Géographie physique
des déserts du globe
L’Eau et la Vie Végétale
et Animale
Sommaire :
1) Les ressources en eau
1.1) L’eau de surface endogène
1.2) L’eau souterraine
1.3) L’eau des fleuves traversant le désert
1.4) Autres ressources en eau dans le désert
2) La vie animale et végétale
2.1) Les spécificités des conditions écologiques
2.2) Les stratégies d’adaptation des végétaux
2.3) Les grands types de formations végétales
2.4) La vie animale dans les déserts
1) Les ressources en eau dans les déserts
On a classé les déserts par rapport à leur indice d’aridité. Il n’en demeure pas
moins que l’eau est présente dans les déserts :
• dans des points d’eau permanents, associés à l’émergence d’une nappe
phréatique dans des creux topographiques (oasis) ;
• sous une forme souterraine, dans les formations géologiques aquifères ;
• dans l’air atmosphérique (rosée, brouillards) ;
• dans des cours d’eau temporaires, aux crues spasmodiques et dévastatrices
(oueds) ;
• dans des fleuves permanents qui traversent ou bordent les zones de désert
(Nil, Niger, Colorado…) ;
• dans les océans et les mers (eau salée nécessitant son dessalement
préalable).
1.1) L’eau de surface endogène
Types de ressource en eau de surface
• Eaux stagnantes :
dans des mares rarement pérennes ;
dans des grandes vallées fossiles ;
dans les retenues naturelles des massifs montagneux (associées
à des sources).
• Eaux de ruissellement :
écoulements intermittents (oueds)
Eaux de surface stagnantes
Tozeur, Tunisie
OASIS : Point d’eau permanent, îlot
de vie et de culture dans le désert.
Eaux de surface stagnantes
Eaux de surface stagnantes
Les eaux de surface enregistrent les variations pluviométriques inter-annuelles :
• sur le cours terme ;
Eaux de surface stagnantes
• à l’échelle historique ;
Comparaison des niveaux du lac Tchad (Maley 1981) (altitudes absolues) et du lac
Naivasha, Kenya (profondeur du lac, adapté de Verschuren & al. 2000) au cours du
dernier millénaire, en années calendaires AD. Pour la courbe du lac Tchad, les chiffres
1 à 8 correspondent à la position des échantillons palynologiques, les chiffres
romains I, II et III à des niveaux datés par le radiocarbone (valeurs moyennes
calibrées), les lettres de a à i, à diverses données historiquement datées.
Eaux de surface stagnantes
• à l’échelle géologique.
Eaux de surface stagnantes
Désert de Mohave
(USA),
il y a 10.000 ans…
Désert de Mohave
(USA),
… Aujourd’hui
Eaux courantes
Pendant la saison des pluies, en Août, le désert n’est pas
complètement sec, de petits cours d’eau traversant le désert de
Gobi.
Eaux courantes
Australie (Cooper R.)
Australie (Cooper R.)
Eaux courantes
Le bon usage de l’eau par les
populations, le long du corridor fluvial,
permet l’irrigation et le développement
d’une agriculture de subsistance.
Vallée du Draa (Maroc)
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Un des projets d’irrigation (souvent abandonnés) du désert de l’Atacama.
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1.2) L’eau souterraine
• Eau d’inféroflux, dans les formation superficielles où s’écoule
du ruissellement hypodermique. Des oasis témoignent de leur
présence. Ils sont localisés dans les bajadas, dans le
prolongement des vallées de montagne ; on les trouve aussi en
couronne autour des massifs isolés (Hoggar) ;
• Eau des nappes profondes, souvent fossiles et exploitées
traditionnellement (foggaras horizontales, puits artisanaux
jusqu’à 100 m de profondeur …) ou par des forages modernes
(USA, E.A.U., Koweit …).
Eaux souterraines d’inféroflux
Eaux souterraines profondes
Principaux aquifères en Afrique septentrionale
Eaux souterraines profondes
Aquifères profonds dans des grès au Moyen-Orient
Eaux souterraines profondes
La Ménara (Marrakech)
Systèmes traditionnels
d’alimentation et de stockage de
l’eau en zone semi-désertique :
les foggaras du piémont du
Haut-Atlas central (Maroc).
Eaux souterraines profondes
Puits et systèmes traditionnels
de remontée d’eau,
progressivement remplacés par
des moto-pompes.
Eaux souterraines profondes
Forages pour l’eau dans le sud
de la Californie (désert
Mohave).
Eaux souterraines profondes
Irrigation par les systèmes modernes
d’aspersion aux USA et au moyen-Orient
Eaux souterraines profondes
Projet de dérivation des eaux du Colorado dans un aquifère du désert de
Mohave (Sud Californie)
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Fleuves en zone désertique
Delta intérieur du Niger
1.3) L’eau des fleuves traversant le désert
• Ces cours d’eau naissent dans des zones soumises à des climats
tempérés (Colorado, Tigre et Euphrate) ou tropicaux humides (Nil,
Niger, Sénégal) et suivent un cours qui leur fait traverser des zones
désertiques ou semi-désertiques.
• Dans leur traversée, ils perdent une part importante de leur débit par
évaporation (Ex. Niger).
• Ils permettent l’irrigation selon des techniques traditionnelles (culture
d’inondation) ou moderne (réseau d’irrigation gravitaire).
• Ils constituent une ressource en eau indispensable pour les pays
situés en zone désertique (Sud Californie, Nil, Tigre et Euphrate)
Le Niger
Variations amont-aval du débit moyen du Niger
Le Niger
Tombouctou
Le delta intérieur du Niger
La surface totale couverte par le delta intérieure
(réseau de bras, d’affluents, de marais et de lacs)
peut atteindre 30.000 km2 pendant la saison de
crue. La rivière perd alors près des 2/3 de son
écoulement entre Ségou (km 900 / source) et
Tombouctou (km 1500) par stockage et
évaporation (aggravée du fait que le fleuve
touche la limite sud du Sahara au niveau de la
boucle du Niger). En aval de ce point, les
affluents ne parviennent pas à compenser les
pertes subies dans le delta du Niger. La perte
annuelle par évaporation est estimée en moyenne
à 31 km3/an, mais varie considérablement d’une
année à l’autre (46 km3 pendant la période
humide de 1969 et seulement d’environ 17 km3
Delta intérieur du Niger en 1973).
Le Niger
Pont Kennedy à Niamey sur le
fleuve Niger
Variations du débit du
fleuve Niger à Niamey
avec l’arrivée de la saison
des pluies
Le Colorado
Barrage Hoover
Le Colorado fournit de l’eau à 18
millions de Californien du Sud
Le Colorado
Colorado R. (USA)
Le Colorado
Lac Powell
Impact hydrologique de la
régulation par les barrages
sur le fleuve Colorado (USA)
Le Nil
Partie Sud du fleuve Nil
Le Nil
Lac Nasser
Barrage d’Assouan
L’irrigation en milieu aride et son impact
Cette image montre la
progression des zones irriguées
et soumises à la salinisation
des sols dans le désert du Thar,
Radjasthan, Inde.
L’irrigation en milieu aride et son impact
Mécanismes de salinisation des sols en zone aride
Salinisation naturelle des sols par :
• Précipitations salées dans les
zones côtières (6-8 kg/an.ha) ;
• Remontée d’eau de nappes salées
près de la surface (< 2 m) ;
• Remontée d’eau de nappe douce
dissolvant du sel contenue dans la
formation géologique ;
• Présence de sel en surface
provenant d’ancienne mers
intérieures asséchées depuis
plusieurs millions d’années ;
En zone aride, la faiblesse des
précipitations annuelles interdit tout
lessivage et évacuation du sel
L’irrigation en milieu aride et son impact
Salinisation artificielle des sols par Problèmes apparaissant lorsque le
l’irrigation : volume d’eau d’irrigation excède
• Arrosage par de l’eau d’irrigation celui de l’évapotranspiration
partiellement salée ;
• Irrigation intensive provoquant la
recharge des nappes souterraines
et l’élévation des niveaux de la zone
saturée jusqu’à atteindre la sub-
surface, voire la surface :
• si la nappe est salée, les
problèmes potentiels existent déjà ;
• si la nappe est d’eau douce, l’eau
en s’élevant dissout le sel contenu
dans les roches et sale la nappe ;
Le sel est toxique pour les plantes ;
Certaines espèces s’y sont
adaptées et le tolèrent (halophytes)
Pression sur la ressource : « GAP project »
Barrage Ataturk
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1.4) Autres ressources en eau dans les déserts
Pièges à brouillard sur la côte Nord chilienne
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Dessalement de l’eau (mer ou nappes salées)
Deux procédés majeurs de dessalement :
1) La distillation (60% des installations ) ;
2) L’osmose inverse (40% des installations).
• Production du Moyen Orient
supérieure à 100.000 m3/jour.
• Coût d’extraction en forte
baisse (parfois < 1€/m3)
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Un autre moyen moins
conventionnel…
…la danse de la pluie
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2) La vie animale et végétale
2.1) Les spécificités des conditions écologiques
A) L’eau au niveau du sol
• Une plus faible Ha et Hr au sol qu’à 2 m de hauteur, point de mesure
climatologique ;
• De fortes précipitations « occultes » (condensation de fin de nuit) qui
perturbent le bilan hydrique ;
jusqu’à 400 cm3/m2 d’eau de rosée récoltée par nuit en Egypte.
• De forte teneurs en sel, d’où une adaptation relative de la vie à des
conditions de salinité de l’eau disponible
B) D’importants contrastes thermiques au sol :
• Surchauffe du sol non protégé par de la végétation
Température du sol en climat tempéré
Nature du terrain Variation de température Amplitude thermique
(juin)
Sable nu 9 à 31°C 22°C
Couverture herbacée 13 à 29°C 16°C
250 Maxi
• Fort gradient vertical de température au sein du 200 Mini
sol 150
Hauteur/sol (cm)
sol beaucoup plus brûlant que l’air 100
forte décroissance thermique avec la
50
profondeur
gel du sol en hiver dans les déserts chauds 0
0 10 20 30 40 50 60 70
(ex. –20 cm D. Mohave), voire présence de -50
permafrost fossile dans les déserts -100
continentaux ou d’altitude (Gobi, Tibet…) Tem pérature (°C)
Températures du sol (Israël)
C) Rôle des conditions édaphiques
• Roche mère (hamadas)
• Alluvions grossières (oued)
• Sable (erg)
• Sol humique (palmeraie)
En résumé, les formes de vie des déserts doivent être capables de résister à :
• la sécheresse de l’air,
• la forte radiation solaire,
• une faible présence d’eau, souvent salée et à puiser en profondeur
• des sécheresses, parfois de plusieurs années,
• d’énormes contrastes thermiques, tant dans le temps que dans l’espace
(gradient thermique vertical)
• contraintes liées au gel
• effets du vent et de l’instabilité du substrat (ergs)
le « cahier des charges » est aussi sévère qu’en milieu montagnard ou
circumpolaire.
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2.2) Les stratégies d’adaptation des végétaux
Rapidité du cycle vital (de la germination à la fructification) pour tenir compte de la faible durée
de la période humide (les plantes vivaces (Géophytes et les Théraphytes) apparaissent et
disparaissent en quelques jours).
Réduction du nombre de feuilles et de la surface foliaire (pour diminuer l’évapotranspiration) Ex.
les épines et les poils des Cactées sont des feuilles…
Chute du feuillage pendant la période sèche (permet de limiter l’évapotranspiration).
Développement de l’appareil racinaire (la biomasse est très majoritairement souterraine et de ce
fait résiste mieux à la chaleur et la sécheresse).
Accumulation de l’eau dans les tissus (réserves des plantes succulentes comme les Cactées,
formes en coussinets, en raquette, en candélabre…).
Les « vivaces »
« Les succulentes »
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2.3) Les grands types de formations végétales
• Une très grande pauvreté en espèces :
Ex. Sahara, 1200 espèces de phanérogames (l'ensembles des plantes qui
se reproduisent par l'intermédiaire de fleurs et de graines) ;
Sahara central, 500 espèces tout au plus.
• Un fort endémisme (jusqu’à 20% dans le Sahara occidental ou dans les massifs
montagneux)
Deux grandes caractéristiques du tapis végétal :
• sa discontinuité spatiale (taux de recouvrement fort variable) ;
• sa stratification (organisation verticale) généralement limitée à deux strates
(herbacée et arbustive, en raison des contraintes hydriques).
Source : Ozenda, 1982 Désert de Turkménie Steppes de Syrie
(recouvrement 10%) (Recouvrement 20%)
Biomasse totale 1,76 t/ha.an 4,43
Parties souterraines 1,04 1,21
Parties aériennes 0,52 2,12
permanentes
Parties aériennes 0,20 1,10
A titre de comparaison, la biomasse de la prairie tempérée est de 20 t/ha.an dont 50% de biomasse aérienne
Stratification verticale et recouvrement selon le type de formation végétale
Strate arbustive Strate herbacée
Hauteur Recouvrement Hauteur Recouvrement
Brousse 0,1 – 8,0 m 25-100% - -
Steppe 0,1 – 2,0 m 0-25% 0,0-2,0 m 10 - 50%
Désert 0,0-1,0 m 0-25% 0,0 – 0,5 m 0 – 10%
Source : Demangeot & Bernus (2001, modifié)
Paysages sans végétation
Végétation diffuse an Niger
Jordanie
Maigre steppe à graminées
Steppe à fort taux de recouvrement et cactées (Mohave, USA)
Fourrés xérophiles dans le désert d’Arizona
Caatinga (NE Brésil)
Chaparral, sorte de brousse
arbustive plus ou moins ouverte et
une strate herbacée potentielle
souvent desséchée par
l’insuffisance d’humidité (USA)
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2.4) La vie animale dans les déserts
L’adaptation des animaux au milieu est toujours moins apparente que pour la végétation
en raison de leur aptitude à se déplacer.
Types d’adaptation :
• morphologique ;
• physiologique ;
• éthologique (mode de vie).
Adaptations morphologiques : peau nue ou pelage ras, couleur fauve ou sable,
mélanisme (couleur noire des reptiles et insectes), mimétisme (couleur du milieu),
adaptation des mammifères à la course et au saut (gerboise, rat-kangourou, kangourou) ;
hypertrophie de la bulle tympanique (oreille moyenne) chez les rongeurs.
Adaptations physiologiques : métabolisme de l’eau (emmagasinage) (ex. le chameau :
170 l permettant de se passer d’eau pendant une dizaine de jours) ; métabolisme des
graisses chez l’antilope Addax (permettant de fabriquer de l’eau (107g d’eau pour 100 g
de graisse)) ; épaississement des déjections (acide urique cristallisé) ; déshydratation
poussée (araignées capables de supporter plusieurs années de sécheresse absolue, puis
de revivre) ; adaptation directe de l’humidité de l’air par la peau (Moloch horridus
d’Australie).
Adaptations éthologiques :
• vie dans le sous-sol, les anfractuosités de la roche, dans des terriers (microclimats
générant des cohabitations entre espèces) ;
• activité nocturne (seuil léthal vers 50°C)
• associations trophiques (insectes, oiseaux vivant sur des succulentes, serpentaire se
nourrissant de serpents etc…)
• hibernation dans les déserts très froides d’Asie centrale ;
• migrations (gazelles du Sahara…)
Scorpion
Lézard à collerette
Moloch d’Australie
Dromadaire
Chameau
Fennec, au pelage sable
Gerboise ayant
la capacité à
convertir des
graines sèches
en eau
(Vie nocturne)
Crotale californien Crotale se
déplaçant en
reposant sur son
menton et une
boucle de son
corps pour éviter
un trop grand
contact avec le
sol surchauffé
Vipère à corne (Sahara)
Ces vipères vivent une grande
partie de leur temps enfouies dans
le sable pour résister à la très forte
température du sol, ne laissant
apparaître que leurs yeux
(surmontés de « cornes » jouant le
rôle de paupières) et leurs narines.
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