Cartographie numérique du réservoir utile des sols à partir de données pédologiques anciennes: Application à la plaine littorale Languedocienne

par Quentin Styc

Projet de thèse en Sciences du sol

Sous la direction de Philippe Lagacherie.

Thèses en préparation à Montpellier, SupAgro , dans le cadre de Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau , en partenariat avec LISAH - étude des interactions entre sols, agrosystèmes et hydrosystèmes (laboratoire) et de Paysages cultivés (equipe de recherche) depuis le 03-04-2017 .


  • Résumé

    Le sol représente la partie très superficielle de l'écorce terrestre à l'interface entre atmosphère, lithosphère, biosphère et anthroposphère. Cette position particulière confère au sol un rôle essentiel vis-à-vis des grands enjeux agro-environnementaux qui se posent à l'échelle planétaire (sécurité alimentaire, changement climatique, urbanisation et artificialisation, gestion de l'eau, etc.) et se déclinent à des échelles très locales au travers des décisions prises par les agriculteurs et les aménageurs intervenant sur les territoires. La gestion de l'eau pour la production agricole, viticole et fruitière que BRL exploitation conduit sur la plaine littorale languedocienne constitue un exemple significatif de l'importance du sol vis à vis de tels enjeux agro-environnementaux. Dans un contexte d'utilisation de l'eau très concurrentielle entre villes, industrie et agriculture, exacerbé par la perspective de changements climatiques significatifs sur la région, il est important de distribuer l'eau d'irrigation avec efficacité et parcimonie. Dans cette perspective, il est important de connaître avec précision les variations de capacité du sol à stocker l'eau pour les plantes au sein des périmètres irrigués dont BRL exploitation assure la gestion. La capacité du sol à stocker l'eau pour les plantes est usuellement quantifiée au travers de la réserve utile (en eau) des sols (RU) qui représente le volume maximal d'eau disponible pour une plante. La RU dépend de plusieurs propriétés « primaires » du sol (texture, profondeur, pierrosité, taux de matière organique) qui varient de façon importante sous les effets conjugués des variations de lithologie, de relief et d'occupation du sol au sein des territoires. A l'échelle d'un site, la RU peut être mesurée directement mais est le plus souvent estimée par des fonctions de pédotransfert (Bouma & van Lanen, 1987) qui utilisent les valeurs connues de propriétés primaires de sol évoquées précédemment. Ainsi, appréhender les variations spatiales de RU sur une zone d'étude donnée reviendrait à spatialiser l'ensemble des propriétés de sol « primaires » constituant la RU. Afin de spatialiser l'ensemble des propriétés primaires de la RU, nous appliquerons le principe général de la Cartographie numérique des sols (CNS) qui consiste à prédire une propriété de sol en utilisant d'une part les données pédologiques disponibles sur la zone d'étude et les données spatiales représentant des éléments du paysage en relation avec les sols (lithologie, occupation du sol, etc.). En parallèle, BRLE dispose sur l'ensemble sur la plaine littorale languedocienne de 228 000 observations de sols. Cette source de données bien qu'ancienne (études pédologiques réalisées par BRL depuis 1957) et incertaine représente une quantité non-négligeable de données d'entrées dans les modèles CNS. L'objectif, à terme, de cette thèse, est de développer une méthode de cartographie de la réserve utile des sols applicable sur un grand nombre de périmètres et utilisant au mieux des données pédologiques anciennes.

  • Titre traduit

    Digital soil mapping of the soil available water content using legacy pedological data: Languedoc littoral plain application


  • Résumé

    Soils represent the superficial layer of Earth's crust between atmosphere, lithosphere and biosphere. This position imparts to the soil a major role in global environmental issues and decline itself in local scale as farmers' decision making. Management of water resource for agricultural production led by BRL Exploitation in the Languedoc's coastal plain is a significative example of soil importance to environmental issues. In a context of water using very competitive between cities, industries and agriculture, exacerbate by the perspective of significative climates changes in the region, it is very important to deliver irrigation water effectively and with parsimony. For doing so, it is important to know with precision, the soil capacity variations to stock water available for plants in BRLE's irrigated areas. The soil capacity for stocking water available for plant is quantified through the available water capacity (AWC) that represents the maximal amount of water available for a plant. AWC depends on several primary soil properties (soil texture, depth, stoniness and organic matter content) that change a lot according to lithology, relief, and land use variations. At a site scale, AWC can be measured directly but most of the time it is estimated by pedotransfert functions (Bouma & Van Lanen, 1987) that use known values of primary soil properties. So, to understand AWC spatial variations corresponds to map the whole set of primary soil properties which constitute AWC. In order to map the whole set of primary soil properties of the AWC, we will apply the Digital Soil Mapping general principle (DSM) that consists to predict soil property using firstly, soil available data in the study area and then, using spatial environment data that represent the relation between landscape elements and soils (lithology, land use, etc.). Meanwhile, BRLE has a large amount of soil observations, 228 000, in the Languedoc's coastal plain. This source of data, although ancient (pedological studies carried out by BRLE since 1957) and uncertain, represents a non-negligible amount of input data in the DSM models. The main objective is to develop a AWC mapping methodology relevant in a large number of areas and using efficiently legacy soil data.