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Thèses et Mémoire de l'Université de Strasbourg

Typologie fonctionnelle des états de surface du sol [EDS] pour l’extrapolation des propriétés hydro-érosives

ALI, Bouchra (2008) Typologie fonctionnelle des états de surface du sol [EDS] pour l’extrapolation des propriétés hydro-érosives. Thèses de doctorat, Université Louis Pasteur.

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Résumé

Les états de surface du sol [EDS] ont une influence importante sur les propriétés d’infiltration, de ruissellement et d’érosion. Elles résultent de l’interaction de facteurs naturels et agronomiques, dans le cas des sols cultivés, qui contrôlent la structure de la surface et plus particulièrement le système poral. Les EDS peuvent être décrits à partir de l’observation d’un certain nombre de caractéristiques : rugosité, croûtes, mottes de labour, résidus végétaux, macropores. Dans un contexte donné, il est possible de réduire la variabilité des états de surface du sol à un nombre limité de « types » traduisant des combinaisons de ces caractéristiques. L’identification de ces types doit fournir des clés de compréhension de la forte variabilité spatiale des propriétés hydrologiques de surface. L’objectif principal de ce travail est d’élaborer et de tester une méthodologie générique permettant d’identifier les principaux types d’état de surface et de qualifier leur réponse hydrologique et ce dans des contextes variés, cultivés on non. Trois jeux de données d’observation ont été exploités, provenant de sites tunisiens et de sites français en Alsace et dans les Alpes. Chacun des jeux réunit des données d’observation des caractéristiques des EDS ainsi que des données concernant les propriétés hydrologiques de surface acquises sous simulation de pluie ou par infiltrométrie Beerkan ou TRIMS. Pour définir les types d’EDS, nous nous appuyons sur une approche statistique divisée en deux étapes : une analyse en composantes principales (ACP) des variables observées, suivie d’une classification ascendante hiérarchique (CAH). Cette approche permet de définir des types d’EDS qui s’avèrent nettement distincts. Ces types sont ensuite comparés aux propriétés hydrologiques de surface mesurées sous simulation de pluie ou par l’infiltrométrie Beerkan et TRIMS. Pour les trois jeux de données, les résultats, obtenus à partir de l’analyse statistique des relations entre propriétés hydro-érosives et types d’EDS, montrent que la classification des EDS est pertinente par rapport à ces propriétés. Les différents types présentent des propriétés significativement différentes. Cependant, en fonction du paramètre retenu (infiltration, ruissellement ou érosion), le classement des types varie. La gamme de variation des valeurs de conductivité hydraulique à saturation est la plus importante pour le jeu de données du versant alpin de Super-Sauze (2 à 155 mm h-1). Elle s’étend de 6 à 90 mm h-1 pour le jeu de données de Tunisie et de 7 à 32 mm h-1 pour celui des sols limoneux d’Alsace. Concernant les différentes méthodes de mesures des propriétés d’infiltration utilisées, les résultats montrent que, dans un contexte donné, les classements relatifs des différents types d’EDS sont identiques, ce qui est un résultat important. Les valeurs de conductivité obtenues sont cependant différentes. La typologie obtenue par l’approche statistique développée dans cette thèse constitue une référence permettant de différencier et de spatialiser au sein du contexte étudié, les propriétés de ruissellement et d’érosion à partir de trois variables : infiltrabilité des sols, pluie d’imbibition et concentration en sédiment. La démarche proposée est convergente avec celle résultant d’une bonne expertise ; elle présente cependant l’avantage d’être généralisable à un nouveau contexte pour lequel l’expertise n’existe pas.

Type d'EPrint:Thèse de doctorat
Discipline de la thèse / mémoire / rapport :Sciences de la Terre et de l’Univers. Hydrologie
Mots-clés libres:infiltration ; ruissellement ; érosion ; états de surface du sol ; approche statistique ; simulation de pluie ; infiltrométrie ; Tunisie ; France ; sols limoneux
Sujets:CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 500 Sciences de la nature et mathématiques > 550 Sciences de la Terre > 551 Géologie, hydrologie, météorologie > 551.3 Phénomènes de surface et exogènes et leurs agents. Érosion
Classification Thèses Unistra > Sciences, technologies > Sciences de la nature et mathématiques > 550 Sciences de la Terre > 551 Géologie, hydrologie, météorologie > 551.3 Phénomènes de surface et exogènes et leurs agents. Érosion

UNERA Classification UNERA > DISC Discipline UNERA > DISC-15 Sciences de la terre et de l’univers, environnement
UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-14 Eau, environnement, aménagement, urbanisme
Code ID:1485
Déposé le :17 Octobre 2008

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