Les perspectives futures de gestion des sols révèlent une perte de sol alarmante de 1798,60 t/ha/an dans le micro bassin versant de Tiravine. Cette étude met en lumière des enjeux cruciaux pour la conservation des ressources naturelles, incitant à repenser nos stratégies de gestion face à l’érosion croissante.
Facteur topographique (LS)
Au-delà d’une pente de 2%, l’érosion connaît une croissance exponentielle (McCool et al. 1987) cité par (PRINTEMPS, 2007) due à la formation de rigoles et à l’augmentation, avec la vitesse de ruissellement, des taux d’érosion diffuse. La longueur(L) et l’inclinaison(S) du MBVT jouent un rôle important dans le phénomène érosif. Cependant, même si leur influence est connue, mais il est difficile de connaître le facteur qui relie ce phénomène.
C’est en ce sens qu’on propose diverse formule, et il est à noter que le facteur topographique de Wischmeier et Smith a permis de donner des résultats jugés satisfaisants en matière de perte de sol. Ainsi, la présente étude a déterminé ce paramètre à l’aide de SIG en appliquant la formule de Velázquez(2008), de Foster(1977) et celle de McCOOLS(1991).
Pour calculer le facteur topographique LS. Le Modèle Numérique de Terrain de résolution spatiale 3.3175m par 3.3175m a subit une transformation à l’aide d’outil Fill Spatial Analyst Tools de l’ArcGIS 10.4, c’est la première étape. Cette correction du MNT a permis de combler les dépressions, zones virtuelles inactives conduisant le plus souvent à l’imprécision du MNT.
La seconde étape consistait à la détermination de la pente du MBV de Tiravine à partir du modèle numérique de terrain corrigé. Sur ce, nous avons utilisé l’outil Slope de Spatial Analyst Tools du logiciel ArcGIS et c’est la valeur de bêta (β) de S et F. Celle-ci a été calculée en degré.
La troisième étape c’était le calcul des paramètres m à F à l’aide de l’outil Raster Calculator de Map Algebra de Spatial Analyst Tools.
La quatrième étape s’occupait de la détermination de la direction des flux, communément appelée flow direction, puis l’accumulation des flux en utilisant l’image de la direction des flux (flow direction). Le calcul du raster flow direction se faisait en partant des pixels de plus forte altitude vers les plus faibles altitudes, ceci se faisait de façon automatique l’ArcGIS.
Nous avons calculé le sous facteur L à partir de flow accumulation et de l’outil Raster Calculator, c’est la cinquième étape.
La sixième étape a permis de calculer le facteur LS du MBVT par croissement de la couche du sous facteur L et S de format image.
Équation 22: Facteur topographique(LS)
[ 𝐴(𝑖,𝑗)+𝐷2]𝑚+1−[𝐴(𝑖,𝑗)] 𝑚+1
L(i, j) = , (UNDP, 2012)
𝑥𝑚∗𝐷𝑚+2∗(22.13)𝑚
m = F 1+F
et F=
si𝚗(𝛽) 0.0896
3∗[sin(𝛽)]0.8+0.56
, (Foster, 1997)
McCOOLS (1991)
S(i, j) = 10.8*sin(𝛽(𝑖,𝑗))+ 0.03, pour tan(𝛽(𝑖,𝑗)) < 0.09
S(i, j) = 16.8*sin(𝛽(𝑖,𝑗)) – 0.5, pour tan(𝛽(𝑖,𝑗)) ≥ 0.09
β: Pente de pixel en radian (doit être multiplié par 0.01745)
A : Flux d’accumulation au niveau des pixels (concentration en eau de ruissellement),
D : Capacité de résolution du Modèle Numérique de Terrain (dimension de côté de pixel) en m,
X : Coefficient de forme pour un système de pixel (x=1).
Facteur couverture végétale et pratiques culturales (C)
Le facteur C est le facteur qui permet de mettre en évidence l’impact de la couverture végétale et de la pratique culturale sur la perte de sol effective. En d’autres termes, il permet de comparer les impacts relatifs des options de gestion dans les plans
de conservation des sols. Ce facteur cultural permet en outre de savoir comment la couverture végétale et la pratique culturale affectent la perte de sol moyenne.
La pratique de certaine culture comme l’arachide, manioc et patate douce sur des pentes prononcées affecte le sol et conduit à des pertes de sol élevées.
La détermination du facteur C, nous avons intégré ce facteur dans l’ArcGIS en utilisant les valeurs de C associées à chaque culture du tableau 4 de référence établi pour le RUSLE, et le choix des valeurs de C a été fait par observations pertinentes faites sur terrain.
C met en exergue l’effet des plantes, la couverture du sol, la biomasse du sol et les mauvaises activités culturales dans les processus d’érosion. Les taux de perte de sol au niveau d’un micro bassin versant varient avec le temps, la couverture végétale, la rugosité du sol et la biomasse du sol. La valeur du facteur C exprime le système de gestion de la culture déterminée et indique la réduction de l’érosion dans les conditions de jachère continue. Pour réaliser la carte de répartition du facteur C, nous avons utilisé la carte d’occupation de sols de l’an 2018. Ensuite, la valeur de C appropriée à chacune des couvertures végétales et des pratiques culturales a été affecté à ces dernières.
La carte de la répartition de C a été obtenue par rastérisation de la carte d’occupation de sols 2018 incluant les valeurs de C.
Facteur des pratiques de conservation du sol (P)
Ce facteur prend en compte les pratiques de conservation du sol situant sur le MBVT. Il concerne toutes les pratiques antiérosives et les techniques culturales mises en place pour diminuer le ruissellement ou sa vitesse de chute et l’érosion. L’intégration de ce facteur dans l’ArcGIS se faisait en utilisant les valeurs de P du tableau 4 ci-dessous correspondant à chaque pratique et technique de protection des sols. Cette valeur a été choisie suite des observations qu’on faisait sur le MBVT. L’intégration des valeurs de C se faisait sous format vectoriel puis transformées en format matriciel.
Pour la réalisation de la carte du facteur P, nous avons utilisé les données des pratiques culturales de la zone d’étude et l’outil Feature Raster de l’ArcGIS 10.4. Sur
ce, la valeur de P a été affectée à chacune des classes d’occupation de sols de l’aire d’étude présentée dans le tableau 20.
Tableau 5: Les valeurs de référence de C et P
| Les valeurs de référence de C et P | |
|---|---|
| Paramètre/Critères | Description/Valeur |
| C | Valeurs de C associées à chaque culture |
| P | Valeurs de P correspondant à chaque pratique |
Source: CESVI-Haïti
(2013) cité par PIERRE-LOUIS(2014), Construit par Wischmeier et Smith (1978).
Érosion potentielle
La perte de sol potentielle est celle qui ne prend pas en compte le couvert végétal et les types d’occupation de sols de la zone d’étude. En effet, pour déterminer la perte de sol potentielle du MBVT de Tiravine, une valeur a été adoptée pour C et P, et celle-ci est 1.
Les facteurs C et P sont considérés comme des éléments neutres et, n’ont aucun effet sur le résultat de la perte de sol potentielle. Ce dernier, la perte de sol potentielle, a été obtenu par croissement de la couche d’érosivité R de la pluie du milieu, de l’érodibilité K des sols, des caractéristiques topographiques LS du terrain et des constantes de C et P.
Le croissement de ces couches de format image a été réalisé à l’aide de l’outil raster calculator de Spatial Analyst Tools de l’ArcGIS 10.4. La carte d’érosion potentielle de type flottant, sans présence de table attributaire, a été intégrée et transformée en type générique avec présence de table attributaire. Pour ce faire, nous avons utilisé la fonction Int de l’ArcGIS 10.4.
Ensuite, nous avons classé la perte de sol
potentielle en six(6) classes suivant la classification de FAO (Annexe 2). Pour créer les groupes, nous avons utilisé la méthode manuelle.
La carte de type générique a été transformée en table attributaire à l’aide de la fonction Zonal Geometry as Table. Par ailleurs, nous avons utilisé la colonne Value et Area de la table attributaire pour la construction graphique des types d’érosion potentielle. Pour la construction graphique, nous avons procédé par la méthode séquentielle, c’est-à-dire pour chaque classe ou séquence nous avons défini respectivement la surface et le pourcentage occupé par la classe.
Érosion effective
La carte d’érosion effective du MBVT, elle résulte par croissement des cinq(5) facteurs qui suivent : l’érosivité(R), l’érodibilité(K), facteur LS, le couvert végétal(C) et les structures de conservation(P). La figure 6 montre le fluxogramme du modèle qui a été utilisé dans le cadre de ce travail. De fait, l’outil raster calculator de Spatial Analyst Tools a été utilisé à cette fin. La carte de type flottant ainsi trouvée a été transformée en type générique puis en table attributaire. Les classes ont été générées de façon automatique par la méthode de Jenks(1967) sur ArcGIS 10.4.
Erosivité de la pluie(R)
Erodabilité des sols (K)
Pratiques culturales (C) et pratiques de conservation des sols (P)
Création du Modèle Numérique de Terrain (MNT)
Pluviométrie moyenne (Format matriciel)
Longueur de la pente(L) et l’inclinaison de la pente (S)
Carte d’occupation des sols et observation
Collecte des données d’altitude, latitude, longitude sur Google Earth et TCX Converter
Analyse texturale des échantillons de sols
Pluviométrie minimale (Format matriciel)
Pluviométrie maximale (Format matriciel)
Figure 6: Fluxogramme du modèle
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2 Définition donnée par l’article 62 de la loi sur les nouvelles régulations économiques (NRE) du 15 mai 2001. ↑
3 Auchan Les 4 Temps, La Défense. ↑
Questions Fréquemment Posées
Quelles sont les méthodes utilisées pour évaluer l’état biophysique du micro bassin versant de Tiravine ?
Les méthodes employées incluent des relevés GPS, des prélèvements d’échantillons de sol et l’utilisation de l’équation RUSLE avec le logiciel ArcGIS.
Quel est le taux de perte de sol estimé dans le micro bassin versant de Tiravine ?
Les résultats montrent une perte de sol effective moyenne de 1798,60 t/ha/an, dépassant le seuil tolérable.
Comment le facteur topographique LS est-il calculé dans l’étude ?
Le facteur topographique LS a été calculé en utilisant un Modèle Numérique de Terrain et des outils de Spatial Analyst dans ArcGIS, en suivant plusieurs étapes de transformation et de calcul.