Concilier population et biodiversité dans le bassin du lac Manyara, Tanzanie

Le bassin du lac Manyara est un haut lieu de la biodiversité, important également dans le contexte de l’approvisionnement alimentaire local et du tourisme. Les différentes parties (utilisateurs locaux, protecteurs de la nature, politiciens) ont des intérêts variés qui mènent à des menaces pesant sur l’écosystème, ainsi qu’à des questions sociales liées à l’utilisation des terres et de l’eau. L’étude multipartite menée par Luc Janssens de Bisthoven (CEBioS, Institut royal des Sciences naturelles de Belgique) s’est concentrée sur les problèmes de gestion, dans le cadre du programme MAB (Man and Biosphere) de l’UNESCO visant à mettre en place un développement durable dans certaines zones sensibles. L’analyse a identifié les axes prioritaires suivants : utilisation et distribution de l’eau, participation des parties et gouvernance, afin d’évoluer vers une gestion appartenant à toutes les parties concernées et ayant un impact positif sur le développement durable du bassin du lac Manyara.

Atelier sur le Lac Manyara avec toutes les parties concernées © IRSNB/CEBioS

Le lac Manyara est un lac salé et peu profond d’une surface variable (maximum 480 km2) au cœur d’une réserve de Biosphère de l’Unesco dans la vallée du Grand Rift, au Nord de la Tanzanie. Il est situé dans un bassin sans débouché naturel, alimenté par 9 rivières. Le parc national du lac Manyara est une zone critique de biodiversité bien connu. Il abrite plus de 390 espèces d’oiseaux et est donc classé comme Zone Importante à la protection des oiseaux. Plus de 200 espèces de mammifères coexistent dans le parc, et une grande variété d’espèces de poissons menacées parcourent ses eaux.

L’observation de la diversité de la nature peut aussi être combinée avec des visites aux iconiques communautés pastorales Massaï. Il n’est donc pas surprenant que le Parc National du lac Manyara fasse partie du fameux « circuit safari du Nord » qui attire de nombreux touristes chaque année, contribuant au développement économique de la région.

Martin-pêcheur huppé, Parc national du lac Manyara © IRSNB/CEBioS

Le défi de gestion Manyara

Toutefois, la gestion de ce lac s’est révélée être un défi puisqu’il est un épicentre d’activité humaine, avec environ 18 000 habitants (recensement de 2015) autour du lac qui en dépendent. Le lac en lui-même est utilisé pour la pêche, le Nord et la vallée du rift au Sud du lac sont caractérisés par l’agriculture d’irrigation, les hautes terres sur tout le bassin versant sont principalement utilisées par diverses ethnies pour de l’agriculture fluviale et la savane, plus sèche, est utilisée par les pasteurs (principalement Massaï) pour le pâturage des bestiaux. Si le lac Manyara est donc crucial pour la région, il a été démontré qu’il souffrait de problèmes de nature à la fois social, économique et environnementale tels que la baisse du niveau de l’eau, l’érosion, et les conflits d’utilisation de l’eau et des terres.

Les problèmes identifiés affectent la biodiversité (p.e. mortalité massive des flamants et d’autres espèces qui dépendent du lac) ainsi que la situation social et économique. Cela crée un cercle vicieux dans lequel les conflits liés à l’eau augmentent entre les groupes humains ainsi qu’entre humains et faune, et les revenus du tourisme sont également réduits. Ceci, à son tour, influence la perception qu’ont les gens des actions de conservation.

Brainstorming lors d’un atelier sur le Lac Manyara avec toutes les parties concernées © IRSNB/CEBioS

Identification des problèmes et de solutions

Pour les scientifiques et les gestionnaires, le défi consiste à combiner les besoins de la population et la nécessité de protéger la biodiversité. La recherche menée pour identifier des actions-clé pour le développement du bassin du la Manyara propose une approche unique, plurielle et multifocale. Elle est le résultat de deux ateliers participatifs qui ont eu lieu en décembre 2015 et 2016 et ont réuni 40 participants et 13 structures de plusieurs disciplines scientifiques, des ONG et des acteurs locaux. Ensemble, les participants ont identifié 12 problèmes sur lesquels se pencher : les facteurs démographiques, l’envasement, l’érosion, l’assèchement des rivières, la déforestation, la destruction des sources d’eau, l’activité humaine autour du lac, le captage de l’eau avant qu’elle n’atteigne le lac, les fortes pluies qui causent l’érosion, l’évaporation, le piétinement et le pâturage. Ils ont pu par la suite proposer un système d’aide à la décision au service d’un plan de gestion intégré. Les résultats ont été publiés dans le Journal of Environmental Management en avril 2020.

Cogestion et conservation

L’analyse a identifié les axes prioritaires suivants : utilisation et distribution de l’eau, participation des parties concernées et gouvernance. Le fait que le bassin du lac Manyara n’ait pas sa propre compagnie des eaux et que le bassin hydrographique du lac Manyara soit géré par différentes autorités (selon des échelles spatiales et opérationnelles qui se chevauchent) peut entraîner des divergences dans les options de gestion. Cela laisse la porte ouverte à une zone grise d’interprétation et d’application et peut entraîner de la corruption et des conflits d’utilisation des terres.

« Notre étude vise à donner une impulsion continue pour encourager toutes les parties à mobiliser des politiques et des ressources nationales et internationales adéquates. Cela doit se faire dans un contexte de confiance ou de plaidoyer honnête pour développer un système d’aide à la décision avec une vision holistique et transformatrice », déclare Luc Janssens de Bisthoven, auteur principal de l’étude et coordinateur du programme CEBioS (Capacities for Biodiversity and Sustainable development) de l’Institut royal des Sciences naturelles de Belgique. « Il s’agit de la seule voie vers une gestion appartenant à toutes les parties prenantes et ayant un impact positif sur le développement durable du bassin du lac Manyara ».

Hippopotame, Parc national du lac Manyara © IRSNB/CEBioS

L’article sur la situation socio-économique de la réserve de Biosphère du lac Manyara dans le Journal of Environmental Management est l’aboutissement d’un projet Nord-Sud financé par VLIR-UOS, produit par Prof. Luc Brendonck (KU Leuven), et co-produit par Luc Janssens de Bisthoven (CEBioS), et fait partie des activités EVAMAB financées par BELSPO afin de soutenir le programme UNESCO Man and the Biosphere. Des chercheurs de l’UHasselt, de l’Open University of the Netherlands et d’autres ont aussi participé à ces travaux.  

Développement du protocole pour construire un salinothermomètre

17/01/2020

Rapport: Syvain Gozingan, Katrijn Baetens

Récupération du capteur Arduino de deux sondes de température d’une sonde de la salinité.

Le 16/01/2020 à 20h24mn, le système a été allumé, et il a été mis dans le bassin à 20h 32mn. La tension aux bornes du système était de 10.85 V . Le système  a été récupéré le 17/01/2020 à 10h55mn. On note que la boîte est étanche, le circuit du système reste allumé avec une tension de 10.33 aux bornes des piles.

The sensor survived the night in the bassin and delivered some good results

L’analyse des données est présentée sur les figures ci-dessous.

Salinity in the fresh water bassin of the institute containing several catfish. The salinity is slightly increasing during the night with some peaks in the morning. This is probably related to feeding time of the fish, but needs further investigation.

Protocole de la conception du thermomètre salin

Ce protocole permettra à un concepteur de réaliser de nouveaux capteurs faciles et efficaces.

 

 

Finalement, on a réussi

16/01/2020

Rapport: Sylvain Gozongan, Katrijn Baetens

Aujourd’hui, on a finalement réussi la construction d’un thermomètre salin.

Bonne méthode de soudage

Médard a trouvé une meilleure façon de souder les bornes du système Arduino Nano. Il a donc soudé les bornes de 10 Arduino.

Bonne validation des mesures du salinomètre développé par notre équipe

Le system Arduino du salinomètre et de la température avec clous a été calibré, et les résultats sont comparés aux résultats du multi paramètre pro-2030 (voir le tableau ci-dessous).

a-) Avant calibration

Variable (Eau salée) Salinité (PPT) Température °C
multi paramètre pro-2030 19 29.1
Arduino 29.78 28.81
Variable (Eau douce) Salinité Température °C
multi paramètre pro-2030 0.09 psu 29.4
Arduino 0.09 ppm 29.19

b-) Après calibration

Variable (Eau salée) Salinité (PSU) Température °C
multi paramètre pro-2030 19.38 27.7
Arduino 19.82 27.52
Variable (Eau douce) Salinité (PPT) Température °C
multi paramètre pro-2030 0.10 27.3
Arduino 0.6 27.12

Développement d’un capteur amélioré

The new sensor system. Note the container with a more practical format, the extra thermometer and the salinity meter (blue wires)

Test du nouveau capteur dans le bassin de l’institut IRHOB

After a week of hard work we can finally put the system to the test

 

Salinomètre basé sur la conductivité (deux fils électroniques)

15/01/2016

Rapportage: Médard Honfo, Katrijn Baetens

Après les nombreux travaux des deux jours précédents et les difficultés rencontrées avec le salinomètre de la marque ufire nous avons décidé de développer un salinomètre basé sur la mesure de la conductivité dans un circuit fermé par l’eau. Voici le schéma utilisé pour notre ensemble:

Electricity schemes used for creating or salinity and temperature meter

Voici notre salinomètre:

Our salinity meter developed on the basics of electrical conductivity

Quelques difficultés à résoudre

14/01/2020

Rapport: Wilfried Sintonji, Katrijn Baetens

Vérification de la tension aux bornes des batteries branchées la veille n’etait pas fiable

A notre arrivée aujourd’hui, les deux capteurs étaient toujours allumés. Le système de batterie montée en série était allumé de 18 heures 54mn la veille jusqu’à ce jour à 09 heure 39mn. Deux des piles du système en parallèle étaient très faibles et de l’eau en coulait. Donc les résultats ne sont pas fiables.

Imperfections dans la méthode de soudure

Par la suite, tous les capteurs de température et de salinité réalisés ont montré dans l’ensemble un bon fonctionnement, sauf que le nouveau Arduino était difficile à utiliser, à cause de la perfection de la soudure.

Salinomètre de Ufire difficile à installer

Aujourd’hui, on a trouvé un code pour installer le salinomètre, mais on n’a pas réussi à produire des résultats.

The ufire salinity meter branched to the Arduino development board

Enfin, de nouvelles boites ont été immergées dans l’eau afin de tester leur étanchéité.

Deuxième partie du projet : ajouter un compteur de salinité, plusieurs thermomètres et trouver une solution pour la durée de vie des batteries

13/01/2020

Rapporteur: Wilfried Sintondji, Katrijn Baetens

Il s’est tenu ce jour, 13 Janvier 2020 à l’Institut de Recherches Halieutiques et Océanologiques du Benin (IRHOB), une première séance d’activité dudit projet dans le cadre de la deuxième mission au Bénin du Dr. Katrijn BAETENS selon l’ordre du jour ci-après:

  • Inventaire des matériaux apportés par Dr. Katrijn BAETENS au Bénin.

  • Réparation et programmation de capteur à trois thermomètres avec un nouveau code.

  • Fabrication du nouveau capteur à trois thermomètres.

  • Fabrication du salinomètre.

  • Recherche de solution de batterie pour les capteurs.

Au bout de cette journée, nous avons pu réaliser et programmer des capteurs à plusieurs thermomètres avec un nouveau code adapté. Un nouveau capteur à trois thermomètres a été réalisé par la suite puis testé avec le code.

Two thermometers attached to the arduino so temperature can be measured at different heights in the water column
Batteries in series to power the system
2 batterie packs of 8 AA’s organized in parallel to feed our system

Pour résoudre le problème de batterie, nous avons monté deux nouveaux dispositifs constitués des piles de 1,5v. Le premier dispositif est constitué de huit (08) piles toutes montées en série alors que le second dispositif est constitué de deux paires de huit piles (montées en série) toutes montées en dérivation. Le premier dispositif fournissait une tension aux bornes de 9,45v alors que le second dispositif avait une tension aux bornes de 12,86v. Chaque dispositif de batterie réalisé était soumis à l’alimentation d’un capteur à plusieurs thermomètres. Les résultats des performances des batteries seront constatés le lendemain.

Test du système

Vendredi le 11 Octobre 2019

Rapportage et photos: Medard Honfo, Katrijn Baetens

Après plusieurs jours de travail à l’IRHOB, trois systèmes embarqués à thermomètre ont été conçus par Katrijn, Zacharie, Sylvain , Wilfried et Médard. Hier, on a constaté que les résultats du système étaient stables, et il n’y avait plus de coupure d’électricité pendant les 24 heures. Alors, nous sommes confiants pour opérationnaliser les capteurs. Après ces dernières vérifications, l’équipe et Mr Victor Okpeitcha, un ingénieur océanographe qui travaille au IRD/IRHOB ont pris une pirogue pour aller déposer les thermomètres dans trois stations. Un dans le chenal, un au centre du lac et un à l’ouest. Les stations sont toutes installées à côté d’une station existante de l’IRD/IRHOB pour permettre de valider notre système . Voir la carte pour les positions exactes.

Carte des trois positions
Station 1 (jeune) au milieu du chenal
Station 2 (orange) au centre du lac, pas facile à installer, heureusement des pêcheurs locaux nous aident.
Station 3: Station permanent de IRD/IRHOB (bleu)

Installation des capteurs:

Etape 1 : fixer le tuyau dans l’eau

Etape 2 : mettre le capteur dedans

Etape 3 : fermer le tuyau

Fixer nos capteurs dans le lac

Les étudiant de l’IRHOB ont construit le capteur eux-mêmes

Jeudi, le 10 Octobre 2019

Rapportage: Wilfried Sintonji

Photos: Katrijn Baetens et Wilfried Sintonji

Aujourd’hui, deux nouveaux thermomètres ont été fabriqués, testés puis soudés par les étudiants. A cet effet, d’autres boites payées en remplacement de celles conventionnelles ont été préparées puis testées.

Réussite du test d’étanchéité de la boîte fabriquée avec des matériaux locaux.
Les étudiants (Medard, Wilfried et Sylvain) travaillent ensemble pour programmer leur capteur.

Après plusieurs jours d’erreur d’installation du module internet, cette cinquième séance de travail a favorisé la réussite de l’nstallation du module internet. Ce module internet nous permet de recevoir des messages GSM venant de nos capteurs quel que soit le lieu où il est installé. Pour la plupart de ces essais, les messages GSM que nous recevions grâce à notre système de capteur étaient vides. Nous pouvons désormais nous réjouir de cet acquis.

Les premiers messages envoyé par le capteur qui n’étaient pas vide.

Enfin, le système de thermomètre préalablement déposé hier à 17h47 a été récupéré au port autonome de Cotonou pour être lu le lendemain.