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La Mer d'Aral

en collaboration avec Jean-François Crétaux, Legos

La mer d'Aral a vu son niveau baisser depuis les années 60, à cause de la grande quantité d'eau prélevée en amont pour l'irrigation de cultures. À tel point que les côtes ont reculé de plus de 120 km à certains endroits, et que la mer d'Aral s'est séparée aujourd'hui en quatre bassins. Encore interdépendants les uns des autres, ces quatre bassins pourraient devenir, si le niveau baisse encore, totalement indépendants.

La baisse catastrophique du niveau de la mer d'Aral se poursuit. Suite à des ponctions d'eau, du fait d'une irrigation intensive en amont des fleuves qui l'alimentent, ce lac d'eau très peu salée a perdu une grande partie de son volume et de sa superficie depuis 1960 (environ 70 000 km2 dans les années 1960, 20 000 km2 au début des années 2000).

Cet assèchement de la mer d'Aral n'est cependant pas une première. Déjà, au début de notre ère, et surtout au Moyen Âge (dans ce dernier cas probablement aussi à cause de l'irrigation), la mer d'Aral a été asséchée. La situation écologique et surtout sanitaire n'en reste pas moins préoccupante dans la région, avec des affections respiratoires dues au sable, aux dépôts de sels et aux pesticides laissés par la mer en s'asséchant, et que les vents emportent très loin.

En 1989, on a assisté à la division en deux bassins, la Grande Aral au sud et la Petite Aral au nord. Depuis le milieu des années 2000, lorsque la Grande Aral au sud a commencé à se disloquer en sous-bassins, on distingue l'Aral Sud-Est et l'Aral Sud-Ouest, séparés par le étroit de Kulandy, d'une largeur de 1 à 3 km. Au nord, se distinguent les sous-bassins de la petite mer d'Aral, barrée par une digue à l'entrée du détroit de Berg puis, au sud de la péninsule de Kokaral se trouve la cuvette de Tchebas.

Images satellites de la Mer d'Aral en 2009 (à gauche)  en 2010 (au milieu) et en 2011 (à droite, image Modis, Crédits Nasa). Le contour dessiné en noir représente les limites de la Mer d'Aral en 1960.

Observation par altimétrie

L'altimétrie radar a permis depuis 1992 de suivre les évolutions du niveau de ces deux « mers » avec une grande précision accréditée par quelques données in situ et des études de bilan du cycle de l'eau. 

La précision des mesures altimétriques n'est toutefois pas homogène sur toute cette période ou sur l'ensemble de la zone : lorsque la mer se retire, les segments de traces au sol des satellites se réduisent;  les échos radar sont plus ou moins bien réfléchis par le sol; la topographie de la petite mer d'Aral au nord étant plus enclavée, l'empreinte du faisceau radar cible des surfaces hétérogènes et le signal retour est bruité.

Les bassins de l'Aral Nord

Les deux sous-bassins au nord (petite mer d'Aral au nord et bassin de Tchebas) sont situés de 3 à 7 m au-dessus du niveau des bassins méridionaux.  Les fluctuations de niveaux sont importantes et irrégulières; elles correspondent en fait aux tentatives de construction d'une digue entre les 2 mers, afin de retenir les eaux du Syr Darya dans le bassin septentrional. Une des digues construites entre ces deux mers a fait remonter le niveau de la petite mer d'Aral de 3 m, et sa superficie est passée de 4 000 à 6 000 km2. Mais en avril 1999, la pression des eaux a fait céder la nouvelle digue, d'où la baisse importante de niveau enregistrée cette année-là.

Variations du niveau d'eau de la petite mer d'Aral au nord mesuré à partir de données altimétriques (données multisatellites de 1993 à 2003; Envisat (tracker ice1) de 2003 à juin 2008; Jason-2 (tracker ice1) à partir de juin 2008). En rouge, dates de construction des 2 digues; en vert, destruction de la 1ère digue; en bleu lâcher d'eau artificiel par les vannes. Crédits Legos.

En août 2005, la construction d'une digue bétonnée dans le détroit de Berg a permis de réguler à nouveau le niveau de l'Aral Nord : après une hausse brutale de l'ordre de 2 m en quelques semaines, les vannes d'évacuation ont permis le rejet du surplus d'eau des fontes printanières transportées par le fleuve Syr Darya, régulation qui a maintenu le niveau moyen de l'Aral Nord autour de 42 m.

Ces lâchers d'eau  ont évacué quelques km3 d'eau par an vers le sud, via le détroit de Berg, et ont maintenu la présence d'un lac très salé et de faible dimension, anciennement baie de Tchebas. Une faible quantité d'eau (difficile à estimer) a également alimenté l'Aral Sud, sans toutefois permettre de stopper la baisse du niveau.

Durant l'année 2010, l'Aral Nord a aussi connue une hausse de niveau plus importante que les années précédentes (pendant lesquelles le surplus lié au crues printanières du Syr Darya était systématique, drainé par l'ouverture des vannes de la digue), passant en moyenne autour de 42.5 mètres au lieu des 42 mètres habituels.
L'ouverture des vannes en 2010 a également permis un apport d'eau plus conséquent via le détroit de Berg en direction du sud, ce qui a aussi sans doute contribué à la remontée du niveau du lac Tchebas, des bassins de l'Aral Sud-Est et de l'Aral Sud-Ouest.

Par ailleurs un article paru le 20 août 2011 dans un quotidien du Kazakstan fait part de la décision du gouvernement kazakh de financer un projet de construction d'une nouvelle digue, sur le bassin de l'Aral Nord, afin de créer un réservoir de 40 x 15 km dans l'appendice nord de ce bassin. Le niveau de ce nouveau réservoir serait de 50 m au dessus du niveau de la mer (pour 42.5 m actuel sur l'Aral nord), d'une profondeur d'environ 10 m et d'un volume de 5 km3. Il serait alimenté par un canal venant du Syr Darya, et il permettrait à la ville d'Aralsk, ancien grand port de pêche lorsque la mer d'Aral était à son niveau maximum jusqu'aux années 60, d'être de nouveau une ville portuaire avec une renaissance d'une flotte de pêche. Ce projet de plusieurs millions de dollars sera financé en partie par le gouvernement kazakh, en partie par la banque mondiale comme cela avait été le cas en 2005 pour la digue du détroit de Berg.

Les bassins de l'Aral Sud-Est et de l'Aral Sud-Ouest

Jusqu'en 2010, les images satellitaires -entre autres- mettent en évidence une diminution très marquée de la superficie du bassin de l'Aral Sud-Est du fait de sa profondeur très faible ; tandis que le bassin de l'Aral Sud-Ouest, plus profond, n'enregistre pas de grande variation de sa surface. Par contre, en terme de variation de niveau, la diminution de ces deux sous-bassins est importante avec un taux d'environ 50 à 80 cm/an.

En terme de bilan hydrologique, dans cette région très aride, les apports d'eaux pluviales sont faibles (de l'ordre de 10 à 15 cm/an) alors que l'évaporation est beaucoup plus élevée (de l'ordre de 1 à 1.2 m). Le seul contributeur qui permettrait de stopper l'assèchement du bassin sud de l'Aral serait l'apport surfacique provenant de l'Amu Darya dont le delta se situe sur la partie sud-est de ce bassin, mais les ponctions pour l'irrigation particulièrement importantes en Ouzbékistan ne l'autorisent pas.

Variations du niveau d'eau des bassins de l'Aral Sud à partir de mesures in situ (moyennes annuelles, en orange) et altimétriques (en noir). Les mesures in situ comprennent des données fournies dans Ashirbekov and Zonn 2003 (1993-2001)et P. Zavialov (2002-2010), communication personnelle. Crédits Legos.
Variations du niveau d'eau des bassins d'Aral Sud-Est (noir, mesures Jason-1 et Jason-2) et Sud-Ouest (vert, mesures Envisat, Jason-1, Jason-2). Crédits Legos.

Seule une pluviométrie excédentaire peut laisser espérer un répit néanmoins toujours très  provisoire. C'est ce qui s'est produit en 2010 avec une vigueur jamais vue depuis au minimum 20 ans, puisque comme on le voit sur la série temporelle du niveau de l'Aral Sud (en fait le bassin de l'Aral Sud-Ouest pour les 2 dernières années), en 2010, le niveau a remonté d'environ 1,4 m. La surface inondée de l'Aral Sud-Est a été doublée (passant de 2400 à 4900 km2) et le volume quadruplé (de 1,75 à environ 7 km3).

Des mesures in situ du débit de l'Amu Darya à l'entrée du delta (sur la station de Kyzyldjar, afficher la série temporelle ici) confirment et expliquent très bien ce phénomène survenu en 2010. Le même phénomène a été mis en évidence par les altimètres sur de nombreux autres grands lacs d'Asie centrale (Balkhash, Zaisan, Sassykol, Issykul, Kapchagayskoye).

D'autres années aussi pluvieuses (1998 par exemple) n'ont pas reproduit ce phénomène car à cette époque, l'impact de l'évaporation est prépondérant. En effet, à cette époque, la superficie de l'Aral Sud était environ 3 fois plus grande (25000 km2 contre 8500 en 2010) et donc l'évaporation 3 fois plus élevée. En 2005, la superficie de l'Aral ayant encore diminué, la crue particulièrement forte de cette année-là avait aussi permis de stopper l'assèchement des bassins de l'Aral Sud, sans toutefois inverser la tendance.

À partir de 2009, le niveau d'eau de l'Aral Sud-Est ayant tellement précédemment baissé, les traces au sol des satellites Jason-2 et Envisat ne couvrent plus la partie inondée ; les mesures altimétriques ne sont ainsi plus capables de révéler le niveau. Vers le début de 2010, les mesures ont pu à nouveau révéler le niveau, suite à la crue de l'Amu Darya, qui, dans cette partie, a fortement monté ; tandis que sur l'Aral Sud-Ouest, cette remontée a été plus tardive. Il est probable qu'il a fallu du temps pour que la crue arrivant du sud-est du bassin, via le delta de l'Amu Darya, et qui a été enregistrée par les altimètres assez tôt dans cet épisode de crue, puisse se propager progressivement jusqu'au nord et ainsi alimenter le bassin de l'Aral Sud-Ouest, que l'on voit remonter lui aussi fortement vers l'été 2010.

Au début de l'année 2011, l'Aral Sud-Est a entièrement gelé (communication personnelle de Peter Zavialov chercheur russe de l'institut d'océanographie de Moscou), ce qui n'a pas été le cas de l'Aral Sud-Ouest, et cela peut expliquer le « trou » de mesure altimétrique au début de l'année 2011 sur l'Aral Sud-Est. Au cours du printemps 2011, l'Aral Sud-Est a recommencé à s'assécher, mais, et ce pour la première fois depuis que l'on observe ce bassin par l'altimétrie satellitaire, ce ne fut pas le cas de l'Aral Sud-Ouest, ou du moins plus tardivement (courant juin). Il est possible que la baisse de l'Aral Sud-Est soit due à un rééquilibrage entre les deux bassins, via le détroit de Kulandy. Les dernières mesures altimétriques, en juin 2011, montrent un niveau assez proche des deux bassins. Un laps de temps s'observe aussi pour le charriage des eaux entre le delta de l'Amu Daria et la portion de cuvette de l'Aral Sud-Est, désormais éloignés d'une centaine de km.

Le remplissage ou la vidange des sous-bassins de l'Aral Sud-Est et de l'Aral Sud-Ouest ne sont plus instantanés : on assiste en direct à la lente phase de séparation de l'Aral Sud en 2 bassins qui, si le niveau baisse encore deviendront indépendants l'un de l'autre.

Plus d'information :

Aral Sea references

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  • Crétaux J-F., R. Letolle, A.V. Kouraev, Aral Sea level variability, Handbook of environmental chemistry, Vol 7 Water pollution, Ed A.G. Kostianoy, A.N. Kosarev,Springer Ed,  pp 181-194, 2010
  • Kouraev A.and J-F Crétaux, Aral Sea Ice conditions from historical and satellite observations, Handbook of environmental chemistry, Vol 7 Water pollution, Ed A.G. Kostianoy, A.N. Kosarev, Springer Ed,  pp 195-218, 2010
  • Crétaux J-F, R. Letolle, and S. Calmant, Investigations on Aral Sea regressions from Mirabilite deposits and remote sensing, Aquatic Geochemistry, doi: 10.1007/s10498-008-9051-2, 2009
  • Kouraev AV, Kostianoy AG, Lebedev SA (2009) Recent changes of sea level and ice cover in the Aral Sea derived from satellite data (1992-2006). - J. Mar. Systems, V.76, N 3: 272-286. doi:10.1016/j.jmarsys.2008.03.016.
  • Calmant S., Seyler F. and Crétaux J.F., Monitoring Continental Surface Waters by Satellite Altimetry, Survey in  Geophysics, special issue on Hydrology from Space, Vol 29, Issue 4-5, pp 247-269, 2008.
  • Aladin N., P. Micklin, D. Keyser, I. Plotnikov, R. Letolle, A. Smurov, and J-F. Crétaux, Results of Aral Sea studies, Int Assoc. of Theorical and Applied Limnology, Vo; 29, pt 5, pp 2271-2275, 2006
  • Crétaux J-F and C. Birkett, lake studies from satellite altimetry, C R Geoscience, doi: 10.1016/J.cre.2006.08.002, 2006
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  • Aladin N.V., Crétaux J-F., Plotnikov I.S., Kouraev A.V., Smurov A.O., Cazenave A., Egorov A.N., Papa F., Modern hydro-biological state of the Small Aral Sea, Environmetric, Vol 16, Issue 4, pp 375-392, June 2005.
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