Diagnostic Biophysique de l’État Actuel du Micro Bassin Versant de Tiravine (Camp-Perrin) et Estimation des Pertes de Sol
L’analyse présente une étude sur le micro bassin versant de Tiravine situé à Camp-Perrin, visant à évaluer l’état biophysique et estimer les pertes de sol. Les méthodes employées incluent des relevés GPS, des prélèvements d’échantillons de sol et l’utilisation de l’équation RUSLE avec le logiciel ArcGIS. Les résultats montrent une perte de sol effective moyenne de 1798,60 t/ha/an, dépassant le seuil tolérable, et une réduction significative de la couverture végétale. Des recommandations sont proposées pour améliorer la gestion et la conservation des ressources naturelles du bassin versant.
Université D’État d’Haïti
(UEH)
Faculté d’Agronomie et de Médecine Vétérinaire
(FAMV)
Département de Génie Rural
(DGNR)
Mémoire de fin d’études pour l’obtention du diplôme d’Ingénieur-Agronome
Project presentation
Diagnostic Biophysique de l’État Actuel du Micro Bassin Versant de Tiravine (Camp-Perrin) et Estimation des Pertes de Sol
Wisly ALCIME
Supervised by: Prof. Name & Dr. Name
Octobre 2020
Cette étude intitulée Diagnostic Biophysique de l’État Actuel du Micro Bassin Versant de Tiravine et Estimation des Pertes de Sol a été réalisée dans la commune de Camp-perrin du Département du Sud. Ce travail a été fait dans l’objectif principal de contribuer à
DÉDICACES
Ce travail de fin d’étude est dédié à toutes les personnes, mais d’une façon particulière à :
• Ma famille composée de cinq(5) frères et d’une(1) sœur à savoir Jeancène ALCIMÉ, Ezéchiel ALCIMÉ, Vivenson ALCIMÉ et Charmine ALCIMÉ, ainsi qu’à ma mère Pacilia CAZALÈS et mon père Louiscius ALCIMÉ ;
• Mes collègues de promotion Brain-Fusion (2013-2018) et en particuliers : Elijeune PIERRE, Romial LOUIS, Mirode SAINT-JUSTE, Judnord REMAQUE et Loveson SAINVILUS ;
• Professeurs Verlaine NOEL, Gary DOLISCAR, Eno HERARD, Gonomy NYANKONA et Saint Phar JEAN ;
• Mon amie Rose-Berline DESTIN.
REMERCIEMENTS
Mes remerciements s’adressent principalement à l’endroit du Grand Architecte de l’Univers pour la santé, la protection et l’intelligence qu’il m’a accordées au cours de cette étude. Je remercie d’une façon très spéciale :
• Ma mère Pacilia CAZALÈS pour son support financier incommensurable ;
• Mon frère Jeancène ALCIMÉ pour ses conseils et suggestions d’une part, et d’autre part pour ses supports matériels et financiers ;
• Mon conseiller scientifique Docteur GONOMY Nyankona pour ses suggestions, commentaires et recommandations grandement pertinents à l’égard de ce travail ;
• Professeurs Gary DOLISCAR et Wesly JEUNE pour leurs commentaires et recommandations;
• Tous les professeurs de la Faculté d’Agronomie et de Médecine Vétérinaire (FAMV) qui ont contribué à ma formation académique, spécialement Gonomy NYANKONA, Garry DOLISCAR, Eno HERARD et Neudy JEAN-BAPTISTE
pour les notions théoriques et pratiques reçues ;
• Mes collègues de promotion plus particulièrement Loveson SAINVILUS.
Table des matières
DÉDICACES i
REMERCIEMENTS ii
RÉSUMÉ iii
Table des matières iv
Liste des tableaux vii
Table des figures viii
Table des équations ix
Liste des sigles et abréviations x
Listes des annexes xii
CHAPITRE I 1
• Introduction 1Généralités 1Problématique 2Objectifs 4Objectif général 4Objectifs spécifiques 4Hypothèses 4Intérêt de l’étude 5Limites de l’étude 5
• Généralités 1
• Problématique 2
• Objectifs 4Objectif général 4Objectifs spécifiques 4
• Objectif général 4
• Objectifs spécifiques 4
• Hypothèses 4
• Intérêt de l’étude 5
• Limites de l’étude 5
CHAPITRE II 6
• Revue de littérature 6Cadre conceptuel 6Bassin versant 6Diagnostic biophysique 6Perte de sol 6Dégradation des BV 6Comportement hydrologique d’un bassin versant 7Occupation de sols 7Topographie 7Dégradation des sols 7Érosion 8Équation universelle des pertes en sol (RUSLE) 13
• Cadre conceptuel 6Bassin versant 6Diagnostic biophysique 6Perte de sol 6Dégradation des BV 6Comportement hydrologique d’un bassin versant 7Occupation de sols 7Topographie 7
• Bassin versant 6
• Diagnostic biophysique 6
• Perte de sol 6
• Dégradation des BV 6
• Comportement hydrologique d’un bassin versant 7
• Occupation de sols 7
• Topographie 7
• Dégradation des sols 7Érosion 8
• Érosion 8
• Équation universelle des pertes en sol (RUSLE) 13
CHAPITRE III 15
• Méthodologie 15Présentation de la zone d’étude 15Localisation 15Pluviométrie et température 16Géologie 17Caractéristiques socioéconomiques 18Population 18Instruction 18Santé 18Infrastructure 19Religion 19Loisirs 19Agro-industrie 19Industrie extractive 19Construction et transport 19Artisanat 20Activités économiques 20Tourisme 20Végétation 20Physionomie 20Élevage 21Matériels 22Matériels physiques 22Logiciels 22Méthode de travail 22Recherche bibliographique 23Visite de reconnaissance 23Détermination des paramètres biophysiques 23Détermination des paramètres de l’équation universelle des pertes de sol (USLE) 36
• Présentation de la zone d’étude 15Localisation 15Pluviométrie et température 16Géologie 17
• Localisation 15
• Pluviométrie et température 16
• Géologie 17
• Caractéristiques socioéconomiques 18Population 18Instruction 18Santé 18Infrastructure 19Religion 19Loisirs 19Agro-industrie 19Industrie extractive 19Construction et transport 19Artisanat 20Activités économiques 20Tourisme 20
• Population 18
• Instruction 18
• Santé 18
• Infrastructure 19
• Religion 19
• Loisirs 19
• Agro-industrie 19
• Industrie extractive 19
• Construction et transport 19
• Artisanat 20
• Activités économiques 20
• Tourisme 20
• Végétation 20Physionomie 20
• Physionomie 20
• Élevage 21
• Matériels 22Matériels physiques 22Logiciels 22
• Matériels physiques 22
• Logiciels 22
• Méthode de travail 22Recherche bibliographique 23Visite de reconnaissance 23Détermination des paramètres biophysiques 23Détermination des paramètres de l’équation universelle des pertes de sol (USLE) 36
• Recherche bibliographique 23
• Visite de reconnaissance 23
• Détermination des paramètres biophysiques 23
• Détermination des paramètres de l’équation universelle des pertes de sol (USLE) 36
CHAPITRE IV 45
• Résultats et discussions 45Caractéristiques biophysiques du micro bassin versant de Tiravine 45Analyse des paramètres géométriques 45Analyse des caractéristiques hydrographiques 46Analyse des paramètres topographiques 49Pédologie 54Potentialité des sols du MBV de Tiravine 55
• Caractéristiques biophysiques du micro bassin versant de Tiravine 45Analyse des paramètres géométriques 45Analyse des caractéristiques hydrographiques 46Analyse des paramètres topographiques 49Pédologie 54Potentialité des sols du MBV de Tiravine 55
• Analyse des paramètres géométriques 45
• Analyse des caractéristiques hydrographiques 46
• Analyse des paramètres topographiques 49
• Pédologie 54
• Potentialité des sols du MBV de Tiravine 55
4.1.7. Evolution de l’occupation de sols de 2014 à 2018 56
• Détermination des pertes de sol du micro bassin versant de Tiravine 63Facteur R des précipitations (Érosivité des précipitations) 63Facteur K des sols (Érodibilité des sols) 65Facteur topographique LS 66Facteur C (facteur des couvertures végétales et des pratiques culturales) 68Facteur des pratiques de conservation du sol P 69Erosion potentielle du MBVT de Tiravine 71Erosion effective du MBVT 72
• Détermination des pertes de sol du micro bassin versant de Tiravine 63Facteur R des précipitations (Érosivité des précipitations) 63Facteur K des sols (Érodibilité des sols) 65Facteur topographique LS 66Facteur C (facteur des couvertures végétales et des pratiques culturales) 68Facteur des pratiques de conservation du sol P 69Erosion potentielle du MBVT de Tiravine 71Erosion effective du MBVT 72
• Facteur R des précipitations (Érosivité des précipitations) 63
• Facteur K des sols (Érodibilité des sols) 65
• Facteur topographique LS 66
• Facteur C (facteur des couvertures végétales et des pratiques culturales) 68
• Facteur des pratiques de conservation du sol P 69
• Erosion potentielle du MBVT de Tiravine 71
• Erosion effective du MBVT 72
CHAPITRE V 75
• Conclusion 75Recommandations 76
• Recommandations 76
Références bibliographiques 79
Liste des tableaux
Tableau 1: Caractérisation des végétaux au niveau du MBVT 21
Tableau 2: Description des classes de pente d’un micro bassin versant 28
Tableau 3: Indice de pente global et caractéristique du relief 29
Tableau 4: Relation entre dénivelée spécifique et caractéristique du relief 30
Tableau 5: Les valeurs de référence de C et P 42
Tableau 6: Tableau des paramètres géométriques du MBVT 46
Tableau 7: Résumé des paramètres hydrographiques du MBVT 47
Tableau 8: Tableau résumant les paramètres topographiques du MBVT de Tiravine 53
Tableau 9: Caractéristiques des sols du MBVT de Tiravine 55
Tableau 10: Superficie en m2 et en pourcentage(%) des classes d’occupation de sols 59
Tableau 11: Superficies et taux de variation des classes d’occupation 60
Tableau 12: Matrice de transition d’occupation des sols 2014 à 2018 62
Table des figures
Figure 1: Carte de localisation de la zone d’étude 15
Figure 2: Diagramme pluviométrique de la commune de Camp-Perrin 16
Figure 3: Diagramme de température de Camp-Perrin 16
Figure 4: Carte géologique du micro bassin versant de Tiravine 18
Figure 5 : Fluxogramme des cartes d’occupations des sols(OCS) 34
Figure 6: Fluxogramme du modèle 44
Figure 7 : Carte du réseau hydrographique du MBVT 48
Figure 8 : Profil en long du cours d’eau principal 48
Figure 9: Carte de classes d’altitudes 50
Figure 10: Courbe hypsométrique du micro bassin versant de Tiravine 51
Figure 11: Carte de classes de pentes du MBVT de Tiravine 54
Figure 12: Carte de potentialité des sols du MBVT de Tiravine 56
Figure 13: Carte d’occupation de sols du MBVT de Tiravine pour l’année 2014 57
Figure 14: Carte d’occupation de sols du MBVT pour l’année 2018 58
Figure 15: Bilan des changements des unités d’occupation de sols entre 2014 et 2018 61
Figure 16: Distribution spatiale de l’érosivité de la pluie au niveau de la zone d’étude 64
Figure 17: Carte de répartition du facteur K 65
Figure 18: Carte de répartition du facteur topographique LS 67
Figure 19: Carte de répartition du facteur C du MBVT 68
Figure 20: Carte de présentation du facteur P de la zone d’étude 70
Figure 21: Carte de répartition de l’érosion potentielle du MBVT de Tiravine 71
Figure 22: Proportions occupées par les types d’érosion potentielle du MBVT 71
Figure 23: Carte de répartition de l’érosion effective au niveau du MBVT 73
Figure 24 : Proportions occupées par les types d’érosion effective du MBVT 73
Table des équations
Équation 1: Indice de Gravélius(KG) 24
Équation 2: Indice de compacité de Horton(KH) 25
Équation 3: Longueur et largeur du rectangle équivalent 25
Équation 4: Altitude moyenne du micro bassin versant de Tiravine 26
Équation 5: Coefficient de massivité(Cm) 26
Équation 6: Coefficient orographique(Co) 27
Équation 7: Pente moyenne du MBVT 27
Équation 8: Dénivelée du MBVT 28
Équation 9: Indice de pente globale(Ig) 28
Équation 10: Indice de Roche(Ir) 29
Équation 11: Dénivelé spécifique du MBVT(Ds) 29
Équation 12: Pente hydrographique(Pmoy) 31
Équation 13: Densité de drainage(Dd) 31
Équation 14: Temps de concentration selon la formule de Kirpich 32
Équation 15: Densité hydrographique(F) (Horton, 1945) 32
Équation 16: Fréquence des cours d’eau 32
Équation 17: Coefficient de torrentialité(Ct) 33
Équation 18: Taux de changement global(Tg) 35
Équation 19: Taux de changement annuel(Tc) 35
Équation 20: Indice annuel d’érosivité 37
Équation 21: Indice d’érodibilité(K) 38
Équation 22: Facteur topographique(LS) 40
Liste des sigles et abréviations
A : Superficie du Micro bassin versant
AFD : Agence Francophone de Développement ANAP : Agence Nationale des Aires Protégées ARS: Service de Recherche Agricole
BID : Interaméricaine de Développement Banque Mondiale
CIAT : Comité Interministériel d’Aménagement du Territoire CNDEPS: Centre National de Données d’Écoulement et Perte de Sols) CNIGS : Centre National de l’Information Géo-Spatiale
CUP : Centre d’Urgence Polyclinique
DDAS : Direction Départementale Agricole du Sud
EDH: Electricité D’Haïti
EOSDIS: Earth Observing System Data and Information System
FAES : Fonds d’Assistance Économique et Sociale FAMV : Faculté d’Agronomie et de Médecine Vétérinaire FAO: Food Organisation Agriculture
GIRE : Gestion Intégrée des Ressources en Eau GLASOD: Global Land Assessment Of Degradation GPS : Global Positioning System
IHSI: Institut Haïtien de Statistique et d’Information
KG : Indice de compacité de Gravélius
KH : Indice de Horton
Km: kilomètre
m : mètre
MARDNR: Ministère de l’Agriculture, des Ressources Naturelles et du Développement Rural
MBVT : Micro bassin versant de Tiravine
MBVT : Bassin Versant
MDE: Ministère de l’Environnement
ml: mètre linéaire
MNT : Modèle Numérique de Terrain
MSPP: Ministère de la Santé Publique et de la Population
ORE : Organisation de Réhabilition de l’Environnement
ORSTOM : Office de la Recherche Scientifique et Technique Outre-Mer
P: Périmètre
PDG : Président Directeur Général
SBVRS: Sous Bassin Versant de la Ravine du Sud
SECAL: Sécurité Alimentaire
SHE : Système Hydrologique Européen
SIG: Système Information Géographique SMBVTD : Sous Micro bassin versant de Diny SWAT: Soil and Water Assessment Tool
Tc : Taux de changement annuel Tg : Taux de changement global UEH: Université d’État d’Haïti
USDA: Département de l’Agriculture des États-Unis
USLE: Universal Soil-Lost Equation
Listes des annexes
Annexe 1 : Quelques photographies du MBVT et du canal tête morte A
Annexe 2 : Classification des érosions selon FAO C
Annexe 3 : Caractéristiques des classes de potentialités des sols C
Annexe 4 : Conversion des unités US en unités SI E
Annexe 5: Carte hypsométrique du MBVT F
Annexe 6 : Équations d’indice de couverture végétale et du taux d’imperméabilité F
Annexe 7: Carte de zone d’intervention et zone de non intervention G
Annexe 8: Cartes des vecteurs à traiter H
Annexe 9: Coordonnées géographiques de la délimitation du MBVT H
Annexe 10: Coordonnés géographiques des ravines J
Références bibliographiques
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ANNEXES
Annexe 1 : Quelques photographies du MBVT et du canal tête morte
[img_46][img_47]
1. Activité de production du charbon de bois 2. Lit de Tiravine remplit de sédiments grossiers
[img_48][img_49]
3. Cultures sarclées sur pente forte 4. Érosion en masse au niveau des versants du MBVT
[img_50][img_51]
5. Reseau principal constitué de grosse pierre 6.Espace actuel denudé
[img_52] [img_53]
7. Sédiments au niveau du canal tête morte 8. Sédiments et herbes au niveau du canal tête morte
Annexe 2 : Classification des érosions selon FAO
NiveauClasse de sol (tonne/ha/an)Typed’érosion1200.0Catastrophe
Source : Les types d’érosion (FAO, 1980).
Annexe 3 : Caractéristiques des classes de potentialités des sols
Classes depotentialitésAptitudeCaractères physiquesI-Grandes cultures-Sols alluviaux bien drainésEXCELLENTESmécanisées-Irrigation par gravité-Topographie plane (pente 0- 2%)possible avec localementdrainage-Productivité élevéeIITRÈS BONNES-Cultures mécanisées-Irrigation possible-Bonne productivitéIII-Petite mécanisation-Sols de collines ou de glacis, deBONNESpossiblepente 5-8%, de profondeur-Irrigation par aspersionmoyenneavec précautions anti-érosives-Sols alluviaux très caillouteux ou hydromorphes en profondeur-Productivité moyenne-Choix des cultures limité
IV MOYENNES-Difficilement mécanisable-Petite irrigation de montagne localement-Agriculture traditionnelle avec mesure de conservation des sols-Sols généralement peu profonds de collines et bas mornes, de pente moyenne 8-15 %V LIMITÉES À LA RIZICULTUREOU MÉDIOCRES-Marécages, parcours-Sous réserved’aménagements hydro- agricoles importants (drainage, irrigation protection contre les crues), riziculture et cultures dessaisonnée à forteproductivité.-Marécages temporaires, sols temporairement hydromorphes ou inondables, généralement assez argileux, parfois salésVI FAIBLES-Petite agriculture de montagne très localement – Petite irrigationParcours, boisement ParcoursLocalement riziculture si dessalement des sols possible-Sols de morne de profondeur variable, érodables, pente moyenne 12-30%Sols érodés sur matériaux tendresSols salins temporairement hydromorphes (nappe) ou inondablesVII LIMITÉES-Cultures arboricoles – Petite agriculture avec conservation des sols – Parcours, boisement Parcours Drainage impossibleen généralSols de mornes peu profonds, très érodables, pente moyenne30-60% » bad-lands » sur marnes Sols permanents, inondéshydromorphes salés, souvent
Source: KLINGEBIEL et MONTGOMERY (1973) cité par JEAN(2017)
Annexe 4 : Conversion des unités US en unités SI
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Source : RENARD et al., (1991)
Annexe 5: Carte hypsométrique du MBVT
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Annexe 6 : Équations d’indice de couverture végétale et du taux d’imperméabilité
ExplicationsÉquationsK : Indice de la couverture végétaleK=𝐒𝐮𝐫𝐟𝐚𝐜𝐞 𝐝𝐞 𝐥𝐚 𝐜𝐨𝐮𝐯𝐞𝐫𝐭𝐮𝐫𝐞 𝐯é𝐠é𝐭𝐚𝐥𝐞𝐒𝐮𝐫𝐟𝐚𝐜𝐞 𝐭𝐨𝐭𝐚𝐥𝐞 𝐝𝐮 𝐌𝐁𝐕𝐓t : Taux d’imperméabilitét=𝐒𝐮𝐫𝐟𝐚𝐜𝐞 𝐨𝐜𝐜𝐮𝐩é𝐞 𝐩𝐚𝐫 𝐥𝐞𝐬 𝐡𝐚𝐛𝐢𝐭𝐚𝐭𝐬𝐒𝐮𝐫𝐟𝐚𝐜𝐞 𝐭𝐨𝐭𝐚𝐥𝐞 𝐝𝐮 𝐌𝐁𝐕𝐓
Source : CIAT (2011).
Annexe 7: Carte de zone d’intervention et zone de non intervention
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Annexe 8: Cartes des vecteurs à traiter
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Annexe 9: Coordonnées géographiques de la délimitation du MBVT
Code GPSCoordonnées XCoordonnées Y2116195932027714212619602202770221361961420276872146196242027689215619623202767621661962720276742176196312027672218619640202767121961965620276802206196792027694221619695202771322261970720277152236197272027727224619764202773322561977920277302266197822027725
22761979620277002286198382027696229619907202771023061995120277412316200952027755232620097202774323362011620277412346201272027728235620206202777223662023720278002376202392027792238620255202779123962027920278072406203042027849241620321202786124262033020278712436203192027909244620312202789924562029620279392466202932027970247620288202798624862030520280002496202972028008250620297202801725162029920280262526203082028076253620308202810325462030020281162556202972028136256620275202818925762022620282612586202022028287259620180202834126062014620282632616201232028244262619997202822726361997320282232646199652028221265619963202821926661994720282212676199232028203
268619904202817426961990420281692706198972028171271619877202818527261986020281632736198512028154274619841202813927561983120281262766198502028077277619851202805827861983720280312796198322028019280619838202800628161984320280132826198722028011283619894202800428461990820280002856199222027968286619915202796428761993620279262886199332027926289619923202792529061990220279312916198872027935292619862202793329361987020279072946198422027828
Annexe 10: Coordonnés géographiques des ravines
Code GPSY_projectionX_projection7042027717619588.97052027714619616.370620277106196207072027700619619.17092027688619627.17082027691619619.17102027685619629.87122027713619655.97112027690619638.57132027717619677.5
7152027721619703.67142027721619688.17162027728619715.17172027739619725.87182027747619728.17192027752619735.37212027750619744.27222027750619750.1720202775361973972320277706197697262027758619771.77252027768619774.77242027770619773.27272027756619806.77292027768619825.37282027771619817.27302027755619824.273320277486198477322027749619845.77352027749619860.17342027751619859.27362027739619858.97312027755619841.57412027804619912.97422027825619914.77402027774619874.57392027769619872.27382027766619880.17452027824619974.77372027741619881.77432027808619938.47442027821619958.77462027827619977.57472027827619982.7