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BASE Biotechnol. Agron. Soc. Environ.201115(1),119-128
Essaidecartographiedesclassesd’infiltrabilitédessolsdeWallonie(Belgique)PierreDemarcin(1),CatherineSohier(1),AbdelIlahMokadem(2),SylviaDautrebande(1),AuroreDegré(1)(1)Univ.Liège-GemblouxAgro-BioTech.Unitéd’Hydrologie&Hydrauliqueagricole.PassagedesDéportés,2.B-5030Gembloux(Belgique).E-mail:[email protected](2)ServicepublicdeWallonie.DirectionGénéraleopérationnelledel’Agriculture,desRessourcesnaturellesetdel’Environnement(DGARNE).Directiondel’Espacerural.ChausséedeLouvain,14.B-5000Namur(Belgique).
Reçule5mars2009,acceptéle24aout2010.
SurbasedelacartographienumériquedessolsdeWallonieau1/20000,uneclédeclassificationestproposéepourattribueruneclassed’infiltrabilitéàchaquetypedesol.Laclassificationproposéeexploitelescaractéristiquestexturales,dedrainage,desubstratetlecaséchéantdecharge.LesgroupeshydrologiquesainsiproduitsserapportentàlaméthodologieSCSvisantàquantifierl’infiltrationlorsd’événementspluvieux(modélisationévénementielleoucontinue).LesgroupeshydrologiquesdéfinisparlaméthodologieSCSsontaunombredequatre,nommésdeAàDetcaractéristiquesrespectivementdevitesseslimitesd’infiltrationdesplusélevéesauxplusfaibles.Lacartographieainsiproduiteestunrasterderésolution10mausol,couvranttoutelaWallonie(16900km2),directementutilisabledansdesmodèleshydrologiquesspatialisés.L’articledétaillelaprocéduredecartographieetleslimitesd’utilisationinhérentes.Mots-clés.Infiltration,sol,groupeshydrologiques,SCS,régionwallonne(Belgique),cartographie.
Mapping infiltration classes of Wallonian soils: an attempt.OnthebasisofthedigitalsoilmapofWallonia(1/20,000),adecisiontreeisproposedforattributinginfiltrationclasstoeachsoiltype.Thepropositiontakesintoaccountsoiltexture,drainagecharacteristics, substratumand,whenappropriate,percentageofstoniness.Thesodefined infiltrationclassesarecoherentwithSCSmethodologyforabstractioncomputation(continuousoreventbasedmodelling).TherearefourgroupsnamedA,B,CandDfromhighertolowerbasicinfiltrationrate.Themapproducedisarasterwithagroundresolutionof10m,coveringWallonia(16,900km2),readilyusableinhydrologicaldistributedmodels.Thepaperdealswiththeclassificationanditsinherentlimitations.Keywords. Infiltration,soil,hydrologicgroups,SCS,Walloonregion(Belgium),mapping.
1. IntroductIon
La problématique de l’estimation de la capacitéd’infiltration des sols intervient dans de nombreusesquestions liées notamment à la gestion de l’espacerural ou périurbain en relation avec le climat;citons de manière non exhaustive les inondations(débordement de cours d’eau ou concentrationdes eaux de ruissellement), l’état des cultures etde la végétation en général, la recharge des eauxsouterraines, l’imperméabilisation des terres par lefait de l’urbanisation, l’érosion hydrique ou encorel’infiltrationdeseauxuséesépuréesounon.
La présente étude s’est attachée à développerune cartographie de classes d’infiltrabilité des solsde la région wallonne sur base d’une méthodologie
largementutiliséedanslemonde,àsavoirla«méthodeSCS»duSoil Conservation Service(Musgrave,19551;SCS,1958;Ogroskyetal.,1964;SCS,1972;Rawlsetal.,1993)etinclusedansdesmodèleshydrologiquestelslemodèleEPICgrid(Sohieretal.,2009)ouSWAT(Neitschetal.,2002).Cetteméthodesebasenotammentsurunclassementdessolsenquatreclassesdecapacitéd’infiltrationdebase,sousladénomination«GroupeshydrologiquesdesSols».
La quantification de l’infiltration de la pluie parle sol est abordée dans la littérature au moyen de
1MusgraveG.W.,1955.Howmuchoftherainentersthesoil?In:USDA Water yearbook of agriculture.Washington,DC,USA:USDA,151-159.Citépar:Musgraveetal.,1964.
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nombreux modèles physiquement basés (Green etal.,1911;Richards,1931;Philip,1957;Haverkampetal., 1990; Corradini et al., 1994; Morel-Seytouxetal., 1996), conceptuels ou empiriques (Horton,1933;Holtan,1961;SCS,1972;Diskinetal.,1995).Différents auteurs se sont attachés à comparer cesdifférents types demodélisations dans des situationscontrastées: bassins versants urbains (Zariello,1998), parcelles d’essais agricoles (Chahinian et al.,2005)ouencoredans lecontextedebassinsversantsagricoles(Kannanetal.,2007).Danslesdeuxpremierscontextes, la méthode SCS présente des résultatsmoinsperformantsquelesautresmodèlesquiluisontconfrontés.Enrevanche,dansuncontextedebassinsversants agricoles, la méthode SCS s’avère la plusappropriée,etceassezlogiquementpuisqu’ils’agitdeson domaine initial de développement (Ponce etal.,1996).
Outreletypeetlatailledudomained’application,le pas de temps dumodèle doit en orienter le choix(Singh, 1995).Une dynamique fine (de l’ordre de laminute)imposeunemodélisationphysiquementbasée(Chahinian et al., 2005), tandisqu’une estimationduvolume ruisseléen réponseàunévénementpluvieuxvudanssaglobalitéseraaussibienapprochéeparunmodèlesimplecommelemodèleSCSquis’imposedèslorscommelemodèleleplusefficient(Kannanetal.,2007).
La classification SCS a précédemment été appli-quée sur base de la carte des associations de sols deBelgique(Maréchaletal.,1971),d’échelle1/500000,danslecadreduprojetCARHY(Laimeetal.,1995)etsesdiversdéveloppementsetutilisations[notamment,le modèle hydrologique journalier EPICgrid, Sohieret al. (2009)]. La validation de la méthode dans lecontextedelarégionwallonnereposesurl’analysedesrésultats de la modélisation hydrologique distribuée.La classification en groupes hydrologiques étant unedonnéeprimairedel’estimationdel’abstractiondelapluie,laqualitédelaclassificationpeutêtreestiméeparcomparaisonentrehydrogrammessimulésetobservés,lesautresvariablesprimairesétant issuesdemesuresou observations directes (occupation du sol, pente etdonnéesmétéorologiques).Sohieretal.(2008et2009)présententdetellesanalysespourdesbassinsversantsdont les superficies varient de quelques à plusieurscentainesdekm2.
Suite à la numérisation de la carte des sols de laBelgique (voir ci-après), d’échelle 1/20000, il estapparu nécessaire d’actualiser et affiner spatialementlesdifférentesclassesd’infiltrabilitédessolsàpartirdecettenouvellebasededonnées.L’affinementattendudelacaractérisationdel’infiltrabilitédessolsestdenatureàaméliorerlesperformancesdesmodèleshydrologiquesspatialement distribués qui l’utilisent. Ce travail doitpermettreégalementlaproductiondecartesthématiques,
telles lescartesde risquede ruissellementdiffus,quirésultent du traitement de différentes géodonnées ausein desquelles une carte des classes d’infiltrabilitéau 1/500000 appauvrirait significativement la qualitédes informations cartographiées.En effet, les récentsdéveloppementstechniquesdesgéodonnéestellesquel’occupation du sol autorisent l’utilisation d’entitéshydrologiquesplusfinesquelessous-bassinsversantshydrographiquesfréquemmentutilisésjusqu’icipourlagestionduterritoire.Passerd’unecartographiedessolsàl’échelledu1/500000àunecartographieàl’échelle1/20000 prend dès lors tout son sens. Citons encoretoutel’importancedelagestionduruissellementdansles bassins versants secs, en amont des rivières, quinécessitentuneéchellespatialerelativementfinepourcaractériserl’infiltrabilitédessols.
Ilestimportantderappelerquelacartedesclassesd’infiltrabilitédessolsetsescartesdérivéesporterontintrinsèquement les mêmes limitations que lesgéodonnéesquisontutiliséespourlesélaborer.Ainsi,le changement de projection d’une partie de la cartedes sols au 1/20000 a induit des décalages spatiauxpouvant atteindre 20m sur certaines planches. Il enserademêmepourlacartedesclassesd’infiltrabilité.
Laprésenteétudes’inscritdanslecadreduProjetERRUISSOL (ERosion-RUISsellement-SOL), misen œuvre par l’Unité d’Hydrologie & Hydrauliqueagricole de GemblouxAgro-Bio Tech à la demandede laDirectionde l’Espace rural [DirectionGénéraleOpérationnelle Agriculture, Ressources Naturelleset Environnement (DGARNE) – Service Public deWallonie(SPW)];leprojetapourobjetlaréalisationde cartes numériques portant sur les risques deruissellementetd’érosionhydriquedessolsauformatmatriciel,avecunerésolutionausolde10metcouvrantl’ensemble du territoire de la région wallonne. Cescartesconstituerontdesoutilsdediagnosticetd’aideàladécisionencequiconcernedesproblèmesrécurrentsd’inondationsparruissellement,decouléesboueuses,d’érosiondesterres,etc.
2. MatérIel
2.1. donnée numérique
LadonnéedebaseestlaCarteNumériquedesSolsdeWallonie(CNSW,2004)provenantdeladigitalisationdes planchettes (1/20000) de la carte des sols de laBelgique réaliséesde1947à1991 (Bahetal.,2005)pourlecomptedel’Institutpourl’EncouragementdelaRechercheScientifiquedansl’Industrieetl’Agriculture(IRSIA)selonunsystèmedeclassificationdessolstrèsdétaillé (Avril, 1987). La CSNW reprend ainsi plusde6000siglespédologiques issusde laclassificationbelge.
Classesd’infiltrabilitédessols(Wallonie,Belgique) 121
2.2. outils informatiques
Le logiciel informatique utilisé est la version 9.1 deArcgisDesktop (Environmental Systems ResearchInstitute, Inc.,ESRI®),dont le systèmeest constituéde quatre applications: ArcMAP, ArcCatalog,ArcToolboxetModelBuilder.
3. MéthodologIe
3.1. Méthodologie du Soil Conservation Service
En 1955, Musgrave propose de classer les sols enquatre groupes hydrologiques en fonction de leurcapacité d’infiltration de base (cité par Musgraveetal.,1964;Woodwardetal.,2002).Par la suite, lanotionaévoluéversunedescriptionamplifiée (SCS,1958;Ogroskyetal.,1964;SCS,1972;Rawlsetal.,1993).Ladéfinitiondesquatregroupeshydrologiquesde sols telle que décrite dans Musgrave (1955) etreprisedansMusgraveetal.(1964)faitréférenceàlacapacitéd’infiltrationàsaturation.Cettedéfinitionestlasuivante:– GroupeA: les sols dont la capacité limite d’infiltrationvarieentre7,6et10,2mm.h-1,reprenant lessolsdéveloppésdanslessables,leslœssprofonds, demêmequedansleslimonsagrégés2,– GroupeB: les sols dont la capacité limite d’infiltration varie entre 3,8 et 7,6mm.h-1, soit les solsdérivésde lœssetdéveloppésdans les limons sableuxpeuprofonds,– GroupeC: les sols dont la capacité limite d’infiltrationvariede1,3à3,8mm.h-1,reprenantles solsdéveloppésdansleslimonsargileux,leslimons sableux, les sols à faibles teneurs en matière organiqueetlessolsàhauteteneurenargile,– GroupeD: les sols dont la capacité limite d’infiltration est inférieure à 1,3mm.h-1, ce qui correspond aux sols à forte teneur en argiles gonflantes, aux sols riches en argile lourde et à certains sols salins. Précisons que l’éventuelle apparitiondefentesderetraitlorsdel’assèchement decessolsargileuxnejustifiepasunemodification de leur appartenance à ce groupe hydrologique puisqu’il est fait référence à la capacité limite d’infiltration de l’eau dans le sol, soit la capacité d’infiltrationdel’eaudansunsolsaturé.
Ilfautégalementnoterquetouteslesnomenclaturespédologiquescitéesdanscetarticles’entendentausensdutriangletexturalbelge.Letravaildeconversiondansle système belge des descriptions de sols américainsde référence présentés notamment par Chow et al.(1988)depuisletriangletexturalaméricainaétéopérésystématiquement.
DanslaméthodeSCS,laproductionderuissellementest estimée à partir d’une relation semi-empiriqueétablie entre la hauteurdeprécipitation en excès (ouproductionderuissellement)RetlahauteurdepluieP:
R=(P-0,2S)2. P+0,8S
Danscetterelation,Sestleparamètrederétentiondusol.P,RetSontladimensiond’unelongueur.LeparamètreS est directementdérivéduparamètreCNdéfinisurbasedugroupehydrologiquedesol,dutyped’occupationdesoletdelapente.Cetterelationaétéétablie sur base de nombreusesmesures de pluies etdébits réalisées dans des bassins versants agricolesauxÉtats-Unis. Le paramètreCN est adimensionnel.Savaleurestfixéeenfonctiondugroupehydrologiquedesolmaiségalementdel’occupationdesoletdelarotationdesculturesdanslaquelleelles’inscrit.Ilvarieentre 0 (infiltration totale) et 100 (infiltration nulle).Lesvaleurschiffréesdecesparamètresontététabuléesnotamment par Chow et al. (1988) et SCS (1958 et1972).
Lateneurinitialeeneaudusol(baséesurlasommedesvolumesdepluiescumulésdes5joursprécédents)peut amener à une correction du paramètre CN, quiestdéterminépardéfautpourunsolà lacapacitéauchampmaisquipeutêtrecorrigépourreprésenterdesconditions initiales humides ou sèches (Chow et al.,1988).
3.2. l’organigramme de classification des sols de la cnSW
Grâce à laméthodologie SCS, les sols de laCSNWont été reclassés en quatre groupes hydrologiquessurbasedeleursiglepédologique,toutens’inspirantde l’approche développée par le Projet CARHYprécité (Laime et al., 1995) et validée au travers demodélisationshydrologiques(Sohieretal.,2009).
Lafigure 1présentel’organigrammededécision;il permet de regrouper la plupart des 6304siglespédologiquesprésentsdanslaCNSWencinqdécisionsprincipales.
Dans un premier temps, les sigles repris dansla base de données numériques CNSW commenon classés (Figure 1), du fait de leur caractère deremaniement anthropique, sont considérés «hors
2DanscertainsouvragespostérieursàMusgrave(1955),telsqueRawlsetal.(1993),concernantleGroupehydrologiqueA,lesauteursnedonnentpasdelimitedeclassesupérieureentermesdecapacitéd’infiltrationdebase.
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α=B,B/o,Do,Ma,NC,OD,OE,OH,OM,ON,OT,OU,OX,RouS;β=AàBnon(fortement)tacheté,S,V,W,Z,A-S,S-Z,PàBnonmorcelé;γ=NouG-T;ι=d,D,e,h,f,F,i,I,gouG;κ=d,e,f,f-r,fp,fp-u,fu,gu,gw,h,hu,j,ju,j-w,kfu,m,mu,p,pu,pw,q,q-w,qs,r,rb,ru,tu,u,wouxu;δ=AàhorizonB(fortement)tacheté;ε=G,LàBnon(fortement)tacheté,PàBmorcelé,A-E,A-G,A-L,A-U,E-Z,G-L,G-Z,S-G,S-U,V-E,A-G-S,A-S-U,E-L-SouU-L-S;θ=nounx;μ=n;ζ=LàB(fortement)tacheté,E,U,L-EouU-L;η=HouG-I.
Figure 1.OrganigrammedeclassementdessiglespédologiquesdelaCNSW(2004)engroupeshydrologiquesdesols—Flow chart to classify the pedological labels of the CNSW (2004) in hydrologic soil groups.
Classesd’infiltrabilitédessols(Wallonie,Belgique) 123
classement hydrologique». Ces sigles font partie dunon cartographié (NC) et des séries spéciales (Bahetal.,2005)suivantes:– leszonesdesources(B)3,– leszonesdesourcesanthropisées(B/o),– lesdolines(Do),– lesmardelles(Ma),– leszonesdécapéesmécaniquement(OD),– lesfossesd’extraction(OE),– lesterrils(OH),– lesmarnières(OM),– lesremblais(ON),– lesterrainsremaniés(OT),– lestourbièresexploitées(OU),– les complexes non différenciés de carrières, terrils, remblais, terrains remaniés, zones bâties et industrialisées(OX),– lesravinsoufondsdevallonsrocailleux(R),– lesfondsdevallonslimoneux(S).
Ladeuxièmedécisionprincipaleconcernelessolsoulestexturessuivants:– lessols limoneux(A)àhorizonBnon(fortement) tacheté[A..àl’exceptiondeA.cetA.a(b)],– les sols sablo-limoneux légers à horizon B non morcelé(P),– lessolslimono-sableux(S),– lestourbes(V),– lestourbièreshautes(intactes)inactives(W),– lessolssableux(Z),– lescomplexesde sols limoneuxet limono-sableux (A-S),– les complexes de sols limono-sableux et sableux (S-Z).
Les séries spéciales suivantes sont égalementreprises,àsavoir:– lescomplexesdesolscrayeux(N),– lesterrasses(récenteset/outourbeuses)(G-T).
Les éléments repris ci-dessus («deuxièmedécision»)sontclassésdanslegroupehydrologiqueA(le plus favorable du point de vue de l’infiltrabilitéde l’eau dans les sols); ils sortent cependant dugroupeApourrejoindrelegroupehydrologiqueBs’ilsprésentent:– soitundrainagenatureldéfavorable,soitclassésdans laCNSWcommesolsàdrainagenaturel imparfait (d), àdrainagenaturelmodéréou imparfait (D), à drainage naturel assez pauvre sans horizon réduit (h),àdrainagenaturelpauvreetsanshorizonréduit
(i),àdrainagenaturelassezpauvreetàhorizonréduit (e),àdrainagenaturelpauvreetàhorizonréduit(f),à drainage naturel assez pauvre ou pauvre (F), à drainage naturel assez pauvre ou pauvre (I), à drainagenatureltrèspauvre(g)ouàdrainagenaturel assezpauvreàtrèspauvre(G),– soit un substrat à faible profondeur (<125cm): substratarkosique(d),substratderocheéruptive(e), substratschisteux(f),substratschisteuxouschisto gréseux (f-r), schisto-psammitique (fp), schisto psammitique ou argileux (fp-u), substrat d’argile d’altération de schiste (fu), substrat argilo- caillouteux (gu), argilo-sableux caillouteux (gw), substratd’argilite (h), substratd’argiled’altération d’argilite/substratd’argilesmectique(glauconieuse) (hu), substrat de grès calcaire (j), substrat d’argile d’altération de grès calcaire (ju), substrat de grès calcaire, de sable et d’argile d’altération (j-w), substrat d’argile d’altération schisto-calcaire (kfu), substratdemacigno(m),substratd’argiled’altération demacigno(mu),substratpsammitique(p),substrat d’argile d’altération de psammite (pu), substrat argilo-sableuxmicacé(oud’altérationdepsammite) (pw),substratgréseux(q),gréseuxouargilo-sableux (q-w),substratdegrèstertiaire(qs),substratschisto- gréseux(r),schisto-gréseuxrougeâtre(rb),substrat d’argiled’altérationderocheschisto-gréseuse(ru), substratargileux(u),argilo-sableux(w)ousubstrat d’argile à silex (xu). Arbitrairement, nous consi- déronstoutsubstratcommeunfreinàl’infiltration profondequelquesoitletypedematériaux.
LescomplexesdesolsA-SetS-Z,nonconsidérésdans le Projet CARHY, ont été classés dans lacatégoriede«solsprofonds».Enfinlessolscrayeuxsont classés en groupe hydrologiqueA en raison deleurmeilleureinfiltrabilitéapparente(Dagnelieetal.,2007),demêmelasériespécialeG-T.
Àdéfautdepouvoirdéfinirsansambigüitél’originedes taches de pseudogley présentes généralementdans les sols à Bt (fortement) tacheté (phénomènespériglaciaires et/ou résultat de l’hydrodynamiqueactuelle),ilaétédécidédeclassercestypesdesolsencatégorieB(cfrtroisièmedécisionci-après).
Latroisièmedécisionprincipaleconcerne lessolslimoneux à horizonB (fortement) tacheté qui sontclassés, quel que soit leur drainage naturel et leursubstrat,engroupehydrologiqueB.
La quatrième décision principale est relative auxsolsoutexturessuivants:– lessolslimono-caillouteux(G),– lessolssablo-limoneuxàhorizonBnontacheté(L),– lessolssablo-limoneuxlégersàhorizonBmorcelé (P),– les complexes de sols limoneux et argileux légers (A-E),
3Lesabréviationsentreparenthèsesserontutiliséesàlaplacedeladéfinitioncomplètedanslasuitedecetarticle.
124 Biotechnol. Agron. Soc. Environ. 201115(1),119-128 DemarcinP.,SohierC.,MokademA.I.etal.
– lescomplexesdesolslimoneuxetlimono-caillouteux (A-G),– lescomplexesde sols limoneuxet sablo-limoneux (A-L),– les complexes de sols limoneux et argileux lourds (A-U),– les complexes de sols argileux légers et sableux (E-Z),– lescomplexesdesols limono-caillouteuxet sablo- limoneux(G-L),– lescomplexesdesolslimono-caillouteuxetsableux (G-Z),– les complexes de sols limono-sableux et limono- caillouteux(S-G),– les complexes de sols limono-sableux et argileux lourds(S-U),– lescomplexesdesolstourbeuxetargileux(V-E),– lescomplexesdesolslimoneux,limono-caillouteux etlimono-sableux(A-G-S),– lescomplexesdesolslimoneux,limono-sableuxet argileuxlourds(A-S-U),– les complexes de sols argileux légers, sablo- limoneuxetlimono-sableux(E-L-S),– les complexes de sols argileux lourds, sablo- limoneuxetlimono-sableux(U-L-S).
Ces sols sont classés en groupe hydrologiqueB,saufprésenced’undrainagenaturelplusdéfavorable(d,D,e,h,f,F,i,I,gouG)oud’unsubstratàfaibleprofondeur(d,e,f,f-r,fp,fp-u,fu,gu,gw,h,hu,j,ju,j-w,kfu,m,mu,p,pu,pw,q,q-w,qs,r,rb,ru,tu,u,wouxu)ouencored’unechargeenélémentsgrossierssupérieureà50%envolumedesol (phase1=64ouphase2=3 ou 5), auquel cas ils se rangent dans legroupehydrologiqueC.
La présence d’éléments grossiers dans un solsaturéinduitunebaissedelaconductivitéhydrauliqueà saturation de ce sol, les éléments grossiers étantdes masses le plus souvent fermées et réduisant enconséquence les voies possibles de passage de l’eau(Brakensieketal.,1994).
Par contre, si le substrat (n) ou la charge (n ounx)estcrayeuseetqueledrainagenaturel,lesubstratou le pourcentage en éléments grossiers ne sont pas«défavorables» sur le plan hydrologique, ils sont«reclassés»danslegroupehydrologiqueA.
Lacinquièmedécisionprincipaleconcernelessolsoutexturessuivants:
– lessolsargileuxlégers(E),– les sols sablo-limoneux à horizonB (fortement) tacheté(L),– lessolsargileuxlourds(U),– les complexes de sols sablo-limoneux et argileux légers(L-E),– les complexes de sols argileux lourds et sablo- limoneux(U-L),
oulessériesspécialesquesontlescomplexesdesolslimono-caillouteuxetcaillouteuxsurpenteforte(G-I)etlescomplexesdesolssurfortespentes(H).
CessolssontclassésengroupehydrologiqueC.
Les sols classés en groupe hydrologiqueD sontceux qui présentent des phases à roche affleurante(phase6=A)oulessériesspécialessuivantes:– lesaffleurementsrocheux(J),– lescomplexesdesolssurfortespentesetd’affleu- rementsrocheux(J-H).
4. réSultatS et dIScuSSIon
L’applicationdelaméthodologieduSoil Conservation Service, appliquée aux sols de la région wallonnefournitdesrésultatsquipermettentd’alimenterdiversmodèleshydrologiquesquigénèrentdeshydrogrammespouvantêtreconfrontésauxobservationsdedébitdescours d’eau. Lafigure 2 présente, à titre exemplatif,les hydrogrammes observés et simulés au pas detemps journalier pour l’année 1995 sur laMehaigneà Upigny au moyen du modèle EPICgrid (Sohieret al.,2009)incluantl’abstractiondelapluieinfiltréeSCS. La superficie du bassin versant afférent est
4Danslecasoùlaphase1estégaleà6(Bahetal.,2005),lesubstratdébuteàmoinsde20cmdeprofondeur,soitpourdessolslimono-caillouteux(chargeenélémentsgrossierscompriseentre15-50%envolume),soitpourdessolslimoneuxtrèscaillouteux(chargeenélémentsgrossiers>50%envolume).
Figure 2. Série chronologique des débits journaliersobservésetsimuléssurlaMehaigneàUpignypourl’année1995—Chronological series of daily discharge at Upigny outlet (Mehaigne catchment) in 1995.
Date
01/0
1/19
95
20/0
2/19
95
11/0
4/19
95
31/0
5/19
95
20/0
7/19
95
08/0
9/19
95
28/1
0/19
95
17/1
2/19
95
Déb
it (m
m p
ar jo
ur)
12
10
8
6
4
2
0
Débit simulé (mm par jour), Modèle EPICgrid, abstraction de la pluie SCS
Débit observé (mm par jour)
Classesd’infiltrabilitédessols(Wallonie,Belgique) 125
de 17km2. L’erreur moyenne quadratique entresimulationetobservationestde0,47mmparjour,soit0,09m3.s-1. D’autres comparaisons d’hydrogrammes(observés–simulés) illustrant l’intérêt notammentd’utiliserlaméthodeSCSdanslecontextewallon,sontdisponiblesdansSohieretal.(2005).
Le résultat du classement des sols en groupeshydrologiques correspondant à l’organigramme(Figure 1) est la Carte deClasses d’infiltrabilité dessolsdeWallonieprésentéeenfigure 3.Entableau 1,sont indiquées les superficies du territoire wallonconcernéesparchaqueclassed’infiltrabilitédessols.
Lacartographiedesgroupeshydrologiquesprésentela même allure générale que celle issue du ProjetCARHY(Laimeetal.,1995)au1/500000.Cependant,la méthode CSC affinée étant appliquée à plus de6000siglespédologiquesetnonplusauxassociationsdesol,certainsdétailsetdifférencessupplémentairesapparaissent.Lesassociationsdesolnerenseignentpasdeclassesdedrainagepourlessolslimono-caillouteuxet argileux; ils étaient donc systématiquementclassés en groupe hydrologiqueB. Dans la présenteclassification, ils peuvent être classés en groupehydrologiqueBouCselonleurclassededrainage.LessolsdefonddevalléeétaientclasséssystématiquementenCdanslacarteduprojetCARHY.Au1/20000,cestypesdesolapparaissentnettementplusnombreuxetsevoientaffecterdesclasseshydrologiquesallantdeAàCselonlacléproposéedanscetarticle.
La diminution de la résolution au sol permetégalement une analyse spatialisée de la productiondu ruissellement au sein de petits bassins versantsagricoles à l’exutoire desquels on constate desinondationsparruissellementoudescouléesboueuses.Àtitreexemplatif,lafigure 4présenteunextraitdelaCNSWetlesclassesdeproductionderuissellementquidécoulentduclassementengroupeshydrologiquesdessols,ducroisementavecl’occupationdessolsrelevéesurleterrainpourladéfinitionduCNetducalculdel’abstraction de la pluie.Ce type d’analyse, détaillée
dansDagnelieetal.(2007)etDemarcinetal.(2009)illustrel’intérêtdelaprésentecartographiepoursitueraumieuxlestechniquesd’infiltrationoulesouvragesderetenued’eauàinstallerauseind’unbassinversantsecpourréduirelesrisquesd’inondations.
5. concluSIon
Laméthodologie SCS a permis de classer en termesdeclassesdecapacitéd’infiltrationdebasedessolsles6304sigles pédologiques de la carte numérique dessolsdeWallonieàl’échelledu1/20000,affinantainsilargementlacartographieCARHYbaséesurl’anciennenumérisationàl’échelledu1/500000.
LeslimitesinhérentesàlaCNSWetàlaméthodeSCSsontnaturellementprésentesdanslacartographieproposée.D’autrepart, laméthodeSCS tientcompted’unnombrerestreintdeparamètreshydrodynamiquesdusol.
Dans cet article, nous avons montré qu’une foiscouplées, la CNSW et la méthode SCS présententde bons résultats dans le cadre d’unmodèle continujournalierdeladéterminationdesfluxd’eausurbassinversantagricoledanslecontexteagro-pédo-climatiquewallon.
La cartographie des classes d’infiltrabilité dessolsdeWallonieconstituedoncunoutilopérationnelpour la modélisation hydrologique distribuée et laplanificationenvironnementale.
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tableau 1.Superficiesetsuperficiesrelativesduterritoirewallon affectées à chaque groupe hydrologique—Area and relative area of the Walloon territory affected to each hydrologic group.classement d’infiltrationdes sols
Superficie(km²)
Superficie(%)
Nonclassé 6596 39,0GroupeA 2937 17,4GroupeB 8960 53,0GroupeC 3066 18,1GroupeD 38 0,2Superficiedelarégionwallonne 16901
126 Biotechnol. Agron. Soc. Environ. 201115(1),119-128 DemarcinP.,SohierC.,MokademA.I.etal.
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