P l a n. Evaluation des facteurs et processus de l'érosion et de la déposition des sols dans un environnement de montagne méditerranéen (Maroc)

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1 P l a n Université Sidi Mohamed Ben Abdellah Faculté des Sciences et Techniques de Fès Evaluation des facteurs et processus de l'érosion et de la déposition des sols dans un environnement de montagne méditerranéen (Maroc) A. EL GAROUANI 1, A. TRIBAK 2 & M. ABAHROUR Laboratoire de Géosciences et Environnement, FST de Fès, Maroc Laboratoire d Analyse Géo-Environnementales, FLSH Saïs, Fès, Maroc 3 Faculté Polydisciplinaire de Taza, Route d Oujda, B.P Taza, Maroc

2 P l a n Problématique et Objectifs Méthodologie Cartographie de l occupation du sol Modélisation de l érosion nette des sols Conclusions

3 Situation géographique de la région d étude Afrique Oued Tleta Océan atlantique Maroc Algérie Mauritanie Superficie : 123 km 2 Altitude max : 1373 m Altitude min : 560 m m m

4 Région d étude Bassin versant de l'oued Tlata d'une superficie d'environ 123 km 2, est située dans le pré-rif oriental au Nord-Est du Maroc avec une topographie accidentée dont les altitudes varient de 560 m au niveau de l'exutoire à 1373 m au point le plus élevé (Jebel Azdem).

5 Problématique Climat est marqué par de forts contrastes saisonniers et des précipitations très irrégulières. Formations géologiques sont constituées des terrains marneux tertiaires dans une structure marquée par des charriages. Densité humaine dans la région est importante (76 h/km 2 )etla plupart des versants sont totalement dénudés et mis en culture ce qui a aggravé les problèmes d érosion. Sécheresse a accentué le processus de dégradation des ressources naturelles (eau, sol, végétation) et par conséquent, des mouvements migratoires des populations.

6 Tendance des précipitations dans la région d étude y = - 5,76x + 640,21 R² = 0, Précipitation (mm/an) Années

7 Capacité de drainage du BV : Coefficient de ruissellement y = x R² = Coefficient de ruissellement Années

8 Objectifs Notre étude consiste à intégrer les modèles d évaluation de l érosion (RUSLE : Revised Universal Soil Loss Equation) et de déposition (Sedimentation) du sol et de localiser les zones prioritaires pour d éventuelles interventions d aménagement. La prise en considération des phénomènes d érosion et de déposition en même temps dans l étude du processus de dégradation du sol représente l originalité de cette contribution.

9 Données utilisées Cartes géologiques, topographiques et pédologiques Image SPOT-HRV :(25 novembre 1994) Images Landsat TM :( , et ) Photographies aériennes 1 / :( ) Données climatologiques Observations et mesures sur le terrain Autres données

10 Méthodologie Démarche utilisée est basée sur les opérations suivantes : Utilisation des données de la télédétection pour une connaissance spatialisée des facteurs de différenciation de l'érosion (occupation du sol, importance du couvert végétal, ). Usage du SIG pour des opérations d analyse et de modélisation des processus d érosion et de déposition du sol. Pour le suivi multi-temporel de l'érosion à l échelle du bassin versant, quatre images satellitaires ont été utilisées (des images HRV de Spot et TM de Landsat).

11 Méthodologie Spot HRV, Landsat TM, ETM+, visite du terrain Analyses du sol et carte pédologique Traitement d image Occupation du sol Cartographie de l érodibilite des sols Facteur C Facteur K Facteur R Facteur P Facteur LS Polygones homogènes/rusle Pertes en sol par polygone/rusle MNT Données climatologiques Cartographie de l'érosivité des pluies RUSLE Sedimentation Photographies aériennes et visites du terrain Cartographie des pratiques antiérosives Cartes topographiques Numérisation et élaboration de MNT Carte des pertes en sol Carte des pertes en sol nettes

12 Cartographie de l occupation du sol Les opérations de traitements d images de télédétection effectués pour la cartographie de l occupation du sol sont : Interprétation visuelle Classification dirigée (Seuillage uni-bande et multi-bandes) Traitements post-classification Combinaison d'images : L'analyse multi-temporelles

13 Composition colorée : image Landsat ETM+

14 Exemples de paysages correspondant aux différents types d occupation du sol identifiés dans la région d étude Badlands/terrains incultes Céréalculture Céréalculture/arboriculture Oliviers Reboisement Forêt claire

15 Évolution de l occupation du sol dans la région de l oued Tleta 09/02/ /11/ m m m m /04/ /10/ m m m m

16 Carte d occupation du sol de la région de l oued Tleta à partir de l image Landsat ETM+ de 24/10/ m m

17 Variation de l occupation du sol en fonction du temps (en Km 2 ) Types d occupation du sol % de variation ( ) Badlands/Terrains incultes Céréaliculture Céréaliculture /Arboriculture Oliviers Reboisement Forêt claire

18 Modélisation de l érosion et de la déposition du sol

19 Principe du modèle d érosion : RUSLE A = R. K. LS. C. P A : pertes de terre annuelles moyenne (T ha -1 an -1 ) ; R :indice d'érosivité des pluies (MJ mm ha -1 an -1 ); K :indice d'érodibilité des sols (T ha MJ -1 mm -1 ) ; LS : facteur topographique intégrant la pente et la longueur de pente ; C :facteur de protection du sol par la couverture végétale ; P : facteur exprimant la protection du sol par les pratiques agricoles.

20 Spécificité du module RUSLE intégré dans le logiciel du SIG IDRISI Andes Le module RUSLE intégré dans IDRISI calcule non seulement les pertes en sol pour chaque pixel de la grille mais groupe également les pixels dans des polygones homogènes basés sur les critères : de pente, d'orientation de pente et de longueur de pente Ces critères peuvent êtres réglés par l'utilisateur.

21 Carte des polygones homogènes établis par le modèle RUSLE

22 Erodibilité de différentes unités pédologiques Type du Sol Facteur K Sols peu évolués lithiques 0.32 Sols peu évolués régosoliques 0.44 Sols peu évolués d apport alluvial 0.39 Sols peu évolués d apport colluvial 0.27 Vertisols 0.36 Sols calcimagnisiques-rendzines 0.27 Sols Calcimagnésiques bruns calcaires modaux 0.23 Sols calcimagnésiques brun calcaire vertiques 0.22 Sols fersiallitiques 0.46

23 Nomographe permettant une évaluation du facteur K d'érodibilité des sols (d'après Wischmeier, Johnson et Cross, 1971)

24 Les valeurs du facteur C par type d occupation du sol Types d occupation du sol Facteur C Badlands/ Terrains incultes 0.75 Céréaliculture 0.26 Céréaliculture / Arboriculture 0.25 Oliviers 0.28 Reboisement 0.15 Forêt claire 0.08

25 Indice d érosivité des pluies R = 143 Log ( P. P ) R : valeur moyenne de l agressivité des pluies P : précipitations moyennes annuelles (mm/an) P 24 : moyenne des pluies maximales en 24 h dans la période considérée.

26 Facteur topographique (LS) L'approche utilisée est basée sur les procédures et les équations de Renard et al Pour calculer les facteurs L et S, on s est basé sur le MNT du secteur d étude à 20 m de résolution.

27 Modèle Numérique du Terrain Carte des longueurs de pentes

28 MNT et Réseau hydrographique m m

29 Carte des pertes en sol établie par le modèle RUSLE (t/ha/an) m m

30 Pertes en sol moyennes par type d occupation du sol calculées par RUSLE (t/ha/an) Types d occupation du sol Badlands/ Terrains incultes Perte en sol moyenne Perte en sol moyenne Perte en sol moyenne Perte en sol moyenne Moyenne générale Céréaliculture Céréaliculture /Arboriculture Oliviers Reboisement Forêt claire

31 Principe du modèle de déposition : Sedimentation La détermination de l'érosion ou du dépôt net commence par le calcul du total des pertes en sol pour chaque polygone homogène produit à partir du modèle RUSLE. Le modèle Sedimentation détermine d'abord l'altitude moyenne pour chaque polygone puis la localisation de la plus grande altitude dans le bassin. La direction du mouvement du sol est alors établie par les différences relatives des altitudes entre les polygones contiguës. Ainsi le mouvement est toujours dans la direction de la pente descendante.

32 Principe du modèle de déposition : Sedimentation Pertes en sol calculées par RUSLE Pertes en sol nettes calculées par Sedimentation Polygones homogènes Altitudes MNT A 250 m 12 8 = 4 (érosion) B 240 m Déterminés par RUSLE Le Sens d écoulement de A vers B = - 5 (Dépôt)

33 Principe du modèle de déposition : Sedimentation 1 3 A Altitude 930 m B Altitude 920 m 2 (a) C Altitude 900 m A 1 Altitude 930 m B 2 Altitude 920 m Mouvement du Sol -1 (b) C Altitude 900 m

34 Carte des pertes en sol nettes établie par le modèle Sedimentation (t/ha/an) m m

35 Pertes en sol nettes moyennes par type d occupation du sol calculées par SEDIMENTATION (t/ha/an) Types d occupation du sol Badlands/ Terrains incultes Perte en sol moyenne Perte en sol moyenne Perte en sol moyenne Perte en sol moyenne Moyenne générale Céréaliculture Céréaliculture /Arboriculture Oliviers Reboisement Forêt claire

36 Conclusions L analyse des données de télédétection révèle une modification de l espace naturel dans le bassin de l oued Tlata avec : une extension des zones de badlands et de terrains incultes (+ 67 %), un accroissement des zones d olivier (+ 53 %), Les surfaces occupées par la forêt et le reboisement n ont pas subies de changement significatif. Les résultats des calculs des pertes en sols annuelle nettes montrent : Une grande fragilité de la partie Est et Sud-Est du bassin constituée essentiellement des marnes et des marnes gréseuses miocènes (jusqu à 50 t/ha/an). Environ 1150 ha. Les faibles taux d érosions (< 7 t/ha/an) dominent surtout sur les versants de la rive droite du bassin où une forêt à base de chênes verts et des oliviers couvre des terrains gréseux. Les régions de faibles pertes en sol ou de déposition correspondent à des zones de faible pente ou à des plaines (jusqu'à 50 t/an/ha de sédimentation).

37 Merci pour votre Attention Thank you for your Attention