format LAC (pixel de 1 km)aboutissant à une cartographie des productions estimées de biomassesaisonnière. L'information résultante est utilisée par les services

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d'élevage pour orienter la gestion des pâturages: d étermination desaires privilégiées de déplacement de troupeaux en fonction dupotentiel pastoral.

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Suivi d'indicateurs au niveau local

Les études menées à cette échelle permettent de mettre en évidenceles tendances, les effets et les interrelations existantes entre lesdifférentes causes qui concourent au processus de dégradation desterres dans les régions arides et semi-arides. Les connaissances ainsiacquises permettent d'identifier et de proposer en temps utile lesmesures de correction des effets liés surtout à l'activité humaine.

Suivi de la pression foncière

Le centre régional Agrhymet a mis en place un dispositif de suivides effets environnementaux liés à l'activité humaine. Cesdispositifs comportent notamment des études sur la pression foncière(agricole et pastorale) sur les zones forestières. En s'appuyant surl'exemple d'une forêt dite classée au sud du Niger (forêt de BabanRafi), on peut mesurer l'impact de la pression des communautésrurales organisées autour de cette ressource naturelle exploitée parl'homme (fig . 4).

La dégradation de cette ressource végétale est expliquéeprincipalement par l'exacerbation de l'effet conjugué de troisfacteurs liés à l'activité humaine:-l'intensification des activités d'exploitation de bois de chauffe;- le surpâturage ;- l'extension des superficies cultivées.

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1Figure 4Evolution de la superficie de la forët de Baban Rafi (Sud Niger)entre 1956 et 1997.

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Suivi des terroirs

Le système est basé sur le suivi des processus de dégradation desterres au niveau des terroirs. Dans cette optique, le centre développedepuis quelques années en collaboration avec les services techniqueset les projets de développement du Niger la technique de lavidéographie aérienne pour le suivi/évaluation des terres soumisesà la dégradation.

Le système comporte :- une évaluation comparée de la végétation dans des zones ciblesaménagées et non aménagées à partir d'indicateurs (recouvrement,densité du recrû herbacé ou ligneux mesuré et cartographie à partird'images vidéographiques) ;-des mesures des variations de l'occupation du sol (extension ourégression des surfaces cultivées après aménagement) et corrélationavec les rendements estimés ;

-une évaluation de la dynamique édaphologique dans les terroirs,étayée par des observations au sol (phénomènes d'érosion, decolluvionnement, de sédimentation) ;-un suivi de l'impact des aménagements de récupération des terresdégradées.

I Perspectives :inventaire, évaluationet suivi de l'environnement naturelet socio-économiqueau Sahel et en Afrique de l'Ouest

Le centre régional Agrhymet a initié un programme intégré pourdétecter, suivre et aider à comprendre la nature et la célérité desmodifications de l'environnement global en Afrique de l'Ouest.L'initiative dans le cadre de ce programme d'inventaire vise àrassembler le maximum d'informations précises sur les ressourcesnaturelles pour en améliorer la gestion. Par sa vision exhaustive etsa dimension géographique, le programme doit permettre à toute la

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sous-région de mieux articuler les futures activités dans le domainede la gestion des ressources naturelles et de la lutte contre ladésertification, en proposant aux parties prenantes un cadrecohérent d'action pour le moyen et long termes.

D'abord, le programme permet aux Etats d'accéder à toutel'information disponible sur les ressources naturelles et les aspectssocio-économiques et démographiques ; ensuite, il permet defédérer et d'impulser les énergies existantes à l'intérieur des payset entre les pays, notamment au niveau sous-régional grâce à sastructure et son organisation. Enfin, il propose une trametechnologique et thématique sur laquelle d'autres actions pourrontvenir se raccorder de manière cohérente, en particulier sur leréseau des sites de l'observatoire de l'environnement.

L'initiative dans le cadre de ce projet d'inventaire vise donc àrassembler le maximum d'informations précises sur les ressourcesnaturelles dans la sous-région pour en améliorer la gestion.L'intervention du projet se fera autour des grands axes suivants :- l'inventaire complet de l'existant au Sahel des actions réalisées auxniveaux national et régional en matière de gestion des ressourcesnaturelles et de suivi de l'environnement, aboutissant à une meilleureconnaissance des potentialités physiques du milieu ;-la collecte et l'acquisition des informations et des donnéesdisponibles pour constituer une centrale d'information régionale aucentre Agrhymet, indispensable pour l'évaluation et la surveillancecontinues de l'évolution de certains écosystèmes.

Les résultats attendus du projet sont :-un référentiel cartographique de l'occupation du sol et del'utilisation des terres aux niveaux national et régional ;-des systèmes nationaux et un système régional opérationnel debanques de données de base pour la gestion et le suivi des ressourcesnaturelles et de l'environnement ;- le renforcement des capacités nationales et régionales pour la miseà jour et l'exploitation du système de banque de données de base ;- un réseau d'observation permanent pour le suivi et la surveillancedes différents écosystèmes au Sahel ;-la diffusion et l'intégration dans les processus décisionnels desproduits issus de l'exploitation des banques de données.

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I Conclusion

Le centre régional Agrhymet développe depuis sa création en 1973la recherche d'informations précises et fiables et un systèmed'information intégré pour détecter, suivre et aider à comprendre lanature et la célérité des modifications de l'environnement sahélien.Le système est basé sur différents niveaux de perception qui fontlargement appel aux nouvelles technologies de l'information. Enplus des exemples présentés brièvement ici, plusieurs expériencessont en cours et devraient permettre à terme d'améliorer la base deconnaissances sur les potentialités physiques du milieu, la localisationet le suivi des secteurs d'extension de l'activité anthropique,l'évaluation et la surveillance continues de l'évolution desécosystèmes. Après plus de deux décennies de partenariatmultilatéral scientifique et technique, les acquis sont significatifs.L'utilisation des nouvelles technologies de l'information(télédétection, système d'information géographique) et de lacommunication (Internet) pour compléter le dispositif de collectede données au sol (renforcement des réseaux d'observationmétéorologiques, hydrologiques, écologiques et d'enquêtesagropastorales et de statistique) a déjà permis des connaissancesavérées sur l'état du climat et des ressources en eau de surface auSahel. L'étude des variations d'occupation de l'espace etd'utilisation des terres au cours des quarante dernières annéespermettra de connaître les déterminants essentiels et les modes devalorisation des ressources naturelles par certaines populationssahéliennes des zones tests. Le transfert progressif de ces nouveauxoutils aux acteurs nationaux et sous-régionaux au travers deformations-actions permettra également d'accélérer et de faciliterle développement de systèmes d'information spatialisés sur lesdifférents compartiments sol, eau, végétation et population del'environnement naturel et socio-économique.

Deux axes d'intervention du centre régional Agrhymet sont àprivilégier dans le futur : d'une part, constituer un référentielrégional d'évaluation et de caractérisation de l'état des ressourcesnaturelles et de l'environnement au Sahel et surtout de ladésertification (état des lieux, cartographie de base), et d'autre part,le suivi et l'évaluation des dynamiques d'évolution actuelle desécosystèmes sahéliens.