HYDROGRAPHIQUE POUR UNE ETUDE HYDRO-AGRICOLE

DEPARTEMENT : INFORMATION GEOGRAPHIQUE ET FONCIERE

EXPLOITATION DE L’EXTRACTION DU RESEAU

HYDROGRAPHIQUE POUR UNE ETUDE HYDRO-AGRICOLE

DANS LA ZONE D’AMBOHIMANGA

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES EN VUE DE L’OBTENTION DU

DIPLOME D’INGENIEUR EN INFORMATION GEOGRAPHIQUE ET

FONCIERE

Présenté par : RASOAMANALINARIVO Holinirina Charlotte

Encadreurs : Madame RAHAJANIRINA Michelle

Monsieur RABEMALAZAMANANA

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

----------------------

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

D’ANTANANARIVO

-----------------------

Soutenu le 12 Décembre 2014 Promotion 2013

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

----------------------

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

D’ANTANANARIVO

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DEPARTEMENT INFORMATION GEOGRAPHIQUE ET FONCIERE :

MEMOIRE DEFIN D ’ETUDES EN VUE DE L ‘OBTENTION DU DIPLOME

D ’INGENIEUR EN INFORMATIONGEOGRAPHIQUEET FONCIERE

Présenté par : RA SOAMANALINARIVO Holinirina Charlotte

Encadreurs : Madame RAHAJANIRINA Michelle

Monsieur RABEMALAZAMANANA

Président du juri : Monsieur RABARIMANANA Mamy , Enseignant à l’ESPA ;

Examinateurs :

Monsieur RA KOTOARISON Max Simon , Enseignant à l’ESPA ;

Monsieur ANDRIANARISON Misan’ny Farany Nirina , Enseignant à l’ESPA.

EXPLOITATION DE L’EXTRACTION DU RESEAU

HYDROGRAPHIQUE POUR UNE ETUDE HYDRO-AGRICOLE

DANS LA ZONE D’AMBOHIMANGA

i

REMERCIEMENT

Nous tenons à remercier Le Bon Dieu de nous avoir donné la santé, la force, la patience

et le courage d’accomplir ce travail. Il convient de souligner que le présent ouvrage a pu être

réalisé non seulement par nos efforts personnels mais aussi grâce aux aides précieuses de toutes

les personnes qui de près ou de loin ont contribué à sa réalisation. Ainsi nous adressons notre

sincère remerciement et nos profondes reconnaissances à :

Monsieur ANDRIANARY Philippe Antoine, Directeur de l’Ecole Supérieur

Polytechnique d’Antananarivo qui a bien voulu autorisé cette soutenance ;

Monsieur RABARIMANANA Mamy, Chef de Département en Information

Géographique et Foncière ;

Madame RAHAJANIRINA Michelle et Monsieur RABEMALAZAMANANA

Encadreurs de ce mémoire qui malgré leurs lourdes responsabilités ont bien voulu

me guider et m’encadrer tout au long de l’élaboration de mémoire ;

Nous ne saurions oublier de remercier les membres du jury qui ont pris leur temps et

ont accepté de siéger à notre soutenance :

Monsieur RABARIMANANA Mamy, Enseignant à l’ESPA et président du

jury

Monsieur RAKOTOARISON Max Simon, Enseignant à l’ESPA ;

Monsieur ANDRIANARISON Misan’ny Farany Nirina, Enseignant à

l’ESPA ;

Tous les professeurs qui nous ont enseigné et qui par leur compétences nous ont soutenu dans

la poursuite de nos études. Ainsi que les équipes de la FTM pour leurs aides.

Un grand merci aussi à toute ma famille et mes amis qui m’ont soutenu et m’ont encouragé

tout au long de cet ouvrage.

ii

SOMMAIRE

PRESENTATION FTM………………………………………………………………………………………………………………………..i

REMERCIEMENT ………………………………………………………………………………………………………………………………v

TABLE DES MATIERES……………………………………………………………………………………………………………………….vi

LISTE DES FIGURES…………………………………………………………………………………………………………………………..ix

LISTE DES CARTES ………………………………………………………………………………………………………………………..…xi

LISTE DES TABLEAUX …………………………………………………………………….………………….……………….……………xii

LISTE DES ACRONYMES ..………………………………………………………………………………………………………………xiii

INTRODUCTION……………………………………………………………………………………………………………………………….1

PARTIE I : GENERALITES SUR LA TELEDECTION, LE SIG ET LES MNT……………………………………………….2

Chap.I NOTION SUR LA TELEDETECTION ET LE SYSTEME

D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE ………………………………………………………………………………....3

I.1-TELEDETECTION …………………………………………………………………………………………………………….……………3

a) Définition …………………………………………………………………………………………………………………….…..3

b) Principe de la télédétection …………………………………………………………………………………….………..5

c) Apport de la télédétection ……………………………………………………………………………………….……….7

I.2-LE SIG ou Système d’Information Géographique …………………………………………………………………………8

a) Définition ……………………………………………………………………………………………………………….……………8 b) Les fonctions du SIG ……………………………………………………………………………………………………..…….8

c) Apport du SIG ……………………………………………………………………………………………………..…….…….….9

I.3-Télédection et Système d’Information Géographique ..………………………………………………….…….…..10

Chap. II Modèle Numérique de Terrain (MNT) ………………………………………………………………….….…….11

iii

II1-Définition et caractéristiques ……………………………………………………………………………………………………11

II.2-Acquisition de données et construction de MNT …………………………………………….…………………….…12

II.3-Apport et Précision ……………..…………………………………………………………………………………………………..16

Chap. III Hydrographie et hydrologie …………………………………………………………………………………………….19

III.1-Notion sur l’hydrographie et l’hydrologie …….…………………………………………………………………………19

III.2-Bassin versant ……………………………………………………………………………………………………..…………….……20

III.3-Ecoulement d’eau ……..……………………………………………………………………………………………………………22

III.4-Relation entre Hydrographie et MNT ………………………………………………………………………………………23

III.5-Gestion de l’eau ……………………………………………………………………………………………………………………..24

PARTIE II : METHODOLOGIE .…………………………………………………………………………………………………………26

Chap. I DESCRIPTION DE LA ZONE D’ETUDE …………………………………………………………………………….……27

I.1.Contexte physique ……………………………………………………………………………………………………………………27

I.2.Hydrographie ……………………………………………………………………………………………………………………………29

I3.Climat ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 29

I.4.Relief ……………………………………………………………………………………………………………………………………..…30

I.5.Contexte Géologique ……………………………………………………………………………………………………….………30

I.6.Situation démographique ………………………………………………………………………………………………..………32

I. 7. Activités économiques …………………………………………………………………………………………………..………32

Chap. II MATERIELS ET METHODES ………………………………………………………………………………………………34

II-1-Acquisition des données ……………………………………………………………………………………………………….. 35

a) Classe des données ……………………………………………………………………………………………………….35

b) Sources de données ………………………………………………………………………………………………….……36

II.2-Logiciels utilisés ……………………………………………………………………………………………………………………37

a) ARCGIS 10 ………………………………………………………………………………………………………………………37

b) ENVI 4.8 ……………………………………………………………………………………………………………….………38

II.3-PreTraitement de données ……………………………………………………………………………………………………38

a) Géoréférencement …………………………………………………………………………………………………………39

i) Définition de l’espace de travail ………………………………………………………………………………39

iv

ii) Le système de projection …………………………………………………………………………………………39

iii) La projection des données ………………………………………………………………………………………40

b) Corrections radiométriques et géométriques ………………………………………………………………40

i) Corrections radiométrique ……………………………………………………………………………40

ii) Corrections géométrique ………………………………………………………………………..……40

II.4-EXPLOITATION DE DONNEES ………………………………………………………………………………………………….41

1) Production de MNT …………………………………………………………………………………………………..….41 a)Réechantillonage ………………………………………………………………………………………………………42

i) L’échantillonnage régulier ……………………………………………………………………………………………42

ii) L’échantillonnage semi-régulier …………………………………………………………………………….……42

iii) L’échantillonage irrégulier …………………………………………………………………………………………43

b) L’interpolation …………………………………………………………………………………………….………………43

2) Contrôle de MNT ……………………………………………………………………………………………………………45

3) Extraction du réseau hydrographique ……………………………………………………………………………57

4) Délimitation des bassins versants …………………………………………………………………………………68

Chap. III ANALYSE DES RESULTATS ………………………………………………………………………………………73

PARTIE.III APPLICATION HYDRO-AGRICOLE ……………………………………………………………………………84

Chap.I APPLICATION : ETUDE DU BASSIN VERSANT ……………………………………………………………………85

Chap.II ETUDE DE COUT ……………………………………………………………………………………………………...94

DISCUSSION ET RECOMMANDATION …………………………………………………………………………….………96

CONCLUSION …………………………………………………………………………………………………………………….103

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

ANNEXES

v

LISTE DES FIGURES

Figure n° 1: Principe d’acquisition de données lidar

Figure n°2 : Schéma du principe de base de la télédétection

Figure n° 3: Les étapes d’acquisition d’image par la télédétection

Figure n° 4: Schéma détaillée du Processus d’acquisition des images

Figure n°5 : Format de données en SIG

Figure n°6 : Format de MNT

Figure n°7 : Procédés d’acquisition de MNT par interférométrie radar

Figure n° 8: Mode d’acquisition de MNT par stéréoscopie

Figure n°9 : Numérisation de courbe de niveau

Figure n°10 : Théodolite

Figure n° 11: Levé topographiques par le système lidar

Figure n°12 : Processus de production de MNT

Figure n° 13: Les diverses applications d’un MNT

Figure n°14 : Quelques types de réseau hydrographique

Figure n° 15: Cycle hydrologique

Figure n° 16 : Délimitation d’un bassin versant

Figure n° 17: Processus d’infiltration dans le sol et multiplicité des écoulements

Figure n° 18 : Exemple de collecte d’eau

Figure n°20 : Zones de pénurie d’eau physique et économique à l’échelle du bassin en 2007

Figure n°21 : Diagramme climatique

Figure n°22 : Courbe de température

Figure n°22 : Evolution de l’effectif de la population

Figure n°23 : Les entreprises se situant dans la zone d’étude

vi

Figure n°24 : Répartition de l’occupation du sol

Figure n°25 : Schéma de la méthodologie

Figure n° 26 : les phases de Prétraitement des données

Figure n°27 : Méthode d’élaboration d’un MNT

Figure n° 28 : Format maillé ou raster

Figure n°29 : Vue en 3D du MNT

Figure n° 30 : Evaluation de la précision de différentes méthodes d’interpolation

Figure n° 31: Evaluation de l’erreur altimétrique en fonction de la résolution

Figure n° 32: Processus d’extraction du réseau hydrographique

Figure n°33 : passage d’une courbe de niveau en MNT (raster)

Figure n°34 : Remplissage des trous d’un MNT

Figure n°35 : illustration de la direction d’écoulement vers le flux d’accumulation

Figure n°36 : Réseau hydrographique extrait à partir du MNT 90m et 25m

Figure n°37 : Réseau hydrographique extrait à partir du 5m et 8m

Figure n°38 : Variation altimétrique de chaque série de résolution

Figure n°39: Evaluation de la précision planimétrique de chaque réseau hydrographique

Figure n°40 : Evolution de l’occupation du sol de 2007 à 2014

Figure n° 41: Pourcentage de l’évolution de l’occupation du sol

Figure n°42 : extrait de photo de la zone d’étude

Figure n°43 : Bassin de stockage en béton

Figure n°44 : Citerne ECOBAC

Figure n°45 : Système d’irrigation

vii

LISTE DES CARTES

CARTE DE DELIMITATION DE LA ZONE D’ETUDE…………………………………………………………………………..28

CARTE DE PEDOLOGIQUE DE LA ZONE D’ETUDE……………………………………………………………………….… 31

MODELE NUMERIQUE DE TERRAIN EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 90m………………………...46

MODELE NUMERIQUE DE TERRAIN EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 25m…………………….…..47

MODELE NUMERIQUE DE TERRAIN EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 8m……………………….....48

MODELE NUMERIQUE DE TERRAIN EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 5m…………………….…....49

CARTE DE PENTE EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 90m…………………………….…………………….…50

CARTE DE PENTE EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 25m………………………………………………………51

CARTE DE PENTE EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 8m……………………………………………….……….52

CARTE DE PENTE EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 5m………………………………………………………..53

RESEAU HYDROGRAPHIQUE EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 90m……………….…………….………64

RESEAU HYDROGRAPHIQUE EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 25m……………………………..………65

RESEAU HYDROGRAPHIQUE EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 8m……………………………..………..66

RESEAU HYDROGRAPHIQUE EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 5m………………………………………..67

BASSIN VERSANT EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 90m……………………………………………………….69

BASSIN VERSANT EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 25m……………………………………………………….70

BASSIN VERSANT EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 8m……………………………………………………….…71

BASSIN VERSANT EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 5m…………………………………………………….……72

ILLUSTRATION D’ERREUR PLANIMETRIQUE

RESEAU HYDROGRAPHIQUE EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 90m……………………………………….79

RESEAU HYDROGRAPHIQUE EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 25m……………………………………….80

RESEAU HYDROGRAPHIQUE EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 8m…………………………………………81

RESEAU HYDROGRAPHIQUE EXTRAIT A PARTIR DU MNT AU PAS DE 5m……………………………………..….82

viii

LISTE DES TABLEAUX

Tableau n°1: Bande radar

Tableau n°2 : Relation entre la télédétection et le SIG

Tableau n° 3: Evaluation globale du Modèle Numérique du Terrain

Tableau n°4: Source et technique de calcul du positionnement d’un jeu de point de référence

Tableau n° 5 : Types et utilisation des données

Tableau n° 6 : Les fournisseurs des données

Tableau n° 7 : Méthodes d’interpolation

Tableau n° 8 : Erreur altimétrique de chaque série de MNT

Tableau n°9 : évolution de l’occupation du sol de 2007 à 2014

Tableau n°10 : Eléments caractéristiques du bassin considéré

Tableau n° 11: Données relevés sur terrain

Tableau n°12 : Quantité d’eau par type de culture

Tableau n°13 : Coût de courbe de niveau pour une superficie de 12.000 ha

Tableau n°14 : Coût de MNT SPOT SCENE

Tableau n°15 : Coût de MNT SPOT View ortho

Tableau n°16 : Coût de MNT SPOT 3D

Tableau n°17 : Relation entre résolution d’image et échelle de données

Tableau n° 18 : Pas de MNT en fonction de l’échelle

Tableau n°19 : Coût de construction de réseau de collecte des eaux pluviales

Tableau n°20 : Coût de construction de réseau de bassin de rétention des eaux pluviales

ix

LISTE DES ACRONYMES

MNT : Modèle Numérique de Terrain

SIG : Système d’Information Géographique

RADAR: Radio Detection And Ranging

LIDAR: Light Detection And Ranging

USGS: United States Geological Survey

SHF: Super Haute Frequence

UHF: Ultra Haute Frequence

IDW: Inverse Distance Weighted

ETP : Evapotranspiration Potentiel

ETR : Evapotranspiration Réel

DEM: Digital Elevation Model

SRTM: Shuttle Radar Topography Mission

Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo

RASOAMANALINARIVO Holinirina Charlotte IGF Promation 2013 1

INTRODUCTION

Ambohimanga, une des douze collines sacrées de Madagascar est reconnu comme site

touristique. Son seul inconvénient c’est que l’eau y est rare et n’arrive pas à satisfaire les

besoins de sa communauté. L’eau est omniprésente dans toute activité humaine.

La gestion de l’eau est un moyen efficace pour contribuer à un développement économique

durable. En fait 70 à 90 % de l’eau est destiné à l’agriculture qui est la principale activité des

Malagasy. Les modèles numériques de terrain qui est une représentation numérique du relief

constitue la principale source d’information nécessaire pour l’étude d’un bassin versant, son

usage est devenu de plus en plus fréquent en hydrologie, en supposant que seule la topographie

du terrain permet de déduire les directions des écoulements et le lieu d’accumulation.

Nombreux sont les produits dérivées des MNT comme la carte des pentes, carte

d’ensoleillement, etc. Ici nous nous intéressons surtout aux réseaux hydrographiques afin

d’estimer leur précision ainsi qu’aux bassins versants pour déterminer et étudier ses éléments

caractéristiques. Madagascar fait partie des pays où la pénurie en eau physique est proche, pour

y remédier nous avons choisis alors la commune rurale d’Ambohimanga qui malgré sa

célébrité rencontre quelques problèmes sur l’accès à l’eau. Le présent mémoire s’intitule

donc : « EXPLOITATION DE L’EXTRACTION DU RESEAU HYDROGRAPHIQUE

POUR UNE ETUDE HYDRO AGRICOLE DANS LA ZONE D’AMBOHIMANGA » ;

elle a pour objectif d’estimer la capacité et la précision du réseau hydrographique extrait à

partir des Modèles Numériques de Terrain et d’exploiter ces résultats pour une gestion de l’eau

dans le domaine de l’agriculture.

Cette étude comporte trois parties, la première partie décrit les généralités sur la

télédétection, le Système d’Information Géographique, le Modèle Numérique de Terrain et l’

Hydrographie ; la deuxième partie présente la méthodologie du travail et l’évaluation des

résultats obtenus enfin la dernière partie concerne l’application et les recommandations afin

d’améliorer le projet.



Partie I :

GENERALITES SUR LA

TELEDETECTION, LE SIG

ET LES MNT



Chap. I NOTION SUR LA TELEDETECTION ET LE SYSTEME

D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE

I.1-TELEDETECTION

a) Définition :

La télédétection c’est l’ensemble des techniques qui permettent à l’aide d’un ou plusieurs

capteurs, l’acquisition d’images dans le but d’obtenir des informations sur la surface de la Terre

comme les caractères biologiques et physiques sans contact direct avec celle-ci. [5]

Le développement des techniques de la télédétection résulte de la conjonction entre l’invention

des vecteurs, ballons, avions ou satellites, permettant de s’éloigner de la surface du sol ou de

la terre dans son ensemble, et le constant perfectionnement des capteurs, c’est-à-dire des

appareils permettant d’enregistrer le rayonnement électromagnétique pour reconstituer les

caractéristiques de la surface (terre ou océan), ou de l’atmosphère.

Il existe deux types de capteurs : le capteur passif qui mesure la radiation transmise ou réfléchi

par les éléments de la terre et le capteur actif qui envoie un signal électromagnétique pour

illuminer la cible puis mesurer la réponse par celle-ci, de ce fait cette démarche ne dépend pas

du soleil et peut être opérée 24h/24.

Le radar ou Radio detection and ranging qui signifie détection et télémétrie par radio utilise le

capteur actif, il opère dans la portion micro-onde du spectre électromagnétique au-delà des

régions visibles et infrarouge thermique.

La scène à “photographier” est donc illuminée, non pas par de la lumière mais par des rayons à

micro-ondes. L’image micro-ondes fournit des informations sur les propriétés géométriques et

diélectriques de la cible étudiée. Celles-ci concernent principalement ses inégalités et sa

composition (fer, béton, bois, teneur en humidité), ce qui rend les images radar plus difficiles à

interpréter que les images optiques.

Les fréquences radar partagent les bandes SHF (Super Haute-Frequence) et UHF (Ultra

Haute-Frequence) avec d’autres applications industrielles.



Ce domaine fréquentiel est subdivisé en sept bandes, les plus utilisés en radar sont les bandes

C, L pour les systèmes spatiaux et X, Cet L pour les systèmes aéroportés

Tableau n°1: Bande radar[8]

LIDAR (Light Detection And Ranging)

C’est un système actif qui utilise un faisceau laser : lumière visible Ultraviolet et Infrarouge

Un laser est caractérisé par sa faible dispersion spatiale et sa grande précision temporelle

Principe :

Distance proportionnel au délai aller-retour de l’impulsion

Figure n° 1: Principe d’acquisition de données lidar[8]



b) Principe de la télédétection :

La télédétection est le résultat de l’interaction entre trois éléments fondamentaux : une

sourced’énergie, une cible et un vecteur où serait embarqué un capteur.

Principe de la télédétection

D’une façon plus détaillée voici le Processus d’acquisition d’image à l’aide de la télédétection :

Il comprend sept(7) étapes :

Figure n° 3: Les étapes d’acquisition d’image par la télédétection [9]

La cible est la portion de la surface terrestre

observée par le satellite.

La source d’énergie est l’élément qui

éclaire la cible en émettant une onde

électromagnétique (flux de photon).

Le vecteur ou plate-forme de télédétection

mesure l’énergie solaire (rayonnement

électromagnétique) réfléchie par la cible.

Figure n°2 : Schéma du principe de base de la télédétection [9]



1. Source d'énergie ou d'illumination(A)- À l'origine de tout processus de télédétection se

trouve nécessairement une source d'énergie pour illuminer la cible. Dans le cas général la source

d’énergie c’est le soleil mais pour le radar par exemple c’est le satellite lui-même qui est la

source d’énergie.

2. Rayonnement et atmosphère(B) - Durant son parcours « aller » entre la source d'énergie et

la cible, le rayonnement interagit avec l'atmosphère. Une seconde interaction se produit lors du

trajet « retour » entre la cible et le capteur.

3. Interaction avec la cible(C) - Une fois parvenue à la cible, l'énergie interagit avec la surface

de celle-ci. La nature de cette interaction dépend des caractéristiques du rayonnement et des

propriétés de la surface. Dans le domaine de la télédétection on suppose que chaque objet de la

surface terrestre a son propre « emprunte digital » dans le spectre électromagnétique « signature

spectrale » en fonction de la longueur d’onde du rayonnement qui est réfléchis ou émis par lui-

même.

4. Enregistrement de l'énergie par le capteur(D) - Une fois l'énergie diffusée ou émise par

la cible, elle doit être captée à distance (par un capteur qui n'est pas en contact avec la cible)

pour être enfin enregistrée.

5. Transmission, réception et traitement(E) - L'énergie enregistrée par le capteur est

transmise, souvent par des moyens électroniques, à une station de réception où l'information est

transformée en images (numériques ou photographiques).

6. Interprétation et analyse(F) - Une interprétation visuelle et/ou numérique de l'image traitée

est ensuite nécessaire pour extraire l'information que l'on désire obtenir sur la cible.

7. Application(G) - La dernière étape du processus consiste à utiliser l'information extraite de

l'image pour mieux comprendre la cible, pour nous en faire découvrir de nouveaux aspects ou

pour aider à résoudre un problème particulier.



Figure n° 4: Schéma détaillée du Processus d’acquisition des images [9]

c) Apport de la télédétection

La télédétection nous permet donc de procurer des images de la surface terrestre afin d’y

soutirer les informations qui nous intéresse comme l’occupation du sol, la végétation etc. Ainsi,

nous pourrions analyser et interpréter tout genre de phénomène.Cela nous aidera à mieux cerner

les faits aux quels nous apporterions des solutions ou même des précautions pour contribuer

au développement de notre pays.

En terme technique, elle nous fournit des données numériques (des images) qui ne sont encore

que des données brutes auxquelles nous devons appliquer les traitements appropriés.

Avant de les utiliser pour quelconque recherche donc il faudra faire les corrections adéquates.

Par exemple la correction géométrique qui permet de rendre superposable deux images de

différente date de prise de vue afin que l’on puisse faire des comparaisons et des analyses.



I.2.Le Système d'information Géographique ou SIG :

a) Définition :

C’est un système informatique de matériels, de logiciels et de processus créé pour permettre la

collecte puis la gestion , la manipulation , l’analyse , la modélisation et l’affichage de données

à référence spatiale dans le but de résoudre des problèmes complexes d’aménagement et de

gestion.

L’information Géographique peut être représentée soit sous format vecteur (point, ligne,

polygone) soit sous format raster (image satellite, image scannée, orthophoto aérienne et

classification).

Figure n°5 : Format de données en SIG[13]

b) Les fonctions du SIG

Les fonctionnalités techniques du SIG sont souvent synthétisées selon le modèle de

« 5A » : l’Abstraction, l’Acquisition, l’Archivage, l’Analyse, l’Affichage.

Abstraction :

Modélisation de la base de données en définissant les objets, leurs attributs et leurs relations.

Les informations modélisées sont représentées en couche de données indépendantes et

superposables.



Acquisition

Acquisitions des données : il s’agit de définir la forme des objets géographiques mais aussi

leurs attributs et leurs relations. Les données peuvent être présentées sous trois formes :

Des couches raster : photographies aériennes, image radar, etc.

Des couches vecteurs : réseau hydrographiques, voies de communication, etc.

Des statistiques : population démographique, variation climatique, etc.

Archivage

Elle consiste à stocker les informations de l’espace de travail vers l’espace de stockage. Elle

permet aussi de rassembler et ordonner les informations par thèmes sur des couches pour

faciliter leur recherche.

Analyse :

Les couches de données sont combinées et manipulées pour créer de nouvelles couches et pour

en extraire des informations interprétables.

Affichage :

C’est l’étape finale qui consiste à la production des cartes automatiquement au constat des

relations spatiales entre les objets et la visualisation des données sur l’écran de l’ordinateur.

Les données doivent être mises à jour, bien ordonnées et affinés pour faciliter l’archivage,

l’analyse et l’affichage.

c) Apport du SIG :

Le SIG nous permet :

Le Stockage des informations de façon claire et définitive

L’Orientation des schémas directeurs pour l’exploitation et la gestion de la

ressource en eau.

La gestion d’une multiplicité d'informations attributaires sur des objets

La compréhension des phénomènes, la prévention les risques (simulations)

L’établissement des cartographies rapides

La localisation de façon précise

De réagir rapidement après des évènements ayant un impact sur le territoire

D’associer un plus grand nombre de partenaires aux choix d'aménagement



I.3-Télédétection et Système d’Information Géographique

La télédétection et le SIG sont deux thèmes complémentaires. La télédétection fournit les

images et le SIG lui il les transforme en un jeu de données.

TELEDETECTION

Une vue globale et objective d’une zone bien déterminée

Acquisition de des données numériques

Données facile à manipuler et à stocker

Données toujours disponible

Données aisément intégrables dans le SIG

visualisation et manipulation de l’information géographique

SIG

Intégration, superposition et croisement des données de la télédétection

Organisation des données

Elaboration et présentation des informations géoreferencées

Traitement et Analyse¨

Interprétation et vérification

Gestion et mis à jour des données

Distribution et communication rapide des données

Tableau n°2 : Relation entre la télédétection et le SIG



Chap. II Modèle Numérique de Terrain (MNT)

II.1-Définition et caractéristiques

Le développement de l’informatique a permis l’apparition de la cartographie numérique et d’un

nouveau moyen de représenter la forme du terrain : le Modèle Numérique de Terrain. C’est une

modélisation informatique du relief. C’est une représentation de la forme du terrain sans

construction ni végétation.

Il nous informe sur les altitudes et les positions du relief de plus il constitue une donnée de base

pour appréhender toute gestion de l’environnement. Comme c’est un modèle il ne donne qu’en

nombre de point limité une valeur approchée du relief et non sa valeur exacte.

Le MNT consiste en un échantillon de données spatiales qui donne une représentation partielle

du terrain réel : la représentation des valeurs de l’altitude par un MNT est effectué de manière

discontinue et par intension. Or le relief est phénomène géographique quantitatif spatialement

continu ;il présente des valeurs distinctes en chaque point de l’espace. L’altitude d’un point

quelconque sera calculée par interpolation ou extrapolation à partir des altitudes connus des

points voisins :les altitudes sont dites alors distribuées [Laurini et Milleret-Raffort, 1993].

La fonction mathématique d’interpolation ou d’extrapolation est choisie pour reproduire à partir

de l’échantillon les informations altimétriques nécessaires à une application donnée, et si

possible pour un maximum d’application différente. Chaque point de l’échantillon est affecté

des coordonnées planimétriques (X, Y)et altimétriques (Z) dans une projection bien définie.

On peut distinguer les MNT selon leur type de maillage. Il peut être représenté sous 3 formes :

Courbes de niveau, points côtés

TIN ou réseau de triangles irréguliers

Représentation matricielle (grille, raster, matrice)



Figure n°6 : Format de MNT [4]

Un Modèle Numérique de Terrain est caractérisé par :

sa résolution (pas)

son mode d’acquisition et de construction

La notion de résolution est primordiale pour un MNT, elle correspond à la plus petite

distance entre deux éléments distincts on distingue deux types de résolution :

La résolution planimétrique ou résolution spatiale correspondant à la position

planimétrique(x, y) et la résolution altimétrique relative à l’unité de mesure des valeurs

d’altitude (z).

Par exemple si le MNT est représenté sous forme d’une image matricielle alors la résolution

planimétrique correspond à la taille du pixel ou de la maille qui est généralement de l’ordre

de quelques mètres et la résolution altimétrique est bien souvent inferieure.

II.2-Acquisition de données et construction de MNT :

La construction de MNT peut se faire de plusieurs manières selon les sources de données, la

technique de saisi des données de référence, la méthode d’interpolation et le format final du

MNT. Ainsi les données nécessaires pour la construction de MNT peuvent être obtenues :

Courbes de niveau TIN Triangular Irregular Network ou réseau de

triangles irréguliers

Représentation mailée (Raster, Grille,matrice)



par interférométrie radar, pour des échelles supérieures à 1/10000

Elle exploite l’information de phase du signal radar rétrodiffusé plus précisément la différence

de phase entre deux images radar complexes préalablement recalées et prises dans les mêmes

conditions géométriques. Chaque pixel comporte une information radiométrique et une

information de phase.

Figure n°7 : Procédés d’acquisition de MNT par interférométrie radar

par stéréoscopie à partir de couples d'images aériennes (photogrammétrie) ou prises

par satellite. Cette méthode exploite la vision stéréoscopique d’un couple d’images

optiques ou d’image d’amplitude en radar. La stéréophotogrammétrie est une technique

de restitution du relief la plus couramment utilisée à partir des vecteurs satellitaires et

aériens.

Figure n° 8: Mode d’acquisition de MNT par stéréoscopie



par numérisation des courbes de niveau de cartes topographiques existantes, son

inconvénient c’est que non seulement c’est un long processus mais c’est aussi un

travail fastidieux.

Figure n°9 : Numérisation de courbe de niveau

par levé topographique directe, saisie directe des coordonnées (x, y, z) des points du

terrain, mesurées par triangulation (fait par des géomètres experts) ou lasergrammétrie

(technique permettant de capturer les coordonnées d'un point en x, y, z au moyen d'un

laser télémètre).

Figure n°10 : Théodolite

par système laser aéroporté (LIDAR ou Light Detection And Ranging). C’est une

technique de relevé topographique utilisant la technologie laser avec un capteur

généralement aéroporté.

Figure n° 11: Levé topographiques par le système lidar



Photo aérienne Image satellite /Radar Carte, planche existante

Détermination de

point de calage

Point de calage

Stéréo restitution Corrélation

automatique

Numérique

ou profilage Analogique

Planche

ou trait

Calcul MNT MNT

Carte

analogique

Point

d’appui

Numérisation des courbes

Données

alti

Figure n°12 : Processus de production de MNT



II.3-Apport et Précision

Les MNT fournissent les informations nécessaires à la visualisation, l’analyse et la

modélisation des phénomènes liés au relief. Ils permettent :

de reconstituer une vue en images de synthèse du terrain,

d’offrir une forte potentialité en termes d’analyse spatiale,

de déterminer une trajectoire de survol du terrain,

de calculer des surfaces ou des volumes,

de tracer des profils topographiques,

d'une manière générale, de manipuler de façon quantitative le terrain étudié

Utilisation d’un MNT :

De nombreux travaux font appel aux produits dérivés des modèles numériques de terrain

.Voici quelques exemples issus de MNT :

Figure n° 13: Les diverses applications d’un MNT [4]

Précision d’un MNT :

En général, la qualité d’un MNT dépend directement de l’intervalle du maillage et de la source

des données à partir desquelles il est généré. Dans le cas présent nous disposons d’une part les

courbes de niveaux à différents pas et des images radar de l’autre. Ce sera donc à partir de ces

derniers que nous déduisons la précision.

Produits cartographiques

•courbes de niveau,d'isopente,ligne d'écoulement

•Ecoulement ,bassin versant,visibilité

Produits techniques

•profil

•plan d'Aménagement

Produits de communication (paysages, études d’impact, jeux)

•Blocs diagrammes,simulation de vol VRML

•Reconsrtuction 3D(archéologie),vision stereo

Produits de communication (paysages, études d’impact, jeux)

•Hydrologie,météorologie

•Télédetection(calcul d'ortho image ,correction radiométrique)



Mode d’acquisition Précision

Stéréoscopie

(1)

Numérisation de courbe de niveau En fonction de l’échelle de la carte à numériser

Exemple : Madagascar carte topo de base :

1 :10000025m

1 :10000 5m

(déformation du papier, précision des tracés

sur la carte et de la qualité de la digitalisation)

Levé direct sur terrain En fonction des appareils utilisés

Exemple : Station Totale

Leica TC- 1000

εangulaire< 3’’

εplanimetrique< 4’’

Lidar Planimétrique(x,y) :15cm

Altimétrique(z) :15cm en terrain dégagé

25cm en terrain boisé

Tableau n° 3: Evaluation globale du Modèle Numérique du Terrain [14]

Avec p : facteur représentant la somme proportionnelle algébrique de

toutes les erreurs potentielles

R : la résolution

B/H : la hauteur de vol

f : la focal



Concernant la précision de l’orthophotographie, elle dépend de plusieurs facteurs à savoir :

L’échelle de la photographie brute du terrain

L’échelle de l’orthophotographie

La précision du scannage

La résolution de l’échantillonnage du MNT

Les points du calage

Précision planimétrique (Ep)

Le calcul de la précision à partir de l’échelle de cliché Ec est donné par la formule :

│Ep│ =0.015/Ec(2) [3]

Précision altimétrique(Ez)

La précision altimétrique se calcule à partir de la formule suivante :

Ez=0.015*(b/h) Ec(3)[3]



Chap. III Hydrographie et hydrologie

III.1-Notion sur l’hydrographie et l’hydrologie

L’hydrographie

L'hydrographie d'une contrée est la conséquence de sa forme orographique, de la nature des

couches qui la composent, aussi bien que de la direction et de l'inclinaison de ces couches. Elle

est en rapport, non seulement avec sa végétation naturelle, son agriculture, son industrie et la

distribution de la population à la surface du sol, mais elle se rattache encore à la plupart des

travaux d'utilité publique et particulière qu'on y exécute. C’est la partie de la géographie

physique relative aux eaux marines et eaux douce, elle étudie les cours d’eau c’est l’hydrologie

fluviale et étudie les eaux courantes et eau stable d’une région quelconque.

Le réseau hydrographique :

C’est l'ensemble des cours d'eau naturels ou artificiels, permanents ou temporaires, qui

participent à l'écoulement. Le réseau hydrographique est sans doute une des caractéristiques les

plus importantes du bassin. Le réseau hydrographique peut prendre une multitude de formes.

La différenciation du réseau hydrographique d'un bassin est due à quatre facteurs principaux :

le climat, la géologie, la pente du terrain et la présence de l’Homme.[6]

Figure n°14 : Quelques types de réseau hydrographique [6]



L’hydrologie :

Elle est aussi définie comme une science qui étudie les phénomènes consécutifs à la

précipitation et que l’on appelle « phénomène hydrologique ».Le cycle hydrologique définit les

phénomènes de mouvement et de renouvellement des eaux sur la terre.

Il se compose principalement des précipitations, de l'évaporation, de la transpiration (des

végétaux), de l'interception, du ruissellement, de l'infiltration, de la percolation, de

l'emmagasinement et des écoulements souterrains. Le cycle hydrologique n'a ni

commencement, ni fin.

Figure n° 15: Cycle hydrologique [6]

III.2-Bassin versant

D’une part, il représente en principe, l'unité géographique sur laquelle se base l'analyse du cycle

hydrologique et de ses effets. Plus précisément, le bassin versant qui peut être considéré comme

un " système " est une surface élémentaire hydrologiquement close, c'est-à-dire qu'aucun

écoulement n'y pénètre de l'extérieur et que tous les excédents de précipitations s'évaporent ou

s'écoulent par une seule section à l'exutoire.



D’autre part, le bassin versant en une section droite d'un cours d'eau, est défini comme la totalité

de la surface topographique drainée par ce cours d'eau et ses affluents à l'amont de cette section.

Il est entièrement caractérisé par son exutoire, à partir duquel nous pouvons tracer le point de

départ et d'arrivée de la ligne de partage des eaux qui le délimite.

Figure n° 16: Délimitation d’un bassin versant

Généralement, la ligne de partage des eaux correspond à la ligne de crête. On parle alors de

bassin versant topographique.

Un talweg :

Talweg est un mot allemand signifiant le chemin de la vallée

Quelques définitions topographiques du talweg :

Ligne joignant les plus bas points des sections transversales successives, le long d'un

canal de fleuve ou, plus généralement, le long de la vallée qu'il occupe.

La ligne idéale joignant les points les plus bas d’une vallée et qui correspond grosso

modo au profil d’équilibre du cours d’eau quand celui-ci existe

Ligne de fond qui joint les points les plus bas d'une vallée et suivant laquelle s'écoule

l'eau.

La ligne de l'écoulement le plus rapide le long du cours d'un fleuve.



Ligne de talweg : ligne de collecte des eaux

Ligne de crête : ligne de partage des eaux

Crues: C’est l’augmentation du débit d’un cours d’eau.

III.3-Ecoulement d’eau :

Figure n° 17: Processus d’infiltration dans le sol et multiplicité des écoulements[6]

Régime d’écoulement :

Un Régime est dit permanent lorsque le chenal véhicule un débit constant dans le temps.

Il peut être soit uniforme soit varié :

écoulement permanent uniforme : les caractéristiques géométriques du chenal sont

uniformes ;

écoulement permanent varié : la géométrie ou la rugosité ne sont pas constantes.

Mais en régime transitoire le débit varie en fonction du temps.

Les principaux facteurs influençant l’écoulement des eaux :

Le type de sol (structure, texture, porosité)

Les caractéristiques de la matrice du sol influencent les forces de capillarité et

d'adsorption dont résultent les forces de succion, qui elles-mêmes, régissent en partie

l’infiltration.



Compaction de la surface du sol : Qui est due à l'impact des gouttes de pluie (battance)

ou à d'autres effets (thermiques et anthropiques). L'utilisation de lourdes machines

agricoles dans les champs peut par exemple avoir pour conséquence la dégradation de

la structure de la couche de surface du sol et la formation d'une croûte dense et

imperméable à une certaine profondeur (sensible au labour).

La couverture du sol : La végétation influence positivement l'infiltration en ralentissant

l'écoulement de l'eau à la surface, lui donnant ainsi plus de temps pour pénétrer dans le

sol. D'autre part, le système radiculaire améliore la perméabilité du sol. Enfin, le

feuillage protège le sol de l'impact de la pluie et diminue par voie de conséquence le

phénomène de battance.

La topographie et la morphologie : La pente par exemple agit à l'opposé de la végétation.

En effet, une forte pente favorise les écoulements au dépend de l'infiltration.

Le débit d’alimentation : Intensité de la précipitation, débit d'irrigation.

La teneur en eau initiale du sol : L'humidité du sol est un facteur essentiel du régime

d'infiltration, car les forces de succion sont aussi fonction du taux d'humidité du sol. Le

régime d'infiltration au cours du temps évolue différemment selon que le sol est

initialement sec ou humide. L'humidité d'un sol est généralement appréhender en

étudiant les précipitations tombées au cours d'une certaine période précédant un

événement pluvieux.

III.4-Relation entre Hydrographie et MNT

Le MNT est le pilier de notre travail, il constitue la donnée de base pour notre recherche. Il

nous informera donc sur les réalités du terrain grâce auxquelles nous pourrions extraire les

réseaux hydrographiques puis délimiter les bassins versants. Le réseau hydrographique sera

déterminé selon la topographie du terrain étudié. De ce fait la précision du réseau

hydrographique ainsi obtenu dépendra de celle du modèle numérique de terrain considéré.



III.5-Gestion de l’eau

L’eau est un élément essentiel à la survie de tout être vivant. Nous l’utilisons pour différents

usages comme l’élevage et l’agriculture, les besoins domestiques mais aussi pour les industries.

Toutes catégories sociales et toutes activités économiques nécessitent la présence de l’eau. Il

est donc indispensable que cette ressource vitale soit gérée convenablement.

Il convient donc de mettre en place la Planification, le Développement, la Distribution et

Gestion des ressources en eau.

Collecte d’eau

C’est la récupération et la gestion des eaux de crues ou de ruissellement d’eau pluviales qui

permettra d’accroitre la disponibilité de l’eau pour un usage domestique et agricole ainsi que la

durabilité des écosystèmes.

Le principe est simple : collecter le ruissellement pluvial potentiellement dommageable et

l’utiliser pour la croissance des plantes ou l’approvisionnement en eau.

L’objectif est de recueillir l’eau de ruissellement ou souterraine et d’en stocker les surplus pour

résoudre le problème de pénurie d’eau.

Il existe plusieurs manières de collecter l’eau :

Zone de captage ou de collecte : c’est la zone où la pluie est collectée sous forme de

ruissellements. Le captage peut faire quelques mètres carrés ou plusieurs kilomètres

carrés. Il peut s’agir d’un toit, d’une route goudronnée, de surfaces compactées, de

zones rocheuses ou de pâturages ouverts, de terres cultivées ou non et de pentes

naturelles.

Système d’adduction d’eau : c’est par ce système que l’eau de ruissellement est

acheminée à travers des gouttières, des tuyaux (en cas de collecte grâce au toit) ou par

voie terrestre, rigole, ravine ou canal d’écoulement puis soit est détournée vers les

champs cultivés (où l’eau est stockée dans le sol) ou soit est stockée dans des

installations spécialement conçues.



Figure n° 18: Exemple de collecte d’eau[16]

Figure n°20 : Zones de pénurie d’eau physique et économique à l’échelle du bassin en 2007

(IWMI, 2008).



PARTIE -II:

METHODOLOGIE



Chap. I DESCRIPTION DE LA ZONE D’ETUDE :

I.1.Contexte physique:

La zone de travail est constituée essentiellement par la commune rurale « Ambohimanga » ou

« colline bleue »qui fait partie de la section Antananarivo Avaradrano. Elle est située à environ

21 Km de la capitale d’ « Antananarivo » ; traversée par la Route Nationale 3(RN3) bifurquant

sur la Route Interprovinciale 51 (RIP 51).

Accès : - RN3 vers Anjozorobe bifurquant sur la RIP 51

- Piste Ivato- AmbatolampyTsimahafotsy

- Piste Soavimasoandro-AmbatolampyTsimahafotsy

La zone considérée est délimitée par les quatre communes suivantes :

Au Nord par la commune d’Ambohimpihaonana et Imerimandroso

Au Sud la commune de SabotsyNamehana

A l’Est la commune de TalataVolonondry et de Manandriana

A l’Ouest par la commune d AmbatolampyTsimahafotsy

Pour plus de précision voici les coordonnées cartésiennes qui la délimitent :

Laborde

WGS 84 Latitude : 18°41’54" et 18°48’ 3" Sud

Longitude : 47°31’ 8" et 47°37’5" Est

Elle s’étend sur une superficie de 12 689,5 ha.

Xmax= 525353,53 m

Ymax= 822018,05 m

Xmin= 514112,53 m

Ymin= 810732,49 m





I.2.Hydrographie :

La présente zone d’étude est traversée par un fleuve celui de « MAMBAKELY » dans la partie

Nord et la rivière « Andranotsitakadahy » dans le Sud.

Mambakely ainsi que la rivière d’Andranotsitakadahy jouent un rôle très important dans

l’irrigation des rizières et d’autres cultures vivrières. C’est la source souterraine qui satisfait

l’approvisionnement en eau des villageois. Les deux sont de régime permanent mais c’est leur

profondeur et leur débit qui changent selon les saisons.

I.3.Climat :

La commune rurale d’Ambohimanga possède un climat tropical, chaud et tempéré. La

précipitation y est abondante durant l’été tandis qu’elle se fait rare en hiver. D’après la carte

climatique de « Köppen-Geiger » le climat est classé comme étant de type « Cwb », qui

signifie que c’est un climat tempéré .La saison froide et sèche dure environ cinq mois entre Mai

et Septembre, tandis que la période pluvieuse et chaude se situe entre le mois d’Octobre en

Avril

La température moyenne annuelle est de 18.2 °C. Les précipitations annuelles moyennes sont

de 1336 mm.

Le mois le plus sec est celui

de Juillet avec seulement 10

mm. En Janvier, les

précipitations sont les plus

importantes avec une

moyenne de 312 mm.

Figure n°21 : Diagramme climatique [11]

Précipitation en mm

Température en °C et °F



Entre le mois le plus sec et le plus humide, l'amplitude des précipitations est de 302 mm et

une variation de 6.4 °C de la température est enregistrée sur l'année.

I.4.Relief :

L’altitude est assez élevé, elle varie de 1243m au niveau de l’exécutoire jusqu’ à 1600m où se

situe le « Rova d’Ambohimanga » ce qui donne une dénivellation de 357m.La zone d’étude est

caractérisée par un relief plus ou moins accidenté et une vaste plaine.

I.5.Contexte géologique

La présente zone de travail possède un sol riche en migmatite schisteuse à biotite, amphibole

qui est parfois associé à des gneiss, mais aussi une partie contient de migmatite granitoïde du

graphite et des alluvions récentes.

20.8 °C font du mois de Février le

plus chaud de l'année et Juillet

celui le plus froid de l'année. La

température moyenne est de 14.4

°C à cette période.

Figure n°22 : Courbe de température [11]





I.6.Situation démographique :

Figure n°22 : Evolution de l’effectif de la population (source : INSTAT)

La courbe nous montre un léger accroissement de la population de 1993 en 2008puis un

accroissement rapide jusqu’en 2011, ce qui nous donne approximativement 98.990 personnes

tous les 5 ans. L’accroissement de la population est exprimé en fonction du temps (cf. figure

n°22)

I.7.Activités économiques :

D’après les informations recueillies sur terrain nous savons que 65% de la population sont

actives. La majorité des habitants sont des agriculteurs, la culture est donc leur principale

activité. Leur mode de production est traditionnel ce qui affaiblit leur rendement annuel.

Pourtant environ 80% des personnes actives sont dans le secteur primaire et le reste dans le

secteur secondaire et tertiaire. En outre on constate aussi que certains agriculteurs pratiquent

l’élevage bovin qui sert de complément de leur source de revenus.

La commune rurale d’Ambohimanga accueille aussi quelques entreprises de fabrication qui

sont :

Béton Plus - CERAMA - EBENISTERIE – SCIERIE - RIZERIE

y = 8941.x - 2E+07R² = 0.849

-

50 000

100 000

150 000

200 000

250 000

300 000

350 000

400 000

1990 1995 2000 2005 2010 2015

Effe

ctif

de

la p

op

ula

tio

n

Année

Antananarivo Avaradrano



Figure n°23 : Les entreprises se situant dans la zone d’étude

Concernant la répartition de l’occupation du sol de la zone d’étude après numérisation nous

avons obtenus le résultat suivant :

Figure n°24 : Répartition de l’occupation du sol

41%

4%28%

16%

11%

Répartition de l'occupation du sol

A

B

C

D

E

A : Terrain nu

B : Surface habitée

C : Culture sèche

D : Culture humide

E : Surface boisée



Chap. II MATERIELS ET METHODES :

L’eau est une source rare et vitale pour tout être vivant. Mais nous ne sommes pas conscients

de ce que nous possédons ainsi nous ne songeons pas à les préserver ni à les conserver pour les

jours à venir. Les ressources en eau s’épuisent avec le temps, sans oublier que celles-ci sont

inégalement réparties dans l’espace. C’est dans cet intérêt que nous travaillons sur les modèles

numériques de terrain afin d’en extraire le réseau hydrographique. Ce travail combine trois

outils complémentaires : les outils du système d’information géographique (SIG),la

télédétection spatiale, et les modèles numériques de terrain (MNT).Il s’agit d’une opération

d’analyse et de modélisation du réseau hydrologique dont l’ objectif c’est de tester les

méthodes et les données utilisées pour l’extraction automatique du réseau hydrographique, de

déduire leur précision et leur qualité, et de mettre au point une démarche homogène pouvant

être appliquée à l’ensemble d’un grand bassin fluvial.

D’une manière générale voici comment se déroulera le processus d’extraction :

Figure n°25 : Schéma de la méthodologie

Données:

-Courbe de niveau

-MNT SRTM

-Image radar

Création MNT

Calcul de la Direction d'écoulement

et du lieu d'accumulation

Extracion du Réseau hydrographique Délimatation

du

Bassin versant



II.1-ACQUISITION DE DONNEES :

La documentation et l’enquête sont les bases de recherche d’informations pour l’élaboration de

ces travaux. Les données sont en effet très importantes car elles constituent les fondements de

notre travail. De ce fait, il est primordial de bien les vérifier puisque la fiabilité et la précision

du résultat dépendent surtout de la qualité des données. Comme nous voulons déterminer la

précision des données et aussi tester les potentialités des logiciels l’existence de données de

référence est obligatoire.

Les types de données possible :

Nombreux sont les données qui pourraient être exploitées pour la création de MNT voici

quelques listes :

Tableau n°4: Source et technique de calcul du positionnement d’un jeu de point de référence [4]

a) Classes de données

Nous disposons de deux classes de données l’une pour l’analyse et l’autre pour vérification et

validation des résultats.



Tableau n° 5: Types et utilisation des données

b) Sources de données :

Plusieurs entités ont contribué dans l’accomplissement de ce travail voici donc une liste

indiquant les données et leurs fournisseurs :

DONNEES SOURCES

MNT SRTM IOGA

Courbe de niveau

FTM

Carte pédologique

Données pluviométrique

USGS_few

Image radar CEASOI

Tableau n° 6: Les fournisseurs des données



II.2-LOGICIELS UTILISES :

Il existe plusieurs logiciels spécialisés pour le traitement de données numériques .Les images

sont les principales données utilisées dans ce travail. Lors des traitements de ces dernières nous

nous sommes familiarisés avec deux logiciels complémentaires qui sont ARCGIS 10 ENVI

4.8.

a. ARCGIS 10

Il est composé de six modules principaux qui ont chacune leur fonction:

Arcmap qui permet de visualiser et de saisir les données mais surtout pour la création

et l'impression des cartes (équivalent de Map Info).

Arccatalog : pour la gestion, l'importation et la création des données

Arctoolbox : pour la fonction d’analyse

Arcscene : pour la représentation en 3D des cartes (équivalent en mieux de la vue 3D

de Map Info).

ArcGlobe : pour la représentation sur un globe (à la Google Earth).

Arcreader pour la visualisation de cartes au format ARCGIS (programme gratuit).

Il existe encore de nombreux modules complémentaires mais qui sont payants.

C’est un logiciel d’Information Géographique qui

permet de créer d’analyser, de stocker et de mettre

à jour des informations géographiques.



b. ENVI 4.8

II.3- PRETRAITEMENT DE DONNEES :

Projection quelconque Laborde Madagascar

Bruit radiométrique

Distorsion géométriques

Figure n° 26: les phases de Prétraitement des données

C’est un logiciel spécialisé pour le traitement d’image et de la

télédétection .Il permet aux utilisateurs de visualiser rapidement et

de traiter un grand nombre de volume de données. Il a une interface

facile à manipuler et possède un outil complet d’analyse.

Déficience des capteurs Problème de transmission de données Problème de codage/décodage

CORRECTION RADIOMETRIQUE

Effet de rotondité de la terre Mouvement des satellites (vecteur) Déformation dans les périphéries de l’image

CORRECTION GEOMETRIQUE

GEOREFERENCEMENT



a) Géoréférencement :

C’est une étape essentielle dans le Système d’Information Géographique, il consiste à rattaches

des données à des coordonnées géographiques et à localiser des objets sur la surface terrestre.

Le but est d’affecter une référence spatiale, dans une projection géographique donnée, à une

image qui n’en n’a pas. Ainsi les données spatialisées seront superposables.

Principe du géoréférencement

Il comprend en général trois étapes :

i. Définition de l’espace de travail :

On procède tout d'abord à un découpage géographique de l'espace, qui délimite la zone d'étude.

Il s’agit de géoréferencer l’espace de travail, le délimiter précisément par des coordonnées

géographiques(ou cartographiques).

ii. Le système de projection :

La Terre est un géoïde (en prenant le niveau moyen des mers), c'est à dire une sphère irrégulière,

pour la représenter, il faut donc trouver un modèle mathématique qui corresponde le mieux à la

surface topographique de la Terre. La surface utilisée est donc un ellipsoïde (dit de révolution),

un volume géométrique régulier proche du géoïde. Afin de représenter cet ellipsoïde sur un

plan, on utilise différents systèmes de projections. Pour notre cas c’est-à-dire pour Madagascar

nous utilisons « l’ellipsoïde International 1924 (Hayford 1909) »et nous avons comme

projection« la projection Laborde Madagascar ».

L’ellipsoïde International 1924 est définit par les paramètres suivants :

Demi-grand-axe a = 6 378 388 ,0m

Demi-petit-axe b = 6 356 911,95m

Excentricité e = 0,006722

Aplatissement f = 1/297

La projection Laborde Madagascar possède les caractéristiques suivantes :

Centre de projection M0 : λ= 49 Grad par rapport à Paris

φ= 21 Grad Sud

X0 = 400 km

Y0 = 800 km



iii. La projection des données :

Géoréférencement des images : nécessite souvent une correction géométrique par choix de

points d’appui (points d’ancrage). Elle consiste à redresser les images à partir d’une

comparaison avec des points remarquables.

Géoréférencement des vecteurs : les règles définies pour le géoréférencement d’un fichier en

mode raster, concernant le nombre de points d’appui et l’homogénéité de leur répartition, valent

également pour le géoréférencement d’un fichier en mode vecteur.

b) Corrections radiométriques et géométrique

Les images de télédétection nécessitent des corrections, réalisées soit directement par les

distributeurs (surcoût de l'image), soit par les utilisateurs. Ces corrections sont deux types :

radiométriques et géométriques.

i. Corrections radiométriques:

Un certain nombre de "bruits radiométriques" peuvent être présents sur l'image en raison soit

de déficiences des capteurs, soit de problèmes de transmission des données, soit enfin

d'interprétation (codage/décodage). En générales corrections radiométriques, sont réalisées

directement à la réception de l'image.

ii. Corrections géométriques:

Toutes les images satellitaires de télédétection présentent dans leurs états bruts des distorsions

géométriques. Ce problème est en général inséparable à la télédétection car elle illustre des

données prises à la surface de la terre (donc en 3 dimensions) sur une image bidimensionnelle.

Ces corrections peuvent être réalisées par le distributeur, mais aussi par l'utilisateur directement

sous logiciel de traitement d'image par prise de points de calages "points d'amer").



II-4- EXPLOITATION DE DONNEES :

1) Production de MNT :

Méthodes d’élaboration d’un MNT

Pour lancer le calcul de MNT, quels que soient la méthode de construction de MNT et le

logiciel, on a besoin de points cotés et de lignes caractéristiques du terrain. Toutes les données

utilisées pour l’élaboration du MNT doivent être connues en coordonnées X, Y, Z dans un

référentiel donné.

REECHANTILLONNAGE

Echantillonnage régulier

Echantillonnage semi-régulier

Echantillonnage irrégulier

INTERPOLATION

Figure n°27 : Méthode d’élaboration d’un MNT



Rééchantillonnage

Les données brutes, que l’utilisateur acquiert, sont disposées de manière tout à fait irrégulière

et ne permettent pas d’avoir une connaissance complète de l’altitude du terrain. Pour disposer

d’un MNT, il faut être capable d’estimer l’altitude en tout point de la zone d’étude à l’aide

d’une méthode d’interpolation mais pour cela un rééchantillonnage est nécessaire.

Il existe trois structures principales d’échantillonnages des altitudes :

i) L’échantillonnage régulier

Cet échantillonnage consiste à superposer une grille régulière à la zone de travail et à déterminer

l’altitude de chaque nœud de la grille à l’aide d’une méthode d’interpolation. Toutes les mailles

de la grille ont la même taille et la même forme indépendamment du paysage représenté.

La maille régulière la plus fréquemment utilisée est la maille carrée et l’on obtient dans ce cas

une grille matrice (raster). La valeur d’altitude d’une maille donnée (pixel) sera égale à la valeur

du nœud qu’elle contient.

Figure n° 28 : Format maillé ou raster

ii) l’échantillonnage semi-régulier

Cet échantillonnage permet de s’adapter aux variations locales du relief. La résultante d’un tel

échantillonnage est une grille dont les mailles seront lâches si le relief est régulier (exemple :

terrains plats, pentes uniformes) et fines si le relief varie (exemple : changements de pentes).

Des algorithmes permettent de calculer la courbure en tout point du modèle. Si celle-ci s’avère

supérieure à un seuil fixé alors la maille est divisée en deux afin de donner une meilleure

restitution du relief.



iii) L’échantillonnage irrégulier

Il utilise une grille dont les mailles ont une forme donnée (en général triangulaire) mais une

taille variable. L’exemple le plus connu d’échantillonnage irrégulier est le format TIN dans

lequel les coordonnées tridimensionnelles de trois points forment des triangles irréguliers. Tous

les triangles irréguliers sont reliés entre eux pour représenter la surface entière.

La triangulation de Delaunay est très souvent utilisée dans les logiciels qui offrent une méthode

de triangulation.

2. L’interpolation

L’interpolation est nécessaire quelle que soit la structure d’échantillonnage choisie. Elle est

utilisée lors de la construction du MNT pour déterminer, par le calcul, l’altitude de points qui

n’ont pas été mesurés sur le terrain. Les points mesurés sur le terrain sont des échantillons à

partir desquels vont être estimés les nœuds des grilles raster, les points contenus dans les

facettes triangulaires des modèles TIN ou encore les points situés entre deux profils.

L’interpolation permet de passer d’un semis de données brutes, disposées de façons aléatoires,

à un échantillonnage régulier (MNT raster). En revanche, dans le cas d’un échantillonnage

irrégulier, l’interpolation est simplement un moyen de calculer des points intermédiaires ne

faisant pas partie des échantillons de départs.

L’interpolation permet également de changer le format de MNT. C’est ainsi que l’on pourra

passer d’un modèle TIN à un MNT raster.

On peut différencier les méthodes d’interpolation exactes qui permettent de conserver les

valeurs des données initiales dans l’information finale et les méthodes approximatives qui

induisent une erreur résiduelle en chaque point de l’échantillon initial.

En fonction de la méthode d’interpolation, on obtiendra pour un point interpolé donné, des

altitudes différentes. Pour ne pas se servir d’un MNT qui serait trop éloigné de la réalité il faut

bien connaître les méthodes employées.

Voici quelques méthodes d’interpolation que nous avons testées :

IDW (Inverse Distance Weighted)

Natural Neighbor

Topo to raster



Méthodes

d’interpolation

Données initiales Données finales

IDW Points cotés

MNT Raster

Natural Neighbor

Points cotés

Topo to raster

Courbes de niveau,

points cotés

Tableau n° 7: Méthodes d’interpolation

Figure n°29 : Vue en 3D du MNT



2) Contrôle de MNT :

Un MNT peut être caractérisé par ses valeurs altimétriques ou bien par tout autre paramètre

dérivant de l’altitude correspondant à une caractéristique de la surface topographique. Pour faire

le contrôle du MNT nous avons les résultats des tests selon le type d’interpolation choisi ensuite

l’estimation de l’erreur altimétrique pour les séries de résolution enfin la vérification à partir de

la carte des pentes et la carte d’estompage.

Pente

Les pentes sont calculées à partir des MNT. Ce sont les dérivés premiers des modèles

numériques de terrain. Ils permettent de voir en générale la qualité et la capacité des MNT.

Précision

Afin d'estimer la précision du MNT calculé nous nous servons d'un échantillon de points de

référence d'altitude connue. Il s'agit des points cotés issus de la carte topographiques

1/100000.Ainsi ces points n'ont pas été inclus dans les données d'origine du MNT.

Le principe de l'estimation de la précision du MNT est de comparer les altitudes mesurées de

la carte topographique avec les altitudes calculées du MNT. La mesure des différences permet

d'estimer la précision de la modélisation.

Delta Z = ZRéference -ZCalculée(4)

Concernant le test de la méthode d’interpolation nous avons pris comme modèle la courbe de

niveau au pas de 25m.



















1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Variation en Z 12 -3 8 2 4 14 -4 12 5 8 10 5 10 5 8 3 8

-6-4-202468

10121416

De

lta

Z (e

n m

)

Erreur altimétrique du MNT 25mNatural Neighbor

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Variation en Z -5 -3 7 2 2 8 -4 1 0 4 8 3 5 -2 -1 -6

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

De

lta

Z (

en

m)

Erreur altimétrique du MNT 25mTopo to raster

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Variation en Z 12 -3 13 2 6 14 -4 12 5 15 10 15 10 -9 14 7 8

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

De

lta

Z (

en

m)

Erreur altimétrique du MNT 25mIDW

Figure n° 29 : Evaluation de la précision de différentes méthodes d’interpolation



Les différentes cartes nous ont montré que la méthode qui fournit une meilleure précision est

celle de « topo to raster ». Ainsi pour la suite de l’évaluation nous avons pris cette méthode.

Comme nous avons mentionné ultérieurement, la résolution prend une place importante dans

l’évaluation de la qualité du MNT.

Voici les résultats pour chaque résolution :

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Variation en Z 2 -2 4 2 -2 3 1 2 -4 3 -2 3 4 0 -3 4

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

De

lta

Z (e

n m

)

Erreur altimétrique du MNT 5m

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Variation en Z 3 2 -5 2 4 -4 5 3 2 -3 3 3 -4 -1 2 3

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

De

lta

Z (e

n m

)




Figure n° 31: Evaluation de l’erreur altimétrique en fonction de la résolution

D’où l’écart moyen en altitude est défini par :

D’où l’écart moyen E :

E =∑|𝐝𝐞𝐥𝐭𝐚 𝐙|

𝐧 (5)[4] avec n : nombre de point de contrôle

Pour le MNT au pas de : 90m E = 13.842m

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Variation en Z -5 -3 7 2 2 8 -4 1 0 4 8 3 5 -2 -1 -6

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10D

elt

a Z

(e

n m

)Erreur altimétrique du MNT 25m

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

variation en Z 13 -4 10 -20 6 28 -32 27 25 8 12 10 15 -10 11 7 -6 -8 12

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

De

lta

Z (

en

m)




25m E = 5.686m

5m E = 3.875m

8m E = 3..984

c) Extraction du Réseau hydrographique :

L’extraction du réseau hydrographique à partir du MNT suppose que l’information

topographique seule permet de déterminer les rivières. Même s’il existe de nombreuses

méthodes pour l’extraction du réseau hydrographique comme la numérisation de carte

topographique ou encore l’image spatiale, l’extraction à partir de modèle numérique de terrain

offre quelques avantages.

Tous les calculs effectués par le logiciel ArcGIS sont basés sur l’utilisation des modèles

numériques de terrain, par conséquent la précision des résultats en dépend.

Courbe de niveau

MNT

Traitement des dépressions

Direction d’écoulement

Flux d’accumulation

Figure n° 32: Processus d’extraction du réseau hydrographique



Figure n°33 : passage d’une courbe de niveau en MNT (raster)

INTERPOLATION

Courbe de niveau

Equidistance égale à 5m

Point cote

MNT 25m

Altitude



Nous disposons à partir de maintenant des modèles numériques de terrain. La deuxième étape

sera la rectification des dépressions en y appliquant le théorème de « bouche trou » qui consiste

à remplir les cuvettes d’un surface raster pour éviter les problèmes de discontinuité des chemins

d’écoulement des eaux.

Figure n°34 : Remplissage des trous d’un MNT[ ]

Calcul de la direction d’écoulement ; il génère en sortie une grille de même pas que le MNT et

donnant pour chacun de ces éléments la direction que prendrait une goutte si elle était posait

dessus. Il utilise l’algorithme de D8 qui en fonction des 8 altitudes de grille juxtaposées

calculera la direction dans laquelle la goutte partira. Cette direction ne sera pas exprimée en

degré mais en valeur de couleur c’est-à-dire entre 1 et 255.

Calcul de la surface d’accumulation : c’est le lieu d’accumulation des eaux, il génère une grille

de même pas que le précédent donnant pour chaque élément de la grille le nombre de cellule.

Enfin, nous passons par le choix du seuil d’accumulation pour obtenir le réseau hydrographique

de format raster. Le résultat ainsi obtenu est classifié selon « Horton Strahler » où la source

est affectée d’une codification qui est « 1 » et au fur et à mesure que l’on monte des affluents

vers la source l’indice augmentera.



Figure n°35: illustration de la direction d’écoulement vers le flux d’accumulation

Chaque couleur

correspond à une

direction bien déterminé

Les couleurs du réseau

hydrographique sont

différents pour chaque

catégorie.

Comme cet exemple la

couleur du réseau varie

du blanc qui est la

source vers le rouge, la

rivière principale.

Code de chaque direction



Après les étapes précédentes nous obtenons le réseau hydrographique de chaque MNT mais de

format raster, ainsi il convient donc de les vectoriser avant de pouvoir les exploiter. Les réseaux

ainsi convertis seront superposés sur des fonds de cartes appropriés ;carte topographique au

100000ème pour les réseaux extraient du MNT au pas de 90 et25m et un ortho photo multi

spectral de 0.5m de résolution pour ceux générés du MNT 8met 5m.

*

Figure n°36: Réseau hydrographique extrait à partir du MNT 90m et 25m

Réseau généré

Réseau numérisé à

partir de la carte

topographique au

100000 ème

90 m

25 m



Figure n°37 : Réseau hydrographique extrait à partir du 5m et 8m

5 m

Réseau calculé

Réseau numérisé à

partir de l’orthophoto

0.5m de résolution

(2007)

8 m



Ces figures montrent que la majeure partie du réseau hydrographique calculée épouse

parfaitement le réseau numérisé. Par contre on remarque un important décalage dans la partie

restante. On voit aussi que les affluents s’accroissent au fur et à mesure que la résolution

augmente. A la plus haute résolution nous obtenons les talwegs qui ne présentent d’écoulement

qu’en saison de pluie.











d) Délimitation des bassins versants

Le bassin versant est le collecteur d’eau des précipitations. Il s’avère très complexe de délimiter

les bassins versants réels pour des raisons techniques, de disposition de données et de

connaissance de processus. L’outil d’analyse hydrologique permet de délimiter

automatiquement les périmètres des bassins versants et de quantifier ses caractéristiques. Les

données principales en entrée sont des MNT.











Chap. III ANALYSE DES RESULTATS :

1) La première étape est le choix de la méthode d’interpolation, ainsi que la résolution des

données initiales.

Nous avons vu dans la partie II Chap. II-4 que c’est la méthode topo to raster qui est la mieux

adapter et le plus précis des trois méthodes d’interpolation.



Résume de la première analyse :

Tableau n° 8: Erreur altimétrique de chaque série de MNT

Point de

contrôle N°

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

D

E

L

T

A

Z

MNT 90m

13 -4 10 -

20

6 28 -32 27 25 8 12 10 15 -

10

11 7

MNT 25m -5 -3 7 2 2 8 -4 1 0 4 8 3 5 -2 -1 -6

MNT 5m 2 -2 4 2 -2 3 1 2 -4 3 -2 3 4 0 -3 4

MNT 8m 3 2 -5 2 4 -4 5 3 2 -3 3 3 -4 -1 2 3



Figure n°38 : Variation altimétrique de chaque série de résolution

Le MNT calculé à partir de l’image radar donne des bons résultats en altimétrie de même pour

le MNT SRTM et ceux calculés à partir des courbes niveaux. On constate que la précision

altimétrique du MNT calculé est meilleure au fur et à mesure que l’équidistance diminue. La

qualité des MNT issu de l’imagerie radar et celui de SRTM dépendent de leur résolution.

2) La deuxième étape se porte sur l’extraction du réseau hydrographique à partir des

MNT calculés, de ce fait sa qualité en dépend.



S…

0

30

60

90

111

2131

4151

6171

vari

atio

n e

n m

point de contrôle

Variation planimétrique du réseau 90m

E…

0

10

20

30

111

2131

4151

6171

vari

atio

n e

n m

point de contrôle

Variation planimétrique du réseau 25 m



Figure n°39 : Evaluation de la précision planimétrique de chaque réseau hydrographique

S…

0

5

10

1 11 21 31 4151

6171

81

Var

iati

on

en

m

point de contôle

Variation planimétrique du réseau 8m

Série1

0

5

10

Var

iati

on

en

m

point de contrôle

Réseau hydrograhique extrait à partir duMNT 5m



Nous remarquons que le réseau est fiable à 75 % mais présente un important décalage pour le

reste. En effet, cet écart est justifié par les raisons suivante :

Pour les deux cas c'est-à-dire ceux vérifiés par la carte topographiques au 100000ème et ceux

vérifiés à partir de l’orthophoto de 0.5m de résolution ce sont les zones plates qui ont faussées

les résultats. Nous pouvons voir ci-après que c’est surtout au niveau des rizières que nous

avons un décalage.

Illustration de l’erreur planimétrique du réseau











3) La dernière étape qui est la délimitation de bassin versant a donné des résultats presque

identiques pour chaque série de résolution.

Les résultats obtenus montrent que les sources de données existantes sont d’une qualité et

d’une précision suffisante pour la modélisation, et que les méthodes qui ont été mise en

œuvre sont suffisamment robustes.



PARTIE -III:

APPLICATION

HYDRO-AGRICOLE




RASOAMANALINARIVO Holinirina Charlotte IGF Promotion 2013 92

Chap.I APPLICATION : ETUDE DU BASSIN VERSANT



Choix de données :

Après analyse des données, c’est le MNT 5 m qui fournissent une meilleur précision

qui est plus proche de la réalité. C’est pour cette raison que nous avons choisis les

données qui en sont extraient

2007

N



Figure n°40: Evolution de l’occupation du sol de 2007 à 2014

2014

N



Occupation du sol Superficie (ha) 2007 Superficie (ha) 2014

Bois 429.1446 176.7066

Culture humide 378.670 252.438

Culture sèche 782.8678 732.0702

Terrain nu 833.0454 732.0702

Habitat 100.9752 631.0950

Total 2524.3799

Tableau n°9 : évolution de l’occupation du sol de 2007 à 2014

Figure n° 41: Pourcentage de l’évolution de l’occupation du sol

D’après ces pourcentages nous remarquons que la population a augmenté quatre fois plus en

sept ans alors que la somme des surfaces cultivées a diminuée. Ceci est dû par la fabrication



locale de brique causant par conséquent l’épuisement des ressources naturelles du sol. Donc

entrainera un faible rendement agricole.

La surface boisée aussi est réduite de moitié, causée par son exploitation abusive par la

population comme le bois de chauffe, la construction et matérielle etc. Les sols deviennent de

moins en moins fertiles.

En outre, l’enquête sur terrain montre que l’eau est rare en saison sèche alors que pour une

année la quantité d’eau fournie par la pluie est largement suffisante pour satisfaire les besoins

en eau de chaque type de culture.

De ce fait des infrastructures de stockage seraient idéales pour la gestion de l’eau. Aussi la

maîtrise du système d'irrigation joue un rôle important dans la production agricole surtout pour

la riziculture, alors que la zone considérée ne maîtrise pas comme il faut l'irrigation de ses

rizières malgré la riziculture pratiquée dans le pays, qui nécessite beaucoup d'eau.

Les éléments caractéristiques du bassin versant :

Tableau n°10 : Eléments caractéristiques du bassin considéré

KG : indice de compacité de Gravelius

(5)

Périmètre(km) 16.925

Superficie (km²) 6.3499

KG 1.88

Altitude minimale(m) 1243

Altitude maximale

(m)

1500

Altitude moyenne(m) 1371.5m

Pente moyenne

(m/km)

23.364



Pente moyenne :

Pmoy =∆Hmax /L

Avec :Pmoy= Pente moyenne.

∆Hmax= Dénivellation maximale (en mètre) entre la source (1500 m) et l’exutoire, (1243

m. )

L = Longueur totale curviligne de l’Arroux entre lasource et l’exutoire, soit environ 11 km.

Ce qui donne : Pmoy= (1500 - 1243) / 11 = 23,364 m/km

La pente moyenne du bassin considéré est de 2,236 mètre par kilomètre, soit 2,34 %.

Etude hydraulique :

Calcul du débit au niveau de l’exutoire

Pour le calcul du débit nous avons utilisé des matériels qui étaient à notre disposition dont : un

mètre ruban pour la mesure de distance, un bâton pour l’estimation de la profondeur de la

rivière et un fil pour assurer l’alignement lors de la mesure de profondeur.

Nous avons fait l’étude sur une portion d’environ 50 m.

Figure n°42 : extrait de la rivière d’Andranotsitakadahy

N. B : Les mesures sont faites dans la partie supérieure du barrage et pendant la période sèche

(cf. figure n°43).



Tableau n° 11: Données relevés sur terrain

Le débit est estimé à 0.477m3/s.

Le débit au niveau de l’exutoire au point n°10 (au niveau du barrage) est très faible par

conséquent il ne reste que peu d’eau dans la partie inférieure du barrage. La quantité d’eau

disponible ne suffit pas à satisfaire les besoins des agriculteurs riverains.

Point Profondeur(m) Largeur(m) Distance(m) Vitesse(m/s) Surface mouillée Debit(m3/s)

1 1.8 7.5 5 0.05 13.5 0.675

2 1.75 6.1 10 0.05 10.675 0.53375

3 1.7 6.5 15 0.05 11.05 0.5525

4 1.5 5.5 20 0.05 8.25 0.4125

5 1.65 4.8 25 0.05 7.92 0.396

6 1.4 3.5 30 0.05 4.9 0.245

7 1.38 6.5 35 0.05 8.97 0.4485

8 1.5 5.8 40 0.05 8.7 0.435

9 1.1 6.8 45 0.05 7.48 0.374

10 0.89 9.1 50 0.05 8.099 0.40495

Figure n°44 : extrait de photo de la zone d’étude



Estimation de l’évapotranspiration : évapotranspiration potentiel (ETP)

évapotranspiration réelle(ETR)

L’évapotranspiration potentielle est la quantité d’eau susceptible d’être évaporée par

unesurface d’eau libre ou par un couvert végétal dont l’alimentation en eau n’est pas le

facteur limitant. [ ]

Les mesures directes de l'évapotranspiration (sur lysimètre) sont rares à Madagascar. C'est

pourquoi les naturalistes ont cherché dans l'arsenal des formules climatiques, celles qui,

comparativement aux résultats des mesures, donnaient les meilleures approximations.

RIQUIER (1963) a estimé (après avoir testé neuf formules) que les meilleurs résultats étaient

obtenus avec les formules de PENMA", BUSINGER, WALKER, TURC et PRESCOTT.

Cependant les calculs impliquent la disponibilité de certaines données qui sont malgré pas à

notre disposition (insolation, albédo, radiation vraie, etc.) mesurés dans un nombre

relativement rare de stations climatologiques. De ce fait nous avons choisis d’utiliser la formule

de THORNTHWAITE qui n’exige que des données de température (mesurées sur un grand

nombre de stations) bien qu'assez peu fiable pour exprimer les variations mensuelles, a pu être

utilisée pour l'évaluation des données annuelles et l'établissement des cartes climatiques.

La répartition des moyennes interannuelles de l'évapotranspiration potentielle (ETP) calculées

d'après THORNTHWAITE est la suivante :

Sur les Hauts Plateaux du centre de Madagascar (T annuelle <20°C) l’ETP est voisine de 1000

mm ;

L‘évapotranspiration réelle (ETR) est évidemment fonction des disponibilités annuelles en

précipitation et de leur répartition mensuelle.

Le rapport de l’ETR à l’ETP est voisin de 100%, i1 diminue progressivement en allant vers

l’ouest. Sur les Hauts-Plateaux Centraux, ce rapport n’est plus que de 70 à 80 %.

La valeur annuelle de 1’ETR d’ ANTANANARIVO est estimée à 726 mm



Calcul du déficit d’écoulement à partir de la formule de Coutagne:[1]

Pour l’application numérique on prendra

t = 18.2°C

P = 1.336m

Nous allons utiliser le modèle de « Coutagne » qui est donnée par l’expression :

D= P-α P²(6)

Avec α= 1/(0.8+0.145t)

t : température moyenne annuelle (en°C)

P : précipitation moyenne annuelle (en m)

α = 0.2908α/2= 0.1454

P >1/2(α)signifie que D est pratiquement indépendant de P

D= 0.8169m = 816.9mm

La hauteur moyenne annuelle Q de la lame d’eau écoulée à l’exutoire du bassin a pour

expression : [1]

Q = αP²(7)

Q =0.519 m = 519mm

Estimation de la quantité d’eau :

Pour le calcul on supposera que 1m² de surface cultivée fournie 1Kg de riz

2Kg de légumes

Nous savons que la quantité d’eau utile pour un kilogramme de légumes est de 1m3 tandis que

le riz demande trois fois plus. Et en une année on récolte une fois du riz et environ trois fois de

cultures vivrières.



Tableau n°12 : Quantité d’eau par type de culture

La précipitation moyenne annuelle est de P = 1336mm qui signifie 1336 litre d’eau /m²

Pour une superficie de 9.845.080 m² elle est équivaut à 13.153.026.880 litre d’eau

Ce qui est largement supérieure à la quantité d’eau utile pour l’agriculture par an.

Par conséquent nous avons un surplus d’eau.

Résultat de l’enquête sur terrain :

Nombre d’individu dans une famille environ 6

La plupart des villageois utilisent les puits comme source pour nourrir la famille

Leur activité principale est l’agriculture

Types de culture : riziculture, légumineuse culture vivrière

Seul le canal « d’Andranotsitakadahy » alimente et irrigue les parcelles environnantes

durant la saison sèche.

L’eau est insuffisant en saison sèche entre du mois d’Avril en Octobre alors qu’elle est

abondante en saison de pluie du mois de Novembre en Mars.

superficie totale

(m²)

Equivalent en

production en une

année (Kg)

Quantité d’eau utile

(m3)

riziculture 2.524.340 2.524.340 7.573.020

culture

légumineuse

7.320.700 43.924.200 43.924.200

Totale 9.845.080 464485540 514.97.220



Chap. II. ETUDE DE COUT :

Les Modèles Numériques de Terrain sont les principales données sources de ce travail. Voici

quelques listes illustrant son importance économiquement.

Pas (m) Délai de

construction (J)

Méthode

d’acquisition

Coût(Ar)

5

7

Restitution

photogrammétrique

507.172

25

5

Numérisation à partir

de la carte

topographique au

100000ème

331.647

Tableau n°13 : Coût de courbe de niveau pour une superficie de 12.000 ha [Source :FTM]

COUT MNT en Ariary

SPOT SCENE

Tableau n°14 : Coût de MNT SPOT SCENE

1 Scène 1/2 Scène 1/4 Scène 1/8 Scène

20m couleurs

5.700.000

10m N&B

10m couleurs

8.100.000

6.075.000

4.050.000

3.060.000 5m N&B

5m couleurs

16.200.000

12.150.000

8.100.000

6.120.000 2.5m N&B

2.5m couleurs 24.300.000 18.225.000 12.150.000 9.180.000



Surface minimum couverte (variable selon l'angle de prise de vue du satellite) :

1 scène entière: 60 km x 60 km

1/2 scène: 40 km x 40 km



SPOTview ortho: orthoimage dont la précision est meilleur que 10m

Tableau n°15 : Coût de MNT SPOT View ortho

SPOT 3D

Tableau n°16 : Coût de MNT SPOT 3D

1 Scène 30’x30’ 15’x15’ 7’30x7’30

20m couleurs

7.500.000

7.500.000

3.750.000

2.400.000 10m N&B

10m couleurs

9.900.000

9.900.000

4.950.000

3.000.000 5m N&B

5m couleurs

18.000.000

18.000.000

9.000.000

6.000.000 2.5m N&B

2.5m couleurs 26.100.000 26.100.000 13.050.000 9.000.000

Commande minimum 300 km²

SPOT DEM 6.900/Km²

SPOT DEM Précision 13.500/Km²

Reference 3D 21.000/Km²



DISCUSSION ET RECOMMANDATION

Au niveau de la méthodologie :

Les performances des logiciels SIG plus particulièrement ArcGIS ne cessent de s’améliorer de

génération en génération, ils offrent de nouvelles applications qui facilitent et accélèrent les

traitements ainsi que l’analyse et la compréhension des phénomènes. Parmi ces capacités nous

avons exploité l’outil d’analyse spatiale d’abord pour le calcul de MNT par l’intermédiaire de

l’interpolation puis l’extraction du réseau hydrographique enfin la délimitation des bassins

versants.

La difficulté fondamentale dans l’extraction du réseau hydrologique réside dans la

représentativité du relief réel parle MNT. En effet, d’une part les courbes de niveaux ne suffisent

pas pour donner le vrai chemin des écoulements et d’autre part, la visée latérale du radar des

terrains accidentés introduit des déformations géométriques réversibles et non réversibles au

niveau des images. La correction de ces dernières nécessite la connaissance des paramètres de

prise de vue ainsi que des points géodésiques. Bien que le traitement des zones plates et les

dépressions aient amélioré la qualité du MNT pour cette application, le réseau présente toujours

des discontinuités non réalistes des cours d’eau. Par ailleurs, la localisation des zones

d’émergences des rivières et le choix du seuil, lors de l’extraction du réseau conditionnent aussi

la qualité du réseau.

Au niveau des résultats :

Les résultats obtenus pour les deux catégories de données sont plutôt satisfaisantes. Mais pour

plus de précision l’insertion de ligne caractéristique ou de quelques points cotés au niveau des

zones plates améliorera la qualité des résultats.

La relation entre résolution et échelle joue un rôle important dans la qualité des résultats.

Généralement elle est donnée par la formule suivante :



Re = 2.10-4 *Ec (8)

Avec Re : la résolution de l’image

Ec : l’échelle de la carte

Tableau n°17 : Relation entre résolution d’image et échelle de données

D’après ce tableau nous pouvons constater que la qualité des données de références est

largement supérieure à celle de l’échelle correspondant à chaque résolution.

Pour le cas de Madagascar, la correspondance entre échelle et pas de MNT se présente comme

suit :

Sources de

données

Résolution(m) Echelle Données de

référence

MNT SRTM

90 𝟏

𝟒𝟓𝟎𝟎𝟎𝟎

Carte

topographique au

100000ème

(Re=20m)

Courbe de niveau 25 𝟏

𝟏𝟐𝟓𝟎𝟎𝟎

Image radar

8 𝟏

𝟒𝟎𝟎𝟎𝟎

Orthophoto de

0.5mx0.5m de

résolution Courbe de niveau 5 𝟏

𝟐𝟓𝟎𝟎𝟎



1/MNT Equidistance (m) Pas (m) Formes du terrain

1/60000

à

1/15000

25 25 Plat

12.5 Accidenté ou Zone urbaine

5 5 Plat


1/50000

à

1/15000

25 25 Plat


5 5 Plat


1/40000

à

1/10000

20 20 Plat

10 Accidenté ou Zone urbaine

5 5 Plat


1/25000

à

1/8000

12.5 12.5 Plat


5 5 Plat


1/20000

à

1/5000

10 10 Plat


2 2 Plat


1/15000

à

1/5000

5 5 Plat


2 2 Plat


1/10000

à

1/2500

5 5 Plat


1 1 Plat


1/8000

à

1/2000

5 5 Plat


1 1 Plat


Tableau n° 18: Pas de MNT en fonction de l’échelle



La précision des Modèles Numériques de Terrain conditionne la qualité et la fiabilité les

résultats obtenus. Pour notre part, à partir d’un pas de 25 mètre de courbe niveau suffit

largement de faire une étude de bassin versant. Ainsi pour l’étude de bassin versant il se trouve

intéressant d’utiliser les MNT grâce à ses divers dérivés qui fournissent les informations

indispensables.

De plus on gagne non seulement du temps mais aussi on dépense moins. Mais une vérification

et validation des résultats sur terrain, à partir d’un orthophoto ou de carte topographique est

obligatoire selon l’échelle du travail.

Enfin, comme les résultats obtenus précédemment montrent la quantité d’eau disponible pour

une année est largement supérieure aux besoins annuel des cultures ainsi une méthode de

stockage d’eau est indispensable suivi d’un système d’irrigation approprié. Pour préserver l’eau

voici quelques moyens de procédé :

Figure n°45 : Bassin de stockage en béton



Figure n°46 : Citerne ECOBAC

Grâce à un terrassement en pointe de diamant, les hauteurs de la citerne souple semi-enterrée

sont plus importantes qu’avec une citerne souple hors sol traditionnelle. Les efforts se

répartissent ainsi sur les talus ce qui permet d’augmenter les volumes stockés de 300 m3

jusqu’à 7000 m3. Plusieurs dimensions sont disponibles (longueur, largeur, profondeur) en

fonction de la nature du sol et de l’emplacement.



Figure n°47 : Système d’irrigation





Estimation des couts du réseau de collecte des Eaux Pluviales et du bassin de rétention

Cette estimation permet de chiffrer grossièrement le coût du chantier à réaliser. Le chiffrage ne

prend pas en compte la main d’œuvre.

Par exemple pour 886m de linéaire de fossés à creuser. Nous prévoyons de 2 buses en béton et

en PVC à l’extrémité aval du réseau. Enfin nous avons compté qu’avec la mini pelle nous

pourrons réaliser environ 100m d’excavation par jour, il faudra réserver la mini pelle pour

environ 9 jours.

Tableau n°19 : Coût de construction de réseau de collecte des eaux pluviales

Pour le bassin de rétention, nous avons déterminé qu’il devait avoir un volume de 1200 m3,

ayant 3 mètres de profondeur et une surface au sol de 20 x 20 m. En laissant 10mètres entre le

bassin et la clôture nous comptons 160ml de grillage à installer.

Tableau n°20 : Coût de construction de réseau de bassin de rétention des eaux pluviales

La construction des ouvrages liés à la collecte des eaux pluviales représente environ 45 000 €.

Produit Coût HT (Ar) Total

42ml de canalisations

de diamètre 1000mm

en béton

3.450.000/ml 144.900.000

10ml de canalisation

de diamètre 600ml en

PVC

2.100.000/ml 21.000.000

Mini pelle 3.5T 3.621.100 32.640.000

198.540.000

Produit Coût HT (Ar) Total

Terrassement et évacuation 225.000/m3 270.000.000

Etanchéité (geomembrane

en PVC)

225.000/m3 58.500.000

Clôture et portail 750.000/ml + 22.875.000

pour le portail

142.875.000

471.375.000

675.000.000 Ar



CONCLUSION

Cette étude nous a permis par l’intermédiaire de la télédétection et du système

d’information géographique d’évaluer la précision d’un modèle numérique de terrain en

fonction des sources de données et de la méthode d’interpolation utilisée. Ceci afin d’étudier

l’exactitude du réseau hydrographique issu de chaque série de résolution de données. Enfin le

système d’information géographique permet l’étude simple du bassin versant qui est le produit

final du sujet.

La précision des réseaux hydrographiques extraites dépendent de la résolution des

modèles numériques de terrain, de son mode de d’acquisition et de sa méthode de construction.

Concernant le bassin versant, une étude simplifiée nous a permis de constaté que l’eau de la

rivière associée à la précipitation suffit largement même avec une grande quantité de surplus

les besoins en eau des surfaces cultivées.

L’eau joue un rôle important dans un développement durable tant pour la santé que

pour les besoins quotidiennes. Pour éviter le gaspillage d’eau en saison de pluie il est primordial

de mettre en place des infrastructures de stockage d’eau. Aussi si nous voulons augmenter la

production le mode d’irrigation devrait être améliorée.

Pour l’amélioration d’une telle étude il convient d’utiliser des images radar de très

haute résolution voire même des modèles numériques de terrain issus de données lidar. Pour

l’étude du bassin versant, l’existence de matériel adéquate et la présence de station

hydrométrique ainsi que l’acquisition de données spécifiques améliorera les résultats.

Le présent travail nous a permis de mettre en relation les réalités du terrain avec des

théories mathématiques qui s’avèrent utile pour la compréhension de certain phénomène afin

d’apporter des solutions adéquates et à long terme.

i

ANNEXE 1 : Présentation de la FTM (FOIBEN-TAOSARINTANIN’I

MADAGASIKARA)

Ce stage de mémoire fait preuve de la collaboration étroite entre le FTM etl’ESPA. De ce fait,

c’est un honneur pour nous de présenter en quelques lignesl’institut au sein duquel nous avons

pu réaliser cette étude.

1. Description :

Nomme FOIBEN-TAOSARINTANIN’I MADAGASIKARA (F.T.M) ou Institut

Géographique et Hydrographique National, il a été créé suivant le décret N°74-001 du

04/01/1974 et 90-653 portant son organisation. Fonde sous la forme juridique d’une entreprise

publique a caractère industriel et commercial ou E.P.I.C, dotée de l’autonomie financière et

administrative, et jouissent de l’indépendance technique dans l’exécution de ses missions.

Techniquement, le FTM est place sous la tutelle du Ministère de l’Aménagement du territoire,

et financièrement au Ministère de Finances et de Budget.

2. Localisation :

Le siège du FTM est situé à Ambanidia ANTANANARIVO rue Dama-Ntsoha

Razafintsalama Jean Baptiste, B.P 323 Antananarivo

Et il a son site web au www.dts.mg/ftm

3. Mission et attribution :

Le FTM a pour vocation de mettre en œuvre la politique nationale en matière d’infrastructure

et d’information géographique de base.

Il est charge notamment :

d’exécuter les travaux nécessaires à l’implantation, à l’amélioration et à l’entretien du

réseau géodésique, du réseau de nivellement, de la couverture photographique

aérienne, et a l’établissement et à la tenue a jours des cartes topographiques de base,

des cartes marines et des cartes dérivées, concernant le territoire national ;

ii

d’accomplir les travaux à caractère cartographique d’exploitation photogrammétrique

et thématique de prise de vue aérienne et d’image de télédétection, des travaux de

levés topographique, hydrographique, océanographique et à l’élaboration et à l’analyse

des données géographiques et à l’élaboration de cartes thématiques ou à la production

d’information géographique spécifique concernant le territoire national ;

d’établir, de publier ou de diffuser, sous forme graphique, photographique, numérique

ou analogique les documents correspondant aux activités mentionnées ci-dessus ;

de gérer la documentation, concernant le territoire national, liée aux activités définies

ci-dessus, notamment la photothèque et/ou spatiothèque, la cartothèque et les archives

géodésiques, photogrammetriques et hydrographiques ;

de coordonner et de contrôler les travaux à caractère géographique, hydrographique et

cartographique concernant le territoire national ainsi que l’archivage de document s’y

rapportant ;

d’effectuer des recherches d’intérêt général dans les domaines scientifiques et

techniques lies aux activités mentionnées ci-dessus ;

de contribuer à la valorisation et à l’exploitation des résultats de ces activités ;

d’accomplir, d’une manière générale, toutes autres activités relatives à l’information

géographique de base.

Durant la réalisation de ce mémoire, nous avons travaillé au sein du Département Service

Imagerie Espace et Photogrammétrie.

iii

ANNEXE 2 : Principe de l’interférométrie radar

Nous disposons de deux images SLCI ou Single Look Complex Image d’une même scène

acquise par deux capteurs séparés d’une distance appropriée.

La décorrélation du couple d’image est due à :

L’angle de visé (décorrelation spatiale)

Changement de l’état de surface entre les deux acquisitions (décorrelation

temporelle)

Aux bruits électroniques et atmosphériques

PROCESSUS INTERFEROMETRIQUE

Recalage des deux images : corrélation de phase dans l’espace de fourrier qui

exploite les propriétés de la Transformée de Fourrier Discrète TFD.

Interférogramme corrigé.

Déroulement de phase : qui dépend de la qualité des interferogrammes, de la

corrélation du couple interférommétrique et de la géometrie de la region d’étude

Modèle Numérique de Terrain interferometrique

iv

Amplitude de l’image SLC(Single Look Complex)

Interferogramme corrigé

MNT interferometrique

MNT interferometrique

v

ANNEXE 3 : Exemple de Traitement de données lidar

Le traitement des données du lidar topographique nécessite deux grandes étapes dont la

vérification interne de la qualité des données brutes et le contrôle de qualité externe. Pour les

contrôles de qualité, il convient principalement de s'assurer de trois points: la densité de données

(pour assurer la production d’un MNT convenable) ainsi que la précision horizontale et

verticale des données. La densité des données peut ne pas être respectée lorsque les survols de

la campagne ne sont pas effectués correctement.

Les exploitants fournissent souvent une carte de densité en parallèle avec les fichiers de

données. Le contrôle de la qualité des données topographiques consiste à éliminer des valeurs

aberrantes qui peuvent être causées par la présence de certains obstacles à la trajectoire de la

lumière.

Cela signifie aussi qu’il faut filtrer les objets ne présentant pas d'intérêt direct pour l'utilisateur

(généralement la végétation, les maisons et autres objets) pour parvenir à un MNT représentant

réellement les cotes du terrain naturel. Alors que la signature du terrain naturel peut être

récupérée assez facilement sur du lidar topographique.

Produits d’un levé lidar :

Les premiers produits du lidar que l’opérateur est invité à fournir sont des triplets (x,y,z)

exprimés dans un ellipsoïde de référence verticale et dans tout système de coordonnées

horizontales convenable. Les lots de données doivent avoir été transcrits en élévations réelles

sans valeurs aberrantes. Dans la plupart des cas, cela devrait être vérifié deux fois avec un

logiciel capable de traiter d’importants lots de données. Même s’il est intéressant de produire à

l’aide d’une interpolation rapide une sortie sur une maille de taille moyenne (en général 5 m)

utilisée pour avoir un rapide aperçu sur les données, l’utilisateur demandera en général la

fourniture d’un MNT prêt à l’emploi avec la meilleure résolution possible, c’est-à-diremétrique.

Dans ce cas, cela doit être précisé dès le début des travaux. Les utilisateurs les plus expérimentés

préfèrent produire leur propre interpolation.

vi

ANNEXE 4 : CALCUL DE L’ETP selon PENMAN -MONTEITH

vii

viii

ANNEXE 5 : CALCUL DU DEBIT

Le débit (en m3/seconde) serait déterminé à partir de la mesure de la hauteur d’eau que l’on

convertit en débit à l’aide de la courbe de tarage.

Pour une station donnée, la courbe de tarage est établie en mesurant le débit de la rivière

pour différentes hauteurs d’eau (jaugeage). Pour être opérationnelle, elle nécessite un grand

nombre de mesures dans toutes les séries de débits possibles du cours d’eau. De nombreux

facteurs sont susceptibles de modifier temporairement ou définitivement l’écoulement des

eaux et, en conséquence, la courbe de tarage. Toute modification (pousse de végétaux, dépôt

de sédiments, déplacement de bancs de sable) en aval et en amont du point de mesure oblige

à revoir la courbe.

Le jaugeage s’effectue en déterminant la vitesse de l’écoulement en plusieurs points ainsi que

le profil de la section. Cette mesure peut être réalisée d’une façon simple à l’aide d’un

moulinet équipé d’une hélice dont la vitesse de rotation est proportionnelle à la vitesse de

l’écoulement. Dans le cas des grands cours d’eau, le moulinet est monté sur un flotteur (appelé

« saumon ») ou déplacé à l’aide d’un téléphérique. Mais cette méthode nécessite de réaliser

la mesure en plusieurs points de la section du cours d’eau. On lui préfère maintenant le

profileur de courant à effet Doppler, qui calcule automatiquement la vitesse du courant à

différentes profondeurs sur une verticale en continu, ainsi que la géométrie de la section. On

obtient ainsi, à partir d’un seul point de mesure, le débit du cours d’eau.

La hauteur se mesure à partir d’un limnigraphe ou d’un capteur à ultrasons basé sur la mesure

du temps de transit.

ix

Figure n° : Jaugeage à l’aide d’un moulinet à gauche et jaugeage à l’aide d’un profileur à

droite [ ]

Figure n° : Courbe de tarage à gauche et Aperçu d’une station hydrométrique à droite

Figure n° : Aperçu du fonctionnement d’un limnigraphe et d’un

limnimètre [ ]

x

ANNEXE 6 : Estimation des besoins théoriques en eau des plantes

Les besoin théorique en eau des plantes sont calculés par la formule :

Bmm = ETPo – P - RFU

Avec ETPo : Evapotranspiration potentielle maximale

P : Pluie efficace soit 80% de la pluviométrie

RFU : Reserve d’eau facilement utilisable

Cette réserve d’eau est déterminée expérimentalement, tandis que les besoins en eau sont

calculés en tenant compte de l’efficience de l’irrigation à l’exploitation.

A savoir pour un sol sableux l’efficience à l’exploitation est de 40% et pour un sol argileux il

est de 63%.

ETPo = Kc x ETP Où Kc : coefficient cultural

ETP : évapotranspiration potentielle

Figure n° : Courbe de coefficient culturale

xi

Nom : RASOAMANALINARIVO

Prénom : Holinirina Charlotte

Titre : « EXPLOITATION DE L’EXTRACTION DU RESEAU HYDROGRAPHIQUE

POUR

UNE ETUDE HYDRO-AGRICOLE DANS LA ZONE D’AMBOHIMANGA».

Nombre de pages : 112

Nombre de figures : 47

Nombre de tableaux : 20

Listes de cartes : 24

RESUME

Les MNT constituent les données principales de l’étude. En effet, nombreux sont les

produits dérivées de ce dernier. Le présent mémoire s’intéresse surtout à l’extraction du

réseau hydrographique et à la délimitation des bassins versants. Les traitements des données

passent par trois phases qui sont : la validité du MNT en fonction de sa précision. Ensuite,

extraction du réseau hydrographique à l’aide du logiciel Arcgis, enfin la délimitation du

bassin versant. Les résultats ainsi obtenus associés à des données climatiques et occupations

du sol ont permis à la compréhension des problèmes d’approvisionnement en eau pour les

cultures dans la zone d’Ambohimanga. Ainsi, la solution proposée est la mise en place des

moyens de stockage d’eau pour une meilleure méthode d’irrigation.

Mots clés : MNT, Bassin versant, réseau hydrographique, SIG, télédétection

ABSTRACT

The Digital Elevation Model are the main data of the study. Indeed, many of the latter derived

products. This present memoir is especially interested in the extraction of river network and

delineation of watersheds. Network processing pass through three steps are: the validity of the

DTM in terms of its accuracy. Then Hydrographic extraction using software Arcgis finally

delineation of the watershed. The results obtained associated with weather data and land use

allowed the understanding of water supply problems for crops in the area of Ambohimanga.

Thus, the proposed solution is the placement of the water storage means for a better method of

irrigation.

Keywords : DEM, watershed, river network, GIS, remote sensing

Adresse de l’auteur : Lot II W 6 Ambodirotra, Antananarivo 101

Contacts : 033 28 923 24/ [email protected]

Documents

HYDROGRAPHIQUE POUR UNE ETUDE HYDRO-AGRICOLE