IGCS - Inventaire, Gestion et Conservation des Sols - GISSOL

Exemple d’application réalisée à partir des bases de données Sols développées dans le cadre du programme IGCS - RRP en région Alsace :

Classification des bassins versants alsaciens en fonction de leur sensibilité aux produits phytosanitaires.

Pré-requis

L’analyse de la sensibilité fait intervenir de nombreux paramètres. La disponibilité des informations permettant de les renseigner de façon fiable est primordiale. Elle a grandement conditionné les critères retenus pour cette analyse.

De multiples sources de données ont été mobilisées, certaines ont nécessité des compléments à dire d’expert. La priorité était d’accéder à un maximum d’informations si possible spatialisées dans un temps très limité.

Données sols requises

L’existence d’une base de données informatique sur les sols établie à 1/100 000 ème a été déterminante. La base de données gérée par l’ARAA, et élaborée dans le cadre du programme Inventaire Gestion et Conservation des Sols (IGCS) a permis de fournir rapidement des données spatialisées sur les sols, structurées et homogènes sur un vaste périmètre d’étude.

En 2002 ces données au 1/100 000ème étaient disponibles pour 400 000 ha (moins de 2/3 des terres agricoles alsaciennes). En 2005 pour l’étude complémentaire appliquée aux eaux superficielles, ce sont près de 500 000 ha qui sont renseignés. Le complément, essentiellement pour le Nord-Ouest de l’Alsace (Alsace Bossue, Pays de Hanau et Pays de Saverne) a été tiré de la base de données sols France au millionième gérée par l’INRA (lien http://www.gissol.fr/programme/bdgsf/bdgsf.php). L’interprétation des résultats sur ces secteurs est à adapter en conséquence.

llustration : 4 couches d’informations issues de la base de données sur les sols d’Alsace : battance, filtrance (estimation de la capacité d’infiltration), hydromorphie, rupture de perméabilité.

Cliquer sur une carte pour l'agrandir

Autres données nécessaires

Facteur pris en compte	Paramètres descriptifs	Unité spatiale de traitement de l’information de base / origine des données de base	Classification / calcul
Découpage de la région en zones d’études, communément appelées « bassins versants »
Hydrologie de surface	Limites de bassin versant pour eaux souterraines	Unité Cartographique bassin versant ESO/ BD Carthage AERM et dires d’experts	32 bassins versants
Hydrologie de surface	Limites de bassin versant pour eaux superficielles	Unité Cartographique bassin versant ESU/ BD Carthage AERM	21 bassins versants
Hydrologie de surface	Densité du réseau hydrographique	Unité Cartographique bassin versant ESU/ BD Carthage Agence de l’Eau Rhin Meuse	2 classes : seuil 1100 m/km²
Hydrogéologie	Zones d’influence hydrographique de la nappe	Unité Cartographique bassin versant ESO/ DIREN-Service des Eaux et Milieux Aquatiques Alsace et dires d’experts	20 zones d’alimentation de la nappe identifiées
Aspect Vulnérabilité
Climat	Régime des pluies	Région / statistiques climatiques générales METEO FRANCE	2 saisons : printemps-été ; automne-hiver
Topographie	Pente	Unité Cartographique pente / d’après BD Alti IGN au pas de 50 m retravaillée en classes de pente avec agrégations d’Unités Cartographiques par Laboratoire IMFS ULP Strasbourg	4 classes : < 2%, 2-5%, 5-10%, > 10%
Sol	Battance	Unité Cartographique de sol en retenant la valeur d’Unité Typologique de Sol dominante / BD sols Alsace ARAA - IGCS à 1/100 000 constituée à partir des guides des sols d’Alsace (REGION ALSACE) et expertise SOL-CONSEIL et ARAA et BD sols de France INRA-SESCPF 1998 à 1/1 000 000	3 classes, à partir du calcul de l’indice de battance I_B
	« Filtrance » = estimation de vitesse d’infiltration de l’horizon A_P		3 classes, à partir de la texture, de la carbonatation et des cailloux
	Hydromorphie		2 classes : H₀ à H₂ / H₃ à H₄ (notation Favrot Devillers)
	Rupture de perméabilité		2 classes : substrat imperméable ou horizon argileux < 60 cm
Sous-sol	Perméabilité du substrat	Unité Cartographique sous-sols / Données BD RHF BRGM	3 classes : imperméable, semi-perméable, perméable
Occupation du sol	Grands types d’occupation du sol	Unité Cartographique classe d’occupation du sol / CORINE Land Cover 1990 et 2000 – IFEN 2004 –version test	6 classes : forêt, prairie, vignes et verger, terres labourables, bâti, autres
Hydrologie de surface	Densité de drainage agricole	Commune (BD Carto IGN) puis agrégation Unité Cartographique bassin versant ESU / Recensement Général Agricole (RGA) 2000 AGRESTE SCEES	2 classes : seuil 20%
Hydrogéologie	Epaisseur Zone Non Saturée	Unité Cartographique Zone Non Saturée / Carte du schéma régional d’aménagement des eaux publiée par le Conseil régional d’Alsace en 1990	2 classes : seuil 2 mètres
Aspect Sensibilité
Hydrologie de surface	Débits spécifiques (en l / s / km²) = débits moyens estivaux (avril à août) et hivernaux (sept. à mars) / surface du bassin versant concerné	Unité Cartographique bassin versant ESU/ DIREN-SEMA Alsace et Service de la Navigation de Strasbourg	4 classes définies d’après traitement statistique par quartiles
Hydrogéologie	Epaisseur de la nappe phréatique d’Alsace	Unité Cartographique épaisseur de la nappe / Modèle hydrodynamique géré par l’APRONA ; maillage 250 X 250 m	5 classes d’épaisseurs : 0-10 m, 10-25 m, 25-50 m, 50-100 m, >100 m

Le modèle utilisé pour étudier le phénomène

L’étude réalisée en 2002 en Alsace s’est appuyée sur l’expérience menée par Sol Info Rhône-Alpes en 2001 ainsi que sur des réflexions méthodologiques du CORPEN (Comité d’Orientation pour des Pratiques agricoles Respectueuses de l’Environnement) qui travaille à l’élaboration d’une méthode de diagnostic régional.

Elle s’est limitée à l’évaluation d’une sensibilité potentielle des bassins versants aux produits phytosanitaires en appliquant une méthode reposant sur une connaissance qualitative des processus en jeu.

La sensibilité a été déterminée à partir de la vulnérabilité (prise au sens d’une aptitude d’une ressource en eau à être atteinte par une pollution) modulée par les phénomènes de dilution potentielle de la pollution par les masses d’eaux.

L’évaluation de la vulnérabilité des bassins versants quant-à-elle, a été réalisée en trois étapes principales :

Définition des modes d’écoulements et répartition des flux d’eau vers les eaux superficielles (ESU) ou vers les eaux souterraines (ESO), à partir d’une combinaison des données de pentes (BD ALTI IGN) et de caractéristiques des sols (extractions de Bdsols IGCS Alsace combinée à une expertise pour obtenir des notes de battance, perméabilité du sol en surface (filtrance), hydromorphie, présence d’une rupture de perméabilité) et pour 2 saisons climatiques (printemps-été, automne-hiver) différenciées par le régime des précipitations.
Modulation par la prise en compte du temps de transfert des flux d’eau vers la ou les ressources exposées (données sur les densités du réseau hydrographique, le drainage agricole, l’épaisseur de la zone non-saturée).
Modulation par l’occupation du sol (données CORINE Land Cover).

L’ensemble de l’expertise est formalisée dans des tableaux croisés agrégeant les facteurs deux à deux, qui constituent les règles de décision du modèle.

Les traitements informatiques des données géographiques ont été réalisés avec le logiciel ArcView (© ESRI, Inc.)par croisement de couches d’information sous forme vecteur.

Pour la mise en œuvre de la méthode, la principale limite rencontrée a été la disponibilité des données nécessaires à l’analyse.

Au final, l’étude conduit à deux cartes synthétiques, sensibilité des eaux superficielles et sensibilité des eaux souterraines.

A ce jour on peut considérer que la méthode pourrait être revue par l’utilisation d’outils d’agrégation des facteurs plus élaborés, mais sans remise en cause majeure de l’arbre de décision (facteurs retenus et étapes d’agrégation).