PREMIERS RESULTA TSD'UNE ETUDE GENERALE SUR LES LACS

MALGACHES

IREO VOALOHAM-BOKATRA AZO TAMIN'NY FANDALINANAANKAPOBENY NATAO TAMIN'IREO FARIHY MALAGASY

Luc FERRYChristian DEPRAETERE

Laurent RÜBISON

RESUME:

Après quelques considérations sur laterminologie du mot "lac" il est soulignéque, dans la langue malgache, les noms delac pourraient donner de précieusesindications sur leurs caractéristiques. Lesobjectifs du programme "lacs etpaléoclimats !TIalgaches"sont ensuiterapidement présentés. A partir d'unpremier inventaire de plus de 1300 lacs etzones humides constitué à partir des cartesau 1/100000ème, les différents types delac présents à Madagascar sont décrits.Leur répartition est mise en relation avec lagéologie et la tectonique. La relation entrela fréquence des lacs et leur superficiesuggère qu'en deçà d'une certaine taillebeaucoup d'entre eux ne sont pas figuréssur les cartes au 1/100 ()()()ème. Des indicesde fonne sont proposés en vue de leurcaractérisation. Enfin, l'intérêt duprogramme pour le développement estillustré par deux exemples.

/

30

FAMINTINANA :•

Rehefa nofakafakaina ny teny hoe " lac "na adika hoe farihy amin'ny akapobeny,dia voarnarika fa teo arnin'ny Malagasy, nyanarana nomeny ny farihy na matsaborydia azo itarafana sahady ny toetraananan'izy ireny, izay anisan'ny tanjonatratrarin'ny tetik'asa " Lacs et Paléoclimats" na adika tsotsotra hoe " Ny farihy sy nyTantaran'ny toetr'andro teto Madagasikara". Avy tarnin'ny fanisana sy fanadihadianany saritany (maridrefy 1/100 000)nataon'ny FTM no nahalalana fa miisa1300 ireo farihy na matsabory, etsetra ... ;ary nahafahana nisokajy azy ireo.Narnpifandraisina koa ny fitsijaran'izy ireoara-paritra amin'ny fahalalana ara-jeolojiasy ny "tectonique". Ny kajy natao izay .mampifandray ny habetsahan'ny farihyamin'ny habeny dia nahatsapana fa maroireo farihy tsy misoritra eo amin'nysaritany rehefa mihoatra ny habe kelyindrindra voafaritra. Nisy marika telonatolotra mba ahafahana misokajy ireofarihy ireo araka ny bikany. Ary farany,amin'ny alàlan'ny ohatra roa nonanaporofoina ny tombon-tsoa mety hoazo arnin'ity tetik'asa ity.

1. INTRODUCTION

L'ÜRSTÜM l, le CNRE2 et le CNRS3mènent conjointement un programmeintitulé "Lacs et paléoclimats malgaches"

Cette communication a pour objet de donnerune description du volet "Lacs" de ceprogramme, de présenter les premiersrésultats et de montrer son intérêt pour ledéveloppement à partir de quelquesexemples.

II. QU'EST-CE QU'UN LAC?

La définition la plus courante du mot "lac"donnée dans les dictionnaires est la suivante: "Grande étendue d'eau entourée de terre"On s'aperçoit immédiatement que cettedéfinition manque de précision et n'est passatisfaisante. Elle engloberait entre autresles mares, les étangs, les marais, les

marécages, les lagunes ainsi que les mersintérieures.

il semble donc que les dénominations "lac""mare" "étang" "marais" "marécage" voire"mer" données aux étendues d'eauentourées de terres sont employées demanière subjective et que leur utilisation, aumoins dans la langue française. cOITespondplutôt à des habitudes terminologiques.

A partir de 725 noms de lac donnés par lescartes du FfM4, il est également difficile defaire une distinction précise entre lesdiverses étendues d'eau. Cependant, dansla langue malgache, les noms de lacs sontsouvent évocateurs. Certainesdénominations ou racines se retrouventassez fréquemment et sont accompagnéesd'un qualificatif spécifiant la caractéristiqueprincipale traditionnellement reconnue:

Rano Matsabory ou Matsabori- Amparihi- ou Farihy(eau) (étendue d'eau) (lac)80 dont: 53 dont: 63 dont:

Andranotapahina Matsabory Lemby AmparihibeRanovorimena Matsabory Malaiboka AmparihikambanaAndranovorimbolo Matsabory Taranta AmparihimboronaAndranobe Matsaboribe AmparihinandrianaRanolava Matsaborimadio AmparihibevoayAndranofasina Matsaborimaika AmparihindralehilahyAndranonjazavavy Matsaborimena AmparihitsimisivodyAndranomazava Matsaboribi tika AmparihilavaAndranoratsy Matsaborivato AmparihimoraAndranomamy Matsabori fanjava AmparihimenaAndranonankoay Matsaborinamboaimena AmparihibendranoAndranovoringisa Matsabori nkova AmparihimaintilahyAndranovorin 'isoantsy Matsaborimbola AmparihimalotoLanirano Matsaborifady Amparihimangabe

lORSTOM

2CNRE

3CNRS

4FfM

Institut Français de Recherche Scientifique pour le Développement enCoopération,Département des Eaux Continentales.

Centre National de Recherche sur l'Environnemenl

Centre National de la Recherche Scientifique,GDR 970, CNRS, ÜRSTÜM, Paléohydrologie et PaléoclimatologieContinentales.

Foiben Taosarintanin'i Madagasikara (Institut Géographique et HydrographiqueNational).

31

/

III. RESULTATS PRELIMINAIRESAU PROGRAMME DE RECHER­CHE SUR LES LACSMALGACHES

L'étude des lacs malgaches a pour objectifde donner aux décideurs et aux aménageursles informations de base indispensables à lagestion et à l'aménagement des écosystèmeslacustres au sens large.

Ces informations sont:

- la localisation et la forme,

- l'origine,

- le fonctionnement hydrologique etsédimentologique,

- les caractéristiques physico-chimiquesdes eaux,

les potentialités.

Partant de la définition, "étendue d'eauentourée de terre" un premier catalogue deplus de 1300 lacs a été constitué à partir dela numérisation des cartes du FTM au1/100 O(}()ème. Ce travail a été effectué pourtoutes les étendues d'eau libre (horsrivières) pouvant être considérées commetelles en fonction de leur figuré sur lescartes. Il englobe certainement un nom breimportant de mares, marais et de marécagesprobablement cartographiés en période dehautes eaux.

Ce travail préliminaire, encore incomplet etqui demande à être validé, permet:

- d'une part, ôe proposer unecodification de zones humides deMadagascar organisée suivant lesgrands bassins hydrologiques commele sont les banques de donnéeshydrologiques, pluviométriques ethydrogéologiques ;

- et, d'autre part, de tirer des résultatspréliminaires sur le nombre, lalocalisation et la forme des "lacs"malgaches en vue d'orienter les futurstravaux.

I1L1. ORIGINES, TYPES ETLOCALISATION

111.1.1. Origines et types

Les lacs de Madagascar peuvent être

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classés en six grandes catégories :

- Lacs d'oligine tectonique:

De forme généralement allongée, ilscorrespondent à des accidents tecto­niques (failles). Le plus connu est celuidu lac Alaotra situé dans le fosséqu'occupent les bassins versants duManingory et du Mangoro. Le lacTsimanampetsotsa situé sur la côte sud­ouest appartient également à cettecatégorie. .

De manière générale, la présence de lacsnaturels sur socle cristallin des HautesTerres de Madagascar est explicable par:

- les mouvements verticaux d'ensemblequi créent un déséquilibre régionalmodifiant le réseau hydrographique;

des failles dont la composanteverticale s'oppose à l'écoulement desrivières et dont le rejeu est suffi­samment rapide pour compenser lescomblements.

- Lacs d'origine volcanique:

Il s'agit principalement des lacs decratère de la Montagne d'Ambre, desrégions d'AntsirabelBetafo, de l'Itasy, etde l'île de Nosy Be. Lorsque les cratèressont égueulés, ces lacs peuvent présenterun exutoire. Ces lacs sont associés à desbassins versants de petite taille. Il fautinclure dans les lacs d'origine volca­nique les lacs de barrage formés à lasuite de coulées volcaniques barrant lesvallées. Le lac Itasy est de ce type.

- Lacs des plaines alluviales :

Ils sont très nombreux en paI1iculier surla partie occidentale de l'Ile depuisAmbilobe jusqu'à Morombe et dans lesparties basses des grands fleuves :Mahavavy nord, Mahajamba, Betsiboka,Manambola, Tsiribihina, Morondava...Ces lacs peu profonds correspondent,soit à des zones d'inondation pardébordement des rivières, soit à desimpluvium (lhotry), soit encore à desaffleurements de nappes alluviales. Ilsoccupent souvent des anciens lits derivière (delta, méandres et brassecondaires). Sur le versant ouest, deuxgroupes peuvent être distingués:

199 kM1 1

AlaotN\/

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FëU'aEangana

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TolaiiiU'OAnony

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lac (superC. PI'OP.)

Hosy

TsiManaMPetsotsa

•

LOCALISATION DES LACS

Fig. 1

33

/

les lacs de la plaine côtière ;

les lacs situés en bordure du soclecristallin et dans les dépressionspériphériques, séparés des premierspar des massifs calcaires et gréseux:Manasamody, Bongalava,Ankarafantsika, Kelifely, Bemaraha,Makay.

Lacs littoraux et lagunes côtières:

Ces lacs se confondent souvent avec leslacs des plaines alluviales précédemmentdécrits. On peut cependant lescaractériser par la présence d'un cordonlittoral pouvant être partiellement détruitlors des fortes crues et des tempêtes.Ces lacs sont présents sur toute la côteest. Le lac Nosive, un des plus grandslacs de Madagascar, appartient à cettecatégorie.

C'est à parti l' du chapelet de lacslittoraux s'étendant le long de la côte estqu'à été ouvert le canal des Pangalanes(lakandranon' Ampangalana), voie d'eaunavigable de près de 600 km reliantMahavelona (Foulpointe) à Farafangana.Les lacs du système des Pangalanes sonten communication permanente avec lamer par l'intennédiaire des estuaires desgrands fleuves qui recoupent le canal.En fonction de la proximité desembouchures, les eaux de ces lacspeuvent être saumâtres et peuplées depoissbns marins.

Lacs artificiels ou naturels aménagés :

Il s'agit de réservoirs et de grandsbarrages aménagés pour :

- l'hydroélectrici té par les anciennessociétés d'énergie et la JIRAMA(Antelomita, Mantasoa, Mandraka) ;

- l'alimentation en eau potable(Mandroseza pour Antananarivo,Andraikiba pour Antsirabe) ;

- la régulation du débit des rivières(Tsiazompaniry pour la régulation desdébits de l'Ikopa dans la plained'Antananarivo) ;

- l'irrigation par les services du Génie

/

34

Rural notamment Marovoay(Amboromalandy), les retenuespériphé-riques des cuvettes del'Alaotra et d'Andilamcna(Sahamaloto, Antanifotsy.Ambodivato... ).

111.1. 2. Localisation

La localisation des lacs de Madagascar estprésentée en figure 1. C'est sur le versantouest et aux altitudes inférieures à 100mètres qu'ils sont les plus nombreux (fig.3). Sur les versants de raccordement situésentre d'une part, les plaines côtières et lesdépressions périphériques de l'ouest etd'autre part, les Hautes Terres, ils sont peunombreux en raison des pentes tropaccentuées. Dans le sud, le faible nombrede lacs s'explique par les conditionsclimatologiques (précipitations faibles). Surles Hautes Terres, les lacs sont relativementnombreux avec des concentrations impor­tantes dans les régions d'Antananarivo et dulac Alaotra.

La localisation des zones humides deMadagascar est en relation directe avec lagéologie et la tectonique (fig. 3). Ceci estparticulièrement remarquable pour la zonede contact entre le socle cristallin et lesformations sédimentaires de l'ouest ainsique dans les régions à volcanisme récent:AntsirabelBetafo, ltasy, Montagne d'Ambreet Bealanana. La correspondance entre leszones à forte densité de lacs et les régionsfaillées est nette en ce qui concerne lesrégions du sud de la Montagne d'Ambre,du lac Alaotra et d'Antananarivo.

IV.DÉNOMBREMENT, SUPERFICIEET FORME:

1V .1. Dénombrement et superficie :

Par hypothése, on posera qu'il existe unerelation statistique entre la fréquence deslacs et leur taille, soit une fonctionhyperbolique du type :

F(S>s) =k s-B

La fonction F(S>s) représente la fréquencedes lacs ayant une superficie S supérieure àune superficie s.

Fig. 2 HISTOGRAMME DES FREQUENCES

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SCHEnA GEOLOGIQUEET TECTONIQUE

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LOCALISATION DES LACSOlac (supe...c ........P.)

Fig.3b

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HKJ9 "'M - ~50e ..... 0lS09 .... - 2909 --2"'9'" Ill... - 25Y8 ...... (1JJ

2599 ..... - 39Qe ....-3e89 - - 3599 .....

> 3:188 ......Fig.3e

L'échantillonnage de 1300 lacs numérisés àpartir des cartes au 1I100000éme deMadagascar ont des superficies comprisesentre 1 hectare et 231 km 2. li va permettred'évaluer la validité d'une telle hypothèse.

Une relation hyperbolique entre fréquenceset superficies se traduit par une relationlinéaire entre le logarithme des fréquences etle logarithme des superficies. Sur la figure4, on constate qu'une telle relation semblevérifiée pour les lacs dont la superficie estcomprise entre 0,26 et 8 km 2 avec commefonction:

F(S>s) =5.27 çO,815

s (en km2) E [0.26,8.0]R2= 0.99

Les 30 lacs dont la superficie est supérieure 'à 8 km2 semblent suivre une loi différente :

Fg(S>s) = 5.41 s-0,985

s (en km2) E [8.0,231.0]R2 = 0.97

Ce seuil pourrait avoir un sens tectonique(échelle minimale des grabbens suffisam­ment actifs par rapport à la vitesse decomblement ?).

Les lacs dont la superficie est inférieure à0,26 km 2 ne suivent pas une telle loi. Celapeut s'expliquer par le fait qu'à l'échelle du11100 OOOème, ils ne sont pas tousreprésentés sur la carte. Ainsi, il n'y a que880 lacs dont la superficie est compriseentre 1 et 26 hectares recensés à partir descartes au 11 100000ème alors que leurdécompte théorique en fonction de lafonction F est de 8400 (20000 avec lafonction Fg !).

On peut tenter un dénombrement théoriquedes lacs de petites tailles sur la base de lafoncLion F et établir leur surfaces cumulées:(voir tableau).

S'il convient d'utiliser avec circonspectionce type d'approche, elle n'en permet pasmoins une analyse critique de la base dedonnées et l'estimation de quelques ordresde grandeur.

IV.2. Formes des lacs

Afin de tenter une description et à tenne uneclassification des formes de lacs, troisindices ont été retenus sur la base detravaux antérieurs (Depraetere, 1991).

Soient les caractéristiques planimétriquessuivantes (figure 5) :

S : superficie du lac en km2.L : longueur du grand axe en km.1 : périrnétre du lac en km.Spc : superficie du polygone convexe enkm 2.

A partir de ces quatre caractéristiquesplanimétriques, les indices sont calculéscomme suit:

- un indice d'allongement la :

la = 0,5. CARSPECIAUX 112 \f"Symbol" 0,5.L.S-0,5

la est égal à 1.0 si le lac est parfaitementcirculaire sinon la> 1.0.

- un indice "de festonnement" Ife:

Ife = 0,5. CAR SPECIAUX 112 \f"Symbol" -1.l2.S-1

Ife fait le rapport entre le périrnétre du lac etsa superficie. Ife est égal à 1.0 si le lac estparfaitement circulaire sinon Ife> 1.0.

sen km2 fréquences (S>s) superficies cumuléesenkm2

10 30 10191 194 1450

0,1 1270 17460,01 8280 1945

0,001 54110 20740,0001 353500 2156

37

/

- un indice "de péninsularité" Ipe :

Ipe =(Spc-S).Spc-1Ipe fait le rapport entre la superficie despéninsules du lac et la superficie dupolygone convexe (enveloppe) associé à cedernier. Ipe sera égal à 0.0 si le lac neprésente aucune péninsule sinon Ipe>O.O etIpe< 1.0.

L'indice d'allongement a une valeur modalede 1,45 (figure 6a) avec un maximum de5, Il pour le lac d'Ampamandrika (figure7h).

L'indice de festonnement a une valeurmodale de 1,15 (figure 6b) avec des valeursne dépassant 6,0 que dans les deux cas deslacs de Mantasoa et de Tsiazompaniry(figures 7a et lOg).

L'indice de péninsularité a une valeurmodale de 0,03 (figure 6c) avec des valeursne dépassant 0,65 que dans les deux casdes lacs de Tsiazompaniry et de Mantasoa.

Les grands lacs artificiels se caractérisentpar un fort indice de festonnement et un fortindice de péninsularité. Leurs car.acté­ristiques planimétriques sont directementhéritées de la fonne des courbes de niveausans que les processus de comblementsoient venus les modifier.

Les lacs de cratére sont marqués par defaibles valeurs sur les trois indices.

Faisant intervenir le périmétre du lac,l'indice de festonnement est sensible àl'échelle de mesure ce qui n'est pas le caspour les deux autres indices.

D'autres indices devront être définis pourles caractéristiques volumiques. Ces indicespourront être définis à partir de cartesbathymétriques telles que celle de la retenuede Sahamaloto (fig. 8) et des courbes decapacité résultantes (fig. 9).

V. INTERET DE L'ETUDE DESLACS POUR LEDEVELOPPEMENT ET LARECHERCHE

V.1. Intérêt pour le développement(exemples)

Compte tenu de leur nombre, les lacs deMadagascar représentent une ressourceimportante pour l'irrigation, l'hydro-

38

électricité et l'alimentation en eau des villes.Rappelons également que les lacs sont deszones privilégiées de loisirs d'où leur intérêt particulier pour le développement dutourisme.

- Prenons en premier exemple, le grandprojet de régulation des niveaux du lacAlaotra par construction d'un ouvrage àson exutoire, sur le fleuve Maningory.Ce projet de 1923 dit "projetLonguefosse"est toujours d'actualité. Saréalisation permettrait:

- d'augmenter les surfaces rizicoles dela région;

- d'envisager l'irrigation des périmètrespar pompage des eaux du lac(actuellement les retenues périphé­riques sont à peine suffisantes) ;

de fournir à l'ensemble de la régionde l'électricité (rizeries, villes ... ).

Ce projet, envisageable à l'époque, seraitd'un coût de réalisation considérable de nosjours. Il mériterait cependant d'êtrereconsidéré à sa juste valeur dans le cadredes besoins actuels. TI serait souhaitable quedes études approfondies du lac Alaotrasoient lancées dès maintenant afin d'évaluerla faisabilité et la rentabilité du projet et àterme de dimensionner et gérer leséquipements. Soulignons que certaines deces études peuvent nécessiter de longuespériodes d'observation sur le terrain.

En ce qui concerne le lac Alaotra, leprogramme "Lacs et Paléoclimatsmalgaches"a pour objectif de fournir uncertain nombre d'informations de base :caractéristiques bathymétriques, fonction­nement hydrologique, évaluation, recons­titution des niveaux du lac à partir desdébits du Maningory, évaluation de lasédimentation.

- Prenons comme autre exemple, laretenue de Sahamaloto située sur labordure occidentale de la cuvette del'Alaotra et pour laquelle une cartebathymétrique et plusieurs courbes decapacité sont disponibles (fig. 8 et 9) :

La retenue de Sahamaloto a été réalisée vers1955 en vue de l'irrigation d'un grandpérimètre rizicole de la bordure ouest du lacAlaotra. En 30 ans, entre 1955 et 1985,

/

cette retenue a perdu, à sa cote dedéversement, plus d'un tiers de sa capacité,en passant de 21 millions de m3 à 14millions de m3. Le levé bathymétrique de1985 a montré également le risque de voir lelac coupé en deux par la progression ducône de sédimentation au débouché de larivière Sahamaloto. C'est à la suite del'étude de 1985 que d'importants travauxont été réalisés sur cette retenue :rehaussement des digues, calage etinstallation d'une nouvelle tour de prise,renforcement de l'évacuateur de crue...

V.2. Intérêt pour la recherche

Du point de vue scientifique, l'étude dessédiments lacustres contribue à unemeilleure connaissance de l'évolutionclimatique des zones tropicales del'hémisphère Sud qui est assez mal connue,notamment en Afrique. Pour Madagascar,cette étude contribuera à une meilleurecompréhension de l'évolution de la faune etde la flore malgaches pendant les derniersmillénaires. Elle devrait permettre d'établirdes ordres de grandeur en matière d'érosionpendant la période précédant l'arrivée del'Homme à Madagascar. Cet aspect duprogramm,e "Lacs et paléoclimats"quiconstitue une contribution scientifique nonnégligeable à la connaissance des grandséquilibres écologiques de la Grande ne, faitl'objet d'une autre communication"Histoire des lacs et paléoclimats àMadagascar"(F. GASSE et L. FERRY).

VI. CONCLUSION

Les résultats qui ont été présentés nemarquent qu'une étape préliminaire et sontencore incomplets. Il s'agissait de montrerl'importance des milieux lacustres àMadagascar, le potentiel qu'ils représententpour le développement de la Grande Ile etleur intérêt pour la recherche.

Un travail de terrain important vamaintenant être réalisé. Il ne peut s'agird'une étude exhausti ve. Quelques lacs"témoins"de divers types serontsélectionnés dans des conditionsmorphoclimatiques variées en vue d'yeffectuer des observations plus détaillées:bathymétrie, hydrologie, géochimie,sédimentologie etc. Parallèlement, une basede données spécialisée sera conçue afin depouvoir mettre à la disposition des

39

décideurs, aménageurs et chercheurs,l'ensemble des informations recueillies dansle cadre du programme.

Les lacs et retenues d'eau déjà exploitésdoi vent être considérés comme faisantpartie de systèmes plus larges et pluscomplexes incluant les bassins versants. Ilsnécessitent donc un suivi prenant en comptel'évolution du milieu environnant.

/

Cal ibrage de la loi de fréquence en fonction de la superficiepour les lacs de "adagascar

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41

Histogramme de fr~qulnces ~ la

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42

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Fig.7h

Fig. 79

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Fig_ 10 - LES GRANDS LACS DE MADAGASCARl5

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RIPOBLIKAN' 1 MADAGASIKARATanind razana- Fahofahona- Fahamllrlnana

BULLETIN

DE

L'ACADEMIE NATIONALE

MALGACHE

NUMERO SPECIAL

DU 50ème ANNIVERSAIRE

DE

L'ORSTOM

Institut Français de Recherche Scientifique

pour le Développement en Coopération

1994

ANTANANARIVO1995