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Modélisation de l’érosion hydrique
à l’échelle du versant et du bassin versant
dans un contexte sahélien
Cas du bassin d...
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Problématique
Objectifs de recherche
Méthodologie
Perspectives
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 La dégradation des sols, menace
environnementale pour l’Afrique Sub-
saharienne (Boyer, 1963; Roose, 1994)
■ BF : 11 %...
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 Le paradoxe du Sahel, une abondante problématique (Chaffard, 2009)
 Les pluies gardent leur intensité (Albergel, 1987...
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 La dynamique spatiale du phénomène d’érosion est peu abordée dans la
littérature scientifique (Zhang et al., 2004; Sum...
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Problématique (3/3)
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Objectifs de recherche
• Caractériser le processus d’érosion et de redistribution
spatiale ...
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 Superficie : 37 [km²]
 Pluie moy: 616 [mm]
Site d’étude (1/2)
Cultures : 79 %
Sols nus : 21 %
Cultures : 81 %...
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 Bassin versant Tougou :
 186~300 [t/km²/an] (IWACO,
1990)
 140 (paillage) à 650 (labour)
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 Versant
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• Hauteurs, déb...
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 Meilleure compréhension de la dynamique de l’érosion sur le bassin
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 Quantification et caractérisat...
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Modélisation de l'érosion hydrique à l'échelle du versant et du bassin versant dans un contexte sahélien: cas du bassin de Tougou au Nord du Burkina Faso

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Communication orale aux Doctoriales 2iE 2016 au 14 Juin 2016 - Problématique et proposition d'axe de recherche dans le cadre de ma thèse

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Modélisation de l'érosion hydrique à l'échelle du versant et du bassin versant dans un contexte sahélien: cas du bassin de Tougou au Nord du Burkina Faso

  1. 1. 1 Modélisation de l’érosion hydrique à l’échelle du versant et du bassin versant dans un contexte sahélien Cas du bassin de Tougou au Nord du Burkina Faso R. YONABA, Doctorant en 1ère année Email : ousmane.yonaba@2ie-edu.org Direction : H. KARAMBIRIa, A. BIAOUa, A. L. MOUNIROUa, D. NIANGa, P. QUELOZb 14 Juin 2016 Doctoriales 2iE 2016 - Fondation 2iE Thèse financée par la Convention CEA/BM
  2. 2. 2 Plan de la présentation 17.06.16 Problématique Objectifs de recherche Méthodologie Perspectives
  3. 3. 3  La dégradation des sols, menace environnementale pour l’Afrique Sub- saharienne (Boyer, 1963; Roose, 1994) ■ BF : 11 % des terres dégradées sur le Plateau Central, 34 % dans la région du Nord (SPCONEDD, 2006) ■ Des populations qui tirent du sol leur subsistance  Erosion hydrique des sols ■ L’une des formes de dégradation des sols les plus répandues ■ Associée aux processus de pertes en nutriments ( Sivakumar, 2007) Introduction 17.06.16 Erosion hydrique dans le Sahel 1983 1995 Source : EROS Data Center International Program, U.S. Geological Survey
  4. 4. 4  Le paradoxe du Sahel, une abondante problématique (Chaffard, 2009)  Les pluies gardent leur intensité (Albergel, 1987)  Une baisse des précipitations : 15 ~ 30 % (CILSS, 2010), mais une hausse es écoulements : 20 ~ 60 % (Mahé et al., 2002; Yonkeu, 2002)  À toutes les échelles…  Plusieurs études récentes au Burkina Faso liant érosion du sol et :  CES (Reij et Thiombiano, 2003; Zougmoré et al., 2004)  Qualité des sols (Visser et Sterk, 2007) et économie durable (Sedogo, 2002)  Mesures, programmes :  PAF (1981), PATECORE, CES/AGF (1988), PNGT (1993), promotion des techniques CES (Zai, diguettes, cordons pierreux, demi-lunes, RNA)… Problématique (1/3) 17.06.16 Le débat sur l’érosion hydrique
  5. 5. 5  La dynamique spatiale du phénomène d’érosion est peu abordée dans la littérature scientifique (Zhang et al., 2004; Summerfield, 2005)  Dispersion spatiale du processus dans un paysage complexe ?  Aspects d’érosion/déposition de sédiments  Considérations essentielles : quels sont facteurs dominants aux différentes échelles ? (Slaymaker, 2006)  À la parcelle : érodibilité de la surface offerte, capacité d’infiltration …  Au versant : pente, rigoles, ruissellement, …  Au bassin versant : variabilité des sols, végétation, relief, dispersion spatiale de l’intensité de pluie, occupation des terres …  Avènement de modèles érosifs spatialement distribués associés aux SIG Problématique (2/3) 17.06.16 Nouvelles orientations de la recherche en matière d’érosion hydrique
  6. 6. 6 Problématique (3/3) 17.06.16 Objectifs de recherche • Caractériser le processus d’érosion et de redistribution spatiale des sédiments à l’échelle du versant et à l’échelle du bassin versant • Simuler des scénarios d’aménagement à l’échelle des versants et caractériser leur impact sur l’érosion • Proposer une cartographie des zones à risques majeur d’érosion à l’échelle du bassin versant Fournir une meilleure compréhension de la dynamique spatiale de l’érosion hydrique par la modélisation à différentes échelles dans le contexte sahélien
  7. 7. 717.06.16  Superficie : 37 [km²]  Pluie moy: 616 [mm] Site d’étude (1/2) Cultures : 79 % Sols nus : 21 % Cultures : 81 % Sols nus : 19 % Cultures : 63 % Sols nus : 20 % Végét. : 18 % Cultures : 57 % Végét. : 43 % Evolution de l’occupation des terres à Tougou de 1972 à 2002 (Diello, 2007)Localisation de Tougou (Koussoubé,2006)
  8. 8. 8  Bassin versant Tougou :  186~300 [t/km²/an] (IWACO, 1990)  140 (paillage) à 650 (labour) [t/km²/an] (Yacouba et al., 2000)  392 ± 110 [t/km²/an] (Mounirou, 2012)  Province du Yatenga  200 à 300 [t/km²/an] en zone cultivée et 350 [t/km²/an] aux exutoires (GERES,1965)  180 à 300 [t/km²/an] des hauts de pentes aux milieux de pente (Cortin, 1963) Site d’étude (2/2) 17.06.16 Quelques ordres de grandeur de l’érosion Erosion spécifique sur quelques petits bassins versants en Afrique (Mounirou, 2012)
  9. 9. 9  Versant  Soil catena (Kirkby et al., 1996) Méthodologie (1/4) 17.06.16 Echelles de modélisation  Bassin versant  Connectivité hydrosédimentaire versant - exutoire ? WEPP Water Erosion and Prediction Project WATEM/ SEDEM
  10. 10. 10 Méthodologie (2/4) 17.06.16 À l’échelle du versant (1/2) BV1BV2 BV0  Découpage en versants (sous-unités)  Comparaison de l’érosion sur versants suivant les états de surface Conceptualisation du sous BV WEPP Water Erosion and Prediction Project Flanagan et Nearing, 1995 OFE : Overfland Flow Element
  11. 11. 11 Méthodologie (3/4) 17.06.16 À l’échelle du versant (2/2) Sections de jaugeage évènementiel aux exutoires BV1 et BV2 • Hauteurs, débits • CDF et MES Points de prélèvement sur transects de pente • Profondeur : 1 [m] • Détermination des propriétés : • Physiques (forme, gradient de pente) • Chimiques (C, N, P, K, MO, CEC) Rasters : • MNT • Climat • Sols • Occupation des Terres Simulations : Impacts de diverses options d’aménagement des versants sur l’érosion ?
  12. 12. 12 Méthodologie (4/4) 17.06.16 À l’échelle du bassin versant Section de jaugeage évènementiel à l’exutoire • Hauteurs, débits • CDF et MES Van Oost et al., 2000 Van Rompae et al., 2001 Input Rasters : • Modèle Numérique de Terrain • Carte de Mise en Valeur des terres (cultures, forêts, pâture, sols nus,…) • Réseau hydrographique • Carte d’érodibilité du sol (K-factor) • Carte d’érosivité (en zone de culture) Output : • Pertes en sol nettes • Dépôts et sédiments transportés Modélisation avec WATEM/SEDEM  Perte en terres : RUSLE (Renard et al., 1997)  Transport solide (Verstraeten et al., 2002) WATEM/ SEDEM Modèle empirique, Spatialement distribué Comparaison avec les mesures effectuées
  13. 13. 13  Meilleure compréhension de la dynamique de l’érosion sur le bassin versant de Tougou  Quantification et caractérisation du phénomène à diverses échelles  Identification des pratiques CES efficientes pour une meilleure stratégie de récupération des terres pour la stabilisation des versants  Cartographie des zones à risque majeur d’érosion sur le bassin de Tougou  Outil essentiel au niveau décisionnel dans sa stratégie de gestion des terres Perspectives 17.06.16
  14. 14. 1417.06.16 Merci pour votre aimable attention… Des questions ?

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