Dans la recherche de solutions à mettre en place pour protéger la ville de Cotonou des inondations récurrentes et des risques sanitaires sans précédent, l’élaboration et la mise en place d’une méthodologie s’avère une première étape nécessaire dans le cadre d’un programme de préservation des différents milieux, et de gestion de ces deux fléaux. En effet, les problèmes de santé sont l’expression des relations entre l’homme et son environnement. Plusieurs facteurs socioéconomiques, environnementaux et surtout démographiques ont des impacts assez significatifs sur la santé des populations. L’augmentation récente de la prévalence des maladies infectieuses liées à l’eau suggère un rôle non négligeable des facteurs environnementaux et anthropiques. Les facteurs à priori en cause sont identifiés et analysés ici sous ArcGIS®9, ainsi que les différents éléments qui, en amont ont contribué à la régression du cadre de vie.
La méthodologie proposée dans le cadre de cette communication est pionnière à l’échelle du littoral béninois. En effet, si de nombreux travaux ont été réalisés sur les zones humides du Sud Bénin, très peu d’études sont faites en ce qui concerne les risques sanitaires liés à l’eau dans un contexte de dégradation de l’environnement. Les méthodologies mises en place sont disparates et n’abordent pas souvent les questions de fond.
La mise en place d’un SIG peut alors apparaître comme une solution novatrice et intéressante pour effectuer une modélisation des espaces potentiels à risques sanitaires. Il pourra à terme être un instrument de diagnostic pour la gestion des inondations quel que soit leur niveau de perception et permettre, ainsi, leur meilleure prise en compte dans les différents schémas d’aménagement du territoire.
La première partie de notre travail est consacrée à la mise en contexte de la communication (présentation de la ville de Cotonou, objectifs et méthodologie proposée, moyens techniques utilisés). Ensuite, nous développerons les étapes essentielles de la conception et de la construction d'un SIG, à savoir l'élaboration du Modèle Conceptuel de Données (MCD) et la création physique de la Geodatabase. Enfin, nous exposerons l'ensemble des processus : mise en place de géo-prétraitements et géo-traitements avec création d'informations spatiales et thématiques dérivées. Les résultats obtenus en vue de la réalisation d'une modélisation hydrologique, nous permettront d'identifier des zones à risques sanitaires potentielles.

La question de la santé et de l’environnement en milieu urbain est aujourd’hui un enjeu majeur du développement. Elle mobilise de plus en plus l’ensemble des acteurs qui agissent dans la ville. Cette mobilisation va depuis les plus grandes institutions financières internationales jusqu’aux plus petites associations de quartier, des ONGs jusqu’aux autorités municipales. L’urbanisation se poursuit, débordant les capacités des autorités urbaines qui ne parviennent plus à la gérer, ni à la maîtriser. La plupart des zones se caractérisent par une faible couverture en réseaux d’assainissement, et une faible collecte des déchets solides. Les insectes et autres vecteurs de maladies, comme les rongeurs, trouvent de nouveaux habitats dans le paysage urbain en continuel changement. «La prolifération des maladies liées à l’eau (bilharziose, parasitoses, choléra, diarrhées aiguës, etc.) et d’autres problèmes de santé résultent également du développement incontrôlé de l’urbanisation produite par l’éclosion et l’extension de bidonvilles qui sont, généralement, privés de systèmes d’assainissement» (OMS, 2002). Les problèmes sont nombreux et complexes à Cotonou surtout en ce qui concerne la santé et l’environnement urbain et les obstacles de gestion sont multiples. Le déficit de communication et de stratégie de planification dans la gestion des risques sanitaires en milieu urbain est un handicap majeur pour la planification et le développement de stratégies d’intervention. La non maîtrise des problèmes urbains liés à la croissance dans nos villes découle d’une absence de méthodologie et d’instruments de coordination.
Un système capable d’acquérir, de stocker, de gérer et d’analyser les informations relatives aux inondations, facteurs de risques sanitaires voilà de quoi améliorer les prises de décisionpour une gestion efficiente.
La mise en place d’un SIG dédié aux inondations et aux risques sanitaires liés à l’eau à Cotonou a permis l’acquisition d’un volume considérable de données hétérogènes, multisources, multi dates, et multi échelles, dont l’actualisation et la gestion deviennent des tâches assez complexes et difficiles à mettre en application.
 
L’un des meilleurs outils capables de nous permettre de relever le défi de la mise en place de ce SIG est le logiciel ArcGIS® d’ESRI® puisqu’il permet la création, l’intégration, la structuration et l’analysede données géographiques relatives à un large éventail d’usagés.
Ce logiciel est le seul aujourd’hui capable de permettre d’élaborer un système d’information géographique complet grâce à un ensemble intégré de logiciels SIG. Aussi il propose une structure évolutive permettant la mise en oeuvre du SIG pour un seul ou de nombreux utilisateurs sur des postes bureautiques, sur des serveurs en vue d’une utilisation dans l’entreprise et sur Internet, ainsi que sur le terrain.

Le but de notre interventionest de proposer une méthodologie et un modèle basé sur le SIG pour améliorer la gestion des inondations, dans la ville de Cotonou, de manière à mieux protéger la santé des habitants. Il s’agira de mettre en lumière, par une approche SIG, l’ensemble des facteurs déterminants pour la gestion des inondations sous l’angle de leurs conséquences sur la santé des populations.
Les principaux objectifs sont les suivants :

- conception et création d’un SIG  Inondations – Risques sanitaires et proposer une démarche méthodologique pour l’élaboration de cet outil en associant science sociale, santé et science de l’information géographique ;

-  recueillir, structurer les informations géographiques disponibles ;

-  créer les informations géographiques manquantes ;

- Identifier et analyser des indicateurs de santé publique en relation avec les inondations périodiques ;

- promouvoir le recours au SIG au sein des structures institutionnelles pour faciliter la prise de décision en matière de gestion des inondations et des risques sanitaires ;

- intégrer les données dans un même système informatique afin d’éviter l’incohérence des différentes données ;

-créer un référentiel géographique commun afin d’assurer une bonne gestion des interventions.

Dans le cadre de notre communication nous proposons la mise en place d’un SIG pour la gestion des inondations et des risques sanitaires à Cotonou au Bénin.
Pour cela nous avons travaillé avec les produits proposés par ESRI (Environmental System Research Institute, Redlands, Californie, USA) notamment ArcGIS® Desktop/ArcInfo 9 et ArcInfo Workstation 9, sous Windows XP implanté au sein du Centre de Compétence Thématique « Modélisation, Analyse spatiale, SIG » (CNRS – CEIAS – SIS – UMR 8564).
 
La modélisation des données géographiques passe par plusieurs étapes dont les principales sont : la collecte des données, le géoréférencement, la conversion de ces données sur un support numérique, l’analyse et la visualisation des informations.

Le SIG reste souvent décrit comme un système consistant en un ensemble de matériel informatique, de logiciels, de données géographiques et de personnels aptes à son emploi, associés de manière à faciliter la collecte, le stockage, la mise à jour, la manipulation, l’analyse et l’affichage de toute forme d’information à référence spatiale. Il est un excellent moyen de visualiser, de superposer et d’interpréter des données épidémiologiques en rapport, faisant ressortir des tendances, des corrélations et des interrelations, et d’offrir des documents de synthèse pertinents de différentes natures, dont des cartes de haute qualité à diverses échelles qui peuvent être actualisées au gré des changements de données.

Un Système d’Information Géographique est constitué de 5 composants majeurs (Figure 1)

Le logiciel de SIG, comme ArcGIS® propose aux utilisateurs 3 volets essentiels.
 
Le volet géodatabase permet de créer le modèle physique du système d’information géographique. Les principes importants qui régissent la geodatabase sont :

- La topologie
- Les types de modélisation des données
- Des relations spatiales (topologie et réseaux)
- Des informations thématiques

Ces informations thématiques caractérisent des objets géographiques qui sont géo référencés. Dans le cadre de notre projet, ces objets géographiques correspondent aux :

- Types d’occupation du sol
- Formes du terrain
- Informations historiques
- Infrastructures (routières, ferroviaires, hydrauliques)
 -Informations sur la géologie
- Santé publique
 -Systèmes de soins
- etc.

Le volet géovisualisationpermet d’afficher les informations géographiques. Il concerne tout le travail effectué sur les informations géographiques et thématiques. Un SIG comprend donc des cartes à partir desquelles il est possible d’effectuer des zooms sur une zone précise (dans ce cas, les informations s’activent ou se désactivent en fonction du niveau de perception). Il est facile de pointer sur des objets géographiques dans ces cartes interactives, afin d’obtenir des informations sur ces objets.
 
Le volet géotraitementpermet de traiter et manipuler les informations géographiques. Cette partie prend en compte le spatial au moment du traitement. Les geotraitements ont permis:
- de créer de l’information spatialeà l’aide d’opérateurs spatiaux topologiques (agrégation, intersection, union.),
-de l’analyse spatiale;
-de faire de la modélisation spatiale : Modèle Numérique de Terrain (MNT), modélisation hydrologique, etc.,
-de faire de la simulation spatiale: pour tester les hypothèses de travail

-ArcGIS ArcInfo permet la création des geodatabase topologique (ARCGIS arceditor), l’analyse spatiale avancée (spatial analyst, geostatistical analyst, 3D analyst, network analyst), l’interopérabilité (data interoperability)
Les API (Applications informatiques qui nous permettent de communiquer à l’intérieur d’un produit)  que sont ArcCatalog, ArcToolbox et ArcMap, permettent d’accéder aux différentes fonctionnalités de différents modules cités précédemment et du logiciel ArcInfo Workstation qui  possède l’intégralité des outils de géo-traitements avancés topologiques 2D et 3D.

-ArcInfo Workstation est composé des modules suivants :
ARC, TIN, ARCPLOT, NETWORK, GRID.
La caractéristique fondamentale d’ ArcInfo Workstation est l’intégration de la topologie lors de la création des objets géographiques en 2D et 3D. Cela favorise l’analyse spatiale qui ne peut pas se faire sans topologie.

-ArcGIS Desktop se décline donc en 3 produits différents :
ArcGIS ArcView
ArcGIS ArcEditor
ArcGIS ArcInfo qui intègre la totalité des fonctionnalités de ArcGIS et ArcInfo Workstation.

La ville de Cotonou située sur le cordon littoral qui s’étend entre le lac Nokoué et l’Océan Atlantique est comprise entre 6°20’ et 6°30’ de latitude Nord et entre 2°20’ et 2°30’ de longitude Est (Figure N°1). Le relief du cordon a deux caractéristiques principales : dépressions longitudinales parallèles à la côte et bas-fonds érodés par l’écoulement des eaux pluviales qui communiquent avec le lac.

Le site de la ville est coupé en deux par le chenal appelé « lagune de Cotonou », communication directe entre le lac et la mer, creusée par les Français en 1894. La liaison entre les deux parties de la ville est assurée par trois ponts. La nappe phréatique se trouve à proximité de la surface du sol dont la perméabilité élevée accélère l’infiltration des eaux pluviales et usées qui entraîne des risques de pollution.

De par sa position géographique la ville de Cotonou subit l’influence des conditions climatiques tropicales de transition. Du point de vue de la répartition pluviométrique, le Bénin méridional, où s’inscrit la ville de Cotonou, est caractérisé par quatre séquences saisonnières à savoir :

- une grande saison sèche de mi-novembre à mi-mars ;
- une grande saison de pluies de mi-mars à mi-juillet ;
- une petite saison sèche de mi-juillet à mi-septembre ;
- une petite saison de pluies de mi-septembre à mi-novembre.

La température moyenne mensuelle à certains endroits de la ville est de 27,3°C (ASECNA, 2007). Les mois de février, mars et avril, les plus chauds, connaissent des amplitudes fortes : journées ensoleillées et chaudes (31 à 33°C) suivies de nuits fraîches (23 à 24°C). En moyenne, l’amplitude thermique ne dépasse pas 8°C. L’insolation totale annuelle avoisine les 1700 heures. Cette insolation est liée aux saisons et conditionne la production du lac.

Il existe, toute l’année, une forte humidité relative, entre 77% et 93%. Les températures moyennes de l’air sont relativement élevées entre 22,4°C en août (moyenne mensuelle) et 32,9°C en mars (Lalèyè et al., 2003). La pluviosité annuelle moyenne sur Cotonou est de 1150mm (Lalèyè et al 2007). Les vents dominants sont l’harmattan, vent sec venu du Nord en saison fraîche (Décembre- Février) et les vents de mousson venant du Sud Ouest en saison de pluies. Pour ce qui concerne son régime hydrologique, il faut noter qu’il  est principalement contrôlé par le flux saisonnier des apports continentaux de la Sô et de l’Ouémé, les eaux pluviométriques et le régime des échanges avec la mer.

La structuration de ce SIG est matérialisée par le Modèle Conceptuel de Données (MCD) qui est une structuration de l’information spatiale et thématique.

Le SIG élaboré s’est appuyé sur les données cartographiques de base de l’IGN du Bénin, des scènes satellitales SPOT du Ministère de l’Environnement et de la Protection de la Nature (MEPN)  dont les caractéristiques sont SPOT_64-337_12-01-1988  et SPOT_65-337_13-12-1994.
Dans le but de contrôler plus facilement l’enrichissement de l’information géographique et de varier nos sources en approchant les informations selon des niveaux de précision variables, nous avons eu recours aux photographies aériennes du Centre National de Télédétection et de Cartographie Environnementale (CENATEL) de Cotonou au Bénin. Ces photos prises le 31 Mars 2007 par MAPS geosystems rentrent dans le cadre du Projet N°7301_CEN (IGN Cotonou).
Pour une étude plus fine à l’échelle locale, la cartographie au 1/25.000 a été établie sur la base de photographies aériennes antérieures à 1988. Par l’étude des scènes SPOT nous avons cartographié les différentes zones humides autour de la ville ainsi que les zones à risques sanitaires. Dans le même ordre d’idée, les plans cadastraux au 1/10.000 ont constitué la base de la cartographie urbaine, dans la mesure où n’existent que des cartes topographiques au 1/100.000 et au 1/200.000. La croissance rapide de la ville n’est pas prise en compte par ces documents établis à l’aide des photographies aériennes antérieure à 1960, année de l’indépendance du pays.

Le traitement des données géographiques passe par la constitution des bases de données géographiques qu’il est possible de compléter à tous moments. Toutes les informations recueillies ont  permis de créer avec ArcGIS® des données géographiques, complétée par la numérisation des photographies aériennes et de cartes anciennes (figure 6).

Au niveau de la ville, nous avons pu ainsi proposer des études thématiques aux échelles locales et régionales. Sur cette base, nous avons pu analyser les phénomènes de surface comme les inondations et l’occupation anarchique des bas fonds, véritables zones tampons qui absorbaient les surplus d’eau lors des crues des grands cours d’eau de la région.
Aussi, pour la mise au point des indicateurs environnementaux pour la description et la compréhension de la dynamique des maladies, ainsi que des méthodes génériques, transposables à différents contextes épidémiologiques et géographiques du littoral béninois.
L’intégration des données issues des traitements d’images satellites dans ce SIG par le biais de ArcGIS® a apporté des informations nouvelles et intéressantes. Nous avons donc pu délimiter les différents espaces assez caractéristiques pour nos recherches (zones inondables, habitats précaires), et repérer les biotopes propices au développement des parasites, les différents milieux et leurs évolutions dans le temps, ainsi que les différentes infrastructures, etc.

Par les différentes fonctionnalités de ArcGIS® nous avons pu utiliser de façon complémentaire les données issues des outils d’observation de l’espace pour analyser les mutations en cours et rendre compte du fonctionnement des systèmes d’utilisation de l’espace par les différentes communautés qui peuplent la ville.
Les faits sanitaires et les zones à risques ont été localisés et leur organisation spatiale détectée grâce aux technologies SIG. La recherche de zones à risques sanitaires a été faite à différentes échelles et le niveau de précision des différents espaces que nous avons cartographié dépend étroitement de la qualité des données que nous avons utilisées.
 
Les analyses à l’échelle restreinte faites au niveau des différentes Communes à risques situées de part et d’autre du lac Nokoué et de l’Océan Atlantique sont importants pour le SIG, non seulement pour l’étude de l’existant mais aussi pour planifier de nouvelles réalisations (localisation des infrastructures et relation avec la densité des populations cibles, construction de nouvelles infrastructures).

C’est ainsi que, en utilisant les SIG pour analyser la répartition spatiale de la population et des centres de santé, ont attiré l’attention des gestionnaires de la santé sur l’incohérence qui prévalait : des villes peu peuplées ont plus de centres de santé que d’autres à forte concentration humaine.

Les problèmes de santé liés à la modification des biotypes ou à la dégradation de l’environnement soulèvent la question de l’impact de la dégradation de l’environnement sur la santé. Il apparaît alors indispensable pour un développement viable, de mettre en place des politiques de santé capables d’une planification et d’une gestion durable des ressources humaines. Ainsi les professionnels de la santé à chaque niveau de la pyramide sanitaire disposeraient des informations spécifiques décrivant l’importance des cas de maladies dans chaque aire de santé ainsi que leur évolution.
Le SIG créée dans notre travail a constitué, en fait, une nouvelle approche pour la spatialisation de l’information en vue d’aider à la prise de décision, notamment en matière de gestion et d’aménagementdu territoire. Il constitue, par ailleurs, une image fidèle de la réalité du territoire de la ville de Cotonou par la mise en place d’une base de données géoréférencées sous ArcGIS®. Cependant, la production d’une information pertinente reste toujours dépendante des données fournies, car dans la plupart des pays en développement comme le Bénin, les données doivent être prises avec beaucoup de recul.
 Ainsi avec l’outil SIG on pourrait :

-Identifier les aspects biogéographiques des vecteurs communs pour différents lieux ;

-Etudier les aspects environnementaux communs qui semblent contribuer à l’excès de cas ;

- A une échelle appropriée, identifier les aires endémiques ;

-Identifier les environnements à risque dans les aires endémiques et les comparer pour mettre en évidence les problèmes environnementaux communs.

- ARAB R., MINELLI F., PIROT F : De la modélisation à l’implémentation : proposition d’une méthodologie pour le recensement des mares dans le Nord-Pas-de-Calais, Conférence Francophone ESRI, Issy-les- Moulineaux, 5 et 6 Octobre 2005.
 (http://www.esrifrance.fr/sig2005/communications2005/pirot1/pirot1.htm)

- ARCGIS 9, Using ArcCatalog, ESRI, Redlands, 2004,  p. 293.

- ARCGIS 9, Using ArcMap, ESRI, Redlands, 2004, p. 58

- Boko M., et al,. (2003) : Gestion des risques hydro-climatiques et développement économique durable dans le bassin du Zou. UAC/DGAT/Laboratoire de Climatologie, 52p.

- Bokonon-Ganta E. (1989) : L’environnement et sa dynamique en milieu lacustre ouest- africain : le cas de Ganvié au Bénin, Extrait Géo- Eco-trop, Vol 13 (1-4).

- Direction des Pêches (1996) : Plan de gestion des plans d’eau continentaux du Bénin. Projet Pêche Lagunaire - GTZ, 48 p. + Annexes.
    - Lalèyè P. (1997) : Ecologie du Lac Nokoué et  de la lagune de Porto-Novo au Bénin. Communication Présentée à la 5ème Conférence Internationale des limnologies d’Expression française. Namur- Belgique du 7 au 11 Juillet 1997, 12p.

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- Bénié G. B., et al.: 2000, La géomatique de la santé: tendances actuelles, « Diaporama ».

- PIROT F., SAINT GÉRAND Th., Du concept HBDS à la geodatabase topologique : 25 ans les séparent, Conférence Francophone ESRI, Issy-les-Moulineaux, 6 et 7 Octobre 2004
(http://www.esrifrance.fr/sig2004/communications/pirot/pirot.htm)
 
- ROUDIER-DAVAL Ch., Les SIG appliqués à la santé. L’exemple des maladies parasitaires à Mbandjock (Cameroun). Thèse de Doctorat, Université Paris 10, Nanterre, 2003.
 
- ROUFAÏ M. Chakirou., Les crues du fleuve Ouémé et leurs incidences biogéographiques dans la basse vallée entre les latitudes de Bonou et Adjohoun. Mémoire de maîtrise de Géographie et Aménagement du Territoire.  Université Nationale du Bénin, Abomey - Calavi, Octobre 1991, 179p.

- ROUFAÏ M. Chakirou., Dynamique des milieux physiques et risques sanitaires en zone littorale anthropisée : cas du Bénin. Mémoire de DEA de Bioéographie.  Université de Paris Sorbonne (Paris IV), Juin 2005, 50p.