Utilisation d'un systeme d'information géographique et de l'équation universelle de perte en terre pour prédire le risque d'érosion pluviale dans une monoculture de bananier (musa sapienthum)

Table des matières

DEDICACE iv

REMERCIEMENTS v

Table des matières vii

Liste des Figures xii

Liste des tableaux xiii

Liste des abréviations xv

RESUME xvi

ABSTRACT xvii

CHAPITRE I : INTRODUCTION GENERALE 19

I) CONTEXTE ET PROBLEMATIQUE 19

II) HYPOTHESE DE RECHERCHE 21

III) OBJECTIF GENERAL 21

IV) OBJECTIFS SPECIFIQUES 21

V) IMPORTANCE DE L'ETUDE 21

VI) LIMITE DE L'ETUDE 21

CHAPITRE 2 : REVUE DE LITTERATURE 23

I. CLARIFICATION CONCEPTUELLE 23

1) Le sol 23

2) Le risque 23

3) L'érosion 24

4) 2.1.4Tolérance en perte de sol 24

II) SYSTEME D'INFORMATION GEOGRAPHIQUE (SIG) 24

1) Définition d'un SIG 24

2) Concepts clés d'un SIG 25

(a) Les données d'un système d'information géographique 25

(i) Objet géographique ou données spatiales 25

(ii) Données attributaires 26

3) Composantes d'un SIG 26

4) Les fonctionnalités d'un SIG 27

5) Utilisations des SIG pour la cartographie du risque d'érosion 27

III) PEDOLOGIE DU MOUNGO 28

1) Géologie et géomorphologie du Moungo 28

IV) Distribution spatiale des sols dans le Moungo 29

1) Andosols 30

(a) Définition et origine 30

(b) Genèse des andosols 30

(c) Caractéristiques des andosols 31

(i) Caractéristiques morphologiques et physiques 31

(ii) Caractéristiques minéralogiques 32

(iii) Caractéristiques chimiques des andosols 33

(iv) Gestion et utilisation des andosols 33

V) L'EROSION PLUVIALE 34

1) Historique de l'érosion pluviale sur les terres agricoles 34

2) Les formes d'érosion pluviale 35

3) L'érosion en nappe 35

(a) Définition et description du phénomène 35

(b) Cause et facteurs de l'érosion en nappe 36

(c) Symptômes et conséquences de l'érosion en nappe 36

(d) Lutte contre l'érosion en nappe 38

(e) Erosion pluviale sur les Andosols 38

VI) MODELISATION DE L'EROSION EN NAPPE : L'EQUATION UNIVERSELLE DE PERTE EN TERRE (USLE) 39

1) Historique du développement de l'USLE 39

2) Présentation générale de l'USLE 40

3) Description des facteurs du modèle USLE 40

(a) Le facteur R 40

(b) Le facteur K 41

(c) Le facteur LS 43

(d) Le facteur C 43

(e) Le facteur P 44

4) Applications du modèle USLE 44

5) Limites du modèle USLE 44

6) Autres modèles d'estimation de l'érosion pluviale 45

VII) MONOGRAPHIE DU BANANIER 45

1) Origine et dispersion du bananier 45

2) Classification botanique 46

3) Morphologie, croissance et développement de la plante 48

4) Ecologie du bananier 49

(a) L'eau 49

(b) La température 49

(c) La lumière 49

(d) Le vent 49

(e) Le sol 49

5) Maladies et ravageurs 50

6) Culture 51

(a) Les systèmes de culture 51

(b) Itinéraire technique 52

CHAPITRE III : MATERIELS ET MEHODE 54

I) PRESENTATION DE LA STRUCTURE D'ACCUEIL 54

1) la Plantation du Haut Pendja (PHP) 54

2) Politique environnementale de la PHP 54

II) MATERIELS 55

1) Présentation de la zone d'étude 55

(a) Localisation géographique 55

(b) Organisation structurelle des plantations de Loum et de Nassif 55

(c) Contexte écologique de la zone d'étude 56

2) Matériels de terrain utilisés pour l'étude 56

III) METHODOLOGIE 57

1) Echanges verbaux avec les responsables sur leur perception de l'érosion pluviale 57

2) Recherche documentaire et reconnaissance sur le terrain 58

3) La collecte des données 58

(a) Les données liées à la topographie 59

(b) Les données liées à la couverture du sol 60

(c) Données des Pratiques conservatoires 61

(d) Les données pluviométriques 61

(e) Les données pédologiques 61

4) Analyse et traitement des données 65

(a) Analyse au laboratoire 65

(i) Taux de matière organique 65

(ii) Granulométrie 65

(b) Utilisation du logiciel SIG et utilitaires 66

(c) Elaboration des différentes couches des facteurs de l'érosion en utilisant leur base de données géographiques 67

(i) Couche du facteur d'érosivité pluviale (R) 68

(ii) Couche du facteur d'érodibilité du sol (K) 68

(iii) Couche du facteur topographique (LS) 69

(iv) Couche du facteur de couverture du sol (C) 70

(v) Couche du facteur pratique conservatoire (P) 71

(d) Principe d'intégration des couches d'informations 72

(e) Cartographie du risque d'érosion 73

(f) Classification du risque d'érosion pluviale 74

(g) Relation entre les pertes en terre et la productivité 75

CHAPITRE IV : RESULTATS ET DISCUSSIONS 77

I) L'EROSIVITE DES PLUIES 77

1) La pluviométrie 77

2) Calcul de l'érosivité des pluies 78

II) ERODIBILITE DU SOL 79

1) Détermination des facteurs de l'érodibilité 79

2) Spatialisation de l'érodibilité du sol (Facteur K) 81

III) FACTEUR LS 83

1) Distribution des intensités de pente 83

2) Répartition spatiale des longueurs de pente 85

3) Couches thématiques du facteur LS d'USLE 88

IV) LE FACTEUR C 90

1) Couverture végétale de surface 90

2) Pierrosité de surface 92

3) Distribution spatiale du facteur C 93

V) LE FACTEUR P 95

VI) LES RISQUES D'EROSION PLUVIALE A LOUM 1 ET NASSIF HAUT 97

1) Perceptions de l'érosion pluviale 97

2) Répartition spatiale des zones à risque 97

3) Causes et conséquences de l'érosion pluviale sur les types d'utilsation des terres et mesures de conservation des sols à entrevoir 101

4) Durabilité des types d'utilisation des terres vis-à-vis de l'érosion pluviale 102

5) Estimations des pertes en éléments nutritifs 103

CHAPITRE V : CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS 105

I) CONCLUSION 105

II) RECOMMANDATIONS 106

BIBLIOGRAPHIE 108

ANNEXE I: Normographe d'érodibilité du sol (Wischmeier et Smith (1978) 115

ANNEXE II: Charte de l'effet de la pente pour détermination du facteur LS 116

ANNEXE III: Esquisse de la répartition de l'indice d'agressivité climatique annuel moyen (RUSA de Wischmeier) en Afrique de l'Ouest et du Centre - Situation des parcelles d'érosion (d'après les données pluviométriques rassemblées par le Service Hydrologique de l'ORSTOM et arrêtées en 1975) 117

ANNEXE IV: Le facteur "pratiques antiérosives P" dans le modèle de prévision de l'érosion en nappe de Wischmeier et Smith (Roose (1994)) 118

ANNEXE V: Indice cultural du bananier à différents écartements en culture pure au Burundi (Rishirumuhirwa, (1990)) 120

ANNEXE VI: Facteur C pour certaines cultures au Rwanda. (ISSS (1996)) 121

ANNEXE VII: Carte des sols de la plantation de Loum 122

Liste des Figures

Figure 1 : Carte de la pédologie du département du Moungo (source Martin et Sieffermann, (1965) ) 29

Figure 2 : Photographie d'un piédestal prise dans une bananeraie de la PHP 37

Figure 3 : Image satellitaire de la zone d'étude après traitement et carte du Cameroun, adaptée de Bon (2011) 55

Figure 4 : Unités cartographiques du facteur K et lieux de collecte des échantillons de sol à Nassif Haut 62

Figure 5: Unités cartographiques du facteur K et lieux de collecte des échantillons de sol à Loum 1 62

Figure 7: Erosion relative en fonction de la pierrosité de surface(ISSS (1996)) 71

Figure 7: Principe d'intégration des couches de facteurs USLE dans le SIG 73

Figure 8 : Localisation des points d'estimation des pertes en terre 74

Figure 9 : Evolution de la pluviométrie de 2001 à 2011, dans les plantations de Loum et de Nassif 77

Figure 10 : Distribution spatiale du facteur K à Nassif Haut 81

Figure 11 : Distribution spatiale du facteur K à Loum 1 82

Figure 12: Répartition des intensités de pente par classe de valeur du secteur Nassif Haut. 84

Figure 13: Répartition des intensités de pente par classe de valeur du secteur Loum 1 84

Figure 14 : Distribution de longueur de pente par classe de valeur du secteur Nassif Haut 86

Figure 15: Distribution de longueur de pente par classe de valeur du secteur Loum 1 86

Figure 16 : Répartition du facteur LS à Loum 1 88

Figure 17: Répartition du facteur LS à Nassif Haut 89

Figure 18: Couverture végétale de surface à Nassif Haut 90

Figure 19: Couverture végétale de surface à Loum 1 91

Figure 20 : Pierrosité de surface à Nassif Haut 92

Figure 22 : Répartition du facteur C à Nassif haut 94

Figure 23 : Répartition du facteur C à Loum 1 94

Figure 24 : Distribution spatiale du Facteur P à Nassif Haut 96

Figure 25 : Distribution spatiale du Facteur P à Loum 1 96

Figure 26 : Carte des risques d'érosion pluviale à Nassif Haut 98

Figure 27 : Carte des risques d'érosion pluviale à Loum 1 98

Figure 28 : Surface relative des différentes classes d'érosion pluviale aux secteurs Loum 1 et Nassif Haut 100