La parcelle de Thies – Sénégal

Dans les deux sections précédentes, le modèle développé au court de ce travail de thèse a été appliqué à des cas tests qui peuvent être qualifiés de cas synthétiques. En effet, les systèmes considérés ont une géométrie simple et des dimensions réduites. Ils ont permis d’évaluer la capacité de notre modèle à représenter les deux types de ruissellement présentés dans les premières parties. Néanmoins, ces situations simples correspondent ra- rement à ce qui se produit sur le terrain. L’objectif de ce dernier chapitre est de confronter notre modèle à un système réel : la parcelle de Thies, au Sénégal [Planchon et al, 2001] [Tatard, 2005] [Tatard et al, 2007]. Les résultats présentés ci-dessous sont des résultats préliminaires à une étude plus détaillée. Ils ont simplement pour objectif d’illustrer la capacité de notre modèle à représenter une dynamique de ruissellement réelle. l’Institut Recherche et Développement (U.R. Solutions) entre 2001 et 2004 [Tatard, 2005] [Tatard et al, 2007]. Cette parcelle fait 10 mètres de long pour 4 mètres de large. La pente moyenne est égale à 1% (cf figure 3.1). Le domaine de subsurface est constitué d’un sol de type sableux (1% d’argile, 7% de limon, 43% de sable fin et 49% de sable grossier). Au cours de la période d’étude, plusieurs expériences sous pluies naturelle ou simulée ont été réalisées. Elles ont permis de tester de nouvelles techniques de mesures (par exemple la Salt Velocity Gauge présentée dans [Planchon et al, 2005]) mais surtout d’étudier en détail la dynamique de ruissellement et d’érosion sur une parcelle de faible pente. Pour chacune des expériences, le ruissellement est de type hortonien. Des méthodes de traçage sont utilisées pour caractériser la dynamique du système. Au cours d’une des expérience, du traceur salin est injecté en différents points de la parcelle et les temps d’arrivée des pics de concentration sont mesurés. Une autre expérience a été réalisée pour mesurer directe- ment les vitesses d’écoulement en surface par la méthode SVG [Planchon et al, 2005]. Ces mesures permettent de caractériser la variabilité du champ de vitesse dans la parcelle et d’étudier les processus d’érosion et de formation de rigoles.

L’expérience du 28 juin 2004 a servi de base à un travail de compréhension de la formation des rigoles et des interactions entre l’hydraulique et l’érosion – i.e. entre vi- tesses d’écoulement et paramètre de rugosité [Tatard, 2005] [Tatard et al, 2007]. Cette expérience est la dernière d’une série de 4 expériences réalisées en juin 2004. On verra plus tard que cela peut avoir une influence sur la dynamique de ruissellement, notamment parce qu’un croûte de battance peut se créer sous l’effet de ces pluies intenses successives. Afin de pouvoir mesurer les vitesses d’écoulement par la méthode SVG de Planchon et al [Planchon et al, 2005], la parcelle est préparée de la manière suivante de façon à obtenir un réseau de rigoles permanent. Tout d’abord, une pluie de 20 mm est appliquée sur la surface non-retravaillée de la parcelle le 21 juin. Le sol est ensuite remanié sur 50 cm. La surface est alors lissée pour obtenir une forme de V avec des pentes d’environ 1%. Les 3 expériences sous pluie simulée du 22, 24 et 26 juin sont alors réalisées : la parcelle est soumise à trois périodes de pluie intenses de 2h chacune, séparées par plus d’un jour sans pluie. L’expérience qui nous intéresse est réalisé le 28 juin. La microtopographie de la parcelle est mesurée avant et après la pluie simulée. L’intensité de la pluie, le débit à l’exutoire ainsi que les vitesses d’écoulement en surface en 68 points de la parcelle sont également mesurées.