Academic literature on the topic 'Changements climatiques – Sahel'

Abstract. Les changements climatique et environnemental ont entraîné l'augmentation exacerbée des coefficients d'écoulement dans certains hydrosystèmes du Sahel ouest africain. Ce «paradoxe hydrologique sahélien» a fait l'objet de plusieurs études, mais très peu d'entre elles ont abordé les contributions de chacun des changements climatique et environnemental. L'objectif de cette étude est de quantifier les contributions de chacun des facteurs (climat et environnement) au changement des écoulements dans la partie sahélienne du bassin du Nakanbé sur la période 1965–1994. Les tests statistiques de stationnarité ont permis de découper la période d'étude en sous-périodes de base et d'impact. La quantification des impacts a été effectuée à travers l'application des techniques d'élasticité et de décomposition aux modèles Budyko de Fu et de Choudhury. L'analyse des chroniques de données hydro-climatiques du bassin a confirmé le paradoxe hydrologique avec une rupture dans les écoulements en 1977 (test de Pettitt, p value = 0,021). Ainsi, la période 1978–1994 comparativement à 1965–1977 a été caractérisée par une diminution des précipitations de 8,2 %, une augmentation de l'évapotranspiration potentielle de 1,3 % et une augmentation des écoulements de 91,5 %. Il ressort de cette étude que les contributions à l'augmentation des écoulements de 91,5 % ont été de -29±2 % pour le changement climatique, +90±1 % pour la dégradation environnementale et +33 % pour les interactions couplées climat-environnement. Ces résultats montrent que l'impact de l'environnement est plus prépondérant et représente environ 3 fois celui du climat en intensité. L'adoption de meilleures pratiques de gestion de la dynamique environnementale pourrait donc permettre de réguler les changements dans les écoulements du bassin. Abstract. Climate and environmental changes have caused the increasing runoff coefficients of some sahelian catchments in West Africa. Many previous studies have focused on this “sahelian hydrological paradox”, but few have addressed the individual contribution of climate and the environment. This study aims to quantify the contributions of each factor (climate and environment) to the change of runoff in the sahelian part of the Nakanbé catchment over the period : 1965–1994. Based on time-series stationarity statistical tests, the study period was divided into baseline and impacted periods. The quantification of impacts was carried out by applying elasticity and decomposition techniques to the Budyko type models of Fu and Choudhury. Statistical analysis of the annual hydro-climatic data detected 1977 as the year of break in the runoff (Pettitt test, p value = 0.021) and confirmed the sahelian hydrological paradox. Thus, the period 1978–1994 compared to 1965–1977 was characterized by a decrease of 8.2 % in precipitation while increases of 1.3 % and 91.5 % have been observed respectively for potential evapotranspiration and annual runoff. The results indicated that the contributions to the runoff increase of 91.5 % were -29±2 % for climate change, +90±1 % for environmental degradation and +33 % for interactions. It appears that, environmental change is the main cause of the increase in the runoff coefficient in the sahelian catchment of Nakanbé and the intensity of its impact is approximately 3 times more than the one induced by climate change. Therefore, good management of environmental dynamics at the catchment scale could help to regulate runoff changes.

Agricultural intensification is a necessity to ensure food security in the Sahel countries. This study aimed at assessing the effects of technological packages of integrated soil fertility management on sorghum productivity. An experiment was set up in dispersed blocks design where each producer constituted a repetition. Fertilizers were applied using the microdose technique. The results showed that the best grain yields of sorghum are obtained with the technology combining stone bunds + zaï + NPK + urea with respectively 1428.70 kg / ha in 2018 and 1158.40 kg / ha in 2019. The grain yield gaps between the current farmers’ practice under stone bunds and ISFM packages varied from 5.66% to 44.45% in 2018 and from 25.15% to 53.80% in 2019. In the context of climate variability and climate change, these results show that water harvesting techniques such as stone bunds and the zaï, associated with microdose are viable and sustainable alternative for improving agricultural productivity. L’intensification agricole est une nécessité pour assurer la sécurité alimentaire dans les pays du sahel. Cette étude avait pour objectif d’évaluer les effets de paquets technologiques de gestion intégrée de la fertilité des sols sur la productivité du sorgho. Pour ce faire, un dispositif en blocs dispersés a été mis en place en milieu paysan où chaque producteur constituait une répétition. Les paquets technologiques se composent des formules de fumures et/ou des techniques de conservation des eaux et des sols (CES). Les engrais ont été apportés selon la technique de la microdose. Les résultats ont montré que les meilleurs rendements grains du sorgho ont été obtenus avec la technologie cordons pierreux + zaï + NPK + urée avec respectivement 1428,70 kg/ha en 2018 et 1158,40 kg/ha en 2019. Les gaps de rendement grains entre la pratique actuelle des producteurs sous cordons pierreux et les paquets technologiques ont varié de 5,66% à 44,45% en 2018 et de 25,15% à 53,80% en 2019. Dans le contexte de la variabilité et des changements climatiques, ces résultats montrent que la collecte et la valorisation de l’eau à la parcelle à travers les cordons pierreux et le zaï, associée à la microdose est une alternative viable et durable d’amélioration de la productivité agricole.

Le changement climatique constitue une menace majeure pour les populations de l’Afrique de l’Ouest, en général et du sahel, en particulier. Le Niger est, pleinement, concerné par cette situation qui se traduit par une grande variabilité pluviométrique et une forte récurrence de sècheresses depuis les années 1970s. Cette étude analyse l’impact du changement climatique sur les rendements du mil et du sorgho dans les Communes rurales de Balleyara, Dan Issa, Dogo, Harikanassou, Illéla, Magaria et Mokko, au Niger. Deux variétés de mil (HKP et SOMNO) et une de sorgho (Caudatum) ont été testées. Les données climatiques, utilisées sur la période de référence 1990-2020, proviennent de la Météorologie Nationale du Niger et de l’AGRHYMET Centre Climatique Régional pour l’Afrique de l’Ouest et le Sahel. Le modèle SARRA-H (V33) a été utilisé pour simuler les rendements des différentes variétés sur la période de référence et les périodes futures (2010-2039 et 2040-2069), sur la base des RCP4.5 et 8.5. Pour chaque Commune, les données des scénarios futurs de changement climatique ont été générées par 05 modèles globaux choisis parmi les 29 testés dans le cadre du projet AgMIP, en tenant compte de 05 conditions climatiques : Fraiche et Humide, Fraiche et Sèche, Moyenne, Chaude et Humide, Chaude et Sèche. Trois dates de semis (Dates précoce, moyenne et tardive), deux types de sols (sableux et sablo-argileux) et deux niveaux de fertilité du sol (Fertile et Non-Fertile) ont été considérés dans le modèle SARRA-H, pour chaque Commune. Les rendements simulés pour les variétés de mil et de sorgho sur la période 1990-2020 ont été plus élevés dans la Commune de Magaria et plus faibles dans celles de Balleyara et Illéla, en particulier pour un semis tardif fait sur un sol non-fertile. Les impacts des scénarios climatiques futurs se sont traduits par des baisses de rendements des variétés testées, allant de -5% à -70% selon les RCP, les horizons, les Communes, les types de sol et les dates de semis. La variété de mil photopériodique SOMNO a été la moins sensible aux scénarios climatiques testés et la variété de sorgho Caudatum la plus sensible. Ces résultats montrent que le choix des variétés et des dates de semis les plus adaptées aux conditions pédoclimatiques locales peut atténuer l’impact du changement climatique sur les rendements agricoles au Niger, notamment avec l’apport de fertilisants et le déploiement de mesures de réduction des impacts négatifs des déficits pluviométriques. Climate change is a major threat to the populations of West Africa in general, and the Sahel in particular. Niger is fully concerned by this situation, which has resulted in high rainfall variability and recurrent droughts since the 1970s. This study analyzes the impact of climate change on millet and sorghum yields in the rural Communes of Balleyara, Dan Issa, Dogo, Harikanassou, Illéla, Magaria and Mokko, Niger. Two millet varieties (HKP and SOMNO) and one sorghum variety (Caudatum) were tested. Climatic data for the reference period 1990-2020 were obtained from the Niger National Meteorology Service and the AGRHYMET Regional Climate Center for West Africa and the Sahel. The SARRA-H (V33) model was used to simulate yields of different varieties over the reference and future periods (2010-2039 and 2040-2069), based on RCP4.5 and 8.5. For each Commune, data for future climate change scenarios were generated by 05 global models chosen from the 29 tested as part of the AgMIP project, considering 05 climatic conditions: Cool and Humid, Cool and Dry, Medium, Hot and Humid, Hot and Dry. Three sowing dates (early, medium, and late), two soil types (sandy and sandy-clay) and two soil fertility levels (Fertile and Non-Fertile) were considered in the SARRA-H model, for each Commune. Simulated yields for millet and sorghum varieties over the period 1990-2020 were higher in the Commune of Magaria and lower in those of Balleyara and Illéla, particularly for late sowing on non-fertile soil. The impacts of future climate scenarios translated into yield reductions for the varieties tested, ranging from -5% to -70% depending on the RCP, horizons, Communes, soil types and sowing dates. The photoperiodic millet variety SOMNO was the least sensitive to the climatic scenarios tested, and the sorghum variety Caudatum the most sensitive. These results show that the choice of varieties and sowing dates best suited to local soil and climate conditions can mitigate the impact of climate change on agricultural yields in Niger, notably through the use of fertilizers and the deployment of measures to reduce the negative impacts of rainfall deficits.

Au Sahel, le changement climatique se caractérise manifestement par la récurrence des phénomènes extrêmes. Les séries de sécheresse des années 1970 à 1980 en constituent une illustration. Louga, notre zone d’étude, subit les contrecoups du changement climatique. Les précipitations sont marquées par une forte variabilité interannuelle et les températures sont en hausse. L’agriculture, la principale activité de la population, est affectée du fait qu’elle est quasiment pluviale. Dès lors, les récoltes sont compromises et les populations cherchent assurément des réponses pour survivre. Si certains paysans misent sur la modification des pratiques culturales, d’autres jugent judicieux de migrer vers d’autres lieux à la recherche de meilleures conditions d’existence. Ainsi, l’objectif de ce travail est d’analyser la relation entre l’évolution récente du climat à travers la pluviométrie et de la production agricole et de voir dans quelle mesure la migration constitue une stratégie d’adaptation paysanne face au changement climatique.

Au sahel, le déséquilibre entre les besoins des populations et la capacité de production des écosystèmes entrainent un amenuisement des ressources forestières consécutif à une baisse du niveau de vie des populations. Toutefois, la connaissance du niveau de résilience des communautés et des écosystèmes comme les aires protégées permettra d’atténuer les impacts. Cette étude vise à évaluer la phytodiversité des unités d’occupations de la forêt classée de Gorou Bassounga et à apprécier la perception paysanne du changement climatique. Une cartographie de la forêt a été réalisée avec des images sentinel suivis d’un inventaire floristique dans 59 relevés issus d’un échantillonnage stratifié aléatoire et des enquêtes auprès des groupes ethnolinguistiques. La carte d’occupation a fait ressortir six unités à savoir savane arbustive, forêt galerie, sol nu, champ-jachère, formation contractée et affleurement rocheux. Trois groupements végétaux ont été identifiés avec une flore constituée de 95 espèces et une diversité de Shannon élevée. Cependant, la qualité des parcours pastoraux est menacée par l’abondance de Hyptis suaveolens. Par ailleurs, les paysans perçoivent le changement climatique à travers la baisse des pluies, la perte de la biodiversité et l’exode des populations. Ces résultats sont des outils qui serviront pour une meilleure gestion de la forêt.

Despite their crucial importance, limited information exists about how livestock are affected by climate change in Nigeria. Changing climatic patterns are manifested through occurrences like abrupt temperature increase, dwindling rainfall pattern, rise in spells of drought and flood. These conditions exert different effects across the geographical landscape of the country, which can broadly be classed as Semiarid, Sahel and Derived Savannah, respectively as well as Forest and Montane. Livestock provide humans with the full complement of amino acids, which are the only known natural suppliers of Vitamin B12 and equally supply iron, calcium, iodine and zinc. In addition, livestock accounts for 40% of Agricultural Gross Domestic Product and significantly contributes to enhancing rural livelihood. Stress conditions are induced in livestock by harsh weather conditions that reduce the feed available to them as well as impede growth rate and reproduction efficiency and disease incidence which may eventually result in death. In the light of the livestock benefits to humanity, it is necessary to devise means of making their climate resilient. Some of the proven strategies include animal genetic improvement for stress tolerance, growing disease resistant, early maturing and drought tolerant crops, selecting for and rearing climate tolerant animal species and breeds. Malgré leur importance cruciale, il existe peu d'informations sur la manière dont le bétail est affecté par le changement climatique au Nigéria. Le changement des modèles climatiques se manifeste par des événements tels que l'augmentation brutale de la température, la diminution des précipitations, l'augmentation des périodes de sécheresse et d'inondation. Ces conditions exercent des effets différents sur le paysage géographique du pays, qui peuvent être globalement classés comme semi-aride, sahélien et savane dérivée, respectivement, ainsi que forêt et montagne. Le bétail fournit aux humains le complément complet d'acides aminés, qui sont les seuls fournisseurs naturels connus de vitamine B12 et fournissent également du fer, du calcium, de l'iode et du zinc. En outre, l'élevage représente 40% du produit intérieur brut agricole et contribue de manière significative à l'amélioration des moyens d'existence ruraux. Les conditions de stress sont induites chez le bétail par des conditions météorologiques difficiles qui réduisent les aliments disponibles pour eux et entravent le taux de croissance, l'efficacité de la reproduction et l'incidence des maladies qui peuvent éventuellement entraîner la mort. À la lumière des avantages de l'élevage pour l'humanité, il est nécessaire de concevoir des moyens de rendre leur résilient climatique. Certaines des stratégies éprouvées comprennent l'amélioration génétique animale pour la tolérance au stress, la culture de cultures résistantes aux maladies, à maturation précoce et à la sécheresse, la sélection et l'élevage d'espèces et de races animales tolérantes au climat.

Le barrage de la Verne a vu le jour en 1991 après avoir été approuvé lors d’un référendum organisé suite au drame de Malpasset, toujours présent dans la mémoire des habitants de la région. Pendant les deux ans qui ont précédé sa réalisation, le maître d’ouvrage (1) s’est engagé dans une démarche de concertation avec la population et le public scolaire. Le barrage de la Verne est devenu la principale source d’alimentation en eau potable des communes du golfe de Saint-Tropez au sein d’un dispositif de diversification des ressources qui a permis de faire face aux sécheresses successives et permettra d’affronter les aléas liés au réchauffement climatique pendant les prochaines décennies. Il est aussi devenu le coeur du projet d’éducation et de coopération l’Eau Partagée qui a permis à près de 20 000 élèves de découvrir les réalités vivantes du bassin versant des Maures, depuis les sources jusqu’à la mer, et de participer aux échanges de coopération avec les villageois du Sahel Burkinabé. Un partage de l’eau et des savoirs au service d’une véritable éducation au changement climatique. (1) Syndicat Intercommunal de Distribution d’Eau de la Corniche des Maures.

La désertification du Sahel au Burkina Faso est la conséquence du changement climatique et de la déforestation. Le bois est la seule source d'énergie accessible à une population en fort accroissement. La disparition des arbres laisse sans protection la végétation sensible à la sécheresse et la chaleur. La savane laisse place au sol nu parsemé de buissons. Sur ces sols durcis par huit mois de saison sèche, les épisodes pluvieux de mi-mai à mi-septembre génèrent d'importants ruissellements. Pour s'adapter à ces conditions, on valorise la pluie en la retenant sur le lieu où elle tombe. Les sites bocagers développés par l'ONG Terre-Verte associent pratiques locales, agronomie bioécologique et adaptation du sol. En périphérie de site, une haie mixte de grillage et de buissons adaptés à la longue saison sèche protège des animaux et retient l'eau. À l'intérieur, une centaine de parcelles de 0,8 ha comporte des arbres, une diguette plantée sur les côtés bas et un bassin d'infiltration. L'aspect général est celui d'un bocage. Le champ est travaillé en zaï : chaque plant est déposé dans un trou dont les déblais retiennent l'écoulement. Ce sol rugueux ralentit l'eau en l'infiltrant. On pratique la rotation céréales–légumineuses–jachère pâturée (en relation avec les pasteurs Peuls). La création d'un site de 100 ha coûte environ 80 000 € et il faut encadrer les paysans. La condition primordiale est le consensus de la population sur la maîtrise foncière et le choix des familles bénéficiaires. La production est deux à trois fois plus élevée qu'antérieurement, ce qui suscite des demandes de création par les populations voisines.

Les feux de brousse sont courants en Afrique de l’Ouest et au Sahel. Ils contribuent à modifier sans cesse le paysage. Cette étude a été réalisée en Afrique de l’Ouest et en Mauritanie. Elle visait l’élaboration de plaidoyer pour la gestion des feux de brousse. Il s’agit plus spécifiquement, de contribuer à l’amélioration des connaissances sur la distribution spatiale et temporelle des feux de brousse. Pour cela, les données de MODIS (Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer) allant de 2014 à 2020 ont été utilisées. La répartition des feux actifs durant la saison 2019/2020 a été analysée et comparée à la moyenne des 5 dernières années précédant la période d’étude. De façon générale, la saison des feux démarre entre octobre à novembre et se termine en avril, avec des pics qui se manifestent à partir de décembre. Il ressort que 70% des occurrences des feux apparaissent entre décembre et février ce qui a permis de classer les pays en 7 groupes. Cette étude a également montré que le taux de détection des feux dépend du type d’occupation de sol. Enfin, elle montre l’importance des informations produites pour une meilleure gestion des ressources naturelles disponibles dans un contexte de changement climatique. English title: Wildfires monitoring in West Africa and the Sahel, a decision support tool Wildfires are common in West Africa and the Sahel and contributes to shape the landscape. The study was carried out in West Africa and Mauritania. The main goal of this study is a plea for monitoring wildfires in West Africa. The specific goal was to improve knowledge on the spatial and temporal distribution of wildfires in West Africa. Data from (2014-2020) of Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) have been utilized and processed using descriptive statistics. Repartition of active fire detection during 2019/2020 has been studied and compared with the mean of the previous five years (2014-2018). In general, fire season begins from October to November and ends in April with peaks starting in December. Our study revealed that 70% of wildfires are observed from December to February and this helps to classify the countries of the study area into 7 groups. Moreover, it has been showed that fire detection rate depends on the type of soil occupation. Finally, his study shows that data from remote sensing can be used to provide information to help decision-making for monitoring the available natural resources under a climate change context.

Les vagues de chaleur sont encore peu documentées au Sahel, malgré un impact très fort sur les populations. L'objectif de cette thèse est d'apporter de nouvelles connaissances et une meilleure compréhension des processus et mécanismes mis en jeu dans les vagues de chaleur au Sahel au printemps. L'étude se structure autour de trois axes : (i) la détection des vagues de chaleur, (ii) la documentation de leurs caractéristiques morphologiques, dynamiques et thermodynamiques ainsi que leurs tendances climatiques et (iii) la compréhension des processus et mécanismes en jeu lors de ces événements. Dans un premier temps, une nouvelle méthodologie d’identification des vagues de chaleur, définies ici comme une forte augmentation de la température à des échelles synoptiques à intra-saisonnières, a été développée. Cette définition permet de détecter des vagues de chaleur « météorologiques », associées au temps sensible et qui constituent un véritable enjeu pour la prévision. La détection repose sur trois étapes : (i) un filtrage sélectionne les échelles souhaitées, ici synoptiques à intra-saisonnières ; (ii) les valeurs extrêmes des anomalies de températures ainsi calculées sont conservées, grâce à un seuil limite fixe égal au quantile Q90 ; et (iii) une contrainte morphologique est finalement appliquée pour identifier les événements de grande échelle cohérents dans le temps et l’espace. Par ailleurs, les températures maximales (Tmax) et minimales (Tmin) sont considérées séparément car leurs fluctuations résultent de processus distincts. Cette méthodologie a été appliquée à plusieurs types de jeux de données : un produit basé sur des observations locales (BEST), trois réanalyses météorologiques (ERA-Interim, NCEP2 et MERRA) et des simulations climatiques (CMIP5). Les vagues de chaleur détectées sont ensuite documentées en termes de caractéristiques morphologiques et thermodynamiques, et leurs tendances climatiques sont analysées. L’occurrence de ces événements se concentre particulièrement en début de printemps, et la tendance à la hausse de leurs températures s’explique principalement par le réchauffement moyen au Sahel. Les biais moyens de température dans les simulations, atteignant plus de 5°C dans certaines simulations climatiques, expliquent la plus grande partie des erreurs sur les températures des vagues de chaleur. Les événements détectés dépendent aussi de la méthodologie utilisée, c’est pourquoi nos résultats sont comparés avec ceux obtenus à partir d’autres méthodologies communément utilisées dans la littérature. Les processus et mécanismes mis en jeu lors des vagues de chaleur sont ensuite étudiés. Au printemps, les sols sont secs et le flux de chaleur latente très faible. Les vagues de chaleur détectées sur les Tmax sont anormalement sèches, celles en Tmin anormalement humides. Une dépression est présente lors des deux types d’événements et centrée sur la zone impactée. Les vagues de chaleur diurnes sont associées à un vent de nord-ouest alors que les vagues de chaleur nocturnes correspondent à un vent de sud-ouest, qui favorise l’advection d’humidité par le flux de mousson. La vapeur d’eau joue un rôle majeur sur les vagues de chaleur nocturnes, amplifiant l’effet de serre de l’atmosphère. Une première analyse indique que les vagues de chaleur détectées en Tmax ne sont pas associées à des couches limites plus profondes. Ces résultats soulignent qu’au Sahel, les vagues de chaleur sont associées à des mécanismes différents de ceux observés dans d’autres régions du monde, comme en Europe, où les vagues de chaleur font souvent intervenir des conditions anticycloniques et un assèchement des sols. La méthodologie a été finalement adaptée à la prévision des vagues de chaleur en temps réel et implémentée sur le site Internet http://acasis.sedoo.fr/. Ce travail a permis de suivre et prévoir en temps réel les vagues de chaleur impactant l’Afrique de l’ouest pendant les printemps 2016-2017.

L'avènement des changements climatiques a donné lieu à l'émergence d'une nouvelle problématique, soit celle des migrations environnementales. Longtemps méconnu, ce phénomène complexe pose des difficultés au niveau de la terminologie et du statut juridique, ce qui complique la mise en place de politiques d'adaptation. Face à cette situation, ce mémoire s'est donné comme objectif d'évaluer l'impact des stratégies d'adaptation aux migrations environnementales sur les régions d'accueil et leur population. Pour ce faire, un portrait de l'évolution des stratégies d'adaptation aux changements climatiques et aux migrations environnementales a d'abord été dressé. Par la suite, l'accent a été mis sur les cas des migrations environnementales en provenance du Bangladesh et celles provenant de la région du Sahel. Durement touchés par les changements climatiques, le Bangladesh et le Sahel ont assisté, impuissants, à la migration de milliers de leurs citoyens vers de nouveaux cieux. La politique de restriction des migrations mise en place par l'Inde en réponse aux migrations bangladaises et la stratégie d'accroissement des connaissances sur les migrations environnementales encouragée par les pays du Sahel ont donc été analysées pour en déterminer les impacts environnementaux et sociaux. Le recours à l'observation documentaire a été privilégié pour la réalisation de cette étude de type qualitatif. Au terme de l'analyse, il a été démontré que, quoique différentes, les stratégies d'adaptation mises en place respectivement par l'Inde et les pays du Sahel ont une portée limitée puisque l'urbanisation a connu une croissance importante et que les risques de conflits demeuraient prépondérants. De plus, en Inde comme au Sahel, la migration s'est accompagnée d'un afflux de main d'oeuvre peu qualifiée plutôt que qualifiée. Néanmoins, la politique restrictive indienne s'accompagnait davantage de répercussions négatives sur l'environnement, alors que la stratégie sahélienne a permis quant à elle le développement d'un réseau de connaissances favorisant la restauration environnementale dans les régions d'origine. Les résultats de cette étude ont toutefois rencontré certaines limites, notamment en termes de validité de la documentation et de terminologie.L'analyse conclut qu'en l'absence d'une définition claire du phénomène des migrations environnementales, toute étude portant sur le sujet risque de se buter à d'importantes difficultés. Ainsi, il est recommandé d'établir d'abord et avant tout un consensus sur la terminologie et la définition qui l'accompagne, de façon à permettre l'élaboration d'un statut juridique clair. De plus, il est suggéré de favoriser les migrations volontaires tout en réduisant les migrations forcées, ce qui permettrait d'optimiser les bénéfices entourant les migrations environnementales. Afin d'accroître la portée des stratégies d'adaptation aux migrations, le recours à une action concertée aux niveaux international, national et régional est finalement encouragé.

Les moussons se définissent par un renversement saisonnier des vents qui apporte plus de 80% des précipitations annuelles en Inde et au Sahel, qui en sont largement tributaires. Prévoir leur évolution sous l’effet de l’Homme, qu’on appelle la réponse anthropique, est donc d’une importance capitale d’autant plus que ces deux régions abriteront deux milliards d’habitants en 2100. Cependant, les prédictions de ces moussons que nous sommes capables de fournir sont accompagnées de fortes incertitudes portant sur l’amplitude et parfois sur le signe même de ces changements. En utilisant les simulations réalisées pour le 6ème rapport du Groupe Intergouvernemental sur l’évolution du Climat (GIEC), nous cherchons à comprendre l’origine de ces incertitudes dans les modèles de climat. La performance des modèles à reproduire l'évolution historique (1850-2014) est un facteur de confiance dans leur capacité à prévoir l'avenir. Cependant, ces évolutions historiques sont également marquées par des incertitudes. La première question à laquelle nous voulons répondre est donc: peut-on expliquer l’incertitude des modèles à simuler l’évolution des moussons indienne et sahélienne sur la période historique? Les erreurs que font les modèles par rapport aux observations sont appelées des biais et nous souhaitons tester l’hypothèse qu’ils sont susceptibles d’expliquer en partie les différentes réponses des moussons simulées par les modèles. Nous traitons d’abord le cas de l’Inde, et suivant cette hypothèse, nous montrons que les biais de température des modèles dans l’océan Pacifique équatorial modulent la façon dont ils simulent la réponse historique de la mousson indienne. En effet, nous montrons qu’en modulant la réponse historique de l’océan Pacifique, les biais dans ce dernier affectent la mousson indienne via des mécanismes similaires à ceux qui lient l’ENSO (El Niño – Southern Oscillation) et la mousson en variabilité interannuelle. Nous reproduisons ensuite la même étude pour la mousson sahélienne, où nous montrons que des biais de température dans tous les Tropiques sont fortement liés à la façon dont les modèles simulent son évolution historique. Cependant, nous n'identifions pas le mécanisme physique précis liant ce biais à la mousson sahélienne, mais montrons que cette dernière est fortement dépendante de la façon dont les modèles simulent la réponse du gradient inter-hémisphérique de température, ce qui est physiquement cohérent avec le rôle connu de ce gradient comme modulateur de la position de la zone de convergence intertropicale (ITCZ). Dans la deuxième partie de nos investigations nous basculons dans les projections (2014-2100) basées sur un scénario pessimiste de fortes émissions et adressons la question suivante: quelles sont les sources d’incertitudes de la réponse forcée des moussons au sein des projections? Nous abordons cette fois le cas du Sahel en premier et lions la diversité des réponses à travers les modèles à deux facteurs: la réponse du gradient inter-hémisphérique de température et celle du Pacifique équatorial. Les mécanismes sous-jacents font intervenir une migration de l’ITCZ et une circulation de surface renforcée pour le premier, et une modulation de la circulation de Walker et des ondes tropicales pour le second. Via ces deux facteurs, nous expliquons 62% de l’incertitude des projections au Sahel. Nous traitons finalement le cas du futur de la mousson indienne, et montrons que les incertitudes de celle-ci sont fortement liées à la réponse en température des déserts allant du Sahara au Pakistan, qui influencent également la réponse de la mousson sahélienne. En effet, plus la réponse en température est forte, plus le Heat Low sur les déserts sera prononcé ce qui renforce la circulation en surface des moussons
The monsoons are defined by a seasonal reversal of winds that brings more than 80% of annual precipitation to India and the Sahel, which are largely dependent on them. Predicting their evolution under the influence of man - the so-called anthropogenic response - is therefore of the utmost importance, all the more so as these two regions will be home to two billion people by 2100. However, the monsoon projections we are currently able to provide are accompanied by major uncertainties concerning the amplitude and sometimes the very sign of these changes. Using recent simulations carried out for the 6th report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), we seek to understand the origin of these uncertainties in climate models. The performance of these models in reproducing historical trends (1850-2014) is a factor of confidence in their ability to predict the future. However, these historical trends are also marked by uncertainties. Consequently, the first question we want to answer is: can we explain the uncertainty of the models in simulating the evolution of the Indian and Sahelian monsoons over the historical period? Model errors in relation to an observed climatology calculated over a reference period of at least thirty years are called biases, and we wish to test the hypothesis that they may partly explain the different responses of the models. We first consider the case of India, and following this hypothesis, we show that the climatological temperature biases of models in the equatorial Pacific Ocean modulate the way they simulate the historical response of the Indian monsoon. Indeed, we show that by modulating the historical response of the Pacific Ocean, climatological biases in the latter affect the Indian monsoon via mechanisms similar to those linking ENSO (El Niño - Southern Oscillation) and monsoon interannual variability. We then reproduce the same study for the Sahelian monsoon, where we show that climatological temperature biases in all the Tropics are strongly linked to the way models simulate its historical evolution. We do not, however, identify the precise physical mechanism linking this bias to the Sahelian monsoon, but we do show that the latter is strongly dependent on the way models simulate the response of the inter-hemispheric temperature gradient, which is physically consistent with the known role of this gradient as a modulator of the position of the inter-tropical convergence zone (ITCZ). In the second part of our investigations, we switch to projections (2014-2100) based on a pessimistic scenario of high emissions, and address the following question: what are the sources of uncertainty in the forced response of the monsoons within the projections? This time, we tackle the Sahel case first and link the diversity of responses across models to two factors: the response of the inter-hemispheric temperature gradient and that of the equatorial Pacific. The underlying mechanisms involve ITCZ migration and enhanced surface circulation for the first factor, and modulation of the Walker circulation and tropical waves for the second. These two factors account for 62% of the uncertainty in Sahel projections. Finally, we look at the future of the Indian monsoon, and show that its uncertainties are strongly linked to the temperature response of deserts from the Sahara to Pakistan, which also influences the response of the Sahelian monsoon. Indeed, the stronger the temperature response, the more pronounced the thermal depression over the deserts, the stronger the monsoon surface circulation and hence the precipitation

Les écosystèmes sahéliens, et tout particulièrement ceux qui se développent sur des sols sableux, réagissent très vite et très intensément aux moindres changements climatiques. Dans cette zone semi-aride, l'érosion éolienne qui affecte essentiellement les surfaces cultivées met en péril l'exploitation durable des ressources en terre. Par ailleurs, l'explosion démographique de ces dernières décennies et les grandes crises climatiques à l'origine des sécheresses du vingtième siècle ont eu d'importantes répercussions sur le milieu. Pour gérer au mieux ce milieu fragile, il importe d'abord de bien comprendre son fonctionnement. Ce travail de thèse s'est donc inscrit dans le programme de recherche AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson africaine) et se situe au coeur du programme CORUS2 (Coopération pour la Recherche Universitaire et Scientifique) concernant essentiellement l'étude de la dynamique éolienne des sols sableux cultivés de la région de Niamey. La stratégie suivie au cours de cette étude a été de s'appuyer sur un important dispositif de mesures expérimentales pour comprendre au mieux et quantifier le fonctionnement actuel du milieu essentiellement vis-à-vis de l'érosion éolienne. Ces mesures expérimentales ont permis d'interpréter les changements que nous avons pu mettre en évidence sur un ensemble de terroirs proches de Niamey qui constituent les bassins versants de deux lacs permanents récents : Bangou Bi et Bangou Kirey (13,51° N - 2,21° E). Les enregistrements sédimentaires recueillis dans ces lacs ont ensuite été analysés en regard de l'évolution de leur bassin versant. Au cours de cette étude nous avons mis en évidence le rôle majeur des résidus de culture dans les champs traditionnels et montré que même à des taux de recouvrement extrêmement bas, ils constituent une protection pour les sols. Cependant leur efficacité chute en deçà d'un seuil de 2% et l'érosion éolienne déplace alors des quantités considérables de terres (130 t/an en moyenne) et participe activement à l'encroûtement des sols. Il est probable qu'à la faveur combinée de la mise en culture de l'ensemble des versant avant 1975 et de la sécheresse de 1985, un tel processus d'érosion et d'encroûtement s'est mis en place expliquant ainsi la dégradation considérable du milieu que nous avons mise en évidence entre 1975 et 2009 à partir d'enquêtes auprès des population et par la cartographie diachronique des petits bassins versant étudiés. A partir de l'étude des sédiments collectés dans les lacs, nous avons pu proposer un modèle de mise en place de ces sédiments qui suggère une intensification de l'érosion à partir du milieu des années 80.

Utilisé très souvent de façon métaphorique pour désigner les franges méridionales du Sahara, le Sahel du fait de sa position géographique est une région vulnérable au changement climatique. L’agriculture est fortement pluviale et largement dépendante des conditions climatiques. La prise en compte du changement climatique est indispensable dans la réalisation de la sécurité alimentaire au Sahel. En alliant travaux empiriques et théoriques, cette thèse se propose de contribuer à une meilleure compréhension de l’incidence du changement climatique sur la sécurité alimentaire au Sahel au niveau microéconomique et macroéconomique. Le premier chapitre examine au niveau macroéconomique, la situation de la sécurité alimentaire au Sahel, après avoir analysé son dynamisme démographique. Les résultats de ce chapitre montrent que le Sahel n’a pas encore entamé sa transition démographique. Le taux de croissance démographique est élevé par rapport à la moyenne de l’Afrique subsaharienne. La sous-alimentation est en baisse mais reste prégnante dans cette région. Réduire la sous-alimentation passe nécessairement par la production agricole, qui est tributaire des aléas climatiques. Le deuxième chapitre s’intéresse donc aux effets du changement climatique sur les rendements de certaines cultures (mil, sorgho et maïs) au Sahel. Les résultats indiquent que le changement climatique a un impact globalement négatif sur les rendements agricoles au Sahel. Cette analyse au niveau macroéconomique est ensuite complétée par deux chapitres qui, à un niveau microéconomique, se focalisent sur le comportement des agriculteurs au Sahel. Le troisième chapitre cherche ainsi à analyser l’impact des chocs climatiques mesurés par la perception des agriculteurs sur l’inefficience des parcelles agricoles. Il ressort de cette étude que les chocs climatiques augmentent l’inefficience des parcelles agricoles. A travers la baisse des rendements et l’inefficience des parcelles, le changement climatique peut affecter la pauvreté et la vulnérabilité alimentaire des ménages agricoles burkinabés. A cet effet, le quatrième chapitre identifie les déterminants individuels et contextuels de la pauvreté et la vulnérabilité alimentaire des ménages agricoles burkinabés. Les résultats relèvent qu’en plus des caractéristiques individuelles du ménage agricole comme sa taille ou le niveau d’éducation du chef du ménage, le contexte climatique de résidence permet d’expliquer sa pauvreté et vulnérabilité alimentaire
Often used metaphorically to refer to the southern fringes of the Sahara, the Sahel's geographical position makes it a region vulnerable to climate change. Agriculture is highly rain-fed and largely dependent on climatic conditions. If food security is to be achieved in the Sahel, climate change must be taken into account. By combining empirical and theoretical work, this thesis aims to contribute to a better understanding of the impact of climate change on food security in the Sahel at the microeconomic and macroeconomic levels. The first chapter examines the food security situation in the Sahel at the macroeconomic level, after analysing its demographic dynamism. The results of this chapter show that the Sahel has not yet begun its demographic transition. The demographic growth rate is high compared with the average for sub-Saharan Africa. Undernourishment is on the decline, but remains prevalent in the region. Reducing undernourishment necessarily involves agricultural production, which is dependent on the vagaries of the climate. The second chapter therefore looks at the effects of climate change on the yields of certain crops (millet, sorghum and maize) in the Sahel. The results indicate that climate change is having an overall negative impact on agricultural yields in the Sahel. This analysis at the macroeconomic level is then supplemented by two chapters which, at the microeconomic level, focus on the behaviour of farmers in the Sahel. The third chapter seeks to analyse the impact of climatic shocks, as measured by farmers' perceptions, on the inefficiency of agricultural plots. This study shows that climatic shocks increase the inefficiency of agricultural plots. Through lower yields and plot inefficiency, climate change may affect the poverty and food vulnerability of Burkinabé farming households. To this end, the fourth chapter identifies the individual and contextual determinants of poverty and food vulnerability among farming households in Burkina Faso. The results show that, in addition to the individual characteristics of farm households, such as their size or the level of education of the head of household, the climatic context in which they live helps to explain their poverty and food vulnerability

Cette thèse vise à identifier et évaluer les impacts biogéophysiques des changements d'usage des sols depuis les 150 dernières années jusqu'à la fin du XXIe siècle sur le climat en Afrique de l’Ouest à partir des modèles LUCID et des scénarios CMIP5 utilisés dans le contexte LUCID-CMIP5. Les analyses menées dans cette thèse se sont d'abord basées dans le Sahel et dans le Golfe de Guinée où les changements passés de la couverture terrestre sont supérieurs à 5%. Les simulations LUCID ont été d'abord évaluées dans cette thèse en comparant les précipitations et la température de l'air simulées par les modèles aux données d'observation. Les analyses ont montré que la moyenne et la variabilité inter-annuelle observées des précipitations et de la température sont respectivement sous-estimées et surestimées par la plupart des modèles de climat LUCID même si la température semble mieux simulée que les précipitations. Dans cette étude, les deux simulations actuelles forcées respectivement par une distribution actuelle et pré-industrielle de la couverture terrestre ont été comparées. Les résultats montrent qu'il n'y a pas de différence évidente entre ces deux simulations par rapport aux valeurs moyennes climatiques des précipitations et de la température dans les modèles comme si les changements de la couverture terrestre n'ont pas vraiment d'importance sur la représentation de ces variables. Dans le Golfe de Guinée, les analyses montrent que l'expansion des surfaces cultivées et des pâturages s'est effectuée au détriment d'une déforestation entraînant une diminution du LAI, une augmentation d'albédo et une diminution de la rugosité de surface. Les analyses montrent que les impacts historiques des changements d'occupation des sols sur le climat dans ces régions restent très petits par rapport aux changements induits par l'augmentation des gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Le LAI simulé par les modèles de surface LUCID et leur relation avec le climat en Afrique de l'Ouest ont été évalués, les résultats montrent que les précipitations sont fortement et positivement corrélées à la densité de feuillage avec des valeurs supérieures ou égales à 0.8 dans les deux régions. La plupart des modèles de climat montrent que la corrélation entre le LAI et la température de l'air est positive dans le Sahel et négative dans le Golfe de Guinée et suggèrent que plus de LAI dans le golfe de Guinée conduit plus d'évapotranspiration et donc une surface plus froide, alors que dans le Sahel l'effet d'albédo de l'augmentation du LAI peut dominer et augmenter la température de surface.Dans un second temps, l'impact biophysique des changements futurs de la couverture terrestre sur le climat de surface du XXIe siècle a été évalué à l'aide des simulations spécifiques similaires aux scénarios RCP8.5 mais avec une végétation fixe en 2006. Les analyses révèlent qu'à l’échelle régionale, les impacts biophysiques des changements d'occupation des sols dans les scénarios ont été globalement faibles mais statistiquement significatifs au Sahel et en Afrique centrale où la déforestation est prescrite dans le futur (>10%), mais avec une large dispersion sur la réponse du climat résultant aux différentes paramétrisations de la surface terrestre dans les modèles de climat
By climate models developed in the LUCID project and CMIP5 models used in the LUCID-CMIP5 projet, this thesis aims to identify and evaluate biogeophysical impacts of LULCC of the past 150 years and the end of XXIst century on surface climate in West Africa. Focusing analysis in two contrasted regions of West Africa: Sahel and Guinea where land cover change is above 5% since pre-industrial times, results reveal expansion of crops and pasture and deforestation in Guinea in all LUCID models. In this work, simulations of present-day rainfall and surface air temperature have been compared with observed datasets. Results show that the observed mean and inter-annual variability of rainfall are respectively underestimated and overestimated by most of the seven climate models. Overall surface air temperature is better simulated than precipitation.Two simulations of rainfall and surface air temperature, forced respectively with present-day and pre-industrial land cover distribution are also compared. Results show that there is no obvious/visible difference between the two simulations with respect to mean climatic values of both rainfall and temperature as if the changes in land cover did not really matter for the good representation of those variables. Finally, this thesis evaluates leaf area index (LAI) in the LUCID models and its relationships with surface climate. Observations reveal that precipitation is highly and positively correlated to foliage density with values larger or equal to 0.8 in both the Sahel and Guinea. Five out of seven models show positive correlations, but not as large as in the observations. However none of the models is able to capture a larger correlation between precipitation and LAI in Guinea than in the Sahel. Most of climate models show that correlation between LAI and surface air temperature is positive in the Sahel and negative in Guinea. It suggests that more LAI in Guinea will lead to more evapotranspiration and therefore cooler surface, while in the Sahel the albedo effect of increased LAI may dominate and increase surface temperature. Finally, analysis reveals that historical effects of land-use changes are not regionally significant among the seven climate models due to a small land-cover change prescribed in these regions compared to the changes induced by large scale forcing such as sea surface temperatures changes and CO2 concentration increase.Furthermore, biogeophysical impact of land-use change in the XXIst Century climate were evaluated using specific simulations similar to RCP8.5 scenarios but with a prescribed fixed land cover map on 2006. The analysis reveals, that in contrast of last 150 years, deforestation continues in the coming years in tropical region in scenarios resulting from the extension of the cultivated area reaching 15 million km2 in 2100 over tropical Africa. Regionally, the biogeophysical impacts of projected changes in land cover in RCP8.5 scenarios were generally small but statistically significant in the Sahel and Central Africa regions where deforestation is more than 10% with a wide dispersion of climate response due to differents parameterizations of land surface in climate models

Cette thèse s’interroge sur les relations existantes entre l’exploitation des ressources naturelles, les dégradations de l’environnement et la propagation des dynamiques conflictuelles au Burkina Faso. En adoptant une approche interdisciplinaire, cette recherche explique que l’altération des conditions socio-environnementales modifie non seulement les conditions de vie, mais également les représentations et structures sociales, politiques et environnementales des sociétés affectées. Tout en s’intégrant dans le débat abordant le nexus environnement et conflits armés, cette recherche se distancie volontairement des études portant exclusivement sur les changements climatiques et étudie directement les dégradations environnementales anthropiques issues de l’industrie extractive, ou des exclusions environnementales accompagnant les aires naturelles protégées, participant aux altérations globales du climat et constituant un catalyseur des impacts sociaux et politiques contemporains des changements climatiques. En effectuant une étude qualitative de 4 sites miniers industriels et de deux aires naturelles protégées, cette thèse montre alors que l’altération des conditions et structures socio-environnementales a été en même temps un facteur constitutif de l’érosion de la légitimité et de l’autorité de l’État central burkinabè et de l’accroissement des zones d’influence ainsi que des bassins de recrutement des groupes armés au Burkina Faso.

Malgré des conditions sèches qui prédominent depuis les années 1970, l’Afrique de l’Ouest a subi au cours des deux dernières décennies des épisodes d’inondations sévères qui ont provoqué de nombreux décès et dommages socio-économiques. L’émergence de ce nouveau problème montre une nouvelle facette de la sensibilité de cette région aux changements hydro-climatiques, appelant à une meilleure caractérisation de l’aléa inondation, des processus qui le génèrent, ainsi que la mise en place de méthodes permettant de projeter les évolutions futures de cet aléa pour mieux s’en prémunir.Dans ce contexte, la thèse cherche à répondre à trois questions principales :1) L’augmentation des dommages liés aux inondations s’est-elle accompagnée d’une intensification des crues extrêmes en Afrique de l’Ouest?2) Comment modéliser les orages de mousson, premier facteur de génération du ruissellement, afin d’explorer l’impact de leurs caractéristiques sur les crues?3) Compte tenu des changements climatiques à l’œuvre dans la région, à quelles tendances hydro-climatiques peut-on s’attendre dans le futur ?Dans un premier temps, on évalue l’évolution des crues en Afrique de l’Ouest au cours des soixante dernières années en utilisant de méthodes basées sur la théorie de valeurs extrêmes. Les résultats montrent une augmentation forte des événements hydrologiques extrêmes depuis les années 1970s dans les sous-bassins Sahéliens du fleuve Niger et depuis les années 1980s dans les sous-bassins soudano-guinéens du fleuve Sénégal. Les niveaux de retour calculés à partir des modèles non-stationnaires dépassent ceux qui ont été calculés avec un modèle stationnaire avec plus de 95% de certitude pour les périodes de retour les plus courtes (<10 ans).On présente ensuite des développements récents apportés à un simulateur stochastique d’orages de mousson à meso-échelle (StochaStorm). Ils incluent: une modélisation de l’occurrence de ces orages, la représentation explicite des valeurs de pluie extrêmes et une amélioration du schéma temporel d’intensité infra-événementielle. Implémenté et évalué à partir des donnés haute-résolution de l’observatoire AMMA-CATCH, le générateur montrent de très bonnes capacités à reproduire les propriétés des orages, confirmant son potentiel pour des études d’impact hydrologique.Enfin, une chaîne de modélisation est élaborée afin de proposer des projections hydrologiques pour le futur sur un bassin sahélien de meso-échelle (Dargol, 7000 km²). L’originalité de cette chaîne provient de la prise en compte du continuum d’échelles entre climat global et impact local à travers la représentation du régime des pluies à l’échelle des orages de mousson, dont les propriétés d’occurrence et d’intensité ont des impacts majeurs sur la réponse hydrologique. La chaîne de modélisation inclut le modèle climatique CP4-Africa, unique modèle à convection explicite fournissant des simulations de long terme en Afrique ; une méthode de débiaisage statistique; le simulateur Stochastorm ; et un modèle pluie-débit spécifiquement adapté aux processus hydrologique sahéliens. La chaine est évaluée sur une période de contrôle 1997-2006 puis utilisée pour des projections futures montrant une hausse par un facteur 1,5 des débits maximum annuels et un doublement des volumes moyens annuels à l’horizon 2100.Les résultats ont des implications majeures notamment pour l’ingénierie hydrologique. Les méthodes actuellement utilisées pour appréhender les risques hydrologiques dans la région ne prennent pas en compte la non-stationnarité hydro-climatique risquant de sous-évaluer l’aléa hydrologique et sous-dimensionner les ouvrages hydrauliques utilisés pour s’en protéger. La thèse suggère aussi quelques pistes afin mieux définir les trajectoires hydrologiques passées et futures en incluant, au-delà des précipitations, les changements sociétaux et environnementaux, leurs interactions et rétroactions dans les approches de modélisation
The semi-arid regions of West Africa are known for their dry conditions which have predominated since the 1970s. In recent years, however, West Africa has witnessed a series of severe flooding events which caused widespread fatalities and socioeconomic damages. The emergence of this new problem demonstrates the sensitivity of the region to changes in the hydroclimatic system and calls for an improved characterization of flood hazard and the mechanisms that generate it. It also signals the need to develop projections for how flood hazard may evolve in the future in order to inform appropriate adaptation measures.In this context, the following PhD thesis seeks to answer three main questions:1) Is there a significant trend in extreme streamflow in West Africa, or are the documented flooding events isolated incidences?2) How can one model mesoscale convective systems, the primary driver of runoff in the region, in order to explore the properties of precipitation that drive streamflow?3) Based on potential climate change in the region, what trends might be observed in streamflow in the future?First, changes in extreme hydrological events West Africa over the past 60 years are evaluated by applying non-stationary methods based on extreme value theory. Results show a strong increasing trend in extreme hydrological events since the 1970s in the Sahelian Niger River basin and since the 1980s in the Sudano-Guinean catchments in the Senegal River basin. Return levels calculated from non-stationary models are determined to exceed those calculated from a stationary model with over 95% certainty for shorter return periods (<10 years).Next, recent developments are presented for a stochastic precipitation simulator (Stochastorm) designed for modeling mesoscale convective storms, the main rainfall source in the Sahel. Developments include a model for storm occurrence, the explicit representation of extreme rainfall values, and an improvement in the modeling of sub-event intensities. Using high-resolution data from the AMMA-CATCH observatory, simulation outputs were confirmed to realistically represent key characteristics of MCSs, showing the simulator’s potential for use in impact studies.Finally, a modeling chain for producing future hydrological projections is developed and implemented in a Sahelian river basin (Dargol, 7000km2). The chain is original as it is the first attempt in West Africa to encompass the continuum of scales from global climate to convective storms, whose properties have major impacts on hydrological response and as a result local flood risk. The modeling chain components include the convection-permitting regional climate model (RCM) CP4-Africa, the only RCM (to date) explicitly resolving convection and providing long-term simulations in Africa; a bias correction approach; the stochastic precipitation generator Stochastorm; and a rainfall-runoff model specifically developed for Sahelian hydrological processes. The modeling chain is evaluated for a control period (1997-2006) then for future projections (ten years at the end of the 21st century). Hydrological projections show that peak annual flow may become 1.5-2 times greater and streamflow volumes may double or triple on average near the end of the 21st century compared to 1997-2006 in response to projected changes in precipitation.The results raise critical issues notably for hydrological engineering. Current methods used to evaluate flood risk in the region do not take non-stationarity into account, leading to a major risk of underestimating potential floods and undersizing the hydraulic infrastructure designed for protecting against them. It is also suggested to not only consider rainfall changes but also societal and environmental changes, interactions, and feedbacks in order to better attribute past hydrological hazards and their future trajectories to related causes

Le changement climatique et les migrations humaines constituent deux problématiques majeures de notre époque. Et, partant du constat d’une connaissance fragmentée entre maximalistes et minimalistes, qui s’est traduite par une capacité limitée de la recherche scientifique à prendre en compte les interactions complexes entre le climat et les migrations humaines, cette thèse propose, à travers une approche renouvelée (celle de la vulnérabilité du système socio-écologique), une meilleure compréhension et explication des relations climat- migrations. Elle cherche à répondre à deux objectifs. D’une part, produire des connaissances nouvelles en nous appropriant de façon sélective et ordonnée les apports empiriques produits par les approches précédentes. Et, d’autre part, par une analyse instrumentée des interactions mises en évidence, générer des informations chiffrées pertinentes permettant un ciblage plus efficace des politiques. Cette thèse insiste en premier lieu sur une certaine difficulté à mettre en évidence une relation robuste entre changement climatique et migrations à l’échelle Sahélienne. Contrairement aux idées reçues sur l’image type du « migrant/réfugié climatique » sahélien véhiculée par les médias et reprise, sans un recul critique, dans la littérature grise et certaines études scientifiques, la région, souvent vue et analysée comme une entité relativement homogène, présente de fortes hétérogénéités spatiales physico-climatiques, outre celles socio-économiques. Et, ces dernières ne permettent pas une compréhension des migrations, une des expressions des transformations sociétales. Il convient de repenser la problématique sur des échelles plus homogènes (Sénégal des zones agro-écologiques et régions administratives)Nos résultats montrent un effet climatique accélérateur/amplificateur des migrations interrégionales sous-jacent aux conditions de vie des populations. Généralement, le climat ne suffit pas, à lui seul, à « produire » des migrations. Il transite par les variables socio-économiques (vulnérabilité initiale). Ce qui nous a amené à retenir l’appellation de «migrants éco-climatiques ». Ainsi, les politiques devraient aller à la fois vers : (i) des questions de développement en réduisant des vulnérabilités socio-économiques (pauvreté et inégalités) en agissant sur l’environnement d’action et les acteurs respectivement de manière cohérente et extensive ; mais, également, (ii) des questions d’économie du climat par la réduction de la vulnérabilité physico-climatique à travers des politiques d’atténuation et d’adaptation du milieu et des populations face au changement climatique
Climate change and human migration are two major issues of our time. Starting from the observation of a dichotomous knowledge between maximalists and minimalists, which results in a limited capacity of scientific research to take into account the dynamic and complex interactions between climate and human migrations, this thesis proposes a better understanding and explanation of the climate-migration relations through a renewed and integrative approach (the vulnerability of the socio-ecological system). It aims to fulfill two objectives. On the one hand, to produce new knowledges those take into accounts socio-ecological interactions and feedbacks at different spatial and temporal scales and, on the other hand, to propose a quantified instrumentation of these social-ecological interactions and feedback. This contribution could serve as a starting point for a decision-making tool to evolve towards more targeted and effective policies.This thesis emphasizes a certain difficulty in highlighting a robust relationship between climate change and migration in the Sahel region. This latter, often seen as a relatively homogeneous entity, presents complex socio-economic and physical-climatic spatial heterogeneities that do not allow a stronger understanding of migratory movements which are in change since the 1970s. For this purpose, a reduced complexity model, based both on a partitioning of the study area (Senegal) and a partitioning of data (agro-ecological zones and regions of Senegal), is mobilized as a framework for the analysis of social-ecological migrations in terms of vulnerability induced by climate change. Thus, the innovative heuristic framework built (knowledge model with a sequencing of variables) has made it possible to instrument the climate-migration relationships within Senegal.Our results show an accelerating/amplifying climatic effect of interregional migrations underlying the living conditions of populations. In general, climate alone is not sufficient to "produce" migration. The climatic effects channel through the socio-economic variables (initial vulnerability). Under these results, we retained in fine the name of "eco-climatic migrants". Thus, policies relating to eco-climatic migration in this western part of the Sahel should move towards both: (i) development issues by reducing socio-economic vulnerabilities (poverty and inequality) by acting on the environment and the populations consistently and extensively respectively; and (ii) climate economics issues by reducing the physical-climatic vulnerability through appropriate mitigating and adapting policies to face climate change

L’art a été utilisé pour communiquer les préoccupations environnementales dans les pays sahéliens. Néanmoins, le dialogue dirigé par les arts entre les acteurs politiques et les citoyens est cependant rare, bien qu’il ait le potentiel de trouver des solutions aux problèmes socio-environnementaux complexes. Il est indispensable d’exploiter ce potentiel, alors que des défis, tels que le changement climatique, s’accélèrent et touchent les populations. La sensibilisation aux processus de dialogue menés par les arts pourrait être renforcée, parallèlement à davantage de recherches sur les contextes dans lesquelles ils sont appropriés et sur la meilleure façon de les utiliser.