GENERALITES SUR L’EROSION

L’EROSION

C’est l’ensemble des phénomènes qui façonnent les formes du relief terrestre et qui contribuent à user la surface du globe. L’érosion dépend des interactions entre la topographie de la terre, l’atmosphère, l’hydrosphère et la biosphère. D’où l’amorce de l’érosion qui est l’ensemble des processus de la météorisation et de l’action des êtres vivants qui entraîne une perte de substance sous forme de poussière et de soluté. Elle se définit aussi comme le processus physique et chimique naturel par lequel le sol et les roches de la croûte terrestre sont continuellement soumis à une abrasion et à une corrosion. Donc la majeure partie de l’érosion provient des actions combinées de différents facteurs, comme la chaleur, le froid, les gaz, le vent, la gravité et la vie végétale.

MODELE PREDITIF

C’est un modèle mathématique utilisé en SIG et télédétection pour identifier ou délimiter les zones sensibles et subissant la dégradation du sol. Il se base sur la probabilité du pixel utilisé pour la numérisation satellitaire. Il est nécessaire pour la méthodologie et la prise de décision. Avec ce modèle, il est possible de prévoir les futurs glissements de terrain, les menaces sur l’habitat d’espèces animales, les aquifères et les bonnes zones industrielles. Ce modèle est utilisé car tous spécialistes du SIG et Télédétection n’arrivaient pas identifier directement les zones sensibles aux futurs glissements de terrain et à obtenir un coût raisonnable pour la réhabilitation, ils doivent se référer à une notion de probabilité pour estimer le problème et la résolution. L’idée fondamentale du modèle est l’approche basée sur les fonctions de favorabililité dont la fonctionnalité est la suivante :

LA MANIFESTATION

Sous l’action du climat, l’action combinée de la pluie et du ruissellement constitue un facteur majeur d’érosion des sols. Tout d’abord, sur la surface des sols nus, la structure du sol se détruit sous l’impact des gouttes de pluie, cette manifestation est dite généralement l’attaque du sol. L’infiltration diminue progressivement et une croûte se forme. Ensuite, le ruissellement commence, du fait de la diminution de porosité. Il se concentre, arrache la terre et l’entraîne, creusant les zones d’écoulement jusqu’à devenir des ravins. Il est donc évident que tous les sols ne présentent pas la même sensibilité à l’érosion. Le phénomène est discret dans de nombreuses situations mais peut revêtir des aspects très visibles, voire dramatiques. Cela dépend des différents facteurs, selon les caractéristiques propres du sol ou sa topographie. Ainsi il est à noter que la richesse en matière organique favorise l’infiltration de l’eau et limite l’érosion, à savoir l’argile dont la teneur importante contribue également à une meilleure stabilité du sol. La pente possède également un rôle déterminant qui conditionne la vitesse de ruissellement et augmente ainsi sa capacité d’arracher les éléments.

L’eau de ruissellement Durant le cycle total de l’eau, 7% d’eau sont capables pour modeler les continents par ruissellement. Ce pourcentage est un peu petit mais il s’agit d’un agent très efficace. Il est bien connu que les eaux de ruissellement creusent les vallées ou les montagnes. La profondeur, la largeur et les formes de ces dernières se modifient avec le temps dès leur jeunesse jusqu’à leur maturité. Les points essentiels de ce mécanisme sont les suivants : Le stade de jeunesse d’une vallée fluviale caractérisé par le creusement conduisant la formation d’une vallée étroite en forme de V; les reliefs sont accentués le long du cours d’eau et on retrouve des chutes, des cascades et des rapides. A l’étape de la maturité, le cours d’eau aplanit les reliefs et diminue leur gradient de pente; il commence alors à s’éroder latéralement, élargissant et créant dans la vallée, par ses dépôts, une plaine d’inondation. Cette dernière se construit par l’apport constant de sédiments issus de l’érosion en amont et par l’épandage dans la vallée de ces sédiments durant les périodes de débordement dues aux crues.

L’érosion rapide Elle se produit en peu de temps et change la surface de la terre. Les séismes ou les glissements de terrain déclenchent l’érosion rapide. Un glissement de terrain se produit lorsque la pente d’une montagne ou d’une falaise se décroche. Cela peut arriver à cause de grosses averses ou d’activités humaines. Les séismes sont un tremblement violent de la croûte terrestre qui se produit quand ses plaques poussent l’une contre l’autre. Un exemple moins grave d’érosion rapide se produit lorsque la pluie sur une colline emmène plantes et terre du haut vers le bas de la colline. On distingue dans ce type d’érosion, l’érosion accélérée par l’homme, suite à une exploitation imprudente du milieu, de 10 à 1.000 fois plus rapide que l’érosion normale. Il suffit d’une perte de 12 à 15 Tonnes/Ha/An, soit 1mm/An ou 1m/1.000Ans pour dépasser la vitesse de l’altération des roches. Elle se caractérise par sa couverture végétale due aux actions anthropiques permettant aux agents atmosphériques d’enlever plus de terre arable qu’il ne s’en forme. La couche arable s’appauvrit en particules par érosion sélective ou squelettisation du sol et s’amincit, tandis que le ruissellement s’accélère provoquant à l’aval des débits de pointe très dommageables pour le réseau hydrographique.

Les causes L’érosion est un vieux problème. Dès que les terres émergent de l’océan, elles sont attaquées par l’énergie du vent, des vagues et des pluies. D’un côté, l’érosion est provoquée par l’énergie de la battance des pluies sur les sols dénudés. L’arrachement des particules de terre vient de l’énergie des gouttes de pluie, lesquelles sont caractérisées par une vitesse de chute en fonction de la hauteur de chute et de la vitesse du vent, et par un certain poids en fonction de leurs diamètres. Au bout de 10 m de chute, la vitesse des gouttes de pluie atteint 90 % de la vitesse finale, déterminée par l’équilibre entre l’attraction universelle et la résistance à l’air de la surface portante de la goutte. Le vent peut augmenter l’énergie des gouttes de pluie de 20 à 50 % mais les turbulences réduisent la taille des gouttes de pluie à 3-5 mm de diamètre. Certaines analyses permettent aussi de donner des raisons que l’érosion augmente en fonction de la densité de la population. Il est vrai que dans un système agraire donné, si la population dépasse certains seuils, les terres viennent à manquer et les mécanismes de restauration des sols se grippent. Ainsi, en zone peuplée, dès que la population dépasse 20 à 40 habitants/km2, le temps de jachère diminue-t-il et devient-il inefficace.

Les conséquences Plusieurs conséquences sont connues de l’effet de l’érosion sur terre : dégradation du sol, impact sur la vie humaine, l’agriculture, l’économie et le social. La malnutrition dans les campagnes, la baise des exportations, l’exode rural important et l’incapacité des familles à épargner, prolongent le paysan d’un pays dans un cycle de dé-capitalisation dont il aura du mal à s’en sortir, les revenus agricoles très faibles ne permettent même plus à la majorité d’entre eux de renouveler leur capital animal et leur capital outil. De plus, la démographie élevée accentue la pression foncière. Ainsi la mise en culture de plus en plus reprochée diminue-t-elle les temps de jachère, provoque-t-elle le surpâturage et favorise-t-elle la dégradation des sols. Celle-ci ne s’exprime pas seulement par une baisse de la fertilité mais aussi par une accélération des pertes des sols, les facteurs du milieu physique étant naturellement fragiles et les régimes des pluies souvent violentes favorisent le ruissellement. Une décapitalisation ainsi provoquée s’accompagne d’une perte de la cohésion sociale et oblige le paysan à adopter une attitude de survie, ce qui rend plus difficile la gestion collective de l’espace nécessaire à la réussite des actions d’aménagement et de lutte antiérosive. L’érosion est aussi responsable de l’abandon de beaucoup d’hectares de terre cultivable, surtout des champs du riz de la vallée.

Dans le cas de l’érosion accélérée, le lavaka, l’envasement en haut de champs du riz est un des facteurs qui contribue à ce développement de réduit cultivable et débarque dans les vallées. Le dégagement de terre inapte sur les flancs augmente les niveaux de l’érosion. La dénudation de sols qui perdent leur couche cultivable engendre de nouveau lavaka. Et enfin, l’érosion donne des impacts sur la réduction de l’écoulement des eaux de pluie jusqu’à 60 à 70% de la précipitation enregistrée. La variation est assez élevée, et dépend des pentes, de l’intensité de la précipitation, du taux d’infiltration potentielle et de la capacité de rétention en eau du sol dans les sites.

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Table des matières

R E M E R C I E M E N T S
Liste des abréviations
Liste des tableaux
Liste des figures
Liste des annexes
SOMMAIRE
INTRODUCTION GENERALE
Partie I : GENERALITES ET RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES
Chap1. QUELQUES DEFINITIONS
1.1. L’EROSION
1.2. LE LAVAKA
1.3. LE SYSTEME D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE
1.4. LA TELEDETECTION
1.5. LA BASE DE DONNEES :
1.6. LE SYSTEME DE GESTION DE BASE DE DONNEES
1.7. MODELE PREDITIF
Chap2. GENERALITES SUR L’EROSION
2.1. LE MECANISME
2.2. LA MANIFESTATION
2.2.1. L’attaque du sol
2.2.2. Le ruissellement
2.3. LES DIFFERENTS TYPES D’EROSIONS
2.3.1. L’érosion lente
2.3.2. L’érosion rapide
2.4. LES CAUSES ET CONSEQUENCES DE L’EROSION
2.4.1. Les causes
2.4.2. Les conséquences
2.5. L’EROSION A MADAGASCAR
2.5.1. Les phénomènes d’érosions accélérées : les lavaka
2.5.2. Dimensions du lavaka
2.5.3. Genèse et croissance du lavaka
2.5.4. Arrêt et croissance de lavaka
2.6. CONCLUSION
Chap3. GENERALITES SUR LE SIG ET LA TELEDETECTION
3.1. LES SIG
3.1.1. Objectifs et fonctionnalités du SIG
3.1.2. Les données utilisées en SIG
3.1.3. Importance du SIG
3.1.4. Domaines d’applications du SIG
3.1.5. Les logiciels utilisés en SIG
3.2. LA TELEDETECTION
3.2.1. Objectifs et fonctionnalités de la télédétection
3.2.2. Données utilisées
3.2.3. Importance
3.2.4. Domaines d’applications
3.2.5. Logiciels utilisés
3.3. LE SIG ET TELEDECTION 3D
3.3.1. Importances
3.3.2. Fonctionnalités
3.4. CONCLUSION
Partie II : DESCRIPTION DE LA ZONE D’ETUDE
Chap4. PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
4.1. LOCALISATION DE LA ZONE
4.2. TYPOLOGIE SOUS-REGIONALE
4.3. MILIEU PHYSIQUE
4.3.1. Relief et paysage
4.3.2. Géologie
4.3.3. Climat
4.3.4. Hydrologie
4.3.5. Sols et végétations
4.4. MILIEU HUMAIN ET SOCIAL
4.4.1. Population et démographie
4.4.2. Mouvements migratoires
4.4.3. Services sociaux
4.5. ENVIRONNEMENT
4.5.1. Etat de l’environnement
4.5.2. Problèmes rencontrés
4.6. RESSOURCES MINIERES
4.6.1. Principales ressources du sous-sol dans la région
4.6.2. Exploitation et collecte des produits du sous-sol
4.7. CONTRAINTES ET IMPORTANCES DE LA ZONE
4.7.1. Contraintes
4.7.2. Importances
4.8. CONCLUSION
Chap5. PRESENTATION DU PROBLEME D’EROSION DANS LA ZONE D’ETUDE
5.1. PROBLEMATIQUES
5.2. L’EROSION DES SOLS : ORIGINES ET DIAGNOSTICS
5.2.1. Origines
5.2.2. Diagnostics
5.3. LES RISQUES : PROCESSUS ET DEGATS, IMPACT EN MILIEU AGRICOLE
5.4. LES ACTIONS D’AMELIORATIONS ENGAGEES
5.5. CONCLUSION
Chap6. LES PRINCIPALES CAUSES DU LAVAKA ET ETUDE HYDROGEOLOGIQUE
6.1. ANALYSE DE LA CAUSE DU LAVAKA
6.1.1. Les eaux souterraines et de surfaces
6.1.2. Le glissement de terrain
6.1.3. Causes à retenir
6.2. ETUDES HYDROGEOLOGIQUES
6.2.1. Etudes hydrauliques
6.2.2. Etudes géologiques
Partie III : UTILISATION DU SIG ET TELEDETECTION POUR LA RESOLUTION DU PROBLEME
Chap7. METHODOLOGIE DE RESOLUTION
7.1. RECONNAISSANCE ET CHOIX DE LA REGION A ETUDIER
7.2. RECHERCHE DES DONNEES ET INTEGRATION DE CES DONNEES SOUS LE SIG ET TELEDETECTION.
7.2.1. Source de données
7.2.2. Choix du logiciel
7.2.3. Intégration des données pour l’étude hydrogéologique
7.2.4. Intégration des données sur les logiciels SIG et télédétection
7.3. VERIFICATION
7.4. APPLICATION DE LA SIG ET TELEDETECTION
7.5. DECISION FINALE
Chap8. APPLICATION ET RESOLUTION GRAPHIQUE
8.1. LE LOGICIEL UTILISE
8.1.1. Présentation d’ArcGis 9.1
8.1.2. Fonctions et applications
8.1.3. Introduction du langage VBA
8.2. RESOLUTION
8.2.1. Extraction de l’image brute couvrant la région
8.2.2. Etapes de corrections
8.2.3. Intégration du troisième axe Z
8.2.4. Intégration des données pluviométrique et géologique
8.2.5. Résolution proprement dite en utilisant VBA
8.3. DECISIONS AINSI OBTENUES
Chap9. SOLUTIONS PROPOSEES ET EVALUATION DU PRIX DE REHABILITATION
9.1. LES SOLUTIONS PROPOSEES
9.1.1. Les recommandations
9.2. EVALUATION DU PRIX DE REHABILITATION
CONCLUSION GENERALE
B I B L I O G R A P H I E
ANNEXES