Pr

1
Géographie physique des déserts du globe LEau
et la Vie Végétale et Animale
2

• Sommaire
• Les ressources en eau
• 1.1) Leau de surface endogène
• 1.2) Leau souterraine
• 1.3) Leau des fleuves traversant le désert
• 1.4) Autres ressources en eau dans le désert
• La vie animale et végétale
• 2.1) Les spécificités des conditions écologiques
• 2.2) Les stratégies dadaptation des végétaux
• 2.3) Les grands types de formations végétales
• 2.4) La vie animale dans les déserts

3
1) Les ressources en eau dans les déserts

• On a classé les déserts par rapport à leur indice
  daridité. Il nen demeure pas moins que leau
  est présente dans les déserts
• dans des points deau permanents, associés à
  lémergence dune nappe phréatique dans des creux
  topographiques (oasis)
• sous une forme souterraine, dans les formations
  géologiques aquifères
• dans lair atmosphérique (rosée, brouillards)
• dans des cours deau temporaires, aux crues
  spasmodiques et dévastatrices (oueds)
• dans des fleuves permanents qui traversent ou
  bordent les zones de désert (Nil, Niger,
  Colorado)
• dans les océans et les mers (eau salée
  nécessitant son dessalement préalable).

4
1.1) Leau de surface endogène

• Types de ressource en eau de surface
• Eaux stagnantes
• dans des mares rarement pérennes
• dans des grandes vallées fossiles
• dans les retenues naturelles des massifs
  montagneux (associées à des sources).
• Eaux de ruissellement
• écoulements intermittents (oueds)

5
Eaux de surface stagnantes
Tozeur, Tunisie
OASIS Point deau permanent, îlot de vie et de
culture dans le désert.
6
Eaux de surface stagnantes
7
Eaux de surface stagnantes

• Les eaux de surface enregistrent les variations
  pluviométriques inter-annuelles
• sur le cours terme

8
Eaux de surface stagnantes

• à léchelle historique

Comparaison des niveaux du lac Tchad (Maley 1981)
(altitudes absolues) et du lac Naivasha, Kenya
(profondeur du lac, adapté de Verschuren al.
2000) au cours du dernier millénaire, en années
calendaires AD. Pour la courbe du lac Tchad, les
chiffres 1 à 8 correspondent à la position des
échantillons palynologiques, les chiffres romains
I, II et III à des niveaux datés par le
radiocarbone (valeurs moyennes calibrées), les
lettres de a à i, à diverses données
historiquement datées.
9
Eaux de surface stagnantes

• à léchelle géologique.

10
Eaux de surface stagnantes
Désert de Mohave (USA), il y a 10.000 ans
Désert de Mohave (USA), Aujourdhui
11
Eaux courantes
Pendant la saison des pluies, en Août, le désert
nest pas complètement sec, de petits cours deau
traversant le désert de Gobi.
12
Eaux courantes
Australie (Cooper R.)
Australie (Cooper R.)
13
Eaux courantes
Le bon usage de leau par les populations, le
long du corridor fluvial, permet lirrigation et
le développement dune agriculture de
subsistance.
Vallée du Draa (Maroc)
Un des projets dirrigation (souvent abandonnés)
du désert de lAtacama.
Retour sommaire
14
1.2) Leau souterraine

• Eau dinféroflux, dans les formation
  superficielles où sécoule du ruissellement
  hypodermique. Des oasis témoignent de leur
  présence. Ils sont localisés dans les bajadas,
  dans le prolongement des vallées de montagne on
  les trouve aussi en couronne autour des massifs
  isolés (Hoggar)
• Eau des nappes profondes, souvent fossiles et
  exploitées traditionnellement (foggaras
  horizontales, puits artisanaux jusquà 100 m de
  profondeur ) ou par des forages modernes (USA,
  E.A.U., Koweit ).

15
Eaux souterraines dinféroflux
16
Eaux souterraines profondes
Principaux aquifères en Afrique septentrionale
17
Eaux souterraines profondes
Aquifères profonds dans des grès au Moyen-Orient
18
Eaux souterraines profondes
La Ménara (Marrakech)
Systèmes traditionnels dalimentation et de
stockage de leau en zone semi-désertique les
foggaras du piémont du Haut-Atlas central (Maroc).
19
Eaux souterraines profondes
Puits et systèmes traditionnels de remontée
deau, progressivement remplacés par des
moto-pompes.
20
Eaux souterraines profondes
Forages pour leau dans le sud de la Californie
(désert Mohave).
21
Eaux souterraines profondes
Irrigation par les systèmes modernes daspersion
aux USA et au moyen-Orient
22
Eaux souterraines profondes
Projet de dérivation des eaux du Colorado dans un
aquifère du désert de Mohave (Sud Californie)
Retour sommaire
23
Fleuves en zone désertique
Delta intérieur du Niger
1.3) Leau des fleuves traversant le désert

• Ces cours deau naissent dans des zones soumises
  à des climats tempérés (Colorado, Tigre et
  Euphrate) ou tropicaux humides (Nil, Niger,
  Sénégal) et suivent un cours qui leur fait
  traverser des zones désertiques ou
  semi-désertiques.
• Dans leur traversée, ils perdent une part
  importante de leur débit par évaporation (Ex.
  Niger).
• Ils permettent lirrigation selon des techniques
  traditionnelles (culture dinondation) ou moderne
  (réseau dirrigation gravitaire).
• Ils constituent une ressource en eau
  indispensable pour les pays situés en zone
  désertique (Sud Californie, Nil, Tigre et
  Euphrate)

24
Le Niger
Variations amont-aval du débit moyen du Niger
25
Le delta intérieur du NigerLa surface totale
couverte par le delta intérieure (réseau de bras,
daffluents, de marais et de lacs) peut atteindre
30.000 km2 pendant la saison de crue. La rivière
perd alors près des 2/3 de son écoulement entre
Ségou (km 900 / source) et Tombouctou (km 1500)
par stockage et évaporation (aggravée du fait que
le fleuve touche la limite sud du Sahara au
niveau de la boucle du Niger). En aval de ce
point, les affluents ne parviennent pas à
compenser les pertes subies dans le delta du
Niger. La perte annuelle par évaporation est
estimée en moyenne à 31 km3/an, mais varie
considérablement dune année à lautre (46 km3
pendant la période humide de 1969 et seulement
denviron 17 km3 en 1973).
Le Niger
Delta intérieur du Niger
26
Le Niger
Pont Kennedy à Niamey sur le fleuve Niger
Variations du débit du fleuve Niger à Niamey avec
larrivée de la saison des pluies
27
Le Colorado
Barrage Hoover
Le Colorado fournit de leau à 18 millions de
Californien du Sud
28
Le Colorado
Colorado R. (USA)
29
Le Colorado
Lac Powell
Impact hydrologique de la régulation par les
barrages sur le fleuve Colorado (USA)
30
Le Nil
Partie Sud du fleuve Nil
31
Le Nil
Lac Nasser
Barrage dAssouan
32
Lirrigation en milieu aride et son impact
Cette image montre la progression des zones
irriguées et soumises à la salinisation des sols
dans le désert du Thar, Radjasthan, Inde.
33
Lirrigation en milieu aride et son impact
Mécanismes de salinisation des sols en zone aride

• Salinisation naturelle des sols par
• Précipitations salées dans les zones côtières
  (6-8 kg/an.ha)
• Remontée deau de nappes salées près de la
  surface (lt 2 m)
• Remontée deau de nappe douce dissolvant du sel
  contenue dans la formation géologique
• Présence de sel en surface provenant dancienne
  mers intérieures asséchées depuis plusieurs
  millions dannées

En zone aride, la faiblesse des précipitations
annuelles interdit tout lessivage et évacuation
du sel
34
Lirrigation en milieu aride et son impact

• Salinisation artificielle des sols par
  lirrigation
• Arrosage par de leau dirrigation partiellement
  salée
• Irrigation intensive provoquant la recharge des
  nappes souterraines et lélévation des niveaux
  de la zone saturée jusquà atteindre la
  sub-surface, voire la surface

Problèmes apparaissant lorsque le volume deau
dirrigation excède celui de lévapotranspiration

• si la nappe est salée, les problèmes potentiels
  existent déjà
• si la nappe est deau douce, leau en sélevant
  dissout le sel contenu dans les roches et sale la
  nappe

Le sel est toxique pour les plantes Certaines
espèces sy sont adaptées et le tolèrent
(halophytes)
35
Pression sur la ressource  GAP project 
Barrage Ataturk
Retour sommaire
36
1.4) Autres ressources en eau dans les déserts
Pièges à brouillard sur la côte Nord chilienne
Retour sommaire
37
Dessalement de leau (mer ou nappes salées)

• Deux procédés majeurs de dessalement
• La distillation (60 des installations )
• Losmose inverse (40 des installations).

38

• Production du Moyen Orient supérieure à 100.000
  m3/jour.
• Coût dextraction en forte baisse (parfois lt
  1/m3)

Retour sommaire
39
Un autre moyen moins conventionnel la danse de
la pluie
Retour sommaire
40
2) La vie animale et végétale
2.1) Les spécificités des conditions écologiques

• Leau au niveau du sol
• Une plus faible Ha et Hr au sol quà 2 m de
  hauteur, point de mesure climatologique
• De fortes précipitations  occultes 
  (condensation de fin de nuit) qui perturbent le
  bilan hydrique
• jusquà 400 cm3/m2 deau de rosée récoltée par
  nuit en Egypte.
• De forte teneurs en sel, doù une adaptation
  relative de la vie à des conditions de salinité
  de leau disponible

41

• B) Dimportants contrastes thermiques au sol
• Surchauffe du sol non protégé par de la
  végétation

Température du sol en climat tempéré

• Fort gradient vertical de température au sein du
  sol
• sol beaucoup plus brûlant que lair
• forte décroissance thermique avec la profondeur
• gel du sol en hiver dans les déserts chauds (ex.
  20 cm D. Mohave), voire présence de permafrost
  fossile dans les déserts continentaux ou
  daltitude (Gobi, Tibet)

Températures du sol (Israël)
42

• C) Rôle des conditions édaphiques
• Roche mère (hamadas)
• Alluvions grossières (oued)
• Sable (erg)
• Sol humique (palmeraie)

• En résumé, les formes de vie des déserts doivent
  être capables de résister à
• la sécheresse de lair,
• la forte radiation solaire,
• une faible présence deau, souvent salée et à
  puiser en profondeur
• des sécheresses, parfois de plusieurs années,
• dénormes contrastes thermiques, tant dans le
  temps que dans lespace (gradient thermique
  vertical)
• contraintes liées au gel
• effets du vent et de linstabilité du substrat
  (ergs)
• ? le  cahier des charges  est aussi sévère
  quen milieu montagnard ou circumpolaire.

Retour sommaire
43
2.2) Les stratégies dadaptation des végétaux

• Rapidité du cycle vital (de la germination à la
  fructification) pour tenir compte de la faible
  durée de la période humide (les plantes vivaces
  (Géophytes et les Théraphytes) apparaissent et
  disparaissent en quelques jours).
• Réduction du nombre de feuilles et de la surface
  foliaire (pour diminuer lévapotranspiration) Ex.
  les épines et les poils des Cactées sont des
  feuilles
• Chute du feuillage pendant la période sèche
  (permet de limiter lévapotranspiration).
• Développement de lappareil racinaire (la
  biomasse est très majoritairement souterraine et
  de ce fait résiste mieux à la chaleur et la
  sécheresse).
• Accumulation de leau dans les tissus (réserves
  des plantes succulentes comme les Cactées, formes
  en coussinets, en raquette, en candélabre).

44
(No Transcript)
45
Les  vivaces 
46
 Les succulentes 
Retour sommaire
47
2.3) Les grands types de formations végétales

• Une très grande pauvreté en espèces
• Ex. Sahara, 1200 espèces de phanérogames
  (l'ensembles des plantes qui se reproduisent par
  l'intermédiaire de fleurs et de graines)
• Sahara central, 500 espèces tout au plus.
• Un fort endémisme (jusquà 20 dans le Sahara
  occidental ou dans les massifs montagneux)

• Deux grandes caractéristiques du tapis végétal
• sa discontinuité spatiale (taux de recouvrement
  fort variable)
• sa stratification (organisation verticale)
  généralement limitée à deux strates (herbacée et
  arbustive, en raison des contraintes hydriques).

A titre de comparaison, la biomasse de la prairie
tempérée est de 20 t/ha.an dont 50 de biomasse
aérienne
48
Stratification verticale et recouvrement selon le
type de formation végétale
Source Demangeot Bernus (2001, modifié)
49
Paysages sans végétation
50
Végétation diffuse an Niger
51
Jordanie
Maigre steppe à graminées
52
Steppe à fort taux de recouvrement et cactées
(Mohave, USA)
53
Fourrés xérophiles dans le désert dArizona
54
Caatinga (NE Brésil)
55
Chaparral, sorte de brousse arbustive plus ou
moins ouverte et une strate herbacée potentielle
souvent desséchée par linsuffisance dhumidité
(USA)
Retour sommaire
56
2.4) La vie animale dans les déserts

• Ladaptation des animaux au milieu est toujours
  moins apparente que pour la végétation en raison
  de leur aptitude à se déplacer.
• Types dadaptation
• morphologique
• physiologique
• éthologique (mode de vie).
• Adaptations morphologiques peau nue ou pelage
  ras, couleur fauve ou sable, mélanisme (couleur
  noire des reptiles et insectes), mimétisme
  (couleur du milieu), adaptation des mammifères à
  la course et au saut (gerboise, rat-kangourou,
  kangourou) hypertrophie de la bulle tympanique
  (oreille moyenne) chez les rongeurs.
• Adaptations physiologiques métabolisme de leau
  (emmagasinage) (ex. le chameau 170 l permettant
  de se passer deau pendant une dizaine de jours)
  métabolisme des graisses chez lantilope Addax
  (permettant de fabriquer de leau (107g deau
  pour 100 g de graisse)) épaississement des
  déjections (acide urique cristallisé)
  déshydratation poussée (araignées capables de
  supporter plusieurs années de sécheresse absolue,
  puis de revivre) adaptation directe de
  lhumidité de lair par la peau (Moloch horridus
  dAustralie).

57

• Adaptations éthologiques
• vie dans le sous-sol, les anfractuosités de la
  roche, dans des terriers (microclimats générant
  des cohabitations entre espèces)
• activité nocturne (seuil léthal vers 50C)
• associations trophiques (insectes, oiseaux
  vivant sur des succulentes, serpentaire se
  nourrissant de serpents etc)
• hibernation dans les déserts très froides dAsie
  centrale
• migrations (gazelles du Sahara)

Scorpion
Lézard à collerette
58
Moloch dAustralie
Dromadaire
Chameau
59
Fennec, au pelage sable
Gerboise ayant la capacité à convertir des
graines sèches en eau (Vie nocturne)
Crotale californien
Crotale se déplaçant en reposant sur son menton
et une boucle de son corps pour éviter un trop
grand contact avec le sol surchauffé
60
Vipère à corne (Sahara)
Ces vipères vivent une grande partie de leur
temps enfouies dans le sable pour résister à la
très forte température du sol, ne laissant
apparaître que leurs yeux (surmontés de
 cornes  jouant le rôle de paupières) et leurs
narines.
Retour sommaire