Introduction

1Les bas-fonds représentent un grand potentiel pour l’intensification et la production durable du riz en Afrique de l’Ouest (Andriesse et al., 1994). Il est par ailleurs admis qu’une grande partie de la demande croissante de riz en Afrique de l’Ouest sera satisfaite par la production dans les bas-fonds, qui sont nombreux et relativement robustes en ce qui concerne l’intensification des cultures (Becker et Johnson, 2001) et l’adaptation au changement et à la variabilité climatiques (Sintondji et al., 2016). Cependant, les performances de la production de riz dans les bas-fonds restent toujours en deçà des attentes (Haefele et al., 2003), en raison de multiples contraintes (Giertz et al., 2012 ; Totin et al., 2012).

2De nombreux bas-fonds aménagés sont sous-utilisés ou ont été simplement abandonnés du fait de ces contraintes (Rodenburg, 2013). Ces échecs sont souvent liés à la défectuosité des infrastructures résultant d’une mauvaise conception et/ou implantation (Djagba et al., 2014). Depuis plus de deux décennies, les aménagements de bas-fonds en Afrique de l’Ouest procèdent quasi systématiquement d’une démarche participative, associant les communautés bénéficiaires à la conception et à la réalisation de l’ouvrage (Lidon et al., 1998). Le choix du type d’aménagement est basé sur son adéquation aussi bien avec les caractéristiques physiques du site qu’avec le contexte socioéconomique. La détermination de cette adéquation s’opère grâce à des indicateurs aux complexités de mesure variables.

3Les indicateurs simples, ceux qui sont mesurables sur le terrain, ne constituent guère de grands défis techniques per se. Les difficultés en ce qui concerne ces indicateurs porteront éventuellement sur leur intégration dans la conception de l’aménagement ; étant entendu qu’aménager un bas-fond suivant un type consiste à en adapter les standards aux conditions techniques et socioéconomiques du site (Lidon et al., 1998). Pour les indicateurs dits « complexes », leur détermination pose des défis aussi bien d’ordre technique que pratique, comme cela a été révélé par des observations réalisées sur des bas-fonds aménagés en DCN dans la région Sud-Ouest du Burkina Faso. Les aménagements en DCN s’imposant actuellement comme type de référence au niveau national et dans la région Sud-Ouest, il s’avère nécessaire, au vu des difficultés observées dans la mise en œuvre de ce type d’aménagement dans la région, de déceler les écueils liés à son exécution dans le contexte qui est celui du Burkina Faso. Le présent travail, après avoir rappelé les prérequis de l’aménagement de bas-fond en DCN, met en lumière les difficultés (physiques) de sa mise en œuvre dans un contexte de rareté de données en partant du cas de Bankandi, avant de dégager des perspectives à même de guider l’actuelle tendance en matière d’aménagement de bas-fonds.

Principe de l’aménagement en DCN

4La description des aménagements de bas-fond en DCN fournie par Oosterbaan et al. (1986) et Lidon et al. (1998) se prête bien à la région du Sud-Ouest du Burkina Faso. Ils définissent un aménagement en DCN comme étant composé de diguettes posées à travers la vallée, suivant les courbes de niveau. Les diguettes sont faites de terre compactée recouverte ou pas de géotextile protégé par des moellons. L’aménagement en DCN est assez répandu du fait des nombreux avantages qu’il offre (tabl. 1). Le drainage des eaux dans ce type d’aménagement demeure cependant une contrainte majeure, car d’une part il nécessite une coordination entre parcelles, et d’autre part il peut impliquer de disposer d’un ouvrage de déversement. L’essentiel des indicateurs physiques d’adéquation d’un bas-fond pour un aménagement en DCN est résumé dans le tableau 2.

Tableau 1. Potentiels avantages et inconvénients des aménagements en DCN (adapté de Oosterbaan et al., 1986).

Tableau 2. Indicateurs d’adéquation d’un bas-fond à l’aménagement en diguettes sur courbes de niveau (adapté de Lidon et al., 1998).

Défis de mise en œuvre des DCN

5Dans le cadre du projet Generia, une enquête a été menée sur une dizaine de bas-fonds (dont sept aménagés en DCN) dans l’objectif de déceler les problèmes vécus par les producteurs dans leur mise en valeur. Parmi ces bas-fonds aménagés en DCN, quatre enregistraient des problèmes d’engorgement. Les exploitants relient cet engorgement à un mauvais emplacement des pertuis. Cette enquête a également révélé que le problème d’engorgement a été souvent observé après des années de mise en valeur du bas-fond. À partir de cette perception des exploitants sur les bas-fonds aménagés en DCN, deux hypothèses à même d’expliquer ce problème récurrent ont été formulées : (1) un dysfonctionnement résultant d’un changement des conditions hydro-climatiques des bas-fonds ; et (2) des malfaçons dans le dimensionnement et l’implémentation des ouvrages. Ces hypothèses ont ainsi été testées sur le bas-fond de Bankandi.

Le bas-fond de Bankandi

6Le bas-fond de Bankandi est situé dans la province du Ioba, au sud-ouest du Burkina Faso (fig. 1). Il couvre environ 25 ha et a été aménagé en 2006 afin d’intensifier la production de riz. Il est aménagé en DCN munis de pertuis de vidange (fig. 1 d). Les diguettes sont faites de terre compactée, recouverte de géotextile et protégée par des moellons. Chaque diguette est équipée de 2 à 3 pertuis de drainage. Le bassin versant du bas-fond est d’environ 23 km² avec une pente moyenne de 6 %. La température moyenne annuelle est de 28,6 ^°C et les précipitations annuelles moyennes sont de 899 mm (1990-2015). Les types de sols rencontrés au sein du bas-fond appartiennent aux catégories Haplic gleysols (82 %) et Haplic Plinthosol (18 %) (Hounkpatin, 2017).

Méthodologie

Analyse des conditions hydroclimatiques et de leur évolution dans le temps

7L’évolution des conditions hydroclimatiques peut introduire de la non-stationnarité dans le régime hydrologique d’un bas-fond et de sa zone de drainage (Xiong et al., 2018). Ce changement peut entraîner une augmentation des afflux d’eau dans le bas-fond, engendrant un problème d’inondation ou d’engorgement jadis inexistant. Afin de relier ou de dissocier le problème d’engorgement du bas-fond à un changement de conditions hydroclimatiques (précipitations et débit), le modèle hydrologique conceptuel HBV (Seibert et Vis, 2012) a été calé et les débits historiques du bas-fond générés pour l’analyse des conditions hydrologiques. Des tests, notamment celui de Pettit et Buishand (Boyer, 2002) pour la détection de ruptures de série et celui de Mann-Kendall (Salmi et al., 2002) pour l’estimation des tendances, ont été utilisés pour cette analyse des conditions hydroclimatiques historiques de la zone d’étude.

Diagnostic de la conception et de l’implantation des ouvrages de l’aménagement

8Un modèle numérique de terrain (MNT) dérivé de levés topographiques a été utilisé comme référence en vue d’évaluer la précision de l’emplacement des pertuis de vidange et des diguettes en courbe de niveau tels qu’implantés dans le bas-fond de Bankandi. L’étude topographique a été réalisée avec un GPS-Différentiel (Promak D-GPS) et l’outils « hydrologie » (ArcGIS) a été utilisé pour générer le réseau hydrographique (chemins d’écoulement) du bas-fond. Les intersections entre courbes de niveau et chemins d’écoulement permettent de générer les emplacements des pertuis assurant un drainage optimal. Ces pertuis ainsi générés ont été comparés avec ceux actuellement implémentés afin d’analyser la précision de leur emplacement ainsi que leur nombre.

Résultats

Les conditions hydroclimatiques du bas-fond de bankandi et leur évolution dans le temps

9Le modèle hydrologique s’est vite révélé capable de reproduire les débits observés à l’aval du bas-fond (les coefficients NSE, KGE et R² étaient tous supérieurs à 0,7 aussi bien en phase de calibration que de validation, fig. 2). Le modèle validé a servi à générer les débits de la période 1970-2017 (fig. 3). Rappelons que le bas-fond fut aménagé en 2006 et que le problème d’engorgement serait survenu dans le courant de l’année 2008. L’observation des débits historiques ainsi générés montre une forte variabilité interannuelle. Aucun changement apparent n’est observable entre les débits avant et après l’année d’aménagement du bas-fond (2006). Cela est confirmé par le test de Pettit et Buishand qui n’a détecté aucune rupture dans les séries chronologiques de débit et de précipitations (= 0,05). Le test de Mann-Kendall a montré une tendance positive entre 1970 et 2017, mais cette tendance s’avère non significative (α = 0,05) aussi bien pour les débits que pour les précipitations. Précipitations et débits de la zone de drainage du bas-fond sont donc restés assez semblables avants et après son aménagement.

Conception et implantation des ouvrages de l’aménagement

10Les jonctions entre diguettes et chemins d’écoulement conduisent à générer 49 pertuis, contre 38 effectivement implantés. L’étude topographique a très vite révélé que les diguettes de l’aménagement de Bankandi ne sont pas rigoureusement implémentées sur des courbes de niveau (des différences d’élévation entre sections d’une même courbe de niveau sont notées). Par ailleurs, les pertuis de vidange ne sont pas situés sur les chemins d’écoulement, alors que le planage n’est pas apparent dans le bas-fond. De plus, des débits atteignant 7 m³/s sont souvent enregistrés à l’aval du bas-fond ; ce qui correspond à un débit de crue par mètre linéaire de largeur du bas-fond de 1 346 et 112 l/s respectivement pour la diguette la plus courte et la plus longue de l’aménagement. Soit plus de 4 fois l’indicateur de crue décennale pour un aménagement en DCN.

Défis rencontrés

11Plusieurs problèmes liés à la mise en œuvre des aménagements en DCN ont pu être observés. Ils ont tous essentiellement pour origine la volonté d’aménager vite et à moindre coût. Il en découle que les études hydrologiques « pré-aménagement » ne sont que très sommaires ou simplement pas réalisées. La résultante majeure est sans conteste l’incapacité à déterminer la crue décennale et le respect de l’indicateur d’adéquation lié à cette crue décennale. Ce problème vient surtout du fait que les bassins versants de petite taille ne sont en général pas jaugés, alors qu’ils représentent le type de bas-fonds qui se prête à l’aménagement en DCN. La non-prise en compte de cet indicateur entraîne, comme constaté sur le terrain, une forte érosion à l’aval aussi bien des diguettes que des ouvrages de déversement.

12L’autre défi lié à l’aménagement en DCN dans la région est la topographie complexe des bas-fonds. L’exploitation traditionnelle des bas-fonds dans la région se faisait par confection de buttes sur lesquelles étaient produits des céréales et des légumes. Le riz était cultivé dans les inter-buttes et des casiers. Les buttes occupent en général une part importante du bas-fond, d’où cette topographie complexe des bas-fonds constituée de parcelles en buttes, de parcelles non exploitées, de casiers et de bosquets ; cela rend les levés topographiques particulièrement complexes. De là résultent les malfaçons dans le tracé des courbes de niveau.

13Deux types de confection de diguettes en courbes de niveau sont actuellement observés dans la région : (1) les diguettes faites de terre compactée simple ; et (2) celles en terre compactée recouverte de géotextile et enrochée. La durée d’exploitation est réputée plus longue pour les secondes. Les contraintes de maintenance sont assez différentes pour ces deux types de diguette. Les diguettes en terre compactée simple nécessitent un entretien régulier tout au long de la saison de production. Les entretiens et réfections sont cependant réalisables et sont pris en charge par les exploitants des bas-fonds. Les diguettes en terre compactée recouverte de géotextile et enrochée ne nécessitent pratiquement pas d’entretien, ce qui explique le choix presque généralisé d’aller vers ce type de diguette. Le problème étant, en cas de besoin de réfection de sections endommagées d’une diguette de ce type, l’incapacité des exploitants à prendre en main une telle activité.

Conclusion et perspectives

14Le succès dans la conception et l’implantation d’un aménagement de bas-fond exige un respect strict des principes qui gouvernent chaque type d’aménagement. Il existe fort heureusement plusieurs outils de soutien éprouvés à l’aménagement des bas-fonds en DCN en Afrique de l’Ouest. Au regard des contraintes rencontrées sur l’échantillon de bas-fonds aménagés en DCN enquêté dans le cadre du projet Generia, le problème d’engorgement apparaît le plus récurrent. Malgré une forte variabilité interannuelle des conditions hydroclimatiques, il s’avère sur la base de l’étude du cas de Bankandi que cette variabilité ne saurait expliquer ce problème. Le cas de Bankandi révèle par contre, d’une part, des manquements dans le respect des indicateurs d’adéquation du site au type DCN et, d’autre part, des malfaçons dans l’implantation des diguettes. L’ensemble de ces manquements peut être évité par la conduite d’une étude hydrologique d’avant aménagement.

15Cependant, il existe des défis objectifs de mise en œuvre d’aménagements de bas-fond en DCN dans la région. Il s’agit notamment du non-jaugeage des bassins versants de petite taille, de la topographie complexe des bas-fonds et de la faible capacité de prise en charge de la maintenance des diguettes en terre compactée renforcée. Les deux derniers défis peuvent être respectivement surmontés par la réalisation d’un modèle numérique de terrain précis du bas-fond et par le renforcement de capacités des exploitants sur la maintenance des ouvrages. Pour le premier défi, les solutions qui peuvent être explorées incluent : (1) une fois les sites potentiels sélectionnés, d’observer une période de mesure de débit avant l’implantation de l’aménagement. Et sur la base de ces observations et au moyen d’approches diverses, d’estimer la crue décennale et de déterminer ainsi l’adéquation du site avec l’aménagement ; (2) en se basant sur le savoir et les observations des exploitants, de déterminer pour une section amont bien marquée du bas-fond les hauteurs d’eau maximales observées et ainsi estimer la crue décennale au moyen de formules empiriques. Cette approche, aux résultats a priori très approximatifs, est celle utilisée pour les aménagements des bas-fonds en casier-arroseurs-drains (CAD) dans la région. Le constat établi atteste d’un certain succès de cette approche pour les aménagements CAD.