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La population de l’Afrique subsaharienne est actuellement d’environ 1 milliard d’habitants et devrait doubler d’ici à 2050 (), alors que le climat de la région devrait s’assécher pendant la même période.. De toute évidence, la demande en eau douce augmentera. La question de savoir si les eaux souterraines peuvent satisfaire cette demande est une question imminente. On sait peu de choses sur les taux de réapprovisionnement en eau des aquifères souterrains, dans cette région, et donc le taux de retrait durable. Cuthbert et al. identifier les processus impliqués et examiner les tendances à long terme de la reconstitution des aquifères en Afrique subsaharienne. Les auteurs concluent que les tendances climatiques futures en matière d'assèchement pourraient affecter les approvisionnements en eaux de surface mais ne pas les diminuer.
La reconstitution de l'aquifère se produit naturellement sous deux formes générales: les précipitations qui s'infiltrent à la surface du sol et atteignent la nappe phréatique (les plus courantes dans les régions humides) et les infiltrations de ruisseaux et autres masses d'eau de surface (les plus courantes dans les régions arides). Les taux de reconstitution des aquifères sont difficiles à déterminer pour diverses raisons, notamment un manque de données, une grande variabilité dans l'espacement et le calendrier de reconstitution, et une incertitude dans les méthodes d'estimation,.
Les niveaux des eaux souterraines surveillés au fil du temps fournissent une mesure du volume de stockage de l'aquifère et du taux de reconstitution – la hausse des niveaux des eaux souterraines implique généralement la reconstitution des aquifères. Malheureusement, on manque de données à long terme sur le niveau des eaux souterraines en Afrique subsaharienne. L’étude de Cuthbert et de ses collègues a été rendue possible par la compilation d’un ensemble de données pluriannuelles et rigoureusement examinées sur les niveaux d’eau de 14 puits situés dans des zones de la région relativement peu touchées par l’activité humaine. Cet ensemble de données unique a permis aux auteurs de tirer des conclusions qui n’avaient pas été possibles auparavant.
Les auteurs ont calculé le ratio de reconstitution annuelle par rapport aux précipitations sur les différents sites et ont ainsi identifié trois types de réponse de l'aquifère aux précipitations. Pour le premier type (Fig. 1a), la reconstitution a augmenté presque linéairement avec l'augmentation des précipitations annuelles – une tendance commune en Afrique australe. Neuf puits ont affiché ce modèle. Dans ce scénario, une quantité minimale (seuil) de précipitations doit tomber avant que le réapprovisionnement ne se produise. Les tendances climatiques au séchage pourraient entraîner une réduction des taux de réapprovisionnement dans les sites caractérisés par ce type de comportement.
Pour le deuxième type de réponse de l'aquifère (Fig. 1b), la reconstitution annuelle a été relativement constante d'une année à l'autre, quelle que soit la quantité de précipitations. Ce type de réponse est connu sous le nom de comportement autorégulateuret Cuthbert et al. observé dans deux puits en milieu humide. Les tendances climatiques au séchage sur ces sites ne modifieront probablement pas les taux de réapprovisionnement.
Le troisième type de réponse à l'aquifère (Fig. 1c) a montré une faible corrélation entre la reconstitution annuelle et les précipitations, et a été observé dans trois puits en milieux semi-hyper hyper arides. La reconstitution était épisodique, peut-être seulement une fois tous les deux ou trois ans, principalement à la suite d’intenses orages survenus même les années où les précipitations totales étaient faibles. Les effets du changement climatique sur les taux de réapprovisionnement pour ce type de réponse sont difficiles à prévoir. Bien que les précipitations annuelles totales devraient diminuer en réponse au réchauffement planétaire dans la plupart des régions d’Afrique subsaharienne, l’intensité des précipitations devrait augmenter.Il est donc concevable que les taux de reconstitution augmentent également pour les aquifères de ce type.
Ces résultats démontrent une limitation des évaluations à l'échelle régionale des effets du changement climatique sur les ressources en eaux souterraines, telles que celles publiées par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat.. La grande échelle spatiale des prévisions des modèles climatiques utilisées dans ces évaluations empêche de prendre en compte la variabilité et l'intensité des précipitations aux plus petites échelles contrôlant la reconstitution des aquifères dans certains environnements. Les conclusions de Cuthbert et ses collègues remettent ainsi en question les conclusions précédentes, telles que «le changement climatique devrait réduire considérablement les ressources en eaux de surface et en eaux souterraines renouvelables dans la plupart des régions subtropicales sèches»..
Les nouvelles découvertes soulignent également la nécessité d'améliorer les modèles de climat et d'hydrologie. Des modèles climatiques permettant de mieux prédire la variabilité et l'intensité des événements de précipitations à l'échelle locale, ainsi qu'à grande échelle, permettraient aux modèles hydrologiques de mieux représenter les processus de reconstitution. De plus, des modèles hydrologiques pouvant prendre en compte la variabilité locale de la géologie, des sols, de l'utilisation des sols et d'autres caractéristiques sont également nécessaires pour améliorer notre compréhension de l'endroit, du moment et du mode de reconstitution des ressources de l'aquifère.
Bien que les modèles climatiques et les modèles hydrologiques continueront d'être des outils essentiels pour évaluer les ressources en eau en Afrique subsaharienne, il est impossible de surestimer l'importance des mesures effectives des niveaux des eaux souterraines. À cet égard, la compilation par Cuthbert et ses collègues des données à long terme provenant de 14 puits est une contribution précieuse, mais la rareté de cet ensemble de données devient claire lorsque l’on considère la taille de la région (environ 23 millions de kilomètres carrés). Les niveaux d'eau souterraine mesurés sont essentiels pour estimer les quantités d'eau stockées dans les aquifères et les taux de remplissage de l'aquifère; pour identifier les tendances associées au changement climatique, à l'utilisation de l'eau ou aux sols; et pour vérifier les résultats de simulations informatiques de modèles hydrologiques. La surveillance des niveaux des eaux souterraines en Afrique subsaharienne doit donc être élargie pour améliorer la compréhension et la gestion des ressources en eaux souterraines aux niveaux communautaire, régional et national.
De meilleurs modèles et un réseau de surveillance des eaux souterraines élargi devraient améliorer les évaluations des ressources en eau en Afrique subsaharienne, mais le changement climatique n'est qu'un des nombreux facteurs à prendre en compte. Les activités humaines peuvent avoir de profonds effets sur la quantité et la qualité de l'eau souterraine et il est difficile de prédire comment elles se dérouleront à l'avenir. Par exemple, le stockage de l'eau souterraine pourrait augmenter en raison du changement d'affectation des terres, tel que le remplacement de la végétation indigène par des pâturages ou des cultures en ligne. Mais les activités agricoles, industrielles et minières, par exemple, pourraient nuire à la qualité des eaux souterraines et limiter ainsi l’utilisation des ressources en eaux souterraines. L’évaluation de la disponibilité future de telles ressources en Afrique subsaharienne reste une tâche difficile, mais l’étude de Cuthbert et de ses collaborateurs est un pas crucial dans la bonne direction.
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