Cartographie de l'évolution spatio-temporelle de la ville de Niamey (Niger) et évaluation de l'état de sécheresse moyennant les outils SIG et Télédétection

MASTER EN SCIENCES ET TECHNOLOGIES DE L’ESPACE
Promotion 2014 - 2016
OPTION : TELEDETECTION ET SYSTEME D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE
MEMOIRE DE PROJET DE FIN D’ETUDES
INTITULE :
CARTOGRAPHIE DE L’EVOLUTION SPATIO-TEMPORELLE DE LA
VILLE DE NIAMEY (NIGER) ET EVALUATION DE L’ETAT DE
SECHERESSE MOYENNANT LES OUTILS SIG ET TELEDETECTION
Présenté par : MANSOUR BADAMASSI Mamane Barkawi
Soutenu publiquement le 23 juin 2016 devant le Jury composé de :
Pr. Anas Emran Institut Scientifique, Rabat Président
Pr. Driss TAHIRI IAV-Hassane II, Rabat Encadrant
Mr. Abdelali TAOUSS Directeur Géosphère Co-Encadrant
Mr. Noureddine BIJABER Cadre CRTS, Rabat Examinateur
ONU CRASTE-LF UNIVERSITE
MOHAMED 5
FACULTE DES SCIENCES
RABAT
INSTITUT
SCIENTIFIQUE

2
Projet de fin d’étude CRASTE-LF 2016 : Cartographie de l’évolution spatio-temporelle de la ville de
Niamey (Niger) et évaluation de l’état de sécheresse moyennant les outils SIG et Télédétection
DEDICACE
Je dédie ce mémoire à :
Ma mère
Affable, honorable, aimable : vous représentez pour moi une bonté par excellence, la
source de tendresse et l’exemple du développement qui ne cesse de m’encourager et de
prier pour moi. Je vous dédie ce travail témoignage de mon profond amour. Puisse
Dieu, le tout puissant vous préserve et vous accorde santé, longue vie et bonheur.
A mon défunt père
Aucune dédicace ne saurait exprimer l’amour, l’estime et le respect que j’avais
toujours eu pour vous. Rien au monde ne vaut les efforts fournit jour et nuit pour mon
éducation et mon bien être. Ce travail est le fruit des sacrifices que vous aviez
consentis pour mon éducation et ma formation. Que votre âme repose en paix. Amen !

3
REMERCIEMENTS
Mes sincères remerciements et ma profonde gratitude vont à l’endroit du Professeur
Abderrahmane Touzani, Directeur du Centre Régional Africain des Sciences et Technologies
de l’Espace en Langue Française (CRASTE-LF) de nous avoir offert une formation d’une
qualité inestimable et utile pour nos pays respectifs. Je tiens également à remercier tout le
Staff du CRASTE-LF avec à leur tête Monsieur Abdeldjelil LANSARI, Directeur Adjoint
pour leur dévotion et leur présence ainsi qu’à tout le corps enseignant ayant contribué à cette
formation.
Je remercie également les personnes qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation de
ce projet de fin d’étude.
Je pense en premier lieu à mes deux encadrants, notamment mon professeur et directeur de ce
mémoire, Monsieur le Professeur Driss TAHIRI, qui m’a guidé dans l’élaboration et la
concrétisation de ce travail. Votre rigueur et générosité m’a beaucoup donné de l’espoir et du
courage pour la réalisation de ce projet de fin d’étude.
Et Monsieur l’Ingénieur Abdelali TAOUSS, directeur du bureau d’étude GEOSPHERE et
tuteur de mon stage, pour m’avoir intégrée au sein de son bureau d’étude, pour le temps qu’il
m’a consacré le long de ce travail et de m’avoir aidé et soutenu dans le cadre de ce projet de
fin d’étude.
Je vous adresse ma profonde reconnaissance, mon respect et mes vifs remerciements.
Je tiens à remercier aussi, le professeur BIJABER Noureddine du Centre Royal de
Télédétection Spatiale (CRTS) du Royaume du Maroc, de m’avoir apporté son soutien et son
aide dans la détermination de l’indicateur de sécheresse météorologique (SPI).
Je remercie notre coordinateur du master, Professeur Anas EMRAN, qui n’a pas cessé de
nous encourager pendant toute la durée de cette formation et qui a su nous trouver les
meilleurs formateurs pour ce master.
Mes très sincèrement remerciements à la Faculté des Sciences (FSR), l’Institut
Scientifique (IS) et l’Université Mohamed V (UM5) du Royaume du Maroc pour leur
participation à ma formation.
Un grand merci à l’Agence Marocaine de Coopération Internationale (AMCI) pour nous
avoir accordé une bourse pendant les deux ans de notre formation.
Finalement je remercie les membres du jury, pour leur bienveillance à évaluer mon travail.

4
RESUME
L’étude des changements d’occupation du sol constitue un intérêt capital pour la
connaissance, la gestion, le suivi et l’évaluation de notre environnement. En effet depuis
quelques décennies, la ville de Niamey connait une croissance démographique exponentielle.
Ce phénomène a entrainé une dynamique urbaine caractérisée par l’augmentation et la
densification des espaces urbanisés (bâti plus infrastructure) qui entrainent l’occupation des
espaces naturels.
A cet effet le but de cette étude consiste à cartographier les changements d’occupation du sol
de la ville de Niamey à partir des images satellitaires Landsat (1985, 1994, 2003 et 2016) et
d’évaluer l’état de sécheresse météorologique par l’indice de précipitation standardisé (SPI).
L’approche méthodologique adoptée se base sur la classification des images Landsat, puis par
la comparaison de ces classifications à l’aide des matrices de transitions entre les périodes
1985-1994, 1994-2003 et 2003-2016 afin de cartographier les changements intervenus. A
l’issus de ces résultats il ressort une extension de l’espace bâti principalement dans la
direction Nord, Nord-ouest qui se fait aux désavantages des zones de cultures, du sol nu, de la
végétation. Dans le souci de mieux justifier les changements du couvert végétal pendant la
période d’étude, nous avons fait recours à un indicateur de sécheresse météorologique.
Concernant l’évaluation de l’état de cette sécheresse, nous avons procédé par l’approche de
l’indice de précipitation standardisé qui se base uniquement sur les données de précipitations
de longue durée. Ainsi les données de précipitations Chirps ont servi au calcul de cet indice
sur une période de 34 ans (1981-2014). Les résultats de cet indice ont permis de mettre en
évidence non seulement les périodes sèches et les périodes humides enregistrés depuis 1981,
mais aussi de faire le lien entre l’évolution du couvert végétal et cette sécheresse.
Les résultats issus de ce projet de fin d’étude ont servi à la conception et l’élaboration d’une
base de données spatiale afin de mieux appréhender l’évolution spatio-temporelle de la ville
de Niamey.
Mots clés : Etude diachronique, Evolution, Landsat, Milieu urbain, Niamey, Niger,
Sécheresse, SIG, Spatio-temporel, Télédétection.

5
LISTE DES ABREVIATIONS
BDS : Base de données spatiale
CHG : Climate Hazards Group
CRASTE-LF : Centre Régional Africain des Sciences et Technologie de l’Espace en Langue
française
CRTS : Centre Royal de Télédétection Spatiale du Maroc
IAV : Institut Agronomique Vétérinaire
INS : Institut National de la Statistique
IRSH : Institut de Recherches en Sciences Humaines
NASA : National Aeronautics and Space Administration
RGPH : Recensement Général de la Population et de l’Habitat
SIG : Système d’information géographique
SPI : Indice de précipitation Standardisé
SRTM: Shuttle Radar Topograthy Mission
UBT: unité de bétail tropical
USGS: United States Geological Survey

6
TABLE DES MATIERES
DEDICACE............................................................................................................................................ 2
REMERCIEMENTS............................................................................................................................. 3
RESUME................................................................................................................................................ 4
LISTE DES ABREVIATIONS............................................................................................................. 5
LISTE DES FIGURES.......................................................................................................................... 9
LISTE DES TABLEAUX ................................................................................................................... 10
INTRODUCTION GENERALE : CONTEXTE ET PROBLEMATIQUE................................... 11
QUESTIONS DE RECHERCHE ...................................................................................................... 12
OBJECTIFS DE L’ETUDE ............................................................................................................... 13
PREMIERE PARTIE : CADRE GENERAL DE L’ETUDE : PRESENTATION DE LA ZONE
D’ETUDE / CONCEPTS ET METHODOLOGIES ........................................................................ 14
Introduction partie I :......................................................................................................................... 15
CHAPITRE I : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE ........................................................ 16
I.1 Introduction.................................................................................................................................. 16
I.2 Caractéristiques physiques........................................................................................................... 16
I.2.1 Situation géographique de la ville de Niamey ...................................................................... 16
I.2.2 Caractéristiques climatiques.................................................................................................. 17
I.2.3 Caractéristiques géologiques................................................................................................. 18
I.2.4 Caractéristiques hydrographiques ......................................................................................... 18
I.2.5 Caractéristiques géomorphologiques et pédologiques .......................................................... 19
I.3 Caractéristiques socio-économiques............................................................................................ 20
I.3.1 Démographie de la région de Niamey................................................................................... 20
I.3.2 Activités socio-économiques ................................................................................................ 20
I.3.2.1 Agriculture ..................................................................................................................... 20
I.3.2.2 Elevage........................................................................................................................... 21
I.4 Conclusion ................................................................................................................................... 21
CHAPITRE II : CONCEPTS ET METHODOLOGIES................................................................. 22
II.1 Introduction................................................................................................................................. 22
II.2 Cadre conceptuel ........................................................................................................................ 22
II.3 Données et méthodologies.......................................................................................................... 23
II.3.1 Données et matériels utilisés................................................................................................ 23
II.3.2 Méthodologies ..................................................................................................................... 24
A. Prétraitements.................................................................................................................... 24
A.1 Calibrage radiométrique ..................................................................................................... 25
A.2 Rehaussement radiométrique (stretching) .......................................................................... 26

7
A.3 Correction géométrique...................................................................................................... 26
B. Classification des images Landsat – Validation................................................................ 26
II.3.2.1 Méthode de détection des changements d’occupation du sol ....................................... 28
II.3.2.2 Méthode de détermination et de cartographie de l’indicateur de sécheresse (indice de
précipitation standardisé ‘‘spi’’)................................................................................................ 29
II.3.2.3 Méthode de conception de base de données spatiale.................................................... 31
II.4 conclusion................................................................................................................................... 37
Conclusion partie I :............................................................................................................................ 39
DEUXIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS............................................................ 40
Introduction partie II :........................................................................................................................ 41
CHAPITRE III : CARTOGRAPHIE DE L’EVOLUTION D’OCCUPATION DU SOL............ 42
III.1 Introduction ............................................................................................................................... 42
III.2 Présentation des résultats cartographiques et statistiques.......................................................... 43
III.3 Analyse de l’évolution de l’occupation du sol de 1985 à 2016................................................. 46
III.3.1 Etat de l’occupation du sol de 1985 à 2016........................................................................ 46
III.3.1.1 Etat de l’occupation du sol en 1985............................................................................. 46
III.4 Evolution de l’occupation du sol de 1985 à 2016 ................................................................. 48
III.4.1 Evolution de l’occupation du sol de 1985 à 1994 .......................................................... 50
III.5 Conclusion................................................................................................................................. 54
CHAPITRE IV : DETECTION DES CHANGEMENTS D’OCCUPATION DU SOL DE 1985 A
2016....................................................................................................................................................... 55
IV.1 Introduction............................................................................................................................... 55
IV.2 Résultats cartographiques et statistiques des changements....................................................... 55
IV. 3 Détection des changements spatio-temporels de la ville de Niamey entre 1985 et 2016......... 57
IV.3.1 Changements spatio-temporels de la ville de Niamey de 1985 à 1994.............................. 57
IV.3.4 Synthèse des changements Spatio-temporels de la ville de Niamey de 1985 à 2016 ........ 63
IV.4 Conclusion................................................................................................................................. 65
CHAPITRE V : FACTEURS INFLUENÇANT LES CHANGEMENTS D’OCCUPATION DU
SOL....................................................................................................................................................... 66

8
V.1 Introduction ................................................................................................................................ 66
V.2 Facteurs anthropiques................................................................................................................. 66
V.2.1 Croissance de la population................................................................................................. 66
V.2.2 Développement de l’habitat irrégulier (bidonville) ............................................................. 67
V.3 Facteurs naturels (la sécheresse)................................................................................................. 68
V.4 Conclusion.................................................................................................................................. 69
CHAPITRE VI : EVALUATION DE L’ETAT DE SECHERESSE METEOROLOGIQUE :
CALCUL ET CARTOGRAPHIE DE L’INDICE DE PRECIPITATION STANDARDISE (SPI)
ENTRE 1981 ET 2014......................................................................................................................... 70
VI.1 Introduction............................................................................................................................... 70
VI.2 Résultats cartographiques et statistiques du SPI ....................................................................... 70
VI.3 Conclusion................................................................................................................................. 73
CHAPITRE VII : ANALYSE DE L’ETAT DE SECHERESSE METEOROLOGIQUE DE LA
PARTIE OUEST DU NIGER ET DE LA VILLE DE NIAMEY DE 1981 A 2014 ....................... 74
VII.1 Introduction.............................................................................................................................. 74
VII.2 Analyse de l’état de sécheresse de 1981 à 1991 ...................................................................... 74
VII.5 Synthèse et conclusion de l’état de sécheresse de 1981 à 2014............................................... 75
VII.6 Conclusion ............................................................................................................................... 76
CHAPITRE VIII : BASE DE DONNEE SPATIALE : REQUETES SPATIALES...................... 77
VIII.1 Introduction ............................................................................................................................ 77
VIII.2 Requêtes spatiale .................................................................................................................... 77
VIII.2.1 Requête spatiale N°1 ........................................................................................................... 77
VIII.2.2 Requête spatiale N°2 ........................................................................................................... 77
VIII.2.3 Requête spatiale N°3 : ......................................................................................................... 77
VIII.2.4 Requête spatiale N°4 : ......................................................................................................... 78
VIII.3 conclusion............................................................................................................................... 78
DISCUSSIONS .................................................................................................................................... 80
Conclusion partie II : .......................................................................................................................... 83
CONCLUSION GENERALE............................................................................................................. 84
BIBLIOGRAPHIES............................................................................................................................ 87
ANNEXES 1 :....................................................................................................................................... 90
ANNEXES 2 :....................................................................................................................................... 90
ANNEXES 3 :....................................................................................................................................... 90
ANNEXES 4 :....................................................................................................................................... 91

9
LISTE DES FIGURES
FIGURE 1 : LOCALISATION DE LA ZONE D'ETUDE .................................................................................. 16
FIGURE 2 : PRECIPITATION ET COURBE DE TEMPERATURE DE LA VILLE DE NIAMEY TIRE A PARTIR DE
(GEOLOGIE DU SUD-OUEST-NIGER., 1981)................................................................................... 17
FIGURE 3 : RESEAUX HYDROGRAPHIQUES DE LA VILLE DE NIAMEY, EXTRAIT A PARTIR DU MNT
SRTM ET VALIDE AVEC UNE CARTE TOPOGRAPHIQUE (1/20 000)................................................ 18
FIGURE 4 : CARTE GEOMORPHOLOGIQUE ET PEDOLOGIQUE DE LA VILLE DE NIAMEY. EXTRAIT A
PARTIR DE LA CARTE GEOMORPHOLOGUE ET PEDOLOGIQUE DE LA PARTIE OUEST DU NIGER,
REALISE PAR GREIGERT 2000........................................................................................................ 19
FIGURE 5 : ETAPES DE TRANSFORMATION DES DN EN REFLECTANCE (NDIAYE M. L., 2015).............. 25
FIGURE 6 : METHODE DE CALCUL DE LA MOYENNE HISTORIQUE ET DE L’ECART TYPE HISTORIQUE DES
PRECIPITATIONS DE LA PARTIE OUEST DU NIGER DE 1981 A 2014 ................................................ 31
FIGURE 7 : MODELE CONCEPTUEL DE BASE DE DONNEES (MCD)......................................................... 32
FIGURE 8 : MODELE DE REQUETES SPATIALE DE LA BASE DE DONNEES ............................................... 36
FIGURE 9 : ORGANIGRAMME DE LA METHODOLOGIE ............................................................................ 38
FIGURE 10 : APERÇU DES IMAGES LANDSAT (15 M) RETENUES POUR LA CARTOGRAPHIE DES
CHANGEMENTS (COMPOSITION FAUSSE COULEUR ROUGE-INFRAROUGE 432) .............................. 42
FIGURE 11 : REPARTITION EN POURCENTAGES DES CLASSES D'OCCUPATION DU SOL DE 1985 A 2016 43
FIGURE 12 : CARTE D'OCCUPATION DU SOL DE LA VILLE DE NIAMEY EN 1985..................................... 44
FIGURE 16 : CARTES D'EVOLUTIONS DES CLASSES D'OCCUPATION DU SOL DE LA VILLE DE NIAMEY DE
1985 A 2016................................................................................................................................... 49
FIGURE 17 : TAUX D'EVOLUTION DES CLASSES D'OCCUPATION DU SOL DE LA VILLE DE NIAMEY ENTRE
1985 ET 1994 ................................................................................................................................. 51
FIGURE 18 : TAUX D'EVOLUTION DES CLASSES D'OCCUPATION DU SOL ENTRE 1994 ET 2003.............. 52
FIGURE 19 : TAUX D'EVOLUTION DES CLASSES D'OCCUPATION DU SOL ENTRE 2003 ET 2016.............. 54
FIGURE 20 : CARTES DES NATURES DE CHANGEMENTS D'OCCUPATION DU SOL DE LA VILLE DE NIAMEY
DE 1985 A 2016.............................................................................................................................. 55
FIGURE 21 : CARTE DES CHANGEMENTS GLOBAUX D'OCCUPATION DU SOL DE LA VILLE DE NIAMEY DE
1985 A 2016................................................................................................................................... 56
FIGURE 22 : REPARTITION DES SURFACES DES CHANGEMENTS GLOBAUX DE LA VILLE DE NIAMEY DE
1985 A 2016................................................................................................................................... 57
FIGURE 23 : CARTE DE NATURE DE CHANGEMENT D'OCCUPATION DU SOL DE LA VILLE DE NIAMEY DE
1985 A 1994................................................................................................................................... 59
1994 A 2003................................................................................................................................... 61
2003 A 2016................................................................................................................................... 63
1985 A 2016................................................................................................................................... 64
FIGURE 27 : EVOLUTION EN HABITANTS DE LA POPULATION DE LA VILLE DE NIAMEY DE 1960 A 2012
(SOURCE : RGPH/INS) .................................................................................................................. 67
FIGURE 28 : VARIATIONS MOYENNE ANNUELLES DES PRECIPITATIONS DE LA VILLE DE NIAMEY DE
1985 A 2015. SOURCE : PRECIPITATIONS CHIRPS.......................................................................... 68

10
FIGURE 29 : CARTE DE VARIABILITE SPATIALE DE L'INDICE DE PRECIPITATIONS STANDARDISE (SPI) DE
LA PARTIE OUEST DU NIGER ET DE LA VILLE DE NIAMEY DE 1981 A 1996 (CLASSIFICATION SELON
MCKEE 1993) ................................................................................................................................ 71
FIGURE 30 : CARTE DE VARIABILITE SPATIALE DE L'INDICE DE PRECIPITATIONS STANDARDISE (SPI) DE
LA PARTIE OUEST DU NIGER ET DE LA VILLE DE NIAMEY DE 1997 A 2014 (CLASSIFICATION SELON
MCKEE 1993) ................................................................................................................................ 72
FIGURE 31 : EVOLUTION DES VALEURS ANNUELLES MOYENNES DE L'INDICE DE PRECIPITATION
STANDARDISE DE LA PARTIE OUEST DU NIGER DE 1981 A 2014.................................................... 73
FIGURE 32 : CARTES DES REQUETES SPATIALES FORMULEES (HA = HECTARE) .................................... 79
LISTE DES TABLEAUX
TABLEAU 1 : DONNEES CLIMATIQUES DE LA VILLE DE NIAMEY........................................................... 17
TABLEAU 2 : CARACTERISTIQUES DES IMAGES LANDSAT ARCHIVE TELECHARGEES ........................... 23
TABLEAU 3 : CLASSES D’OCCUPATION DU SOL RETENUES POUR LES CARTES D’OCCUPATION DU SOL 27
TABLEAU 4 : CLASSIFICATION DE LA SECHERESSE EN FONCTION DES VALEURS DE L’INDICE DE
PRECIPITATION STANDARDISE (SPI) SELON MCKEE (1993) .......................................................... 31
TABLEAU 5 : REGROUPEMENT DES CLASSES D'OCCUPATION DU SOL.................................................... 33
TABLEAU 6 : EXEMPLE DE TABLE ATTRIBUTAIRE DES DIFFERENTES COUCHES (CAS DE L’ANNEE 1985)
....................................................................................................................................................... 33
TABLEAU 7 : TABLE ATTRIBUTAIRES DE LA COUCHE ISSUE DE LA FUSION DES 4 COUCHES
D'OCCUPATION DU SOL .................................................................................................................. 34
TABLEAU 8 : TABLES ATTRIBUTAIRES DES CLASSES D’ENTITES DE LA BDS ........................................ 34
TABLEAU 9 : SUPERFICIE EN HECTARES ET EN POURCENTAGES DES CLASSES D'OCCUPATION DU SOL 43
TABLEAU 10 : TAUX D'EVOLUTION EN POURCENTAGE ET EN HECTARES DES CLASSES L'OCCUPATION
DU SOL DE LA VILLE DE NIAMEY DE 1985 A 2016 ......................................................................... 48
TABLEAU 11 : TAUX DES CHANGEMENTS GLOBAUX D'OCCUPATION DU SOL DE LA VILLE DE NIAMEY
DE 1985 A 2016.............................................................................................................................. 56
TABLEAU 12 : MATRICE DE CHANGEMENTS D'OCCUPATION DU SOL DE LA VILLE DE NIAMEY DE 1985 A
1994............................................................................................................................................... 58
2003............................................................................................................................................... 60
2016............................................................................................................................................... 63
2016............................................................................................................................................... 64
TABLEAU 16 : VALEURS DE LA MOYENNE ET ECART-TYPE HISTORIQUE DES PRECIPITATIONS DE LA
PARTIE OUEST DU NIGER DE 1981 A 2014 ..................................................................................... 70
TABLEAU 17 : VALEURS ANNUELLES MOYENNES DE L'INDICE DE PRECIPITATIONS STANDARDISE DE
1981 A 1991................................................................................................................................... 70
1992 A 2002................................................................................................................................... 70
2003 A 2014................................................................................................................................... 71

11
INTRODUCTION GENERALE : CONTEXTE ET PROBLEMATIQUE
Située dans la partie ouest du Niger, la ville de Niamey est divisée en deux rives par le fleuve
Niger dont la rive gauche où se trouve la partie la plus importante de la ville et la rive droite.
Les questions environnementales préoccupent aujourd'hui la communauté internationale. De
graves menaces pèsent sur les ressources naturelles soumises d'une part à l'effet des
changements climatiques et d'autre part aux impacts des actions anthropiques. Ces menaces se
ressentent encore plus à Niamey, où les conditions climatiques sont des plus défavorables
(Sanda Gonda H., 2009). Suites aux conditions climatiques très sévère de la partie Nord du
pays (climat désertique), les habitants du Nord non seulement ne pouvant plus supporter les
menaces climatiques, mais aussi compte tenu des activités économiques moins développées,
préfèrent migrer vers la partie ouest du pays notamment dans la ville de Niamey. D’une part à
cause de son titre de capitale administrative du pays, et d’autre part parce que ces populations
espèrent trouver dans cette ville (Niamey) des conditions de vie assez meilleur mais aussi
pouvoir accéder facilement aux emplois.
Selon (Abdou N., 2005), la population de l'Ouest nigérien est estimée à 4 millions d'habitants
concentrés principalement le long du fleuve et se compose de plusieurs groupes
ethnolinguistiques. Le taux de natalité est supérieur à 60 %. Ce qui conduit à une forte
croissance démographique mais aussi à une urbanisation extraordinaire. L’extension de cette
urbanisation se fait au détriment de certaines classes d’occupation des sols telles que la
végétation, les champs de cultures, les sols nus, etc.
La croissance démographique de la ville de Niamey conduit à une consommation d’espace et
une occupation anarchique du sol et donc à la création des nouvelles catégories d’occupation
du sol.
Dans ce contexte d'explosion démographique et d'intensification des activités économiques,
les espaces naturels jouent un rôle essentiel dans l'espace urbain, leur existence est nécessaire
à la production d’oxygène et au recyclage des rejets gazeux afin d'assurer un équilibre
écologique. Ils ont cependant subi de fortes mutations. Ce sont généralement des phases de
dégradation qui se manifestent par leur régression spatiale et leur altération qualitative sous
l'influence de facteurs naturels mais surtout à cause d'une urbanisation galopante. Ce qui
aboutit à la conversion des zones de végétation naturelle en zone de cultures ou la conversion
des zones de cultures en zone d'habitation (Aminata., 2006).
A cela s’ajoute les conséquences des changements climatiques dans le pays (climat chaud et
sec) mais surtout dans la capitale Niamey. Au Niger, les changements climatiques se
Introduction générale : Contexte et problématique

12
manifestent par une diminution significative des précipitations et une hausse de température.
D’ailleurs d’après certaines études réalisées par Brohan (2006), les prévisions indiquent que
les températures moyennes continueront leur ascension dans les prochaines décennies. Ce
manque de précipitations et la hausse des températures conduit généralement à une
sècheresse, à ne pas confondre avec l’aridité. La sécheresse se manifeste dans le temps tandis
que l’aridité est un phénomène spatial (l’aridité est limitée dans les régions à faible
précipitation). Les conséquences de la sécheresse sont énormes et catastrophiques (perte de
vie, perte de la fertilité des sols, dégradation des sols, famines, hausse des prix alimentaires,
etc.). La sécheresse est un phénomène naturel complexe qui se manifeste uniquement par
certains indices et paramètres que plusieurs chercheurs ont essayé de les identifier. En effet,
ces indices permettent d’identifier les différents types de sécheresse (météorologique, agricole
et hydrologique), son intensité, sa durée, son étendu spatiale et sa probabilité de récurrence.
La plupart de ces indices sont fondés sur deux concepts à savoir : l’année normale, et le seuil
qui indique la sécheresse.
Ainsi la connaissance des transformations actuelles des surfaces terrestres représente un
intérêt important pour l’évaluation de l’état de l’environnement, pour le suivi de
développement d’une ville, d’un pays. Or avec le développement des systèmes d’analyse
(outils SIG) appliqués à l’espace, la connaissance et le suivi de notre environnement sont
devenus assez commode. Aujourd’hui on estime que 80 % des informations ont une
connotation spatiale (ESRI France, 2015). D’où la nécessité de faire recours à ces outils SIG
et Télédétection qui nous seront d’une aide capitale pour la réalisation de ce travail.
Notre étude s’inscrit dans ce cadre qui consiste d’une part à cartographier et quantifier
l’évolution spatio-temporelle de la ville de Niamey sur une période de 31 ans (1985 à 2016)
avec les images Landsat archives ; et d’autre part d’évaluer l’état de sécheresse
météorologique de la partie ouest du Niger avec les données de précipitations Chirps depuis
1981 à 2014.
QUESTIONS DE RECHERCHE
La problématique ainsi définie, il convient dès lors de s’interroger dans un premier lieu sur les
zones affectées par les changements d’occupation du sol, c’est-à-dire de les localiser pour
mieux déceler leurs natures et de pouvoir les quantifier ; deuxièmement, sur l’état des
précipitations de la partie ouest du Niger depuis les années 1981 jusqu’à nos jours (2014).

13
OBJECTIFS DE L’ETUDE
L’objectif principal de cette étude est de cartographier les changements d’occupation du sol
de la ville de Niamey (capitale du Niger) à partir des données acquises à différentes dates
(1985, 1994, 2003 et 2016) et évaluer l’état de sécheresse météorologique de la partie ouest
du Niger par l’indice de précipitation standardisé (SPI).
De cet objectif principal, découlent quatre objectifs spécifiques :
Détecter les changements d’occupation du sol de la ville de Niamey de 1985 à 2016 ;
Cartographier les natures des changements d’occupation du sol intervenues dans la
zone d’étude de 1985 à 2016 ;
Déterminer et cartographier l’indice de précipitations standardisées (SPI) entre 1981 et
2014 ;
Mettre en place une base de données spatiale pour archiver nos résultats et les rendre
plus accessibles aux utilisateurs.
Pour ce qui est de l’évaluation de l’état de sécheresse, nous allons nous intéresser seulement
sur un indicateur de sécheresse (standardized precipitation index ‘‘SPI’’), qui est un indicateur
de sécheresse météorologique. Cet indice sera calculé sur toute la partie ouest du Niger puis
par la suite faire un zoom sur notre zone d’étude.
En ce qui concerne l’organisation de ce travail, deux parties ont été considérées : la première
partie présente le cadre général de l’étude (présentation de la zone d’étude/cadre conceptuel et
méthodologique) et la deuxième partie porte sur les résultats et discussions.

14
PREMIERE PARTIE :
CADRE GENERAL DE L’ETUDE : PRESENTATION DE LA ZONE
D’ETUDE / CONCEPTS ET METHODOLOGIES

15
Introduction partie I :
Cette partie se compose de deux chapitres. Le premier chapitre porte sur la présentation de la
zone d’étude notamment sa localisation géographique, les différentes caractéristiques
physiques qui la composent ainsi que les activités économiques exercées par la population de
la ville de Niamey. Le deuxième chapitre est consacré aux définitions des mots clés du sujet et
sur les différentes approches méthodologiques adoptées pour la réalisation de ce projet de fin
d’étude.
Partie I. Présentation de la zone d’étude/Concepts et méthodologies

16
CHAPITRE I : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
I.1 Introduction
Dans ce chapitre il sera question de localiser la zone d’étude, et par la suite présenter ses traits
physiques. La localisation de la zone d’étude passe par sa situation géographique et sa
subdivision administrative. Pour ce qui est de ses caractéristiques physiques, ce sont les
facteurs naturels et anthropiques.
I.2 Caractéristiques physiques
I.2.1 Situation géographique de la ville de Niamey
Niamey, capitale de la République du Niger aussi dénommé ville de Niamey est située sur le
fleuve Niger dans l’extrême ouest du pays. Elle s’étant en longitude entre les méridiens 2°03
et 2°10 Est, et en Latitude entre les parallèles 13°28 et 13°35 Nord. Avec une superficie de
240 Km2
, elle est peuplée de 1 026 848 habitants dont 511 166 hommes et 515 682 femmes
(RGPH 2012). Elle est construite sur un plateau surplombant la rive gauche du fleuve Niger et
sur une plaine alluviale de sa rive droite, entre 180 et 240 mètres d’altitudes. Depuis le 24
novembre 1988, la ville compte cinq arrondissements communaux dont les arrondissements I,
II, III, et IV se trouvent sur la rive gauche du fleuve tandis que l’arrondissement V se trouve
sur la rive droite.
Figure 1 : Localisation de la zone d'étude

17
Pour mieux étudier l’évolution de la ville de Niamey, nous avons jugé utile de travailler
seulement dans l’espace urbain comme le montre la figure 1 ci-dessus. L’exclusion de
certaines parties des arrondissements (II, III, IV et V) à l’extrêmes de la zone d’étude est due
à la forte ressemblance de la signature spectral entre le bâti et le sol nu d’une part et entre la
végétation, les cultures pluviales et la brousse tigrée d’autre part. Cela entraine d’importantes
confusions. La quantification de ces classes (bâti, de la végétation, des cultures pluviales) sera
surestimée lors de l’introduction de ces parties.
I.2.2 Caractéristiques climatiques
La ville de Niamey est caractérisée par un climat de type sahélien qui désigne une zone de
transition, à la fois floristique et climatique, entre le domaine saharien au nord et les savanes
du domaine soudanien (à ne pas confondre avec le pays du même nom), où les pluies sont
substantielles, au sud. Les précipitations s'étalent sur trois à quatre mois (juin à septembre)
dans l'année suivie d’une longue saison sèche (octobre à mai) (Sanda Gonda H., 2009). La
saison des pluies (juin à septembre) (figure 2) est marquée par un flux de sud-ouest : « la
mousson ». Il apporte au début de la saison des pluies des tempêtes de sables, dans lesquelles
de nombreuses averses et des orages très violents se développent, avec un pic en août
(Tableau 1). Cette période correspond au passage du Front intertropical (FIT) au-dessus des
pays sahéliens et sub-sahéliens. Malgré les températures beaucoup plus modérées (minimum
16,1°C et maximum entre 40 à 47°C), le ressenti est toujours lourd, en raison de la forte
humidité ambiante (Niamey., 2016). La période d’été correspond aux mois de mars, avril et
mai.
Tableau 1 : Données climatiques de la ville de Niamey
Figure 2 : Précipitation et courbe de température de la ville de Niamey tiré à partir de
(Géologie du Sud-Ouest-Niger., 1981)
0
25
50
75
100
125
0
50
100
150
200
250
J F M A M J J A S O N D
T.°c
P.mm

18
I.2.3 Caractéristiques géologiques
Des études géologiques ont été réalisées dans l'ouest du Niger entre autres par [Greigert
(1961, 1963), Greigert et Pougnet (1967), Machens (1966, 1967, 1973) et Ferier (1981)]
(Géologie du SO-Niger., 1981). Pour ces auteurs, la partie ouest du Niger, où se localise
notre zone, est située sur diverses formations du socle précambrien ouest africain (région du
Liptako-Gourma à l'ouest, Aïr au nord-est) et sur des formations Paléozoïques, Mésozoïques
et Tertiaires du Bassin des Iullemeden qui s'étendent de l'Algérie au Mali vers le Bénin et le
nord du Nigéria.
I.2.4 Caractéristiques hydrographiques
Le fleuve Niger et ses affluents constituent l'essentiel du réseau hydrographique dans la ville
de Niamey (figure 3). Ils constituent pour cette ville un atout naturel remarquable et draine
une superficie de 700 000 km2
en amont de Niamey avec un débit maximum journalier
d'environ 2340 m3
/s (Sanda Gonda H., 2010). La période des hautes eaux correspond aux
mois de décembre-janvier, celle des basses eaux aux mois de mai-juin. Les abords du fleuve
sont le domaine de la riziculture et de cultures de contre-saison (jardinage). Le réseau
hydrologique secondaire est saisonnier.
Figure 3 : Reseaux hydrographiques de la ville de Niamey, extrait à partir du MNT SRTM et
validé avec une carte topographique (1/20 000)

19
I.2.5 Caractéristiques géomorphologiques et pédologiques
Du point de vue géomorphologique, la ville de Niamey est constituée par un ensemble de
relief assez complexe. Cet ensemble est essentiellement constitué de plateaux structuraux, de
plaines alluviales et de vallées fluviales dont la vallée du fleuve qui divise la ville en deux
rives : droite et gauche. La rive gauche est le domaine des plateaux et terrasse ferrugineuse sur
laquelle est établie la ville alors que sur la rive droite, les plaines constituent l'essentiel des
formes du relief bien qu'elles subsistent quelques buttes et plateaux (figure 4).
Au cours de ces vingt dernières années, la recherche pédologique dans le sud-ouest du Niger
s'est axée principalement sur les sols profonds sableux qui sont d'un grand intérêt pour les
petits cultivateurs (Frieder Graef., 1993).
Ces études ont été réalisées à grande échelle (1:100 – 1 : 25.000) et sur quelques sites
seulement. Aujourd'hui, la région toute entière, y compris les terres à faible potentiel agricole,
sont utilisées pour le pâturage ou les cultures. Les qualités chimiques et physiques des sols
légèrement sableux ou argileux du 'Continental Terminal' et des sols du socle sont encore peu
connues. La seule étude détaillée réalisée dans la zone d'étude a été effectuée par Gavaud et
Boulet (1967) à l'échelle 1 : 500.000 (Frieder Graef., 1993).
Figure 4 : Carte géomorphologique et pédologique de la ville de Niamey. Extrait à partir de la carte
géomorphologue et pédologique de la partie ouest du Niger, réalisé par Greigert 2000.

20
I.3 Caractéristiques socio-économiques
L’ensemble des facteurs liés à la fois à la dynamique interne de la population et à l’exode
rural entraine une forte croissance de la population. Cet accroissement de la population est à
l’origine de nombreuses conséquences notamment, le développement des activités intra
urbaine et péri urbaine comme l’agriculture par exemple. Ainsi, une étude sur la population de
la ville de Niamey nous permettra d’avoir une idée sur les changements d’occupation du sol.
I.3.1 Démographie de la région de Niamey
Selon Dr Hamadou Issaka, Chercheur au Département de Géographie et Aménagement de
l’Espace à l’Institut de Recherches en Sciences Humaines (IRSH) de l’Université Abdou
Moumouni de Niamey, Niamey, la capitale du Niger, est devenue Commune Urbaine à partir
de 1955 revue « le Sahel 2016 ». Elle connaîtra une croissance démographique, fruit en partie
de son statut de capitale de colonie, et donc de principal pôle d'attraction pour les populations
à la recherche d'un emploi salarié ou d'une formation. En outre, il a noté que l'accession du
pays à l'indépendance et son statut de capitale lui feront bénéficier d'infrastructures nationales
et internationales, ce qui affecte nécessairement l'espace. C'est surtout à partir des années
1970, dit-il, que suite aux sécheresses répétitives, la croissance démographique de Niamey
prit de l'ampleur avec pour conséquence directe une demande accrue en logements et donc
une forte consommation d'espace qui se fait au détriment des champs de la périphérie ce qui a
forcément pour conséquences des changements d’occupation des sols revue «le Sahel 2012».
I.3.2 Activités socio-économiques
La population de Niamey pratique plusieurs activités économiques afin de subvenir à ses
besoins. Dans le cadre de notre étude, nous allons nous intéresser aux secteurs d’activités qui
interviennent ou qui ont des répercussions sur les changements d’occupation du sol.
I.3.2.1 Agriculture
La principale activité économique de la population de la ville de Niamey demeure
l'agriculture. D’après Moussa Lamine., 2013, ce secteur du fait du caractère périurbain des
zones de production agricole, connait une régression considérable liée à une diminution des
superficies cultivables face à un accroissement exponentiel des besoins. On y assiste très
souvent à un déficit céréalier obligeant parfois certains agriculteurs à opter pour d'autres
pratiques qui contribuent à la dégradation de l'environnement déjà fragilisé par des
phénomènes d'origines diverses. Le maraichage aux abords du fleuve Niger et ses affluents est
aussi développé et occupe les populations à faible revenu (Harouna Z M., 2007).

21
I.3.2.2 Elevage
Cette activité a aussi un grand effet sur les changements d’occupation du sol. Car le
surpâturage entraine non seulement la compaction du sol mais aussi la diminution de l’espace
végétal. Pour (Moussa Lamine., 2013), malgré son caractère urbain, la ville de Niamey
regorge un important cheptel de plus de 45 000 UBT (unité de bétail tropical) en 2004. Cet
effectif ne fait qu'accroitre d'année en année à cause d'une demande croissante en viande et en
lait, ce qui entraine plus de surpâturage et donc plus de changements d’occupation du sol.
I.4 Conclusion
Le choix de la ville de Niamey pour la réalisation de cette étude n’est pas fortuit.
Premièrement, c’est la ville la plus peuplée du Niger, ce qui conduit à la consommation
d’espace pour l’urbanisation (dans les normes ou pas). Deuxièmement c’est la capitale
administrative du pays ce qui entraine encore de la consommation d’espace pour
l’aménagement de la ville (infrastructure et équipements de base). Troisièmement la ville
renferme d’importantes activités d’agricultures (maraichage, riziculture, etc.) et d’élevages
qui ont pour conséquence le surpâturage et la destruction du couvert végétal. Tous ces
paramètres entrainent sans cesse des changements d’occupation du sol.

22
CHAPITRE II : CONCEPTS ET METHODOLOGIES
II.1 Introduction
Dans le souci d’atteindre les objectifs cités ci-haut, dans ce chapitre il sera question de définir
les concepts généraux de l’étude et de proposer une méthodologie adéquate pour la détection
des changements, l’évaluation de l’état de sécheresse météorologique et la conception de la
base de données spatiale.
II.2 Cadre conceptuel
Il est judicieux de définir les concepts clés pour éviter toute confusion de la part du lecteur
afin de lui faciliter la compréhension.
Evolution : c’est le passage progressif d’un état à un autre, ayant eu pour résultat l’apparition
de formes nouvelles.
Etude diachronique : c’est l’analyse de l’évolution d’un phénomène dans le temps. Ainsi
dans ce travail, nous allons étudier l’évolution de la ville de Niamey sur une période de 31 ans
(1985 à 2016).
Sécheresse : De manière générale, la sécheresse est un déficit des disponibilités en eau par
rapport à une situation considérée comme normale pour une période donnée et une région
déterminée. Néanmoins il existe plusieurs types de sécheresse, la sécheresse météorologique,
hydrologique, agricole et socio-économique. Dans ce travail, la sécheresse étudiée est :
La sécheresse dite météorologique : elle est basée sur le degré d’aridité d’une
période sèche par rapport à la normale (médiane ou moyenne) et sur la durée de cette
période sèche. Ces définitions doivent être considérées spécifiques à une région
puisque les conditions météorologiques normales changent grandement d’une région à
l’autre (cette définition est tirée du rapport Système d’Alerte précoce à la Sécheresse
dans trois pays de la rive Sud de la Méditerranée : Algérie, Maroc, et Tunisie)
Spatio-temporel : ce mot composé désigne simplement tout aspect relatif à la fois à l’espace
et au temps. Dans notre étude, il sera question de voir comment les différentes classes
d’occupation du sol (représentées en polygones) évoluent dans le temps (la date de la prise de
vue des classes d’occupation du sol) et dans l’espace (emplacement occupé par les polygones
représentant une classe).

23
II.3 Données et méthodologies
II.3.1 Données et matériels utilisés
a. Images satellitaires : les Images satellitaires du capteur Landsat archive ont été utilisées
pour la réalisation de ce projet de fin d’étude (tableau 2). Elles ont été téléchargées
gratuitement grâce au programme américain de télédétection spatiale (NASA et USGS),
http://earthexplorer.usgs.gov/, qui se consacre aux sciences de la Terre. Le choix des
images a été fait en fonction de nos objectifs ci-haut mais aussi de la disponibilité de ces
dernières. La période adéquate pour une étude d’occupation du sol serait une période
calme sans agitation. Celle-ci correspond à la saison sèche (mars, avril, mai).
Tableau 2 : Caractéristiques des images Landsat archive téléchargées
Années Path & Row Types
1985 193/051
Landsat 5 TM (une seule scène d’image)
acquise le 06-mars-1985
ID : LT51930511985065XXX01
1994 193/051
Landsat 5 TM (une seule scène d’image)
acquise le 31-mars-1994
ID : LT51930511994090MPS00
2003 193/051
Landsat 7 ETM+ (une seule scène
d’image) acquise le 16-mars-2003
ID : LE71930512003075EDC00
2016 193/051
Landsat 8 OLI (une seule scène d’image)
acquise le 24-février-2016
ID : LC81930512016055LGN00
b. Données vectorielles : Il s’agit des fichiers limites issues du découpage administratif du
Niger de 2012 de la région en départements et en Communes (téléchargées gratuitement à
partir du site Diva Gis). Ils nous ont été très utiles pour l’extraction de la zone d’étude…
etc.
c. Model numérique de terrain : Un Modèle Numérique de Terrain (MNT) de Shuttle
Radar Topograthy Mission (SRTM) de résolution 30m a été téléchargé depuis la plate-
forme de USGS (http://earthexplorer.usgs.gov/). Il nous a permis de voir les variations
topographiques de notre zone d’étude, de pouvoir déterminer le réseau hydrographique de
ladite région.

24
d. Donnée de précipitations Chirps : il s’agit des données de précipitations annuelles
téléchargeables gratuitement à partir du site Climate Hazards Group
(http://chg.geog.ucsb.edu/data/chirps/). Cette donnée a été utilisée pour mettre en évidence
les variations des précipitations de 1981 à 2014 et aussi déterminer l’indice de
précipitation standardisé (SPI).
e. Cartes thématiques :
Carte géomorphologique et pédologique : il s’agit de la carte géomorphologique et
pédologique de la ville de Niamey, qui nous a permis d’avoir plus d’information sur
les types de sol constituant la zone. Télécharger gratuitement sur le site de la géologie
sud-ouest du Niger (https://www.uni-
hohenheim.de/atlas308/b_niger/projects/b2_1_1/html/french/ntext_fr_b2_1_1.htm).
Cartes topographique : de la ville de Niamey à l’échelle 1/20 000, a été utilisée pour
confirmer les réseaux hydrographiques extraits à partir du MNT_SRTM et aussi dans
le choix des différentes classes d’occupation du sol. Source : département de géologie
de la faculté des sciences et Techniques de l’université Abdou Moumouni de Niamey.
f. Logiciels de traitement : Les logiciels utilisés sont : ENVI Classic 5.1, ERDAS Imagine
2014, ArcGis 10.3, utilisés pour le traitement d’image, l’infographie et pour la conception
d’une base de données spatiale.
II.3.2 Méthodologies
Trois approches méthodologiques ont été adoptées pour la réalisation de notre travail, il
s’agit : de la méthode de détection des changements d’occupation du sol de la ville de Niamey
par étude diachronique de 1985 à 2016, de la détermination de l’indicateur de sécheresse
météorologique (indice de précipitation standardisé ‘‘SPI’’) et celle de la conception d’une
base de données spatiale.
Avant d’attaquer ces différentes approches méthodologiques, un certain nombre de
prétraitements ont été appliquées aux différentes images Landsat (TM, ETM+ et OLI)
acquises, puis par la suite suivie d’une classification supervisée des images dont les résultats
seront utilisés pour la détection de changements.
A. Prétraitements
Pour ne pas altérer la valeur de chaque compte numérique et garder l’information originale,
nous nous somme limité à trois types de prétraitements, à savoir le calibrage radiométrique, le
rehaussement radiométrique et la correction géométrique.

25
A.1 Calibrage radiométrique
Les valeurs enregistrées par le satellite se présentent sous forme de valeurs numériques ou
digitales numbers (DN). Les DN correspondent à la numérisation du signal électrique à la
sortie du capteur. Ainsi le calibrage ou étalonnage radiométrique des données permet de
convertir ce signal enregistré par le satellite en variable physique telle que la radiance.
Une fois les DN converties en radiance, il est important de normaliser les différences de
largeur de bande spectrale en tenant compte de la distribution spectrale de la lumière du soleil
et de compenser l'influence de l'élévation solaire qui varie avec la date, l'heure et le lieu, donc
il convient de transformer les radiances en réflectance effective au niveau du capteur
(Chander G. et al. 2009). Cette correction est nécessaire pour une étude d’occupation du sol
car elle permet de bien distinguer les différents pixels des classes d’occupation du sol.
Figure 5 : Etapes de transformation des DN en Réflectance (Ndiaye M. L., 2015)
L = La radiance dans le canal considéré [Wm2sr-1]
Qcal = valeur numérique de l’image
Qcalmin = valeur radiométrique minimale de l’image correspondant à LMIN λ [DN]
Qcalmax = valeur radiométrique maximale de l’image correspondant à LMAX λ [DN]
Lmin = La radiance minimale de la bande du canal à traiter
Lmax = La radiance maximale de la bande du canal à traiter
= Réflectance effective au niveau du satellite
= Constante mathématique d’environ 3.14159
Qcal Lmax, Lmin
Qclamax,
QcalminTraitement
Radiance
Irradiance
(E)
Altitude solaire
(en radian)
Traitement
=
. .
.
REFLECTANCE

26
d = Distance terre-soleil en unités astronomiques
= Irradiance exo-atmosphérique solaire moyenne (mWcm-2
(m-1
)
= angle d'élévation solaire en degrés
A.2 Rehaussement radiométrique (stretching)
Le rehaussement (global) de contraste consiste à effectuer une dilatation d’histogramme, en
sélectionnant deux valeurs de seuil Smin et Smax, qui seront respectivement affectées aux
valeurs 0 et 255 lors de l’affichage des images sur écran. Une image est constituée de tons de
gris et de son histogramme. Elle est d’autant plus riche en information quand son
histogramme est réparti en classes de fréquences de manière uniforme sur toute la gamme des
tons de gris (Caloz et Collet, 2001).
Ainsi dans le souci d’améliorer la qualité visuelle de nos images sur l’écran, surtout dans une
étude de détection de changement pour mieux discerner à l’œil nu les objets et plus tard pour
mieux choisir les parcelles d’entrainements, nous avons étiré pour chaque bande de nos
images (Landsat TM_1985, Landsat TM_1994, Landsat 7 ETM+_2003 et Landsat 8
OLI_2016) leurs histogrammes de sorte à épouser toute la gamme, du minimum de réponse
radiométrique 1 au maximum 255.
A.3 Correction géométrique
Le géoréférencement consiste à projeter les images dans un système de projection. Ceci
permettra de superposer des couches d’informations géographiques de diverses natures (cartes
d'occupation du sol, carte géologique, shapefile de la zone d’étude…etc.). C’est une étape
indispensable pour pouvoir comparer les cartes d’occupation du sol de différentes dates, et
ainsi mettre en évidence les évolutions qu’elles ont connues et identifier les zones de
changements et les quantifier. Les images Landsat sont géoréférencées préalablement mais ne
disposent pas de la même résolution spatiale.
Les images Landsat (7_ETM+ et 8_OLI) possèdent la bande panchromatique (15m de
résolution spatiale) ce qui nous a permis de faire la fusion et d’obtenir des images de
résolution assez amélioré de 15m. Par contre celles du capteur Landsat 5_TM ne possède pas
de panchromatique, il nous a fallu faire une correction image to image pour ramener sa
résolution spatiale à 15 m et pouvoir faire les comparaisons par la suite.
B. Classification des images Landsat – Validation
La classification est le passage du raster aux classes thématiques. Cette technique consiste à
assigner à chaque pixel de l’image une classe thématique.

27
Les différentes classes d’occupation du sol retenues pour la réalisation des cartes
d’occupation du sol sont aux nombres de huit (8). Le choix de ces classes a été fait sur la base
de l’interprétation visuelle des images en composition fausse couleur rouge infra-rouge mais
aussi en se basant sur des documents cartographiques (carte topographique de la ville de
Niamey à l’échelle 1/20 000).
Tableau 3 : Classes d’occupation du sol retenues pour les cartes d’occupation du sol
Classes d’occupation du sol Descriptions
Espace urbanisé
C’est l’ensemble des surfaces artificialisées
regroupant les bâtiments à usage
d’habitation, les infrastructures et les
équipements.
Végétation
Elle regroupe toutes les formations
confondues de la région : la savane arborée
ou arbustive, la steppe herbacée, les
plantations forestières, les formations
arbustives de vallées, etc.
Zone de Culture
Culture irriguée Elles concernent les cultures maraîchères,
pluviales, les vergers, les jachères, etc.Culture pluviale
Hydrographie
Fleuve Niger Ce sont des surfaces partiellement ou
totalement recouvertes par l'eau. Ils peuvent
être des résurgences de nappes ou des mares
salées ou douces (Diop, 2006).
Mare
Sol nu Cette classe concerne le sol nu peu ou non
couvert, la plage et les dunes vives, à cause
des difficultés notées quant à leur
discrimination spectrale, spatiale et
morphologique.
Cône de déjection
Selon (Esatman R., 2001), la réalisation des classifications d’images dépend de deux points
fondamentaux : (1) la présence des signatures distinctes pour les catégories d’occupation du
sol recherchées et ceux-ci dans l’ensemble des bandes utilisées et (2) la possibilité de
distinguer de manière fiable ces signatures parmi d’autres informations spectrales présentes
dans l’image.
Parmi la multitude d’approches de classification d’images qui existe (classification non
supervisée, classification supervisée, classification orienté objet, etc.), nous avons opté pour la
méthode de classification supervisée par l’algorithme du « maximum de vraisemblance ». Car
elle a donné de bons résultats au cours des travaux de plusieurs auteurs parmi lesquels
(N’guessan, 1990 ; Bigot et al. 2005 ; Kouamé et al. 2007 ; Koné et al. 2007 ; Hoang et al.

28
2008, Tapboda et Fotsing, 2010), mais aussi parce que c’est la méthode la plus efficace et
aussi la plus sensible à la qualité des sites d’entrainement.
Cette technique de classification d’image est basée sur le calcul de probabilité d’appartenance
de chaque pixel à chacune des catégories d’occupation du sol. De manière plus explicite, elle
consiste à classer les pixels en fonction de leur ressemblance avec les comptes numériques
d’objets géographiques de référence préalablement déterminés sur l’image (parcelles
d’entraînement). Ainsi, le profil numérique des parcelles d’entraînement est alors supposé
représentatif du profil numérique de l’ensemble de la classe de l’image (vertigo revue
électronique).
De nos jours, plusieurs logiciels permettent de faire cette classification. Dans notre cas nous
avons utilisé le logiciel ERDAS IMAGINE 2014 car il est très pratique et donne des résultats
satisfaisant. Pour réaliser la classification, on commence par choisir des échantillons, dont on
vérifie la qualité en s’appuyant sur l’analyse statistique de séparabilité des différentes classes.
Parmi ces classes identifiées (tableau 3), nous avons procédé par une collecte d’échantillons
d’apprentissage représentatifs sur chacune des classes d’objets géographiques. ERDAS
utilisera alors cette information pour identifier les segments similaires et les associer à la
classe correspondante.
Pour tester l’efficacité de la classification, nous avons déterminé la matrice de confusion qui
permet de confronter la vérité terrain aux résultats de la classification et d’évaluer la précision
de la classification par rapport à la référence sur le terrain (Tristan, 2007).
A défaut de points pris sur le terrain (images de 1985, 1994, 2003), nous avons fait recours
aux mêmes images Landsat et à la carte topographique (1/20 000) pour collecter des sites de
vérité-terrain sur chacune des classes pour la validation. Par contre pour l’image Landsat de
2016, nous avons utilisé Google Earth pour la collecte de sites de vérité-terrain. Ces points
seront intersectés avec les couches d’occupation des sols issues du traitement des images
Landsat. Ce qui nous a permis de valider nos différentes classifications avec des bons résultats
de kappa dont : 0,74 pour la classification de 1985, 0,70 pour 1994, 0,75 pour 2003 et enfin
0,80 pour 2016. Les matrices de confusion peuvent être consultées en partie « Annexes ».
II.3.2.1 Méthode de détection des changements d’occupation du sol
Une grande variété de méthodes et de techniques d’analyse d’images satellitaires multi-dates
a été développée afin de détecter les changements de la surface terrestre (Mas J. F., 2000).
Parmi ces méthodes nous pouvons citer : les méthodes assistées et les méthodes automatiques,

29
les méthodes orientées pixels et les méthodes orientées objets, et les méthodes basées sur les
caractéristiques spectrales de base (Bouziani et al., 2010).
Ainsi dans le cadre de notre étude, la méthode de comparaison des classifications supervisées
a été choisie pour détecter les changements de l’occupation du sol. Le principe de cette
méthode consiste à comparer les résultats des classifications supervisées classe par classe, afin
de détecter, d’évaluer, d’analyser et de cartographier les changements. L’évaluation de ces
changements est faite sur les résultats des classifications supervisées (1985, 1994, 2003 et
2014) à l’aide des tableaux statistiques faisant appel à une matrice de changement. Sur les
colonnes de matrice sont représentées les superficies des différentes classes de l’année
antérieure (t0) et sur les lignes l’année la plus récente (tn+1). L’analyse des matrices de
changement nous donne l’évolution spatio-temporelle des changements d’occupation du sol
de la ville de Niamey entre 1985-1994,1994-2003, 2003-2016 et 1985-2016. Les matrices de
transition permettent de mettre en relation les différents types d’occupation du sol, et
d’analyser l’intensité de leurs transferts : l’observation d’une telle matrice permet aussi de
comparer ce qui n’a pas changé, (diagonale entre deux classes d’occupation identiques) avec
ce qui a changé (autres classes) mais également le devenir d’un type d’occupation du sol et sa
provenance.
Ainsi des cartes d’évolution ont été réalisées à l’aide de ces matrices de changements qui
décrivent les différents types de changements ainsi que leur localisation ; des graphiques sont
aussi réalisés pour la représentation de la superficie des types de changements et de leurs
variations spatio-temporelles.
II.3.2.2 Méthode de détermination et de cartographie de l’indicateur de sécheresse
(indice de précipitation standardisé ‘‘spi’’)
Le SPI a été développé par Mckee et al (1993). C’est un indicateur statistique utilisé pour la
caractérisation des sécheresses météorologiques locales ou régionales. Basé sur un historique
de précipitation de longue durée (20 à 30ans), le SPI permet de quantifier l’écart des
précipitations d’une période, déficit ou surplus, par rapport aux précipitations moyennes
historiques de la période Mohammed Layelmam., 2008. Le calcul de cet indice se fait de la
manière la plus simple à condition d’en disposer d’une série de données de précipitations (20
à 30 ans) de la région à étudier. Il est donné par la formule ci-dessous :
=
( )
avec
P = Précipitations d’une période (mm)
Pm = Moyenne historique des précipitations de la période (mm)
= Ecart-type historique des précipitations de la période
(mm)

30
La plupart des données portant sur la sécheresse sont des données géographiquement
ponctuelles à l’origine (données pour une station ou un emplacement précis). Certes, elles
peuvent être utiles ainsi, mais c’est souvent sous forme de cartes, c’est-à-dire placées dans un
contexte géographique, que l’on peut en tirer l’information qui se révèlera utile à des
décideurs qui voudraient connaître l’intensité d’une phase de sécheresse et son étendue
spatiale (OMM-N°1090., 2012). Généralement le SPI est calculé sur la base des relevés
pluviométriques issues des stations de mesure. Dans notre cas les données de précipitations
(Chirps) en input pour le calcul du SPI sont en format raster (.tif) de même résolution spatiale
et bien superposable. Chaque pixel du raster Chirps constitue une valeur de précipitation, soit
au total 4 090 pixels. Pour ne pas altérer les valeurs de certains pixels, nous avons calculé le
SPI pour chaque pixel de l’image pour toutes les dates (1981-2014). Ainsi la moyenne
historique des précipitations est obtenue en faisant la somme du 1er
pixel de l’année 1981, du
1er
pixel de 1982, etc. jusqu’au 1er
pixel de 2014, ensuite divisé par le nombre d’années (34).
Une fois que l’opération est terminée avec le 1er
pixel, on entame avec le 2ème
pixel et ainsi de
suite jusqu’à finir tous les pixels (4 090) de l’image (figure 6). Le résultat obtenu constitue la
moyenne historique des précipitations de la période considérée (1981-2014). L’écart type
historique quant à lui, il est aussi calculé pour tous les pixels de l’image à partir de la formule
suivante :
∑(! ")#
$
avec
Finalement pour calculer le SPI, il suffit d’appliquer la formule du SPI donnée par Mckee et
al., 1993, en faisant la différence entre l’image de précipitation de 1981 et la moyenne
historique obtenue, divisée par l’écart type historique. Le résultat obtenu représente l’indice
de précipitation standardisé ou l’indice de sécheresse météorologique de l’année 1981. La
même opération est appliquée aux autres dates (1982 -2014) afin d’obtenir aussi leur SPI.
Compte tenu de la résolution des images Chirps (5km/5km), nous avons calculé le SPI pour
toute la partie ouest du Niger afin de mieux appréhender ce phénomène de sécheresse
météorologique et par la suite faire un zoom sur notre zone d’étude (Niamey).
Cet indice définit la sévérité de la sècheresse en différentes classes. Les valeurs négatives
indiquent une sècheresse par rapport à la période de référence choisie et les valeurs positives
indiquent une situation humide (tableau 4).
=
x = valeur du pixel du raster d’une année
M = moyenne de tous les pixels d’une même colonne
(1981-2014)
n = nombre d’années (34)

31
Tableau 4 : Classification de la sécheresse en fonction des valeurs de l’indice de précipitation
standardisé (SPI) selon Mckee (1993)
Valeurs de
SPI
< - 2.0 - 1.5 à
-1.99
-1.0 à -1.49 - 0.99 à
+0.99
+1.0 à +1.49 +1.5 à
+1.99
> + 2.0
Classes ou
degré de
sécheresses
Extrêmement
sèche
Sévère-
ment
sèche
Modérément
sèche
Proche
de la
normale
Modérément
humide
Très
humide
Extrêmement
humide
Selon Mckee (1993), une sécheresse sévit lorsque le SPI est consécutivement négatif et que
sa valeur atteint une intensité de -1 ou moins et se termine lorsque le SPI devient positif. La
magnitude de la sécheresse est obtenue en additionnant toutes les valeurs du SPI d’une
période sèche Mohammed Layelmam., 2008.
Figure 6 : Méthode de calcul de la moyenne historique et de l’écart type historique des précipitations
de la partie ouest du Niger de 1981 à 2014
II.3.2.3 Méthode de conception de base de données spatiale
Dans le souci de mieux représenter l’évolution spatio-temporelle de la ville de Niamey et
d’archiver les résultats issus de ce projet de fin d’étude, nous avons mis en place une base de
données spatiale (BDS) sous ArcGis.
Avant toute action il faut d’abord vectoriser les différents résultats d’occupation du sol (1985,
1994, 2003 et 2016) obtenus.
Une base de données spatiale est un ensemble d’objets organisés, structurés et référencés
géographiquement. La géométrie de ces objets peut être soit : polygone, polyline ou point.
La conception de notre base de données a été faite de la manière suivante :
=
Raster_1981
Raster_1982
Raster_2014
.
.
.
.
Moyenne
historique1er
pixel_1981
1er
pixel_2014
1er
pixel
1982
Moy historique (1981 + 1982 +, …, +2014) /34
Ecart type
historique
= %
∑(1'( )*'+,-., / 01)
34
3
∑(1'( )*'+,-. / 01)
34
3 ⋯ 3
∑(1'( )*'+ 5,6 / 01)
34

32
Modèle conceptuel de données
Le modèle conceptuel de données (MCD) (figure 7) constitue la phase fondamentale de la
conception de la base de données. Il permet de déterminer le contenu de la base de données et
de définir la nature des relations entre les concepts principaux que sont les entités et les
relations (Enonzan Bibiane., 2010). Une entité est définie comme un objet ou un élément
pour lequel l’on souhaite conserver des informations. Elle est caractérisée par un nom et des
attributs. Pour notre étude, les entités pris en compte sont : végétation, zone de culture, espace
urbanisé, hydrographie et sol nu.
1, 1 et 1, N sont des cardinalités. La cardinalité 1,1 signifie que l’entité n’est contenue que
dans une et une seule limite de la zone d’étude, et 1, N, signifie que la limite de la zone peut
contenir une ou plusieurs entités.
Figure 7 : Modèle conceptuel de base de données (MCD)

33
Regroupement des différentes classes d’occupation du sol
Pour rappel, 8 classes (tableau 5) d’occupation du sol ont été retenues pour la réalisation des
cartes d’évolution de la ville de Niamey. La conception de cette base de données a nécessité
que certaines classes soient rassemblées (comme le montre le MCD) afin de faciliter non
seulement leur insertion dans la BDS mais aussi leur visualisation.
Tableau 5 : Regroupement des classes d'occupation du sol
Chacune de ces cinq (5) classes d’occupation du sol constitue une classe d’entités pour la base
de données spatiale (BDS).
Fusion des différents résultats d’occupation du sol
Au total, quatre (4) classifications d’occupation du sol (soient 4 couches d’informations) ont
été réalisées (1985, 1994, 2003 et 2016). Dans la table attributaire de chaque couche nous
avons une colonne pour l’identifiant des classes d’occupation du sol, une colonne pour les
noms des différentes classes, une colonne pour la date de l’acquisition et une colonne pour la
source de l’image (Landsat) (tableau 6).
Tableau 6 : Exemple de table attributaire des différentes couches (cas de l’année 1985)
ID Géométrie Nom Source image Date
6 Polygone Sol nu Landsat 5_TM 06/03/1985
5 Polygone Culture pluviale Landsat 5_TM 06/03/1985
7 Polygone Végétation Landsat 5_TM 06/03/1985
3 Polygone Espace urbanisé Landsat 5_TM 06/03/1985
4 Polygone Cône de déjection Landsat 5_TM 06/03/1985
1 Polygone Culture irriguée Landsat 5_TM 06/03/1985
2 Polygone Fleuve Niger Landsat 5_TM 06/03/1985
La fusion consiste à combiner ces 4 couches d’informations afin d’obtenir une seule couche
contenant toutes les 4 couches de classifications et que la table attributaire de cette couche
contienne toutes les colonnes citées ci-haut (tableau 7). Cela nous permettra non seulement de
Classes
d’occupation du sol
1. Végétation
2. Culture irriguée
3. Culture pluviale
4. Espace urbanisé
5. Fleuve Niger
6. Mare
7. Cône de déjection
8. Sol nu
Classes
d’occupation du sol
1. Végétation
2. Zone de culture
3. Espace urbanisé
4. Hydrographie
5. Sol nu

34
pouvoir effectuer des requêtes spatiales, d’extraire l’information que l’on désir, à la date que
l’on souhaite mais aussi de pouvoir étudier l’évolution de deux phénomènes différents (par
exemple l’évolution de l’espace urbanisé avec celui du sol nu en une date donnée).
Cette fusion a été réalisé avec l’outil ArcToolbox »» Data Management Tools »» General »»
Merge du logiciel ArcGis. Notre couche de fusion est nommée : merge_4_classif.
6 Polygone Sol nu Landsat 7_ETM+ 16/03/2003
1 Polygone Culture irriguée Landsat 7_ETM+ 16/03/2003
7 Polygone Végétation Landsat 7_ETM+ 16/03/2003
4 Polygone Cône de déjection Landsat 7_ETM+ 16/03/2003
5 Polygone Culture pluviale Landsat 7_ETM+ 16/03/2003
3 Polygone Espace urbanisé Landsat 7_ETM+ 16/03/2003
2 Polygone Fleuve Niger Landsat 7_ETM+ 16/03/2003
1 Polygone Culture irriguée Landsat 8_OLI 24/02/2016
6 Polygone Sol nu Landsat 8_OLI 24/02/2016
7 Polygone Végétation Landsat 8_OLI 24/02/2016
8 Polygone Mare Landsat 8_OLI 24/02/2016
3 Polygone Espace urbanisé Landsat 8_OLI 24/02/2016
4 Polygone Cône de déjection Landsat 8_OLI 24/02/2016
5 Polygone Culture pluviale Landsat 8_OLI 24/02/2016
2 Polygone Fleuve Niger Landsat 8_OLI 24/02/2016
Une fois que cette couche de fusion est créée, nous avons effectué des requêtes avec l’onglet
Definition Query »» Query Builder de ArcGis afin d’extraire les cinq (5) classes d’occupation
du sol (tableau 5) pour pouvoir les importer dans la base de données. Les tables attributaires
de ces cinq (5) couches sont données par le tableau 8.
Tableau 8 : Tables attributaires des classes d’entités de la BDS
(1) _Espace urbanisé (2)_végétation
7 Polygone Végétation Landsat
5_TM
06/03/1985
5_TM
31/03/1994
7_ETM+
16/03/2003
8_OLI
24/02/2016
3 Polygone Espace
urbanisé
Landsat
5_TM
06/03/1985
3 Polygone Espace
urbanisé
Landsat
5_TM
31/03/1994
3 Polygone Espace
urbanisé
Landsat
7_ETM+
16/03/2003
3 Polygone Espace
urbanisé
Landsat
8_OLI
24/02/2016
Tableau 7 : Table attributaires de la couche issue de la fusion des 4 couches d'occupation du sol

35
(3) _zone de culture (4)_sol nu
(5)_Hydrographie
Création de la BDS et importations des classes d’entités (feature class)
Pour créer la base de données, il suffit d’aller dans l’onglet catalogue de ArcGis pour choisir
le dossier dans lequel l’on souhaite créer la base de données et ensuite faire un clic droit sur le
dossier »» New »» File Geodatabase. Le nom octroyé à notre base de données est :
BD_Evolution de la ville de Niamey.
A présent il ne reste qu’à alimenter la base de données en important les classes d’entités que
nous avons créées précédemment (tableau 5 et 8). Pour se faire, il suffit d’un clic droit sur la
base de données créée »» Import »» Feature Class (single).
Interrogation de la BDS (formulation des requêtes spatiales)
Plusieurs types de requêtes peuvent être formulés afin d’en tirer rapidement l’information que
l’utilisateur souhaite connaitre. Pour se faire nous avons conçu un modèle avec l’outil
‘‘Model Builder’’ de ArcGis capable de répondre à nos requêtes spatiale (figure 8). Ce
modèle permet de mettre en évidence à travers des requêtes les changements intervenus entre
deux dates mais aussi, il permet de les quantifier et les localiser.
1 Polygone Culture
irriguée
Landsat
5_TM
06/03/1985
5 Polygone Culture
pluviale
Landsat
5_TM
06/03/1985
1 Polygone Culture
irriguée
Landsat
5_TM
31/03/1994
5 Polygone Culture
pluviale
Landsat
5_TM
31/03/1994
1 Polygone Culture
irriguée
Landsat
7_ETM+
16/03/2003
5 Polygone Culture
pluviale
Landsat
7_ETM+
16/03/2003
1 Polygone Culture
irriguée
Landsat
8_OLI
24/02/2016
5 Polygone Culture
pluviale
Landsat
8_OLI
24/02/2016
4 Polygone Cône de
déjection
Landsat
5_TM
06/03/1985
6 Polygone Sol nu Landsat
5_TM
06/03/1985
4 Polygone Cône de
déjection
Landsat
5_TM
31/03/1994
5_TM
31/03/1994
4 Polygone Cône de
déjection
Landsat
7_ETM+
16/03/2003
7_ETM+
16/03/2003
4 Polygone Cône de
déjection
Landsat
8_OLI
24/02/2016
8_OLI
24/02/2016
2 Polygone Fleuve Niger Landsat 7_ETM+ 16/03/2003
2 Polygone Fleuve Niger Landsat 8_OLI 24/02/2016
8 Polygone Mare Landsat 8_OLI 24/02/2016

36
1 = Input Layer. Il faut indiquer la couche d’entrée, notamment celle qui est issue de la
fusion des quatre (4) couches d’occupation du sol (1985, 1994, 2003 et 2016). Nous l’avons
nommée ‘‘merge_4_classif’’.
2 = Select. Cette fonction permet d’extraire les caractéristiques (classe d’occupation du sol)
d’une couche de classe d’entité en utilisant l’expression Structured Query Language (SQL).
Dans notre cas la couche de classe d’entité est merge_4_classif. C’est cette fonction qui
permet de sélectionner la classe d’occupation du sol que l’utilisateur souhaite visualiser et à la
date qui lui convient.
Nous avons mis la fonction Select deux fois, parce que l’objectif est de voir les changements
intervenus entre deux dates. Donc la 1ere
fonction Select permet de choisir la classe
d’occupation du sol de départ (par exemple en 1985) avec comme output la classe
sélectionnée et le deuxième Select permet de choisir la classe d’occupation du sol d’arriver
(par exemple en 1994 ou 2003 ou 2016) avec son output aussi. Ces deux fichiers de sortie
seront en mémoire temporaire.
3 = Identify. Cette fonction permet de calculer l’intersection géométrique entre la couche
d’entité en entrée (feature class select_1) et la couche identifier (feature class select_2). Le
résultat issu de ce traitement sera la réponse à la requête posée. Nous l’avons nommé
‘‘changement_inter_date’’
4 et 5 = ce sont des fonctions de paramétrages du modèle. Si à chaque requête l’utilisateur
doit insérer les différents inputs, appliquer les traitements cités ci-haut, ça serait une perte de
temps. C’est pour cela que nous avons fixé des paramètres (2) pour le modèle. Le 1er
paramètre consiste à demander à l’utilisateur de saisir son expression SQL pour la date de
départ et le 2eme
paramètre demande à l’utilisateur de saisir son expression SQL pour la date
d’arrivée.
Figure 8 : Modèle de requêtes spatiale de la base de données
3
1
2
4
5
Résultat

37
A présent notre modèle est prêt, il suffit d’un double clic sur le Modèle pour saisir la requête
que l’utilisateur souhaite.
II.4 conclusion
Les méthodes adoptées pour la réalisation de ce projet de fin d’étude sont des méthodes
modeste et flexible d’utilisation. Beaucoup d’auteurs ont employés ces méthodes dans le
cadre de leurs travaux de recherche. Il s’agit de Mas J. F., 2000, Ndiaye M. L., 2015,
Bouziani et al., 2010, etc. pour la détection des changements ; de Mckee., 1993, Mohammed
Layelmam., 2008, OMM-N°1090., 2012, etc. pour l’évaluation de l’état de sécheresse par le
SPI et Ouattara Tiémoko., 2008, Enonzan Bibiane., 2010 pour la conception de la base de
données spatiale dans ArcMap.

38
Images Landsat
TM_1985 TM_1994 OLI_2014ETM+_2003
Prétraitements
Correction
Radiométrique
Rehaussement
Radiométrique
Correction
Géométrique
Matrice de confusion
et Validation des
classifications VectorisationSatisfait
Non Satisfait
Composition colorée et
Extraction de la zone
Collectes des zones
d’entrainement
Classifications
supervisées
Superposition
(vecteur + raster)
Cartes
thématiques
Matrice de changement
1985 - 1994
1994 - 2003
2003 - 2016
Carte d’évolution
1985 - 1994
1994 - 2003
2003 - 2016
BD SIG
Donnée climatique
Précipitations Chirps
(1981 - 2014)
Indice de sécheresse
météorologique SPI
Carte topographique
Géoréférencement
Extraction du
réseau routier par
numérisation
Figure 9 : Organigramme de la méthodologie

Conclusion partie I :
Les mots clés ainsi que les différentes méthodologies adoptées sont bien détaillés dans les
deux chapitres précédents. Leur utilisation nous est indispensable pour atteindre nos objectifs.
La définition des concepts dans le chapitre I ainsi que l’explication des méthodologies
données dans le chapitre II, facilitera sans nul doute la compréhension de ce mémoire pour les
lecteurs.

40
DEUXIEME PARTIE :
RESULTATS ET DISCUSSIONS

41
Introduction partie II :
Dans cette partie, il sera question de présenter d’une part, tous les résultats issus des
traitements appliqués dans le cadre ce mémoire et d’autre part, de discuter ces résultats. Ainsi
la présente partie se compose en 6 chapitres. Le troisième chapitre présente les résultats
cartographiques de l’évolution d’occupation du sol de la ville de Niamey, le chapitre IV est
consacré à la détection des changements d’occupation du sol, suivi du chapitre V qui présente
les facteurs influençant ces changements d’occupation du sol. Le chapitre VI porte sur
l’évaluation de l’état de sécheresse météorologique, suivi du chapitre VII qui présente
l’analyse de l’état de cette sécheresse de la partie ouest du Niger et de la ville de Niamey de
1981 à 2014. Enfin le dernier chapitre est consacré à la base de données spatiale notamment
l’interrogation de la base de données (requête spatiale).
Partie II. Cartographie de l’évolution d’occupation du sol

42
CHAPITRE III : CARTOGRAPHIE DE L’EVOLUTION D’OCCUPATION DU SOL
III.1 Introduction
Beaucoup de changements ont été constatés dans la région de Niamey de 1985 à 2016.
Concernant ce chapitre, les produits cartographiques réalisés consistent essentiellement en des
cartes d'occupation du sol de 1985, 1994, 2003 et 2016 ; des cartes de changements
d’occupation du sol, des cartes de la nature de changements et des tableaux statistiques se
rapportant aux superficies occupées par les différentes unités spatiales retenues. L’analyse des
images Landsat (figure 10) nous a permis d’identifier 8 classes d’occupation du sol
(végétation, culture irriguée, culture pluviale, espace urbanisé, fleuve Niger, marre, cône de
déjection et sol nu).
Figure 10 : Aperçu des images Landsat (15 m) retenues pour la cartographie des changements
(composition fausse couleur rouge-infrarouge 432)

43
Dans ce chapitre nous allons présenter dans un premier temps les résultats cartographiques et
statistiques et enfin procéder à une analyse de l’évolution spatio-temporelle de l’occupation
du sol aux différentes dates retenues.
III.2 Présentation des résultats cartographiques et statistiques
Les cartes d’occupation du sol de la ville de Niamey de 1985, 1994, 2003 et 2016 sont
présentées respectivement aux figures 12, 13, 14 et 15 et les superficies respectives de
chacune des classes d’occupation du sol au tableau 9. Ces résultats cartographiques ont été
validés à partir d’une matrice de confusion qui nous a permis d’aboutir à des bonnes
classifications au regard des indices Kappa avec 0,74 pour la classification de 1985, 0,70 pour
1994, 0,75 pour 2003 et enfin 0,80 pour 2016.
L’évolution de l’occupation du sol de la ville de Niamey de 1985 à 2016 est synthétisée au
tableau 9 et reproduite sous forme graphique à la figure 11.
Tableau 9 : Superficie en hectares et en pourcentages des classes d'occupation du sol
Classes
d'occupation du sol
Superficie en hectares Superficie en pourcentages
1985 1994 2003 2016 1985 1994 2003 2016
Végétation 2 573,37 2 717,33 3 201,95 2 361,42 10,11 10,68 12,57 9,27
Culture irriguée 1 355,49 1 218,29 1096,13 1 718,21 5,33 4,79 4,30 6,74
Fleuve Niger 810,18 762,26 617,81 911,12 3,18 3,00 2,43 3,58
Espace urbanisé 1 907,01 2 935,19 5 850,83 6 944,76 7,50 11,54 22,97 27,26
Cône de déjection 25,11 63,72 134,80 195,48 0,10 0,25 0,53 0,77
Culture pluviale 6042,15 1347,80 1 140,21 136,91 23,75 5,30 4,48 0,54
Sol nu 12 727,89 16387,63 13434,62 13168,17 50,03 64,44 52,73 51,69
Mare 0 0 0 40,28 0,00 0,00 0,00 0,16
Total 25 441,20 25432,20 25476,35 25476,35 100 100 100 100
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
végétation culture
irriguée
fleuve
Niger
espace
urbanisé
cône de
déjection
culture
pluviale
sol nu mare
1985
1994
2003
2016
Figure 11 : Répartition en pourcentages des classes d'occupation du sol de 1985 à 2016

44
Figure 12 : carte d'occupation du sol de la ville de Niamey en 1985
Figure 13 : Carte d'occupation du sol de la ville de Niamey en 1994

45

Cartographie de l'évolution spatio-temporelle de la ville de Niamey (Niger) et évaluation de l'état de sécheresse moyennant les outils SIG et Télédétection

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