l’importance des gradients méridiens entre les isohyètes : une faible variation de la limite
septentrionale des plus faibles pluies peut donc avoir un impact direct sur la limite entre la
zone désertique et la zone semi-aride et sur le débit des grands fleuves traversant la zone
Sahélienne. Par exemple, le débit moyen annuel du Niger à Niamey est passé de 1060 m3/s
sur la période 1929-1968 à 690 m3/s sur la période 1969-1991. Au Bénin, les écoulements des
rivières ont pour leur part diminué de 40%. Il est aussi à noter que le déficit des débits sur les
grands bassins versants (Sénégal, Niger) a été deux fois plus important que les déficits
pluviométriques. Cela montre l’impact d’une variabilité négative du régime pluviométrique
(associé à la dynamique de la MAO) avec des conséquences non-linéaires sur la ressource en
eau. Toutefois, cet impact négatif n’est pas univoque. Par exemple, certaines nappes ont
accusé des baisses significatives de leur niveau moyen, alors que localement (cas de la région
de Niamey) on a observé une remontée à partir de la fin des années 70, bien que la période
sèche se soit prolongée jusqu’au milieu des années 90. Une explication possible de ce dernier
phénomène est la diminution de la couverture végétale et les conséquences qui en découlent
sur le ruissellement et le remplissage des mares qui alimentent ponctuellement les nappes.
Ceci illustre combien l’impact hydrologique de la variabilité climatique résulte d’une série de
processus en forte interaction les uns avec les autres et combien la zone sahélienne est
sensible aux aléas de la MAO. Tous les phénomènes évoqués jusqu’ici constituent de bonnes
raisons pour la mise en place d’un couplage entre atmosphère, végétation et hydrologie dans
cette zone.
Travaux antérieurs
La méthodologie de couplage sur le cas particulier de l’Afrique de l’Ouest a préalablement été
abordée dans un cadre climatique d’étude du cycle de l’eau à l’échelle régionale à travers le
projet COUMEHY (COUplage MEtéo Hydrologie, ACI GRID)
(http://www.lthe.hmg.inpg.fr/GRID/) et poursuivi au travers du projet HYCYWAC
(HYdrologic CYcle over West African Continent), projet applicatif au sein du programme
Européen DEISA (Distributed European Infrastructure for Scientific Applications,
http://www.deisa.org) qui utilise une grille européenne de supercalculateurs. Ces projets
reposent sur l’utilisation d’une architecture modulaire, extensible et interopérable qui permet
d’utiliser des codes patrimoines de disciplines scientifiques différentes. Ainsi, un modèle
atmosphérique régional est couplé avec plusieurs types de modèles de végétation et
d’hydrologie. Le développement de cette architecture a été rendu possible par l’utilisation de
la technologie CORBA (Common Object Request Broker Architecture) particulièrement bien
adaptée au déploiement des applications modulaires sur grille de calcul.
Projet de thèse
Le travail de thèse proposé se décompose en deux phases.
Dans un premier temps, on cherchera à améliorer les couplages entre les différents modèles
mis en jeu, en développant des méthodes adaptées à de tels problèmes. D’un point de vue
mathématique et numérique, les difficultés principales consistent d’une part à identifier de
bons opérateurs d’interface pour les modèles considérés, et d’autre part à tenir compte du fort
aspect multi-échelles et des raccords non-conformes de maillages à la fois en temps et en
espace. On pourra s’appuyer notamment pour cela sur les méthodes de Schwarz globales en
temps avec opérateurs absorbants, et les techniques « mortar » non conformes.