IMPACT D’EROSION ET DE LA SEDIMENTATION DANS LE MILIEU PHYSIQUE, BIOLOGIQUE ET SOCIO-ECONOMIQUE DU LITTORAL DE TOLIARA

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Pertinence du sujet

La pertinence de notre sujet se focalise sur trois points suivants:

Par rapport à la géologie

.Les dépôts sédimentaires sont les résultats de plusieurs processus (Bourcart, 1959): l’altération, l’érosion, le transport et enfin le dépôt.
Les particules détritiques ainsi formées sont issues de la dégradation de la roche préexistante. Cette transformation du début, jusqu’à la fin du processus, c’est ce qui intéresse la géologie. Notre étude touche presque le domaine de la pétrologie dont l’objectif est de savoir l’origine de grains et leur répartition dans la zone de dépôt. Ces deux aspects sont les conséquences de la modification du milieu naturel.
Mener des recherches sur la sédimentation dans la baie de Toliara, nous conduira à découvrir le degré du problème et à tirer la sonnette d’alarme aux dirigeants. De tels objectifs correspondent bien à notre domaine et nous permettront à conscientiser la population sur l’importance socio-économique du littoral i.e sur la bonne gestion et le développement durable.

Par rapport aux objectifs globaux :

Les menaces qui pèsent sur le milieu marin et côtier font l’une des préoccupations majeures de la communauté scientifique. Face à une telle menace initialise la mise en œuvre du grand programme de lutte contre la pollution qui a été signée et est disponible pour être appliquée.
Madagascar, en commun accord avec l’Agence Nationale de Gestion des Aires Protégées (ANGAP) nouvellement nommée « National Park de Madagascar » et le Wild World Fund (WWF), ont créé la charte sur l’environnement par la loi n°90-033 du 21/12/90, qui est modifiée par les lois n°97-012 du 06/06/97 et n° 2004-015 du 19/08/2004.
L’objectif est de protéger et de respecter l’environnement. Ainsi, la baie de Toliara renferme deux écosystèmes marins (les récifs) et côtiers (les mangroves) qui nécessitent des mesures de protection. Des conventions ont été ratifiées par Madagascar. Il s’agit de la Convention sur la Diversité Biologique ratifiée le 04 avril 1996, la Convention de Nairobi signée le 21 juin 1985 et ratifiée le 03 mars 1998 dont l’objectif est de conserver la biodiversité marine et côtière contre l’érosion côtière. Ainsi, la Convention de Ramsar ratifiée le 25 janvier 1999, a pour objectif la conservation des zones humides y compris le littoral et le milieu marin dont la profondeur ne dépasse pas 6 mètres.

Par rapport aux objectifs de l’Etat malagasy :

Les aménagements illicites sur le littoral de la baie de Toliara portent atteintes sur le milieu marin et côtier. Or, les mangroves et les récifs coralliens sont qualifiés des zones sensibles par l’arrêté n°4355/97 du 13 mai 1997 portant la définition de la zone sensible. Selon la loi portant la charte l’environnement malagasy, le décret relatif à la Mise En Compatibilité des Investissements avec l’Environnement (MECIE) nécessite à ce qu’un projet d’investissement privé ou public pourra porter atteinte à l’environnement, soit soumis à une Etude d’Impact environnemental (EIE), soit à un Programme d’Engagement Environnemental (PEE) (Ministère de l’Environnement et des Eaux et Forêts et Office National de l’Environnement ou ONE). Cette initiative correspond à nos objectifs et nous espérons évoquer les impacts de l’érosion et la sédimentation sur les différents milieux à étudier.

Présentation de la zone d’étude

Limitée au Nord par le Fleuve Fiherenana et au Sud par l’Onilahy, la baie de Toliara se situe au même degré latitudinal (23°) du Capricorne, au Sud-ouest de Madagascar. Et elle est limitée à l’Est par le Plateau calcaire de l’Eocène et à l’Ouest par le Canal de Mozambique.
Sur le plan administratif, notre zone d’étude se trouve dans trois communes dont la commune urbaine de Toliara, district de Toliara I et les deux communes rurales de Belalanda et de Saint-Augustin (Sarodrano), district de Toliara II de la région Atsimo Andrefana.
Nos sites d’étude se localisent sur le littoral entre Ambotsibotsika et Sarodrano (Fig. 1)

Géologie de la zone d’étude

La zone d’étude fait partie de la plateforme continentale de la Baie de Toliara, Sudouest de Madagascar. La série sédimentaire affleurante de notre zone d’étude va de la plaine littorale du Quaternaire de Toliara couverte des dunes à l’ouest au plateau calcaire éocène de Toliara. Cette zone est à l’origine de la plaine alluvio-littorale sédimentaire de Toliara correspondant à la partie affaissée du Plateau calcaire dont la plate forme continentale a presque le même niveau que la mer. La flèche dunaire renferme des particules alluvionnaires provenant des fleuves (Ratsitohaina, 2007). Ces alluvions sont constituées d’argiles souvent sableuses, de limons riches en matières organiques avec intercalations de sable rouge et blanc (Charles, 1961, Ottmann, 1965) (Fig. 2).
Cette formation de la Baie de Toliara correspond essentiellement à l’époque holocène. Elle est formée par des grès littoraux sub-actuels. Les affleurements les plus étendus s’observent à Ifaty, au Belaza et à Sarodrano. La figure 2 nous montre du sommet à la base les différentes formations existantes (Blanc et al., 1966) : 1- Dune actuelle à plusieurs débris coquilliers, 2- Grès dunaire à fragments de calcaires, 3- Ensemble de Beachrock, et 4 – Grès très isométrique et des quartz nu. L’observation des « pâtés » construits d’arrière récif qui s’édifient actuellement sur le grès (4) signifie que l’implantation du récif serait donc récente et peut-être préparée par le platier d’abrasion de ce grès (Blanc et al., 1966).
Mais le long des côtes rocheuses entre La Grotte de Sarodrano et le centre de Belaza, on observe la dominance de calcaires de l’éocène du plateau, les calcaires gréseux associés aux calcrêtes et les beach-rocks bien développés.

Contexte géographique des sites

La zone d’étude se trouve en contact direct avec les courants du Canal de Mozambique (mouvement des eaux de mer) et les influences aériennes (vent Tsiokatimo, cyclones …) du secteur Sud, Sud-ouest malgache. Ces deux facteurs sont les principaux paramètres du déplacement de sable du côté maritime. Nos trois sites délimitent la baie de Toliara sur le bassin sédimentaire de Morondava. Du Nord vers le Sud, leurs coordonnées respectives sont (Fig. 1) :
– Site 1 d’Ambotsibotsika, latitude S23°13’ et longitude E43°37’,
– Site 2 de la Batterie, latitude S23°21’et longitude E43° 38’ et
– Site 3 de Sarodrano, latitude S 23°30’ et longitude E43°44’.
La baie de Toliara est bordée par des terres basses au nord d’Ankilibe tandis que par des falaises au sud jusqu’à la partie est de Sarodrano (Fig. 2). Donc, elle montre une variété indeniable de formes et milieux du nord au sud, allant de la plaine à des falaises élevées.

Plaine côtière

Les plaines sont toujours très basses et ont partout des pentes très faibles. A l’approche du rivage, leurs altitudes descendent jusqu’à 1 ou 2 m et parfois quelques décimètres seulement. Elles ont également une genèse très récente, puisque constituées en grande partie par des alluvions. Celles-ci montrent le maximum de leur épaisseur dans l’axe des vallées. Dans la marge littorale, notamment autour de l’embouchure de Fiherenana, l’accumulation prend une forme en éventail dont l’axe peut s’étendre sur plusieurs kilomètres (Fig. 2)

Zone littorale

Le littoral de Toliara occupe la partie occidentale de la plateforme qui est marquée également par l’individualisation des trois unités morphologiques représentées par les récifs (Grand récif de Toliara et récifs frangeants), les ensembles de chenaux (fosses ou passes) et le proche littoral (Fig. 3 ; Pichon, 1962). Ces éléments morphologiques se différencient par les caractères suivants :
– Le proche littoral de la côte entre Ankilibe et la ville de Toliara correspondant à une bande étroite dont la profondeur varie généralement de 1 à 3 m ;
– Le chenal de la Batterie dit la Passe Nord est orienté NW-SE et relativement profond ; la bathymétrie varie entre 10 et 18 m. Il est en communication avec le Grand Récif de Toliara et se prolonge vers le port de Toliara (Fig. 3).
– Le grand récif de Toliara de direction NW-SE à plusieurs vasques et criques correspondant à un vaste plateau sous-marin de 18 km de long en cours de destruction dont il représente la partie émergée en marée basse et où les profondeurs sont comprises entre 2 et 5 m. Les récifs frangeants se trouvent entre 1 et 8 km à l’ouest des lignes de côtes et des flèches dunaires de Sarodrano et d’Ambotsibotsika (Pichon, 1962).
La zone littorale de Toliara se distingue par une faible bathymétrie, une remarquable extension de sa plateforme continentale ainsi que par l’importance de ses hauts fonds (Ratsitohaina, 2007). En face de Toliara, l’isobathe -10 m se situe d’environ 1 km à 3 km de la ligne de rivage (Fig. 2).

Climat

La zone d’étude est comprise dans la région du Sud-ouest malgache qui a un climat subaride caractérisé par les paramètres suivants:

Conditions climatiques générales.

Le Sud-ouest malgache traversé par le Tropique du Capricorne connaît un climat subaride marqué par la sécheresse. La rareté et les irrégularités des pluies dans le temps et dans l’espace restent une des premières causes de cette aridité. Par conséquent, Toliara et ses environs connaissent les mêmes problèmes climatiques.

Température

Toliara, par sa position géographique, fait partie des régions les plus chaudes de Madagascar. La température moyenne annuelle de la région de Toliara varie de 23° à 26° (Hoerner, 1982 Ratsitohaina, 2007). Mais, cette situation est renversée durant ces dernières décennies par les facteurs du changement climatique actuels.
L’évolution de la température à Toliara pendant les trente dernières années 1975-2004 (Fig. 3) ; qu’avec ce rythme, le secteur d’étude enregistrerait une élévation thermique de 1°C à la fin de la quatrième décennie (2005-2014) (Nourddine, 2007).

METHODES ET MATERIELS

Documentation

Nous avons commencé notre travail par une série de consultation au niveau des centres de documentation. Les bibliothèques ainsi fréquentées sont celles de la Faculté des Sciences, de la Biodiversité, de l’Institut Halieutique et des Sciences Marines (IHSM), de l’aumônerie catholique, de l’Alliance française, de Tsiebo Calvin ainsi que des sites web. Des ouvrages, des journaux, des mémoires ainsi que des articles ayant rapport avec notre sujet ont été consultés. Cette phase a pour but principal d’orienter nos idées et de répertorier les données à ordonner.
Cartographie
La photo-interprétation est désormais une méthode classique en environnement littoral sur l’étude des variations à long terme du cordon dunaire. Le fond de carte qui a été utilisé est une mosaïque composite issue d’images de Google Earth (voir référence complète sur la carte de localisation de la zone d’étude Fig. 1). Nous avons, dans un premier temps, effectué un calage de cette mosaïque en nous servant de nos points GPS et d’une carte de la région de Toliara au 1/500.000, fournie par l’Institut Géographique National de Madagascar ou Foine Taosarintanin’i Madagasikara (FTM). Nous avons ensuite utilisé ArcView 9.2., logiciel de Systèmes d’Informations géographiques (SIG), pour digitaliser la carte issue du calage et construire ainsi les couches qui nous intéressaient.
Bref, plusieurs travaux de traitement et d’interprétation des images satellitales du Google Earth ont été effectués pour cartographier les différentes caractéristiques de ces trois zones d’étude i.e. tracer les directions des courants et les lignes de traits de côtes.

Descente sur terrain

La descente sur terrain consiste à faire d’abord une connaissance avec le milieu d’étude. Il est suivi d’une série d’observation de chaque site, des prélèvements d’échantillons et enfin des implantations des repères et mesures.
Notre objectif était d’observer et de vérifier les données reçues en les comparant aux différentes images satellitaires et les cartes de la zone d’étude, surtout celles les plus récentes. Car elles constituent de références de base nécessaires à nos recherches. A partir des observations effectuées sur les différents endroits et les nombreuses fréquentations du lieu, nous avons remarqué que l’évolution des dunes de sable et la croissance des flèches dans le littoral de la baie de Toliara sont très remarquables et de façon inattendue. Ce diagnostic est très important.

Matériels utilisés

Nous avons utilisé des matériels légers et faciles à transporter sur terrain. Les matériels disponibles (Fig. 10) pour notre travail sont :
-un GPS 12 pour prendre les coordonnées des points de mesure ;
-une boussole pour déterminer des directions lors de nos déplacements;
-des marqueurs pour marquer les informations des échantillons sur les sachets;
-des sachets plastiques pour mettre les échantillons ;
-un Calendrier marin pour voir la variation de niveau de la marée dans la journée;

Prélèvement des échantillons et des fractions sableuses sur terrain

Le prélèvement des échantillons a été fait par une simple méthode. Nous avons utilisé une pioche pour prélever l’échantillon. En effet l’échantillon c’est du sable ; le sable est une roche détritique meuble dont les grains sont en majorité compris entre 62µm et 2mm. L’échantillon peut avoir environ un poids de 400 à 500 g. Les échantillons des roches meubles sont stockés dans des sachets en plastique numérotés. Une étiquette indiquant la référence de l’échantillon est introduite dans le sac. Cette étiquette porte le nom de la station et du prélèvement ainsi que la date de l’échantillonnage (Fig. 11). Nous indiquons de plus le nom de l’endroit de la récolte et la date, ces échantillons sont conservés dans des tiroirs au laboratoire. Nous avons passé dans les sites une à une lors de la récolte. Cette méthode de récolte a été difficile lors de sa réalisation.

Travaux au laboratoire

Nos travaux au laboratoire sont concentrés sur l’étude minutieuse et les analyses de chaque échantillon. Pour cela, nous avons procédé à une succession de différentes méthodes d’étude et d’analyse des échantillons, par des appareils et substances chimiques suivis d’une préparation.
Les instruments de laboratoire et manipulations
Nous avons pu réaliser nos analyses au laboratoire grâce aux appareils de la figure (Fig. 12)
Paillasse
Frottis de sable
Tamis
Microscopes polarisants

Traitement d’un échantillon

Les échantillons sont étudiés et analysés séparément un à un dans chaque localité. Nous avons pris 500 g d’échantillon pour tous les différents traitements.

Séparation des silts, sels et fractions argileuses

Pour séparer les différents éléments, nous écrasons les argiles, les silts et les matériels organiques. Mais puisque l’eau oxygénée qui doit être utilisée n’était pas disponible, nous avons utilisé l’eau de robinet ou celle distillée. Nous laissons le sédiment trempé dans cette eau distillée (H2O) pendant 24h. Pour le lavage de chaque échantillon, nous utilisons un tamis de 63µm pour conserver les grains de sable et se débarrasser des sels, des silts et des argiles. Nous obtenons de sable pur. Les sédiments retenus doivent être séchés dans un récipient. Les instruments utilisés sont : une marmite et un réchaud électrique pour le séchage des sédiments. Puis, nous les avons pesés pour déterminer le poids des argiles, silts et sels. Les sédiments restants vont passer au test de l’acide chlorhydrique.

Le test des échantillons par la méthode de Barnes 1959

Le test d’échantillon par l’acide chlorhydrique (HCl) a été utilisé par Barnes (1959). Elle est utilisée pour déterminer la présence de calcaire (carbonate de calcium de formule chimique : CaCO3) (Boulvain, 2007). Le dosage du carbonate de calcium dans l’échantillon est basé sur l’attaque par l’acide chlorhydrique (HCl). Celui-ci agit sur l’échantillon par une apparition dans le bécher d’une masse d’effervescence.
L’acide chlorhydrique débarrasse de l’échantillon des débris de carbonate de calcium. Ensuite, nous lavons, séchons et pesons les sédiments restants de nouveau pour déterminer le poids de carbonate de calcium. Et nous passons aux observations microscopiques.

Etude microscopique des échantillons

L’étude microscopique s’effectuait dans notre laboratoire du Département des Sciences de la Terre (DST). Nous avons utilisé le microscope polarisant pour nos observations et prises de photo des échantillons (Ratsitohaina, 2007, Heritiana, 2009).
1) Préparation d’un échantillon pour une observation au microscope
La préparation se fait par la méthode de frottis (Fig.12). Cette méthode nous permet d’avoir une visualisation générale de la composition minéralogique des sédiments.
-la fraction de sédiment ou de sable préparé doit être étalée légèrement sur une lame de verre à l’aide d’une spatule, sans couvrir la préparation par une lamelle.
2) Observation microscopique
Ces observations au microscope polarisant Hertel & Reuss nous ont permis de discriminer nettement les différentes formes des grains sur le plan qualitatif et quantitatif. Pour bien voir les défauts des faces des grains et relief, nous avons utilisé deux grossissements en commençant d’abord par le faible grossissement (×0,65) vers le plus gros grossissement (×30).
3) Mode de comptage des minéraux
Le comptage se fait toujours à l’aide du microscope polarisant. Dans chaque échantillon, nous avons compté séparément jusqu’à 300 grains parmi lesquels nous avons identifié les grains de quartz, de zircon, d’amphibole, de staurotide, les minéraux opaques, etc.

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Table des matières

INTRODUCTION
Chapitre I -PRESENTATION DU SUJET ET DE LA ZONE D’ETUDE
I.1.Présentation du sujet
I.1.1 Contexte du sujet
I.1.2 Problématique
I.1.3 Pertinence du sujet
I.2. Présentation de la zone d’étude
I.2.1. Géologie de la zone d’étude
I.2.2. Contexte géographique des sites
I.3.Climat
I.3.1. Conditions climatiques générales.
I.3.2. Température
I.3.3. Précipitations
I.3.4. Hydrographie
Chapitre II -METHODES ET MATERIELS
II.1. Documentation
II.2. Descente sur terrain
II.2.1. Matériels utilisés
II.2.2. Prélèvement des échantillons et des fractions sableuses sur terrain
II.3.Travaux au laboratoire
II.3.1.Traitement d’un échantillon
II.3.2.Séparation des silts, sels et fractions argileuses
II.3.4. Etude microscopique des échantillons
II.4. Traitement des échantillons et des données
II.4.1. Morphoscopie des échantillons
II.4.2. Etude granulométrique
II.5.Problèmes rencontrés sur terrain
Chapitre III. PLAGES ET MINERALOGIE
III.1. Plages
III. 2. Étude des flèches dunaires
III. 3. Étude minéralogique des plages
Chapitre IV –RESULTATS
IV.1.Flèche d’Ambotsibotsika
IV.1.1. Localisation des échantillons
IV.1.2. Analyse des figures sédimentaires
IV.1.3. Description géologique
IV.1.4. Analyse minéralogique des sables
IV.1.5. Analyse sédimentologique d’Ambotsibotsika
IV.2. Flèche de la Batterie.
IV.2.1. Localisation des échantillons
IV.2.2. Analyse des figures sédimentaires
IV.2.3. Description géologique de la Batterie
IV.2.4. Analyse minéralogique
IV.2.5. Analyse sédimentologique de la Batterie
IV.3.Flèche dunaire de Sarodrano
IV.3.1. Localisation des échantillons
IV.3.2. Analyse des figures sédimentaires
IV.3.3. Description géologique
IV.3.4. Analyse minéralogique
IV.3.5. Analyse sédimentologique de Sarodrano
Chapitre V-INTERPRETATION ET DISCUSSIONS
V.1. Origine de l’ensablement sur le littoral
V.1.1. Origine marine
V.1.2.Origine continentale
V.2.Origine du sable d’Ambotsibotsika et de la Batterie
V.3.Origine du sable de Sarodrano
V.3.1.Origine marine
V.3.2.Origine continentale
V.4.1. Eaux
V.4.2. Vents
V.5. Condition de répartition des sables (sédiments)
Chapitre VI –PROCESSUS D’EVOLUTION DES FLECHES DES SABLES DE AMBOTSIBOTSIKA, LA BATTERIE ET SARODRANO
VI.1. Flèche d’Ambotsibotsika
VI.2.La flèche de la Batterie
VI.3.Flèche de sable de Sarodrano
VI.4. Etude comparative des flèches de sables
VI.4. Modèle d’évolution d’une flèche dunaire
VI.5. Evolution temporelle de sédiments de la flèche de la Batterie
Chapitre.VII -IMPACT D’EROSION ET DE LA SEDIMENTATION DANS LE MILIEU PHYSIQUE, BIOLOGIQUE ET SOCIO-ECONOMIQUE DU LITTORAL DE TOLIARA
VII.1. Sur le milieu physique
VII.2. Sur le milieu biologique
VII.3. Sur le milieu socio-économique
VII.4. Lutte contre l’érosion
VII.5. Les mesures législatives et institutionnelles
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE

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