Observation et modélisation de l’hydro-morphodynamique de l’estuaire de la Casamance, Sénégal.

Abstract

La Casamance, estuaire tropical microtidal du sud du Sénégal, connaît depuis plusieurs décennies une hypersalinisation et un envasement croissants, affectant la biodiversité, les mangroves et la navigation fluviale, avec des répercussions socio-économiques majeures. Cette thèse vise à améliorer la compréhension des processus hydrodynamiques et morphodynamiques de l’estuaire en mobilisant conjointement des données in situ, l’altimétrie satellitaire et la modélisation numérique. Dans un premier temps, l’analyse des marées à partir des stations de Ziguinchor (amont) et Carabane (aval) met en évidence une forte distorsion de l’onde de marée, marquée par une atténuation des composantes principales (M2, S2, K1), une amplification des harmoniques d’ordre supérieur (M4, M6) générées par des interactions non linéaires onde-onde et une étale de pleine mer prolongée. Cette asymétrie accroît la stagnation des eaux en amont lors des vives-eaux et favorise l’élévation des niveaux extrêmes en marée basse. Dans un second temps, le potentiel de la mission satellitaire SWOT a été évalué pour la validation d’un modèle hydrodynamique à haute résolution (maille de 124 m). Les résultats montrent que la configuration CasaFlow reproduit de manière satisfaisante les variations du niveau d’eau dans le chenal principal, avec une corrélation élevée (R = 0,90) et une faible erreur (RMSE < 0,25 m). En revanche, les performances diminuent dans les affluents (R = 0,42, RMSE pouvant atteindre 0,34 m), en raison notamment de l’utilisation d’une bathymétrie interpolée et de la complexité de la dynamique locale. À l’échelle côtière, la configuration SENECoast (maille de 500 m), incluant un couplage marée–houle, a été validée à partir des enregistrements du marégraphe de Dakar et d’une station située à 5 km au large de Carabane. Le module houle, évalué à partir d’une caméra vidéo sur la plage d’Hydrobase (Saint-Louis) et des réanalyses ECMWF Fifth Generation Reanalysis (ERA5) et WaveWatch III (WW3), restitue également le signal observé avec une bonne précision. Enfin, la l’analyse hydro-morphodynamique sur la période 2008–2023 révèle un fort contraste spatial dans l’évolution des fonds : migration active des bancs de sable contrôlée par la marée, érosion marquée dans le secteur de Diogué, stabilité relative à Carabane, et rôle clé de l’île de Carabane dans la redistribution des flux sédimentaires, une forte érosion sur les rives de l’affluent d’Elinkine et un ensablement dans sa confluence avec le chenal du fleuve. Dans l’ensemble, cette thèse documente les interactions marée–morphologie dans un estuaire microtidal et hyposynchrone, tout en soulignant le potentiel des données satellitaires de nouvelle génération pour l’étude et la gestion durable des systèmes estuariens tropicaux. Elle confirme enfin la pertinence des approches multi-sources pour la surveillance des milieux hydrologiques peu instrumentés.