DONNEES D’ENTREE ET PARAMETRAGE

Les cartes IRIP de susceptibilité à la production, au transfert et à l’accumulation du ruissellement sont créées grâce au logiciel iRIP©. Le Tableau II–1 présente les données d’entrée et les seuils utilisés pour créer les cartes IRIP.

TABLEAU II–1 : SYNTHESE DES DONNEES D'ENTREE ET DES SEUILS UTILISEES POUR LA CREATION DES CARTES IRIP

Cartes

IRIP ^{Indicateurs Données d’entrée Seuils de favorabilité (note de 1)}

PROD

Perméabilité

European Soil Database V2.0 résolution 500 m

Ks < 10^-6 m/s + ZU

Epaisseur Erodabilité ≥3 + ZU

Erodabilité Epaisseur ≤ 50 cm -ZU

Occupation du sol

Mode d’Occupation des Sols de

Haute-Normandie Echelle 1/5000

Zones urbaines (ZU), cultures et sols nus.

Pente OU indice topo ^{BD ALTI® IGN résolution}

25 m ^{algorithme de classification}

TRANS

Production amont mode(BV amont) ≥3/5

Pente

BD ALTI® IGN résolution 25 m

algorithme de classification

Rupture de pente ^{mode(pentes amont) < pente}

locale

Compacité Indice de Horton ≥1

Axes linéaires au sol ROUTE 500® IGN Présence + buffer de 2*résolution

ACC

Production amont mode(BV amont) ≥3/5

pente

BD ALTI® IGN résolution 25 m

algorithme de classification

Rupture de pente ^{mode(pentes amont) > pente}

locale

Compacité OU Aire drainée ^{Indice de Horton ≥1 OU Aire} drainée ≥ 100Ha Indice topographique algorithme de classification LES INDICATEURS LIES A LA PEDOLOGIE

Pour les trois indicateurs liés à la pédologie, la base européenne des données de sol est utilisée (ESDB V2.0)⁴. Cette base de données, développée par la Commission Européenne et le European Soil Bureau Network (Ballabio et al., 2016), est disponible en ligne⁵. La résolution est de 500 m. Les seuils choisis pour les indicateurs de perméabilité, d’épaisseur et d’érodabilité sont issus d’une revue de littérature dans le domaine de la pédologie (Bonnet, 2012; De Lavenne, 2010). L’indicateur de perméabilité est représenté par la conductivité hydraulique à saturation du sol (Ks) calculé à l’aide des fonctions de pédo-transfert (Rawls et Brakensiek, 1985). Un seuil de conductivité hydraulique à saturation inférieur à 10^-6 m/s a été fixé pour considérer un sol comme peu perméable et donc favorable au ruissellement.

4

Le rapport du BRGM (BRGM/RP-50454-FR) mentionne des données plus précises sur cette zone qu’il pourrait être intéressant de tester mais nous n’avons pas eu la possibilité durant la thèse.

5

Partie 2 : Evaluation et développement de la méthode IRIP sur la ligne de Paris-Saint-Lazare au Havre 𝐾𝑠 = 𝑒𝑥𝑝(19.52348 ∗ 𝑃𝑂𝑅 − 8.96847 − 0.028212 ∗ 𝑃𝐶 + 0.00018107 ∗ 𝑃𝑆² − 0.0094125 ∗ 𝑃𝐶² − 8.395215 ∗ 𝑃𝑂𝑅² + 0.077718 ∗ 𝑃𝑆 ∗ 𝑃𝑂𝑅 − 0.00298 ∗ 𝑃𝑆² ∗ 𝑃𝑂𝑅² − 20.019492 ∗ 𝑃𝐶² ∗ 𝑃𝑂𝑅² + 0.0000173 ∗ 𝑃𝑆² ∗ 𝑃𝐶 + 0.02733 ∗ 𝑃𝐶² ∗ 𝑃𝑂𝑅 + 30.001434 ∗ 𝑃𝑆² ∗ 𝑃𝑂𝑅 − 0.0000035 ∗ 𝑃𝐶² ∗ 𝑃𝑆) Avec,

PC = Taux d’argile (Percent Clay) 5<PC<60 ; PS = Taux de sable (Percent Sand) 5<PS<70 ; POR = Porosité

𝑃𝑂𝑅 = 1 − ^𝜌 𝜌𝑠 Avec,

ρ = densité du sol

ρs = densité du sol sec, égale à 2.65 g/cm³

Le seuil pour considérer un sol peu épais et donc favorable au ruissellement a été fixé à 50 cm. La Figure II-4 présente la répartition des profondeurs de sols en France métropolitaine. La légende ne donne pas d’information sur les sols avec une épaisseur supérieure à 1 mètre, mais dans certaines régions, les épaisseurs de sols peuvent aller de 5 à 15 mètres et jusqu’à 20 mètres par endroits, par exemple dans le nord de la France (Seine-Maritime, Picardie) (Landemaine, 2017). Pour la zone d’étude, l’ensemble du bassin versant est donc défavorable au ruissellement en termes de profondeur.

FIGURE II-4 : CARTE DES PROFONDEURS DE SOLS EN FRANCE METROPOLITAINE ; EXTRAIT DU SITE DU GIS SOL (GIS SOL, n.d.)

Le seuil pour l’indicateur d’érodabilité se base sur les fonctions de pédo-transfert permettant de convertir les données de texture du sol en 5 classes de sensibilité à l’érosion (Figure II-5). Pour la paramétrisation du logiciel iRIP©, les sols considérés comme favorables à l’érosion sont les sols avec une sensibilité supérieure ou égale à 3/5.

Chapitre 1 : Création d’une méthode d’évaluation par comparaison avec les impacts sur la voie ferrée

FIGURE II-5: REGLES DE PEDOTRANSFERT PERMETTANT DE CONVERTIR LES DONNEES TEXTURALES EN CLASSES D’ERODABILITE PAR PROJECTION DANS LES TRIANGLES DE TEXTURE REDECOUPES EN 5 CLASSES DE SENSIBILITE DE 1 (TRES FAIBLE) A 5 (TRES

FORTE) (SOURCE : CERDAN ET AL., 2006 ET INRA/IFEN) L’INDICATEUR D’OCCUPATION DU SOL

Le Mode d’Occupation des Sols de la région Haute-Normandie de 2009⁶, librement téléchargeable, est utilisé pour l’indicateur d’occupation du sol. Cette carte d’occupation des sols, réalisée par photo-interprétation, est à l’échelle de 1/2000 pour les zones urbaines et 1/5000 pour les zones rurales. Cette donnée offre un classement de l’occupation du sol en 41 catégories réparties dans 4 grands types, les territoires artificialisées, les territoires agricoles, les forêts et milieux semi-naturels et les surfaces en eau, se déclinant chacun sous quatre niveaux de précision (nomenclature disponible sur le site internet du MOS Haute-Normandie). Pour le paramétrage du logiciel iRIP©, les zones considérées comme favorables à la production du ruissellement sont l’ensemble des territoires artificialisés (nomenclature N1), ainsi que les terres arables hors périmètre d’irrigation (N221), les cultures permanentes de type pépinières (N225), les zones de coupes et autres travaux forestiers (N314), les schorres (ou prés salés) (N321), les roches nues (N332), les étendues de sédiments fins (N333) et les tourbières (N336).

L’INDICATEUR DES AXES LINEAIRES AU SOL

Seules les routes sont considérées pour l’indicateur des axes linéaires au sol. L’étude des cartes IRIP se faisant principalement autour de l’emprise ferroviaire, il a été décidé de ne pas considérer les voies ferrées pour cet indicateur, afin de ne pas biaiser l’analyse en ayant un niveau supplémentaire dans la carte de transfert pour toute la voie ferrée. La donnée utilisée pour prendre en compte les routes dans les cartes IRIP est la donnée ROUTE 500® de l’IGN, à l’échelle de 1/500 000⁷. L’indicateur est donc considéré comme favorable au transfert du ruissellement aux niveaux des routes et sur une zone de 50 m de part et d’autre (deux fois la résolution du MNT).

LES INDICATEURS LIES AU MNT

Le Modèle Numérique de Terrain de la BD ALTI® de l’IGN de résolution 25 m est utilisé⁸. Cette donnée a été constituée via des numérisations de cartes et des restitutions photogrammétriques. Les valeurs d’altitude sont arrondies au mètre. Cinq indicateurs sont basés sur l’analyse du MNT : La pente, l’indice topographique, les ruptures de pentes, l’indice de Horton et l’aire drainée. Le seuil d’aire drainée est fixé à 100 ha, le seuil de l’indice de Horton est à 1, et la méthode de calcul des ruptures de pente est expliquée en partie 1 section 3.2.3.7. Concernant la distinction favorable/défavorable pour la pente et l’indice topographique, une méthode de classification est utilisée via la fonction « cluster analysis for 6 http://mos.hautenormandie.fr/ 7http://professionnels.ign.fr/route500 8 http://professionnels.ign.fr/bdalti

Partie 2 : Evaluation et développement de la méthode IRIP sur la ligne de Paris-Saint-Lazare au Havre

grids » du logiciel SAGA GIS. La classification ne donne pas de seuil fixe mais fournit pour chaque classe le nombre d’éléments, la moyenne et l’écart-type. Pour la pente, la valeur moyenne est de 20 % pour la classe forte, et de 3 % la classe faible. De la même manière, pour l’indice topographique, la valeur moyenne est de 19,9 pour la classe forte et de 14,8 pour la classe faible (Figure II-6).

FIGURE II-6 : INFORMATIONS STATISTIQUES (m = MOYENNE, σ = ECART-TYPE) SUR LES DEUX CLASSES DE PENTES ET D'INDICES TOPOGRAPHIQUES

1.2.2.2. PRESENTATION DES CARTES IRIP SUR LA ZONE D’ETUDE