Doctoral thesis (Dissertations and theses)
Exactitude du positionnement numérique des axes de ruissellement dans les bassins versants agricoles
Ouedraogo, Mohamar
2014
 

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Keywords :
Axes de ruissellement; Bassin versant; Exactitude; Monte Carlo; Erreurs; MNT
Abstract :
[fr] Des études récentes menées en Belgique estiment les dommages causés par les inondations et les coulées boueuses entre 12,5 et 122 millions d’euros par an pour les infrastructures publiques, et entre 1,6 et 16,5 millions d’euros par an pour les habitations. La carte des zones à risque potentiel de ruissellement concentré est l’un des outils mis en place par la Wallonie pour lutter contre ces phénomènes de plus en plus fréquents. Cependant, la résolution (10 × 10 m) du MNT utilisé pour extraire les axes de ruissellement est trop faible pour prendre en compte les détails de la microtopographie (travail du sol, résidus de cultures, cultures…) des parcelles agricoles. De plus, elle ne tient pas compte des incertitudes inévitables, présentes dans les données altimétriques utilisées. L’objectif de cette thèse est d’envisager l’utilisation des nouvelles technologies d’acquisition des données altimétriques de haute densité (plusieurs points/m²), i.e., le scanner laser terrestre (TLS) et la photogrammétrie à partir d’un véhicule non piloté (VNP) pour créer un modèle numérique de terrain (MNT) de meilleure exactitude et de haute résolution spatiale (maille de dimensions ± 1 x 1 m). Cela permet de tenir compte de la variabilité altimétrique des parcelles agricoles, et d’analyser son impact sur le positionnement numérique des axes de ruissellement. Dans un premier temps, un TLS et un VNP à voilure fixe ont été utilisés pour acquérir des données altimétriques sur un bassin versant agricole de 12 ha. Deux logiciels photogrammétriques ont permis de générer le MNTPSC (Agisoft PhotoScan) et le MNTMCM (MicMac) ; tandis que des traitements statistiques ont été nécessaires pour supprimer les erreurs systématiques présentes dans les nuages de points obtenus au TLS avant de les fusionner pour générer le MNTTLS. La comparaison des MNT avec des points de contrôle (GCP) positionnés au récepteur GNSS (Global Navigation Satellite System) en mode RTK (Real Time Kinematic) a montré que le MNTTLS est le plus exact avec un RMSE (Root Mean Square Error) de 4,5 cm, suivi par le MNTMCM et le MNTPSC avec des RMSE valant respectivement 9,0 et 13,9 cm. Dans un second temps, la méthode de Monte Carlo a été utilisée pour générer à partir du MNTTLS, des MNT équiprobables. L’extraction des axes de ruissellement à partir des MNT équiprobables a permis de définir pour chaque maille du MNT, la probabilité d’appartenir à l’axe de ruissellement, et de définir une zone contenant l’axe de ruissellement extrait du MNTTLS avec une probabilité définie. Une telle zone peut être utilisée pour la mise en place de solutions telles que les bandes et les chenaux enherbés. La comparaison des algorithmes de suppressions des dépressions fermées d’une part, et des algorithmes d’extraction de la direction de l’eau d’autre part, a montré peu de différence au niveau de la probabilité d’appartenance des mailles à l’axe de ruissellement lorsque le MNT est de haute résolution spatiale (± 1 m). Enfin, les analyses statistiques ont montré que les altitudes des GCP utilisés dans la méthode de Monte Carlo sont influencées par l’état d’ameublissement et par la rugosité des sols des parcelles agricoles. Les études futures, e.g., à l’échelle de la Wallonie, devront prendre en compte l’impact de ces erreurs.
Disciplines :
Earth sciences & physical geography
Author, co-author :
Ouedraogo, Mohamar ;  Université de Liège - ULiège > Sciences et technologie de l'environnement > Systèmes Sol-Eau
Language :
French
Title :
Exactitude du positionnement numérique des axes de ruissellement dans les bassins versants agricoles
Alternative titles :
[en] Uncertainty of runoff flow path extracted from agricultural watersheds
Defense date :
13 August 2014
Number of pages :
168
Institution :
ULiège - Université de Liège
Degree :
Docteur en sciences agronomiques et ingénierie biologique
Promotor :
Debouche, Charles ;  Université de Liège - ULiège > Département GxABT > Echanges Eau - Sol - Plantes
Degré, Aurore  ;  Université de Liège - ULiège > GxABT : Services généraux du site > Site GxABT - Relations extérieures et information sur les études
President :
Aubinet, Marc ;  Université de Liège - ULiège > Département GxABT > Biosystems Dynamics and Exchanges (BIODYNE)
Jury member :
Lebeau, Frédéric  ;  Université de Liège - ULiège > Département GxABT > Biosystems Dynamics and Exchanges (BIODYNE)
Lejeune, Philippe ;  Université de Liège - ULiège > Département GxABT > Gestion des ressources forestières et des milieux naturels
Cornet, Yves ;  Université de Liège - ULiège > Département de géographie > Unité de Géomatique - Topographie et géométrologie
Oger, Robert ;  Université de Liège - ULiège > Département des sciences et gestion de l'environnement (Arlon Campus Environnement)
Available on ORBi :
since 13 July 2014

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