Un modèle hydrologique de suivi de la pollution diffuse en bassin versant : approche mécaniste simplifiée de la zone non saturée

• Auteur / Autrice : Philippe Maison
• Direction : Bernard-Henri Caussade
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et environnement
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sols -- Pollution

Écoulement tridimensionnel

Écoulement bidimensionnel

Pollution de l'eau

Polluants agricoles

Résumé

Il est impératif aujourd'hui de pouvoir représenter convenablement le fonctionnement d'un bassin versant rural afin de déterminer ses réactions vis-à-vis de son exploitation et des conditions climatiques. Dans cette optique, et sur la base de travaux antérieurs, nous avons développé un modèle de calcul des débits et d'estimation de la qualité des eaux à l'échelle d'un bassin versant agricole. Nous représentons un bassin versant sous la forme d'une juxtaposition de colonnes de sol homogènes par couches pour tenir compte au mieux et à moindre coût des hétérogénéités spatiales. Une attention particulière a été portée sur la zone non-saturée du sol, siège des principaux processus d'écoulement et de transfert que nous représentons de manière mécaniste. Nous avons, dans un premier temps, appliqué le modèle en parcelle drainée (superficie 1ha ; prof. 1m). Nous avons ainsi pu tester les modélisations utilisées pour représenter la physico-chimie dans la zone non-saturée du sol. Dans un second temps, nous avons associé un modèle de ruissellement de surface bidimensionnel, basé sur le calcul de la vitesse de l'onde cinématique par la méthode de Manning-Strickler, et un modèle bidimensionnel de transfert par couche de sol des polluants agricoles. Les débits sont calculés uniquement en fonction du ruissellement. Le modèle complet a été appliqué sur le bassin d'Auradé (328ha). Nous avons tout d'abord constaté l'influence importante du maillage de surface sur la précision des hydrogrammes et des pollutogrammes. Nous avons ensuite observé que l'approche tridimensionnelle telle que nous l'avons abordée (2D horizontal et 1D vertical) nous permet de représenter l'évolution spatio-temporelle des teneurs en eaux, des concentrations en polluants ou de toutes autres variables d'une façon simple mais suffisamment réaliste à l'échelle du bassin. Le modèle est aujourd'hui un outil d'utilisation aisée, applicable à la maîtrise de certaines pratiques agricoles en liaison avec la qualité des eaux.