Fonctionnement hydrologique et origine des écoulements en milieu tropical de socle au Bénin : cas du bassin versant de la Donga (haute vallée de l'Ouémé)

Hydrological processes and origin of the flows in a tropical crystalline bedrock catchment (Benin, upper Oueme river)

• Auteur / Autrice : Bamory Kamagaté
• Direction : Christian Leduc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique de l'environnement
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hydrologie

Géochimie

Hydrogéologie

Résumé

Dans le cadre du programme international AMMA dont l’un des objectifs est d’identifier et analyser les processus physiques de surface entrant en jeu dans les mécanismes de la mousson ouest africaine, le haut bassin de l’Ouémé (Bénin) a été retenu comme le site le plus méridional de l’Observatoire de recherche en environnement (ORE) AMMA-Catch. D’une superficie de 10. 000 km2, ce bassin est instrumenté (pluie, débit) depuis 1997. Un sous-bassin de 586 km2, le bassin de la Donga, est le cadre d’observations intensives qui ont pour objectif l’évaluation des termes du bilan hydrologique. Le travail vise (i) à déterminer le fonctionnement hydrologique du bassin par confrontation des données de précipitation, d’écoulement, de nappe et d’évapotranspiration potentielle, (ii) à caractériser les écoulements par traçage naturel géochimique et isotopique afin de hiérarchiser les processus mis en jeu. Le croisement des informations hydrodynamique et hydrogéochimique a permis de reconstituer un schéma cohérent du fonctionnement hydrologique sur le bassin. Le caractère temporaire des eaux de surface, l’asynchronisme entre le tarissement des rivières et la vidange des nappes ainsi que la très faible minéralisation des écoulements traduisent une origine superficielle des débits et une déconnexion apparente de la nappe libre du réseau hydrographique. En accord avec ce processus mis en évidence, une déconvolution de l’hydrogramme en deux composantes (ruissellement rapide sur surface saturée et flux de subsurface) a été retenue pour les années 2003 et 2004. Cette étude, outre la compréhension du fonctionnement hydrogéochimique du bassin, s’insère dans une perspective d’amélioration des modèles hydrologiques par l’implémentation des processus majeurs mis en évidence. Discipline : Météorologie, océanographie physique et physique de l'environnement Mot-clés : Bénin, aquifère libre, hydrochimie, hydrodynamique, rivière tropicale et déconvolution de l’hydrogramme

Within the international program AMMA, the upper Oueme River was retained as the most meridian site of the Research Observatory in Environment (ROE) Amma-Catch. One of the main objectives is to identify and analyse the surface physical processes at stake in the West African monsoon mechanisms. Since 1997 this 10. 000 km² basin is equipped, with especially rain and discharge measurement systems. An intensive observation on the under basin of the Donga (586 km²) aims at evaluating the terms of the water budget. The purposes of this work are (i) to determine the hydrological functioning of the basin by confrontation of precipitation, discharge, water table and potential evapotranspiration data and (ii) to characterise the flows by natural geochemical and isotopic follow-up in order to structure the processes at stake. The consideration of the hydrodynamic and hydrogeochemical information has permitted to develop a coherent schema of the hydrological processes on the basin. The temporary character of the surface waters, the absence of synchronism of the stream drying up with the water table draining and the very little flow mineralization lead to think that the flows are superficially originated and that there is an apparent disconnection between the underground water and the hydrological network. From this conclusion we implemented a hygrograph separation in two components - effective runoff on saturated area and subsurface flow - for the years 2003 and 2004. Focused on a better understanding of the hydrological functioning of the basin, this study leads to a perspective of improvement of the hydrological models with the implementation of the major processes pointed out. Key-words: Benin, water table, hydrochemistry, hydrodynamic, tropical streams and hydrograph separation