Modélisation et cartographie de l'aléa d'érosion des sols à l'échelle régionale. Exemple du département de l'Aisne
Résumé
Surface runoff and soil erosion are major threats for sustainable agriculture. Mapping regional erosion risk is increasingly needed by national environment agencies. Because erosion results from the interaction of several parameters which vary in space and time, no simple model allows taking it into account, particularly in cultivated areas where human factors are predominant. Geographical Information System (GIS) and numerical cartography may allow the development of multivariate models for the assessment of erosion risks. The various erosion factors have been hierarchised for different geographical situations and erosion mechanisms have been expressed with the help of expert rules. The soil crustability is considered as a key factor in runoff and erosion risk on cultivated soils. A geographical database has been created for the french territory, and a model allowing erosion risk mapping has been developed. It uses expert rules to combine data on soil crustability and soil erodibility (determined by pedotransfer rules), land use (Corine land cover database), a Digital Elevation Model (National Geographic Institute) and meteorological data (Météo-France). They have been integrated using various spatial integration units (administrative or environmental units). An example of application of this model to the french Département de l’Aisne is presented here. This study shows that the main trends of regional runoff and erosion risks in the study area may be obtained from statistical and cartographical analysis of the various factors selected in the database. These results may also be used as a planning tool for regional management of anti-erosion schemes. It could be updated as soon as new data will be available, allowing the assessment of the temporal evolution of erosion risks in relation with land use changes.
This model can be used in any region where all input data, including soil map at sufficient scale, are available.
La erosión de los suelos presenta un riesgo importante para los espacios agrícolas y las zonas situadas río abajo : perdida en tierra, coladas de barro, turbiedad y contaminación de las aguas. Más allá de la erosión bien conocida que existe en montaña y en los viñedos en loma, diferentes tipos de fenómenos de erosión fueron puestos en evidencia más recientemente en las regiones de agricultura : erosión difusa y erosión de “talwegs” por concentración del escurimiento producido por grandes parcelas agrícolas impermeabilizadas por batidez y la compactación de los suelos, erosión en zanjas sobre las lomas en cultivos de primavera. Estos fenómenos de erosión de los suelos resultan de la interacción entre numerosos parámetros, cuyos ciertos son permanentes como los relativos al suelo o a la topografía, mientras que otros evolucionan con el tiempo o presentan un carácter aleatorio como las precipitaciones. Un modelo, de tipo sistema experto, se elaboro para combinar en un sistema de información geográfico los principales parámetros explicativos de la erosión de los suelos y para cartografiar los riesgos de erosión en cada estación a escala de Francia. Se presenta un ejemplo de aplicación de este modelo al departamento del Aisne. El resultado cartográfico permite presentar un estado actual del riesgo de erosión en el departamento ; podría así constituir el punto de partida de la constitución de una gestión coordinada de las acciones de lucha contra la erosión de los suelos. Una nueva actualización será posible, después de actualizar los datos CORINE land Cover (2004) o del RGA. Se podría así comparar la evolución de las superficies sensibles a la erosión, y medir el impacto potencial de la modificación de los paisajes. Los resultados de este modelo pueden también servir a jerarquizar y seleccionar cuencas particularmente sensibles a la erosión de los suelos que podrían servir de referencia para simular, con ayuda de modelos más finos, diferentes escenarios de manejos y de eventos climáticos extremos. Así es una herramienta de gestión para la protección de los suelos y del medio ambiente. Este tipo de aplicación podría ser previsto para todas las regiones en las cuales los datos cartográficos sobre suelos son disponibles.
L'érosion des sols représente un risque important pour les espaces agricoles et les zones situées à l'aval : pertes en terre, coulées de boue, turbidité et pollution des eaux. Au delà de l'érosion bien connue qui existe en montagne et dans les vignobles de coteaux, différents types de phénomènes érosifs ont été mis en évidence plus récemment dans les régions de grande culture : érosion diffuse et érosion de thalweg par concentration du ruissellement produit par de vastes parcelles agricoles imperméabilisées par la battance et le tassement des sols, érosion en rigoles sur des coteaux en culture de printemps. Ces phénomènes d'érosion des sols résultent de l'interaction entre de nombreux paramètres, dont certains sont permanents comme ceux relatifs au sol ou à la topographie, alors que d'autres évoluent dans le temps, comme l'occupation du sol, ou présentent un caractère aléatoire comme les précipitations. Un modèle, de type système expert, a été élaboré pour combiner dans un Système d'Information Géographique les principaux paramètres explicatifs de l’érosion des sols et pour cartographier les risques d'érosion en chaque saison à l'échelle de la France. Un exemple d’application de ce modèle au département de l’Aisne est présenté. Le résultat cartographique permet de faire un état des lieux de l’aléa érosion sur le département ; il pourrait aussi constituer le point de départ à la mise en œuvre d’une gestion coordonnée des actions de lutte contre l’érosion des sols. Une réactualisation sera possible, après mise à jour des données CORINE land Cover (2004) ou du RGA. On pourra ainsi comparer l’évolution des surfaces sensibles à l’érosion,
et mesurer l’impact potentiel de la modification des paysages. Les résultats de ce modèle peuvent aussi servir à hiérarchiser et sélectionner des bassins versants particulièrement sensibles à l’érosion des sols qui pourraient servir de références pour simuler, à l’aide de modèles plus fins, différents scénarios d’aménagements et d’événements climatiques extrêmes. Il s’agit donc d’un outil de gestion pour la protection des sols et de l’environnement. Ce type d’application pourrait être envisagé dans l’ensemble des régions dans lesquelles les données cartographiques sur les sols sont disponibles.