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Modélisation de la sensibilité à l'érosion hydrique

Afin de modéliser la sensibilité des sols à l'érosion hydrique, la connaissance des surfaces de sols nus, à partir d'imagerie satellite optique à haute répétitivité telle que Sentinel 2, vient compléter les données de pente, de pédologie, de lithologie et d'occupation du sol.

Carte de la sensibilité structurelle des sols à l'érosion hydrique
Carte de la sensibilité structurelle des sols à l'érosion hydrique

 

Contexte

De mars à juin 2020, le pôle Information, Expertise, Développement des Territoires (IEDT) de la Direction Départementale des Territoires du Gers a accueilli en stage Thibaud Sacchiero, un étudiant de licence professionnelle Génie Géomatique pour l'Aménagement du Territoire à l'IUT d'Auch, chargé d'établir une carte de sensibilité à l'érosion hydrique. Cette expérience a été menée dans le cadre d’un groupe de travail réunissant d’autres acteurs du territoire concernés par la problématique de l’érosion hydrique (Conseil départemental 32, Agence de l’Eau Adour-Garonne, SAGE gersois portés par l’Institution Adour, Arbre et Paysage 32, ADASEA, CAUE 32, Chambre d’agriculture 32). Chacun a déjà travaillé sur ce sujet mais jamais sur cette échelle départementale et avec des objectifs différents (étude préalable à un aménagement, solutions de lutte contre l’érosion).

La méthode / en pratique

La méthode comprend 2 grandes étapes :

  1. Détermination de la sensibilité structurelle des sols à l’érosion hydrique en croisant 4 facteurs classifiés : pente (MNT de l’IGN précision 5 mètres), pédologie (INRAE, échelle 1 : 250 000), lithologie (BRGM, échelle 1 : 50 000), occupation du sol (OSC GE de l’IGN échelle 1 : 5 000)
  2. Prise en compte d’éléments conjoncturels pouvant aggraver la sensibilité structurelle : détection de sols nus en « temps réel », notamment aux périodes où les épisodes pluvieux sont les plus érosifs . Ces périodes à risque ont été identifiées après une étude des données météorologiques (Météofrance) sur 45 ans : fin de printemps, début d’été, automne. C’est dans cette phase d’identification de l’occupation réelle du sol qu’ont été utilisées les images Sentinel 2A/B de l’ESA sur l’année 2018-2019 dans un processus automatisant :
  • calcul de l’indice de végétation (NDVI) (seuillage entre 0,1 et 0,3)
  • croisement NDVI / zones de forte sensibilité structurelle
  • export des parcelles dont la surface en sol nu > 30 %

Les résultats

La méthode renvoie 2 cartes :

  • Une carte de sensibilité structurelle avec surpondération des facteurs pentes et pédologie considérés par acteurs du territoire comme déterminants dans le phénomène d’érosion.
  • Une carte du risque à l’instant T croisant la carte de sensibilité structurelle avec l’indicateur conjoncturel de sol nu à la date de l’image satellite traitée (parcelle en sol nu si >30 % de sa surface sont détectés en sol nu)
Carte du risque d'érosion à la date du 25 mai 2020
Carte du risque d'érosion à la date du 25 mai 2020

 

Il est possible de visualiser les résultats sur cette carte interactive.

Les avantages

  • Les données utilisées étant nationales, cette méthodologie est donc facilement reproductible sur toute la France et à différentes échelles.
  • La mise à jour de l’indicateur sol nu à partir du NDVI est automatisée et rapide (2h de traitement) permettant de suivre quasiment en temps réel l’évolution des parcelles « à risque ».
  • La fréquence de mise à jour est conditionnée à la disponibilité des images satellites (Sentinel 2A, 2B), tous les 5 jours (hors couverture nuageuse).

Les limites

  • La principale limite de cette méthode tient aux temps de calculs très longs de la 1ere étape de croisement des données structurelles particulièrement quand on travaille à l’échelle départementale.
  • Il faut également tenir compte de la diversité des échelles des données en entrée.

Les perspectives

Le travail réalisé pendant le stage continue à vivre dans le cadre du groupe de travail. Les échanges entre acteurs permettront d’affiner l’arbre de décision du modèle afin d’objectiver le phénomène érosif. Ce travail constitue un socle de connaissance dont les acteurs du territoire peuvent s’emparer pour le décliner à d’autres échelles (bassin versant de SAGE ou d’EPTB, parcelle) dans des projets d’actions concrètes de lutte contre l’érosion hydrique.

Pour en savoir plus ...
Contact
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Acteur :
Direction Départementale des Territoires du Gers / IEDT / Nathalie Manzo
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