Integration of hydro-climatic data and land use in neural networks for modeling river flows: Case of Lobo river in the southwest of Cote d’ivoire

In a context of climate disruption due to uncontrolled human activities, the classical models of rainfall - runoff modeling are almost unusable. In addition on the Lobo River (Southwest of Côte d’Ivoire), no simulation study has been carried out yet despite that, this river has flooded fields and villages causing huge losses in September 2007. Neural networks appear in this case as a solution for simulating flows in the context of non-linearity between rainfall and flow of this river. Climatic data (rainfall, temperature and PET) and land use will be phased in neural models to simulate monthly flows of the river Lobo. Four (4) neuronal model variants were constructed from three (3) hydro-climatic parameters (rainfall, potential evapotranspiration and flow) and the land acquired from Landsat ETM + 1990 and ETM + 2000. Two types of models have been created: the unguided model and the guided model. The simulation with the unguided model did not provide a satisfactory result. In effect, the value of Nash is only 22.90%. However, the NASH value of the guided model is much better than the previous one (85.01, 83.38 and 84.05%). These results help to highlight the importance of land use on the performance of neural networks. This study also demonstrated the ability of artificial neural networks to simulate the nongauged river flows in the context of climate disruption.Key words: Côte d’Ivoire, Lobo, multilayer perception, remote sensing, simulation, hydrology, model, neuron, flow

Application des réseaux de neurones formels pour la prévision des débits mensuels du Bandama blanc à la station de Tortiya (Nord de la Côte d’Ivoire)

Plusieurs travaux témoignent de la capacité des réseaux de neurones à modéliser les débits des rivières. Malheureusement on ignore actuellement si ces modèles neuronaux sont performants pour la prévision du binôme pluie-débit en régime tropical humide en général et particulièrement sur le Bandama Blanc dans le Nord de la Côte d‟Ivoire. Ce travail de recherche permettra de vérifier l‟efficacité des réseaux de neurones formels pour la prévision des débits mensuels du Bandama Blanc à partir de la relation pluie-débit qui est non-linéaire. Trois modèles de réseaux de neurones ont donc été optimisés afin d‟atteindre cet objectif. Une base de données composée du débit, de la pluie, de la température et de  l‟Evapotranspiration Potentiel (ETP) au pas de temps mensuel à été utilisée comme entrée de ces modèles.Ces données ont été normalisées entre 0 et 1 et subdivisées en deux blocs : un premier bloc composé des 2/3 des données (1971-1988) pour l‟apprentissage et un second bloc composé du 1/3 des données (1989- 1997) pour la validation. Ces modèles ont été optimisés avec l‟apprentissage supervisé. Le critère de Nash-Sutcliffe et le coefficient de corrélation (R) ont été utilisés pour tester la performance de ces modèles. Les résultats obtenus montrent que tous les modèles expriment plus de 70% de la variation des débits du Bandama Blanc à Tortiya. Pour tous ces modèles, les valeurs du critère de Nash-Sutcliffe calculées sont nettement supérieures à 70% et les coefficients de corrélation de Pearson sont très élevés et supérieurs à 0,80. Mais, malgré ces bonnes performances, les débits extrêmes sont généralement mal modélisés.Mots-clés : modélisation, apprentissage, perceptron multicouches, rivière

Caractéristiques physico-chimiques d’une lagune côtière tropicale : lagune de Fresco (Côte d’Ivoire)

Les variations saisonnières des paramètres physico-chimiques et hydrologiques de la lagune de Fresco ont été mesurées durant deuxcycles annuels sur cinq stations. Il en résulte que la température, le pH, l’oxygène dissous et les sels nutritifs sont homogènement répartie sur le plan d’eau lagunaire. La distribution de la salinité et des MES y est hétérogène et permet de délimitée deux zones :- une zone océanique qui se comporte comme une baie avec des eauxpeu renouvelées et un faible hydrodynamisme. Elle représente plus des 2/3 de la superficie de la lagune de Fresco ;- une zone continentale où l’influence des apports des rivières côtièresBolo et Niouniourou est très marqué. Les conclusions de cette étude permettent de classer la lagune de Fresco dans le système lagunaire Ebrié.Mots-clés : Hydrologie, physico-chimie, sels nutritifs, variations saisonnières, lagune côtière, Fresco, système lagunaire Ebri

Étude hydrochimique et microbiologique des eaux de source de l’ouest montagneux de la Côte d’Ivoire : Cas du village de Mangouin-Yrongouin (souspréfecture de Biankouman).

Objectif : Évaluer la qualité physico-chimique et microbiologique des eaux de source du village de Mangouin-Yrongouin dans la localité de Biankouman (Côte d’Ivoire). Méthodologie et résultats : Pour la réalisation de cette étude, la méthode utilisée repose sur des relevés piézométriques de la nappe phréatique, des analyses physico-chimiques et microbiologiques des eaux. Les résultats issus de ces analyses ont été traités à l’aide de techniques hydrochimiques (diagramme de Piper). L’analyse statistique multivariée dont l’Analyse en Composantes Principales (ACP) et la Classification Hiérarchique Ascendante (CHA) a également été utilisée pour la mise en évidence des phénomènes de minéralisation des eaux de ladite localité. L’étude piézométrique montre que le niveau statique de la nappe phréatique varie de 0,48 m à 4,52 m, avec une moyenne de 1,24 m. Les eaux sont acides, avec un pH qui varie de 4,85 à 6,01. Elles sont faiblement minéralisées, avec une conductivité électrique moyenne de 152,90 μS/cm. Dans la zone d’étude, les eaux sont chlorurées calciques. Les analyses chimiques révèlent que les eaux de Mangouin-Yrongouin sont dépourvues d’iode. L’analyse des métaux lourds montre qu’en dehors du fer et du Ni qui présentent des teneurs supérieures à la valeur guide OMS qui est respectivement de 0,3 mg/L et 0,07 mg/L, les autres métaux étudiés sont pratiquement inexistants dans les eaux. Sur le plan microbiologique, les eaux de source contiennent de forts taux d’Escherichia coli (400 à 500 ufc/100 ml) et de Clostridium perfringens (100 ufc/20 ml à 1500 ufc/20 ml). La minéralisation des eaux est contrôlée par les phénomènes tels que le pluviolessivage des sols, l’hydrolyse acide des roches et l’apport lié aux activités anthropiques. Conclusion et applications : Cette étude montre que les ressources en eau de Mangouin-Yrongouin sont soumises à une pression anthropique importante. La consommation de ces eaux en dehors de tout traitement présente des risques sanitaires pour les populations. Mot clés : Assainissement, eaux de source, pollution, Hydrochimie, Environnement, Éléments Traces Métalliques

Distribution of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in a tropical coastal lagoon (Grand-Lahou lagoon, Côte d’Ivoire)

The distribution of 8 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the surface sediments of the Grand-Lahou lagoon (Côte d’Ivoire) was investigated using a high performance liquid chromatography (HPLC). The total concentrations of PAHs were between 1.55 and 437.52 μg/g in the dry season. Pyrene, benzo (b) fluoranthene and fluoranthene have the highest concentrations. In the rainy season, the total PAHs concentrations varied between 46.35 and 1222.73 μg/g. Pyrene, benzo (a) pyrene and benzo (a) anthracene were the most present in the sediments of the lagoon of Grand-Lahou during the wet season. Possible sources of PAHs in the  lagoon of Grand-Lahou are oil and fuel spills from ships and fishing boats, combustion of waste, domestic waste disposal and especially the production of charcoal on the Grand-Lahou lagoon shores. A clear dominance of high molecular weight (HMW) PAHs (pyrene, Benzo (k) fluoranthene, Benzo (a) pyrene, indeno (1,2,3-cd) pyrilène, Benzo (g, h, i) pyrilene, Benzo (a) anthracene , Benzo (b) fluoranthene) was observed compared to low molecular weight (LMW) PAHs (fluoranthene).Keywords: Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH), coastal lagoon, pollution, West Africa

Caractérisation hydrogéochimique et microbiologique des ressources en eau du site d’un Centre d’Enfouissement Technique (CET) de Côte d’Ivoire: Cas du CET de Kossihouen dans le District d’Abidjan (Côte d’Ivoire)

Le site de Kossihouen qui est la zone d’étude est le secteur de la construction du futur Centre d’Enfouissement Technique (CET) du District d’Abidjan. Durant cette étude, les ressources en eau de la zone ont été caractérisées afin de mettre en évidence leur relation avec les environnements humain et naturel. Pour sa réalisation, une série d’analyses a été réalisée sur les ressources en eaux de la zone. Il s’agit des analyses physico-chimiques et microbiologiques effectuées sur des échantillons prélevés dans les rivières, les marigots, les puits et les forages sur le site et dans ses environs. Les résultats de ces analyses ont été traités à partir d’une méthode hydrochimique qui utilise le diagramme triangulaire de Piper et des méthodes statistiques multivarieés dont l’Analyse en Composantes Principales (ACP) et la Classification Hiérarchique Ascendante (CHA). Les résultats de cette étude montrent que la température des eaux de la région varie entre 25,60 et 28,20 °C, avec une moyenne de 26,57 ± 0,32 °C. Les eaux sont agressives, avec un pH qui varie entre 5,21 et 6,98 unités pH, pour une moyenne de 6,19 ± 0,24. Elles sont faiblement minéralisées, avec une conductivité électrique qui varie entre 38,40 et 247 μS.cm-1,, pour une valeur moyenne de 104,81 ± 27,57 μS.cm-1. Celles-ci sont douces, avec une dureté moyenne de 4,17 °F. Les eaux du site sont riches en fer et ont des teneurs qui varient entre 0,40 et 3,60 mg.L-1,, pour une moyenne de 1,59 mg.L-1,;. Les eaux de la zone d’étude se répartissent en trois grandes familles. Il s’agit des eaux bicarbonatées calciques et magnésiennes qui sont les plus importantes (57,14%), les eaux chlorurées calciques et magnésiennes (28,57%) et les eaux chlorurées sodi-potassiques (14,29%). L’Analyse en Composantes Principales et la Classification Ascendante Hiérarchique indiquent que la minéralisation des eaux du site du CET de Kossihouen est contrôlée par trois grands phénomènes: la minéralisation temps de séjour qui se traduit par l’hydrolyse des minéraux silicatés pour les eaux souterraines (forages et puits), le pluviolessivage des sols pour les eaux superficielles (eaux de surface) et l’influence des activités humaines dans la production des déchets polluants. Cette étude montre également que les ressources en eau du site de Kossihouen sont fortement influencées par les activités anthropiques, avec la présence des coliformes fécaux de type Escherichia coli et de streptocoques fécaux qui sont la conséquence d’une pollution d’origine humaine récente.Mots clés: Analyse en composantes principales, Classification hiérarchique Ascendante, Diagramme de Piper, Hydrochimie et Environnemen

Caractérisation hydrogéochimique et microbiologique des ressources en eau du site d’un Centre d’Enfouissement Technique (CET) de Côte d’Ivoire: Cas du CET de Kossihouen dans le District d’Abidjan (Côte d’Ivoire)

Le site de Kossihouen qui est la zone d’étude est le secteur de la construction du futur Centre d’Enfouissement Technique (CET) du District d’Abidjan. Durant cette étude, les ressources en eau de la zone ont été caractérisées afin de mettre en évidence leur relation avec les environnements humain et naturel. Pour sa réalisation, une série d’analyses a été réalisée sur les ressources en eaux de la zone. Il s’agit des analyses physico-chimiques et microbiologiques effectuées sur des échantillons prélevés dans les rivières, les marigots, les puits et les forages sur le site et dans ses environs. Les résultats de ces analyses ont été traités à partir d’une méthode hydrochimique qui utilise le diagramme triangulaire de Piper et des méthodes statistiques multivarieés dont l’Analyse en Composantes Principales (ACP) et la Classification Hiérarchique Ascendante (CHA). Les résultats de cette étude montrent que la température des eaux de la région varie entre 25,60 et 28,20 °C, avec une moyenne de 26,57 ± 0,32 °C. Les eaux sont agressives, avec un pH qui varie entre 5,21 et 6,98 unités pH, pour une moyenne de 6,19 ± 0,24. Elles sont faiblement minéralisées, avec une conductivité électrique qui varie entre 38,40 et 247 μS.cm-1, pour une valeur moyenne de 104,81 ± 27,57 μS.cm-1. Celles-ci sont douces, avec une dureté moyenne de 4,17 °F. Les eaux du site sont riches en fer et ont des teneurs qui varient entre 0,40 et 3,60 mg.L-1, pour une moyenne de 1,59 ± 0,46 mg.L-1. Les eaux de la zone d’étude se répartissent en trois grandes familles. Il s’agit des eaux bicarbonatées calciques et magnésiennes qui sont les plus importantes (57,14%), les eaux chlorurées calciques et magnésiennes (28,57%) et les eaux chlorurées sodi-potassiques (14,29%). L’Analyse en Composantes Principales et la Classification Hiérarchique Ascendante indiquent que la minéralisation des eaux du site du CET de Kossihouen est contrôlée par trois grands phénomènes: la minéralisation temps de séjour qui se traduit par l’hydrolyse des minéraux silicatés pour les eaux souterraines (forages et puits), le pluviolessivage des sols pour les eaux superficielles (eaux de surface) et l’influence des activités humaines dans la production des déchets polluants. Cette étude montre également que les ressources en eau du site de Kossihouen sont fortement influencées par les activités anthropiques, avec la présence des coliformes fécaux de type Eschérichia coli et de streptocoques fécaux qui sont la conséquence d’une pollution d’origine humaine récente.Mots clés: Analyse en composantes principales, Classification Hiérarchique Ascendante, Diagramme de Piper, Hydrochimie et Environnemen

Étude des caractéristiques chimiques et microbiologiques des ressources en eau du bassin versant du N’zi : cas de la commune de N’zianouan (Sud de la Côte d’Ivoire)

Cette etude traite de la caracterisation chimique et microbiologique des eaux de la commune Nfzianouan. Cette commune, depourvue dfun systeme dfassainissement adequat et correctement fonctionnelest confrontee a un probleme de protection de ses ressources en eaux. Cfest pour mettre en evidence lfinfluence de la pression anthropique sur les eaux de la riviere Nfzi aux droits de cette localite et egalement sur les eaux souterraines que cette etude a ete initiee. La methode utilisee pour atteindre cet objectif repose sur des mesures de niveaux piezometriques de la nappe souterraine, des analyses physico-chimiques et microbiologiques des eaux. Les resultats de ces analyses ont ete traites a lfaide de la classification hydrochimique basee sur le diagramme de Piper et de lfanalyse statistique multivariee. La methode statistique a fait intervenir la Classification Hierarchique Ascendante (CHA) pour lfidentification des phenomenes responsables de la mineralisation des eaux de la region. Lfetude piezometrique montre que le niveau piezometrique de la nappe varie de 0,48 m a 4,52 m, avec une moyenne de 1,24 m. La temperature des eaux varie de 27,6 ‹C a 30 ‹C,avec une moyenne de 28,48 ‹C. La forte valeur de conductivite a ete observee au niveau des eaux souterraines (2487 ƒÊS/cm). Les plus forts taux de matieres en suspension sont observes dans les eaux de la riviere Nfzi (16 mg/L). Elles presentent une bonne saturation en oxygene dissous. Les eaux etudiees se classent en deux grands groupes. Il sfagit des eaux bicarbonatees calciques pour les eaux de la riviere Nfzi et des eaux chlorurees sodipotassiques pour les eaux souterraines. Dans ces eaux, sont egalement presentes des teneurs elevees en Elements Traces Metalliques (ETM) tels que : lfarsenic, le plomb, le chrome et le cuivre. Sur le plan microbiologique, ces eaux contiennent un fort taux de coliformes fecaux principalement lfEcherichia coli (15000 ; 12200 ; et 14500 Echerichia coli pour 100ml dfeau). Cette etude signale egalement la presence de streptocoques fecaux, de Clostridiums Perfringens et de coliformes Thermo tolerants dans les ressources en eau. Les coliformes Thermo tolerants sont les plus importants dans le milieu, avec des quantites de 24600 et de 112700 pour les eaux de la zone. Les teneurs sont plus importants au niveau des eaux souterraines (112700coliformes Thermo tolerants/100ml) qufau niveau des eaux de surface. Lfensemble des resultats obtenus montre que les ressources en eau de Nfzianouan sont generalement soumises a une pression anthropiqueimportante

Mise en place d’une base de données pour une modélisation hydrologique distribuée du bassin versant du Bandama (Côte d’Ivoire) : apport d’un modèle numérique d’altitude, de la télédétection et du SIG Physitel

Le fleuve Bandama, l’un des plus importants fleuves de la Côte d’Ivoire (Afrique de l’Ouest) est le seul dont le bassin versant est entièrement situé sur le territoire ivoirien. Il prend sa source dans le Nord du pays etcoule globalement dans une direction Nord-Sud. Son bassin versant est à cheval sur les deux principales formations végétales caractéristiques des régions tropicales : la savane (Nord) et la forêt (Sud). Le déplacement du front forêt-savane, causé par les coupes anarchiques de bois, les extensions de plantations industrielles ont eu des impacts sur le régime des écoulements (de surface et souterrains) des eaux dans cet hydrosystème. De plus, les aménagements hydrauliques (construction des barrages hydro-électriques de Kossou et Taabo) et hydro-agricoles (construction d’environ 250 barrages pour l’irrigation) ont encore desimpacts très importants sur le fonctionnement et les caractéristiques hydrogéologiques du bassin. Pour mieux comprendre le fonctionnement de cet hydrosystème et dans le contexte d’une gestion durable desressources en eau, la modélisation hydrologique du bassin versant du Bandama s’avère nécessaire. L’objectif de cette étude est de fournir les paramètres physiques du bassin versant du Bandama à partir dumodèle numérique d’Altitude (MNA) et de la télédétection, utilisables à des fins de modélisation hydrologique distribuée. La démarche adoptée comporte deux (2) étapes. La première étape consiste en la cartographie des descripteurs physiques du bassin qui influencent les processus hydrologiques tels que la topographie, le réseau hydrographique, la couverture végétale et le type de sol. A partir du module PHYSITEL et d’un Modèle Numérique d’Altitude (MNA), les cartes des pentes et des orientations des facettes sont dérivées et ensuite couplées au réseau hydrographique pour la caractérisation de la structure interne d’écoulement du bassin et la détermination d’Unités Hydrologiques Relativement Homogènes (UHRH : petits sous bassins versants utilisés comme unités de simulations des processus hydrologiques). La classification supervisée des images satellitaires MODIS permet de produire des cartes d’occupation du sol. La carte des types de sols est extraite de la carte pédologique de la Côte d’Ivoire. La seconde étape consiste au croisement des cartes thématiques établies. La combinaison de ces cartes thématiques permet de déterminer le type de sol dominant et les occupations du sol par UHRH.Mots-clés : hydrosystème, modélisation hydrologique, MNA, télédétection, PHYSITEL, UHRH

Diversité avifaunique de la forêt classée de N’ganda N’ganda (Sud-Est de la Côte d’Ivoire)

L’avifaune de la forêt classée de N’ganda N’ganda (FCNN), un des sites Ramsar de Côte d’Ivoire, est méconnue. De mai 2003 à novembre 2005, des inventaires avifauniques effectués dans cette forêt ont permis d’identifier 132 espèces reparties en 44 familles. La famille des Nectariniidae est la mieuxreprésentée avec 9 espèces. Au total, 29 espèces sont migratrices (11 paléarctique et 18 intra-africain). La FCNN héberge 18 espèces endémiques au biome des forêts guinéo-congolaises. Une des espèces, le canard de Hartlaub Pteronetta hartlaubii, proche de la menace y a été observé.Mots-clés : oiseaux, biodiversité, forêt côtière, site Ramsar, forêt classée de N’ganda N’ganda