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Dynamique spatiotemporelle d'un tronçon fluvial à méandres contraints latéralement : le cas de la Bénoué inférieure (Nord-Cameroun)

Spatiotemporal dynamics of a laterally constrained meandering river section: the case of le lower Benue (North Cameroon)
Arthur Gaëtan Djoumessi Dzeufack, Paul Tchawa, Aboubakar Moussa et Ibrahim Alhadji
p. 99-124

Résumés

Le fonctionnement géomorphologique de la section à méandres de la Bénoué dans son cours camerounais, est mal connu. Cet article vise à combler ce déficit de connaissances, en caractérisant les changements morphologiques de ce système. Ces changements ont été analysés sous un SIG, par suivi diachronique d'un tronçon à méandres (70 km) du cours inférieur de la rivière à partir d'images satellitales acquises entre 1985 et 2018. Les transformations morphologiques ont été caractérisées et quantifiées au travers des indicateurs décrivant la morphométrie, la morphologie et la morphodynamique des méandres. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence la faible mobilité en plan des méandres, associée à une activité morphodynamique modeste. Les paramètres morphométriques ont légèrement changé. En revanche, l'évolution morphodynamique montre deux périodes d'activité intense (1985-1990 et 2003-2018), dominées par les processus d'érosion et de dépôt. Ces ajustements morphologiques décrivent des méandres contraints latéralement. Le blocage latéral de la sinuosité de ces méandres est exercé par une vallée étroite encaissée. La mobilité du lit représente la capacité intrinsèque des méandres à éroder la vallée alluviale au sein de laquelle ils évoluent. Un indice de la relation entre les modifications affectant les débits liquides et les changements morphologiques est aussi mis en évidence.

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Texte intégral

I - Introduction

1La définition d'un méandre reste scientifiquement imprécise. Pour certains auteurs (L.B. LEOPOLD et M.G. WOLMAN, 1957 ; W.B. LANGBEIN et L.B. LEOPOLD, 1964 ; S.A. SCHUMM, 1977), les méandres sont constitués d'un chenal unique dont le tracé en plan présente un indice de sinuosité supérieur à 1,2-1,3 ou 1,5 (IS = longueur du cours d'eau entre deux points / distance en ligne droite entre ces points). Une définition générale de ce terme peut néanmoins être proposée pour apprécier sa compréhension. Les méandres sont donc un système organisé en trains de boucles successives, dynamique dans le temps et dans l'espace. La géométrie des méandres est décrite à partir de paramètres morphométriques élémentaires (amplitude, longueur d'onde, rayon de courbure, longueur d'arc, largeur du lit et coefficient de sinuosité) et les relations entre ces paramètres sont des indicateurs pour appréhender le fonctionnement hydromorphologique du système (D. KNIGHTON, 1998). Selon le substratum dans lequel les méandres se développent, on reconnaît plusieurs types de méandres. J.R. MALAVOI et J.P. BRAVARD (2010) en distinguent deux principaux : les méandres encaissés, ou de vallée, et les méandres libres, ou de plaine alluviale. Mais entre ces deux types, ils identifient un type intermédiaire, les méandres contraints. Comme les autres styles fluviaux (rectiligne, sinueux, anastomosé et tressé), le méandrage se rencontre dans tous les types d'environnement présents à la surface de la terre (J.M. HOOKE, 2013).

2La dynamique des méandres, autrement dit leur mobilité latérale, découle généralement des processus d'érosion en rive concave et de dépôt en rive convexe (I. REID et L.E. FROSTICK, 1994 ; G. PARKER et al., 2011). Cela implique donc que les volumes érodés en rive concave soient compensés par des dépôts équivalents en rive convexe en l'absence de modifications majeures affectant les variables de contrôle (G. PARKER et al., 2011). Un méandre, s'il n'est pas contraint, change donc de configuration au fil du temps. Par le biais du recul des berges et du dépôt, il se déplacera sur sa plaine alluviale, aussi bien latéralement que longitudinalement. La migration d'un méandre n'est donc pas un phénomène régulier dans le temps et peut être suivi chronologiquement (J.M. HOOKE, 2007). Cependant la dynamique latérale des courbures est modifiée lorsqu'elles sont contraintes latéralement. Dans ce cas, la migration se fait longitudinalement, sans modification notable de la forme en plan (T.J. NICOLL et E.J. HICKIN, 2010).

3Les changements morphologiques des méandres se produisent sous le contrôle de différents facteurs : externes, intrinsèques et locaux. Les premiers renvoient aux débits liquides et solides, les transformations planimétriques se manifestant de façon linéaire en réaction à des modifications affectant le débit liquide et la charge sédimentaire (E. GAUTIER et al., 2007 ; J.M. HOOKE, 2008). Les facteurs intrinsèques commandent l'instabilité ou la stabilité des méandres, ainsi que l'irrégularité des formes. Il en est ainsi, par exemple, de la non-linéarité de l'évolution des méandres lorsque les taux de recul des berges sont commandés par le ratio du rayon de courbure sur la largeur (Rc/W) (H.H. STØLUM, 1996 ; E. GAUTIER et al., 2010 ; G. SEMINARA et M.B. PITTALUGA, 2012). Enfin, certains facteurs (résistance des berges, hétérogénéité spatiale du dépôt alluvionnaire et géométrie des boucles) se manifestent le plus souvent à une échelle locale. La forme des boucles peut être dictée par les variations du degré de résistance des berges (E.R. MICHELI et al., 2004 ; I. GÜNERALP et B.L. RHOADS, 2011). Les modalités d'écoulement des flux liquides et solides, et donc d'érosion et de dépôt, à l'intérieur d'une boucle donnée, sont également en partie commandées par la géométrie des boucles encadrantes (I. GÜNERALP et B.L. RHOADS, 2009). Dans le cas des méandres contraints, l'érosion se reporte sur les convexités des boucles suite au blocage latéral d'une partie de leur sinuosité (T. DÉPRET et al., 2012).

4Dans la zone soudano-sahélienne, le manque de travaux sur la dynamique des rivières à méandres comme la Bénoué, explique la faiblesse des connaissances sur ce type fluvial, bien connu par ailleurs, en particulier dans les régions tempérées. Néanmoins A.F. MBÉLÉ (2018, 2021) a étudié la morphodynamique et l'érosion fluviatile des méandres de la Bénoué dans son cours camerounais ente 1975 et 2016. Les travaux de cet auteur se concentrent principalement sur la description et la présentation des méandres à travers les paramètres morphométriques. L'absence d'une analyse spatiale et temporelle détaillée, ainsi que l'absence de détermination des relations entre les différentes variables descriptives des méandres, limitent la bonne compréhension de leur fonctionnement hydromorphologique.

5La présente étude constitue une contribution aux connaissances sur la dynamique du tronçon à méandres de la Bénoué, laquelle présente la configuration typique d'un style méandriforme dans son cours inférieur, entre la ville de Garoua et son tributaire le Faro. L'objectif est de caractériser les changements morphologiques de ce système, afin d'en comprendre la dynamique. Plus spécifiquement, il s'agit : 1/ de caractériser l'évolution spatiotemporelle des paramètres géomorphologiques de ce tronçon entre 1985 et 2018, 2/ d'analyser l'échelle, les types et les mécanismes de changement dans la morphologie des méandres et 3/ d'étudier les explications possibles des changements de forme, en particulier l'influence des processus autogènes.

II - Zone d'étude

6Dans son cours camerounais, la rivière Bénoué draine un bassin versant d'environ 75000 km2. D'un point de vue géomorphologique, ce cours d'eau présente, comme lit mineur, un chenal unique comprenant deux styles fluviaux (sinueux et à méandres) de l'amont vers l'aval. De plus, la pente du lit (5 % à 2 %), ainsi que le rapport entre la largeur du chenal et celle de la plaine d'inondation (26 à 15), diminuent de l'amont vers l'aval. La zone d'étude correspond à un tronçon fluvial de 70 km de long situé en aval de la ville de Garoua (Fig. 1A). Cette section de la Bénoué, de 137 m de large en moyenne, est la seule qui présente un style à méandres avec une sinuosité moyenne de 1,3, les sinuosités en amont de ce tronçon ne dépassant pas 1,2. Le tracé en plan du tronçon choisi dessine des trains de méandres successifs qui se développent entre 175 et 155 m d'altitude (Fig. 1B). Les boucles sont fixées et peu mobiles, avec des parties concaves dans lesquelles s'observent des zones de décrochement de blocs de sol sur le haut talus des berges (voir Photo 1). Dans cette section, la rivière Bénoué s'écoule principalement sur des pentes faibles (0,3 à 2 %) dans une vallée bien marquée et séparée des zones inondables par les bourrelets de berge (J.C. OLIVRY, 1986). Ces unités flanquent le lit mineur et se regroupent en faisceaux étroits conformes au lit. Les levées de berge dominent les bourrelets par un talus souvent abrupt de 6,5 et 7,2 m de hauteur. Elles s'inclinent assez régulièrement vers la plaine d'inondation par des pentes faibles, de l'ordre de 0,4-0,6 %. Ces levées de berge portent des sols limono-sableux modérément hydromorphes et à structure fine. Quelques lacs occupent les dépressions du lit majeur, qui est jalonné par des reliefs gréseux (terrasses) (M. GAVAUD et al., 1975).

Figure 1 - Carte de localisation (A) et carte altimétrique (B) du tronçon de la Bénoué entre Garoua et Tawe.

Figure 1 - Carte de localisation (A) et carte altimétrique (B) du tronçon de la Bénoué entre Garoua et Tawe.

7Le lit de la Bénoué en aval de Garoua s'est formé suite à un alluvionnement de la vallée amorcé durant le Quaternaire. La plaine dans laquelle serpente ce système à méandres est parsemée de buttes de nature gréseuse dont les altitudes maximales atteignent 400 m et des petits massifs montagneux (Fig. 2). En surplomb de cette vallée alluviale, les formations rocheuses sont constituées surtout de grès d'origine fluviatile représentés sous forme de barres. On y rencontre également des siltites caractéristiques des milieux de dépôt calme. La prédominance des conglomérats et des grès témoignent, pour ce secteur, d'un ancien bassin à sédimentation grossière (M. BESSONG, 2012). Ces sédiments contiennent du bois fossile.

Figure 2 - Esquisse géologique du tronçon de la Bénoué entre Garoua et Tawe.

Figure 2 - Esquisse géologique du tronçon de la Bénoué entre Garoua et Tawe.

8La lecture du diagramme ombrothermique décrit un profil pluviométrique unimodal (Fig. 3A). La saison des pluies dure grosso modo de mai à octobre, avec des précipitations moyennes supérieures à 200 mm et des températures moyennes inférieures à 30°C. La saison sèche, de novembre à avril, connaît des températures moyennes de 29 à 31°C et des pluies inférieures à 50 mm. Au plan hydrologique, la saison des pluies correspond à la période des hautes eaux, avec des débits moyens mensuels supérieurs à 700 m3/s en août et septembre. Les débits inférieurs à 100 m3/s se situent entre les mois de janvier à avril qui représentent la période de basses eaux (Fig. 3B). Le système à méandres de la Bénoué évolue donc sous un climat de type tropical soudanien et se distingue par un régime hydrologique calqué sur les pluies (V. DJOUFACK, 2011 ; D. FITA, 2019).

Figure 3 - Diagramme ombrothermique (1985-2019) (A) et évolution des débits moyens mensuels (1985-2016) (B) à la station de Garoua.

Figure 3 - Diagramme ombrothermique (1985-2019) (A) et évolution des débits moyens mensuels (1985-2016) (B) à la station de Garoua.

9Les berges des méandres sont dominées par une végétation ripicole de savane plus ou moins arbustive résultant d'une forte pression agricole (Photos 1). Les principales activités économiques que sont l'agriculture, l'élevage et la pêche, se font préférentiellement dans la plaine et directement dans le lit mineur de la rivière. Par exemple, pour la pratique de l'agriculture en saison sèche, les agriculteurs implantent des cases en matériaux provisoires (paille et brique de terre) sur les rives (Photo 1B). Ces différentes interférences humaines peuvent perturber le fonctionnement de la Bénoué à travers la modification du régime hydrologique, l'ensablement, la fragilisation des berges, la modification en plan du lit mineur, etc. (M. TCHOTSOUA et al., 2007 ; A.F. MBÉLÉ, 2018 ; D. FITA, 2019). Néanmoins la végétation présente sur les berges concaves peut se comporter comme une barrière antiérosive qui freine l'érosion latérale.

Photos 1 - État des berges concaves et convexes des méandres M1 (A) et M2 (B) en 2019.[clichés : Arthur Gaëtan Djoumessi DZEUFACK, 2019]

Photos 1 - État des berges concaves et convexes des méandres M1 (A) et M2 (B) en 2019.[clichés : Arthur Gaëtan Djoumessi DZEUFACK, 2019]

III - Méthodologie

10Le linéaire fluvial étudié présente un "méandrage naturel" caractérisé par une absence de recalibrage, de rectification ou de reboisement le long du tronçon. De plus, le tracé en plan des sinuosités actuelles se rapproche de celui d'un style méandriforme (coefficient de sinuosité proche 1,5). Pour certains auteurs (J.R. MALAVOI et J.P. BRAVARD, 2010), ces critères font de ce tronçon une zone d'étude propice pour étudier un système de méandres à l'aide d'un SIG. L'analyse générale se concentre sur un train de neuf méandres successifs. Le suivi diachronique du tronçon s'est fait à l'aide de six images Landsat prises en mars 1985, décembre 1990, novembre 1998, janvier 2003, février 2013 et janvier 2018 (Tab. I).

Tableau I - Caractéristiques des images Landsat utilisées.

Tableau I - Caractéristiques des images Landsat utilisées.

11Le traitement, l'interprétation et l'analyse des images ont été effectués sous ArcGIS 10.3. Pour minimiser les erreurs de digitalisation, les bords du lit mineur (voir Fig. 2) ont été numérisés pour chaque date. Les méandres ont été reconnus par interprétation visuelle des points d'inflexion formés à partir de la courbure de la forme en plan et ont été numérotés d'amont en aval (voir Fig. 1A).

12Dans chaque méandre et pour chaque période, les mécanismes de changement en plan ont été identifiés et les changements morphométriques dans les boucles appréciés sur la base de certaines variables descriptives des méandres, tandis que les modifications planimétriques et la morphodynamique (zones d'érosion et de dépôt) ont été mesurés sur le lit mineur.

1 ) Morphométrie

13Les changements morphologiques des méandres ont été décrits en fonction des variations des paramètres morphométriques suivants : coefficient de sinuosité (Is), longueur d'onde (lambda), amplitude (A), rayon de courbure (Rc) et largeur à pleins bords (W). Les méthodes de numérisation de ces variables sous SIG sont présentées sur la figure 4.

Figure 4 - Représentation graphique de la numérisation des variables descriptives des méandres.

Figure 4 - Représentation graphique de la numérisation des variables descriptives des méandres.

14La morphologie des méandres a été aussi décrite et discutée à partir des relations entre ces paramètres morphométriques (rapports Rc/W, A/W et lambda/W). Cette gamme de paramètres évalue la forme en plan du cours de la rivière, les courbes générées par le lit actif, et l'ampleur des ajustements en plan (J.R. MALAVOI et J.P. BRAVARD, 2010). Les rapports entre les valeurs moyennes et médianes des variables descriptives sont traités sous Excel et comparés aux rapports issus de la bibliographie.

2 ) Morphologie

15Les modifications du chenal au sein des méandres du tronçon étudié ont été classées selon les types définis par J.M. HOOKE (1984) : extension, mouvement latéral et déplacements irréguliers (Fig. 5). Les méandres stables ont également été pris en compte. Les nombres de méandres de chaque type ont été enregistrés à chaque date considérée entre 1985 et 2018.

Figure 5 - Changements morphologiques affectant les méandres étudiés, classifiés d'après J.M. HOOKE (1984).

Figure 5 - Changements morphologiques affectant les méandres étudiés, classifiés d'après J.M. HOOKE (1984).

3 ) Morphodynamique

16L'étude de la morphodynamique repose sur l'évaluation des zones du lit mineur remaniées par les processus d'érosion et de sédimentation. Cette opération est basée sur les différences de surface déterminées par l'évolution de la position du vecteur du chenal entre deux dates (J.M. HOOKE et L. YORKE, 2010). La quantification et la caractérisation des modifications touchant le lit mineur s'appuient sur l'identification et la numérisation préalables du lit mineur pour chacune des dates, le lit mineur étant défini comme l'espace occupé par les eaux avant débordement dans la plaine alluviale. Entre deux dates successives, toutes les surfaces occupées par une végétation pérenne ou non (bancs vifs, plaine alluviale, marge latérale) à la date T et dénudées ou en eau à la date T+n ont été considérées comme érodées (Fig. 6). Inversement, toutes surfaces dénudées ou en eau à la date T et occupées par une végétation pérenne ou non à la date T+n ont été considérées comme construites ou de dépôt. Les rapports des zones érodées aux zones de dépôt ont aussi été calculés. Ces valeurs sont utilisées pour analyser les variations spatiales et temporelles de l'intensité des processus impliqués dans les changements morphologiques le long du linéaire pour les périodes suivantes : 1985-1990, 1990-1998, 1998-2003, 2003-2013 et 2013-2018.

Figure 6 - Interprétations des changements planimétriques du lit.

Figure 6 - Interprétations des changements planimétriques du lit.

17Les zones remaniées de chaque période ont été converties en taux surfaciques annuels (ha/an) d'érosion ou de dépôt pour chaque polygone et chaque méandre. Les surfaces sont également converties en distance de migration (m) et en distance de migration annuelle (m/an). La distance de migration est obtenue en utilisant la formule de E.R. MICHELI et al. (2004) :
L = S / (0,5 - P)
où L est la distance de migration du méandre (m), S la surface du polygone (m2) et P le périmètre du polygone (m).

18L'intérêt de cette formule est de déterminer une distance de migration moyenne et non pas maximale.

19Les analyses statistiques des données ont été réalisées grâce au logiciel Microsoft Excel. Pour visualiser les différences entre les variables quantitatives extraites sous SIG, la distribution des valeurs est étudiée au sein d'un jeu de données. La dispersion des valeurs des variables est représentée sous forme de "boîtes à moustaches" via le logiciel Excel. Elles permettent de visualiser l'étendue de la distribution des données. Nous avons aussi testé les éventuelles corrélations entre les différentes variables du méandrage. Le test non paramétrique de SPEARMAN et l'analyse en composantes principales (ACP) ont été choisis pour tester la relation entre les variables morphométriques quantitatives sous le logiciel IBM SPSS Statistics. L'hypothèse H0 équivaut à affirmer qu'il n'y a aucune relation entre les deux variables étudiées. Le risque d'erreur alpha choisi est de 5 %, ainsi l'hypothèse H0 est rejetée pour toute p-value inférieure à 0,05.

IV - Résultats

20L'analyse de l'évolution diachronique du tracé en plan du chenal entre 1985 et 2018 met en évidence une faible mobilité des méandres (voir Tab. II) et des modifications morphologiques commandées par le jeu des processus érosion-sédimentation (voir Fig. 7).

1 ) Dynamique temporelle des ajustements des méandres

21Les variables morphométriques obtenues pour les neuf méandres étudiés sont présentées dans le tableau II. Au delà de la valeur moyenne des paramètres aux différentes années considérées, des indicateurs statistiques supplémentaires (l'écart-type et le coefficient de variation) sont inclus pour la longueur d'onde, l'amplitude, le rayon de courbure, le coefficient de sinuosité et la vitesse de migration latérale afin de faciliter l'interprétation.

Tableau II - Évolution moyenne des cinq variables descriptives des méandres entre 1985 et 2018.

Tableau II - Évolution moyenne des cinq variables descriptives des méandres entre 1985 et 2018.

Moy : moyenne pour les 9 méandres étudiés. CV : coefficient de variation (= écart-type / moyenne).

22Les valeurs des paramètres de forme (largeur à pleins bords, longueur d'onde, amplitude, rayon de courbure et coefficient de sinuosité) présentent des différences mineures entre 1985 et 2018. Le nombre de courbes des méandres demeure similaire durant cette période. La longueur d'onde subit une légère augmentation de 1985 (5788,1 m) à 1990 (5806,7 m), reste stable de 1990 à 1998 avec une valeur de 5806,7 m, mais se réduit ensuite de 1998 à 2003 (5721,8 m), augmente de nouveau de 2003 à 2013 (5822,7 m) et reste stable jusqu'en 2018 avec de faibles différences dans ses valeurs de dispersion (Tab. II). L'amplitude de la courbure reste stable de 1990 à 2003 (2061,5 m) et de 2013 à 2018 (2068,2 m). Elle présente une réduction de 10 m de 1985 à 1990 et une augmentation (+6,7 m) de 2003 à 2013 avec des valeurs de dispersion similaires. Pour le rayon de courbure, la longueur initiale en 1985 (1653,4 m) est réduite en 1985 (1631,7 m, -1,3 % par rapport à 1985) et en 2003 (1625,7 m, ­1,7 % par rapport à 1985). Les valeurs de dispersion ne présentent pas de différences significatives, avec un maximum en 2003 et une légère réduction en 1985. Le coefficient de sinuosité reste stable de 1985 à 2018, avec une moyenne de 1,3 et des valeurs de dispersion identiques. La largeur à pleins bords a connu une légère diminution de 1985 (143,1 m) à 1990 (140,6 m), puis a augmenté moyennement de 1998 (141,6 m) à 2013 (154,6 m) et baissé faiblement de nouveau en 2018 (154,5 m). Globalement, on observe une faible différence dans la dispersion des valeurs quelles que soient les années considérées. Contrairement aux autres paramètres, l'activité latérale du chenal montre des variations majeures pour les périodes considérées.

23Les surfaces d'érosion et de dépôt extraites sous le SIG ont été converties en taux d'érosion et de dépôt latéraux (ha/an) et en taux linéaires moyennés le long du parcours fluvial (m/an) pour chaque méandre entre 1985 et 2018 (Fig. 7).

Figure 7 - Évolution temporelle des distances de migration annuelle (A et B) et de l'activité géodynamique latérale (C) associées aux processus d'érosion et de dépôt entre 1985 et 2018.

Figure 7 - Évolution temporelle des distances de migration annuelle (A et B) et de l'activité géodynamique latérale (C) associées aux processus d'érosion et de dépôt entre 1985 et 2018.

24La surface totale d'érosion sur l'ensemble du linéaire comprenant les méandres M1 à M9 est de 5,1 ha/an pour la période 1985-1990, 2,0 ha/an pour 1990-1998, 1,7 ha/an pour 1998-2003, 4,7 ha/an pour 2003-2013 et 4,1 ha/an pour 2013-2018 (Fig. 7C). Cela équivaut à des distances latérales moyennes d'érosion de 20,1 m, 11,5 m, 11,2 m, 8,6 m et 14,8 m par an respectivement (Fig. 7B). Le mouvement semble uniforme tout au long du segment fluvial.

25Les valeurs de dépôt pour les périodes considérées sont de 5,7 ha/an, 1,1 ha/an, 0,3 ha/an, 0,2 ha/an et 3,2 ha/an respectivement, pour des distances linéaires de 18 m, 10,3 m, 5,4 m, 2,3 m et 19,5 m par an sur toute la longueur (Fig. 7A).

26Les écarts entre les surfaces d'érosion et de dépôt observés sur les cinq périodes traduit la prédominance de l'érosion au sein des neuf méandres. Pour les périodes 1998-2003 et 2013-2018, on observe des valeurs de dépôt nulles sur plus de la moitié des méandres. En comparant les activités géodynamiques latérales, on observe que, globalement, l'érosion a été faible de 1998 à 2003 et plus forte au cours de la période 2003-2013. Les dépôts, quant à eux, ont été importants de 1985 à 1990 et faibles durant la période 2003-2013.

27L'analyse de l'évolution diachronique des formes en plan entre 1985 et 2018 confirme la faible mobilité du tracé des méandres initialement présumée. Ces méandres manifestent néanmoins des signes d'une activité morphodynamique notable le long de leur parcours fluvial.

28Les mesures des indicateurs de la forme en plan des méandres effectuées aux cinq dates par cartographie diachronique révèlent une faible variation des sinuosités au sein des méandres. Les sinuosités comprises entre 1,09 et 1,25 pour les méandres M3 à M7 témoignent d'un lit sinueux. En amont et en aval de cette section (M1, M2 et M8), les tracés des lits sont très sinueux (1,38-1,5). La sinuosité maximale (1,6), quelle que soit l'année, est enregistrée pour la section M9.

29Les taux d'érosion latérale le long des méandres M1 à M5 totalisent 12,6 ha/an et 6,4 ha/an. Ces valeurs représentent respectivement 72 % et 61 % des zones d'érosion et de dépôt totales le long du parcours fluvial sur la période 1985-2018. Les distances correspondantes le long de ces cinq méandres sont de 45,5 m pour l'érosion et de 38,6 m pour le dépôt.

30Les périodes 1985-1990 et 2013-2018 enregistrent les valeurs moyennes de distance de migration les plus élevées : 2,2 et 2,0 m/an pour l'érosion, 1,6 et 2,2 m/an pour le dépôt, respectivement (Tab. III). Pour ces deux périodes, les rapports érosion/dépôt sont de 1,1 et 0,8 en moyenne. Le méandre M3 fournit les valeurs maximales pour l'érosion (4,6 m/an en 1985-1990) et le dépôt (7,0 m/an en 2013-2018).

Tableau III - Évolution des distances de migration annuelles (m/an) au sein des méandres entre 1985 et 2018.

Tableau III - Évolution des distances de migration annuelles (m/an) au sein des méandres entre 1985 et 2018.

31De 1985 à 1990, la migration de l'apex, ou point de courbure maximale, du méandre M3 atteint 8,1 m/an, valeur maximale sur la période 1985-2018, et les apex d'autres méandres (M1, M2, M4 et M7) présentent des mouvements latéraux supérieurs à 2 m/an. Il est aussi observé des érosions en amont ou en aval des sommets des méandres M3 et M4, le sommet étant pris au point de courbure maximale, pas nécessairement au centre du coude.

321990-1998 montre des distances et des vitesses de déplacement beaucoup moins élevées : 1,3 m/an pour l'érosion et 1,1 m/an pour le dépôt en ce qui concerne les moyennes, avec des distances maximales proches de 2 m/an dans les deux cas. Le déplacement des rives au niveau des apex dépasse parfois 2 m/an (M1 à M3 et M5). En moyenne, l'érosion l'emporte sur les dépôts. L'érosion maximale se situe principalement aux apex des méandres M2 et M3.

33Durant les périodes 1985-1990, 1990-1998 et 2013-2018, les méandres M1, M3 et M7 ont enregistré des distances de migration dues à la somme de l'érosion et du dépôt supérieures ou égales à 2,4 m/an. Les méandres M8 et M9 ont été relativement stables de 1990 à 2013.

34Les taux sont plus faibles sur la période 2003-2013, avec une moyenne de 1,0 m/an pour l'érosion et de 0,3 m/an pour le dépôt, le rapport entre l'érosion et le dépôt est de 3,7. Le mouvement maximal des apex est de 3,5 m/an. Au cours de cette période, les érosions maximales se situent aux apex des méandres M1 et M3. Le méandre M7 enregistre les migrations latérales les plus importantes de la période 2003-2013, avec des distances d'érosion et de dépôt proches l'une de l'autre, soit 1,5 et 1,4 m/an respectivement. La distribution spatiale et la variabilité temporelle des zones d'érosion et de dépôt le long du parcours fluvial étudié pour chaque méandre présentent des zones qui sont restées stables.

35Globalement, la migration latérale des méandres montre de grandes différences pour les intervalles de temps 1985-1990, 1990-1998, 1998-2003, 2003-2013 et 2013-2018. Environ 31 % de cette migration a eu lieu sur la période 1985-1990, 20 % sur la période 1990-2003 et les 49 % restants sur la période 2003-2018. Le taux moyen de migration annuel, quant à lui, est passé de 2,1 m/an à 1,1 m/an puis à 1,3 m/an respectivement pour ces trois périodes. Le taux d'érosion latérale au sein du chenal traite également de la morphodynamique du chenal.

36Les résultats montrent une diminution significative des valeurs morphodynamiques annuelles durant la période 1990-2003, une augmentation brusque de 2003 à 2013 suivie d'une baisse modeste entre 2013 et 2018. De 1985 à 1990 et de 2013 à 2018, la morphodynamique dans le tronçon est commandée concomitamment par les processus d'érosion et de sédimentation d'ampleurs relativement proches en termes de surfaces érodées et de dépôt (Tab. IV). Ces périodes (1985-1990 et 2013-2018) enregistrent les dynamiques les moins intenses entre 1985 et 2018. Au cours de la période 2003-2013, le tronçon étudié connaît les plus grands changements dans sa morphologie (Tab. IV). La dynamique intense de cette période est renforcée par une quantité totale de zones remaniées dans lit actif plus élevée que celle observée pour les autres périodes.

Tableau IV - Valeurs morphodynamiques entre 1985 et 2018.

Tableau IV - Valeurs morphodynamiques entre 1985 et 2018.

37Les valeurs du ratio entre l'érosion et le dépôt décrivent assez bien le comportement global du tronçon étudié. Elles résultent de la dynamique des méandres M1 à M7, et tout particulièrement des méandres M1 à M3 (voir Tab. III). De 1985 à 1998 et de 2013 à 2018, les évolutions sont commandées par des processus d'érosion et de dépôt d'intensités sensiblement égales. En revanche, de 1998 à 2003 et surtout de2003 à 2013, l'érosion l'emporte largement. Tout au long de la période d'étude, les méandres M8 et M9 sont restés relativement stables et ont très peu contribué à la dynamique générale.

2 ) Changements planimétriques de la forme des méandres

38Au sein des neuf méandres étudiés, trois types de changements morphologiques correspondant à la classification de J.M. HOOKE (1984) ont été observés. Il s'agit de l'extension, du mouvement latéral et des déplacements irréguliers. Ces types de modifications peuvent faire l'objet de combinaisons variées. Le méandre stable M8 représente un type complémentaire, de non-changement morphologique. L'analyse des changements s'est concentrée sur six boucles de méandre (M1, M2, M3, M4, M8 et M9) résumant les types d'ajustement observés au cours des cinq périodes considérées (Fig. 8).

Figure 8 - Spatialisation des surfaces érodées et sédimentées résultant des changements morphologiques au sein des méandres M1 à M4, M8 et M9 entre 1985 et 2018.

Figure 8 - Spatialisation des surfaces érodées et sédimentées résultant des changements morphologiques au sein des méandres M1 à M4, M8 et M9 entre 1985 et 2018.

39Les méandres M1, M2, M3 et M4 présentent des combinaisons variées des types de changements morphologiques observés. L'extension latérale se caractérise par une augmentation et une diminution latérale au niveau des apex (M2 et M4). En aval des apex, le tracé en plan du lit montre des mouvements latéraux orientés vers la gauche ou vers la droite par rapport au sens de l'écoulement (M1, M2 et M3). Les boucles des méandres M1 et M3 décrivent des déplacements irréguliers qui peuvent être expliqués par des conditions locales particulières. Globalement, ces quatre méandres enregistrent les changements morphologiques les plus significatifs associés à une modeste activité morphodynamique entre 1985 et 2018. L'espace occupé en 1985 par le lit mineur a été faiblement grignoté au profit de la plaine alluviale en 2018. Aucune des boucles n'a subi de déformation notoire suite à sa migration (Fig. 8).

40Les boucles des méandres M1 et M3 ont connu une croissance, par la combinaison d'une augmentation et d'une diminution latérales provoquées par les processus d'érosion et de sédimentation. On observe la sédimentation sur les rives concaves et l'érosion sur les rives convexes. Sur les sections M2 et M4, l'activité érosive s'est concentrée principalement au niveau des apex et en aval de ces derniers.

41Dans le cas du méandre M8, la boucle reste stable. Les tracés en plan sont superposables au cours des 33 ans de suivi. En amont et en aval de ce méandre de faible mobilité, la modification morphologique se fait principalement par le processus de sédimentation le long des rives convexes. Une migration similaire est observée pour le méandre M9, qui manifeste un fonctionnement "classique" en aval de son apex : érosion en rive concave et sédimentation en rive convexe.

42Globalement, le train de méandres se caractérise par une faible variabilité de la largeur et une faible mobilité en plan du tracé du lit. Environ 75 % du tracé en plan du lit sont superposables aux différentes dates. Il semble donc que l'espace de mobilité fonctionnel contraint la divagation de la Bénoué en aval de Garoua, tant en rive gauche qu'en rive droite. Le blocage latéral d'une partie de la sinuosité des méandres est imputable à la vallée marquée et étroite dans laquelle évoluent les méandres. La migration latérale des boucles est donc figée latéralement. Ce comportement des méandres, dans cette section de la Bénoué, correspond à celui des "méandres contraints".

V - Interprétations et discussion

43Au cours des trois dernières décennies, le train à méandres de la Bénoué a connu une évolution contrastée en aval de Garoua, que l'on peut confronter aux évolutions spatio-temporelles des paramètres et indicateurs morphologiques.

44Les paramètres fréquemment mesurés dans des études analogues (largeur à pleins bords, longueur d'onde, amplitude, rayon de courbure et coefficient de sinuosité) ont légèrement fluctué pendant la période d'étude (33 ans). Mais il n'y a aucun signe d'un comportement temporel défini : les statistiques centrales et de dispersion (moyenne, écart-type et coefficient de variation), ainsi que les fonctions des valeurs classées, oscillent dans le temps. Il n'a pas non plus été observé de tendances significatives d'amont en aval du tronçon fluvial.

45La morphodynamique et la migration latérale au sein des méandres sont principalement localisées au niveau des apex. Les valeurs calculées pour l'intervalle 1990-2003 sont faibles par rapport à celles calculées pour 1985-1990 et 2003-2018, ce qui souligne une tendance au changement de comportement. Ces deux paramètres montrent clairement une diminution sensible de la dynamique latérale entre la fin du XXème et le début du XXIème siècles.

46L'activité du lit tend à se stabiliser, surtout au cours des dernières décennies. Cette variabilité de la dynamique latérale du chenal est en contradiction avec les faibles changements subis par les cinq paramètres morphométriques analysés. Le lit mineur du train de méandres étudié présente donc un tracé en plan très peu mobile en dépit d'une activité morphodynamique notable.

47Cette contradiction apparente peut être discutée plus en détail en introduisant des corrélations et des rapports de valeurs entre les variables caractéristiques des méandres (largeur à pleins bords, amplitude et longueur d'onde). Le test statistique de SPEARMAN effectué sur quatre paramètres indique qu'un seul couple de variables présente une significativité forte, celui formé par la largeur à pleins bords et l'amplitude (Tab. V).

Tableau V - Résultats des corrélations entre la largeur à pleins bords et trois autres variables morphométriques (test de SPEARMAN).

Tableau V - Résultats des corrélations entre la largeur à pleins bords et trois autres variables morphométriques (test de SPEARMAN).

48Les relations entre les variables quantitatives descriptives des neuf méandres ont aussi été étudiées grâce à l'analyse en composantes principales (ACP) sous le logiciel IBM SPSS Statistics. La matrice des corrélations des variables permet d'observer des relations positives fortes entre trois couples de variables (amplitude-largeur, longueur d'onde-rayon de courbure et surface mobilisée-distance de migration) et de constater également des relations négatives fortes entre le coefficient de sinuosité et la longueur d'onde ou le rayon de courbure (Tab. VI). La surface mobilisée et la distance de migration correspondent aux sommes des surfaces et des distances de migration associées aux processus d'érosion et de dépôt. Toutes ces corrélations entre variables vont conditionner la composition des axes factoriels dont le sens et la signification s'interpréteront en fonction de leur corrélation avec chaque variable.

Tableau VI - Matrice des corrélations entre les sept variables considérées.

Tableau VI - Matrice des corrélations entre les sept variables considérées.

49Dans la troisième colonne du tableau VII, nous pouvons lire que le premier axe de l'ACP, correspondant à la première valeur propre, concentre à lui seul 40,65 % de l'ensemble de l'information. Le second et le troisième axes en regroupent chacun respectivement 27,64 % et 25,07 %. 93,36 % de la variance sont donc expliqués par ces trois premiers axes (Tab. VII). On peut donc se contenter de retenir ces trois axes pour l'analyse, l'information contenue sur les quatre autres pouvant être considérée comme résiduelle.

Tableau VII - Valeur propre et pourcentage de la variance expliquée par chaque facteur.

Tableau VII - Valeur propre et pourcentage de la variance expliquée par chaque facteur.

50Les deux premiers facteurs mesurent la géométrie des méandres, tandis que le troisième mesure l'activité morphodynamique (Tab. VIII). À la lecture du plan de corrélation entre les deux premières composantes principales et les sept variables, le facteur 1 s'avère être l'indicateur principal de la morphométrie des méandres (Fig. 9). En effet, en projetant orthogonalement les vecteurs sur cet axe 1, on constate des corrélations positives avec le rayon de courbure, l'amplitude, la longueur d'onde et des corrélations négatives avec ce qu'on peut qualifier d'indicateurs secondaires caractérisant la morphométrie des méandres (coefficient de sinuosité, largeur, surface érodée ou déposée). Les méandres M5 à M7, qui ont des coordonnées positives élevées pour ce premier facteur (Fig. 10), sont donc les plus influencés par les deux paramètres les plus souvent utilisés pour caractériser la morphométrie des méandres (le rayon de courbure et la longueur d'onde), alors que ceux qui ont les coordonnées négatives élevées (M1, M2 et M9) sont influencés par la largeur, le coefficient de sinuosité et la morphodynamique.

Tableau VIII - Matrice des composantes.

Tableau VIII - Matrice des composantes.

Figure 9 - Plan de corrélation des variables selon les axes factoriels 1 et 2.

Figure 9 - Plan de corrélation des variables selon les axes factoriels 1 et 2.

Figure 10 - Coordonnées des méandres sur les axes factoriels 1 et 2.

Figure 10 - Coordonnées des méandres sur les axes factoriels 1 et 2.

51Sur l'axe 2, on observe que les méandres ayant des coordonnées positives élevées (M1, M5 et M8) sont influencés par la largeur et l'amplitude. À l'inverse, avec des coordonnées négatives apparaissent des méandres (M2 à M4 et M6) qui semblent n'être sous l'influence d'aucune des variables analysées.

52En ce qui concerne l'axe 3, les coordonnées positives élevées correspondent aux méandres M1, M3 et M7, dont la géométrie est caractérisée par la morphodynamique (Fig. 11 et 12). À l'inverse, on retrouve avec des coordonnées négatives élevées les méandres M8 et M9, qui ne sont caractérisés par aucune variable.

Figure 11 - Plan de corrélation des variables selon les axes factoriels 1 et 3.

Figure 11 - Plan de corrélation des variables selon les axes factoriels 1 et 3.

Figure 12 - Coordonnées des méandres sur les facteurs 1 et 3.

Figure 12 - Coordonnées des méandres sur les facteurs 1 et 3.

53Les analyses statistiques n'ont pas permis d'établir des relations précises entre les paramètres morphométriques. De plus, ils présentent des dispersions de valeurs relativement fortes. Les coefficients de variation des valeurs de l'amplitude, la longueur d'onde, le rayon de courbure et la largeur sont de 15,2 %, 31 %, 46 % et 16 % respectivement. Ces valeurs supérieures à 15 % dénotent d'une distribution hétérogène des données, ce qui correspond à une forte dispersion des valeurs autour de la moyenne. Cette observation se rapproche de celles de certains auteurs (J.N. COLLINS et S. PEARCE, 2004 ; J.R. MALAVOI et J.P. BRAVARD, 2010), qui rappellent que la dispersion élevée des valeurs est la cause de la difficulté à établir les relations entre variables, même en régionalisant les données. A.E. HELD (2011) émet l'hypothèse que cette dispersion des valeurs des paramètres de forme s'explique par l'évolution temporelle des valeurs de ces variables. L'état du système à méandres à un instant précis détermine les valeurs prises par ces variables, d'où la possibilité d'observer de telles dispersions. De plus, l'absence d'échantillonnage de facteurs tels que le changement climatique, l'urbanisation ou la composition du sol justifie aussi cette dispersion. Ces forçages environnementaux modifient les variables de contrôle, et les variables morphométriques de réponse du tracé en plan s'ajustent principalement en fonction de ces facteurs (T. DÉPRET, 2014 ; E.S. MORAIS et al., 2016). Une limite de précision intervient aussi lors de l'utilisation des images satellitales ou aériennes. Ces images ne décrivent pas toujours bien la réalité du tracé en plan des cours d'eau. Cette limite peut contribuer à la dispersion des données (S. PAYRAUDEAU et al., 2010 ; T. JAUTZY et al., 2020). La considération des cinq paramètres de forme dans l'analyse globale de la rivière pourrait renforcer l'hypothèse que le train de méandres de la Bénoué en aval de Garoua n'a pas connu de zone de changement dans son fonctionnement géomorphologique au cours des trois dernières décennies. Cependant d'autres paramètres, à savoir la longueur d'onde relative (lambda/W), l'amplitude relative (A/W) et la courbure (Rc/W), indiquent des tendances significatives dans la mobilité latérale du chenal et sa dynamique spatiale et temporelle. Des études (G.C. NANSON et E.J. HICKIN, 1986 ; F.D. SHIELDS et al., 2000 ; J.R. MALAVOI et J.P. BRAVARD, 2010) montrent une relation non linéaire caractérisée par un taux de migration plus important pour des rapports Rc/W de l'ordre de 2-3 et un taux plus faible pour des valeurs en dehors de cet intervalle. D'autres auteurs ont déterminé que le taux maximal de migration du chenal se produirait lorsque le rapport Rc/W est compris entre 2 et 4. Pour des valeurs en dehors de cette fourchette, la migration est largement réduite, voire stoppée (P.E. LAGASSE et al., 2004 ; F. MAGDALENO et J.A. FERNÁNDEZ-YUSTE, 2011). Les indicateurs évalués dans ce travail nous permettent de calculer l'évolution de ce rapport. Le rapport du rayon de courbure à la largeur à pleins bords a oscillé entre 14 et 13 de 1985 à 2018 au sein du tronçon étudié. Au regard des observations faites par les auteurs cités précédemment, ce résultat correspond à une faible capacité de migration des méandres de la Bénoué. Cette observation est un indicateur de la faible mobilité du train de méandres durant la période d'étude.

54Des auteurs comme J.R. MALAVOI et J.P. BRAVARD (2010) ou G. PACAUD et C. ROULIER (2010) observent que pour les cours d'eau naturels les amplitudes relatives (A/W) s'échelonnent entre 5 et 20, avec une valeur médiane autour de 10-12. Elles sont généralement plus faibles sur les cours d'eau peu sinueux et actifs, et plus fortes sur les cours d'eau méandriformes peu actifs. Ils observent en outre que des valeurs faibles de lambda/W (inférieures à 8-15) sont généralement associées à des cours d'eau avec des sinuosités écrasées proches les unes des autres et à faible activité géodynamique. Les valeurs relativement fortes s'observent plutôt sur les cours d'eau simplement sinueux, considérés généralement comme plus actifs d'un point de vue des processus géodynamiques. Le système à méandres étudié présente, sur la période d'étude, des valeurs comprises entre 39 et 42 pour la longueur d'onde relative (lambda/W) et sensiblement égales à 14 pour des amplitudes relatives (A/W). Ces valeurs expliquent l'activité géodynamique latérale notable qui caractérise ce train de méandres.

55Les rapports trouvés dans cette étude entre la largeur à pleins bords et l'amplitude, le rayon de courbure ou la longueur d'onde, qui traduisent la faible mobilité des méandres étudiés, sont éloignés de ceux présentés dans la bibliographie. Les gammes des valeurs obtenues sont certainement marquées par un biais d'échantillonnage, cette étude se limitant à une extraction des valeurs des variables à des endroits fixes du segment fluvial. Certains auteurs (A.D. HOWARD et A.T. HEMBERGER, 1991 ; R.T.J. PHILLIPS et A. ROBERT, 2007) ont montré que les valeurs peuvent être extraites en considérant le tracé du méandre comme une série spatiale continue. Ainsi avons-nous évalué les valeurs des rayons de courbure en considérant neuf arcs de cercle décrivant au mieux les neuf méandres (voir Fig. 4). Or les valeurs seraient probablement différentes si elles étaient traitées en continu sur tout le linéaire du segment fluvial. Une autre explication possible des écarts réside dans la rareté des travaux traitant spécifiquement de la question des mécanismes et causes de la stabilité des méandres à faible mobilité (T. DÉPRET, 2014 ; T. DÉPRET et al., 2017). Les méandres étudiés dans la bibliographie ont généralement une forte mobilité. Le regard doit donc être porté sur la dynamique du cours d'eau, indépendante de l'échelle spatiale à laquelle les observations sont menées. Par exemple, le rapport entre le rayon de courbure et la largeur à pleins bords du train de méandres de la Bénoué est d'un ordre de grandeur trois fois supérieur à celui observé dans les travaux de P.F. LAGASSE et al. (2004), J.R. MALAVOI et J.P. BRAVARD (2010) sur des cours d'eau tempérés. Mais l'état du système intervient également. Il explique les coefficients de sinuosité inférieurs à 1,5 dans le tronçon étudié, qui résultent d'une croissance latérale lente des boucles. Á cet égard, la comparaison des tracés en plan des méandres sur des images anciennes et récentes montre que la faible mobilité des méandres dans le tronçon de la Bénoué est assez similaire à celle du Cher en France (T. DÉPRET et al., 2017). L'évolution en plan du chenal des tronçons des deux cours d'eau est limitée par la contrainte exercée par la vallée (Bénoué) et les aménagements (Cher).

56Une autre hypothèse à la compréhension des transformations planimétriques affectant les méandres étudiés est la réaction du système aux modifications des débits liquides. Cette explication est complémentaire de celle décrite dans les paragraphes précédents. Le travail de D. FITA (2019) sur les réponses hydrologiques à la variabilité climatique dans le bassin versant supérieur de la Bénoué, montre que l'année 2012 a connu l'un des débits journaliers les plus élevés (3650 m3/s) sur la période 1981-2014 à la station de Garoua. Cette année extrêmement humide a reçu des précipitations supérieures à 1100 mm sur l'ensemble du bassin versant de la Bénoué. Cette seule année pourrait expliquer l'écart entre les phénomènes d'érosion et de dépôt (voir Tab. IV) dans le train de méandres au cours de la période 2003-2013. Cette hypothèse est conforme, en tout cas, aux observations de J. CORBONNOIS et al. (2016), qui lient les ajustements adoptés par un lit méandriforme au régime hydrologique et aux différentes gammes de débits liquides qui transitent (débit de crue et débit à pleins bords).

57À l'échelle temporelle considérée (33 ans), il a été observé une faible mobilité du tracé en plan le long du linéaire fluvial étudié. Le tracé des méandres demeure superposable d'une date à l'autre. De plus, les largeurs ne présentent que de faibles variations le long du cours et sur la période 1985-2018. D'après P.F. LAGASSE et al. (2004) et T. DÉPRET (2014), la faible variabilité de la largeur du lit et la faible mobilité en plan du tracé conduiraient à qualifier les méandres étudiés de "méandres de faible mobilité". Des auteurs (J.R. MALAVOI et J.P. BRAVARD, 2010 ; T. DÉPRET et al., 2012) ont observé que les comportements identifiés dans ce travail, à savoir la déformation de l'élongation des courbures des méandres, la forme dissymétrique des méandres et le report de l'érosion sur les convexités des boucles, correspondent à ceux des "méandres contraints". Sur les 70 km de la section étudiée en aval de Garoua, l'écoulement de la Bénoué est maintenu dans une vallée de 5 km de large, dominée par des terrasses de nature gréseuse atteignant 400 m d'altitude et par de petits massifs montagneux. En rive gauche comme en rive droite, les boucles décrites par le lit mineur se heurtent à des levées de berge qui dominent les rives par un talus abrupt de 6,5 et 7,2 m de hauteur. Ces levées de berge sont constitués de matériaux limono-sableux localement indurés par un ciment siliceux qui leur confère une forte résistance à l'érosion. La migration latérale des sinuosités est donc freinée, ce qui correspond à des méandres contraints.

58Les résultats de cette étude indiquent que la simple utilisation des paramètres de forme habituels n'est pas suffisante pour évaluer la dynamique des méandres contraints de faible mobilité en zone soudano-sahélienne. Dans le cas de la Bénoué, il est nécessaire d'ajouter d'autres indicateurs de l'activité géomorphologique du chenal, dont il faut étudier simultanément la dynamique spatiale et temporelle. Mais il faut aussi garder à l'esprit que l'utilisation de statistiques centrales sur de grands ensembles de données peut masquer le comportement des sous-ensembles de la rivière, où les conditions locales (naturelles ou artificielles) peuvent favoriser un fonctionnement singulier.

VI - Conclusion

59Les investigations réalisées dans ce travail ont mis en évidence la faible mobilité en plan du système à méandres contraints de la Bénoué, ainsi que la modestie de l'activité morphodynamique.

60Entre 1985 et 2018, les paramètres morphométriques n'ont que légèrement évolué. Les moyennes oscillent entre 2061,5 et 2071,6 m pour l'amplitude, 5721,8 et 5822,7 m pour la longueur d'onde, 1625,7 et 1653,4 m pour le rayon de courbure, 132 et 145,5 m pour la largeur, 1,32 et 1,34 pour le coefficient de sinuosité. On n'observe aucun signe d'un comportement temporel défini. L'évolution morphodynamique montre a contrario deux périodes d'érosion et de dépôt intenses : 1985-1990 et 2013-2018.

61Les valeurs annuelles moyennes les plus élevées des surfaces mobilisées et des vitesses de migration correspondent aux périodes 1985-1990 (10,8 ha/an et 38,1 m/an) et 2013-2018 (7,3 ha/an et 34,3 m/an). Ce comportement suggère une capacité intrinsèque modeste des méandres à éroder le remblaiement alluvial au sein duquel ils évoluent. La faible mobilité du tracé en plan du train de méandres, confirmée par l'analyse diachronique des formes entre 1985 et 2018, relèverait donc principalement des contraintes exercées par les facteurs intrinsèques et locaux (vallée contraignante). Une autre explication, confortée par les observations pour le rapport érosion/dépôt trouvé pour la période 2003-2013, fait appel à la relation entre les débits liquides et les changements morphologiques du chenal.

62Enfin, sur le plan méthodologique, les informations parfois contradictoires fournies par les différents paramètres utilisés montrent l'importance d'exploiter une large gamme d'indicateurs pour définir la dynamique réelle d'une rivière.

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Table des illustrations

Titre Figure 1 - Carte de localisation (A) et carte altimétrique (B) du tronçon de la Bénoué entre Garoua et Tawe.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 420k
Titre Figure 2 - Esquisse géologique du tronçon de la Bénoué entre Garoua et Tawe.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-2.jpg
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Titre Figure 3 - Diagramme ombrothermique (1985-2019) (A) et évolution des débits moyens mensuels (1985-2016) (B) à la station de Garoua.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-3.jpg
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Titre Photos 1 - État des berges concaves et convexes des méandres M1 (A) et M2 (B) en 2019.[clichés : Arthur Gaëtan Djoumessi DZEUFACK, 2019]
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-4.jpg
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Titre Tableau I - Caractéristiques des images Landsat utilisées.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-5.jpg
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Titre Figure 4 - Représentation graphique de la numérisation des variables descriptives des méandres.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-6.jpg
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Titre Figure 5 - Changements morphologiques affectant les méandres étudiés, classifiés d'après J.M. HOOKE (1984).
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-7.jpg
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Titre Figure 6 - Interprétations des changements planimétriques du lit.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-8.jpg
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Titre Tableau II - Évolution moyenne des cinq variables descriptives des méandres entre 1985 et 2018.
Légende Moy : moyenne pour les 9 méandres étudiés. CV : coefficient de variation (= écart-type / moyenne).
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-9.jpg
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Titre Figure 7 - Évolution temporelle des distances de migration annuelle (A et B) et de l'activité géodynamique latérale (C) associées aux processus d'érosion et de dépôt entre 1985 et 2018.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-10.jpg
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Titre Tableau III - Évolution des distances de migration annuelles (m/an) au sein des méandres entre 1985 et 2018.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-11.jpg
Fichier image/jpeg, 164k
Titre Tableau IV - Valeurs morphodynamiques entre 1985 et 2018.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-12.jpg
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Titre Figure 8 - Spatialisation des surfaces érodées et sédimentées résultant des changements morphologiques au sein des méandres M1 à M4, M8 et M9 entre 1985 et 2018.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-13.jpg
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Titre Tableau V - Résultats des corrélations entre la largeur à pleins bords et trois autres variables morphométriques (test de SPEARMAN).
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-14.jpg
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Titre Tableau VI - Matrice des corrélations entre les sept variables considérées.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-15.jpg
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Titre Tableau VII - Valeur propre et pourcentage de la variance expliquée par chaque facteur.
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Titre Tableau VIII - Matrice des composantes.
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Titre Figure 9 - Plan de corrélation des variables selon les axes factoriels 1 et 2.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-18.jpg
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Titre Figure 10 - Coordonnées des méandres sur les axes factoriels 1 et 2.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-19.jpg
Fichier image/jpeg, 60k
Titre Figure 11 - Plan de corrélation des variables selon les axes factoriels 1 et 3.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-20.jpg
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Titre Figure 12 - Coordonnées des méandres sur les facteurs 1 et 3.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/14040/img-21.jpg
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Pour citer cet article

Référence papier

Arthur Gaëtan Djoumessi Dzeufack, Paul Tchawa, Aboubakar Moussa et Ibrahim Alhadji, « Dynamique spatiotemporelle d'un tronçon fluvial à méandres contraints latéralement : le cas de la Bénoué inférieure (Nord-Cameroun) », Physio-Géo, Volume 17 | -1, 99-124.

Référence électronique

Arthur Gaëtan Djoumessi Dzeufack, Paul Tchawa, Aboubakar Moussa et Ibrahim Alhadji, « Dynamique spatiotemporelle d'un tronçon fluvial à méandres contraints latéralement : le cas de la Bénoué inférieure (Nord-Cameroun) », Physio-Géo [En ligne], Volume 17 | 2022, mis en ligne le 29 juin 2022, consulté le 12 août 2022. URL : http://journals.openedition.org/physio-geo/14040 ; DOI : https://doi.org/10.4000/physio-geo.14040

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Auteurs

Arthur Gaëtan Djoumessi Dzeufack

Laboratoire de géographie physique appliquée, Université de Yaoundé 1, BP 755 YAOUNDÉ, CAMEROUN.
Courriel : djoums2008@gmail.com

Paul Tchawa

Laboratoire de géographie physique appliquée, Université de Yaoundé 1, BP 755 YAOUNDÉ, CAMEROUN.
Courriel : ptchawa@yahoo.fr

Aboubakar Moussa

Laboratoire JEAI TABITAL, École Nationale Supérieure Polytechnique de Maroua (ENSPM), Université de Maroua, BP 55 MAROUA, CAMEROUN.
Courriel : aboubakmous@yahoo.fr

Ibrahim Alhadji

Laboratoire JEAI TABITAL, École Nationale Supérieure Polytechnique de Maroua (ENSPM), Université de Maroua, BP 55 MAROUA, CAMEROUN.
Courriel : alhadjii32@gmail.com

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