Добірка наукової літератури з теми "Ruissellement agricole"

L'identification de pratiques agricoles qui minimisent les risques de contamination des eaux de surface nécessite d'évaluer l'importance des voies de transfert des herbicides vers les cours d'eau. Le but de cette étude est d'évaluer à l'échelle du champ agricole et pour une saison de culture l'exportation effective de l'atrazine et du métolachlore par ruissellement de surface et par drainage, ceci pour des conditions pédo-climatiques et agronomiques représentatives de la culture intensive du maïs-grain dans les Basses-Terres du St-Laurent (Québec). Pour les deux premiers événements pluviaux d'importance suivant l'application des herbicides, seulement deux des six champs étudiés ont présenté un ruissellement quittant le champ : les concentrations en herbicides ont atteint 1200 mg/L et 2400 mg/L. La charge exportée en herbicides semble inférieure dans le cas du non travail du sol (semis direct), comparativement au labour conventionnel. Les concentrations en herbicides dans l'eau de drainage sont inférieures à 6 mg/L (pour la majorité inférieures à 1-2mg/L) pour quatre champs, alors que deux champs ont présenté des concentrations atteignant 40-60 mg/L. La charge exportée par drainage apparaît être faible dans le cas de l'application d'herbicides en bandes, comparativement à l'application en surface totale. La masse en herbicides exportée par ruissellement (estimée à partir de coefficients de ruissellement probables) serait supérieure à celle par drainage. Une démarche destinée à diminuer les masses en herbicides exportées devrait ainsi viser la principale voie de cette exportation, c'est-à-dire le ruissellement de surface.

Nous présentons ici une méthode simple qui permet de mesurer simultanément l'eau et les sédiments en transit à la surface du sol en milieu agricole. Des hydrogrammes de ruissellement superficiel sont comparés pour évaluer la variabilité saisonnière et spatiale du ruissellement et de l'érosion lors de trois précipitations naturelles (1,16, 1,76, 1,78 mm h-1). Les mesures ponctuelles sur le terrain sont utilisées pour caler une équation de transport des sédiments compatible avec les modèles hydrologiques distribués. Le débit solide (Qs) est exprimé par: Qs = k Qm lp où Q est le débit liquide et l l'intensité des précipitations. Les hydrogrammes montrent que les débits varient dans l'espace selon la distance entre deux points d'échantillonnage et, dans le temps selon l'état de la surface. Pendant la saison, la concentration moyenne des sédiments dans l'eau et le taux de transport demeurent constants. Le transport par le ruissellement sur la parcelle est faible et semble limité par la capacité du processus à maintenir les sédiments en mouvement. Ce comportement affecte le paramètre m associé au débit liquide dans l'équation de transport, qui est en dessous des valeurs théoriques proposées dans la littérature. Le transport de sédiments est également fonction de l, qui par le biais de l'impact des gouttes de pluie sur la surface détache et facilite le transport des particules.

Le pourtour occidental du plateau du Jord Tannourine-Aaqoura (Liban) est une région montagnarde méditerranéenne qui réunit les conditions de l’érosion hydrique : pluie abondante, pente raide, couvert végétal naturel ravagé et sol sensible à la dégradation. Cependant les terrasses agricoles aménagées depuis des décennies demeurent une pratique robuste pour limiter le ruissellement et élargir la surface agricole utile. Afin d’évaluer l’érosion aréolaire et le rôle des pratiques antiérosives, la méthodologie adoptée repose sur l’équation universelle de l’USLE révisée (RUSLE). La combinaison de paramètres du modèle, dans un SIG, a permis de définir que l’érosion hydrique peut dépasser les 51 t/ha/an essentiellement dans les secteurs marqués par l’absence des terrasses agricoles, et dépourvus d’un couvert végétal dense. Alors que les versants modelés en terrasses ne subissent que des pertes inférieures à 16 t/ha/an. La validation est faite par l’implantation d’un réseau de tiges métalliques. Face à ce risque de dégradation, il semble indispensable de conseiller des techniques agricoles protectrices.

Description du sujet. Dans les pays sahéliens, la répartition spatio-temporelle hautement variable des précipitations demeure une menace pour l’agriculture pluviale, malgré le grand nombre de techniques diffusées pour la conservation des eaux et des sols. Objectifs. Analyser plusieurs stratégies d’irrigation des cultures pluviales et évaluer l’impact probable des mesures économiques incitatives en vue de faciliter l’adoption de l’irrigation de complément à partir des petits bassins individuels de collecte des eaux de ruissellement face aux poches de sècheresse. Méthode. Les stratégies possibles d’irrigation de complément et les simulations des mesures économiques incitatives ont été analysées à partir d’un modèle bio-économique appliqué à une exploitation agricole type. Résultats. Les simulations montrent que l’irrigation de complément permet d’accroitre le revenu espéré des agriculteurs, comparativement à la situation sans irrigation. La culture du maïs, du sorgho et du mil sous l’irrigation de complément en année sèche augmente le revenu espéré de 26,49 % (133 030 francs CFA, équivalent à 202,80 euros) comparativement à la situation sans irrigation. Les simulations visant à promouvoir l’irrigation de complément à partir des petits bassins individuels sont axées sur quatre modalités de subventions et un système d’octroi de crédit aux ménages agricoles. Conclusions. Parmi les mesures incitatives, la subvention sous forme de travail contre nourriture pour mobiliser la main-d’œuvre en vue de construire les bassins semble particulièrement adaptée pour la mise à l’échelle de la pratique de l’irrigation de complément à partir des petits bassins individuels.

L'article qui est proposé s'inscrit dans le cadre de la recherche de systèmes de gestion de l'eau qui soient en mesure de satisfaire une demande alimentaire croissante dans un contexte de rareté de l'eau, tout en respectant les exigences de l'environnement. Il développe la phase 1 d'une démarche méthodologique visant l'élaboration d'un plan de gestion des eaux d'un lac collinaire en zone semi-aride tunisienne pour un développement agricole durable. Cette phase correspond à l'utilisation d'un modèle de prévision du ruissellement et des sédiments par averse. Le modèle mathématique à paramètres physiques distribués KINEROS est utilisé et appliqué sur un petit bassin versant de 135,35 ha pour 9 averses enregistrées durant les deux années 1997 et 1998 en affectant aux différents paramètres du modèle des valeurs réalistes basées sur les résultats expérimentaux collectés dans la littérature. L'application de ce type de modèle nécessite la connaissance de l'occupation du sol à un instant donné. Pour ce faire, une carte d'aménagement agricole pour l'ensemble du bassin versant a été établie correspondant à la résultante de deux cartes élaborées ; la carte culturale et la carte d'aménagement antiérosif. L'analyse des résultats obtenus a montré que le modèle KINEROS peut être utilisé comme outil d'aide à la gestion des terres et des sols en zone semi-aride tunisienne à relief accidenté.

Les outils mathématiques sont de plus en plus utilisés pour simuler la contamination d'origine agricole des eaux souterraines. Le modèle AgriFlux permet, à l'aide du module PestiFlux, de simuler les processus responsables du devenir des pesticides dans le sol: ruissellement, volatilisation, adsorption/désorption rapide, adsorption/désorption lente, complexation par la matière organique dissoute, biodégradation en sous-produits, hydrolyse, drainage et lessivage. AgriFlux est utilisé pour simuler le devenir de l'atrazine et du dééthylatrazine sur une parcelle expérimentale de la région de Québec (Québec, Canada) cultivée en maïs sucré (Zea mays, L.) traité à l'atrazine. Des prélèvements d'eau interstitielle ont été réalisés (1986-1990) à l'aide de lysimètres avec succion (0,5 et 1,0 m de profondeur) et analysés pour leur contenu en atrazine et dééthylatrazine. De manière générale, AgriFlux reproduit bien l'évolution des concentrations mesurées, dans le temps et dans le profil de sol (r=0,76). Certains pics de concentrations observés sur le terrain ne sont toutefois pas représentés ou sont décalés dans le temps, ce qui pourrait être attribué à une sous-estimation de la variabilité spatiale des paramètres. Le rapport dééthylatrazine/atrazine est relativement bien simulé en 1988 à 0,5 m, mais est moins représentatif pour les autres données, ce qui pourrait être dû à une certaine imprécision dans la simulation de la biodégradation. Une analyse de sensibilité du modèle aux variations de différents paramètres a montré que le paramètre le plus influent dans les conditions testées est la constante de biodégradation. Les résultats obtenus montrent la pertinence d'AgriFlux (PestiFlux) dans la simulation du devenir des pesticides dans le sol et donc des risques de contamination des eaux souterraines en région agricole.

Le fonctionnement hydrologique de la plaine côtière ancienne de Guyane française constitue une des contraintes majeures à sa mise en valeur agricole, du fait de l'existence de périodes d'excès d'eau prolongées. L'objectif de cet article est d'analyser, sur un interfluve caractéristique de la plaine côtière ancienne, la forme et la dynamique de la nappe et ses sources d'alimentation en relation avec la variabilité des propriétés physiques des sols. Sur le plan expérimental, le travail est conduit à partir d'un suivi hydrologique in situ des fluctuations de la nappe observées sur 21 stations et d'une caractérisation de la variabilité spatiale de la conductivité hydraulique des sols par la méthode du trou de tarière à charge variable. Sur le plan de la modélisation, l'identification de la répartition spatiale de la recharge sur l'interfluve est déterminée par une modélisation inverse. Les suivis montrent d'une part la rapidité de réponse de la nappe aux pluies et d'autre part des temps de présence de la nappe en surface variables selon les sols. La modélisation conforte l'hypothèse d'isolement hydraulique de l'interfluve. La dynamique de la nappe est directement reliée aux entrées pluviométriques et dans une moindre mesure aux sols. La variabilité spatiale de la recharge est par ailleurs sous la dépendance de la topographie et de l'hétérogénéité spatiale de la conductivité hydraulique. Enfin, une estimation du ruissellement de surface souligne son importance sur l'interfluve. Les résultats obtenus montrent que l'engorgement des sols de la plaine côtière est sous la dépendance directe des processus hydrologiques observés à l'échelle de chaque interfluve. La prédiction des zones à excès d'eau marqué et des zones où la recharge est homogène peut être envisagée à partir de la connaissance de la topographie et de la distribution des sols. Sur le plan agronomique et pour les sols à forte contrainte hydrique, la mise en place de systèmes de drainage permettant leur mise en valeur agricole est à considérer.

L'assainissement municipal et la gestion des eaux usées sont des problèmes difficiles pour le développement environnemental durable dans les pays en développement. L’augmentation des rejets d’eaux usées non ou mal traitées par la station d’épuration (STEP) du Technopole de Dakar (Sénégal), combinée au ruissellement agricole ont entrainé la dégradation de la qualité des eaux de la nappe phréatique et du lac dans cette zone. Ainsi, la construction d'une installation pilote pour le traitement de ces eaux usées très chargées en polluants et produites par la station d’épuration des eaux usées du Technopole a été réalisé. La configuration du filtre horizontal est composée d’une fosse septique, d’une zone humide à flux horizontal submergé et d’un réservoir de stockage. Au terme de ce travail, nous avons un pourcentage global d’épuration de 69% des eaux usées mal traitées par la STEP à raison de 2 m3 par jour. En effet, la phytoépuration à travers le filtre horizontal a entrainé une réduction de 90,5% des MEST ; 63,4% de la DBO5 ;74,7% de la DCO ; 17,2% de l’azote total et 98,2% d'Escherichia Coli. Cependant, il restait toujours une quantité élevée d'Escherichia Coli et d’azote, par conséquent, un traitement tertiaire est recommandé, par exemple, la désinfection est suggérée par UV ou hypochlorite ou chlore pour une élimination des agents pathogènes mais aussi la nitification et la dénitrification.

Abstract. L'estimation de la ressource en eau souterraine dans le Moyen-Atlas est investiguée à partir des débits mesurés dans l'oued Sebou à la station d'Azzaba, sur la période 1959–2015. Pour cela presqu'une centaine de phases de tarissement a été individualisé pour construire des courbes maîtresses de tarissement à partir desquelles le calcul des volumes des nappes est possible. Il est calculé mensuellement à partir du débit modal dont nous posons l'hypothèse qu'il représente la limite entre ruissellement et alimentation uniquement par les nappes. Les calculs donnent un volume de la réserve régulatrice moyen de 54 hm3, mais extrêmement variable à l'échelle interannuelle et intra-annuelle. Ces résultats démontrent la faible inertie des aquifères du Moyen Atlas et soulignent la vulnérabilité du secteur agricole vis-à-vis de cette ressource même lors de courte période de sécheresse. The estimate of the groundwater resource in the Middle Atlas is investigated from the runoff measured in the Sebou wadi at the Azzaba station, over the period 1959–2015. Almost a hundred recession curves have been individualized to build the master recession curves from which the calculation of the volumes of groundwater is possible. It was calculated at a monthly scale from the modal flow, which we assume is the limit between runoff and flow supply only by the aquifers. The results indicated a volume of the average regulatory reserve of 54 hm3, but extremely variable on an inter-annual and intra-annual scale. These results demonstrate the low inertia of the Middle Atlas aquifers and underline the vulnerability of the agricultural sector to this resource even during short periods of drought.

Le but de cette étude est de déterminer si le périphyton et le gastéropode pulmoné Helisoma trivolvis peuvent être utilisés pour évaluer la capacité de rétention des métaux dissous d'un marais construit. Cette étude a été menée dans un marais de la région d'Ottawa-Carleton (Ontario, Canada), qui a été construit en 1995 afin d'améliorer la qualité des eaux de ruissellement provenant d'un bassin versant à usage résidentiel et agricole. Au cours du mois de septembre 1999, des échantillons d'eau ont été prélevés, des escargots (H. trivolvis) ont été recoltés et un substrat artificiel a été utilisé pour faire croître du périphyton, à l'entrée et à la sortie d'eau du marais. En moyenne, les calculs de balance de masse indiquaient une rétention des formes dissoutes du Cu, Mn, Ni et Zn dans le marais. Cependant, les tendances observées pour les concentrations de métaux dissous et pour les concentrations dans les organismes différaient pour certains métaux. Les concentrations de Cd et Ni dans les tissus de H. trivolvis et le périphyton étaient significativement plus élevées à l'entrée qu'à la sortie. Cependant, les concentrations de Cr et Al dans les organismes n'étaient pas significativement différentes entre l'entrée et la sortie alors que celle de Mn était significativement plus élevée à la sortie du marais. Pour tous les métaux sauf le Cd et le Zn, les concentrations dans le périphyton étaient en moyenne plus elevées que celles dans les escargots. Le périphyton peut donc fournir une mesure plus conservatrice de la contamination du milieu pas les métaux. Cette étude montre l'importance de considérer, non-seulement les mesures chimiques, mais aussi les mesures biologiques, dans l'évaluation de l'efficacité d'un ouvrage de contrôle de pollution.

L'objectif de cette thèse est de décrire et de hiérarchiser les processus à l'origine du ruissellement sur les parcelles artificiellement drainées, en prenant en compte non seulement les fluctuations de la nappe superficielle, mais aussi la dégradation éventuelle de la structure du sol en surface. A cet effet, trois axes complémentaires de recherche ont été développés.
Le premier axe est consacré à l'étude de l'évolution de la structure de l'horizon travaillé du sol au cours d'une pluie en présence de nappe superficielle, grâce à des simulations de pluie en laboratoire. Les profils de masse volumique mesurés par radiographie aux rayons X indiquent que l'effondrement et le changement de masse volumique lié à la croûte de battance sont plus marqués en conditions initiales très humides. Le modèle proposé d'évolution de la masse volumique avec la profondeur et au cours de la pluie, reproduit correctement cet effet.
Le deuxième axe a pour objectif de déterminer les propriétés hydrodynamiques de la croûte de battance à partir de données issues de nouvelles simulations de pluie associées à un modèle s'appuyant sur la distribution de la masse volumique du sol avec la profondeur. Les paramètres de ce modèle, estimés par méthode inverse, sont comparables aux mesures de masse volumique effectuées par rayons X, et permettent de correctement reproduire le comportement hydraulique du système, confirmant la forte baisse de la conductivité hydraulique en surface due à la croûte de battance.
Enfin, le troisième axe s'appuie sur le suivi expérimental d'une parcelle agricole drainée du bassin versant de Mélarchez (Seine et Marne) associé à une modélisation (logiciel HYDRUS 2D). Les observations durant l'hiver 2003-2004 confirment que le ruissellement est globalement limité en raison de la présence du drainage. L'affleurement de la nappe reste le facteur prédominant à l'origine du ruissellement, même si la croûte de battance, créée notamment par ce premier type de ruissellement, est susceptible d'augmenter les quantités ruisselées. La modélisation permet d'étudier le comportement du système sous d'autres conditions pluviométriques. En particulier, les périodes de retour des pluies conduisant à l'affleurement de la nappe et les conditions d'écoulement lors de ces affleurements sont analysées.

L'objectif de cette thèse est de décrire et de hiérarchiser les processus à l'origine du ruissellement sur les parcelles artificiellement drainées, en prenant en compte non seulement les fluctuations de la nappe superficielle, mais aussi la dégradation éventuelle de la structure du sol en surface. A cet effet, trois axes complémentaires de recherche ont été développés. Le premier axe est consacré à l'étude de l'évolution de la structure de l'horizon travaillé du sol au cours d'une pluie en présence de nappe superficielle, grâce à des simulations de pluie en laboratoire. Les profils de masse volumique mesurés par radiographie aux rayons X indiquent que l'effondrement et le changement de masse volumique lié à la croûte de battance sont plus marqués en conditions initiales très humides. Le modèle proposé d'évolution de la masse volumique avec la profondeur et au cours de la pluie, reproduit correctement cet effet. Le deuxième axe a pour objectif de déterminer les propriétés hydrodynamiques de la croûte de battance à partir de données issues de nouvelles simulations de pluie associées à un modèle s'appuyant sur la distribution de la masse volumique du sol avec la profondeur. Les paramètres de ce modèle, estimés par méthode inverse, sont comparables aux mesures de masse volumique effectuées par rayons X, et permettent de correctement reproduire le comportement hydraulique du système, confirmant la forte baisse de la conductivité hydraulique en surface due à la croûte de battance. Enfin, le troisième axe s'appuie sur le suivi expérimental d'une parcelle agricole drainée du bassin versant de Mélarchez (Seine et Marne) associé à une modélisation (logiciel HYDRUS 2D)
This study aims at describing and organizing into a hierarchy the processes leading to surface runoff on artificially subsurface drained area, by considering not only the perched water table fluctuations, but also the possible soil surface sealing. Three complementary research issues have been developed. First, the evolution of the tilled layer structure during rainfall in the presence of a shallow water table was observed using laboratory rainfall simulation. Bulk density profiles measured by X-ray radiography show that the increase of bulk density due to sealing and slumping are more significant in the wettest conditions. The proposed bulk density evolution model correctly reproduces this effect. Second, seal hydraulic properties were determined from a model based on bulk density profiles using other simulated rainfall experiments. The estimation of model parameters by inverse method led to an accurate simulation of the measured flows and water pressures, and conformed to the measured bulk density profiles. Hydraulic conductivity greatly decreases at the soil surface due to sealing process. The third issue was based on a drained field investigation in Mélarchez watershed (Seine et Marne) associated to flow modelling (Hydrus 2D). Data recorded in winter 2003-2004 show that drainage limits surface runoff amount. Saturation excess runoff is the most frequent observed process, even if soil sealing, especially due to saturation excess surface runoff, increases runoff amount. Other rainfall conditions were tested using Hydrus 2D. The condition of water table reaching soil surface was particularly analysed in terms of infiltration-runoff flows and return time of the correspond

L'objectif de cette étude est d'évaluer l'effet de l'orientation des labours sur le coefficient de rétrodiffusion radar en utilisant des images RADARSAT. À l'hiver 1998, trois images RADARSAT ont été acquises simultanément aux campagnes de terrain sur le bassin versant du Solnan (France). Des analyses statistiques ont été effectuées pour d'abord évaluer les facteurs limitatifs à l'extraction des paramètres de rugosité: l'humidité et la topographie. Il est démontré que l'image acquise en conditions d'humidité élevée produit une plus grande variation de rétrodiffusion qu'une image acquise après une période d'assèchement. Une image acquise durant une période sèche peut donc limiter l'extraction des paramètres de rugosité. Aussi, la topographie du bassin versant du Solnan, même si elle est modérée, affecte de façon non-négligeable le coefficient de rétrodiffusion. Certaines parcelles ont donc dû être rejetées afin de ne pas induire d'erreurs radiométriques dues à la topographie pour l'estimation des paramètres de rugosité. Ensuite des relations ont été établies entre la rugosité aléatoire, la rugosité linéaire et le coefficient de rétrodiffusion."--Résumé abrégé par UMI

L'érosion hydrique des sols agricoles a pour effet d'augmenter de manière significative la charge de matières en suspension, de nutriments, de pesticides et de pathogènes dans les eaux de surface. Le transport des polluants vers les milieux aquatiques est intimement lié aux processus hydrologiques du bassin versant et plus particulièrement au mécanisme du ruissellement de surface. Les terres agricoles sont particulièrement sujettes à l'érosion hydrique en raison de la faible couverture végétale, notamment dans les cultures annuelles à grandes interlignes, comme la culture de maïs, très répandue dans le sud du Québec.L'avènement des données à référence spatiale de très haute précision de type lidar offre désormais une représentation très fine de la topographie du terrain. Le projet présenté a pour principal objectif de développer des indices spatiaux permettant de mieux cibler les secteurs prioritaires d'intervention relativement aux problèmes de ravinement et de décrochement de berge en milieu agricole. À cette fin, il faut, dans un premier temps, fournir un portrait de l'écoulement de surface à l'échelle du bassin versant, puis poser un diagnostic quant aux caractéristiques du terrain prévalant dans ces zones d'érosion hydrique du bassin versant. Cette analyse spatiale établit les liens statistiques entre la présence et l'importance des marques de ravinement et de décrochement de berge observées et les attributs topographiques et pédologiques du terrain et du cours d'eau. A l'échelle globale, l'indice topographique [lambda] s'est révélé être un indicateur efficace de l'emplacement des secteurs sensibles à l'érosion hydrique, particulièrement le ravinement. A l'échelle de la parcelle agricole, la présence du ravinement s'explique principalement par l'humidité du sol ([lambda] > 8,5) et l'importance du phénomène croit proportionnellement avec la superficie contributive (R[indice supérieur 2] = 0,68). La présence du décrochement de berge est pour sa part clairement liée à la nature des dépôts meubles (texture, érodabilité, perméabilité), à la pente du cours d'eau et à la superficie contributive de la parcelle.L'importance du décrochement de berge s'explique partiellement (R[indice supérieur 2] = 0,38) en fonction de la taille du bassin de drainage de la parcelle, de la hauteur de la berge et de la présence d'une restriction en amont sur le cours d'eau. Des données complémentaires permettraient certainement de mieux comprendre et prédire l'importance des décrochements de berge et des ravinements, notamment des données pédologiques plus précises ainsi que des données décrivant les pratiques culturales et les précipitations.

Une étude prospective menée dans le nord-ouest de la France, et plus précisément dans le département du Calvados a permis de caractériser en matière d’érosion les principaux schémas de fonctionnement. Le bocage est la principale région touchée par ces phénomènes, le développement de ces processus passe par la fragilisation d’un mode d’exploitation traditionnel auparavant stable. Une démarche expérimentale spatialisée a été menée, reposant sur des emboîtements d’échelle allant de la micro-parcelle au bassin versant. Les résultats obtenus permettent de proposer une gamme de techniques anti-érosives simples et aisées à intégrer dans la pratique agricole
A research study conducted in northwest France, more precisely in the Calvados department, has permitted the identification of the principal types of erosion. The bocage is the principal region affected by the phenomenon. The development of these erosional processes has been induced by a reduction of the traditional types of cultivation. A spatial approach has been taken which uses a scale ranging from the micro-plot to the water shed. The results obtained permit the proposal of a range of simple anti-erosion techniques easily integrated into agricultural practices

Le bassin versant de samniweogo est un petit bassin sahelien qui couvre une superficie du 3,22 km 2. Il est situe au burkina faso, a 50 kilometres au nord de la province du yatenga. Sur ce petit bassin versant, l'orstom (nouvellement ird) a realise de 1984 a 1991 des observations hydrologiques a differentes echelles (m 2, ha, km 2). Ces observations nous ont permis d'analyser les processus d'infiltration et de ruissellement sur ce bassin en relation avec l'itineraire cultural du mil. A l'echelle du metre carre, juste apres le sarclage et sous pluies simulees, la conductivite hydraulique maximale du sol decroit tres rapidement en relation avec la somme des pluies tombees apres le sarclage. A l'echelle des parcelles agronomiques, le second sarclage favorise nettement plus l'infiltration que le premier. Les cordons pierreux cloisonnes reduisent le debit maximum des crues (plus de 50%). L'impluvium accroit l'encroutement de la partie cultivee, augmentant de maniere importante les volumes ruisseles en aval des parcelles. A l'echelle du bassin versant de samniweogo, on observe une forte evolution interannuelle des superficies cultivees (28% en 1987, 45% en 1988). On retrouve un effet plus important du second sarclage sur l'infiltration. Le developpement de la vegetation herbeuse provoque un allongement de la duree de la crue (20%) et un ralentissement de sa vitesse de propagation. L'utilisation d'un modele hydrologique semi-distribue a base physique, le modele abc, a permis de preciser le comportement hydrologique des sols cultives a l'echelle elementaire. A l'echelle des parcelles agronomiques, l'utilisation du modele abc montre que les cordons pierreux modifient fortement la rugosite de la surface du sol. A l'echelle du bassin versant, son utilisation nous a permis de simuler le fonctionnement du bassin dans differentes conditions de mise en culture et de developpement du couvert vegetal.

L’érosion est connue comme étant la principale cause de la dégradation des sols. En Asie, l’érosion des terres sur fortes pentes est un problème environnemental majeur. Le transfert de sédiments par les fleuves atteint 16,6 t. Ha-1. An-1 et se situe au deuxième rang mondial. Les objectifs de ce travail de thèse sont : (1) de quantifier le transfert d’eau et de matières en relation avec l’érosion des sols sur un petit bassin versant agricole, situé en zone montagneuse tropicale (bassin versant expérimental de Dong Cao au Nord Vietnam) et (2) d’identifier les sources de sédiments exportés à l’exutoire de ce bassin versant. Dans ce travail, différentes échelles temporelles (de l’échelle de la crue à l’échelle annuelle et pluriannuelle) et spatiales (de l’échelle de la parcelle expérimentale à l’échelle du bassin versant) ont été suivies. L’étude hydrologique du bassin versant à l’échelle pluriannuelle met en évidence l’impact du changement d’usage des terres et du régime des précipitations sur l’exportation de sédiments. Les expérimentations menées sur des parcelles d’érosion de 1-5 m2 montrent que la mise en culture de fourrage comme Panicum maximum a un effet protecteur sur les sols et devrait contribuer à réduire l’ampleur de l’érosion et du ruissellement. Sur le bassin versant, le remplacement des cultures en manioc par la jachère, la plantation d’acacias ou la mise en culture de fourrage fait chuter l’érosion annuelle des sols de 30 t. Ha-1 (2001) à environ 1,5 t. Ha-1 (2005). L’exportation de sédiments à l’exutoire du bassin versant est caractérisée par un effet de seuil (R = 50 mm et IR30min = 90 mm. H-1) au-delà duquel l’érosion augmente très fortement. 70 % des pertes annuelles sont concernées par le dépassement de ce seuil. La décomposition géochimique des hydrogrammes de crue par la conductivité électrique de l’eau met en évidence la participation majoritaire d’eau préexistence (eaux de sols et de nappes) lors des crues. La contribution d’eau nouvelle (eau de pluie et écoulement hypodermique) ne devient prépondérante que pour les événements exceptionnels de très forte intensité. L’exportation de matières à l’exutoire du bassin versant est mieux corrélée avec la fraction d’eau nouvelle qu’avec le coefficient d’écoulement déterminé à partir de la partition ruissellement - infiltration des précipitations. Le transport de matières en suspension en régime de crue est caractérisé par un effet d’hystérésis avec, le plus fréquemment, un décalage entre le maximum de transport de matières en suspension et le débit de pointe qui reflètent la disponibilité spatiale des sédiments sur le bassin versant. L’érosion des sols les plus proches s’effectue en montée de crue avec un mélange d’eau nouvelle et d’eau préexistante. Au pic de crue, le maximum d’eau nouvelle est caractérisé par une charge solide moins élevée. En décrue, la charge solide reflète l’apport de sédiments provenant des zones les plus éloignées de l’exutoire du bassin versant. Le contraste de composition isotopique qui existe entre les matières organiques des sols cultivés dans la partie avale du bassin versant (enrichies en 13C) et celles de la partie amont (appauvries en 13C) permet de suivre qualitativement l’érosion des sols et de caractériser l’origine des sédiments exportés au cours de la crue

L'aménagement des versants méditerranéens en terrasses et en fossés avait pour but d'augmenter la surface agricole et de permettre une meilleure gestion de l'eau. La dégradation des terrasses et des drains peut conduire à une augmentation des risques d'inondation, d'érosion et de maintien des cultures. Pour améliorer la connaissance de l'impact réel sur la réponse hydrologique des versants, cette thèse suit différentes approches de modélisation. D'abord la réponse hydrologique d'un bassin versant méditerranéen (0.91 km2) avec des terrasses et des fossés aménagés est simulée à l'aide d'un modèle distribué, événementiel, à base physique, adapté aux bassins versants agricoles. La performance est très satisfaisante pour certains événements simulés, même si le modèle ne tient pas compte des terrasses. Afin de modéliser l'impact des terrasses agricoles et de l'écoulement artificiel, nous avons conçu un nouveau modèle distribué et parcimonieux qui utilise une distribution linéaire du temps de réponse, combiné avec l'hydrogramme unitaire instantané géomorphologique. Les simulations sur des versants et bassins virtuels avec un réseau non-optimal de drainage (non-OCN) montrent que (i) pour de longues interfaces entre une parcelle et un cours d'eau la réponse hydrologique est plus rapide et le débit de pointe plus élevé; (ii) la vitesse du ruissellement de surface a un plus grand impact sur le débit de pointe que la vitesse d'écoulement dans les fossés; et (iii) la densité de drainage accrue combinée avec la création de terrasses résulte en un débit de pointe plus élevé en aval et moins élevé en amont
Terrace cultivation and artificial drainage were implemented on Mediterranean hillslopes for multiple reasons: agricultural terraces increase arable land surface and artificial drainage allows for better water management. Degradation of terraces and channels inevitably leads to an increase in flood risk, erosion and, eventually, crop damage. Little is known about their effect on hillslope hydrologic response, and therefore this thesis presents an integrated method where we compare different modelling approaches. We first simulated the hydrologic response of a Mediterranean catchment (0.91 km2) with terrace cultivation and artificial drainage using a physically-based, fully distributed storm flow model for agricultural catchments. Simulation performance is impressive for some storms, even though the model does not account for terraces. In order to model the effects of terrace cultivation and artificial drainage on hillslope hydrologic response explicitly, we subsequently developed a new distributed model with only geometric and flow velocity parameters, using a linear response time distribution combined with the hillslope geomorphologic instantaneous unit hydrograph. Simulations on virtual hillslopes and catchments with a non-optimal channel network suggest that (i) drainage is faster and attains higher peak flows for longer interface lengths between agricultural fields and drainage channels; (ii) overland flow velocity has greater influence on peak flow than channel flow velocity; and (iii) the combined effect of increased drainage density and introduction of terrace cultivation is enhanced peak flow at the outlet, and a reduction of peak flow from upstream terraces

L'érosion des sols est pourtant connue comme l'un des problèmes environnementaux les plus préoccupants au monde. L'érosion des sols est particulièrement et de plus en plus entraînée par les activités anthropiques dans le cadre du changement climatique. En RDP lao, un pays tropical, l'érosion des sols est due de manière significative à une gestion inappropriée des terres sur les terrains en pente. Le Houay Pano, un bassin versant cultivé du nord de la RDP lao, est exposé à l'érosion des sols, en particulier après la conversion de la culture itinérante en plantation de teck. La mauvaise gestion des terres en défrichant le sous couvert végétal sous la plantation de teck est considérée comme une cause sous-jacente du coefficient de ruissellement (Rc) plus élevé et de l'érosion des sols. Certaines mesures d'atténuation telles que le sous couvert végétal et la végétation rivulaire sont suggérées pour atténuer l'érosion des sols. Cependant, la mesure d'atténuation de l'érosion des sols et l'effet de la gestion de l'utilisation des terres sur le ruissellement de surface (SR) et la perte en sols/rendement de sédiments (Sl) à plusieurs échelles dans la plantation de teck ne sont pas entièrement évalués. Dans ce contexte, nous émettons l'hypothèse que le sous couvert végétal et l'herbe rivulaire atténuent l'érosion du sol dans la plantation d'arbres à teck et que les plantations d'arbres à teck ont ??des impacts sur SR et Sl entraînés par des processus dominants (l'érosion en nappe, l'érosion linéaire et le dépôt de sédiment) sur diverses échelles spatiales. Par conséquent, les objectifs fixés pour ce travail sont : (1) d'évaluer l'effet de la gestion du sous couvert végétal sur le ruissellement de surface et la perte en sols dans la plantation de teck à l'échelle de la micro-parcelle ; (2) d'évaluer la capacité des zones tampons d'herbes rivulaires à atténuer SR et Sl, et d'évaluer leur efficacité de piégeage de l'eau et des sédiments dans les plantations de teck sans sous couvert végétal à l'échelle du versant ; et (3) d'évaluer l'effet de la plantation de teck sur SR et Sl à diverses échelles spatiales (échelles de micro-parcelle, de versant incluant micro-bassin versant, et de bassin versant) dans un bassin versant tropical montagneux à utilisations mixtes de terre. Dans cette étude, le village de Ban Kokngew et le bassin versant d'Houay Pano ont été sélectionnés comme zones d'étude expérimentale pendant la saison des pluies. Des micro-parcelles, des pièges Gerlach et des déversoirs ont été utilisés pour estimer SR et Sl à chaque échelle. Nous avons suivi le modèle TEST développé pour l'érosion en nappe, qui nécessite quelques paramètres, pour évaluer Sl sur la micro-parcelle et le mettre en hautes échelles spatiales pour prédire Sl à l'échelle du versant et du bassin versant. Dans une étude réalisée en 2017 dans les plantations de teck de Ban Kokngew à l'échelle micro-parcelle, nous avons montré que Rc et Sl (23%, 381 Mg·km-2, respectivement) sous teck avec sous couvert végétal étaient inférieurs à ceux sous teck sans sous couvert végétal (60 % et 5455 Mg·km-2, respectivement). Par conséquent, l'atténuation de l'érosion des sols par le maintien du sous couvert végétal sous la plantation de teck réduit Sl de 14 fois. [...]
Soil erosion is yet known as one of the most concerning problems of the environment in the world. Soil erosion is particularly and increasingly driven by anthropogenic activities under the changing climate. In Lao PDR, a tropical country, soil erosion is significantly due to inappropriate land management on the sloping land. The Houay Pano, a cultivated catchment of the northern Lao PDR, is prone to soil erosion, particularly after the conversion from shifting cultivation to teak tree plantation. Land mismanagement by clearing the understory under the teak tree plantation is considered as an underlying cause of higher runoff coefficient (Rc) and soil erosion. Some mitigations such as understory and riparian vegetation are suggested for alleviating soil erosion. However, the mitigation measure of soil erosion and the effect of land use management on surface runoff (SR) and soil loss/sediment yield (Sl) on multiple scales in the teak tree plantation are not fully assessed. In this context, we hypothesize that understory and riparian grass mitigate the soil erosion in the teak tree plantation and that teak tree plantation impacts on SR and Sl driven by dominant processes (inter rill erosion, linear erosion, and deposition) on various spatial scales. Therefore, the objectives set out for this work are: (1) to assess the effect of understory management on SR and Sl in the teak tree plantation on the microplot scale; (2) to assess the ability of riparian grass buffers to mitigate SR and Sl, and to assess their water and sediment trapping efficiencies in the teak tree plantations with no understory on the hillslope scale; and (3) to assess the effect of teak tree plantation on SR and Sl on various spatial scales (microplot, hillslope including micro-catchment, and catchment scales) in a mixed land uses mountainous tropical catchment. In this study, Ban Kokngew village and Houay Pano catchment were selected as experimental study areas during the rainy season. Microplots, Gerlach traps, and weirs were used to estimate SR and Sl on each scale. We followed the TEST model developed for inter rill erosion, which requires a few parameters, to assess Sl on the microplot and upscale it to predict Sl on the hillslope and catchment scale. In a study performed in 2017 in the teak tree plantations of Ban Kokngew on the microplot scale, we showed that Rc and Sl (23%, 381 Mg·km-2, respectively) under teak tree with understory were less than those under teak tree with no understory (60% and 5455 Mg·km-2, respectively). Hence, soil erosion mitigation by keeping the understory under teak tree plantation reduces Sl by 14 times. In a study performed in 2014 in the teak tree plantations of Houay Pano on both the microplot and the hillslope scales, we showed that leaving the riparian grass buffer of at least 6 m could limit SR and Sl discharging downstream during small storms (24-hour rainfall < 54.8 mm) with the trapping efficiency up to 88%. Lastly, in a study performed in 2014 in the teak tree plantations of Houay Pano on various scales, we showed that SR and Sl were significantly higher (p-value < 0.05) in the teak-dominated micro-catchment than in the mixed-land-use micro-catchment. SR and Sl decreased from the microplot (122 - 196 mm, 275 - 1065 Mg·km-2, respectively) to the micro-catchment (24 - 188 mm, 95 - 3635 Mg·km-2, respectively) and catchment scale (33 mm, 236 Mg·km-2, respectively), except that Sl in teak tree plantation increased from the microplot (1065 Mg·km-2) to the micro-catchment scale (3635 Mg·km-2). [...]