I.6.3.2 Les stratégies nationales de
Conservation des Eaux et des Sols
La Tunisie a élaboré, depuis 1990, des
stratégies nationales de la conservation des eaux et du sol (1990-2000
et 2002-2011). Les nouvelles orientations de ces stratégies font de la
conservation des eaux et des sols de véritables projets de
développement agricole et de mise en valeur qui visent à la fois
la préservation des ressources et les aspects de production (Wazzeni,
2013).
? La première stratégie décennal
1990-2001
La stratégie adoptée a introduit la notion de
l'implication progressive de la population dans la prise en charge des
aménagements CES. Pour cela elle a oeuvré pour la mise en place
d'un cadre législatif adéquat, l'encouragement à la
création des entreprises privées et de service, la modulation des
aménagements selon les systèmes de production et enfin le
renforcement de l'activité de suivi-évaluation et l'encadrement
des bénéficiaires (PARLCD-Gouvernorat Tozeur, 2007).
Les objectifs principaux de cette stratégie sont :
I La conservation des terres agricoles
et l'amélioration de leur productivité,
I La protection contre les
inondations,
I L'amélioration des conditions
de vie,
I La recherche d'un équilibre
régional,
I La maîtrise de la gestion des
ressources naturelles (Wazzeni, 2013).
? La seconde stratégie décennal
2002-2011
L'évaluation du Programme 1999-2001 a permis de mettre
en relief le fait que si globalement les actions prises en charge par
l'administration ont bien avancé, par contre les objectifs non
Projet de fin d'études_3éme
année HAR 2014-2015 YOUNSI Soumaya
23
atteints concernent les actions nécessitant
l'adhésion de la population. Ceci peut expliquer d'une part le fait que
la CES n'est pas une priorité pour les petits exploitants et que d'autre
part il y a une manque d'implication (participation) des agriculteurs
dès les premiers étapes du projet. Globalement, c'est sur la base
de cette évaluation que les orientations du programme 2001-2011 ont
été arrêtées.
Ainsi la seconde stratégie a fixé les
principales orientations de l'intervention telle que (PARLCD-Gouvernorat
Kairouan, 2006) :
y' Organisation des exploitants agricoles dans le cadre des
groupements de développement agricole afin de contribuer activement
à l'encadrement des exploitants et participer à la
réalisation des travaux de CES et des opérations de mise en
valeur agricole,
y' Participation efficace des exploitants agricoles à
toutes les étapes des projets de CES (Conception -Etude-
Exécution- gestion),
y' Intensification de l'exploitation des eaux par les lacs,
par l'équipement destinés à la mise en valeur agricole,
y' Encouragement continu à la création des
entreprises privées pour participer à la réalisation des
travaux CES.
Partant de ces principes et orientations d'intervention,
plusieurs objectifs ont été fixés pour la 2ème
stratégie :
+ Les objectifs liés à la protection des
ressources naturelles : réduction des pertes en sol et en eaux de
ruissellement,
+ Les objectifs liés à l'amélioration de la
production : augmentation de la production et mobilisation des eaux de
ruissellement,
+ Les objectifs liés aux aspects sociaux :
amélioration des revenus et offre d'emploi.
I.6.4 Les actions anti-érosifs en
Tunisie
I.6.4.1 Les types d'aménagements
Aujourd'hui les techniques anti-érosives ont
été normalisés et font partie des opérations
d'aménagement du territoire entreprises par les gouvernements. En
Tunisie, environ 2.4 millions d'hectares de terres ont été
protégés contre l'érosion durant les trois
dernières décennies du vingtième siècle.
Projet de fin d'études_3éme
année HAR 2014-2015 YOUNSI Soumaya
24
La stratégie d'équipement du milieu rural a
été conçue pour répondre aux contraintes
spécifiques du milieu méditerranéen et semi-aride. Elle
comporte plusieurs types d'aménagement de CES en Tunisie, nous citons en
particulier (Al Ali, 2007).
? Les techniques culturales conservatrices
Elles se pratiquent au niveau de l'exploitation et
l'utilisation de ces techniques vise à conserver les eaux et les sols
tout en améliorant la production agricole, et peuvent être
subdivisées en deux catégories ; les façons culturales
conservatrices (la jachère, la rotation et l'assolement, les cultures
sans labour (semi direct), le sou-solage et le paillage), les techniques douces
(le labour selon les courbes de niveau, les plantations en courbes de niveau,
les bandes enherbées, les bandes alternées et les ados
consolidés) (Cherif et al., 1993) et la consolidation
biologique des ouvrages (elle consiste à renforcer et accroître la
durée de vie des ouvrages par des plantations pastorales et
fourragères : Cactus, Atriplex, Acacia) (Wazzeni, 2013).
? Les aménagements des terres en
pente
Lorsque la pente dépasse 8%, les techniques culturales
ne suffisent plus et il est impératif de faire appel à des
procédées plus lourds et plus coûteux de CES. Il s'agit des
actions à entreprendre pour protéger les terres à pente,
sont multiples, dont on cite notamment (Cherif et al., 1993) :
? Les différents types de banquettes
(mécaniques ou manuelles, à rétention construite en courbe
de niveau ou à écoulement construites avec des pentes
longitudinales uniformes ou variable) dans les zones en pente moyenne à
assez forte, (Cherif, 2012) pour réduire la longueur de la pente et
intercepter le ruissellement de surface avant qu'il n'atteigne une vitesse
érosive (Wazzeni, 2013).
? Les cordons en pierres sèches dans les zones
à forte charge caillouteuse en surface (Cherif, 2012), pour freiner les
ruissellements et piéger les sédiments jusqu'à
constitution d'une terrasse (Wazzeni, 2013).
? Les terrasses et les gradins dans les zones
accidentées et en forte pente (Cherif, 2012), consistent à
transformer les terrains en pentes difficilement cultivables en une
série de plates-formes faciles à mettre en valeur. Ces ouvrages,
construits suivant les courbes de niveaux sur les versants montagneux et les
terres de fortes pentes. Avec l'aménagement en terrasses, on peux
réduire la pente et ainsi ralentir la vitesse des
Projet de fin d'études_3éme
année HAR 2014-2015 YOUNSI Soumaya
25
écoulements, retenir la majeure partie des eaux de
ruissellement sur place et par conséquent améliorer le taux
d'infiltration afin de couvrir les besoins en eau des cultures
pratiquées,
· Les cuvettes individuelles, en particulier au niveau des
oliviers (Cherif, 2012),
· Le reboisement : conseillé dans les zones
ravinées et les forêts dégradées et permet
d'améliorer et de réduire l'effet néfaste de
l'érosion surtout dans les zones à pentes fortes où les
autres techniques ne sont pas efficaces (D/CES., 1999).
· la tabia : la tabia est un barrage en terre construit
le plus fréquemment avec la terre prélevée au fond de la
vallée ou sur les versants. La hauteur de barrage varie de 1 à
1,5 m et la longueur des tabias peut atteindre une centaine de mètres
dans les vallées les plus larges. Lorsque la longueur est
supérieure à 150 m, il faut partager la tabia en deux par les
banquettes latérales. Les talus amont et aval d'une tabia sont
colonisés par la végétation herbacée dont le
réseau racinaire accroît la cohésion de l'ensemble. La
tabia étant armée vers l'aval par un mur de pierres sèches
plus au moins puissant appelé Sirra (Wazzeni, 2013).
> Les ouvrages des voies d'eau
Il est indispensable d'entreprendre un programme
d'aménagement des voies d'eau qui s'intègre dans
l'aménagement global du bassin versant, qui consiste à
réaliser certains types d'ouvrages de CES qui permettent la
stabilisation des berges, la fixation des têtes de ravins, la correction
des méandres, la rétention des sédiments et le laminage
des crues (Cherif et al., 1993).
> Les lacs collinaires
Un lac collinaire est un ouvrage hydraulique constitué
généralement par une digue en terre compactée de 8
à 15 m de hauteur et ayant une retenue d'eau d'un volume variant de 50
000 à 250 000 m3 (Cherif et al., 1993). Les lacs collinaires
considérés comme étant un moyen efficace et
économique de mobilisation des eaux de surface (Wazzeni, 2013).
> Les ouvrages d'épandages
Traditionnellement, l'épandage se fait par
dérivation d'une partie de la crue au moyen d'un épi qui commence
au milieu de l'oued et forme avec la berge un canal (Mgoud) qui se prolonge
dans la plaine. Ce système ne permet que de capter les faibles crues
(Cherif, 2008).
26
Projet de fin d'études_3éme
année HAR 2014-2015 YOUNSI Soumaya
Les nouveaux ouvrages d'épandage permettent de
résister aux fortes crues, d'en dériver une bonne partie et de
mieux contrôler le débit dérivé tout en minimisant
les transports solides vers le périmètre d'épandage
(Cherif, 2012).
I.6.4.2 La réalisation en terme de la
Conservation des Eaux et des Sols
Depuis 7.000 ans, l'homme a accumulé les traces de sa
lutte contre l'érosion et la dégradation des sols, en vue
d'améliorer la gestion de l'eau et la fertilité des sols (Al Ali,
2007).
Avant 1990 et pendant 3 décennies, les travaux CES ont
porté sur l'aménagement d'environ de 1 million d'ha, et la
construction de 87 lacs collinaires et d'un certain nombre d'ouvrages de
recharge et d'épandage des eaux de crues (Stratégie nationale de
la CES, 1993). De 1990 à 2002, les actions ayant été
réalisées sont les suivantes (DG/ACTA, 2008) :
y' Construction de 3356 ouvrages d'épandage des eaux de
crues et de recharge de la
nappe,
y' Sauvegarde et maintenance de 338,500 d'ha des travaux
déjà réalisés,
y' Aménagement de 70,500 ha de terres à vocation
céréalière,
y' Aménagement des exutoires des oueds 892,500 ha,
y' Construction de 580 lacs collinaires.
Quant à la deuxième stratégie
(2002-2011), le tableau 3 présente les prévisions de la seconde
décennie, ainsi que les réalisations entre 2002 et 2006 :
Tableau 3: Prévisions et
Réalisation des stratégies nationales de Conservation des Eaux
et des Sols (DG/ACTA, 2008)
Composantes
|
Prévisions de la
2éme stratégie 2002-2011
|
Réalisation entre 2002 et 2006
|
Aménagement des BV (ha)
|
700 000
|
550 000
|
Entretien et sauvegarde
|
700 000
|
550 000
|
Aménagement des terres à
céréales (ha)
|
150 000
|
50 000
|
Lacs collinaires (unités)
|
164
|
136
|
Ouvrages de recharge des nappes
(unités)
|
3 000
|
1 800
|
Ouvrages d'épandage des eaux de crues
(unités)
|
1 500
|
1 200
|
|
Projet de fin
d'études_3éme année HAR 2014-2015 YOUNSI
Soumaya
27
I.7 Les méthodes de quantifications de
l'érosion hydrique
Les méthodes utilisées dans la quantification
de l'érosion varient en fonction des objectifs, des moyens et des
échelles d'étude.
I.7.1 La mesure de terrain
La quantification des pertes de terres peut se faire par
mesures directes sur le terrain grâce à l'installation d'une
station de jaugeage ou station hydrologique à l'exutoire de la surface
d'étude permettant de suivre les flux d'eau et de matières
solides associées. Chaque station hydrologique est équipée
de capteurs de hauteur d'eau qui permettent de mesurer le débit en
continu au droit de déversoirs (pour les faibles débits) et de
canaux rectangulaires en béton (pour les forts débits). Le
transport solide peut être estimé à partir de mesures de
concentration des eaux en matières en suspension (MES) grâce
à des préleveurs automatiques asservis aux débits. Dans ce
cas, on calcule la masse érodée par l'intégration des
concentrations obtenues par rapport aux volumes écoulés. Et on
déduits les bilans annuels moyens de l'érosion par
l'intégration des masses érodées obtenues par rapport
à la période et la surface d'étude. Des mesures en continu
de la turbidité peuvent aider à l'intégration des
concentrations par rapport aux volumes écoulés (Ben Slimane,
2013).
On considère que la simulation de pluie est l'une des
méthodes les plus fréquemment utilisée sur terrain pour
déterminer certaines caractéristiques hydrodynamiques des sols et
mesurer le ruissellement et les pertes en sol induites. Plusieurs types de
simulateur de pluie existent et peuvent arroser des surfaces allant de un
mètre carré à une cinquantaine de mètres
carré. Ces simulateurs de pluie présentent l'avantage
d'être des dispositifs mobiles, d'avoir la capacité de produire
des averses avec les fréquences, les intensités et les
quantités de pluies semblables à des pluies naturelles ou
à des évènements rares (Ben Slimane, 2013).
Il existe aussi des mesures topographiques qui permettent
d'évaluer la quantité de sol perdue après chaque
évènement pluvieux, en suivant l'évolution topographique
(hauteur) de la surface du sol par rapport à un plan et une date de
référence (Ben Slimane, 2013).
I.7.2 La télédétection
Parmi les outils les plus utilisés pour
reconnaître et caractériser les manifestations de l'érosion
on a la télédétection (Vrieling, 2006). Elle permet une
identification très fine des formes
Projet de fin d'études_3éme
année HAR 2014-2015 YOUNSI Soumaya
28
d'érosion, de leur dynamique, leur évolution, et
leur prévision, surtout pour les formes linéaires. Cette
reconnaissance est possible sur des gammes très larges de temps et
d'espace. Elle présente la méthode de régionalisation et
de mise à jour la plus rapide et la moins coûteuse, même si
la qualité d'identification diminue généralement lorsque
la surface étudiée augmente (Ben Slimane, 2013).
Les méthodes mises en oeuvre sont multiples, bien que
l'on constate une préférence pour la photo-interprétation
et l'analyse photogrammétrique (Draba et al., 2003; Schieffer
& Gilbert, 2007) ou une combinaison de ces deux approches. Dans tous les
cas, des mesures de terrains sont utiles pour la validation des
résultats. Il a été démontré que la
combinaison de la photo-interprétation avec les expertises de terrain
constitue un outil de valeur pour estimer les volumes érodés et
les pertes en sol (Ben Slimane, 2013).
En résumé, la
télédétection constitue une source d'information à
la fois intéressante et utile pour la cartographie et la classification
du risque d'érosion, pour l'identification des surfaces susceptibles
à l'érosion, pour l'évaluation des volumes
érodés et pour l'étude de l'évolution morphologique
des systèmes et des surfaces affectées par l'érosion
hydrique, permettant ainsi une analyse qualitative et quantitative de ce
fléau (Ben Slimane, 2013).
I.7.3 La modélisation
Les phénomènes d'érosion sont le
résultat d'interactions complexes et variables. Le recours à la
modélisation peut aider dans la prise de décision pour la
conservation des ressources en sols, par l'évaluation des risques
d'érosion et par l'établissement des schémas
d'aménagements (Ben Slimane, 2013).
Il existe deux catégories de modèles : ?
Les modèles empiriques :
Ils se basent sur l'équation universelle de WISCHMEIER
(USLE). Cette équation universelle des pertes en sol regroupe toutes les
variables sous six facteurs majeurs. Elle prédit les pertes moyennes de
sol qui sont occasionnées par l'érosion de surface. Le principe
de cette équation est de comparer l'érosion d'un site quelconque
à celle d'une parcelle de référence (Ben Slimane, 2013).
Parmi les modèles empiriques disponibles pour l'estimation de
l'érosion et du
Projet de fin d'études_3éme
année HAR 2014-2015 YOUNSI Soumaya
29
transport solide, la version modifiée de
l'équation universelle de perte de sol (MUSLE), et sa version
révisée (RUSLE) (Cherif, 2012).
Ce modèle empirique s'exprime selon la formule suivante
:
A = K * R * L * S * C * P eq(1)
Avec:
A est la perte annuelle moyenne du sol
due à l'érosion (t ha-1 an-1) ;
K le facteur qui caractérise
l'érodibilité du sol (t
ha-1MJ-1 mm-1 ha h) ;
R est appelé facteur pluie ou
indice d'érosivité (MJ mm ha-1 h-1
an-1) ;
L*S est le facteur topographique.
Il tient compte de la longueur de la pente (L) et de
son inclinaison (S) ;
C Le facteur de couverture
végétale, incluant la régie des cultures et des
sols et les
pratiques culturales ;
P le facteur des pratiques de soutien
(ou pratiques culturales anti-érosives).
Williams (1975) et Williams et Berndt (1977) ont
développé une version modifiée de l'USLE qui est le MUSLE
pour dériver un modèle d'estimation de la production des
sédiments basé sur les caractéristiques de
l'écoulement, jugé comme le meilleur indicateur pour
prédire l'apport des sédiments, à la sortie du bassin
versant sur la base d'un événement pluvieux et de certains
facteurs qui affectent l'érosion des sols (Ben Slimane, 2013).
RUSLE étant l'un des plus grands modèles
techniquement avancé et montrant un potentiel pour une utilisation dans
plusieurs parties du monde, y compris les pays en développement. En
outre, la flexibilité du modèle RUSLE s'est avérée
avantageuse pour l'application sur une échelle du bassin versant (Smith
et al., 2000).
30
Projet de fin d'études_3éme
année HAR 2014-2015 YOUNSI Soumaya
Tableau 4 : Tableau de description et de
comparaison des trois modèles de perte en sol : USLE, MUSLE et RUSLE
(cherif, 2012)
|
USLE
|
MUSLE
|
RUSLE
|
R : érosivité de la pluie
(
MJ.
mm /ha.h/an)
|
Fonction de :
|
pluie E
pluie de durée de
|
30 min
|
Fonction de :
|
Fonction de :
|
pluie E
la pluie de durée
|
de 15 min I15
|
|
|
- Energie cinétique de la - Intensité maximale
de
|
|
|
Fonction de :
|
MO
M
(1971)
|
Idem que l'USLE
|
Fonction de :
|
de diamètre
|
des particules : Dg
|
|
|
|
|
31
Projet de fin d'études_3éme
année HAR 2014-2015 YOUNSI Soumaya
LS :
topographique
|
Fonction de :
|
Idem que l'USLE
|
Pour L : même formule :
|
|
|
|
|
C : couvert végétal
|
Fonction de :
|
-
-
Idem que l'USLE -
-
-
|
Fonction de :
|
|
|
P : pratiques antiérosives
|
Valeurs données par Wischmeier selon la technique
antiérosive et la pente
|
Idem que l'USLE
|
Intègre plus de données : l'indice du
ruissellement (RIV)...
|
Application
|
USA, Canada, Maroc, France ...
|
USA, Canada, Maroc, France, Afrique de sud
|
Iran, Portugal, Maroc
|
|
Projet de fin d'études_3éme
année HAR 2014-2015 YOUNSI Soumaya
32
D'autre part, la F.A.O a développé en 1979 une
méthodologie à l'échelle nationale à la fois
paramétrique et empirique. Cette méthodologie est une
généralisation d'"USLE". Cette formule a été
élaborée par le service de la conservation des eaux et du sol de
la FAO. Elle a montré sa validité en Tunisie. Elle dépend
de l'érosivité des pluies, de la pente du terrain de l'occupation
du sol et de la nature du sol.
Elle donne le taux spécifique annuelle d'érosion
Es selon la relation suivante :
(en t/ha/an) eq(2)
Avec :
y' Fm : indice de Fournier modifié caractérisant
l'érosivité des pluies ;
> Pi étant la pluie moyenne du mois i (mm),
> Pa la pluie moyenne annuelle (mm).
y' C1 le coefficient de texture des sols, est
déterminé à partir de la carte pédologique du
bassin versant, il est compris entre 0 ,5 et 1,2 selon la
nature du sol, y' C2 le coefficient topographique, déterminé
à partir de la carte des pentes du bassin
versant, il varie de 0,5 à 1,5 selon la pente du
terrain,
y' C3 le coefficient d'exploitation des sols,
déterminé à partir de la carte d'occupation du sol du
bassin versant, il varie de 0,4 à 1 selon l'occupation des sols (Cherif,
2013).
? Les modèles déterministes
(physiques)
Ils cherchent à quantifier et à cartographier
l'érosion en se basant sur la description des processus physiques de
l'érosion. Le principe de cette modélisation à base
physique est de décrire l'érosion au travers de
représentations mathématiques des processus hydrologiques et
érosifs fondamentaux, à savoir : le détachement par les
gouttes de pluie et/ou par le ruissellement, le transport par les gouttes de
pluie, le transport par le ruissellement, et le dépôt par le
ruissellement. Une séparation entre les processus de rigoles et
inter-rigoles, a été même proposée (Ben Slimane,
2013).
Projet de fin d'études_3éme
année HAR 2014-2015 YOUNSI Soumaya
33
Dans les années 1940, Horton et Ellison ont fourni les
principes fondamentaux de la modélisation à base physique, mais
leurs utilisation n'a été mise en valeur qu'après les
années 1970, durant lesquelles ont été
développés les modèles CREAMS et ANSWERS. Le modèle
WEPP (Etats-Unis), ainsi que les modèles EUROSEM, ou LISEM en Europe,
ont été créés afin de faciliter l'utilisation des
modèles à base physique.
Plusieurs chercheurs ont montré que les modèles
d'érosion développés à une échelle
donnée ne sont pas forcément applicables à une autre
échelle. En effet, comme pour beaucoup de modèles, le choix du
modèle et des mécanismes décrits varie en fonction des
différentes échelles de temps et d'espace (Figure 1) (Ben
Slimane, 2013).
Figure 1: Relation entre échelles de
temps et d'espace dans la modélisation de l'érosion
(Le Bissonnais, 2008).
Il apparaît que les modèles à base
physique sont les plus adéquats pour décrire et prévoir la
réponse d'un système à échelle de temps et d'espace
réduits, de manière à prendre en compte la
complexité des processus. A l'inverse, les modèles empiriques
sont mieux adaptés aux estimations de l'érosion à
l'échelle régionale (Ben Slimane, 2013).
Projet de fin
d'études_3éme année HAR 2014-2015 YOUNSI
Soumaya
34
I.7.4 Traçage des sources de
sédiments
Les dépôts de sédiments constituent une
mémoire précieuse des processus ayant eu lieu en amont du
dépôt. Par ailleurs, les techniques de « traçage des
sources » utilisant des «empreintes digitales » des
sédiments, s'avèrent être aujourd'hui des techniques
efficaces pour établir l'importance relative des différents
processus érosifs et sources de sédiments.
Mourier (2008) a défini le traceur pédologique
comme étant : "empreintes caractéristiques des sols suffisamment
conservatrices et stables pouvant être reconnues dans des
écosystèmes adjacents au sol". Différents traceurs ont
prouvé leur efficacité pour déterminer les sources de
sédiments au sein d'un bassin versant et en déduire les processus
dominants. Aux traceurs peu coûteux utilisés quasiment
systématiquement (la texture, l'azote total, le phosphore total, le
carbone organique total), des traceurs complémentaires comme
l'activité des radionucléides (Césium 137, Plomb 210,
Béryllium 7, des propriétés magnétiques des
minéraux ou d'autres signatures isotopiques, ont été plus
récemment utilisés (Ben Slimane, 2013).
En Tunisie, par exemple, des carottes de sédiments ont
été prélevées dans les retenues collinaires dans
l'objectif de quantifier la perte de carbone par érosion dans les
bassins versants. Une rapide ré-analyse des résultats montre que
la matière organique semble être un traceur prometteur pour
différencier l'origine des sédiments entre sédiments
arrachés en surface du sol et sédiments arrachés en
profondeur (Ben Slimane, 2013).
Projet de fin
d'études_3éme année HAR 2014-2015 YOUNSI
Soumaya
II. Chapitre 2 : Présentation de la zone
d'étude
II.1 Localisation de la zone d'étude
Avant d'entamer l'étude du milieu naturel, on avancera
quelques généralités concernant la zone d'étude.
Les lacs collinaires objet du présent travail se
localisent sur l'oued Medjerda et se répartissent entre les gouvernorats
de Siliana (Jannet et El Knach) et de Kasserine (Echar).
Tableau 5: Les caractéristiques
physiques des lacs collinaires étudiés (Chouchani, 2012)
Lacs
collinaires
|
Latitude Nord
|
Latitude Est
|
Année de construction
|
CRDA
|
Délégation
|
Capacité initiale
(m3)
|
Janet
|
35°52'16"
|
09°11'36"
|
1992
|
Siliana
|
Makthar
|
95570
|
Hnach
|
36°04'10"
|
09°26'55"
|
1992
|
Siliana
|
Siliana
|
77220
|
Echar
|
35°33'11"
|
08°40'45"
|
1993
|
Kasserine
|
Talah
|
186840
|
|
35
Figure2: Localisation des lacs collinaires
étudiés
Projet de fin
d'études_3éme année HAR 2014-2015 YOUNSI
Soumaya
36
II.2 Caractéristiques morphologiques des bassins
versants étudiés
Les caractéristiques physiques des trois bassins
versants on les récapitule dans le tableau (6) (voir annexe : 1, 2, 3,7,
8, 9,13, 14 et 15).
Tableau 6:Caractéristiques physiques
des bassins versants étudiés (Hermassi el al., 2013)
Lacs collinaire
|
S(ha)
|
P(Km)
|
Hmax(m)
|
Hmin(m)
|
Hmoy(m)
|
Ds(m)
|
Ig(m/Km)
|
L(Km)
|
I(Km)
|
Kc
|
Janet
|
521
|
12,25
|
1191
|
820
|
1006
|
153
|
67
|
5,53
|
0,94
|
1,59
|
El
H'Nach
|
395
|
9,55
|
835
|
447
|
640,5
|
206,7
|
104
|
3,71
|
1,06
|
1,35
|
Echar
|
917
|
15,5
|
1190
|
970
|
1080
|
106
|
35
|
6,29
|
1,46
|
1,43
|
|
Avec :
S : la superficie du bassin (ha) ;
P : périmètre du bassin versant
(Km) ;
Kc : Coefficient de compacité de
Gravelius ;
Hmax : Hauteur maximale (m) ;
Hmin : Hauteur minimale (m) ;
Hmoy : Hauteur moyenne (m) ;
Ds : Dénivelé spécifique
(m) ;
Ig : Indice de globale de pente ;
L : Longueur de rectangle équivalent
;
l: largueur du rectangle équivalent.
D'après Habaeib (2013) on note que le calcul de Ds permet
une classification des bassins versants en 6 classes de reliefs:
· Ds < 10m : relief faible,
· 10m < Ds < 50m : relief assez
faible,
· 50m < Ds< 100m : relief
modéré,
· 100m < Ds < 250m : relief assez
fort,
· 250m < Ds < 500m : relief fort,
· 500m < Ds : relief très
fort.
Dans notre cas, les bassins versants El H'Nach, Janet et Echar
sont des bassins à relief assez fort.
Projet de fin d'études_3éme
année HAR 2014-2015 YOUNSI Soumaya
37
II.3 Caractéristiques climatiques de la zone
d'étude
La zone d'étude appartient en grande partie à la
Dorsale Tunisienne caractérisée par un climat semi-aride. En
effet, la classification selon le degré d'aridité se base sur
l'examen de la pluie interannuelle de la station de référence
d'où les bassins versants Jannet et El Hnach de la région de
Siliana appartiennent à l'étage climatique semi-aride
supérieur et le bassin versant Echar de la région de Kasserine
appartient l'étage climatique semi-aride inférieur (Chaabane,
2011).
De point de vue climatologie, la zone étudiée
est caractérisée par des pluies peu abondantes et rares, parfois
orageuses et brutales, réparties très
irrégulièrement dans l'espace et dans le temps. Par
conséquent, on enregistre une précipitation interannuelle de
moins de 400 mm dans la région de Kasserine et entre 400mm et 600 mm
dans la région de Siliana. Ces pluies expliquent l'humidité qui
est relativement faible en été et assez élevée en
hiver. Les températures sont fortement continentales à grande
amplitude diurne et annuelle (18 à 20 °C) (Hermassi, 2000). C'est
une région faite d'une succession de Jbels, à la base de
matériaux calcaires qui ont conservé une forêt à
base de Pin d' Alep. Elle est fortement anthropisée. Malgré la
fréquence des Jbels, la couverture végétale naturelle
n'est que de 27,9% (Chouchani, 2009).
II.4 Caractéristiques
géologiques
La géologie de la région de la zone
d'étude est différente entre le bassin versant de Janet et el
Hnach qui appartiennent à la Dorsale Septentrionale et le bassin versant
d'Echar qui appartient à la Dorsale méridionale (Gharbi,
2005).
38
Projet de fin d'études_3éme
année HAR 2014-2015 YOUNSI Soumaya
Tableau 7: Les caractéristiques des
bassins versants de la Dorsale Septentrionale
(Gharbi, 2005)
Lac
collinaire
|
Formations géologiques
|
Recouvrement
|
Compétence
|
Perméabilité
|
Chrono- stratigraphie
|
Lithologie
|
Formation
|
Janet
|
Yprésien
|
Calcaire à Nummulites
|
Metlaoui
|
86% Marnes à intercalations calcaires
|
Tendre
|
Imperméable
|
Maestrichtien supérieur- Paléocène
|
Marnes gris-noir
|
El Haria
|
Campanien supérieur
|
Marno-calcaires et calcaires blancs massifs
|
Abiod
|
Santonien supérieur-Campanien inférieur
|
Marnes gris noirs
|
|
Sénonien inférieur Tunonien supérieur-
Coniacien
|
Calcaires intermédiaires Marnes
à intercalations de bancs calcaires
|
Aleg
|
El Hnach
|
Maestrichtien supérieur- Paléocènes
|
Argile à minces intercalations calcaires
|
El Haria
|
|
Moy. Dur
|
Moy.
Imperméable
|
Yprésien
|
Calcaires à Globigérines
|
Bou Dabbous
|
Tableau 8: Les caractéristiques des
bassins versants de la Dorsale méridionale.
(Gharbi, 2005)
Lac
collinaire
|
Formations géologiques
|
Recouvrement
|
Compétence
|
Perméabilité
|
Chrono- stratigraphie
|
Lithologie
|
Formation
|
Echar
|
Lutétien Priabomien
|
Argile et lumachelles passant à des
évaporites
|
Souar
|
100%
|
Moy. Dur
|
Moy.
Imperméable
|
Projet de fin d'études_3éme
année HAR 2014-2015 YOUNSI Soumaya
39
Projet de fin d'études_3éme
année HAR 2014-2015 YOUNSI Soumaya
II.5 Caractéristiques hydrologiques des lacs
collinaires étudiés
Chaque lac collinaire a été équipé
d'une batterie d'échelles limnimétriques, d'un limnigraphe muni
d'une sonde mesurant le niveau du lac, d'un pluviographe à augets
basculeurs, d'un bac d'évaporation et d'un pluviomètre.
Le tableau (9) récapitule les paramètres
caractéristiques du fonctionnement des trois bassins versants. Des
valeurs faibles du coefficient A exprime la faible aptitude des sols au
ruissellement et qui correspond à des bassins versants
caractérisés par des pentes faibles et des sols filtrants. Une
forte valeur de P0 correspond à une grande aptitude du bassin versant
à la rétention et au stockage des ruissellements superficiels par
la présence des fentes de retrait ou par le labour ou par une bonne
couverture végétale.
Tableau 9: Les caractéristiques du
fonctionnement hydrologique des 3 bassins versants (Hermassi et
al., 2013)
|
Pluie annuelle P (mm)
|
Lame ruisselée annuelle
Lr (mm)
|
Kr annuel (%)
|
P0 (mm)
|
A (%)
|
Classe 1
|
Ruissellement faible
|
= 5%
|
|
< 10%
|
Echar
|
408
|
18, 5
|
5
|
260
|
9
|
Classe 2
|
Ruissellement fort
|
= 10%
|
|
= 20%
|
Janet
|
497
|
66,2
|
13
|
200
|
22
|
El H'Nach
|
439
|
60,7
|
14
|
200
|
25
|
Avec :
P : est la pluie annuelle tombée sur le
bassin versant (mm),
Lr : est la lame d'eau
ruisselée annuellement sur le bassin versant (mm),
Kr : le coefficient de ruissellement
(%),
P0 : paramètre de position que l'on peut
assimiler à une pluie annuelle limitée du
ruissellement (aptitude du bassin versant à la
rétention) (mm),
A : est le coefficient de croissance de la lame
ruisselée en fonction de la pluie (%).
(Hermassi et al., 2013).
II.6 Caractéristiques érosifs des lacs
collinaires étudiés
Pour étudier l'envasement des lacs collinaires,
Hermassi et al., (2013) ont supposé que le régime au
cours de la période observée est représentatif d'une plus
longue période, les lacs
40
collinaires ont des durées de vie moyennes de 50 ans,
avec une valeur minimale de 8 ans et une valeur maximale de 98 ans. La vitesse
de sédimentation rapportée à la superficie du bassin
versant est aussi une caractéristique moyenne du comportement face
à l'érosion des bassins versants, la valeur moyenne est de
l'ordre de 8.4 m3/ha/an (0.6-17.5) (Hermassi et al.,
2013).
Tableau 10: Caractéristiques du
fonctionnement sédimentaire du réseau des lacs
collinaires (Hermassi et al., 2013)
Nom
|
Volume initiale de
stockage (m3)
|
Volume de vase en 10
ans (m3)
|
Volume de vase en
25ans (m3)
|
Durée de vie (années)
|
Erosion du bassin
versant (m3/ha/an)
|
Classe A
|
Erosion faible à très faible
|
< 2
|
Echar
|
186840
|
13250
|
33125
|
56
|
1,4
|
Classe C
|
Erosion moyenne à forte
|
8 à 14,9
|
El H'Nach
|
77220
|
50740
|
65962
|
20
|
12,8
|
Classe D
|
Erosion très forte
|
= 15
|
Janet
|
95570
|
77970
|
77970
|
12
|
15
|
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41
III. Chapitre 3 : Méthodologie du
travail
III.1 Introduction
Pour étudier l'érosion hydrique au niveau des
trois bassins versants du bassin versant de La Medjerda :El Hnach
de la délégation de Siliana (Gouvernorat de
Siliana), Jannet de la délégation de
Makther (Gouvernorat de Siliana ) et Echar de la
délégation de Tala (Gouvernorat de Kasserine), il est à
noter que ce sont les seuls bassins versant du réseau pilote de suivi
des lacs collinaires appartenant au bassin versant de la Medjerda ; nous avons
utilisé l'équation universelle des pertes en sol
révisée (RUSLE) développée par Renard et
al.(1991).
Ce modèle a été intégré
sous un Système d'Information Géographique (SIG) afin de
quantifier et de cartographier l'aléa de l'érosion hydrique au
niveau de ces trois bassins versants. La numérisation des cartes
(topographique, géologique et pédologique), l'analyse, la
combinaison des données et la modélisation ont été
effectuées à l'aide du SIG.
III.2 Approche RUSLE/SIG
Le SIG s'articule d'une part sur une banque de données
cartographiques et d'autre part sur une banque de données
alphanumériques. Il permet ainsi, de croiser des cartes aux
thèmes différents, de fusionner leurs bases de données et
d'appliquer des équations mathématiques sur les valeurs
numériques des facteurs de l'érosion qui y sont rangées.
Au sein d'un SIG, le monde réel est représenté
généralement à partir de l'un des deux grands
modèles de données suivants: le modèle vecteur ou le
modèle raster.
III.2.1 Création des couches
d'information
La première étape consiste à collecter et
à cartographier les différents facteurs intervenant dans
l'estimation de l'érosion en utilisant un SIG. Le SIG va permettre de
stocker, de structurer et traiter les informations cartographiques de base et
d'intégrer les différentes caractéristiques du bassin
versant (pédologie, occupation du sol, courbes de niveaux,
aménagements de CES...). La préparation des couches sur un SIG
pour le modèle RUSLE correspond à la création d'une couche
(carte thématique) pour chaque facteur suivant le même
système de projection. Notre objectif est d'obtenir à la fin une
carte finale qui est la synthèse de toutes les informations contenues
dans les différentes couches. Toutes les couches
Projet de fin d'études_3éme
année HAR 2014-2015 YOUNSI Soumaya
42
d'information intervenantes dans le modèle de
l'érosion sont schématisées sous forme vecteur
(Shapfile).
Ces couches sont converties par la suite sous forme raster
(Raster) avec l'ArcGis pour pouvoir les manipuler et les combiner.
La figure (3) illustre le passage du modèle vecteur vers
le modèle raster.
Figure 3: Passage du modèle vecteur vers
le modèle raster (Site officiel de le FAO, 1998)
III.2.2 Combinaison des couches sous SIG
Cette étape consiste à créer d'abord une
base de données qui englobe des données codifiées et
structurées concernant les facteurs majeurs intervenant dans le
processus érosif. Ensuite, on passe à cartographier les zones
selon l'importance de l'érosion et enfin on évaluera les
quantités des pertes en sols à l'hectare par l'intégration
du modèle universel de perte en sol Révisé (RUSLE) dans un
SIG.
L'intégration des cartes thématiques des
facteurs du modèle universel de perte en sol (RUSLE) dans le SIG va
permettre d'une manière rapide et efficace de démêler la
complexité et l'interdépendance des facteurs, de classer par
importance relative les zones d'érosion et de quantifier les pertes en
sol.
Projet de fin d'études_3éme
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43
Figure 4: Combinaison des couches sous SIG
selon RUSLE (Cherif, 2012)
III.3 Matériels et Méthodes
III.3.1 Matériels utilisés
Au cours des différentes étapes de traitement et
d'élaboration des cartes thématiques, on a utilisé le
logiciel ArcGis 10.1.
L'ArcGis est un logiciel développé par ESRI. Il
permet de visualiser, d'explorer, d'interroger et d'analyser les données
spatiales. Il est capable de gérer trois types de données,
notamment les points, les lignes et les aires. Il comporte plusieurs
applications notamment Arc Map, Arc Catalogue, et Arc Toolbox.
L'intérêt de son utilisation dans notre étude revient
à :
? Permettre l'union des couches spatiales ;
? Permettre la classification des différentes
données ;
? Permettre d'éditer les couches vectorielles ;
? Permettre l'addition et la manipulation des couches
matricielles.
Projet de fin d'études_3éme
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44
III.3.2 Méthodologie de l'étude
L'application du modèle de perte en sol RUSLE, dans les
trois bassins versant El Hnach, Jannet et Echar a nécessité
l'évaluation des différents facteurs de l'équation
universelle de chaque modèle sur toute la superficie du bassin versant
et leur expression sous forme de cartes thématiques.
L'intégration de ces cartes dans le Système d'Information
Géographique ArcGis se fait par
numérisation. Les différents polygones obtenus pour chaque carte
sont associés à leurs bases de données (modèle
vecteur). Par la suite ces unités surfaciques sont converties en un
nombre de pixels contenant la même valeur (modèle raster), qui
correspond à l'information sur un facteur de l'équation
universelle. Le croisement des couches raster par le module
«Raster Calculator » de l' ArcGis
et l'application des équations mathématiques des
modèles de prédiction de perte en sol a permis d'évaluer
le taux d'érosion sur tous les points des deux bassins versants et
l'élaboration de la carte synthétique des pertes en sol selon
l'organigramme méthodologique.
ArcGis
ArcGis
Inclinaison de pente s (%)
Raster Calulator
ArcGis
Facteur
topographique LS
Cartes topographiques + visite sur terrain
Numérisation de la topographie + traitement
des données vectorielle
ArcGis
MNT
Longueur de pentes A (m)
Calcul du facteur K et
Détermination du facteur C
et
Estimation du facteur P et
Traitement des données et
|
|
Facteur érosivité des pluies
R
|
Calcul du facteur R
|
|
|
|
Données
pluviométriques (Hydraccess)
Carte pédologique, analyse du sol
Carte d'occupation du sol, images satellitaires
Carte d'aménagement CES, photos aériennes
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C A L C U L A T O R
Facteur érodabilité des sols
K
Facteur C
Facteur pratiques anti-érosives P
Etablissement de sa carte de
répartition
Etablissement de sa carte de
répartition
Etablissement de sa carte de
répartition
Carte de perte en sol A=R. (L.S).K.C.P
45
Figure 5: Organigramme méthodologique
de l'intégration de l'Equation universelle de perte en sol dans le
SIG (Cherif, 2012)
Ainsi, les étapes de l'application de l'approche RUSLE/SIG
pour estimer la perte en sol se résument comme suit :
? Etape 1 : Elaboration de la carte des pentes
et de la longueur de la pente (Facteur LS) ; ? Etape 2
: Elaboration de la carte d'érosivité des pluies
(Facteur R) ;
? Etape 3 : Elaboration de la carte
d'érodibilité du sol (Facteur K) ;
Projet de fin d'études_3éme
année HAR 2014-2015 YOUNSI Soumaya
46
? Etape 4 : Elaboration de la carte de la
couverture végétale (Facteur C) ;
? Etape 5 : Elaboration de la carte des
pratiques de conservation des sols (Facteur P) ;
? Etape 6 : Elaboration de la carte de perte
des sols par la combinaison des cartes précédentes.
D'après la littérature, on a remarqué que
le facteur topographique (LS) est le plus difficile à
calculé, puisqu'il tient compte de plusieurs paramètres,
notamment les pentes du terrain. Ainsi la détermination de ce facteur se
fait par la combinaison du facteur inclinaison de la pente S
et le facteur longueur de la pente L en utilisant
l'ArcGis. Les autres facteurs (RKCP) sont
généralement déterminés en introduisant les
différents indices pour chaque facteur, en tenant compte de multiples
conditions et paramètres.
Le terme LSKCP présente une
caractéristique du bassin versant, alors que le facteur R
présente une caractéristique de la région
à laquelle appartient le bassin versant.
En multipliant la moyenne du résultat de croisement des
couches raster des différents facteurs par la valeur de l'indice
érosivité R, nous obtenons une estimation du
potentiel d'érosion exprimé en tonnes par hectare et par an. Le
calage du modèle RUSLE au niveau des trois bassins : El Hnach, Jannet et
Echar pour la valeur moyenne des pertes en sol observée à
été obtenue pour la taille de pixel de 30m/30m.
III.3.2.1 Facteur d'érosivité des pluies
R
Pour calculer le facteur d'érosivité des pluies
R, nous avons utilisé les données de
pluvio-phase qui donne les valeurs de pluies cumulés mensuelles. Pour
chaque intervalle d'averse, nous calculons la pluie annuelle puis l'indice
d'agressivité des pluies. Ainsi l'indice d'agressivité des pluies
est calculé par cette équation d'Arnoldus (1980) :
Avec :
R : Indice d'agressivité des pluies en MJ/
ha.mn /an de pluie. Pi : Pluie
mensuelle en mm.
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47
P : Pluie annuelle en mm.
La valeur d'exponentiel de logR correspond à la valeur
d'érosivité de pluies R. III.3.2.2
Facteur d'érodibilité du sol K
Les cartes du facteur K de bassin El Hnach,
Jannet et Echar sont obtenues à partir des cartes pédologiques
correspondantes. Les valeurs de chaque type de sol ont été
déduites à partir de la littérature (Linus, 2010 ; Jebari
et al., 2009 ; Zante et al., 2003 ; Collinet et al.,
2001 ; Dangler et al., 1976 ; Masson, 1971 ; Dumas, 1965). Ainsi,
à chaque unité pédologique des bassins versants Echar, El
Hnach et Jannet (Hermassi et al., 2013), on a adopté une valeur
annuelle moyenne du facteur érodibilité des sols
K, comme le montre les tableaux suivants :
Projet de fin d'études_3éme
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48
Tableau 11: Facteur érodibilité
des sols K en (t ha-1MJ-1 mm-1 ha h)
adopté pour les trois bassins versants (Zante et al.,
2001)
Bassin versant
|
Type du sol
|
K
|
Bassin versant El Hnach
|
Sols minéraux bruts lithiques sur roches dures
|
0,01
|
Sols minéraux bruts et peu évolués
d'érosion, régosoliques sur roches
tendres
|
0,036
|
Sols peu évolués d'érosion et
calcimagnésiques épais à >30% EG
|
0,054
|
Sols peu évolués d'érosion sur
croûte calcaire affleurant
|
0,08
|
Sols profonds argileux à forte dynamique structurale sur
marnes et
argiles
|
0,019
|
Sols profonds et moyens profonds limono-argileux à faible
dynamique structurale sur calcaire
|
0,036
|
Sols « rouge » anciens épars en sites
épargés par l'érosion
|
0,019
|
Alluvions et affleurement rocheux des oueds
|
0,08
|
Bassin versant Echar
|
Sols bruns calcaires
|
0,025
|
Complexes de sols
|
0,05
|
Bassin versant Jannet
|
Rendzine sur roche dure calcaire et sur croûte
|
0,05
|
Sols bruns calcaires
|
0,046
|
Sols peu évolués d'apport associés
à des sols bruts d'érosion et quelques sols
calcimagnésiques carbonatés
|
0,055
|
Sols minéraux bruts d'érosion associés
à des sols bruns
calcaires
|
0,075
|
Sols minéraux bruts d'érosion associés
à des sols calcimagnésiques carbonatés et quelques sols
peu évolués
d'apport
|
0,044
|
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III.3.2.3 Facteur du couvert végétal
C
Il s'agit ici d'exprimer l'effet du couvert
végétal présent dans les bassins versants. Pour ce
facteur, on va associer une valeur globale annuelle pour chaque type de
culture. La carte de répartition spatiale du facteur du couvert
végétale est obtenue directement à partir de la carte des
occupations des sols du bassin versant correspondant. En effet, les indices
C retenues sont choisies en se référant aux:
- Travaux de Cormary et Masson (1964) en Tunisie ;
- Applications du modèle RUSLE, notamment sur le lac
collinaire El Hnach (Zante et al., 2001) ;
- Applications du modèle RUSLE, notamment sur le lac
collinaire Abdessaddok (Zante et al., 2003).
49
Ainsi le facteur du couvert végétal varie comme le
montre le tableau (12) de cette façon :
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50
Tableau 12:Facteur du couvert
végétal C adopté pour les trois bassins versants
Bassin versant
|
Occupation de sol
|
C
|
Les trois bassins versants
|
Sol nu
|
1
|
Bassin versant El Hnach
|
Arboriculture et Olivier
|
0,45
|
Cactus
|
0,12
|
Culture annuelles
|
0,7
|
Garrigue
|
0,25
|
Garrigue claire
|
0,3
|
Parcours ligneux
|
0,2
|
Plantations arbustives
|
0,18
|
Unité mixtes parcours ligneux et assolement
|
0,25
|
Bassin versant Echar
|
céréaliculture
|
0,65
|
forêt
|
0,1
|
Végétation naturelle (y
compris jachère)
|
0,25
|
Bassin versant Jannet
|
Arboriculture et oliviers
|
0,45
|
céréaliculture
|
0,65
|
Forêt dégradée
|
0,3
|
Parcours dégradés+jachère
|
0,7
|
Arboriculture et oliviers
|
0,45
|
Ce facteur C permet d'exprimer l'effet du couvert
végétal sur l'état des terres et des sols du bassin
versant concerné.
III.3.2.4 Facteur de pratiques anti-érosives
P
Le facteur de pratiques anti-érosives P
reflète les pratiques qui réduisent la quantité
d'eau de ruissellement et leur vitesse, diminuant ainsi les effets de
l'érosion hydrique. Ce facteur est obtenu par comparaison avec un
étalon P = 1 pour les zones non
aménagées. L'indexation de ce facteur provient essentiellement
des résultats expérimentaux de Masson (1971), Heusch (1970) en
zone méditerranéenne ainsi que des différentes
compilations (FAO, 1993, CES Tunis, 1995).
Projet de fin d'études_3éme
année HAR 2014-2015 YOUNSI Soumaya
51
Les pratiques anti-érosives utilisées au niveau
des bassins versants sont essentiellement des banquettes. L'estimation des
valeurs du facteur P dépend de la topographie du bassin
versant. En effet, l'indice P est attribué selon la
pente (tableau 13).
Tableau 13:Facteur des pratiques
anti-érosives P adopté selon RUSLE
Zone
|
Pente(%)
|
P
|
|
0-5
|
0,10
|
Zone aménagée
|
5-15
|
0,12
|
en banquettes
|
15-25
|
0,16
|
de rétention
|
25-35
|
0,18
|
|
>35
|
0,28
|
Zone aménagée en Cordons
en pierres
|
-
|
0,35
|
Zone non aménagée
|
1
|
La couche (la carte) contenant les informations de ce facteur
C est crée en réalisant les étapes
suivantes :
'7 A partir du MNT on génère la couche
des pentes avec les classes des pentes correspondantes au modèle USLE et
au modèle RUSLE, avec ArcGis par la
commande slope (ArcToolbox? Spatial Analyst Tools?
Surface analyst),
'7 On fait l'intersection de cette dernière
couche avec la couche des aménagements CES, avec ArcGis
par la commande Intersect (ArcToolbox?
Analysis Tools? Overlay),
'7 On fait l'indexation du facteur P
selon la classe des pentes et le type d'aménagement.
III.3.2.5 Facteur topographique combiné LS
Le facteur LS a été calculé à
partir des images SRTM (Shuttlle Radar Topography Mission) qui sont acquises
par interférométrie radar en 2003, par la NASA (National
Aeronautics and Space Administration) et la NGA (National Geospatial
Intelligence Agency) avec une résolution de 90 mètres.
Projet de fin d'études_3éme
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52
En effet, les scientifiques ont cherché
d'évaluer le facteur topographique combiné, dont l'estimation est
la plus difficile. Ainsi il existe dans la littérature plusieurs
expressions de ce facteur sous un SIG, qui s'écrit d'une manière
générale :
> Moore et Wilson (1992) ont observé que le produit de
L et S du RUSLE peut être
approximé par l'équation (4) en considérant : m = 0,6 ; n
= 1,3 ; á = 1 ; â = 1.
> Pour l'érosion en un point, ils recommandent
á = 1,6 l'équation devient :
> Mitasova et al. (1996) ont proposé une
autre équation semblable aux précédentes :
> Morgan et Davidson (1991) proposent la formule suivante qui
utilise le même facteur S que le modèle USLE:
X : longueur de la pente X est calculée selon la
définition de Moore et al., 1992 (RUSLE).
O : l'angle de la pente en degré. s : inclinaison de
la pente en %.
Afin de déterminer la longueur de la pente, il faut suivre
les étapes suivantes :
V' Tout d'abord le Modèle Numérique du Terrain
(MNT) a été généré à partir des
images SRTM 90m/90m,
V' La carte du MNT a été utilisée comme
entrée pour déterminer la carte Direction de Ruissellement (par
la commande Flow Direction),
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53
V' Cette dernière a servi d'une grille d'entrée
pour dériver la carte d'Accumulation de Ruissellement (par la commande
Flow Accumulation),
V' La carte d'Accumulation de Ruissellement a
été utilisée comme une grille d'entrée dans
l'Extraction de la carte du Réseau de Ruissellement (par la commande
Drainage Network Extraction),
V' La carde du Réseau de Ruissellement extrait a
été à son tour utilisé pour générer
la carte d'Ordre du Réseau de Ruissellement (par la commande
Drainage Network Ordering),
V' Cette carte a été utilisée pour
calculer la carte Longueur de Ruissellement de Surface (par la
commande Overland Flow Length).
D'autre part on a essayé de trouver d'autres
combinaisons de ce facteur en variant les coefficients á
et fi, et les exposants m
et n. En effet ces paramètres
peuvent prendre les valeurs suivantes :
· á = 1,4 ou 1,6 ; et
fi = 1 ou 0,01745 (selon Mitasova et al.
(1996))
· m = 0,4 ; 0,5 ou 0,6 ; et
n = 1,3 ou 1,4 (selon Mitasova et al.
(1996)
III.3.2.6 Carte des pertes en sols
Le croisement des cartes des principaux facteurs intervenant dans
l'érosion hydrique des sols permet d'obtenir la carte des pertes en sols
en tout point du bassin versant.
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54
IV. Chapitre 4: Application et interprétation
des
résultats
IV.1 Données expérimentales
disponibles
Une station hydro-pluviométrique et des dispositifs de
mesure du transport solide ont été installés au niveau des
trois bassins versants. En effet, la station de mesure du bassin versant Echar
été mise en eau en 1993 et celles des bassins versant El Hnach et
Jannet ont été mise en eau en 1992.
IV.1.1 Données de mesure du transport
solide
Des mesures régulières de la bathymétrie
ont été mises au point pour évaluer le transport solide
à l'exutoire des trois bassins versants Echar, El Hnach et Jannet. Le
volume d'envasement est calculé par la formule suivante :
Volume d'envasement= Vu - Cu eq(9)
Avec
Vu : volume total de la retenue
(m3) Cu : Capacité utile de la retenue
(m3)
A partir du volume d'envasement, on détermine la perte
en sol qui arrive à l'exutoire (m3/ha/an) tout en
considérant la densité apparente des matériaux
déposés dans le fond de la retenue qui est de l'ordre 1, 3
t/m3 (Habaeib et al, 2006).
Au niveau des trois lacs collinaires Echar, El Hnach et
Jannet, nous disposons des mesures bathymétriques mentionnées
dans le tableau (14).
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Tableau 14: Mesures bathymétriques
Bassin versant
|
Période
|
Perte en sol (t/ha/an)
|
Perte en sol (m3/ha/an)
|
Echar
|
1993-1996
|
2,73
|
2,1
|
El Hnach
|
1996
|
16,73
|
12,87
|
2007
|
14,89
|
11,45
|
Jannet
|
1992-1994
|
1,44
|
1,1
|
1996
|
24,66
|
18,97
|
1997-1998
|
24,62
|
18,94
|
IV.1.2 Données hydro-pluviométriques
IV.1.2.1 Bassin versant Echar
A partir des données pluviométriques disponibles
à la station de Talah, nous avons calculé les valeurs de R de
chaque averse, ainsi que les valeurs annuelles correspondante pour quelques
années agricoles disponibles.
La variation moyenne annuelle de l'indice de
l'érosivité pour la station de Talah est présentée
par la figure 6:
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Figure 6: Variation annuelle de l'indice de
l'érosivité des pluies pour la station de Talah
(1993-2014)
IV.1.2.2 Bassin versant El Hnach
A partir des données pluviométriques disponibles
pour la station de Siliana, nous avons calculé les valeurs de R de
chaque averse, ainsi que les valeurs annuelles correspondantes.
La variation moyenne annuelle de l'indice
d'érosivité pour la station Siliana est présentée
par la figure 7:
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57
Figure 7: Variation annuelle de l'indice de
l'érosivité des pluies pour la station de Siliana
(1993-2014)
IV.1.2.3 Bassin versant Jannet
Pour le bassin versant de Jannet, les valeurs de R de chaque
averse et les valeurs annuelles correspondantes ont été
calculé à partir des données pluviométriques
disponibles pour la station de Makthar.
La variation moyenne annuelle de l'indice de
l'érosivité des pluies pour la station Makthar est
présentée par la figure (8).
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58
Figure 8: Variation annuelle de l'indice de
l'érosivité des pluies pour la station de Makthar
(1993-2014)
IV.2 Résultats et validation du modèle
RUSLE pour le bassin versant Echar IV.2.1 Facteur d'érosivité des
pluies R
La pluie est l'un des principaux facteurs de l'érosion
des sols. L'érosion se produit lorsque les eaux pluviales ne peuvent
plus s'infiltrer dans le sol et arrachent les particules du sol en emportant
des particules. Ainsi, le rôle du facteur R est de
caractériser la force érosive des précipitations sur le
sol. L'exploitation des données pluviométriques dans le calcul du
facteur d'érosivité des pluies R a permis
d'aboutir à une évaluation globale de l'agressivité des
pluies sur la zone d'étude.
Le tableau (15) donne les valeurs de l'érosivité
des pluies pendant la période de 1993 à 2014 avec une valeur
moyenne annuelle de l'ordre de 68MJ mm ha-1 h-1 an-1.
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Tableau 15: L'érosivité des
pluies en (MJ mm ha-1 h-1 an-1 ) pour la station de
Talah
Année Agricole
|
R
|
1993-1994
|
35
|
1994-1995
|
51
|
1995-1996
|
91
|
1996-1997
|
43
|
1997-1998
|
56
|
1998-1999
|
77
|
1999-2000
|
80
|
2000-2001
|
50
|
2001-2002
|
67
|
2002-2003
|
81
|
2003-2004
|
100
|
2004-2005
|
86
|
2005-2006
|
96
|
2006-2007
|
64
|
2007-2008
|
66
|
2008-2009
|
55
|
2009-2010
|
66
|
2010-2011
|
73
|
2011-2012
|
84
|
2012-2013
|
60
|
2013-2014
|
48
|
Moyenne
|
68
|
L'examen de ce tableau 15 montre que :
? La valeur moyenne annuelle de l'érosivité est de
l'ordre de 68 MJ mm ha-1 h-1 an-1.
? Les années 1995-1996, 2003-2004, 2004-2005 et 2005-2006
sont les plus érosives avec des érosivités de l'ordre de
91, 100, 86 et 96 respectivement.
? L'année 1993-1994 est la moins érosive avec une
valeur de l'ordre de 35 MJ mm ha-1 h-1
an-1.
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