Etude et modélisation hydropédologique d'un bassin versant de la zone sahélo-soudanienne au Burkina Faso (utilisation du modèle "source")

Cette thèse a pour objectif la mise au point d'une modélisation hydropédologique d'un bassin versant préalable à une modélisation des comportements hydriques de ce bassin. Les conceptions de la modélisation hydrologique sont traditionnellement orientées vers la recherche des crues maximales pour les études d'ouvrages d'art. Elles ont cependant évolué et se préoccupent également aujourd'hui d'étudier les phénomènes plus globalement en étudiant les besoins en eau des cultures et l'assainissement des sols. Nous exposons les principes et le fonctionnement théorique d'un modèle hydropédologique spatialisé. Il intègre les différenciations spatiales du fonctionnement hydrique des sols d'un paysage restreint pour les besoins de l'expérimentation à un bassin versant. Il permettra d'étudier la gestion des bilans d'eau d'une aire de réception des précipitations et d'évaluer sa contribution au ruissellement à la redistribution de l'eau dans le sol et vers la nappe et à sa consommation par la végétation. Nous aborderons les concepts de base, la modélisation de la couverture pédologique en organisation de volumes hydropédologiques, la spatialisation du système pédologique, le fonctionnement hydrodynamique dans le temps et l'espace et l'ensemble des fonctions de transfert propres au transfert hydrique dans les sols. L'étude de terrain qui permet d'établir cette modélisation recouvre la caractérisation physique du milieu. On établit une base d'informations concernant le milieu physique d'un bassin versant du Nord Burkina Faso en zone climatique sahélo-soudanienne, de substrat granitique fissuré. Puis nous poursuivrons cette description générale par une approche plus précise de l'hydrologie du bassin versant: l'hydrographie, les fonctionnements hydrologiques élémentaires des surfaces caractéristiques des aires contributives, et le comportement hydrique naturel des sols. La télédétection, l'analyse d'images permettent une bonne compréhension des répartitions spatiales des classes d'états de surface et constituent un préalable utile à la modélisation. L'étude du milieu pédologique, présente trois phases: Une étude générale des organisations pédologiques du bassin et des principales caractéristiques des sols. Une étude du milieu poreux et des propriétés hydriques des volumes du sol. La typologie des volumes hydropédologiques et leurs classifications en volumes caractérisés par leurs propriétés propres au transfert et au stockage d'eau. Cette modélisation en volumes hydropédologiques donne lieu à la compartimentation de la couverture pédologique aboutissant à un bassin composé de 17 séquences de volumes hydropédologiques de référence. L'ensemble des données du système d'information réunies au travers de la modélisation de la couverture pédologique, des états de surfaces et de l'étude des propriétés hydropédologiques constitue la base de données physique du milieu. Le modèle "SOURCE" modélise dans le temps et l'espace le devenir de l'eau entrant dans le système. On en examine la cohérence des résultats, dans l'état actuel de son développement, en critiquant les informations issues du modèle sous la forme de chroniques de lames ruisselées et d'évapotranspiration, de profils d'eau stockée: - au niveau de parcelles agronomiques expérimentales constituant des micro bassins versants. - au niveau du bassin versant de 3 km2. La modélisation du bassin versant sur deux années contrastées permet généralement de confirmer les résultats obtenus, sur les parcelles, par ce modèle et d'en évaluer assez clairement les limites. Nous concluons sur les améliorations à apporter au modèle. (Résumé d'auteur)