Télédétection et Pédologie Réalisé par : AMZIL Youness GHARRAD Soufiane Encadrée par: Mme : Jamaty

Sommaire Introduction conclusion Pédologie Utilisation de la télédétection en pédologie Méthodes d’interprétations des images satellitaires de surface du sol ( directes et indirectes ) Application sur un exemple conclusion

Introduction La télédétection est une technique qui permet d’étudier la surface de la Terre au moyen de capteurs placés à bord d’avions ou de satellites. Ces instruments enregistrent les rayonnements émis ou réfléchis par la surface de la Terre. 2 de cette définition on ressort que lorsqu'on regarde un sol, quand on observe sa couleur, lorsqu'on étudie une image satellite ou lorsqu'on manie les rayons X, on fait de la télédétection. On peut en conclure donc que plus d'un tiers de l'activité du pédologue relève de la Télédétection. On peut définir la Télédétection comme l'ensemble des connaissances et techniques utilisées pour déterminer des caractéristiques physiques et biologiques d'objets par des mesures effectuées à distance, sans contact matériel avec ceux-ci.

Pédologie La formation d’un sol résulte toujours de l’altération des couches les plus superficielles de la roche mère sur lesquelles s’accumulent progressivement de la matière organique morte, d’origine essentiellement végétale et qui, progressivement, se trouve minéralisée et humifiée par des microorganismes. 1 La pédologie est une science qui s'intéresse à la formation et à l'évolution des sols 3 Les sols s’épaississent donc au cours du temps, de façon à la fois centrifuge et centripète. 

Les sols comprennent deux fractions intimement mélangées : une fraction minérale une fraction organique une fraction minérale: provenant essentiellement de la roche sous-jacente une fraction organique: comprenant la matière organique morte (nécromasse), des acides humiques ou des acides fulviques fabriqués par la flore humifiante et les plantes et les animaux de la pédoflore et de la pédofaune

1 végétation 2-3-4 horizon humifère 5 roche mère Horizon humifiere : contient de l’eau, la matière organique, les débris de la roche mere

Utilisation de la télédétection en pédologie La télédétection peut donner des informations sur la partie la plus supérieur du sol. en effet les onde électromagnétiques utilisé ont une capacité de pénétration à travers le couvert végétal et le sol lui-même ,qui varie selon le moyen utilisé.

Image prise par satellite landsat

Image radar de bruxelles

La télédétection permet d’obtenir directement des images du sol, a plusieurs dates et cela d’une manière continue dans l’espace géographique. Cet aspect multi-temporel nous informe sur les propriété dynamiques du sol telle que : sa température, sa couverture en végétation, son humidité, son taux de matière organique …etc.

Méthodes d’interprétations des images satellitaires de surface du sol L’utilisation de différentes combinaisons de valeurs et des traitements spécifiques permettent l’extraction d’informations sur certaines caractéristiques du sol, informations qui peuvent être utiles en agriculture, en foresterie, en géologie, en hydrologie ou en cartographie. Il existent deux méthodes d’interprétation des images de la télédétections des états de la surface

Interprétation directe des états de surface du sol Il y a des éléments qu'on peut directement tirer des images de télédétection. Il y a des element qu on peut directement tirer des images de teledetection, et on s apuiant sur les courbes si dessous parmis ses element ont a:le taux d calcaire le taux de fer l humidite Image satelitaire

L'Etat de surface : l'ensemble des éléments exposés au soleil ou à l'ombre et plus ou moins couvert par la végétation. Dans le cas des images satellitaires, les element directement tirees sont :

la couleur : La couleur des sols est mesurée sur le terrain en référence au code Munsell. Lorsqu’on se situe dans un repère cartésien définie par des réfléctances à 450nm et 750 nm on voit que les couleurs des sols passent des plus sombres aux plus clairs selon un faisceau de droites Par exemple : Les sols sombres ont des codes clarté/pureté de 2/2,3/2 et les sols clairs des codes de 8/3,ou 7/2

la couleur : qui est si importante pour faire la corrélation avec le terrain, les images satellitaires permettent de définir la clarté et la pureté des sols. La couleur s’identifie aussi à partir des courbes de réflectance: qd le sol est sombre la courbe est concave et qd la clarté est moyenne la courbe est à peu près rectiligne et qd la clarté est forte la courbe est convexe Si la couleur est pure la pente de la courbe entre 400 et 600 nm est forte Si la couleur est terne cette pente est faible

Le taux de calcaire : intervient sur la réflectance des sols en donnant des valeurs très forte dès la bande bleue.

la teneur en matière organique : qui lorsqu’elle croît entre 1,5 et 5 %, entraîne une diminution de la réflectance dans toutes les bandes spectral du visible.

le fer : demande d’avoir une bande de longueur d’onde dans le bleu pour pouvoir être identifié.

l’humidité : plus le sol est humide plus la réflectance est faible

Interprétation indirecte des états de surface du sol Actuellement, l’interprétation la plus efficace des images satellitaires associe l’utilisation des méthodes assistées par ordinateur. Cette dernière permet de caractériser les principaux objets présents : sols, végétations, eaux, etc., d’une manière fidèle, systématique et exhaustive par leur comportement spectral. Qui nécessite en premier lieux l’utilisation des méthodes assistées par ordinateur. Image radar

L’interprétation visuelle permet l’analyse la plus sûre des structures de l’image par contre c’est en utilisant les possibilités de l’ordinateur que l’interprétation des textures se fait le plus rigoureusement.

Exemple d’aplication Approche méthodologique par télédétection et SIG de l'évaluation du risque potentiel d'érosion hydrique dans le bassin versant de l'Oued Srou (Moyen Atlas, Maroc)

Land Erodibility Assessment Methodology (LEAM méthodologie d'évaluation d'érodibilité des terrains Le modèle compte parmi ses facteurs : l'érodibilité des sols, l'inclinaison des versants ,l'érosivité des pluies et la couverture en végétations. . Pour le dernier facteur, nous avons décidé de compenser le biais introduit par l'utilisation d'une série des précipitations à tendance sèche (1980/2002), par le calcul de trois indices d'érosivité des pluies, correspondant respectivement à la moyenne et aux deux années extrêmes la plus sèche et la plus humide

EVALUATION DE LA PENTE Des études antérieures ont montré que l'érosion devient active sur des pentes supérieures à 3 %.

La carte des pentes a été dérivée du modèle numérique de terrain (MNT) de la région (Fig. 2). Ce dernier a été généré à partir de la digitalisation des courbes de niveau, avec une équidistance de 50 mètres, à partir des cartes topographiques au 1/100000 de Khénifra et Itzer.

EVALUATION DE L'ERODIBILITE DES SOLS L'érodibilité des sols est calculée suivant l'équation suivante: K = ((2.1 x 10-4 x (12 - OM) x M1.14) + 3.25 x (S-2) + 2.5 x (P-3)) / 100 Avec: K: érodibilité de sol. OM: teneur en matière organique en %. M: terme textural = (Limon + Sable fin) % x (100 - Argile %). S: code de structure du sol (1 à 4), 1 pour une structure grenue très fine et 4 pour une structure massive ou en bloc. P: code de perméabilité (1 à 6), allant de 1 pour les sols à drainage rapide à 6 pour les sols à drainage très lent

EVALUATION DE L'EROSIVITE DES PLUIES L'érosivité est calculée suivant l'équation de FOURNIER : RI = (MR)2 / AR La répartition géographique des différentes classes d'érosivité des pluies (RI) par rapport à la superficie totale du bassin est la suivante : très faible (12,3 %) à faible (87,8 %) pour l'année sèche, faible (23,9 %) à modérée (76,1 %) pour la période 1980/2002, modérée (52,4 %), élevée (46,9 %) à très élevée (0,7 %) pour l'année pluvieuse. avec MR : pluviométrie mensuelle en mm et AR : pluviométrie annuelle en mm La valeur moyenne de l'érosivité des pluies sur la période 1980/2002 a été obtenue en effectuant la moyenne des indices d'érosivité calculés pour chaque année. Les données ponctuelles de l'érosivité des pluies des différentes périodes ont ensuite été spatialisées, par interpolation, à l'échelle du territoire, en utilisant la classification de LEAM.

CARTE DE LA VEGETATION La végétation arborée est une composante du paysage qui a un rôle principal dans la conservation du sol de l'érosion . Dans le but d'améliorer la méthodologie nous avons opté pour l'intégration du facteur végétation La réalisation de la carte d'occupation des sols à partir de l'interprétation visuelle assisté par SIG, de l'imagerie satellitaire Landsat-ETM+ de 2001 qui couvre le bassin du Srou, a facilité l'extraction de la carte du couvert végétal, ce qui a permis de définir avec plus de précisions les zones les plus sensibles à risque d'érosion.

La carte de végétation a été réalisée en recourant à l'interprétation visuelle de l'imagerie satellitaire Landsat-ETM+ de 2001.

L assemblage des données suivant: Evaluation de la pente Evaluation de l‘erodibilite des sols Evaluation de l’erositivite des pluies Carte de la vegetations à l'aide du SIG, apporte des informations plus précises concernant la localisation des zones les plus exposées à l'érosion potentielle ce qui a permis l’élaboration de cartes d’intervention dans les conditions sèches et humides

On peut distinguer des zones de faible risque d'érosion, des zones à risque d'érosion mais protégées par la forêt et des zones à risque potentiel d'érosion non couvertes par la forêt.

Lorsque les pluies sont faibles les classes de risque d’érosion restent identiques à celles des pentes. Dans l’ensemble l’érosion forte correspond aux terrains très arrosés et aux pentes fortes. On note qu’entre les conditions sèches et humides les zones à risques d’érosion ont respectivement augmenté de 11,3 % à 20,9 % de la superficie totale.

RESULTATS ET CONCLUSION Dans le but d'orienter la priorité d'intervention par une localisation plus précise des zones les plus sensibles à l'érosion, à l'échelle du bassin versant du Srou, l'analyse des données multi-sources a montré que selon le modèle LEAM, que: l'année sèche : faible (40,2 %), modéré (31,1 %), élevé (21,1 %) et très élevé (6,9 %). l'année humide : faible (22,7 %), modéré (33,5 %),élevé (25,1 %), très élevé (18,1 %). dont le résultat est représenté par deux cartes du risque potentiel d'érosion relatif aux périodes sèche et humide, La présente étude pose la problématique de l'érosion des sols dans le bassin du Srou,

Conclusion On conclut que les images satellitaires permettent de définir les principales occupations du sol ainsi que les états de surface du sol (couleur, rugosité, composition en matière organique...), cela combiné avec le travail du terrain permet au pédologue d’étudier les caractéristiques du sol et de modéliser l’organisation fine des couvertures pédologiques.