Le secret des dunes géantes du Sahara

[Al-khiyal]

Le secret des dunes géantes du Sahara

Vendredi 17 Avril 2009 -- Une Algérienne dans la revue scientifique Nature ! Fouzia Ould Kaddour, physicienne à l’université Abou Bakr Belkaïd, à Tlemcen, a cosigné avec des chercheurs français et américains une étude sur la taille des dunes dans les déserts, publiée le 26 février dernier. Fascinant. Croissants, étoiles ou vagues : selon les vents, les dunes peuvent prendre bien des formes. Les dunes les plus petites apparaissent spontanément sous formes d’ondulations de la surface sableuse, avec une distance entre crêtes de quelques dizaines de mètres. Mais qu’est-ce qui plafonne l’accroissement des dunes géantes ? Une récente étude, publiée le 26 février dernier dans la revue scientifique Nature par cinq physiciens dont trois Français, un Américain et une Algérienne, apportent la réponse. La dynamique des dunes résulte de l’interaction entre le vent qui, transportant les grains de sable, en remodèle la forme, et cette forme, en retour, contrôle l’écoulement atmosphérique.

L’auteur principal de l’étude, Philippe Claudin, du Laboratoire de Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes (CNRS) de l’Université Diderot (Paris VII), explique : « Cette longueur d’onde peut aller de 300 mètres dans les déserts côtiers (par exemple, le long des côtes de la Namibie ou du Pérou) à 3500 mètres dans des conditions continentales (au cœur de la Chine ou des deux grands ergs algériens). Cette sélection de taille est liée à la structure verticale de l’atmosphère. L’aridité des zones désertiques s’explique par la très grande stabilité de l’atmosphère. Par ailleurs, l’échauffement du sol par le soleil engendre de la convection thermique. Une fine couche dite d’inversion sépare la couche de mélange convectif située près du sol de la partie stable de l’atmosphère, en altitude. Chacun peut se représenter cette couche puisque c’est en son sein que se forment les cumulus de beau temps. »

Les dunes géantes se forment par amalgamation progressive de structures plus petites mues par le vent. Ce processus de croissance serait illimité si les dunes ne finissaient pas par interagir avec la couche d’inversion. En effet, du point de vue aérodynamique, celle-ci confine l’écoulement du vent autour des dunes de la même manière que la surface de l’eau dans les rivières. Il en résulte une stabilisation des dunes géantes à une taille comparable à la hauteur de la couche d’inversion atmosphérique. « Elle est d’autant plus grande que les variations de température annuelles sont importantes, ajoute le physicien. Ainsi, sous un climat océanique, la température ne varie que de quelques degrés entre hiver et été et la couche d’inversion ne fait en moyenne que quelques centaines de mètres d’altitude. C’est précisément l’ordre de grandeur de la taille des dunes les plus grandes des déserts côtiers. A l’inverse, sous un climat continental, la température peut varier de plusieurs dizaines de degrés au cours de l’année. La couche d’inversion est alors située à quelques kilomètres du sol et c’est à nouveau l’échelle des dunes géantes dans le cœur des continents. En utilisant leur base de données, les chercheurs ont montré quantitativement cette proportionnalité entre taille des dunes géantes et épaisseur moyenne de la couche convective, indépendamment de leur forme. »

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Fouzia Ould Kaddour, physicienne à l’université Abou Bakr Belkaïd, Tlemcen :
"De nouvelles dunes se sont formées à Laghouat ces 20 dernières années"

Qui est à l’origine de cette étude sur les dunes ?

Ce projet intitulé « Formation et migration des dunes » s’insère dans un programme de collaboration scientifique, le programme Tassili, entre l’université Abou Bakr Belkaïd de Tlemcen et l’Ecole supérieure de physique chimie de Paris ainsi que l’université de Rennes. Par ailleurs, cette mission de travail a été prise en charge localement par la Faculté des sciences de l’université de Ouargla. Nous avons effectué (Bruno Andreotti, Philippe Claudin et moi-même) un travail de terrain dans la région de Hassi Touiza, à 50 km à l’est de Hassi Messaoud parce que cette zone couvre un champ de dunes en étoile s’étendant sur des centaines de kilomètres.

Quels sont les nouveaux éléments qu’apporte votre étude ?

L’étude des dunes géantes de tous les déserts du monde a montré que les accumulations sableuses géantes des déserts continentaux ou côtiers, linéaires, en étoile ou en croissant, sont régies par des circulations atmosphériques sur ces dunes. Toutefois, le phénomène de formation de ces petites dunes a déjà été comrpris, mais il fallait comprendre ce qui détermine la taille (c’est-à-dire la distance moyenne entre deux crêtes) des dunes les plus grandes. Et c’est ce que nous avons élucidé. En général, ces dunes géantes n’apparaissent pas isolées mais forment des réseaux de dunes. Nous avons alors mesuré la distance moyenne entre dunes géantes dans tous les déserts du monde, à partir d’images satellite. Par la suite, nous avons combiné les mesures prises sur le terrain, télédétection et calculs aérodynamiques, pour montrer l’existence d’un rapport de proportionnalité entre la taille des dunes géantes et l’épaisseur moyenne de la couche convective (celle qui transmet la chaleur). Autre avantage de cette étude : elle servira à modéliser la façon dont les déserts évoluent sous des régimes spécifiques de vents

Est-il évident de mesurer la taille des dunes, et avec quel matériel le faites-vous ?

Nous avons pris des mesures de la morphologie de ces dunes, de leur hauteur, ainsi que la vitesse des vents. Concernant leur taille, nous sommes montés dans les dunes pour pouvoir effectuer des mesures manuellement à l’aide d’un GPS. Par ailleurs, nous avons évalué la position et la distance entre les dunes dans le monde grâce à des images satellite.

Avez-vous effectué des recherches sur les dunes dans d’autres régions ?

Nous avons effectué une autre mission de travail, avec la même équipe, dans la région de Laghouat, où de nouvelles dunes sont apparues ces vingt dernières années. Mais pour cette étude concernant les deux grands ergs algériens, nous avons aussi mobilisé les stations météorologiques de In Amenas, Hassi Messaoud et Bordj Badji Moktar.

Fouzia Ould Kaddour a reçu hier le prix de la meilleure publication 2009 décerné par l’ANDRU