cartographie de l’aléa d’érosion des sols à partir des

SAGEO’2007, pages 00 à 00

Cartographie de l’aléa d’érosion des sols à partir des photographies aériennes et d’un SIG : le cas du bassin versant de l’oued Sbeïtla (Tunisie centrale). N° Login : 58

RÉSUMÉ. L’analyse diachronique de plusieurs séries de photographies aériennes orthorectifiées a permis de comprendre la dynamique des paysages naturels anthropisés du bassin versant de l’oued Sbeïtla depuis les années quarante du siècle dernier. Cette étude, appuyée par le croisement de différentes cartes thématiques et l’analyse d’images de télédétection, a permis de cartographier l’aléa d’érosion des sols à l’échelle de tout le bassin étudié. Les délais, relativement comparables, séparant les différentes missions de photographies aériennes (1948, 1963, 1973, 1988 et 2000) ont révélé des tendances très variables de l’érosion actuelle et des contrastes importants entres les différents secteurs du bassin. La répartition spatiale de l’érosion dépend particulièrement des activités anthropiques, suivies des conditions physiques locales des secteurs affectés (la lithologie, le climat, la végétation, les aspects de la surface…). ABSTRACT. The analysis of several series of orthorectified aerial photographs facilitated the study of the landscape evolution since the forties of the last century in the Sbeïtla Wadi catchment. GIS and remote sensing techniques were employed to map soil erosion hazard in the study area. Comparative assessment of the various aerial coverages (1948, 1963, 1973, 1988 and 2000) revealed important spatial and temporal variation and contrasts in terms of magnitude and rate of erosion within the basin. This variation of the erosion depends particularly on nature and intensity of human activities, then on the local physical conditions of the affected areas (e.g. lithology, climate, natural vegetation, topography). MOTS-CLÉS : cartographie, érosion, aléa, photographie aérienne, orthorectification, SIG, Sbeïtla, Tunisie centrale. KEYWORDS: mapping, erosion, hazard, aerial photograph, orthorectification, GIS, Sbeïtla, Central Tunisia.

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1. Introduction

En Tunisie, comme souvent ailleurs, l’érosion des terres est une préoccupation nationale (Poncet, 1958 ; Hamza, 1988 ; Bourgou, 1993 ; Oueslati, 1999 ; Khatteli, 1996 ; Louhichi, 2001 ; Mlaouhi, 2003 ; Kardous, 2005). Cependant, dans ce pays, les essais cartographiques de l’érosion et de ses aléas sont très fragmentaires et souvent à petites échelles (Belaid, 1967 ; Bannour et al, 1978 ; Hamza, 1988; Bourgou, 1993; Mlaouhi, 2003). La plupart des cartes d’érosion, qui concernent souvent les terrains respectifs des chercheurs, ont adopté des techniques et des outils différents et proposent en conséquence des résultats et des légendes peu comparables. Au cours des deux dernières décennies, ces techniques et outils ont beaucoup évolué (CAO, SIG, télédétection, MNT, GPS, géoréférencement, orthorectification…), ce qui a amélioré les résultats, notamment en ce qui concerne la quantification de l’érosion (exp. Khatteli, 1996 ; Ben Chaabane, 2000 ; Louhichi, 2001 ; Boujarra et al., 2002 ; Kardous, 2005 ; Zerai et al., 2004 et 2006 ; Zerai, 2006…), mais les essais cartographiques de l’érosion et de ses aléas restent toujours rares.

La carte de l’aléa d’érosion des sols dans le bassin versant de l’oued Sbeïtla est une contribution à l’étude de l’érosion et sa répartition spatiale en Tunisie centrale. Elle est issue d’une étude diachronique de plusieurs missions de photographies aériennes et d’un SIG. La légende proposée a adopté certains symboles et figurés des travaux indiqués ci-dessus et en suggère d’autres afin de faciliter la lecture de la carte. Elle pourra pour sa part être améliorée par les travaux ultérieurs afin d’homogénéiser les résultats et mieux comparer les tendances de l’érosion et sa répartition régionale en Tunisie. Ceci pourra être favorisé par les tendances de certains géographes tunisiens, notamment les jeunes, à étudier l’érosion et la quantifier à partir de la cartographie automatique, la photo-interprétation et les nouveaux outils, de plus en plus sollicités.

2. Méthodologie et outils

Dans le cadre d’un SIG qui tend à étudier les environnements actuels et l’évolution de l’occupation des sols dans le bassin versant de l’oued Sbeïtla, une grande base de données cartographiques, photographiques et statistiques a été analysée. Plus de 519 photographies aériennes, issues de cinq missions différentes (1948, 1963, 1973, 1988 et 2000), ont été étudiées. Ceci a côté de l’analyse de plusieurs séries temporelles de scènes satellitaires (Landsat et Spot), des cartes topographiques et géologiques, des séries statistiques et des données récoltées sur le terrain. Toutes les photographies aériennes ont été géoréférenciées et en partie orthorectifiées, notamment dans les zones accidentées (montagnes). Les différentes cartes ont été géoréférenciées à la même projection des scènes satellitaires et des photographies aériennes, ce qui a donné plusieurs fonds photographiques multi-

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dates, superposables et comparables. Les différentes photographies aériennes, prises à des échelles de 1/20 000 à 1/25 000, numérisées à une très haute résolution, géoréférenciées et en partie orthorectifiées, ont données des mosaïques bien superposables, ayant une marge d’erreur inférieur à 1m. Cette dernière est relativement satisfaisante, vu l’étendue des mosaïques qui couvrent l’intégralité du bassin (702 km²). Ces mosaïques ont permis de cartographier les changements des paysages et répartition spatiale de l’érosion dans tout le bassin. La confrontation de ces résultats à de longues séries de données climatiques et socio-économiques à aider à mieux comprendre les tendances de l’érosion actuelle et à déterminer le poids réel de chacun de ses facteurs et, par conséquent, à trouver les moyens de lutte adéquats.

Le géoréférencement et l’orthorectification des photographies ont été effectués avec le logiciel Erdas Imagine 8.4 (Polynomial rectification et Orthobase), l’analyse spatiale et le croisement des données avec Arcview 3.2 et Arcgis 8.3 et enfin la cartographie et la finition des graphiques avec Adobe Illustrator 10.

3. Un milieu propice aux actions de l’érosion

Situé à la limite entre la Dorsale et les hautes steppes tunisiennes, le bassin versant de l’oued Sbeïtla présente une topographie contrastée, dominée par des chaînes montagneuses en amont, où culmine le djebel Semmama (1356m). Dans le reste du bassin s’étendent des plateaux séparés, par endroits, par des plaines ne dépassant pas les 500m d’altitude. De forme subrectangulaire, allongée dans la direction NO-SE, il est perpendiculaire à la direction atlasique des alignements montagneux (Figure 1). Cette orientation a fait que les cours d’eau principaux qui prennent naissance à l’extrémité NO du bassin sont obligés de contourner les alignements montagneux qui les barrent pour atteindre leur exutoire à l’extremité SE du bassin (Figure 2-E). Cette position a favorisé les formes d’inadaptation du réseau hydrographique, accentué les pentes (Figure 2-B), accéléré l’érosion, voire influencé l’agencement des modelés fluviatiles quaternaires (Zerai, 2006).

Le dispositif lithologique, très contrasté et dominé par les formations tendres et meubles, a favorisé les différents processus de l’érosion hydrique et éolienne (Figure 2-C). Les formations encroûtées qui protègent efficacement les terres sont souvent recouvertes par des dépôts tendres facilement attaqués par les processus de l’érosion linéaire. Le couvert végétal naturel, qui fixe les sols et lutte efficacement contre les deux types d’érosion dominants dans la région, hydrique et éolien, est très dégradé dans le bassin (Figure 2-D). L’indice de végétation NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) résume l’état du couvert végétal du bassin (Figure 2-D). Cet indice qui se calcule à partir des réflectances mesurées dans les bandes visible rouge et le proche infrarouge (Richards, 1986), donne des valeurs qui s’étendent théoriquement de -1 à 1. Ces valeurs ont été traduites sur le logiciel Erdas Imagine en une carte en niveau de gris (valeurs de 0 à 255), où la couleur noir (valeur 0)

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indique une absence totale de la végétation et la couleur blanc (255) marque la végétation dense et très verte. Sur la carte de la végétation (Figure 2-D), le couvert végétal relativement dense ne concerne que les zones montagneuses, notamment le djebel Semmama. Les secteurs de formes géométriques au centre du bassin, ayant de fortes valeurs NDVI, sont des périmètres irrigués où poussent des plantes vertes et « saines » qui montrent une réponse plus grande dans le proche infrarouge que dans le visible (Richards, 1986).

Figure 1. Localisation de bassin versant de l’oued Sbeïtla.

Le reste du bassin présente plutôt une couleur grise à sombre indiquant des sols nus ou à végétation ouverte et très dégradée. La date de la prise de l’image Lansat qui a servi dans le calcul de cet indice (7 juin 2001), explique la faible représentativité des terres de cultures, hors les périmètres irrigués. En effet, l’été correspond à la saison des récoltes de céréales, c’est-à-dire à une végétation très pauvre en chlorophylle et en eau et par conséquent à faible réflectance en proche infrarouge.


Figure 2. Caractéristiques physiques du bassin versant de l’oued Sbeïtla : hypsométrie (A), carte des pentes (B), lithologie (C), l’indice de végétation NDVI (D), les sous-bassins et hiérarchie du réseau hydrographique (E), la transformation Tasseled Cap d’une image Landsat (F).

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Pour déterminer le rôle de la végétation et de l’humidité du sol dans l’érosion des sols, notamment la déflation éolienne, nous avons effectué une transformation Tasseled Cap sur une image Landsat TM (1988) couvrant tout le bassin (Figure 2-F). Cette transformation permet de créer trois bandes spectrales indiquant respectivement l’indice de brillance du sol (bande 1), l’indice de la végétation (bande 2) et l’indice de l’humidité du sol (bande 3) (Kauth et Thomas, 1976). Si l’on applique aux valeurs de réflectance des images Landsat 7 ETM+, elle peut expliquer plus de 97 % de la variance spectrale des images (Huang et al., 2002). La figure 2 (F) est une composition colorée des trois bandes spectrales indiquées ci-dessus. Elle montre en rouge la brillance du sol, en vert l’intensité et l’état du couvert végétal et en bleu l’eau et l’humidité du sol. La forêt, qui apparaît ici en cyan (bleu + vert), s’étend essentiellement en amont du bassin (Semmama, Douleb et Tioucha), alors que les terres de culture apparaissent en vert clair dans les plaines et sur les piémonts. La couleur rouge, qui indique la brillance des sols nus, s’étend essentiellement en aval et au milieu du bassin, et devient plus intense dans les fonds d’oueds ou sur les surfaces encroûtées (Figure 2-F). En aval du bassin, elle correspond en gros au secteur concerné par la déflation éolienne, où la structure des sols nus est meuble et leur texture est essentiellement sableuse (Zerai et al, 2006). Au milieu du bassin, les sols nus correspondent principalement aux surfaces encroûtées et aux talus de raccordement entre les niveaux quaternaires. L’humidité des sols, la troisième composante de la transformation Tasseled cap, concerne souvent les zones relativement occupées par la végétation, tel que les nappes alfatières des piémonts septentrionaux des djebels Rheradok et Maargba (couleur bleu foncé). La transformation Tasseled cap montre que les sols dans le secteur aval du bassin versant de l’oued Sbeïtla sont nus, secs et très peu couverts par la végétation, ce qui y a amplifié les actions de la déflation éolienne.

Le climat est un facteur essentiel de la morphogenèse dans le bassin versant de l’oued Sbeïtla. Ici, comme dans toutes les régions arides et semi-arides, l’irrégularité temporelle et spatiale des pluies est la règle (exp. Tricart et Cailleux, 1969). Environ 40 % des précipitations dans le bassin versant de l’oued Sbeïtla tombent sous forme d’averses (Hamza, 1988). Les données pluviométriques journalières enregistrées dans la station de Garet El-Atach ont permis d’étudier l’occurrence de ces averses 1 et leur répartition saisonnière durant la période 1928-2002 (Figure 3). La station de Garet El-Atach a connu 245 averses au cours de la même période, faisant un total pluviométrique de 7 658 mm, soit une moyenne de 31,26 mm/averse. Si l’on compare avec la pluviométrie totale durant la même période (19 781mm), la part des averses dans cette station atteint 38,71 %.

1. selon A. Hamza (1988), une averse ou pluie torrentielle correspond à un volume minimal de 20mm précipité en 24 heures. Au nord du pays, ce seuil s’élève à 30 mm/24 heures (Bortoli, 1969).


Figure 3. Répartition saisonnière des averses dans la station de Garaet El-Atach entre 1928 et 2002 2.

(en %) automne hiver printemps été total

20-30mm 23.27 13.88 16.73 11.43 65.31

31-40mm 6.53 3.67 2.86 4.49 17.55

41-50mm 2.45 2.86 2.45 1.22 8.98

>50mm 5.31 0.41 1.22 1.22 8.16

Total 37.55 20.82 23.27 18.37 100.00

Table 1. Régime des averses dans la station de Garaet El-Atach entre 1928 et 2002.

2. L'échelle des abscisses commence par le mois de février 1928 (n° 1) et finit par le mois d'août 2002 (n° 826), sachant que la série de données contient les lacunes suivantes : de juillet 1957 à mars 1960 ; de décembre 1971 à janvier 1972 ; de mai 1972 à octobre 1972 ; de janvier 1973 à novembre 1973 et de mars 1974 à février 1975 inclus, soit 64 mois au total. Ce qui compte sur ce graphique la couleur des symboles; en bleu l’automne, en rouge l’hiver, en vert le printemps et en jaune l’été.

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Les 245 averses ont été réparties sur un diagramme, dans lequel on a utilisé quatre couleurs pour distinguer les averses de chaque saison (Figure 3). La couleur bleu, qui indique les averses automnales, domine les autres avec 37,55 % des cas, soit 92 averses générées pendant la saison des labours (Tab. 1). L’automne concentre aussi la quasi-totalité des averses les plus fortes. En effet, 13 des 20 averses dépassant 50 mm/ 24 heures sont automnales (Figure 3). De ces 13 averses automnales, 6 ont été générées lors de l’évènement pluviométrique exceptionnel de septembre et octobre 1969 (Figure 3). Imaginons les effets de telles averses sur des sols récemment labourés, les volumes de terres érodées et déplacées peuvent être extraordinaires. Dans le bassin versant de l’oued Zroud où s’inscrit notre zone d’étude, l’événement hydrologique exceptionnel de l’automne 1969 a provoqué l’érosion de 275 millions de m³ de terre (Oueslati, 1999). Sur la figure 3, le printemps occupe la seconde position avec 57 averses, suivie par l’hiver et l’été avec respectivement 51 et 45 averses. Ainsi, le régime saisonnier des averses dans la station de Garet El-Atach est de type APHE (Tab.11). A l’irrégularité des pluies s’ajoutent de fortes amplitudes thermiques et une déflation éolienne très efficace à l’aval du bassin (Zerai, 2001 ; Zerai et al, 2005).

Le croisement des différentes cartes de la figure 2, ajouté à l’étude diachronique des différentes missions de photographies aériennes, a aidé à accomplir la carte de l’aléa d’érosion qu’on détaillera à la fin de cette note. Mais, avant on doit présenter le rôle du facteur anthropique, qui a souvent amplifié les actions de l’érosion des sols.

4. Une forte pression anthropique

Après une chute démographique au milieu du XIXe siècle (Attia, 1977 ; Hamza, 1988), la région de Sbeïtla a connu une croissance démographique rapide à partir des années trente du siècle dernier (Hamza, 1988). L’extension de la ville de Sbeïtla depuis la fin des années quarante du siècle dernier indique cette augmentation rapide de la population (Figure 4). La superficie de cette ville a triplé entre 1948 et 1988, passant de 53 ha à 154 ha (Table 2). Environ 1/3 de son extension totale a été effectué entre 1973 et 1988, soit environ 52 ha de terres envahies par de nouveaux habitats (Table 2). La crise rurale qui touche certains secteurs de la délégation de Sbeïtla, notamment les secteurs concernés par une importante activité éolienne (El-Athar et Garâa El-Hamra), a favorisé l’extension de la ville (Zerai, 2006).

Cette augmentation de la population a été accompagnée d’une pression anthropique de plus en plus forte sur les ressources naturelles de la région, notamment le couvert végétal. Entre 1948 et 1988, le secteur aval du bassin versant de l’oued Sbeïtla a connu une extension considérable des terres de culture (+ 1600 ha), essentiellement aux dépens de la végétation naturelle qui a perdu plus de 1100 ha de sa superficie (Zerai et al 2006). L’adoption de certaines techniques et pratiques culturales non adaptées aux besoins et aux milieux de la région ont amplifié la crise


érosive actuelle. Certaines de ces pratiques, comme les labours intensifs, coïncident avec la saison automnale qui connaît les averses les plus fortes (Figure 3). Ces labours fragilisent les sols et les préparent aux actions de l’érosion hydrique et éolienne.

Figure 4. L’extension de la ville de Sbeïtla entre 1948 et 1988.

Période 1948 1963 1973 1988 Evol.

1948-63 Evol.

1963-73 Evol.

1973-88 Evol.

1948-88 Surface de la ville (ha) 53 72 101 154 35.85 % 40.28 % 52.48 % 190.57 %

Table 2. Evolution de la superficie de la ville de Sbeïtla en 40 ans.

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Le facteur anthropique a souvent amplifié les actions des autres facteurs de l’érosion. Nous prenons dans ce qui suit l’exemple de quelques aménagements construits afin de limiter l’érosion hydrique, mais ces aménagements ont joué un rôle tout a fait inverse. La figure 5 est issue d’une étude comparative de cinq missions de photographies aériennes orthorectifiées (1948, 1963, 1973, 1988 et 2000). Cette étude a permis de quantifier les sapements de la berge gauche du cours aval de l’oued et de comprendre leurs tendances au cours de la seconde moitié du XXe siècle. D’une longueur de 1,2 km et d’une hauteur moyenne de 4,5 m, cette berge gauche a reculé de 59 m en moyenne au cours de la période 1948-2000. La berge droite a été, par contre, épargnée de tout phénomène de sapement grâce à des apports éoliens qui assurent une couverture épaisse et permanente qui la protège (Zerai et al, 2006). On remarque que la grande partie des sapements a été effectuée au cours de la période de 1963-1973, environ 4 des 7 hectares sapés (59 %) (Table 3). Ce recul énorme entre 1963 et 1973, d’une berge si haute et si longue, est dû à l’évènement hydrologique le plus exceptionnel qu’a connu la Tunisie durant le siècle dernier, à savoir les inondations de l’automne 1969 (Zerai et al, 2006). Au cours de ces inondations, la berge a reculé, au centre du secteur étudié, d’environ 40 m en quelques jours (Figure 6).

Ce qui attire l’attention sur la figure 5, la mauvaise répartition des sapements effectués entre 1988 et 2000, tout au long de la berge étudiée. En effet, contrairement aux trois périodes précédentes (1948-63, 1963-73 et 1973-88), cette période de 12 ans a connu un recul de 35 m sur un transect d’environ 300 m de longueur, alors que tout le reste de la berge n’a reculé que de 5 m seulement. Pour mieux comprendre les raisons de la concentration de l’érosion sur une petite partie de la berge au cours de la période de 1988-2000, on a marqué, sur les deux fonds aériens de 1988 et 2000, les chenaux actifs respectifs par des lignes bleues interrompues et les aménagements anti-érosifs dans des cercles rouges (Figure 5). Il faut aussi noter que la période 1988-2000 a débuté par deux averses exceptionnelles dépassant chacune 70 mm en 24 heures (Figure 3). La première a eu lieu le 11 avril 1989 et a atteint 78 mm, contre 73 mm pour la seconde, ayant lieu le 6 août de l’année suivante (Figure 3). Ces deux averses ont eu un rôle considérable dans les sapements effectués durant la période 1988-2000. En 1988, les chenaux actifs coulaient à proximité de la berge, notamment à la base du transect remarquablement érodé (Figure 5). Ceci y a amplifié l’érosion lors des deux averses générées au cours des deux années suivantes. Mais, la cause réelle de l’amplification des sapements à cet endroit est en fait anthropique. En effet, le développement des sapements sur la rive gauche de l’oued Sbeïtla a obligé la direction locale de la Conservation des Eaux et des Sols (CES) à construire, au niveau du secteur étudié, 4 gabions en grillages et pierres sèches pour protéger la berge, en déviant les eaux vers la rive droite (Figure 5). Ces gabions, construits à la fin de l’année 1991, ont une direction plus ou moins perpendiculaire à la berge et s’allongent, chacune, sur 50 à 100 m de longueur, dont 10 à 15 m ancrés dans la terrasse.


Figure 5. Evolution des sapements sur la berge gauche de l’oued Sbeïtla entre 1948 et 2000 et rôle du facteur anthropique.

Superficie érodée Vitesse d'érosion Période Nombre

d'années m2 % m2.an-1 1948-1963 15 9554 13,50 6371963-1973 10 41701 58,93 41701973-1988 15 8881 12,55 5921988-2000 12 10622 15,01 885Total 52 70759 100 1361

Table 3. Evolution des sapements de berges sur le rive gauche de l’oued Sbeïtla entre 1948 et 2000.

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Lors de l’étude et la construction de ces gabions anti-érosifs, les aménageurs n’ont pas pris en compte le rôle des accumulations éoliennes de la rive droite, connues par leur effet très perturbateur des écoulements de l’oued Sbeïtla (Zerai, 2006 ; Zerai et al., 2005 et 2006). Ceci a donné à ces aménagements un rôle inverse de celui pour lesquels ils ont été construits. En effet, sur la photo aérienne de l’année 2000 (Figure 5), on voit que les deux gabions de l’amont ont fortement dévié les eaux vers la rive droite où les accumulations éoliennes les ont bloquées et les ont repoussées à nouveau vers la rive gauche, au niveau du transect fortement érodé, qui se situe en gros entre le 2ème et le 3ème gabion (en allant de l’amont vers l’aval). Ainsi, le chenal actif dessine un trajet méandriforme qui contourne le deuxième gabion avant d’aller tout droit vers le transect fortement érodé (Figure 5). Le 3ème gabion de direction presque perpendiculaire à la berge, a barré les eaux au lieu de les dévier, et même les a poussé vers la berge. Le courant très actif à ce niveau, a même détruit une grande partie de ce gabion et a mis au jour sa partie ancrée dans la terrasse (Figure 5). Les aménageurs ont dû réduire l’angle que font ces gabions avec la berge pour que les eaux ne soient pas fortement déviées vers les accumulations éoliennes, ni bloquées et déviées vers la berge. Des gabions légèrement obliques à la berge protègent la terrasse de la rive gauche sans trop déranger les accumulations éoliennes de rive droite. Ces accumulations éoliennes, abondantes et continues, finissent toujours par gagner de l’espace aux dépens des écoulements hydriques (Zerai et al., 2006).

Figure 6. Une berge ayant reculé de plus de 40 m pendant les inondations de l’automne 1969 (cours aval de l’oued Sbeïtla).


5. La carte de l’aléa de l’érosion : répartition régionale et gravité

La carte de l’érosion du bassin versant de l’oued Sbeïtla a été effectuée à partir de l’analyse d’une grande base de données cartographiques et photographiques et de plusieurs missions de travaux sur le terrain (Figure 7). L’étude quantitative de l’érosion dans plusieurs secteurs dans le bassin a facilité la compréhension des tendances de la morphogenèse et sa répartition régionale dans la zone étudiée (Zerai et al, 2004). Vu la complexité de la réalisation des cartes d’érosion, puisque les manifestations cartographiées sont simultanément liées à plusieurs paramètres différents, on a essayé de marquer chaque secteur du bassin par le ou les types d’érosion les plus répandus, en tenant compte des différentes conditions locales de chaque secteur. La légende proposée (Figure 7) expose les figurés et les symboles en fonction des agents dominants de la morphogenèse (eau et vent) et la position du secteur dans le bassin versant étudié (zones de collecte des eaux, de transport et d’accumulation). Ici, on a utilisé des dégradés de couleur dans lesquels l’intensité de la nuance augmente avec la gravité de l’érosion. Pour les formes d’érosion complexes, on a choisi des motifs transparents qui laissent apparaître les couleurs du fond. Les symboles et les couleurs de certaines formes d’érosion ou d’accumulation ont été influencés par la cartographie géomorphologique, ce qui facilite davantage la lecture de la carte.

Une simple vue sur la carte de l’érosion dans le bassin versant de l’oued Sbeïtla montre que la répartition de l’érosion est très dépendante des activités anthropiques et des différentes conditions physiques détaillés au début de cette note.

5.1. Une érosion modérée sur les affleurements géologiques

Dans les zones de collecte des eaux (secteurs montagneux) affleure un substratum principalement calcaire (couleur bleu clair ; Figure 7). Ce type de substratum, nu ou recouvert de sols, résiste efficacement à l’érosion. En effet, quand les affleurements calcaires sont découverts, ils résistent à l’érosion mécanique grâce à leur structure très cohérente. Quand ils sont recouverts de sols, le couvert forestier, généralement dense à ces endroits perchés, reprend le relais en fixant ces sols et en y limitant le ruissellement concentré. Néanmoins, au moment où ces sols seront démunis de leur couvert végétal, ils seront très rapidement érodés, vu leur épaisseur limitée et leur structure très contrastée par rapport aux calcaires sous-jacents. L’érosion dans les secteurs à affleurements tendres (argile, marne, sable) est relativement active, notamment quand ils sont peu couverts par la végétation. Ces secteurs, où se développent souvent des ravinements élémentaires ou hiérarchisés, peuvent connaître des mouvements de masse, tel est le cas du versant nord du djebel Semmama (Figure 7). Comme les affleurements tendres sont limités par rapport à ceux cohérents, on peut considérer que l’érosion dans les zones de collectes des eaux est relativement modérée, malgré leur aspect très pentu.

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5. 2. Les secteurs peu affectés : secteurs à écoulements diffus et à décapage superficiel

Les secteurs peu affectés par l’érosion s’étendent particulièrement aux pourtours des djebels et sur les glacis et les glacis-terrasses encroûtés (couleur rouge très clair ; Figure 7). A ces endroits, l’érosion s’effectue généralement par décapage superficiel et par pavage sous des ruissellements souvent diffus. Ces derniers laissent à la surface de certains niveaux quaternaires à texture grossière, des traînées de cailloux, après le lessivage des éléments fins. Ce type d’érosion modérée se développe particulièrement sur le versant sud du djebel Semmama et le versant nord du djebel Mrhila (Figure 7). Plusieurs facteurs atténuent l’érosion dans ces secteurs. Les plus importants sont d’ordre lithologique, puisque ces surfaces sont souvent sellées par des croûtes calcaires qui entravent la concentration des eaux et atténuent l’érosion régressive. Puis, on trouve les facteurs anthropiques, car ces secteurs, perchés et peu fertiles, sont moins marqués par les activités agricoles, notamment céréalières.

Figure 7. La carte de l’aléa d’érosion du bassin versant de l’oued Sbeïtla.

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Aussi, le couvert végétal naturel qui les marque est souvent constitué de l’alfa qui fixe bien son support édaphique. Toutefois, les talus de raccordement qui relient les différents niveaux quaternaires sont plus affectés par l’érosion hydrique, particulièrement régressive. Ces talus, où affleurent parfois les argiles miocènes, peuvent être le lieu de quelques mouvements de masse (Hamza, 1988).

5.3. Les secteurs moyennement affectés : secteurs à ravinements élémentaires et à sapements

Les secteurs moyennement affectés par l’érosion sont très étendus et caractérisent l’amont du bassin, comme l’aval (couleur rouge moyennement intense ; Figure 7). Ces secteurs sont marqués par plusieurs processus d’érosion, mais ceux qui les marquent vraiment sont les sapements et les ravinements élémentaires. On y trouve aussi, à un moindre degré, le ravinement hiérarchisé et la suffosion. Ces secteurs correspondent généralement à des dépôts non encroûtés d’âge holocène (Zerai, 2006). Ces dépôts, meubles et de texture fine, favorisent par endroits la déflation éolienne. Les sapements sont très actifs sur les collecteurs principaux du bassin, notamment sur les berges gauches des cours aval de Sbeïtla et de Melouia (Figure 7). Pour ces derniers, les sapements de berges ont été indirectement amplifiés par des dépôts éoliens, accumulés sur les berges droites (Zerai et al, 2006). Les sapements de berges sont peu efficaces sur les affluents, marqués par les ravinements élémentaires, qui évoluent généralement par érosion régressive et qui deviennent parfois hiérarchisés.

Les facteurs de l’érosion dans les secteurs moyennement affectés sont principalement anthropiques. En effet, la forte mise en valeur de ces secteurs non encroûtés a été responsable de l’éradication totale de la végétation spontanée et de l’apparition de ravines sur les terres céréalières. La lithologie, meuble et fine, a aussi son rôle dans l’érosion de ces secteurs, puisque ce type de lithologie est propice aux sapements de berges et à l’érosion régressive, contrairement aux surfaces encroûtées qui marquent les secteurs peu affectés. Les mêmes secteurs sont parfois marqués par des zones d’accumulation, peu affectées par l’érosion. Ces zones d’accumulations, qui prennent la forme de petits cônes d’épandage et de dépressions endoréiques, sont liées à des conditions locales d’ordre hydrologique, topographique, voire tectonique (figurés en vert et en bleu foncé ; Figure 7). Sur le versant sud du djebel Semmama, ces zones sont liées à de petits secteurs de subsidence, où de petits cônes d’épandage ont été déposés (Figure 7). En effet, les cours d’eau, encaissés vers l’amont, deviennent à ces endroits superficiels et tendent même à alluvionner, avant qu’ils ne s’encaissent à nouveau vers l’aval.


5.4. Les secteurs très affectés : secteurs à ravinements hiérarchisés et à sapements très actifs

Nous avons qualifié les secteurs très marqués par les ravinements hiérarchisés de secteurs très affectés par l’érosion actuelle, car ce type de ravinement stérilise entièrement les zones touchées et aboutit à des badlands généralisés. Les secteurs très affectés par l’érosion marquent principalement le piémont nord du djebel Rheradok, et secondairement l’extrémité sud-est du djebel Mrhila (couleur rouge-brun ; Figure 7). Dans ces secteurs, affleure souvent un substratum argileux miocène qui facilite ce type inquiétant d’érosion hydrique, voire même quelques mouvements de masse (Zerai, 2006). La quantification de ce type d’érosion, en amont de l’oued Snouber, au piémont nord du djebel Rheradok, a montré que les badlands progressent lentement, mais ils affectent de très grandes superficies au même temps, ce qui fait que les aires détruites sont très étendues. A partir d’une mosaïque de photographies aériennes de 1988, couvrant l’intégralité du bassin, on a pu quantifier les terres affectées par le ravinement hiérarchisé. Ces terres affectées atteignent sur le piémont nord du djebel Rheradok environ 240 ha et 65 ha sur le piémont sud-ouest du djebel Mrhila. Ces grandes superficies touchées font de ce type de ravinement un véritable danger pour les terres agricoles (zerai, 2006).

Les ravinements hiérarchisés peuvent agir conjointement avec d’autres processus pour éroder davantage les terres agricoles. C’est le cas, quand ils touchent les terres fines et meubles d’âge Holocène, où ils s’associent généralement aux sapements de berges et aux ravinements élémentaires.

5.5. Les secteurs de l’érosion éolienne

L’érosion éolienne touche principalement le secteur aval du bassin (Figure 7). A cet endroit, les dépôts éoliens les plus importants marquent les rives droites des cours d’eau. Le reste est caractérisé par des saupoudrages éoliens d’ordre secondaire. Les secteurs qui alimentent la dynamique éolienne par les sables sont particulièrement les fonds des oueds et les terrasses holocènes, à lithologie meuble et fine. Les labours successifs sur ces terrasses effritent les sols et facilitent la déflation éolienne. Au niveau des cours aval de l’oued Sbeïtla et de l’oued Melouia, les accumulations éoliennes de rives droites ont fortement perturbé la dynamique hydrique, ce qui a provoqué un phénomène particulier d’interactions eau-vent, amplifiant les sapements de berges sur les rives gauches (Zerai et al., 2006).

6. Conclusion

La répartition spatiale de l’érosion est très dépendante des conditions locales de la zone étudiée. C’est pourquoi on a exposé les différents facteurs de l’érosion dans

# SAGEO’2007

le bassin versant de l’oued Sbeïtla (conditions physiques, bioclimatiques et anthropiques) avant de détailler la carte d’aléa d’érosion. La cartographie de l’érosion est très complexe et nécessite, à côté de la maîtrise de la géomatique et l’analyse spatiale, une bonne connaissance du terrain d’étude, notamment ses caractéristiques géologiques et géomorphologiques et ses différentes relations hommes-milieux. La carte exposée est une contribution à l’étude de l’érosion actuelle en Tunisie centrale. La méthodologie et la légende proposées peuvent être complétées et améliorées, surtout avec la tendance de certains géographes tunisiens à étudier la morphogenèse actuelle et à utiliser de plus en plus les outils de la cartographie automatique et de l’analyse spatiale.

Une partie des traitements de données cartographiques et photographiques a été

effectuée dans le Laboratoire de Géographie Physique de Meudon, UMR 8591. Certaines missions de photographies aériennes ont été fournies par le Laboratoire de Cartographie Géomorphologique, des Milieux, des Environnements et des Dynamiques (CGMED) et la Faculté de Sousse. Les auteurs tiennent à remercier, respectivement, M. Ch. Le Cœur, M. M.R. Karray et M. A. Boujarra.

7. Bibliographie

Attia H., « Les hautes steppes tunisiennes : de la société pastorale à la société paysanne », Thèse doctorat, Paris I, 1977, 722 p.

Bortoli L., « Climatologie et bioclimatologie de la Tunisie septentrionale », Annale INRAT, Tunis, 42, 1, 1969, 235 p.

Belaid R., « Carte de l’érosion de la Tunisie. Echelle 1 : 1 000 000 », Service pédologique, Section d’études et de recherches géomorphologiques, 1967.

Bannour H., Bonvallot J.A., Hamza A., Hentati A., Dimanche P., Rais M., Selmi S., « Carte de l’érosion du Nord et du Centre de la Tunisie », Ministère de l’Agriculture de la Tunisie et l’Organisation des Nations Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture, 1978.

Ben Chaabane H., « L’érosion hydrique sur les piémonts de Jebel Semmama », Rapport de Ministre de l’agriculture et des Ressources en eau, 2000, 30 p.

Boujarra A., Boujelben A., « Etudes de quantification de l'érosion linéaire dans les bassins versants du Sahel septentrional et l'analyse des facteurs qui la contrôlent », Actes des deuxièmes journées d'étude sur les risques naturels du laboratoire CGMED : Risques naturels et environnement, Hammamet-Zaghouan, 11-12-13 octobre, 2002, 15 p.

Bourgou M., « Le bassin versant du Kébir-Miliane (Tunisie Nord-orientale) : Etude géomorphologique », Publ. Univ. Tunis, 2, vol. 33, 1993, 435 p.

Hamza A., « Erosion et lutte anti-érosive dans le bassin versant de l’oued Zroud (Tunisie centrale) : de l’approche exogène à la stratégie technico-paysanne », Thèse Doctorat d’Etat, Strasbourg, 1988, 1038 p.


Huang C., Wylie B., Yang L., Homer C., Zylstra G., « Derivation of a tasseled cap transformation based on Landsat 7 at-satellite reflectance», USGS, EROS Data Center Report, 2002, 10 p.

Kardous M., Quantification de l’érosion éolienne dans les zones arides tunisiennes : approche expérimentale et modélisation. Thèse de Doctorat, Univ. Paris XII, 2005, 298 p.

Kauth R.J., Thomas G.S., « The tasseled cap-a graphic description of the spectral-temporal development of agricultural crops as seen in Landdat », In: Proceedings on the Symposium on Machine Processing of Remotely Sensed Data, West Lafayette, Indiana, June 29- July 1, 1976, p. 41-51.

Khatteli H., Erosion éolienne en Tunisie aride et désertique, Analyse des processus et recherches des moyens de lutte. Thèse de Doctorat en Sciences Biologiques Appliquées, Université de GENT, 1996, 180 p.

Louhichi K., Essai de modélisation bio-économique de la relation agriculture-environnement : le cas de l'érosion en Tunisie. Thèse doctorat, Université Montpellier I, 2001, 250 p.

Mlaouhi A., Climat et érosion par ravinement dans les bassins versants des oueds Maîz et Redjel (Haffouz) Tunisie centrale. Thèse de doctorat, Univ. Aix-Marseille I, 2003, 221 p.

Oueslati A., Les inondations en Tunisie. Publication à compte d’auteur, 1999, 206 p.

Poncet J., Rapport entre les modes d'exploitation agricole et l'érosion des sols en Tunisie. Thèse de doctorat, Paris, 1958, 245 p.

Richards J., « Remote Sensing Digital Image Analysis ». Springer-Verlag, Berlin, Germany, 1986, 281 p.

Tricart J., Cailleux A., « Le modelé des régions sèches ». Traité de géomorphologie, 4, Sedes, Paris, 1969, 472 p.

Zerai K., La dynamique éolienne dans le bassin versant de l’oued Sbeïtla (Tunisie centrale) : Apport à la connaissance des environnements holocènes et actuels. Mémoire de DEA, Université de Paris XII, Paris, 2001, 86 p.

Zerai K., Coque B., « Interactions between fluvial and aeolian processes and role of exceptional hydrological events in the downstream of Sbeïtla Wadi (Central Tunisia) ». Sixth International Conference on Geomorphology, September 7-11, 2005, Zaragoza, Spain,(Oral paper), 2005, Abstracts p. 501.

Zerai K., Coque B., « Evolution de l’érosion hydrique dans le bassin versant de l’oued Sbeïtla (Tunisie centrale) au cours de la seconde moitié du 20ème siècle : Etude quantitative et modélisation à partir d’un SIG ». Actes du colloque « Spatialisation et cartographie en hydrologie », Metz, 8-10 septembre 2004, Mosella, XXIX, 3-4, 2004, p. 271-295.

Zerai K., Coque B., Boujarra A., « Interactions between fluvial and aeolian processes and role of exceptional hydrological events in the downstream of Sbeïtla Wadi (Central Tunisia) ». Geomorphology, 2006, (Accepted) 20 p.

Zerai, K., Les environnements holocènes et actuels dans le basin versant de l’oued Sbeïtla (Tunisie centrale). Thèse de doctorat, Paris, 2006, 333 p.

cartographie de l’aléa d’érosion des sols à partir des

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