Estimation de l'érosion hydrique des sols par la méthode du Cesium-137 : application aux bassins versants de Vierzy (France) et Lennoxville (Québec)

Assessment of soil erosion by the caesium-137 : method application to the Vierzy (France) and Lennoxville (Quebec) watersheds

• Auteur / Autrice : Lionel Mabit
• Direction : Martine Tabeaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géographie
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bassins hydrographiques

Bassins hydrographiques -- France

Aisne (France)

France

Québec (Canada ; province)

Sols -- Érosion

Césium -- Isotopes

Résumé

L'érosion hydrique est une des causes essentielles de la dégradation des sols cultivés des plaines tempérées océaniques et continentales. De nombreuses recherches ont été engagées à l'échelle de la parcelle ou du bassin versant grâce aux méthodes traditionnelles de mesure de charge sédimentaire. Mais l'intégration des variabilités interannuelles liées au milieu naturel et aux sociétés humaines impose des résultats sur plusieurs dizaines d'années. De plus, avant toute intervention de lutte anti-érosive, il apparait nécessaire de procéder à un diagnostic spatial de la ressource sol, ce que ces méthodes ne permettent pas de réaliser. Dans ce contexte, l'utilisation d'un radio-traceur, le cesium-137 (@cs), constitue une approche plus rapide et adaptée à cette problématique et complémentaire des autres techniques d'estimation des pertes en terre. Cette méthodologie nous a permis de quantifier, spatialiser et de cartographier la résultante de l'érosion hydrique, à l'échelle de deux bassins versants agricoles : un de 180 ha du nord de la France, dans le soissonnais (Vierzy), et un de 80 ha sur le piedmont des Appalaches, au sud du Québec (Lennoxville). Les sorties nettes sont estimées à 1,9 t/ha/an et 3 t/ha/an respectivement pour Vierzy et Lennoxville. Les redistributions internes de matériels varient de -18 t/ha/an a + 19 t/ha/an pour le site français et de - 20 t/ha/an a + 12 t/ha/an pour le site québécois. La variabilité et les différences de répartition et d'amplitude ''des mouvements des sols'', ainsi que les sorties nettes aux exutoires, s'expliquent par les pratiques agricoles, l'érosivité des cultures et les conditions morphoclimatiques auxquelles sont soumis ces deux sites agricoles. Parmi les résultats, il apparait que les taux de dénudation sont 12 à 30 fois supérieurs aux processus de pédogenèse en zone tempérée, remettant en cause a plus ou moins long terme la fertilité et la durabilité des agrosystèmes actuels de cette zone climatique.

Water erosion is one of the major source of soil degradation on the oceanic and continental temperate plains. Many research works have been undertaken using conventional sediment loading measurements, at spatial scales ranging from plots to watersheds. However, such measurements have to be carried over several tens of years to integrate the interannual variability of climate and cropping practices. Besides, a spatialized assessment of the problem seems essential previously to the implementation of any conservation plan. In this context, the use of the caesium-137 (@cs) radiotracer appears as a fast and well adapted method that complements the other soil erosion assessment techniques. Using this methodology made possible to quantify, spatialize and map net soil movements on two agricultural watersheds : a 180 ha one, located in the soissonnais, northern France (Vierzy), and a 80 ha one, on the appalachian piedmont, in southern Quebec (Lennoxville). The net sediment output was estimated at 1,9 and 3 t/ha/yr in Vierzy and Lennoxville respectively. The internal soil redistribution rates ranged from -18 to +19 t/ha/yr for the french site, and from -20 to +12 t/ha/yr in Quebec. The variability and the differences between the two sites, in terms of net sediment production and of spatial redistribution and magnitude of soil movements, reflect the differences of the morphoclimatic conditions and of the cropping practices encountered in the two watersheds. It appears that the soil loss rates are 12 to 30 times higher that the average pedogenetic processes rates under temperate climate conditions. The long term sustainability of the present agricultural systems are thus questionned.