Dynamique sédimentaire et diagenétique d'un lac interdunaire holocène en milieu subaride (N'Guigmi, Lac Tchad, Niger)

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Abstract
Résumé -Cette étude sédimentologique porte sur les dépôts holocènes du lac de N'Guigmi qui constituent l'une des coupes de référence autour du Lac Tchad. Elle vise à préciser les reconstitutions paléoenvironnementales établies à partir de données paléobiologiques. La séquence sédimentaire est constituée de dépôts diatomitiques argileux et argilo-carbonatés. Les dépôts argileux sont finement laminés et sont associés à un environnement lacustre périodiquement asséché, chaque doublet correspondant à une séquence complète assèchement/mise en eau. Le faciès carbonaté est associé à un milieu palustre marqué par une faible profondeur d'eau et de fréquentes phases d'émersion. Les analyses sédimentologiques (granulométrie, minéralogie, pétrographie optique) conduisent à distinguer trois dynamiques sédimentaires (décantation, néoformation, précipitation) pour expliquer la mise en place du matériel sédimentaire. Dans le cadre d'une approche séquentielle, ces données sont interprétées à différents pas de temps et permettent de suivre les changements paléoenvironnementaux. Cette évolution se place après un changement climatique majeur intervenu vers 7000 ans 14 C BP qui voit l'apparition d'un régime pluviométrique contrasté. L'enregistrement sédimentaire étudié est donc représentatif de la détérioration du climat sahélien au cours de l'Holocène moyen et supérieur. Extended abstract -In the Lake Chad basin, the studies of Quaternary lacustrine deposits combine lithological and paleobiological (pollen, diatoms) analyses and radiometric dating. This approach provides information about the water-level, the open water area, even the water quality (salinity, pH). On the other hand, the petrographic approaches are scarcely used, whereas they make it possible to precisely describe the past sedimentary dynamics. In this work, we continue the study of the N'Guigmi Holocene lake that constitutes a reference section around the Lake Chad (Southern Niger). The sedimentary sequence includes sandy deposits, clayey deposits and clayey calcareous diatomites, and modern wind-reworked sandy material. The clayey diatomites are finely laminated and related to a lacustrine environment that was periodically dried. The lamination reflects the variations of the lake level, each doublet clays/quartz corresponding to a sequence flooding/drying. The calcareous diatomites are linked to a palustrine environment, that was characterized by a low water-depth and frequent drying and desiccation episodes. The sedimentological analyses (granulometry, mineralogy) allow to distinguish three major sedimentary dynamics: decantation of eolian dust, biogenic silica and clay neogenesis, physicochemical precipitations. These processes are related to the nature of waters (surface or phreatic) and climate. This model makes it possible to reconstruct the evolution of depositional environments. On the section scale, the facies changes reflect the regional long-time climatic evolution. On the sampling scale, the sedimentological data reflect the local hydro-climatic changes. On the laminae scale, the microscopic observations highlight short-time (secular or decennial) climatic fluctuations. These laminated sequences are the smallest that we can investigate with traditional methods (microscopic petrography). However, on a millimetric scale, alignments of quartz constitute clues of a shorter time climatic fluctuation (decennial episodes or seasonal events?). Thus, the studied sedimentary record reflects the aridification of the Sahelian climate during Middle and Late Holocene.
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Africa Geoscience Review, Vol. 13, No. 4, pp. 409-423, 2006. 1117-370X/2006 All rights reserved
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Dynamique sédimentaire et diagenétique d’un lac interdunaire holocène
en milieu subaride (N’Guigmi, Lac Tchad, Niger)
D. Sebag1*, A. Durand1, Z. Garba2, J. Lang3 & E. P. Verrecchia4
1 UMR 6143 CNRS M2C, Université de Rouen, 76821 Mont-Saint-Aignan Cedex, France
2 AIRE-Développement, Département de Géologie, Université, BP 10662, Niamey, Niger
3 UMR 5561 CNRS Biogéosciences, Université de Bourgogne, 21000 Dijon, France
4 Institut de Géologie, Rue Emile-Argand, 11, 2007, Neuchâtel, Switzerland 2
Résumé - Cette étude sédimentologique porte sur les dépôts holocènes du lac de N’Guigmi
qui constituent l’une des coupes de référence autour du Lac Tchad. Elle vise à préciser les
reconstitutions paléoenvironnementales établies à partir de données paléobiologiques. La
séquence sédimentaire est constituée de dépôts diatomitiques argileux et argilo-carbonatés.
Les dépôts argileux sont finement laminés et sont associés à un environnement lacustre
périodiquement asséché, chaque doublet correspondant à une séquence complète
assèchement/mise en eau. Le faciès carbonaté est associé à un milieu palustre marqué par
une faible profondeur d’eau et de fréquentes phases d’émersion. Les analyses
sédimentologiques (granulométrie, minéralogie, pétrographie optique) conduisent à
distinguer trois dynamiques sédimentaires (décantation, néoformation, précipitation) pour
expliquer la mise en place du matériel sédimentaire. Dans le cadre d’une approche
séquentielle, ces données sont interprétées à différents pas de temps et permettent de suivre
les changements paléoenvironnementaux. Cette évolution se place après un changement
climatique majeur intervenu vers 7000 ans 14C BP qui voit l’apparition d’un régime
pluviométrique contrasté. L’enregistrement sédimentaire étudié est donc représentatif de la
détérioration du climat sahélien au cours de l’Holocène moyen et supérieur.
Mots-clés : Faciès sédimentaire ; Paléoenvironnement ; Changement climatique ; Holocène ; Tchad
Extended abstract - In the Lake Chad basin, the studies of Quaternary lacustrine deposits
combine lithological and paleobiological (pollen, diatoms) analyses and radiometric dating.
This approach provides information about the water-level, the open water area, even the
water quality (salinity, pH). On the other hand, the petrographic approaches are scarcely
used, whereas they make it possible to precisely describe the past sedimentary dynamics. In
this work, we continue the study of the N’Guigmi Holocene lake that constitutes a reference
section around the Lake Chad (Southern Niger). The sedimentary sequence includes sandy
deposits, clayey deposits and clayey calcareous diatomites, and modern wind-reworked
sandy material. The clayey diatomites are finely laminated and related to a lacustrine
environment that was periodically dried. The lamination reflects the variations of the lake
level, each doublet clays/quartz corresponding to a sequence flooding/drying. The
calcareous diatomites are linked to a palustrine environment, that was characterized by a
low water-depth and frequent drying and desiccation episodes. The sedimentological
analyses (granulometry, mineralogy) allow to distinguish three major sedimentary
dynamics: decantation of eolian dust, biogenic silica and clay neogenesis, physicochemical
precipitations. These processes are related to the nature of waters (surface or phreatic) and
climate. This model makes it possible to reconstruct the evolution of depositional
environments. On the section scale, the facies changes reflect the regional long-time
climatic evolution. On the sampling scale, the sedimentological data reflect the local hydro-
climatic changes. On the laminae scale, the microscopic observations highlight short-time
(secular or decennial) climatic fluctuations. These laminated sequences are the smallest that
we can investigate with traditional methods (microscopic petrography). However, on a
millimetric scale, alignments of quartz constitute clues of a shorter time climatic fluctuation
(decennial episodes or seasonal events?). Thus, the studied sedimentary record reflects the
aridification of the Sahelian climate during Middle and Late Holocene.
D. Sebag, A. Durand, Z. Garba, J. Lang & E. P. Verrecchia
410
INTRODUCTION
Dans le bassin du lac Tchad, Faure et al.
(1963) ont été les premiers à étudier réellement
les dépôts lacustres quaternaires. Ils combinaient
une analyse lithologique simple (sables, argiles
granulométriques et minéralogiques, calcaires,
diatomites, etc.) avec des datations par le
radiocarbone et l’utilisation de biomarqueurs
indicateurs de paléoenvironnements, en
l’occurrence des diatomées. Utilisée d’abord de
manière extensive sur des lacs isolés du Ténéré
(ca. 250000 km2), cette approche fut rapidement
appliquée à des coupes de la région du Kanem et
du Bahr El Ghazal (Fig. 1), au NE du lac
(Servant & Servant, 1970). Il s’agissait
essentiellement d’une reconstitution
paléohydrologique, les diatomées permettant de
suivre l’apparition, le développement, puis la
disparition d’un plan d’eau (Servant-Vildary,
1978). Les indications indirectes sur la hauteur
de la tranche d’eau, la surface du plan d’eau,
voire la qualité des eaux (salinité), ont permis de
retracer l’évolution du rapport
Précipitations/Evaporation depuis 40,000 ans
(Servant, 1983).
Cette méthode a été considérablement
développée pour les dépôts tardiglaciaires et
holocènes du bassin du lac Tchad. D’autres
biomarqueurs ont été étudiés : pollens,
ostracodes, phytolithes (e.g. Maley, 1981 ;
Schulz, 1987 ; Salzmann & Waller, 1998 ;
Holmes et al., 1997 et 1999 ; Street-Perrot et al.,
2000 ; Salzmann et al., 2002). Des marqueurs
géochimiques (δ180, δ13C, Mg/Ca ; Sr/Ca) ont
été utilisés pour préciser la mise en place des
carbonates et l’origine du carbone utilisé pour
les datations (e.g. Durand et al., 1984 ; Dubar,
1988, Téhet et al., 1990 ; Holmes et al., 1997 à
1999 ; Gasse, 2002). Par contre, d’une manière
générale, l’analyse sédimentologique est restée
peu développée dans ces travaux. Une exception
notable concerne une étude de la dépression de
Termit-Ouest, au centre du Ténéré (Garba,
1997), où les deux tiers des dépôts analysés se
sont révélés azoïques, soit d’origine (dépôts
éoliens) soit par suite de la diagenèse
(dissolution des diatomées). Dans ce cas,
l’analyse sédimentologique s’imposait. En
questionnant la nature et l’origine des matériaux,
leur dynamique de mise en place et leur
évolution diagénétique, cette étude a permis de
comprendre le fonctionnement du géosystème
pour la totalité de la période enregistrée (Garba
et al., 1996 ; 2003a et b). L’évolution
paléoenvironnementale ainsi reconstituée
déborde largement l’analyse paléohydrologique
établie à partir des biomarqueurs (Gasse, 2002).
Dans le présent travail, nous reprenons et
poursuivons l’étude d’un autre géosystème
simple, le lac interdunaire holocène de
N’Guigmi qui est situé au Sud du Ténéré, près
du lac Tchad (Fig. 1). Là aussi, une étude
sédimentologique (Sebag et al., 2001) est venue
compléter et élargir une étude
paléohydrologique basée sur les diatomées
(Gasse, 1987). Nous poursuivons ici par une
analyse pétrographique en lame mince du
sédiment induré. L’utilisation des méthodes
classiques de la pétrographie sédimentaire doit
nous permettre de définir précisément les faciès
de dépôt (Lucas et al., 1976) et d’arriver ainsi à
une meilleure compréhension du
fonctionnement du géosystème.
CADRE GENERAL
Cadre géomorphologique régional
Dans la région, Durand et al. (1984)
distinguent trois domaines géomorphologiques
(Fig. 1) : un domaine éolien au Nord (plateau
sableux du Manga méridional), un domaine
fluviatile au Sud-Ouest (Kadzell : plaine
alluviale de la Yobé) et un domaine lacustre au
Sud-Est (lac Tchad). Le domaine éolien est
constitué par un erg ancien réactivé au
Kanémien (> 15,000 ans 14C BP), puis en partie
aplani par l’érosion éolienne et le ruissellement.
Au cours des périodes arides, le domaine éolien
s’est étendu vers le Sud. Ainsi, l’erg kanémien
constitue le fond du lac Tchad actuel.
Inversement, le domaine lacustre a pu
transgresser légèrement vers le Nord lors des
périodes plus humides (anciennes plages
lacustres ; Fig. 1b). Des actions éoliennes
récentes peuvent être localement importantes:
érosion (plateau de Mitimi) et accumulation
(désert de Tal et cordon périlacustre).
Site d’étude
La sous-préfecture de N’Guigmi (14°16’N,
13°6’E) est construite sur une ancienne plage
lacustre, sur la rive nord-ouest du lac Tchad.
Elle est adossée au cordon dunaire récent qui
sépare les domaines éolien et lacustre (Fig. 1b).
Les coupes étudiées proviennent d’une interdune
située derrière ce cordon dunaire, au Nord-Ouest
de N’Guigmi.
Dynamique sédimentaire et diagenétique d’un lac interdunaire holocène
en milieu subaride (N’Guigmi, Lac Tchad, Niger)
411
La coupe principale (NGI 1) se situe à peu
près au centre de la cuvette interdunaire (Fig. 2).
Epaisse de 250 cm, elle est essentiellement
constituée de sédiments argileux et argilo-
carbonatés diatomitiques, reposant sur une
formation sableuse et recouverts de
remaniements sableux sub-actuels (Fig. 3a). Les
prélèvements ont été pratiqués de la base au
sommet tous les 5 cm, en respectant les limites
lithologiques apparentes.
Située à 209 mètres au Nord de la coupe
principale, la coupe NGI 10 est épaisse de 175
cm (Fig. 2e et 2h). Il s’agit de dépôts argilo-
silteux diatomitiques, plus ou moins riches en
carbonates, en matière organique et en
fragments ligneux et charbonneux. Seuls dix
échantillons ont été prélevés sur critères
lithologiques (Fig. 4a).
A ces prélèvements s’ajoutent des
concrétions silicatées qui ont fait l’objet de
publications antérieures (Icole et al., 1983;
Sebag et al., 2001).
Ces coupes ont fait l’objet d’études
antérieures (Durand et al., 1984 ; Gasse, 1987 ;
Durand, 1995 ; Sebag et al., soumis)
comprenant des analyses granulométriques et
minéralogiques, des mesures géochimiques et
une étude détaillée de la flore diatomitique.
Ainsi, les dépôts de la coupe NGI-10 peuvent-ils
être corrélés avec les dépôts sommitaux de la
coupe NGI-1 (épisodes C3 et D, Fig. 2e et 3a)
sur la base d’une identité de la flore
diatomitique (Durand et al., 1984).
Figure 1 : a. Localisation des sites à l’échelle de
l’Afrique et du Lac Tchad. b. Cadre
géomorphologique régional (Durand et al., 1984).
1. Plateau du Manga : ancien erg nivelé par le vent.
2. Grande Dillia: fossé structural. 3. Anciennes
terrasses de la Rivière Yobe. 4. Plages et dépôts
tardiglaciaires et holocènes. 5. Talus du plateau du
Manga nivelé par le vent et, dans la zone bordant le
Lac Tchad au Nord, par les transgressions lacustres.
6. Dépôts interdunaires tardiglaciaires et holocènes.
7. Plaine alluviale (basse terrasse) de la Rivière Yobe
et plage lacustre récente. 8. Désert du Tal :
accumulation récente de sables vifs. 9. Ecoulements
temporaires actuels. 10. Failles. 11. Cordon dunaire
périlacustre. 12. Altitude au-dessus du niveau marin
(en mètres, IGN).
Figure 1: a. Site Location on Africa and Lake Chad
scales. b. Regional geomorphological settings
(Durand et al., 1984). 1. Manga Plateau: old erg
wind-levelled. 2. Grande Dillia: fault trough. 3. Yobe
River’s old terraces. 4. Lateglacial and Holocene
beaches and deposits. 5. Manga Plateau’s slope
levelled by the wind an run-off towards the
southwest, and by lacustrine transgressions in the
area bordering the Lake Chad. 6. Lateglacial and
Holocene interdunal deposits. 7. Yobe River’s
alluvial plain (lower terrace). 8. Tal Desert: modern
accumulation of sharp sands. 9. Present-day
temporary streams. 10. Faults. 11. Perilacustrine
dune ridge. 12. Meter a.s.l.. (IGN).
D. Sebag, A. Durand, Z. Garba, J. Lang & E. P. Verrecchia
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Dynamique sédimentaire et diagenétique d’un lac interdunaire holocène
en milieu subaride (N’Guigmi, Lac Tchad, Niger)
413
METHODOLOGIE
Certains niveaux présentent une distribution
hétérogène (e.g. débris ligneux, concrétions,
coquilles). Afin de s’affranchir des problèmes de
représentativité, il a été procédé, pour chaque
niveau, à une homogénéisation du matériel et à
un ré-échantillonnage (Lang, 1967).
Les analyses granulométriques ont été
réalisées par tamisage. Tous les grains
supérieurs à 400 µm ont été regroupés dans la
classe des sables grossiers ; cette limite est celle
des pavages de grains à la surface des dunes
actuelles du Ténéré qui indiquent la limite
d’action du vent moyen (Mainguet et al., 1983).
La nomenclature suivante a donc été utilisée :
argiles granulométriques (argiles G) et silts (Ø <
63 µm), sables très fins ( 63 µm < Ø < 125 µm),
sables fins (125 µm < Ø < 250 µm), sables
moyens (250 µm < Ø < 400 µm) et sables
grossiers (Ø > 400 µm).
La minéralogie de la roche totale a été
établie par diffractométrie RX (Siemens D500)
sur poudre après un broyage modéré. La
minéralogie de la fraction fine a été établie par
diffractométrie RX sur agrégats orientés après
décalcification. Les déterminations ont été
réalisées sur échantillon normal, échantillon
saturé à l’éthylène-glycol et échantillon chauffé
à 490°C. L’estimation semi-quantitative a été
obtenue à partir de la surface relative des
principaux pics (Brindley & Brown, 1980).
Les analyses calcimétriques ont été
effectuées sur échantillons totaux. Les mesures
ont été réalisées à l’aide d’un manocalcimètre
(acide chlorhydrique dilué à 17,5 %). Trois
séries de mesures ont été réalisées (précision de
l’ordre de 1%). Deux ont été effectuées sur des
fragments de roche brute, la dernière sur le stock
homogénéisé.
Des analyses pétrographiques ont été
réalisées sur lames minces (30 µm) au
microscope polarisant. Les particules sableuses
ont été étudiées à la loupe binoculaire et au
microscope. Des données complémentaires ont
été obtenues par microscope électronique à
balayage (FE-SEM, JEOL 5400) associé à une
microsonde EDS (Link Analytical microprobe
analyzer).
RESULTATS ET INTERPRETATIONS
Nature et origine des différentes fractions
Le quartz. L’omniprésence du quartz (Fig. 3a)
s’explique par la nature du substratum régional
(ancien erg). Le quartz est donc d’origine
éolienne, soit directement par piégeage dans la
cuvette interdunaire, soit indirectement par
remaniement lié au ruissellement sur les pentes
des dunes. Deux types d’agrégats quartzeux liés
à la dynamique aquatique ont été observés.
1) Les grains cimentés (Fig. 3b) sont constitués
grains de de quartz de la taille des sables liés par
un ciment induré, de couleur brun-rouille. Ce
ciment est principalement constitué de fer (EDS)
et témoigne d’une dynamique géochimique liée
au ruissellement (Winspear et Pye, 1995) ou à
l’activité microbiologique (Krumbein et Jens,
1981 ; Adams et al., 1982).
2) Les bioagrégats sont formés de grains de
quartz silto-sableux agglomérés par des
matériaux organiques (Fig. 3c-e). Ces
bioagrégats sont toujours présents dans les
résidus de tamisage et peuvent représenter la
totalité de la fraction la plus grossière. Des amas
de cellules sont associés aux filaments et aux
biofilms (Fig. 3g). Ces cellules présentent des
similitudes avec certains groupes de
cyanobactéries (Chrooccocalae, Pleuro-
capsaleae). L’état de conservation des structures
cellulaires résulte de la silicification des parois
cellulaires, alors que les filaments et les biofilms
ont conservé leur nature organique (EDS).
Figure 2 : Observations de terrain. a. Dépression interdunaire du N’Guigmi vue depuis le cordon dunaire
(12/2002). b-c. Coupe principale NGI-1 au centre de la dépression. d. Coupe dans le remplissage interdunaire au
NW de la dépression et montrant le recouvrement sableux. e. Géométrie du remplissage, localisation des coupes
et correlations (Durand, 1995). Un nivellement a été réalisé avec une précision de l’ordre de 10 cm. f. Réseau de
fentes de dessiccation découvert dans le remplissage interdunaire. g. Surface paléotopographique de l’ancien
modelé dunaire à l’Est de la dépression. h. Coupe secondaire NGI-10 en bordure de la dépression.
Figure 2: Field observations. a. N’Guigmi interdunal depression from the perilacustrine dune ridge (December
2002). b-c. NGI-1 section in the depression. d. Geometry of the interdune infilling. The trigonometric levelling
allows the measurement of the depression infilling with in ten centimetres. e. Location, levelling and correlations
of N'Guigmi section (Durand, 1995). f. Desiccation crack network in the interdune infilling. g. Paleotopography
of the old dune landform to eastern part of the depression. h. NGI-10 section on the northern bank of the
depression.
D. Sebag, A. Durand, Z. Garba, J. Lang & E. P. Verrecchia
414
La silice amorphe et les silicifications. La
quasi-totalité du stock de silice amorphe est
d’origine biologique, liée à la sécrétion de
frustules siliceux par les diatomées qui
prolifèrent dans les milieux palustro-lacustres
interdunaires. Ces frustules constituent la
matrice de l’ensemble des dépôts sédimentaires
palustro-lacustres, qu’ils soient quartzeux,
argileux ou carbonatés. La précipitation de silice
amorphe peut également résulter de la
minéralisation de structures organiques
(Fig. 4c). Cette minéralisation s'effectue durant
l’évaporation ou au cours de la diagenèse
précoce à partir de solutions fortement
concentrées en silice dissoute (Sebag et al.,
1999). La remobilisation du silicium à partir de
la silice amorphe biogène peut aussi conduire à
la formation de nouvelles espèces minérales
(Icole et Perinet, 1984 ; Sebag et al., 1999).
Figure 3 : Coupe NGI 1. a. Lithologie, calcimétrie, granulométrie et minéralogie des dépôts (d’après Sebag et al,
soumis). b à g. Clichés MEB. c-e. Agrégats (voir texte). f. Néogenèse sur un grain de quartz. g. Micro-
organismes (cyanobactéries ?) dont les parois cellulaires sont silicifiées.
Figure 3: NGI 1 section. a. Lithology, calcimetry, granulometry and mineralogy of deposits (after Sebag et al,
submetted). b à g. SEM observations. c-e. Aggregates (see text). f. Neogenesis on quartz grain. g. Micro-
organisms (cyanobacteries?) with silicified cell walls.
Dynamique sédimentaire et diagenétique d’un lac interdunaire holocène
en milieu subaride (N’Guigmi, Lac Tchad, Niger)
415
Deux formes de fixation secondaires peuvent
être distinguées : (1) les formes transitoires
susceptibles de subir une évolution diagénétique
vers d’autres espèces minérales (silicates de
sodium hydratés) et (2) les formes définitives
caractérisées par une plus grande stabilité
structurale (minéraux argileux, zéolites).
Les argiles minéralogiques. Sur le plan
qualitatif, les argiles M peuvent comprendre une
fraction éolienne détritique et une fraction
lacustre néoformée (Sebag et al., soumis). Dans
la région, kaolinite et illite sont principalement
d’origine détritique (Garba, 1997 ; Garba et al.,
1996, 2003a et b). Transportées au sein des
poussières éoliennes, elles se déposent
directement dans le lac ou sont plaquées au sol
par les précipitations, puis drainées vers le lac
par ruissellement. Les smectites et interstratifiés
sont absents du substrat sableux et peu
abondants dans les apports éoliens régionaux :
ils constituent une fraction néoformée
autochtone (Sebag et al., 1999).
Le rapport kaolinite/illite, qui varie ici de 0,5 à
21, est de l’ordre de 2 dans les dépôts sableux
éoliens (échantillons n° 1-6 ; Fig. 3a). Or,
certains niveaux diatomitiques présentent les
mêmes proportions : échantillons 12 à 14
(pauvres en smectites), 23, 29 à 30 (riches en
quartz détritiques). En outre, les analyses
montrent une augmentation de la part néoformée
(smectites) à l’échelle de la coupe. Ainsi, seules
les argiles détritiques (illite, kaolinite) sont
présentes dans les niveaux sommitaux de l’erg
kanémien remanié (échantillons n° 1 à 6). Par
ailleurs, les séquences grano-décroissantes sont
généralement marquées par une augmentation
des smectites, alors que les apports sableux
coïncident avec leur disparition (Fig. 3a).
Les carbonates de calcium. Dans le système
étudié, les apports carbonatés particulaires (par
voie éolienne ou par ruissellement) ne peuvent
être que très limités. La seule source de calcium
est la nappe phréatique, alimentée régionalement
depuis le NW (nappe du Manga ; Fig. 1) ou
localement depuis le Lac Tchad (infiltration
dans les sables dunaires).
Dans le cas des sédiments de la coupe NGI-1, la
distribution de la calcite permet de mettre en
évidence une rupture majeure entre les niveaux
26 et 27 (Fig. 3a). Dans les niveaux argileux, la
distribution hétérogène de la calcite implique
des processus de précipitation très localisés : (1)
remontées par capillarité lors d’assèchements
épisodiques, (2) précipitation bio-induite ou (3)
biogénique. Ainsi, la calcite des niveaux 14 à
20, peu abondante, se présente principalement
sous la forme de ciments tapissant les parois de
fissures plus ou moins horizontales. La
précipitation peut donc en être attribuée (1) à
des phases évaporatoires au cours de la séquence
de dépôt (calcite inorganique syngénétique) ou
(2) à un enfoncement de la nappe postérieur à la
séquence de dépôt et lié à un assèchement
prolongé, voire définitif du lac (calcite
inorganique diagénétique). Enfin, de nombreux
manchons racinaires carbonatés, observés dans
les niveaux 27 à 29, témoignent de processus
affectant les solutions interstitielles (carbonates
bio-induits). Ces carbonates seraient donc très
légèrement postérieurs à la séquence de dépôt.
Dans les niveaux diatomitiques carbonatés
(échantillons n° 30 à 46 ), la calcite constitue
une part importante du matériel, directement liée
au fonctionnement du système interdunaire
(calcite inorganique syngénétique).
Faciès sédimentaires
Faciès argilo-quartzeux. Les dépôts argileux
(diatomites inférieures et intermédiaires :
échantillons n°7-30 ; Fig. 3a) se présentent sous
la forme d’une alternance de lamines sombres et
de lamines claires, plus ou moins continues
latéralement et séparées les unes des autres par
un liséré sombre (Fig. 5a).
a) Les lamines sombres, d’une épaisseur
comprise entre 5 et 10 mm, sont constituées
d’argilites très finement feuilletées
horizontalement. En lame mince, cette
orientation préférentielle se traduit par une
illumination uniforme de toute la lamine sous
polariseurs croisés. Cette matrice est parfois
ponctuée de taches brun-rouille (MO oxydée ?),
généralement associées à une porosité de forme
circulaire. En dehors des frustules, qui
composent une part importante du matériel, de
rares reliques organiques ont été observées :
valves d’ostracodes (parfois connectées, mais
rarement recristallisées), fragments de coquilles
et de racines. En revanche, les traces de racines
sont souvent identifiables (remplissages
quartzeux ou argileux, vides racinaires). Les
grains de quartz (classe des silts fins) sont
distribués selon des alignements horizontaux
diffus et discontinus.
D. Sebag, A. Durand, Z. Garba, J. Lang & E. P. Verrecchia
416
b) Les lamines claires sont généralement plus
fines (< 5 mm) et constituées d’une matrice
argileuse très riche en grains de quartz, en
contact les uns avec les autres et, globalement,
plus grossiers (classe des silts grossiers et
sables) que ceux des lamines sombres. De rares
plagioclases et quelques minéraux opaques
peuvent également être observés. La matrice
argileuse, plus claire que celle des lamines
sombres, présente un léger feuilletage organisé
de manière concentrique autour des grains de
quartz. Ces lamines claires présentent de
grandes fissures planaires, plus ou moins
horizontales, et souvent connectées entre elles.
Mises à part les frustules, les reliques
organiques sont absentes de ces niveaux
détritiques. De toutes petites taches de forme
circulaire associées à des filaments ont été
observées à proximité du liseré plus foncé qui
sépare lamines claires quartzeuses et lamines
sombres argileuses. Ces taches sont en fait
constituées de polyframboïdes de pyrite (MEB).
c) Le caractère laminé est commun à l’ensemble
des dépôts argileux. Seules varient l’épaisseur et
la fréquence des lamines, la teinte de la matrice
argileuse, la taille et la fréquence des grains de
quartz. Dans certaines zones, la lamination est
très discontinue et les lamines quartzeuses ne
constituent plus que de minces lentilles. Certains
échantillons (n° 23, 24 et 27) ne forment en fait
qu’un seul lit quartzeux de plusieurs centimètres
d’épaisseur.
Figure 4 : Coupe NGI 10. a. Interprétations paléoenvironnementales des voies de formations des silicates de
sodium (d’après Sebag et al., 2001). b-d. Observations de terrain (concrétions et végétaux minéralisés) et cliché
MEB (tissus végétaux silicifiés).
Figure 4: NGI 10 section. a. Paleoenvironmental interpretations based on sedimentological features of sodium
silicates (after Sebag et al., 2001). b-d. Field (concretions and mineralized plant remains) and SEM
observations (silicified plant tissues).
Dynamique sédimentaire et diagenétique d’un lac interdunaire holocène
en milieu subaride (N’Guigmi, Lac Tchad, Niger)
417
Faciès carbonatés. Les niveaux carbonatés
supérieurs (échantillons 31-46 ; Fig. 3a) sont
composés d’une matrice argilo-carbonatée
diatomitique non laminée, sombre et très
poreuse, riche en éléments figurés (grains de
quartz, bioclastes, fragments végétaux). La
matrice, localement grumeleuse et bioturbée, est
constituée d’une fraction argileuse sombre, très
riche en frustules, intimement liée à une calcite
microcristalline. La distribution hétérogène de
cette phase carbonatée est responsable d’un
aspect moiré de la matrice. Les quartz sub-
arrondis forment des alignements horizontaux
diffus. Ces alignements se remarquent d’autant
mieux qu’ils sont constitués de grains
isométriques. Les reliques organiques sont
nombreuses et variées : valves d’ostracodes
(parfois recristallisées), fragments de coquilles
aragonitiques (mollusques) et très fréquents
articles d’arthropodes. De nombreux fragments
végétaux silicifiés ont été identifiés au MEB
(Sebag et al., 1999) ; les structures organiques y
sont bien conservées. Des rhizolithes de nature
carbonatée (« tubules remains ») ont été
identifiés dans les niveaux 28 et 29. Ces
échantillons carbonatés sont également le siège
de trois types de porosité : micropores formant
de petites fentes plus ou moins horizontales et
responsables de l’aspect feuilleté du matériel ;
macroporosité (> 100 µm) subcirculaire
d’origine vraisemblablement racinaire
(déformation concentrique de la matrice, traces
de MO) ; fentes ouvertes de plus grande taille (>
500 µm), souvent occupées par un ciment
carbonaté riche en éléments détritiques.
DISCUSSION
Origine des structures sédimentaires
Lamination des diatomites argileuses. Les
dépôts argileux (Fig. 3 ; diatomites argileuses
inférieures et intermédiaires) se sont mis en
place dans un environnement lacustre
périodiquement asséché. Le caractère laminé
témoigne de variations du niveau lacustre.
Chaque doublet (lamine sombre
argileuse/lamine claire quartzeuse) correspond à
une séquence complète assèchement/mise en eau
(Fig. 5). Soit une dépression interdunaire
presque exondée dont seul le centre reste sous
une très faible tranche d’eau (Fig. 5d). En
bordure du plan d’eau, la nappe phréatique peu
profonde maintient une humidité superficielle
favorable à l’installation de végétaux et de
communautés microbiennes. En revanche, les
sédiments éoliens formant les pentes des dunes
environnantes ne sont pas aussi bien consolidés.
Lors de la remise en eau suivante (Fig. 5b), ce
matériel détritique (sables et silts éoliens) est
remobilisé par les eaux de ruissellement. En
outre, les précipitations météoriques entraînent
avec elles les poussières éoliennes (illite,
kaolinite), qui se déposent au fond du lac.
Durant cette phase, le système fonctionne
comme un « bassin de décantation ». La
sédimentation, principalement détritique, aboutit
à la formation d’une lamine quartzeuse silto-
sableuse (lamine claire). Lorsque le plan d’eau
s’élève (P/E > 1), les pentes des dunes sont peu
à peu inondées (Fig. 5c). Durant cette période,
les passées détritiques liées au ruissellement
sont moins abondantes (diminution de la surface
des pentes, fixation du substrat éolien). Elles ne
peuvent atteindre le centre de la cuvette et sont
piégées en bordure. Les seuls apports détritiques
sont fins (poussières) et météoriques (vents,
pluies). Les sédiments lacustres, principalement
biogéochimiques (frustules, smectites), forment
des lamines argileuses finement feuilletées
(lamine sombre). Si une aridification perturbe le
bilan hydrique qui devient négatif (P/E < 1), on
observe une diminution progressive du niveau
lacustre (Fig. 5d). Les eaux lacustres se
concentrent (diminution de la tranche d’eau) et
le milieu tend peu à peu au confinement
(matière organique, sulfures, activité
microbienne). Une couche de sédiments riche en
matière organique se dépose au centre de la
cuvette (Fig. 5d).
Structures associées aux diatomites
carbonatées. Ces niveaux témoignent de la
relative stabilité d’un milieu aquatique. La
présence de nombreuses traces d’activité
biologique (traces de racines, bioclastes,
bioturbation) et de fragments de végétaux
supérieurs témoigne d’une faible profondeur
d’eau. Les fentes de grande taille sont les indices
de phases d’émersion et de dessiccation du
sédiment. Les ciments carbonatés qui leur sont
associés ont probablement été mis en place lors
de remises en eau postérieures à l’assèchement
(concentration des eaux phréatiques). Certains
ciments de la coupe NGI 10 présentent des
laminations de type stromatolitique et pourraient
résulter du développement de l’activité
microbienne lors de l’assèchement du lac
(confinement du milieu).
D. Sebag, A. Durand, Z. Garba, J. Lang & E. P. Verrecchia
418
Les mesures de nivellement montrent que cette
zone de sédimentation correspondait à une petite
lagune en bordure de la dépression interdunaire.
Ce milieu relativement confiné a permis une
plus forte concentration des saumures et la
formation de silicates de sodium hydratés dans
un contexte évaporitique carbonaté-sodique
(Icole & Perinet, 1984 ; Sebag et al., 2001).
Plusieurs modes de gisement ont été observés :
(1) lits indurés, (2) nodules craquelés (Fig. 4b),
(3) tiges et racines de végétaux supérieurs (Fig.
4c et d) et (4) cristaux dispersés dans les
sédiments (Icole et al., 1983). Cette diversité des
modes de gisements témoigne de la variété des
modes de précipitation des silicates de sodium
hydratés (Fig. 4a ; Sebag et al., 2001). La nature
des solutions parentes permet de distinguer une
origine syngénétique (eaux palustres) ou une
origine diagénétique (eaux phréatiques,
solutions interstitielles).
Figure 5 : Mise en place des doublets argilo-quartzeux. a. Exemple de lamine. b à d. Interprétation en terme de
changements climatiques à court terme. La taille des flèches reflète l'importance relative des différents modes de
sédimentation. b. L'importance des précipitations provoque d'abondants apports détritiques (poussières éoliennes
et remaniements sableux). Les apports en eau vont permettre l’élévation du niveau jusqu’en c. c. Le bilan
hydrique est stable. Il y a diminution des apports détritiques et augmentation de la part de sédiments
biogéochimiques (argiles néoformées et frustules). d. Une aridification entraîne une diminution de la tranche
d’eau. La dépression est presque asséchée, seul le centre demeure inondé. La nappe, peu profonde, maintient en
bordure une humidité superficielle suffisante au développement de communautés microbiennes (cyanobactéries,
algues microscopiques,...) et de conditions réductrices (pyrite, MO,...).
Figure 5: Formation of the clay/quartz lamination. a. Example of lamina. b à d. Interpretation in term of short-
time climatic changes. Arrow size reflects the extent of the various sedimentary dynamics. b. Strong rainfall and
runoff lead to abundant detrital inputs (eolian dust and reworked sands). The water inputs allows the water level
rise. c. The water balance is stable. Detrital inputs decrease and contributions of biogeochemical sediments
increase (neogenic clays and diatom frustules). d. Aridification causes the decrease of the water level.
Depression is nearly dried and only the centre is flooded. The water table is few deep and maintains a surface
moisture on the bank and allows the settlement of microbial communities (cyanobacteries, microscopic algae)
and confined environments (pyrite, OM).
Dynamique sédimentaire et diagenétique d’un lac interdunaire holocène
en milieu subaride (N’Guigmi, Lac Tchad, Niger)
419
Les lits indurés et les nodules (Fig. 4b) sont
synsédimentaires et résultent d’une sursaturation
des eaux palustres provoquée par (1) une
concentration par évaporation et/ou (2) une
chute du pH. Ce dernier phénomène se produit
lorsque les saumures entrent en contact avec des
eaux plus diluées ou plus acides (eaux
météoriques ; Eugster, 1967). Les fragments
végétaux minéralisés (Fig. 4c et d) et les cristaux
dispersés sont diagénétiques. Les premiers sont
probablement liés à la diagenèse de la matière
organique, les seconds à des remontées
capillaires à partir de la nappe phréatique
(Maglione & Servant, 1973). De plus, sur le
terrain, on peut observer de nombreux indices de
la faible profondeur de la tranche d’eau (massifs
de roseaux minéralisés ; Fig. 4c et d) et de
phases d’émersion (réseau polygonal
superficiel ; Fig. 2f).
Dans tous les cas, les valeurs de δ13C sont
positives et indiquent un milieu très réducteur
avec une évolution vers la méthanogenèse, ce
qui n’affecte pas les âges radiométriques
(Durand et al., 1984). La calcite des dépôts les
plus récents (échantillon n° 44 : 1870 ± 100 ans
14C BP) résulte d’une précipitation par
concentration, directement à partir des eaux du
lac. L’âge mesuré est celui du dépôt. En
revanche, les autres mesures (échantillon n° 28 :
3985 ± 130 ans 14C BP ; n° 29 : 3810 ± 100 ans
14C BP) sont peut être très légèrement rajeunies
en raison de la présence de carbonates
postérieurs au dépôt (rhizolithes).
Les conclusions du présent travail
confirment donc par des arguments directs les
interprétations antérieures (Durand et al., 1984)
: milieu confiné (silicates de sodium), favorable
au développement d’écosystèmes bactériens
(abondance des bio-agrégats) et à la
méthanogénèse (figures sédimentaires liées à la
présence de gaz : fissures connectées,
déformations).
Modèle de fonctionnement du lac
interdunaire holocène
Trois dynamiques sédimentaires dominantes
ont été distinguées : (1) décantation de matériel
éolien, (2) silice biogénique et néoformations
argileuses, (3) précipitations physico-chimiques.
A chaque type de sédimentation correspond un
mode de fonctionnement du système
interdunaire : (1) bassin de décantation, (2)
réacteur biogéochimique et (3) réacteur physico-
chimique. La sédimentogénèse dépend
principalement du contexte climatique et des
sources d’alimentation (superficielle ou
phréatique). Un modèle théorique tripolaire peut
être proposé (Carmouze & Pedro, 1977). Ce
modèle théorique a permis de replacer les
paramètres sédimentologiques dans un contexte
climatique et hydrologique et d’en interpréter les
variations en terme de modifications des milieux
de dépôt (Fig. 6 ; Sebag et al., soumis).
Figure 6 : Dynamique sédimentaire des lacs interdunaires en milieu subaride : production sédimentaire et
contrôle hydro-climatique (d’après Carmouze & Pedro, 1977 ; Sebag et al., soumis).
Figure 6: Sedimentary dynamics of interdune lakes in subarid environment: sedimentary production and
hydroclimatic forcing (after Carmouze & Pedro, 1977 ; Sebag et al., submitted).
D. Sebag, A. Durand, Z. Garba, J. Lang & E. P. Verrecchia
420
Evolution paléoenvironnementale et
approche séquentielle
Les analyses sédimentologiques permettent de
proposer une évolution des conditions de dépôts
reflétant les changements du contexte
hydroclimatique local (Fig. 7 ; Sebag et al.,
soumis). Dans le cadre d’une démarche
séquentielle, les paramètres sédimentologiques
peuvent être interprétés à l’échelle de la coupe
(séquences lithologiques), à l’échelle des
échantillons prélevés sur le terrain (séquences
granulométriques) et à l’échelle des lamines des
dépôts argileux (séquences faciologiques).
Séquences d’ordre inférieur. A l’échelle de la
coupe NGI 1 (Fig. 7), les limites lithologiques
permettent de définir des séquences d’ordre
inférieur, qui reflètent des changements
climatiques à long terme.
On peut ainsi distinguer plusieurs séquences
lithologiques : (1) le substratum sableux de l’erg
kanémien (sédimentation éolienne, contexte
aride) ; (2) les diatomites argileuses inférieures,
qui reflètent la mise en eau de la dépression dont
le fonctionnement oscille entre celui d’un
réacteur biogéochimique et celui d’un bassin de
décantation (sédimentation mixte biogéo-
chimique et détritique) ; (3) les diatomites
argileuses intermédiaires, qui témoignent d’une
phase d’instabilité climatique responsable
d’exondations et de remises en eau successives,
(4) les diatomites carbonatées, qui sont liées à
une modification majeure du contexte climato-
hydrologique (sédimentation “ évaporitique ”,
alimentation phréatique) et enfin (5) les
remaniements éoliens sub-actuels mis en place
après l’assèchement définitif du lac holocène de
N’Guigmi.
A cette échelle, seules se manifestent les
tendances générales de l’évolution climatique.
Le remplissage étudié représente donc une
séquence lacustre complète (mise en eau,
stabilisation, exondation).
Séquences d’ordre intermédiaire. Les mesures
granulométriques permettent de définir des
séquences (Fig. 7) qui reflètent l’évolution de la
dynamique sédimentaire palustro-lacustre à
l’échelle des échantillons prélevés sur le terrain.
Ces séquences d’ordre intermédiaire
témoignent des changements hydro-climatiques
à moyen terme : (1) la première séquence
lacustre (échantillons n° 7 à 11) témoigne de la
mise en eau initiale du système ; (2) la séquence
suivante (échantillons n° 12 à 14) est marquée
par une augmentation des précipitations et du
ruissellement ; (3) la troisième séquence
correspond aux niveaux argilo-silto-sableux
(échantillons n° 15 à 22) du sommet de la
formation argileuse inférieure. Plusieurs indices
plaident en faveur d’épisodes de diminution de
la tranche d’eau suivis de remises en eau. Un tel
processus peut expliquer l’augmentation de la
fraction sableuse de ces niveaux. Par ailleurs, la
présence de carbonates, en faible quantité,
témoigne d’une légère concentration des eaux ;
(4) le niveau 23, riche en sables détritiques,
témoigne d’un assèchement du lac, suivi de la
remise en eau de la cuvette interdunaire. Ce
niveau riche marque donc la fin d’une séquence
de dépôt ainsi que le début de la suivante. Les
niveaux suivants (échantillons n° 24 à 27)
marquent une nouvelle évolution du lac vers une
sédimentation biogéochimique ; (5) la séquence
suivante (échantillons n°28 à 30) illustre la
même évolution dans un contexte climatique
plus aride comme en témoigne la présence de
carbonates. Cette calcite est principalement
d’origine biochimique (rhizolites, tests
carbonatés) et ne constitue donc pas un indice
d’épisodes évaporitiques. Cette production
biogène est simplement favorisée par une plus
grande concentration des eaux ; (6) les données
concernant les niveaux suivants ne sont pas
assez nombreuses pour en établir l’évolution
avec précision. Les changements relevés entre
les niveaux 38 et 39 semble refléter l’existence
de deux séquences distinctes (échantillons n° 33
à 38 et 39 à 46). L’interdune est alors en voie
d’assèchement ; seule se maintient une faible
tranche d’eau, le milieu pouvant parfois
connaître une émersion totale (fentes de
dessiccation).
La coupe NGI-10, dont les dépôts ont été
corrélés au sommet de la séquence NGI-1
(Durand et al., 1984), fournit des informations
complémentaires quant à l’évolution des
conditions régnant dans l’interdune (Fig. 4).
Replacées dans le cadre climatique régional, ces
observations (modes de gisement et séquences
de microstructures) ont apporté des précisions
quant à l’évolution holocène de la dynamique
sédimentaire (Sebag et al., 2001) : la présence
d’un lit induré marque le passage à des
saumures extrêmement concentrées, la
diminution du nombre de concrétions témoigne
d’une aridité croissante, les minéralisations et
les remontées capillaires marquent
l’assèchement définitif du milieu palustre.
Dynamique sédimentaire et diagenétique d’un lac interdunaire holocène
en milieu subaride (N’Guigmi, Lac Tchad, Niger)
421
Figure 7 : Principales échelles de reconstitution paléoenvironnementale du lac holocène de N’Guigmi.
Figure 7: Paleoenvironmental reconstitutions of Holocene N’Guigmi lake on various temporal scales.
Il est important de souligner que les résultats
quantitatifs obtenus traduisent une valeur
moyenne des paramètres, relative à toute
l’épaisseur des prélèvements. Pour les niveaux
argileux, par exemple, ces résultats dépendent
des caractères, de l’épaisseur et de la fréquence
de chaque type de lamine. Les séquences
granulométriques précédemment définies sont
donc constituées de l’empilement de séquences
d’ordre supérieur.
Séquences d’ordre supérieur. Les laminations
des sédiments argileux (Fig. 5) témoignent de
variations du contexte climatique et
hydrologique à très court terme (variations
séculaires ou décennales ?). Ces séquences
faciologiques sont les plus petites que l’on
puisse apprécier à l’aide des méthodes
classiques (pétrographie microscopique). A une
échelle encore plus petite, les alignements de
quartz au sein des lamines argileuses (Fig. 5)
constituent les indices de fluctuations
climatiques à plus court terme (variations
décennales ou épisodes pluvieux saisonniers ?).
CONCLUSION
Les analyses sédimentologiques nous ont
donc permis de définir les constituants des
dépôts d’un point de vue quantitatif et qualitatif
(nature, taille, forme, aspect, etc.) et d’en
discuter l’origine (allochtone/autochtone)
compte tenu d’une diagenèse précoce
importante. Trois dynamiques sédimentaires
dominantes ont ainsi été distinguées en relation
avec le contexte climatique (rapport
Précipitations/Evaporation) et l’origine de l’eau
(superficielle ou phréatique): (1) décantation de
matériel éolien, (2) silice biogénique et
néoformations argileuses, (3) précipitations
physico-chimiques. Un modèle théorique, défini
à partir des observations réalisées sur le lac
Tchad actuel (Carmouze & Pedro, 1977), permet
de comprendre le fonctionnement du
géosystème interdunaire de N’Guigmi en
relation avec l’évolution du rapport P/E. Il est
ainsi possible d’interpréter les variations en
terme de modifications des milieux de dépôt.
D. Sebag, A. Durand, Z. Garba, J. Lang & E. P. Verrecchia
422
Nous avons ainsi retracé l’évolution
complète du lac interdunaire de N’Guigmi (mise
en eau, stabilisation, assèchement). La mise en
eau n’a pas été datée mais cet épisode a été mis
en corrélation, sur la base d’une identité des
flores de diatomées, avec un épisode de la coupe
proche d’Arikou Kouri (Fig.1 ; Gasse, 1987 et
2002). Ce dernier étant immédiatement
postérieur à un paléosol daté de 6480 ± 725 ans
14C BP (Gasse, 1987), nous pouvons considérer
qu’à N’Guigmi l’enregistrement sédimentaire
est représentatif de l’évolution hydroclimatique
régionale au cours de l’Holocène moyen et
supérieur. Cette évolution se place après le
changement climatique majeur intervenu vers
7000 ans 14C BP, changement qui voit
l’apparition d’un régime pluviométrique
contrasté entraînant une modification du rapport
entre pluviosité et évaporation (Servant, 1983).
L’histoire du lac de N’Guigmi reflète donc en
grande partie celle de la détérioration du climat
sahélien à l’Holocène. A cette échelle, nos
conclusions rejoignent celles résultant de
l’analyse des diatomées (Gasse, 1987 et 2002).
A l’échelle des séquences d’ordre intermédiaire,
l’analyse sédimentologique permet de préciser
l’analyse paléoécologique. C’est le cas de
l’asséchement enregistré avec certitude par
l’échantillon 22 dans les diatomites argileuses
inférieures ou de la coupure très probable entre
les échantillons 38 et 39 dans les diatomites
carbonatées supérieures. Par contre, l’analyse
pétrographique des séquences d’ordre supérieur
(lamines) témoigne d’une variabilité du contexte
hydroclimatique à très court terme, ce que
l’analyse paléoécologique n’avait pas montré.
En effet, dans un tel contexte, l’échantillon
intègre un mélange de communautés ayant des
impératifs écologiques différents que cette
analyse ne peut pas toujours distinguer (Gasse,
1988 ; Gasse et al., 1987).
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  • Thesis
    Full-text available
    Le bassin de l’Oubangui est l’un des bassins fluviaux les moins aménagés du globe malgré ses potentialités hydrauliques remarquables. Seulement deux aménagements hydrauliques majeurs sont répertoriés sur cet immense bassin, il s’agit du barrage de Mobaye sur la rivière Oubangui et du complexe hydraulique de Boali sur la rivière Mbali. Ce n’est que très récemment qu’un mégaprojet d’aménagement hydraulique a été proposé en vue de mettre en valeur les ressources en eau de l’Oubangui, il s’agit du projet PTEIB (Projet de Transfert d’Eau Interbassin) qui consiste à ériger deux gigantesques barrages-réservoirs sur le bassin de l’Oubangui afin de transférer de l’eau vers le lac Tchad qui serait en phase de « récession » hydrologique. Nombreux sont les travaux scientifiques qui démontrent que l’établissement des barrages sur un cours d’eau ne s’effectue rarement sans dommages environnementaux. À ce titre, les dommages principaux sont d’ordres écologiques et sociétaux. Cependant, on ignore encore les impacts potentiels de cette mégastructure hydraulique sur notre bassin d’étude, car la dimension environnementale n’a pas vraiment été prise en compte dans les « études de faisabilités techniques » dudit projet. De même, on ignore encore les impacts potentiels des barrages fonctionnels (barrages de Mobaye et de Boali) sur le bassin de l’Oubangui. Ainsi, cette thèse aborde de manière inédite les barrages de l’Oubangui à travers leurs impacts négatifs sur la continuité hydrosédimentaire et écologique. La thèse aborde aussi bien les barrages fonctionnels que les barrages planifiés. Des analyses hydrostatistiques, sédimentologiques et géomatiques, couplées aux investigations de terrains, ont permis d’évaluer les effets hydro-écologiques des barrages fonctionnels sur l’Oubangui. Par ailleurs, une « extrapolation hydrologique » a été conduite en vue de prospecter les effets potentiels prévisibles des barrages projetés sur l’hydrosystème de l’Oubangui. Excepté le barrage « au fil de l’eau » à Mobaye, nos résultats soulignent l’influence significative de l’ensemble de ces ouvrages hydrauliques sur le « régime hydro-sédimentaire » de l’Oubangui. Mots-clés : Oubangui, demi-barrage, barrage-réservoir, continuum hydrosédimentaire, régime hydrologique, ajustement fluviaux.
  • Conference Paper
    Full-text available
    Des enregistrements sédimentaires de l’évolution du climat postérieure au dernier maximum glaciaire ont été étudiés en trois régions du Niger : la vallée de l’Azawagh et le massif de Termit localisés sur la limite actuelle Sahara-Sahel (environ 100mm.an-1), la partie méridionale du Manga à la limite sud actuelle du Sahel (environ 400mm.an-1). A l’Holocène inférieur, dans un contexte climatique humide (« Sahara Vert »), on observe néanmoins l’existence d’une dynamique sédimentaire éolienne considérée comme liée à l’aridité. L’enregistrement de cette dynamique sédimentaire éolienne est variable selon la latitude (gradient climatique) mais aussi selon les caractéristiques propres à chaque géosystème (topographie, morphologie, lithologie, hydrogéologie). La présence constante de poussières éoliennes, même pendant le maximum humide, implique la permanence de zones où le couvert végétal était, au moins saisonnièrement, insuffisant pour assurer la protection du substratum. Dans l’Azawagh, où les apports phréatiques sont les plus restreints, on observe à plusieurs reprises de l’érosion éolienne et la formation de dunes, phénomènes généralement attribués à une aridité marquée. L’observation récente de la mise en place de nouveaux ergs au Sahel méridional fournit un point de comparaison. La détérioration progressive du régime pluviométrique à partir des années 1960 a fragilisé la couverture végétale. Quelques années de crise sévère (1982-1984) suffisent alors pour amoindrir la couverture végétale au point de permettre au vent de remodeler le sable sous-jacent. La formation d’un erg est donc rapide et n’est pas assujettie obligatoirement à une désertification totale liée à l’installation et à la persistance de l’hyperaridité.