Programme AMMA au Mali

Chercheurs : Josiane SEGHIERI, François LAVENU, Frank TIMOUK, Moussa KAREMBE

• avec de multiples partenaires au Nord et dans les pays voisins d’Afrique de l’Ouest, et avec l’IER au Mali, le centre IRD participe aux activités du programme « Analyse multidisciplinaire de la mousson africaine » ; ces activités sont appelées à se développer sensiblement au cours des prochaines années sur le site du Gourma qui a été retenu parmi les sites d’étude du programme.

Site d'observation du Gourma malien (30 000 km², voir carte)
• composante en zone pastorale sahélienne de l'Observatoire de Recherche sur l'Environnement (ORE) AMMA-CATCH, labellisé par le Ministère Français de la Recherche, financé par l'IRD, le MRT, et l'INSU/CNRS.
• composante du réseau GLOBALSAV de suivi des savanes d’Afrique de l’Ouest, Zone Atelier de Recherche sur l’Environnement, financé par le Programme Environnement Vie et Sociétés (PEVS).
• composante des sites méso-échelle (site malien) de support des observations à long terme (LOP) sur les surfaces continentales du projet AMMA.
• comprend le super-site de Hombori et le site local intensif instrumenté d’Agoufou.

Partenaires

L’Institut d’Economie Rurale anime le comité AMMA-Mali qui regroupe les principaux intervenants maliens dans ce programme. Les partenaires identifiés en 2004 sont les suivants :

• Institut d’Economie Rurale du Mali (IER)
• Centre Régional de Recherche en Agronomie de Gao (IER/CRRA-Gao)
• Centre Régional de Recherche en Agronomie de Sotuba (IER/CRRA-Sotuba)
• Direction Nationale de la Météorologie du Mali (DNM)
• Direction Nationale de l’Hydraulique et de l’Energie du Mali (DNHE)
• Ecole Nationale d’Ingénieurs de Bamako (ENI)
• Faculté des Sciences et Techniques de Bamako (FAST)
• Institut Polytechnique Rural/Institut de Formation et de Recherche Appliquée de    Katibougou (IPR/IFRA-Katibougou)
• Secrétariat Technique Permanent/Cadre Institutionnel pour la Gestion des Questions    Environnementales (STP/CIGQE).

personnel

Centre IRD de Bamako : 1 chercheur IRD, 1 Ingénieur de Recherche IRD et 1 Ingénieur d’Etude IRD.

Contact:

Capitaines de site : Eric Mougin : mougin@cesbio.cnes.fr
                             Josiane Seghieri : Josiane.Seghieri@ird.fr

Responsable logistique : François Lavenu : Francois.Lavenu@ird.fr

Responsable Instrumentation : Franck Timouk : timouk@cesbio.cnes.fr

Activités Scientifiques prévues sur le site AMMA Mali

A. Pluviométrie (LOP, Responsable : F. Lavenu)
L’instrumentation comprend 8 pluviographes et un pluviomètre disposés depuis 2004 dans la fenêtre du Gourma et qui complètent les relevés réalisés par différents services nationaux (DNM, Services de l’agriculture,…). L’ensemble du dispositif a pour objectif de caractériser la variabilité spatiale et temporelle de la pluviosité au cours de la saison des pluies (1er mai – 31 octobre).

B. Micro-météorologie (EOP, Responsable : F. Timouk)
L’instrumentation comprend 2 stations météorologiques automatiques disposées sur le site local d’Agoufou (15.3°N, 1.5°W) et au nord au nord du village de Bamba (17.1°N, 1.3°W). Ces stations fournissent une mesure toutes les 15 mm d’une vingtaine de paramètres météorologiques et de l’humidité du sol à différentes profondeurs.

C. Humidité des sols (EOP, Responsable : P. de Rosnay)
Un réseau de 7 stations d’humidité des sols sera installé au cours de l’année 2005, dans un premier temps à l’intérieur du super-site de Hombori puis étendu selon un gradient Nord-Sud dans la fenêtre du Gourma. Une toposéquence dune-interdune sera aussi instrumenté sur le site local intensif d’Agoufou. Ces stations renseigneront sur l’évolution du contenu en eau du sol et les mesures de surface seront utilisées pour la validation des produits satellites ‘humidité du sol’.

D – Flux (EOP, Responsables : C. Lloyd, L. Kergoat, V. Le Dantec, E. Mougin, F. Timouk)
Le dispositif comprendra 4 stations de flux (eau et énergie) répartis dans le super-site d’Hombori à partir de 2005. Le site local intensif d’Agoufou accueillera les stations de mesure des flux de sève sur les ligneux qui fourniront une estimation de la transpiration foliaire. Des campagnes de mesures des flux à l’aide d’un ballon captif pendant la durée de l’EOP sont programmées au niveau du super-site d’Hombori et seront complétées par des mesures locales réalisées à l’aide d’enceintes portables.

D. Végétation (EOP/LOP, Responsables : V. Demarez, F. Lavenu, E. Mougin, J. Seghieri)
Le dispositif de suivi comprend une trentaine de sites de 1x1 km² distribués dans la fenêtre du Gourma dont le site local intensif d’Agoufou. L’objectif est de caractériser la variabilité spatiale et temporelle du développement de la végétation en relation avec la variabilité de la pluviosité et de valider les produits satellitaux. Le site local d’Agoufou accueillera à partir de 2005 un dispositif de suivi du PAR absorbé par la végétation afin de paramétrer les modèles de végétation.

E. Site AERONET (LOP, Responsable : F. Lavenu)
Le dispositif comprend un photomètre du réseau POTON/AERONET qui permet de suivre l’évolution de la quantité d’aérosols atmosphériques et la vapeur d’eau. Ce photomètre est installé sur le site local intensif d’Agoufou .

F. Site IDAF (LOP, Responsable : C. Galy-Lacaux)
Mesure de la composition chimique des pluies, des aérosols et de différents composés gazeux. La station IDAF est installée sur le site local intensif d’Agoufou.

Stratégie intégrée de modélisation et d'utilisation des données satellitaires

La stratégie retenue repose sur la mise en œuvre d’une méthode d'assimilation de données satellitaires à différentes résolutions dans des modèles de surface.

Nous utiliserons principalement le modèle de végétation STEP (développé au CESBIO) couplé au modèle d'échange sol-végétation-atmosphère SETHYS (développé au CETP). Le modèle STEP simule le développement saisonnier de la végétation. Le modèle d'échange simule les processus hydrologiques tel que la dynamique hydrologique et thermique du sol et les échanges d'eau et d'énergie avec l'atmosphère. Cette approche de modélisation couplée permet de prendre en compte les effets de la dynamique temporelle des propriétés biophysiques de la végétation sur les échanges. Cette dynamique est particulièrement marquée au Sahel, à la fois à l'échelle saisonnière et interannuelle. L'utilisation de données satellitaires multi-spectrales doit permettre de corriger simultanément l'évolution temporelle de plusieurs variables pronostiques du modèle couplé STEP-SETHYS et ainsi de pallier les déficiences de la modélisation, aussi bien du couvert végétal que de l'humidité du sol.
Les observations satellitaires regroupent les données acquises à haute résolution spatiale (SPOT, LANDSAT et ENVISAT/ASAR) et basse résolution (VEGETATION, MODIS, MSG), les diffusiomètres (QUICKSCAT, METOP) ainsi qu' AMSR (préparation SMOS).
D'un point de vue méthodologique, la stratégie d'assimilation est basée sur un algorithme multi-critères d'optimisation par stratégie d'évolution. A méso-échelle (~ 10 000 km²), la spatialisation est effectuée grâce à l'assimilation des données basse résolution. Une méthodologie de spatialisation originale, basée sur la projection des variables pronostiques du modèle couplé sur une base de fonctions empiriques adéquates, est développée. Cette meilleure caractérisation des conditions de surface permet de quantifier les ordres de grandeur de la variabilité spatiale des flux hydriques pour les années 2004-2007 (EOP). Les mesures recueillies par le réseau de stations de flux (4 au total sur le Gourma) ainsi que par le réseau de stations d’humidité du sol (9 au total) servent à valider localement les résultats de l’assimilation.(pour en savoir plus, cliquer ici «») ;

• avec l’IER au Mali (notamment M. Fadiala Dembele, coordinateur national du réseau ROSELT, et Moussa Karembé, coordonateur de l’Observatoire du Baoulé), et l’Unité de service « Désertification » de l’IRD, le centre IRD de Bamako soutient les activités du programme ROSELT/OSS (pour en savoir plus cliquer ici « ROSELT/OSS ») ;

• en relation avec les chercheurs de l’ADRAO actuellement implantés à Bamako, avec les chercheurs de l’IER et avec ceux de l’Université (laboratoire de biologie moléculaire de la Faculté des Sciences et techniques), et enfin avec ceux de l’URMR 5096 CNRS-Université de Perpignan et l'IRD intitulée « Génome et Développement des Plantes » (dirigée à Perpignan par Michel Delseny et Alain Ghesquière pour l'IRD) le centre IRD de Bamako devrait développer dans les années qui viennent des études portant notamment sur la génomique et la pathologie végétale du riz.