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Analyse de l'évolution des formations végétales forestières et préforestières du Sahel : cas des régions du Ouaddaï et du Wadi-Fira au Tchad

Analysis of the evolution of forest and preforest vegetal formations of the Sahel: case of the Wadi-Fira and Ouaddaï regions in Chad
Souleymane Adam Adey, Abdenbi Zine El-Abidine, Mahamat Ali Mustapha, Abdoulaye Mahamat Oumar, Rabea Ziri, Najiba Barhadda, Saïd Laaribya et Najib Gmira
p. 79-103

Résumés

Après la sécheresse qui s'est déclenchée au milieu des années 1960, les précipitations dans les régions du Ouaddaï et du Wadi-Fira, dans l'Est du Tchad, se sont améliorées à partir des années 1990. Dans le même temps, l'impact humain sur les formations végétales s'est amplifié avec l'arrivée massive de réfugiés et de déplacés. Les effets de ces facteurs sont jusqu'à présent peu connus dans cette zone. Le présent article étudie l'évolution des formations forestières et préforestières sur une période de 23 ans (1987-2010). Cette analyse a été réalisée à l'aide des images satellitaires Landsat TM du 04/11/1987, et ETM+ du 22/10/2000 et du 02/10/2010. Cinq classes d'occupation du sol ont été discriminées (Balanites purs, Acacias purs, Mélanges, Sols nus et Roches à nu). Les proportions occupées par les trois premières classes sont respectivement de 0,1 %, 5,2 % et 54,3 % en 1987, de 0,2 %, 2,4 % et 48,7 % en 2000, et de 0,96 %, 14,3 % et 61,7 % en 2010. Entre 1987 et 2000, un fort recul a été enregistré pour les Acacias purs (-53,6 %) et les Mélanges (-10,4 %). Mais une progression importante s'est manifestée pour les mêmes classes de 2000 à 2010 : +500 % pour les Acacias purs et +15,5 % pour les Mélanges. La classe des Balanites purs n'a jamais atteint 1 % de la superficie totale. Des observations in situ ont en outre été réalisées à l'automne 2016 sur 240 placettes. La richesse floristique forestière est de 30 espèces. La densité moyenne est de 53 tiges/ha pour les Balanites purs, 35 tiges/ha pour les Acacias purs et 24 tiges/ha pour les Mélanges. L'amélioration des précipitations a favorisé l'installation des espèces de moindre valeur calorifique et fourragères comme Calotropis procera et Leptadenia pyrotechnica. Malgré le retour des précipitations, les ressources ligneuses du Ouaddaï et du Wadi-Fira sont en recul, car soumises à une pression anthropique amplifiée par l'accroissement de population.

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Texte intégral

I - Introduction

1Le Sahel, zone semi-aride au sud du Sahara, reçoit des précipitations allant de 200 mm au nord à 600 mm au sud. Avec l'eau, la végétation y est essentielle pour les sociétés humaines, majoritairement composées d'agriculteurs et d'éleveurs. La productivité des écosystèmes sahéliens étant étroitement liée aux précipitations, les sécheresses des années 1970 et 1980 ont été vécues ici comme de véritables catastrophes naturelles (S.O. LOS et al., 2006).

2La dégradation du couvert végétal observée suite aux épisodes de sécheresse, a souvent été considérée comme le signe précurseur d'une désertification irréversible (G. BOUDET, 1972 ; S.E. NICHOLSON et al., 1998 ; S.O. LOS et al., 2006). L'ensemble de la littérature scientifique consacrée à l'environnement sahélien s'accorde sur un recul de la végétation jusqu'en 2000 (A. MAHAMANE et al., 2007 ; L. LEROUX, 2012). À partir de cette date, les auteurs ont relevé une reprise sensible de la pluviosité dans le Sahel (S.E. NICHOLSON, 2005 ; T. LEBEL et A. ALI, 2009). Toutefois la reprise de la végétation à l'échelle globale ne fait pas l'unanimité (A. OZER et al, 2010). Ces divergences seraient liées à la spécificité des lieux étudiés, à celle des périodes d'observation in situ, mais également aux différents types d'images utilisées (C. MERING et al., 2010).

3Les territoires du Ouaddaï et du Wadi-Fira, situés dans l'Est du Tchad, sont soumis aux aléas climatiques et à la pression anthropique comme tout le Sahel septentrional (J. FAVRE, 2008). Leur position aux portes du Sahara et l'augmentation brusque de leur population, due à l'installation de 240 000 réfugiés soudanais et de 180 000 déplacés tchadiens depuis 2003, constituent des contraintes lourdes (J. FAVRE, 2009). Cependant les modifications des écosystèmes forestiers et préforestiers du Sahel sous l'effet de ces facteurs n'ont encore été que peu étudiées.

II - Matériels et méthodes

1 ) Zone d'étude

4La disponibilité des images satellitaires Landsat TM et ETM+ nous a obligés à concentrer notre travail sur les régions orientales du Ouaddaï et du Wadi-Fira. Ce secteur couvre 53285 km2, soit 65 % de la superficie totale des deux régions (Fig. 1).

Figure 1 - Zone d'étude couverte par l'image multi-spectrale prise le 4 novembre 1987 par le satellite Landsat 5 TM.

Figure 1 - Zone d'étude couverte par l'image multi-spectrale prise le 4 novembre 1987 par le satellite Landsat 5 TM.

5Le terrain d'étude correspond, pour une large partie, à des plateaux gréseux, inclinés vers l'ouest ou le sud-ouest et recouverts d'une couche de sable. Les points culminants se trouvent dans les massifs du Kapka (1272 m) et du Ouaddaï (1320 m) (altitudes prises sur http://data.bnf.fr/​15301644/​abeche__ouaddai__tchad_/​) (Fig. 2). Le premier est constitué de grès, le second de roches cristallines, surtout de granites, au sein desquels des filons de microgranite se révèlent particulièrement résistants et déterminent des crêtes orientées selon différentes directions.

Figure 2 - Carte hypsométrique de la zone d'étude.

Figure 2 - Carte hypsométrique de la zone d'étude.

Source : http://gdem.ersdac.jspacesystems.or.jp (image en libre utilisation consultée le 8 août 2017 ‒ le lien ne fonctionne plus).

6En dehors des massifs où des différences d'altitude assez brutales peuvent atteindre 300 ou 400 m (voir Photo 5), le relief associe des surfaces peu inclinées : larges fonds de vallée et vastes plateaux, reliés par des "versants" longs de 10 ou 20 km pour des dénivelés de 30 à 100 m.

7Située au cœur même du domaine sahélo-saharien, la zone d'étude connaît une courte saison pluvieuse (de juillet à septembre) et une longue saison sèche, ainsi que des écarts thermiques relativement importants (A.A. SOULEYMANE et al., 2017). Selon B. GUIBERT et K. LAGNABA (2011), la pluviosité annuelle moyenne est comprise entre 200 et 400 mm. Les ressources en eau se limitent essentiellement aux cours d'eau, tous temporaires, et aux nappes alluviales (Fig. 3). Il n'existe pas de nappe d'eau souterraine de grande extension.

Figure 3 - Oueds (ou ouadis) et lignes d'écoulement des eaux dans la zone d'étude.

Figure 3 - Oueds (ou ouadis) et lignes d'écoulement des eaux dans la zone d'étude.

Source : http://www.diva-gis.org/​gdata (image en libre utilisation).

8Après une longue période sèche entamée en 1965, les précipitations ont progressivement augmenté à partir de la fin des années 1980 (Fig. 4). L'accroissement de la pluviosité s'est tout particulièrement confirmé à partir de l'année 2000 (S.E. NICHOLSON, 2005 ; T. LEBEL et A. ALI, 2009 ; S.A. ADEY et al., 2017), ce qui a permis une augmentation sensible de la production agricole (P. OZER, 2004 ; B. BARBIER et al., 2011 ; S.A. ADEY et al., 2017). Cette évolution s'est accompagnée, sur le plan thermique, d'une augmentation des températures minimales journalières (N. ZEINEDDINE et al., 2013).

Figure 4 - Précipitations annuelles à Abéché et El Geneïna sur la période 1950-2014.

Figure 4 - Précipitations annuelles à Abéché et El Geneïna sur la période 1950-2014.

Source des données : NOAA (https://gis.ncdc.noaa.gov).

9À l'image du pays, l'agriculture occupe plus de 80 % de la population active de la région (OCHA, 2012). En dehors des terrains cultivés, les formations végétales se présentent sous forme de savane, depuis des formations herbeuses aux ligneux épars, au nord, jusqu'à des formations boisées, au sud, en passant par des formations arbustives et arborées (D. DEPIERRE et H. GILLET, 1971). Le genre Acacia est dominant. Les espèces ligneuses les plus fréquemment rencontrées sont : Acacia raddiana tortillis, A. ehrembergiana, A. seyal, A. senegal, A. laeta et A. nilotica, suivis de Balanites aegyptiaca, Zizyphus mauritiana, Bauhinia rufesens, Piliostigma toninguii, Sclerocarya birrea, Guiera senegalensis, Prosopis africana, Bombax costatum… (D. DEPIERRE et H. GILLET, 1971). Les variantes anthropisées des formations ligneuses sont constituées de jachères parsemées de jeunes ligneux et de plus vieux épargnés par les cultivateurs dans les champs.

10Globalement, les densités de ligneux sont maximales dans les fonds de vallée (Balanites surtout), devant les zones intermédiaires avec les plateaux (Acacias surtout), puis les plateaux (avec un couvert plus diversifié).

11Les formations ligneuses fournissent aux populations le bois de feu, le bois de service et le pâturage.

2 ) Données satellitaires et observations de terrain

12Nous avons utilisé les images satellitaires Landsat TM du 4 novembre 1987 et ETM+ du 22 octobre 2000 et du 2 octobre 2010. Idéalement, nous aurions souhaité inclure dans ce travail une image plus récente, mais il n'y en avait pas de disponible au téléchargement pour la zone d'étude en automne, saison que nous recherchions.

13L'année 1987 a été choisie parce qu'elle vient peu après la terrible sécheresse des années 1983, 1984 et 1985 (A. OZER et P. OZER, 2005), la plus sévère connue au Sahel (J.E. PARUREL et al., 1998). L'année 2000, quant à elle, correspond, selon la littérature scientifique, à un retour à des précipitations plus abondantes (A. OZER et P. OZER, 2005 ; P. OZER et al., 2010 ; D. SIGHOMNOU et al., 2013). Enfin, 2010 se place après 10 ans de stabilisation des pluies annuelles à des valeurs égales ou supérieures aux précipitations annuelles moyennes sur la période 1950-2014 (Fig. 4), mais qui sont restées plus faibles que celles de la période 1950-1964.

14Nous avons pris soin de choisir des images prises à une même période de l'année, ce qui réduit les problèmes dus aux différences des angles solaires, aux changements phénologiques de la végétation et aux différences dans l'humidité des sols (J.R. JENSEN, 1983). Retenir l'automne offre un avantage supplémentaire : le bénéfice de fortes différences spectrales (J. OSZWALD et al., 2012), notamment entre la végétation "naturelle" et les terres de culture alors dénudées (Y.C. HOUNTONDJI, 2008).

15En complément des images Landsat, les cartes topographiques au 1/200 000 éditées en 1958 et les images Google Earth ont servi à la préparation et de support aux observations sur le terrain. Ces dernières ont été réalisées en 2016 (du 15 octobre au 25 décembre), en vue notamment d'établir la correspondance avec les réponses spectrales des couverts végétaux par comparaison avec les images Landsat de 2010 (voir infra).

3 ) Acquisition et prétraitement des images satellitaires

16Les bandes spectrales (0,52 - 0,60 µm ; 0,63 - 0,69 µm ; 0,76 - 0,90 µm) ont été téléchargées à partir de la base de données GLCF (Global Land Cover Facility) de l'Université du Maryland (http://glcf.umd.edu/​data/​). Les images récupérées sont des images ayant déjà subi la correction géométrique (B. MIHAI et al., 2006).

17La correction atmosphérique était sans objet pour nos images, toutes ayant été prises à des périodes de l'année voisines.

18Un mosaïquage de trois scènes a été nécessaire pour couvrir le terrain d'étude. Il est à noter qu'une partie de l'image du 2 octobre 2010, soit 2 %, est floutée. Un masque a été élaboré pour l'isoler.

19Les traitements des images pour l'élaboration des cartes ont fait appel aux logiciels Erdas 2011, QGis 2.14 et ArcGis 10.2.

a. Classification des images

20 Trois classes de formations ligneuses ont été distinguées : Balanites purs (Photo 1), Acacias purs (Photos 2, 3) et Mélanges (Photo 4). S'y ajoutent les Sols nus et les Roches à nu (Photo 5). Pour les Balanites purs et les Acacias purs, l'espèce considérée doit représenter 70 % au moins des ligneux, avec un nombre d'arbres par hectare compris entre 30 et 50. Pour les Sols nus, la densité des arbres par hectare, par convention inférieure à 15, est généralement supérieure à 10.

Photo 1 - Peuplement pur de Balanites dans le Sud-Est du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

Photo 1 - Peuplement pur de Balanites dans le Sud-Est du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

À l'arrière plan, on devine les reliefs situés à l'est du terrain d'étude, vers le Soudan.

Photo 2 - Peuplement pur d'Acacia seyal dans l'extrême sud du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

Photo 2 - Peuplement pur d'Acacia seyal dans l'extrême sud du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

Photo 3 - Peuplement pur d'Acacia senegal dans un périmètre de reboisement du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

Photo 3 - Peuplement pur d'Acacia senegal dans un périmètre de reboisement du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

Ce périmètre est destiné à la production de gomme arabique.

Photo 4 - Mélange d'Acacia seyal et de Balanites aegyptiaca dans la partie sud du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

Photo 4 - Mélange d'Acacia seyal et de Balanites aegyptiaca dans la partie sud du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

Photo 5 - Roches à nu sur un relief escarpé de la partie ouest du Wadi-Fira. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

Photo 5 - Roches à nu sur un relief escarpé de la partie ouest du Wadi-Fira. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

Au premier plan, peuplement d'Acacia tortillis raddiana.

21En vue de déterminer les espèces ligneuses dominantes à partir des réponses spectrales en fausse couleur (bandes 4, 3, 2) des images Landsat (A. HAMIDOU et al., 2012), nous avons procédé à des observations de terrain pour vérifier les hypothèses de classification (J.C. DIOUF et al., 2005). Près de 180 secteurs, répartis sur tout le terrain d'étude, ont ainsi été inspectés. Pour chaque classe d'occupation du sol, leur nombre est d'autant plus grand que le nombre de couleurs est élevé (une soixantaine de secteurs pour les Sols nus, une quarantaine pour les Acacias purs… et une vingtaine pour les Balanites purs). Plusieurs points ont été considérés dans chaque secteur. Pour chaque point, la superficie traitée est de 1500 m2 au moins.

22Vu le décalage temporel entre l'image la plus récente (2010) et les missions de terrain (2016), nous avons choisi des secteurs réputés pour n'avoir pas connu une forte évolution récente (Figure 5).

Figure 5 - Les cinq classes retenues, matérialisées sur les images Google Earth 2016 et Landsat 2010 dans la partie sud du terrain d'étude.

Figure 5 - Les cinq classes retenues, matérialisées sur les images Google Earth 2016 et Landsat 2010 dans la partie sud du terrain d'étude.

Le rouge foncé, parfois proche du marron, correspond aux Balanites purs, le rouge clair aux Acacias purs et les couleurs intermédiaires aux Mélanges. Les différentes nuances de vert et le rose correspondent aux Sols nus, le marron foncé et le noir aux Roches à nu.

23Les bâtis, les jachères (Photo 6), les chaumes (Photo 7) et les sols nus, qui sont difficiles à discriminer, n'ont pas été distingués et sont regroupés dans la classe des Sols nus (B. MIHAI et al., 2006).

Photo 6 - Jachère dans le centre du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

Photo 6 - Jachère dans le centre du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

Photo 7 - Chaume de mil pénicillaire dans le centre du Wadi-Fira. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

Photo 7 - Chaume de mil pénicillaire dans le centre du Wadi-Fira. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

24Nous avons réalisé une classification supervisée en appliquant l'algorithme SVM ‒ Support Vector Machine (V. VAPNIK, 1998) ‒ à l'aide du logiciel Qgis 2.14. Les aspects mathématiques sont décrits dans de nombreuses publications (H. MOHAMADALLY et B. FOMANI, 2006 ; G.M. FOODY et A. MATHUR, 2006 ; etc.). Cette approche donne des résultats satisfaisants pour séparer des classes sur des images Landsat (L. BRUZZONE et al., 2006 ; J. KNORN et al., 2009 ; Y. BAZI et al., 2010 ; A. HERVIEU et al., 2016 ; N. BOUSSADA-MAABDI et al., 2017).

25Après classification, les images ont été nettoyées avec l'outil "Tamiser" de QGis. Lorsqu'un pixel n'est pas reconnu comme correspondant totalement à une classe donnée d'occupation du sol, il est attribué par le logiciel à la classe voisine la plus étendue (O. ZAMMIT, 2008). Ensuite, chaque image classifiée a été transformée en vecteur, les pixels étant codifiés en fonction du type d'occupation du sol (Tab. I). Les valeurs les plus fortes (4 et 5) correspondent à des arbres de grande taille et à des formations végétales relativement fermées (Y.C. HOUNTONDJI, 2008).

Tableau I - Grille de classification et règle de pondération des différentes classes d'occupation du sol.

Tableau I - Grille de classification et règle de pondération des différentes classes d'occupation du sol.

26La transformation en vecteur a permis de traiter le SIG sur ArcGis : détermination des surfaces occupées par chaque classe et de l'évolution de chaque classe par rapport à l'année de référence 1987.

b. Évaluation de la qualité de la classification

27Dans ce but, nous avons effectué des relevés géolocalisés (GPS) représentatifs de chaque classe d'occupation du sol. Les opérations ont été menées le long de 39 transects (3 par site : fond de vallée, zone intermédiaire et plateau), d'un développement de 10 à 25 km chacun, parcourus à pied ou en voiture. Un millier de points ont été présélectionnés, mais après élimination des points difficilement accessibles et d'une partie de ceux au couvert végétal très semblable dans un même secteur, 200 ont réellement fait l'objet de relevés : 20 pour les Balanites purs, 40 pour les Acacias purs, 60 pour les Mélanges, 60 pour les Sols nus et 20 pour les Roches à nu (la superficie considérée pour chaque point est de 1500 m2 au moins). Certains points sont proches de ceux utilisés pour la classification des images, mais la plupart en sont éloignés. Les observations ont été répertoriées dans le système de projection WGS84.

28Une matrice de confusion a été obtenue en procédant à l'intersection des surfaces d'entraînement (ROI) avec les classes d'occupation du sol, grâce à la requête "output confusion matrix" de l'algorithme SVM.

29L'étude de la concordance entre les données de terrain et celles de la matrice de classification correspondant aux points considérés, permet d'évaluer la qualité de la classification à travers l'indice de KAPPA. La correspondance entre l'interprétation des images Landsat et la vérification sur le terrain est comprise entre 75 et 85 % : 75 % pour les Balanites purs (confusion de 15 % avec les Acacias purs et de 10 % avec les Mélanges), 87,5 % pour les Acacias purs (confusion de 5 % avec les Balanites purs et de 7,5 % avec les Mélanges), 82 % pour les Mélanges (confusion de 8,3 % avec les Balanites purs et de 10 % avec les Acacias purs), 80,8 % pour les Sols nus (confusion de 12,5 % avec les Mélanges et de 6,7 % avec les Roches à nu) et 85 % pour les Roches à nu (confusion de 15 % avec les Sols nus). Compte tenu des six ans d'écart entre les deux périodes concernées, ce niveau de similitude paraît tout à fait acceptable.

c. Identification et typologie des zones de changement

30La détection des changements entre les différentes dates (1987, 2000 et 2010) a été effectuée en observant l'évolution de la valeur de pondération attribuée à chaque pixel en fonction de l'occupation du sol. On parle de progression lorsque la valeur de pondération augmente et de régression lorsqu'elle diminue.

4 ) Inventaire des essences ligneuses

31Si le terrain d'étude a fait l'objet d'un certain nombre de travaux sur la végétation (notamment de la part de J. PIAS, 1970), aucun inventaire forestier des espèces ligneuses n'y avait été réalisé. Les données qui ont servi dans cette étude ont été récoltées sur le terrain par nos soins.

32Les sites d'observation (différents de ceux pour valider la classification des images Landsat), sont au nombre de 13 (Fig. 6, Tab. II), répartis sur l'ensemble du terrain d'étude. Ils ont été déterminés sur les images Google Earth, en veillant à leur représentativité (végétation ligneuse fermée au sud, claire et éparse au nord ; localisation en fond de vallée, zone intermédiaire ou plateau) et en tenant compte de leur accessibilité. Ils sont totalement indépendants des points ayant servi à la classification des images ou à l'évaluation de sa qualité.

Figure 6 - Localisation des sites d'observation sur placettes dans les territoires du Ouaddaï et du Wadi-Fira.

Figure 6 - Localisation des sites d'observation sur placettes dans les territoires du Ouaddaï et du Wadi-Fira.

Source du shapefile : SIDRAT.

Tableau II - Sites d'observation sur placettes dans le Ouaddaï et le Wadi-Fira.

Tableau II - Sites d'observation sur placettes dans le Ouaddaï et le Wadi-Fira.

33Sur chaque site, les relevés floristiques des essences ligneuses ont concerné de 14 à 20 parcelles de 900 m2 chacune, leur nombre dépendant de l'homogénéité de la végétation sur le site. Au total, 240 placettes ont été étudiées, ce qui permet de disposer d'un éventail très diversifié d'occupations du sol.

34Les sites 1, 3, 4, 9 et 10 se trouvent dans des zones où sont implantés des camps de réfugiés.

III - Résultats

1 ) Évaluation de l'occupation du sol en 1987, 2000 et 2010

35La plus grande part du terrain d'étude est couverte par des Mélanges : 54,3 % en 1987 ; 48,7 % en 2000 et 61,7 % en 2010. À l'opposé, la classe la moins représentée est celle des Balanites purs : 0,13 % en 1987 ; 0,19 % en 2000 et 0,96 % en 2010 (Fig. 7 et 8).

Figure 7 - Occupation du sol sur le terrain d'étude en 1987, 2000 et 2010.

Figure 7 - Occupation du sol sur le terrain d'étude en 1987, 2000 et 2010.

Figure 8 - Cartes de l'occupation du sol sur le terrain d'étude en 1987, 2000 et 2010.

Figure 8 - Cartes de l'occupation du sol sur le terrain d'étude en 1987, 2000 et 2010.

2 ) Évaluation des changements intervenus

36Après la terrible sécheresse des années 1983 et 1984, les précipitations ont augmenté, mais de façon assez progressive jusqu'en 1990 et en restant globalement en dessous du niveau moyen de la période 1950-2014 jusqu'en 1999 (voir Fig. 4). Dans ces conditions, les superficies correspondant aux Acacias purs et aux Mélanges ont reculé sur la période 1987-2000 (respectivement de 53,8 et 10,4 %, soit 1477 et 3005 km2). Ces deux classes sont très sollicitées pour le bois de feu, le bois de service et le fourrage. En revanche, les Balanites purs ont progressé (de 46,2 %, soit 32 km2). Vu la faible extension de cette classe, ce résultat doit être considéré avec prudence.

37Entre 2000 et 2010, les précipitations ont continué de croître, ce qui a permis le développement de la végétation (Fig. 8). Les superficies des classes de végétation ligneuse ont augmenté de 406 % pour les Balanites purs, 500 % pour les Acacias purs et 15,5 % pour les Mélanges (Tab. III et Fig. 9).

Tableau III - Taux d'évolution des classes d'occupation du sol pour les périodes 1987­2000, 2000-2010 et 1987-2010 sur le terrain d'étude.

Tableau III - Taux d'évolution des classes d'occupation du sol pour les périodes 1987­2000, 2000-2010 et 1987-2010 sur le terrain d'étude.

BP : Balanites purs. AP : Acacias purs. M : mélanges. SN : Sols nus. RN : Roches à nu.  : évolution entre deux dates. * : il manque environ 2 % de la superficie totale sur l'image de 2010.

Figure 9 - Cartes des changements entre 1987 et 2000 et entre 2000 et 2010.

Figure 9 - Cartes des changements entre 1987 et 2000 et entre 2000 et 2010.

Progression : nouvelles superficies correspondant à l'occupation du sol considérée. Stable : superficies qui existaient et qui se sont maintenues. Régression : superficies qui existaient et qui ont disparu.

3 ) Caractéristiques de la végétation ligneuse

38Sur le terrain d'étude, la richesse spécifique est de 30 espèces forestières. D'après les observations sur les placettes, le genre Acacia représente, en moyenne, 42 % du nombre des espèces présentes, le genre Balanites avec la seule espèce Balanites aegyptiaca, 14,7 % et l'ensemble des autres espèces 43,3 %.

39Il est à signaler la présence de deux espèces envahissantes. Leptadenia pyrotechnica (Photo 8) s'étend sur 30 % environ de la superficie de l'extrême nord. Ailleurs, apparaît Calotropis procera (Photo 9), dont la proportion moyenne par site ou groupe de sites passe de 15 à 5 % des espèces en allant vers le sud (Tab. IV). À l'extrême sud, on remarque l'extension des superficies sur lesquelles Hyphaene thebaica (palmier doum) est présent.

Photo 8 - Secteur envahi par Leptadenia pyrotechnica (pieds visibles au premier plan) dans le nord du Wadi-Fira. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

Photo 8 - Secteur envahi par Leptadenia pyrotechnica (pieds visibles au premier plan) dans le nord du Wadi-Fira. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

La mare a été creusée dans l'axe d'écoulement des eaux. De l'autre côté de la mare, peuplement pur d'Acacia raddiana tortilis.

Photo 9 - Calotropis procera envahissant les vides laissés par les Balanites dans le centre du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

Photo 9 - Calotropis procera envahissant les vides laissés par les Balanites dans le centre du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]

Tableau IV - Proportions des espèces forestières les plus représentées par site ou groupe de sites sur le terrain d'étude.

Tableau IV - Proportions des espèces forestières les plus représentées par site ou groupe de sites sur le terrain d'étude.

Restes : espèces dont les proportions ne sont pas données individuellement. Pour chaque espèce, les valeurs présentées sont les moyennes des proportions trouvées sur les différentes parcelles d'un site ou d'un groupe de sites. Nous avons regroupé des sites présentant les mêmes espèces dominantes.

40Les peuplements purs de Balanites occupent les fonds de vallée dans une grande partie sud du terrain d'étude, Balanites aegyptiaca apparaissant à partir des isohyètes 250 à 300 mm. À l'extrémité nord, cette espèce est remplacée par Acacia tortillis raddiana. Pour les Balanites, le recouvrement est de 40 à 50 %, arbres et arbustes formant un couvert généralement clair qui laisse largement pénétrer la lumière. La hauteur dominante des arbres varie de 8 à 13 m.

41En s'élevant au-dessus des fonds de vallée, juste après les peuplements purs de Balanites, se trouvent les peuplements purs d'Acacias. Le recouvrement du sol est de 25 à 40 %. Les arbres et arbustes, disséminés parmi le tapis graminéen, sont moyennement nombreux. La hauteur dominante varie autour de 3 à 7 m.

42À la surface des plateaux, sur des sols peu profonds, on rencontre les Mélanges de Balanites, d'Acacias et d'autres espèces ligneuses. Le recouvrement des arbres est plus lâche, de 10 à 25 %. Dans les Mélanges, les individus dépassent rarement 5 m de haut (1 à 3 m en général).

43La densité moyenne des arbres et arbustes va de 24 tiges/ha (Mélanges) à 53 tiges/ha (Balanites purs). L'ordre est identique pour les valeurs moyennes de la hauteur et de la surface terrière (6,6 m et 3,5 m2/ha respectivement pour les Balanites purs) (Tab. V).

Tableau V - Caractéristiques dendrométriques des essences forestières par classe de végétation mesurées sur les placettes.

Tableau V - Caractéristiques dendrométriques des essences forestières par classe de végétation mesurées sur les placettes.

44La régénération naturelle est bien visible sur le terrain partout où les conditions du milieu sont favorables. Mais le terrain d'étude étant soumis à de longues périodes de transhumance, très peu parmi les jeunes plants arrivent à échapper à la dent du bétail et au piétinement. Il est à rappeler que les images ont été prises en octobre ou en novembre, donc avant la transhumance, qui commence bien plus tard, fin décembre ou début janvier.

IV - Discussion

45La qualité des images Landsat TM et ETM+ utilisées, le respect des étapes de traitement et surtout l'utilisation du puissant algorithme SVM du logiciel Qgis 2.14 ont contribué à une très bonne classification de l'occupation du sol pour l'ensemble des images. Les valeurs de l'indice de KAPPA, toutes supérieures à 0,8 en démontrent la fiabilité. En effet, "dans une étude de l'occupation du sol, lorsque l'indice de KAPPA évalué dans les opérations de classification est supérieur à 0,75, la classification adoptée est valable et les résultats peuvent être judicieusement utilisés" (R.G. PONTIUS, 2000).

46Entre 1987 et 2000, les classes de végétation les plus étendues, à savoir les Acacias purs et les Mélanges, ont fortement régressé. Ces résultats s'accordent avec le recul de la végétation ligneuse rapporté par différents auteurs pour le Sahel (X. YONKANG et S. JAGADISH, 1993 ; L. THIOMBANO, 2000 ; Y.C. HOUNTONDJI, 2008 ; P. OZER et al., 2010). En revanche, une extension a été enregistrée pour les mêmes classes entre 2000 et 2010. Le retour de la végétation ligneuse a été annoncé par différents auteurs, parfois dès le début des années 2000 (L. SAWADOGO et al., 2002 ; L. EKLUNDH et L. OLSSON, 2003 ; T. HICKLER et al., 2005 ; C. DARDEL, 2014 ; FAO, 2016). Certains résultats publiés ont cependant été contredits par les observations de terrain (P. OZER et al., 2010 ; O.M. SAVADOGO et al., 2015). Cela tient en partie au fait que peu d'auteurs locaux travaillent sur cette question : pour 415 articles publiés de 2001 à 2005 sur la problématique de la désertification, seulement 12 % des auteurs étaient issus de l'Afrique subsaharienne (A. OZER et P. OZER, 2005).

47La classe des Balanites purs a certainement beaucoup régressé pendant les sécheresses postérieures à 1964 et notamment pendant les terribles années 1983-1985. Avec les Acacias, Balanites aegyptiaca offre du bois de feu et du fourrage, mais elle est particulièrement prisée pour son pouvoir calorifique très élevé (J.A. COOK et al., 1998 ; C.T. LOCKETT et al., 2000) et c'est l'une des espèces fourragères les plus appétentes aussi bien pour les ruminants domestiques (B. TOUTAIN, 1980) que pour les ongulés sauvages (S. SAVADOGO, 2004). Ses feuilles et ses fruits font en outre l'objet de multiples usages dans l'alimentation humaine (J.A. COOK et al., 1998 ; C.T. LOCKETT et al., 2000) ou en médecine traditionnelle ou moderne (M.S. KAMEL et A. KOSKINEN, 1995 ; S.D. SARKER et al., 2000 ; C.T. LOCKETT et al., 2000). La quasi-stabilité de la classe des Balanites purs mise en évidence dans cette étude pour la période 1987-2000 (même si cette classe occupe une superficie très réduite) s'explique en partie par le retour des pluies, qui a fait baisser la pression sur elle, mais surtout par la protection dont bénéficient les Balanites de la part de l'administration des Eaux et Forêts (R. MUGÉLÉ, 2013).

48L'extension des classes de végétation ligneuse qui ressort de cette étude pour la période 2000-2010, est évidemment positive. Mais son impact doit être nuancé. En effet, en recoupant la carte de 2010 et les données de terrain, on remarque que le retour des précipitations a favorisé l'installation sur des surfaces très étendues d'espèces de moindre valeur calorifique et fourragère. Ces espèces marginales sont dominées par Calotropis procera dans les jachères du centre et du sud de la zone d'étude et par Leptadenia pyrotechnica sur les sols sablonneux plus au nord. Dans ces écosystèmes, ces espèces sont bien visibles, avec des proportions de 5 à 30 % selon les sites.

49Des inventaires réalisés dans 14 terroirs villageois de la Mauritanie au Tchad (P. GONZALEZ et al., 2004) ont répertorié 123 espèces forestières et conduit à la conclusion que la richesse floristique est en recul. Même si la comparaison de ces observations avec les nôtres doit être prudente, les 30 espèces que nous avons observées n'évoquent pas une grande richesse floristique.

50Le reverdissement du Sahel porté sur les cartes de végétation ne permet pas d'affirmer que la dégradation des ressources ligneuses est en recul. Les unités paysagères forestières sont en mutation rapide selon diverses études (P.C. CHAMARD et M.F. COUREL, 1999 ; P. GONZALEZ, 2001 ; P. OZER, 2004). Les coupes abusives de bois pour satisfaire les besoins des populations en énergie et en bois d'œuvre, ainsi que l'expansion agricole, représentent les principales causes de déboisement (A. HÖHN et K. NEUMANN, 2012 ; F. RIVES et al., 2013).

51L'installation de réfugiés soudanais et de déplacés tchadiens tout au long de la frontière orientale du Tchad depuis 2003, a été pointé du doigt par tous les gestionnaires des ressources naturelles quant à son impact sur les ressources ligneuses. La contribution des populations réfugiées à la dégradation des ressources ligneuses a été dénoncée il y a longtemps par des auteurs à l'exemple de R. BLACK (1998). D'après les cartes, leur installation n'a pas empêché l'amélioration globale des ressources forestières et préforestières. Mais on constate sur le terrain que les espèces ligneuses en âge de fournir du bois de feu sont de plus en plus rares à mesure que l'on s'approche des camps de refugiés. La couverture ligneuse est alors assurée par des espèces arbustives moins utiles. Ces observations confirment donc les inquiétudes des gestionnaires, alors que les bois de feu sont pourtant distribués aux réfugiés (H. DORSOUMA et M.A. BOUCHAD, 2005). Ces bois de feu sont non seulement fournis en quantités insuffisantes, mais leur distribution a commencé très tardivement (J. FAVRE, 2008).

V - Conclusion

52Les études sur le Sahel ont souligné le lien entre, d'une part, la désertification, et donc le recul des formations ligneuses, et, d'autre part, une péjoration climatique et la surexploitation des ressources. Les travaux les plus récents montrent une reprise des peuplements ligneux en relation avec le retour d'une pluviosité plus forte. Plusieurs questions sur la dynamique de la végétation restent cependant posées à des niveaux nationaux ou locaux. La présente étude apporte des réponses pour la zone sahélienne septentrionale, dans la partie Est du Tchad, secteur où la pression démographique est accentuée par l'accueil de réfugiés soudanais et de déplacés tchadiens depuis 2003.

53Malgré le reverdissement consécutif au retour de pluies plus abondantes, les écosystèmes forestiers et préforestiers de l'Est du Tchad pâtissent d'une forte pression anthropique, la demande en bois, en fourrage et en terres agricoles ne cessant de croître. Les espèces dominantes, notamment Balanites aegyptiaca et les espèces du genre Acacia, sont les plus touchées, ce qui n'est pas sans favoriser le développement d'espèces anciennement marginales.

54L'expérience acquise au cours de ce travail nous a convaincus que les données satellitaires sont insuffisantes pour définir la dynamique de la végétation dans les formations ouvertes comme celles du Sahel. Ces données doivent être impérativement complétées par des observations sur le terrain. Des études phytoécologiques détaillées seraient en outre très utiles, notamment pour évaluer les potentialités écologiques des territoires.

55Au delà des résultats, la recherche que nous avons menée montre qu'il est possible d'obtenir des résultats fiables et intéressants pour appuyer les acteurs de la gestion et de la préservation des écosystèmes forestiers. La lutte contre la désertification, par son coût estimé très élevé, est restée l'affaire des bailleurs de fonds internationaux, dont les interventions continuent pourtant d'accumuler des résultats peu convaincants. Il est temps pour nos autorités nationales de prendre cette affaire à bras le corps en faisant également appel à des chercheurs locaux.

Remerciements : Nous sommes reconnaissants aux collègues qui ont révisé notre texte et nous ont aidés à le finaliser, en particulier Simone RATSIVALAKA et Claude MARTIN, ainsi qu'à Hassan Mahamat SOULEYMANE pour la lecture attentive qu'il a faite du manuscrit. Nos remerciements s'adressent également, pour leur appui, aux autorités de la Faculté des Sciences de l'Université Ibn Tofail de Kénitra (Maroc), à celles de l'Université Adam Barka d'Abéché (Tchad) et aux autorités de l'administration du territoire et de l'administration des Eaux et Forêts des régions du Ouaddaï et du Wadi-Fira au Tchad.

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Table des illustrations

Titre Figure 1 - Zone d'étude couverte par l'image multi-spectrale prise le 4 novembre 1987 par le satellite Landsat 5 TM.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 576k
Titre Figure 2 - Carte hypsométrique de la zone d'étude.
Légende Source : http://gdem.ersdac.jspacesystems.or.jp (image en libre utilisation consultée le 8 août 2017 ‒ le lien ne fonctionne plus).
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 524k
Titre Figure 3 - Oueds (ou ouadis) et lignes d'écoulement des eaux dans la zone d'étude.
Légende Source : http://www.diva-gis.org/​gdata (image en libre utilisation).
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 432k
Titre Figure 4 - Précipitations annuelles à Abéché et El Geneïna sur la période 1950-2014.
Légende Source des données : NOAA (https://gis.ncdc.noaa.gov).
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-4.jpg
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Titre Photo 1 - Peuplement pur de Balanites dans le Sud-Est du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]
Légende À l'arrière plan, on devine les reliefs situés à l'est du terrain d'étude, vers le Soudan.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-5.jpg
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Titre Photo 2 - Peuplement pur d'Acacia seyal dans l'extrême sud du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 1,1M
Titre Photo 3 - Peuplement pur d'Acacia senegal dans un périmètre de reboisement du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]
Légende Ce périmètre est destiné à la production de gomme arabique.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-7.jpg
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Titre Photo 4 - Mélange d'Acacia seyal et de Balanites aegyptiaca dans la partie sud du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-8.jpg
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Titre Photo 5 - Roches à nu sur un relief escarpé de la partie ouest du Wadi-Fira. [cliché : Souleymane Adam ADEY]
Légende Au premier plan, peuplement d'Acacia tortillis raddiana.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-9.jpg
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Titre Figure 5 - Les cinq classes retenues, matérialisées sur les images Google Earth 2016 et Landsat 2010 dans la partie sud du terrain d'étude.
Légende Le rouge foncé, parfois proche du marron, correspond aux Balanites purs, le rouge clair aux Acacias purs et les couleurs intermédiaires aux Mélanges. Les différentes nuances de vert et le rose correspondent aux Sols nus, le marron foncé et le noir aux Roches à nu.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-10.jpg
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Titre Photo 6 - Jachère dans le centre du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-11.jpg
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Titre Photo 7 - Chaume de mil pénicillaire dans le centre du Wadi-Fira. [cliché : Souleymane Adam ADEY]
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-12.jpg
Fichier image/jpeg, 364k
Titre Tableau I - Grille de classification et règle de pondération des différentes classes d'occupation du sol.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-13.jpg
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Titre Figure 6 - Localisation des sites d'observation sur placettes dans les territoires du Ouaddaï et du Wadi-Fira.
Légende Source du shapefile : SIDRAT.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-14.jpg
Fichier image/jpeg, 944k
Titre Tableau II - Sites d'observation sur placettes dans le Ouaddaï et le Wadi-Fira.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-15.jpg
Fichier image/jpeg, 412k
Titre Figure 7 - Occupation du sol sur le terrain d'étude en 1987, 2000 et 2010.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-16.jpg
Fichier image/jpeg, 104k
Titre Figure 8 - Cartes de l'occupation du sol sur le terrain d'étude en 1987, 2000 et 2010.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-17.jpg
Fichier image/jpeg, 2,2M
Titre Tableau III - Taux d'évolution des classes d'occupation du sol pour les périodes 1987­2000, 2000-2010 et 1987-2010 sur le terrain d'étude.
Légende BP : Balanites purs. AP : Acacias purs. M : mélanges. SN : Sols nus. RN : Roches à nu.  : évolution entre deux dates. * : il manque environ 2 % de la superficie totale sur l'image de 2010.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-18.jpg
Fichier image/jpeg, 248k
Titre Figure 9 - Cartes des changements entre 1987 et 2000 et entre 2000 et 2010.
Légende Progression : nouvelles superficies correspondant à l'occupation du sol considérée. Stable : superficies qui existaient et qui se sont maintenues. Régression : superficies qui existaient et qui ont disparu.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-19.jpg
Fichier image/jpeg, 1,3M
Titre Photo 8 - Secteur envahi par Leptadenia pyrotechnica (pieds visibles au premier plan) dans le nord du Wadi-Fira. [cliché : Souleymane Adam ADEY]
Légende La mare a été creusée dans l'axe d'écoulement des eaux. De l'autre côté de la mare, peuplement pur d'Acacia raddiana tortilis.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-20.jpg
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Titre Photo 9 - Calotropis procera envahissant les vides laissés par les Balanites dans le centre du Ouaddaï. [cliché : Souleymane Adam ADEY]
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-21.jpg
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Titre Tableau IV - Proportions des espèces forestières les plus représentées par site ou groupe de sites sur le terrain d'étude.
Légende Restes : espèces dont les proportions ne sont pas données individuellement. Pour chaque espèce, les valeurs présentées sont les moyennes des proportions trouvées sur les différentes parcelles d'un site ou d'un groupe de sites. Nous avons regroupé des sites présentant les mêmes espèces dominantes.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-22.jpg
Fichier image/jpeg, 460k
Titre Tableau V - Caractéristiques dendrométriques des essences forestières par classe de végétation mesurées sur les placettes.
URL http://journals.openedition.org/physio-geo/docannexe/image/5882/img-23.jpg
Fichier image/jpeg, 95k
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Pour citer cet article

Référence papier

Souleymane Adam Adey, Abdenbi Zine El-Abidine, Mahamat Ali Mustapha, Abdoulaye Mahamat Oumar, Rabea Ziri, Najiba Barhadda, Saïd Laaribya et Najib Gmira, « Analyse de l'évolution des formations végétales forestières et préforestières du Sahel : cas des régions du Ouaddaï et du Wadi-Fira au Tchad », Physio-Géo, Volume 12 | -1, 79-103.

Référence électronique

Souleymane Adam Adey, Abdenbi Zine El-Abidine, Mahamat Ali Mustapha, Abdoulaye Mahamat Oumar, Rabea Ziri, Najiba Barhadda, Saïd Laaribya et Najib Gmira, « Analyse de l'évolution des formations végétales forestières et préforestières du Sahel : cas des régions du Ouaddaï et du Wadi-Fira au Tchad », Physio-Géo [En ligne], Volume 12 | 2018, mis en ligne le 25 juin 2018, consulté le 21 septembre 2018. URL : http://journals.openedition.org/physio-geo/5882 ; DOI : 10.4000/physio-geo.5882

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Auteurs

Souleymane Adam Adey

Laboratoire "Biologie - Santé - Environnement", Unité de Recherche "Biodiversité - Environnement", Université Ibn Tofail, Kénitra, MAROC.
Courriel : aasouley@gmail.com

Abdenbi Zine El-Abidine

Département "Sol - Eau-Biodiversité", École Nationale Forestière d'Ingénieurs, SALÉ, MAROC.
Courriel : zineenfi@gmail.com

Mahamat Ali Mustapha

Département de Géographie, Université de N'Djamena, TCHAD.
Courriel : mahamatalimoustapha@gmail.com

Abdoulaye Mahamat Oumar

Agence Nationale de la Grande Muraille Verte, TCHAD.
Courriel : abdoulayemht@gmail.com

Rabea Ziri

Laboratoire "Biologie - Santé - Environnement", Unité de Recherche "Biodiversité - Environnement", Université Ibn Tofail, Kénitra, MAROC.
Courriel : zirirabea@yahoo.fr

Najiba Barhadda

Laboratoire "Biologie - Santé - Environnement", Unité de Recherche "Biodiversité - Environnement", Université Ibn Tofail, Kénitra, MAROC.
Courriel : brhadda@hotmail.com

Saïd Laaribya

Laboratoire "Biologie - Santé - Environnement", Unité de Recherche "Biodiversité - Environnement", Université Ibn Tofail, Kénitra, MAROC.
Courriel : laaribyasaid@gmail.com

Najib Gmira

Laboratoire "Biologie - Santé - Environnement", Unité de Recherche "Biodiversité - Environnement", Université Ibn Tofail, Kénitra, MAROC.
Courriel : najibgmira@yahoo.fr

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