SO-BVET

Le Service d’Observation « Bassins Versants Expérimentaux Tropicaux » (SO BVET) est un service d’observation labellisé INSU et IRD qui vise à améliorer les connaissances sur le cycle de l’eau et les cycles biogéochimiques et à préciser la dynamique des processus d’altération et d’érosion en milieu tropical. Le projet a également pour but d’étudier l’impact des activités humaines sur le fonctionnement du milieu naturel. Ceci est réalisé par le couplage de méthodes hydrologiques, géophysiques, minéralogiques et géochimiques.

Responsables :

Stéphane AUDRY
Physicien-Adjoint CNAP, PhD
UMR 5563 – GET
14, avenue Edouard Belin – 31400 Toulouse
stephane.audry@get.omp.eu
https://www.get.obs-mip.fr/
Phone: +33 5 61 33 26 05
Fax : +33 5 61 33 25 60

Jean RIOTTE
Chargé de Recherche IRD, PhD
UMR 5563 – GET
14, avenue Edouard Belin – 31400 Toulouse
jean.riotte@get.omp.eu
https://www.get.obs-mip.fr/
Phone: +33 5 61 33 26 05
Fax : +33 5 61 33 25 60

Service d’Observation BVET “Bassins Versants Expérimentaux Tropicaux”

Le SO-BVET est financé par le Ministère de l’Enseignement Supérieur, de la recherche et de l’innovation, l’ Institut National des Sciences de l’Univers, l’ Institut de Recherche pour le Développement et l’ Observatoire Midi-Pyrénées.

Dans le cadre de ce projet, plusieurs écosystèmes tropicaux au Cameroun et en Inde font l’objet d’une approche intégrée à deux échelles spatiales complémentaires. La première, locale, concerne des bassins versants expérimentaux (BVE) de quelques kilomètres carrés de superficie. La seconde, régionale, porte sur des bassins dont les superficies sont de l’ordre de 104 km2. Les BVE fournissent les données nécessaires pour comprendre, quantifier et modéliser le fonctionnement des écosystèmes et leur dynamique à moyen et long terme. Les suivis sur les bassins versants de taille plus importante permettent d’appréhender les variations des signatures biogéochimiques des eaux et les transferts de matières en fonction des changements d’échelle.

Les chantiers, au Cameroun et en Inde, ont été choisis sur la base de caractéristiques identiques (contexte morpho-tectonique de marge passive, craton archéen granito-gneissique, température). Le premier chantier, ouvert en 1993, concerne l’écosystème forestier tropical humide du bassin du fleuve Nyong dans le Sud Cameroun, avec notamment le BVE du Mengong à Nsimi. Ce chantier a déjà fait l’objet de nombreuses publications et rapports. Le second chantier, ouvert en 2002, a pour cadre l’écosystème tropical à climat contrasté du bassin de la rivière Kabini dans le sud de la péninsule Indienne et les BVE de Mule Hole et Maddur.

Les approches intégrées sur bassins versants expérimentaux (BVE) couplant des études hydrologiques et biohydrogéochimiques fédèrent de nombreuses équipes multidisciplinaires dans le monde. Par exemple, le réseau international LTER (Long Term Ecological Research) regroupe sur ce theme les bassins US de Hubbard Brook, Panola, Loch Vale, Rio Icacos et Coweeta. Ces approches portent souvent sur des problématiques liées à l’érosion chimique des roches silicatées car celle-ci est le facteur dominant de contrôle du cycle du CO2 atmosphérique sur le long terme; il s’agit donc de suivre certains paramètres ayant un effet sur le climat global. Le nombre de BVE monolithologiques développés sur granite et granito-gneiss, étudiés en termes de flux entrées/sorties, est très important en zone tempérée, environ soixante. Il reste extrêmement faible en zone intertropicale. Le BVE de Nsimi est, à notre connaissance, le seul BVE suivi depuis plus d’une décennie avec le BVE du Rio Icacos à Puerto Rico intégré à l’observatoire naturel de la Luquillo Experimental Forest (programme WEBB (Water, Energy and Biogeochemical Budgets).

Cette très faible densité de sites pour les milieux tropicaux -qui occupent près du tiers de la surface totale des continents- se révèle très insuffisante pour avancer dans la compréhension de l’altération dans ces milieux. La communauté scientifique a besoin de données sur des BVE caractéristiques des différents écosystèmes terrestres. Le SO-BVET s’inscrit dans les programmes internationaux suivant : IGCP n°459 ‘Carbon cycle and Hydrology’ ( UNESCO-IUGS), ILTER Networks (International Long Term Ecological Research) et EUROLAT (European Network on Lateritic Weathering and Global Environment).

Les actions d’observatoire visent à mesurer les flux hydrologiques et les flux de matières minérales et organiques, tant dissoutes que particulaires et à estimer le bilan de l’érosion chimique et mécanique à l’échelle locale sur les BVE et, à l’échelle régionale, sur les grands bassins fluviaux. Elles sont basées sur des chroniques climatiques, hydrologiques et hydrogéochimiques acquises sur des périodes pluriannuelles, voire décennales.

  • Paramètres climatiques : La pluie, avec l’acquisition événementielle des hauteurs d’eau, le rayonnement global, la température de l’air, l’humidité relative et la vitesse et la direction du vent font l’objet d’un suivi continu (stations météorologiques et pluviographes) ; ces paramètres climatiques permettent le calcul de l’ETP Penmann.
  • Paramètres hydrologiques : Les débits à l’exutoire des BVE et des bassins de taille plus importante sont mesurés en continu (limnigraphe automatique) . Les suivis hydrologiques concernent également les zones saturée et non saturée : en zone saturée, les hauteurs de nappe sont acquises en continu dans des piézomètres, en zone non saturée, le bilan hydrique est acquis de façon journalière sur des sites spécifiques à l’aide de mesures tensio-neutroniques .
  • Paramètres hydrochimiques : Les concentrations des espèces inorganiques dissoutes (cations et anions majeurs, silicium, alcalinité) et du carbone organique dissous (COD), ainsi que le concentration des matières en suspension (MES) et du carbone organique particulaire (COP), et d’autres paramètres tels que la température de l’eau, la conductivité et le pH. Pour les rivières et les eaux de nappe, les mesures sont bimensuelles à mensuelles; pour la pluie, chaque évènement est enregistré. Le suivi de la composante atmosphérique (pluies, gaz, aérosols) dans le bassin du Mengong (Nsimi) est réalisé par le Laboratoire d’Aérologie, Toulouse dans le cadre du réseau IDAF.

Le SO-BVET est un effort de collaboration entre :

les chercheurs français de l’IRD, du CNRS et de l’ UPS Toulouse, basés soit à Géosciences Environnement Toulouse (GET, UMR 5563), à Toulouse soit à la Cellule Franco-Indienne de Recherche en Sciences de l’Eau à Bangalore (Inde) ;

les chercheurs camerounais de l’IRGM-CRH(5) et des Universités de Yaoundé I et de Dschang ;

les chercheurs indiens de l’Indian Institute of Sciences de Bangalore.