Modélisation des interactions eaux de surface-eaux souterraines et impacts sur les risques d’inondation dans la partie amont du bassin versant de la Mefou (sud-Cameroun)

Abstract

La variabilité et/ou le changement climatiques associés aux activités anthropiques sont à l’origine des risques hydro climatologiques observés actuellement dans les grandes métropoles du monde. C’est dans ce contexte que la présente étude a été menée afin d’évaluer les processus hydrologiques et les facteurs environnementaux qui contrôlent les interactions eaux de surface-eaux souterraines et les risques d’inondation dans la partie amont du bassin versant de la Mefou (BVAM) à Nsimalen. L’approche méthodologique classique adoptée prend successivement en compte la recherche bibliographique, les travaux de terrain (installation et réhabilitation des stations hydro- climatiques ; acquisition des pluies, des débits, des images satellites, des caractéristiques hydrodynamiques et des zones inondées) et, de laboratoire (dépouillement et traitement de paramètres hydro-climatiques, cartographie des informations géospatiales et modélisation de risques d’inondation). Les résultats montrent que, les hauteurs de pluies journalières maximales varient entre 50 mm et 107 mm pour une moyenne interannuelle de 70 ± 13 mm durant la période comprise entre 1964 et 2020 (57 ans). Ces hauteurs varient différemment d’une année à l’autre avec une légère tendance à la baisse sans aucune rupture significative. Les modifications majeures sont observées au niveau de l’évolution du nombre de jours de pluies par an et la classe des hauteurs de pluies extrêmes (supérieures à 30 mm) qui présentent des tendances à la baisse avec des ruptures obtenues durant les années hydrologiques 1988-1989 et 1987-1988 respectivement. Durant la période comprise entre 1964 et 2019 (32 ans, sans prendre en compte les différentes lacunes enregistrées dans cette série), les débits journaliers de la Mefou à Nsimalen varient entre 1 m /s (2,35 l/s/km²) et, 29 m /s (68 3 3 l/s/km²). L’évolution des débits journaliers caractéristiques présente des tendances à la hausse suivie des ruptures significatives en 1976-1977, 1983-1984 et 2009-2010. Les débits annuels fluctuent entre 4,35 m /s et 13,64 m /s, soit un module interannuel de 7,56 m /s correspondant à un débit spécifique 3 3 3 de 17,80 l/s/km² et une lame d’eau écoulée de 564 mm/an (Ke = 36%). L’évolution des débits moyens mensuels, saisonniers et annuels présentent des tendances à la hausse avec des ruptures observées en 1976-1977 et 1983-1984. Pendant la période comprise entre 1988 et 2020 (32 ans), l’évolution de l’état de l’occupation du sol révèle une augmentation des zones bâties d’environ 678% et des zones agricoles et sols nus (308%). Les surfaces végétales primaire et secondaire ainsi que les zones marécageuses ont quant à elles diminué de -59,68%, -25,33% et -90,42% respectivement. L’analyse et la modélisation des interactions eaux de surface et eaux souterraines montrent : (i) une réaction très rapide des débits des cours d’eau de la zone d’étude face aux averses ; (ii) un fort taux de l’écoulement rapide de crues (ruissellement et écoulement hypodermique) et ; (iii) une faible infiltration. La carte de susceptibilité aux inondations dans la partie urbanisée du BVAM avec la ville de Yaoundé met en évidence cinq grandes classes que sont : la classe très élevée qui représente 19,5% de la superficie de la zone modélisée à laquelle s’ajoutent les classes élevée (22%), modérée (23%), faible (26%), et très faible (9,5%). Les principaux paramètres qui influencent considérablement la génération des inondations dans cette zone sont l’occupation du sol, le relief avec l’altitude et la géologie.