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Méthodologie de cartographie de la sensibilité des sols à l’érosion appliquée à la région de Dumbéa à Païta - Bouloupari (Nouvelle-Calédonie)

Pascal Dumas
p. 567-584

Résumés

Au travers de cette communication, nous nous intéressons à l’érosion mécanique des sols, problème majeur en Nouvelle-Calédonie du fait de phénomènes naturels (climat tropical…) et anthropiques (exploitation minière et feux de forêts ou de brousse…). L’objet de cet article est d’offrir une méthodologie de cartographie de la sensibilité des sols à l’érosion, envisagée du point de vue de l’émission potentielle de particules solides. Cette spatialisation de l’aléa érosion est mise en œuvre sur une partie de la côte occidentale de la Nouvelle-Calédonie. Dans le cadre de cette étude, les facteurs les plus représentatifs intervenant dans les phénomènes érosifs ont été retenus. Il s’agit de la topographie, caractérisée par le critère « inclinaison de la pente », de la nature du substrat représentée par la géologie des formations superficielles, et de l’occupation du sol décrite par le couvert végétal. L’intérêt de notre démarche réside et s’appuie sur l’apport de la télédétection et des données numériques par l’exploitation d’un système d’information géographique (SIG) permettant de caractériser, dans certaines limites, les zones sensibles aux processus d’érosion. La méthode employée consiste à croiser ces différents plans d’informations réalisés sous SIG par une méthode d’évaluation multicritères.

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Texte intégral

1L’érosion mécanique des sols est une caractéristique naturelle des îles hautes tropicales soumises à de violentes pluies. Mais toute action de l’homme, qui conduit à la destruction de la couverture végétale, accentue les manifestations d’instabilités inhérentes au système naturel. Sur la Grande-Terre, île principale de l’archipel néo-calédonien, les causes majeures d’érosion résultent aussi des mauvaises pratiques agricoles, de l’urbanisation des pentes, de la construction d’infrastructures de communication ou d’aménagements hydrauliques, mais surtout de l’exploitation minière de nickel. Les activités agricoles de même que l’urbanisation qui se développe principalement sur la plaine littorale, ont un impact limité sur les phénomènes d’érosion sur l’île. Ces derniers, s’accompagnant d’importants processus de sédimentation terrigène, sont fortement accentués par l’activité minière. Ils représentent en période de crues cycloniques, la plus importante source de dégradation des écosystèmes lagonaires et des récifs frangeants. Il convient donc de s’intéresser au phénomène d’érosion. Afin de spatialiser et de quantifier l’aléa érosion en Nouvelle-Calédonie, une approche basée sur la modélisation a été choisie. La présente communication traite à ce titre principalement de la méthodologie de cartographie de la sensibilité des sols à l’érosion, envisagée du point de vue de l’émission potentielle de particules solides. Elle s’articule en trois grandes parties. La première présente succinctement le cadre géographique de l’étude ainsi que les mécanismes de l’érosion hydrique superficielle afin d’aborder l’élaboration des facteurs pris en compte pour la cartographie de la sensibilité des sols à l’érosion. La seconde détaille la méthodologie et les étapes d’intégration et de croisements des paramètres pris en compte tels que la topographie, la nature du sol et le couvert végétal. Les résultats, limites et perspectives sont présentés en troisième partie.

Terrain et objets d’étude

La zone d’étude

2Troisième île de l’Océanie par sa superficie, après la Papouasie - Nouvelle-Guinée et les Îles Salomon, la Nouvelle-Calédonieest située au Sud de la Mélanésie à environ 1 200 km à l’Est de l’Australie et 1 500 km au Nord-est de la Nouvelle-Zélande. D’une superficie totale de 18 575 km², l’archipel est constitué de la Grande-Terre, des quatre îles Loyauté (Lifou, Maré, Ouvéa, Tiga), de l’archipel des Belep, de l’Île des Pins et de quelques îlots lointains (fig. 1). La Grande-Terre est une bande d’environ 450 km de long sur 40 à 70 km de large, traversée du Nord au Sud par une chaîne montagneuse qui culmine à 1 628 m au Mont Panié. Cette île étroite et montagneuse est encerclée par des formations coralliennes de type barrière, longues de 1 600 km. Ce complexe récifal de très grandes dimensions, le deuxième du monde en importance, délimite un lagon de 24 000 km².

  • 1 . L’île est surnommée « le Caillou » pour ses importantes ressources de nickel.

3L’archipel jouit d’un climat tropical océanique et la température annuelle moyenne est de 23,5 °C. Notons que pendant la saison chaude et humide, de mi-novembre à mi-avril, se succèdent des dépressions évoluant parfois en cyclones tropicaux. La saison sèche de mi-septembre à mi-novembre est, quant à elle, marquée par de nombreux « feux de brousse » et incendies. Avec 230 000 habitants d’après le recensement de 2004 et une densité moyenne d’environ 13 habitants/km², la Nouvelle-Calédonie reste très peu peuplée. L’importance d’un domaine montagnard,difficile à aménager, explique que la plus grande partie de la population vit près des côtes et que moins de 3 % de celle-ci vit au-dessus de 100 m d’altitude (Dumas, Fotsing et David, 2004). Au niveau économique, l’exploitation minière de nickel est la première activité exportatrice du pays. Elle est aussi, après le feu, la deuxième cause de dégradation de l’environnement. Troisième producteur mondial de nickel (en tonnage de métal contenu), le « Caillou »1 possède environ un quart des ressources mondiales de ce minerai, qui se répartissent dans le sous-sol de l’île pour 30 % en minerais saprolitiques et 70 % en minerais latéritiques. Depuis les débuts de l’exploitation du minerai (commencée vers 1874) à aujourd’hui, ce sont plus de 160 millions de tonnes de minerai qui ont été extraites, soit plus de 300 millions de mètres cube de stériles latéritiques qui ont été remaniés (Lagannier, 1994).

Figure 1 – Situation géographique du terrain d’étude

Figure 1 – Situation géographique du terrain d’étude

Les mécanismes de l’érosion hydrique superficielle

  • 2 . En Nouvelle-Calédonie, des intensités de pluie tropicale supérieures à 25 mm/h-1 sont courantes. (...)

4L’érosion représente l’ensemble des phénomènes externes à la surface du sol ou en profondeur qui arrache, tout ou en partie, les terrains modifiant ainsi le relief. L’érosion hydrique des sols consiste en un détachement et un transport des particules du sol sous l’action mécanique en général combinée de la pluie et du ruissellement. Celle-ci se développe lorsque les pluies, ne pouvant plus s’infiltrer dans le sol, ruissellent en surface en emportant les particules de terre. La taille et l’impact des gouttes sont des facteurs importants dans ce processus de destruction et d’arrachement (phénomène d’éclaboussement). L’énergie cinétique des gouttes qui tombent est très élevée dans les régions humides. En effet, le pouvoir érosif des pluies tropicales2 peut être de 2 à 6 fois plus important que dans les zones tempérées (Thomas, 1994). Les particules de sol très fines qui sont détachées de la surface par l’impact des gouttes peuvent obstruer les pores de la couche supérieure du sol et réduire considérablement le taux d’infiltration (phénomène de battance) augmentant alors les risques d’ablation du sol et de ruissellement en surface. Lorsque celui-ci se concentre, des griffures, rigoles et ravines apparaissent. Il s’agit de formes d’érosion liées aux processus de formation du ruissellement, de détachement et de transport des matériaux vers l’aval, se combinant dans le temps et dans l’espace. Bien que l’eau soit définie comme un agent morphogène moteur de l’érosion, d’autres facteurs interviennent alors dans ce processus et conditionnent son impact.

5Ces facteurs se regroupent en quatre domaines : la topographie, le sol, l’occupation du sol et le climat (Wischmeier et Smith, 1978 ; King et Le Bissonnais, 1992). Chacun de ces domaines se décline en plusieurs effets, chacun participant au processus. Ainsi, par exemple, le facteur topographique regroupe les effets de l’inclinaison, de la longueur et de la forme de la pente. Les précipitations en comprennent aussi plusieurs dont l’intensité de l’averse, sa durée, la grosseur des gouttes et leur vitesse de chute. La résultante de l’ensemble de ces facteurs élémentaires caractérise les processus érosifs, les rendant de ce fait très complexes à modéliser. Ces trois facteurs se distinguent par leur origine naturelle ou anthropique et peuvent donc se classer en deux catégories.

Les facteurs d’ordre naturel : la topographie et la nature du substrat

6La pente influence grandement l’importance de l’érosion par son action gravitaire et fournit son énergie érosive à l’eau. Ainsi l’action de l’érosion augmente fortement avec la pente, car le détachement des particules est lié au carré de la vitesse de l’eau. L’inclinaison de la pente agit directement sur la vitesse de ruissellement. Lorsque celle-ci croît, l’énergie cinétique du ruissellement augmente et accélère le transport solide vers le bas, en augmentant l’impact de l’ablation des matériaux détritiques. Les pertes en matériaux terrigènes croissent donc de manière exponentielle avec l’inclinaison de la pente (Hudson, 1973 ; Roose, 1977 ; Wischmeier et Smith, 1978). Le facteur « longueur de pente » contribue également sur le volume ruisselé (Collinet et Valentin, 1979 ; Le Bissonais, 1988) mais son influence n’est ni constante, ni très élevée, de même que sa forme ou courbure (convexe, concave, homogène ou gauchie) qui intervient dans le phénomène érosif (Wischmeier, 1974 ; Maurizot et Delfau, 1995). La pente participe ainsi aux phénomènes d’érosion du fait de sa forme, de son inclinaison et de sa longueur. Dans le cadre de ce travail, nous retiendrons uniquement l’inclinaison de la pente, par le biais de sa prépondérance dans le paramètre topographique.

7La nature du sol et du sous-sol est aussi un facteur prépondérant. Sa participation au phénomène d’érosion est fonction de sa perméabilité et de l’aptitude au détachement et au transport de ses particules. Chaque type de sol va réagir différemment à l’attaque de la pluie et au cisaillement du ruissellement selon sa texture, sa structure, sa porosité et son taux de matières organiques.

Un paramètre d’ordre anthropique : l’occupation du sol

8Le processus d’érosion est étroitement lié au mode d’occupation du sol, qui contribue largement à son aggravation ou à son atténuation. L’occupation du sol détermine le degré de protection des sols. L’influence du couvert végétal sur l’érosion linaire est ainsi très importante. Son action est d’autant plus efficace qu’il absorbe l’énergie cinétique des gouttes de pluie, recouvre une forte proportion du sol et ralentit l’écoulement du ruissellement ou encore maintient une bonne porosité à la surface du sol. D’une part, la couverture végétale protège contre le phénomène de battance des pluies et prolonge alors la perméabilité des sols et réduit le volume ruisselé. D’autre part, une grande quantité de l’énergie du ruissellement est absorbée par la litière qui entretient la mésofaune (influençant la vitesse d’infiltration). Enfin, l’état de la couverture végétale influence directement la rugosité du sol. Celle-ci dépend notamment du nombre de tiges par mètre carré. Un couvert végétal composé d’herbacées à tiges nombreuses aura une action protectrice du sol plus efficace contre le ruissellement que des arbres (Roose et Sarrailh, 1990).

 Inventaires des données utilisées

9Pour élaborer la cartographie de la sensibilité des sols à l’érosion, nous nous sommes appuyés sur diverses données spatialisées :

10- altimétriques, par le biais des courbes hypsométriques au pas de 50 m, digitalisées à partir des cartes topographiques IGN au 1/50 000e et permettant l’élaboration d’un modèle numérique de terrain (NNT) ;

11- la nature du sol : les données pédologiques étant indisponibles sur notre terrain d’étude, nous avons retenu la géologie des formations superficielles (données numériques au 1/50 000e issues du Bureau de Recherches Géologiques et Minières [BRGM]) qui apporte une information sur la sensibilité des différents types de sols et produits d’altération de la roche mère à être désagrégés et emportés par le ruissellement (Maurizot et Delfau, 1995) ;

12- la nature du recouvrement du sol. Cette cartographie d’occupation du sol s’est appuyée sur l’exploitation de 2 images satellitales (datées du 7/08/2001 et du 30/09/2000), à haute résolution spatiale (30 m) fournies par le capteur ETM LANDSAT 7. Des méthodes de classifications dirigées couplées à des segmentations spatiales (basées sur le découpage des grandes unités géomorphologiques du paysage néo-calédonien à partir de données exogènes comme la délimitation du trait de côte et du massif de péridotite) ont permis de caractériser neuf thèmes terrestres d’occupation du sol.

13Toutes ces informations ont été géo-référencées (projection UTM 58 Sud, WGS 72) et intégrées dans un système d’information géographique (SIG).

Méthodes mises en œuvre

14La première étape de notre démarche consiste à sélectionner les facteurs les plus représentatifs intervenant dans les phénomènes érosifs. Il s’agit de la topographie, caractérisée par le critère « inclinaison de la pente », de la nature du substrat, représentée par la géologie des formations superficielles, et de l’occupation du sol décrite par le couvert végétal. Le facteur climatique n’a pas été retenu dans l’élaboration du modèle d’érosion. En effet, dans le cas du climat néo-calédonien, avec ses épisodes cycloniques, les probabilités d’occurrences de fortes précipitations, provoquant les dégâts érosifs les plus importants, sont égales en tous lieux (Maurizot et Delfau, 1995). Les précipitations sont donc considérées comme constantesdans notre approche. Le phénomène d’érosion est envisagé, dans le cadre de ce travail, du point de vue des surfaces émettrices de particules solides, et non pas du point de vue du transport de ces particules dans les cours d’eau et de leur dépôt à l’aval. Dans ce sens, nous considérons qu’il y a présence d’érosion à partir du moment où le risque de déplacement de particules est potentiel, sans préjuger du devenir ultérieur de ces particules. La méthodologie de modélisation et cartographie de l’aléa érosion est schématisée par la figure 2.

Figure 2 – Méthodologie de cartographie de la sensibilité des sols à l’érosion

Figure 2 – Méthodologie de cartographie de la sensibilité des sols à l’érosion

15L’intérêt de notre démarche réside et s’appuie sur l’apport des données numériques par l’exploitation d’un SIG, permettant de spatialiser et caractériser le degré de sensibilité des sols à l’érosion sur l’ensemble de la zone d’étude. La méthode employée consiste à intégrer les données précédemment mentionnées sous forme de couches d’informations dans un SIG. Ces couches sont ensuite reclassées qualitativement sous forme d’un indicateur de sensibilité en fonction de leur contribution au phénomène d’érosion (Chevalier et al., 2001 ; Soti, 2003). Les nouveaux plans d’informations sont par la suite hiérarchisés puis combinés par le biais d’une analyse multicritère qualitative. Cette base de données spatialisées est pilotée par le logiciel ArcGIS® dans lequel sont intégrés les modules d’analyse spatiale et de modélisation 3D (Spatial Analyst® et Surface 3D®). Par ses fonctionnalités d’intégration de données hétérogènes (en mode vecteur ou « raster »), aux formats distincts, et d’actualisation rapide de celles-ci, le SIG nous est apparu comme un outil dynamique très intéressant pour croiser l’ensemble de nos données. Par ailleurs, ses capacités d’analyse des données à différentes échelles nous permettent une véritable approche globale du territoire étudié. Analysons maintenant plus précisément les traitements effectués pour chacun des facteurs retenus.

Le facteur pente

16Le premier facteur intervenant dans la sensibilité des sols à l’érosion est la pente. À partir du modèle numérique de terrain est calculée la variable pente (dérivée première de l’altitude). Une hiérarchisation en trois classes en fonction de son influence sur les phénomènes érosifs (tableau 1) est définie : une déclivité de 0 à 10 % représente une sensibilité à l’érosion faible, de 10 à 25 %, une sensibilité moyenne, et de plus de 25 % une sensibilité forte (Lagannier, 1994).

Tableau 1 – Hiérarchisation des pentes selon leur déclivité

Tableau 1 – Hiérarchisation des pentes selon leur déclivité

La géologie des formations superficielles

17Le second facteur retenu est lié à la nature des formations superficielles, et à son impact sur l’érodibilité des terrains : 29 classes géologiques sont représentées sur la zone d’étude (tableau 2). Chacune d’elles est classée selon un indice d’érodibilité, s’appuyant sur les valeurs de références établies par Maurizot et Delfau (1995). Au travers de cette typologie, chaque formation géologique est analysée en termes de cohésion, de propriété hydro-géologique, de granulométrie et d’hétérométrie. La combinaison de ces paramètres détermine des classes d’érodibilité. La géologie des formations superficielles apporte des informations sur les produits d’altération en surface, dérivés de cette roche-mère, lorsqu’ils existent.

18Il ne s’agit pas ici de faire une description exhaustive des formations géologiques présentes sur la zone d’étude, mais de renseigner sur les formations les plus sensibles à l’érosion et aux mouvements de terrain. Trois grands groupes se distinguent : les formations volcano-sédimentaires du substrat, les formations ultrabasiques de la nappe des péridotites, et les formations récentes, alluviales et littorales. Ces dernières principalement présentes au sein et au pied des massifs de péridotites en fond de vallée sont par le biais de leurs natures colluvionnaire et alluvionnaire, très sensibles aux processus érosifs. Les formations de péridotites, qui s’accompagnent de leur cortège d’altération, appartiennent aux massifs miniers. Nous citerons, entre autres, les serpentinites qui forment la semelle de la masse péridotitique charriée et les péridotites, roches très fracturées à toutes les échelles. Au sein des péridotites indifférenciées, on distingue les péridotites saines et massives rocheuses, dépourvues d’altération telles que les harzburgites et les dunites qui présentent des faciès peu sensibles aux processus érosifs, des péridotites altérées en partie latéritisées, saprolitiques. Il s’agit des latérites sur péridotites (altérites sur harzburgites, altérites sur dunites, etc.) présentant une grande sensibilité à l’érosion. Ces formations altéritiques sont le siège de nombreuses marques d’érosion et d’instabilité (lavakas, glissements et zones de solifluxion, arrachements et coulées boueuses…). Enfin les formations volcano-sédimentaires présentent des formations qui alternent des niveaux durs (rhyolites, tufs et basaltes) peu sensibles à l’érosion et des niveaux tendres (schistes, flysch, siltites, arénites, etc.) qui se distinguent par une sensibilité moyenne au phénomène érosif. L’ensemble de ces informations nous permet alors d’attribuer un indice qualitatif d’érodibilité à chaque type de formations géologiques présentes sur la zone d’étude. Une première hiérarchisation est réalisée en dix classes. Un regroupement en trois classes suivant une sensibilité à l’érodibilité faible, moyenne et forte est ensuite effectué (tableau 2).

Tableau 2 – Hiérarchisation des formations géologiques selon leur érodibilité

Tableau 2 – Hiérarchisation des formations géologiques selon leur érodibilité

L’occupation du sol et le recouvrement végétal

  • 3 . Par l’abondance du feuillage qui réduit l’énergie cinétique des gouttes de pluie, les tiges favo (...)

19Les données d’occupation du sol sont issues des classifications supervisées des images satellites Landsat 7 ETM. À partir de cette cartographie, nous regroupons les classes des formations végétales en fonction de leur taux de recouvrement. Une hiérarchisation est réalisée en attribuant une valeur d’érodibilité (allant de 1 à 6) aux différentes classes d’occupation du sol. Les zones à nu, représentant la plus grande sensibilité à l’érosion, reçoivent la note la plus forte, alors qu’une couverture végétale dense de type forêt, limitant fortement le processus érosif3,se voit attribuer la note la plus faible. Un deuxième regroupement fait suite à cette hiérarchisation afin d’obtenir une information qualitative. Trois classes déterminent ainsi le degré de protection de l’occupation du sol dans le processus érosif : couverture peu protectrice, protectrice, et très protectrice (tableau 3).

Tableau 3 – Regroupement des thèmes d’occupation du sol selon leur taux de recouvrement végétal

Tableau 3 – Regroupement des thèmes d’occupation du sol selon leur taux de recouvrement végétal

Combinaison des facteurs

20Il s’agit maintenant d’intégrer les résultats de ces analyses dans un modèle général de sensibilité des sols à l’érosion et de formaliser une typologie de cette sensibilité. Le croisement des données prises en compte dans le processus érosif repose sur une combinaison dans le modèle maillé : chaque couche d’information est représentée par une image dans laquelle la valeur de chaque maille est égale à un niveau de sensibilité à l’érosion du thème considéré. L’ensemble de ces images constitue un espace multivarié. Chacun de ces niveaux est codifié ainsi que nous l’avons décrit précédemment (faible, moyen, fort, pour la déclivité et la géologie des formations superficielles, et peu protectrice, protectrice, très protectrice pour le thème occupation du sol). L’analyse multicritère repose donc sur des paramètres qualitatifs. L’ensemble des traitements est réalisé à partir du système expert géographique du logiciel Erdas Imagine® (Imagine Expert classifier) qui permet de définir des scénarios indépendants des types de données et se basant sur des règles de décision. Le croisement des données s’effectue par des opérateurs logiques. Les résultats de ces combinaisons, 27 au total, donnent chacun une valeur qualitative de sensibilité selon une approche déductive (Chevalier et al., 2001 ; Soti, 2003). Quatre niveaux de sensibilité sont retenus : faible, moyen, fort et très fort. Ainsi, par exemple, si l’on croise une pente faible, avec une érodibilité des formations superficielles faible et une couverture végétale très protectrice, on obtient une valeur de sensibilité des sols à l’érosion faible, alors que la combinaison d’une déclivité forte, d’une érodibilité des formations superficielles forte et d’une couverture végétale peu protectrice conduit à une sensibilité très forte. Le processus de hiérarchisation de ces combinaisons est schématisé par l’arbre décisionnel illustré par la figure 3.

Figure 3 – Arbre décisionnel pour la réalisation de la carte de sensibilité des sols à l’érosion (d’après Soti, 2003)

Figure 3 – Arbre décisionnel pour la réalisation de la carte de sensibilité des sols à l’érosion (d’après Soti, 2003)

Résultats et discussion

La cartographie de la sensibilité des sols à l’érosion

21Analysons tout d’abord la distribution spatiale des trois facteurs pris en compte dans le modèle selon leur contribution dans le processus d’érosion :

22- au niveau topographique (fig. 4a) : la plaine se caractérise par des pentes nulles et donc peu sensibles au phénomène érosif alors que le massif minier couvrant la moitié de la région au nord-est présente un relief escarpé très sensible à l’érosion ;

23- au niveau de la nature du sol (fig. 4b) : la vaste zone de roches ultramafiques composée de péridotites saines (harzburgites, dunites et une épaisse couche de serpentine à la base du massif minier) se caractérise par une sensibilité à l’érosion faible mais est marquée par de nombreuses zones de forte instabilité (telles que les formations d’altérations, les dépôts sédimentaires aux pieds des versants, etc.), émettrices d’importants apports sédimentaires. En effet, la surface du massif ultramafique consiste en un manteau d’altération latéritique de 5 à 50 m d’épaisseur. Les couches de latérites (et particulièrement la limonite), un matériau en vrac quand elles ne sont pas surplombées par une cuirasse ferrugineuse, sont très vulnérables à l’érosion lorsqu’elles sont dépouillées. La plaine littorale présente dans son ensemble une sensibilité à l’érosion moyenne (composée de flysch, de dolérites, de basaltes, de gabbros, de sédiments, etc.) à forte avec notamment la présence de formations alluvionnaires étendues ;

24- au niveau du recouvrement végétal (fig. 4c), ce dernier présente une sensibilité généralement faible sur l’ensemble de la zone d’étude. En effet, la plaine est couverte par une vaste savane sèche parsemée de niaoulis. Cette savane est utilisée comme pâturages permanents, mais des feux de brousse  s’y produisent presque chaque année. Les massifs miniers sont recouverts d’un maquis plus ou moins clairsemé, alors que le fond des vallées abrite des formations forestières denses. Cependant certains secteurs, marqués par une absence de couverture végétale, comme les berges de la rivière de la Tontouta et de la Ouenghi ou les estuaires (Grande Plaine Salée) présentent une forte sensibilité à l’érosion. C’est aussi le cas des îles de la baie de Saint-Vincent et d’une partie des rivages de la commune de Bouloupari.

Figure 4 – Cartographie de la sensibilité des sols à l’érosion  sur les communes de Bouloupari, Dumbéa et Païta

Figure 4 – Cartographie de la sensibilité des sols à l’érosion  sur les communes de Bouloupari, Dumbéa et Païta

25L’image composite (fig. 4d), résultat de la combinaison multicritère, apporte une spatialisation de l’érosion potentielle des sols, hiérarchisée selon un niveau de sensibilité. Nous pouvons ainsi distinguer les zones les plus affectées par le processus érosif et celles les plus préservées. Une part importante de l’information ne peut pas être restituée sur la partie Nord-est de la zone d’étude, du fait de la couverture nuageuse sur la donnée satellitaire utilisée pour la cartographie de l’occupation du sol. Cette absence d’information du couvert végétal se répercute sur la carte finale lors de la combinaison de l’ensemble des données précédentes.Sur cette carte-résultat (fig. 4d) on note une dichotomie prononcée entre la plaine littorale peu soumise aux processus érosifs d’une manière générale et le système montagneux marqué par des degrés de sensibilité plus au moins forts. Cette situation est bien entendu le résultat du croisement de facteurs présentant une forte sensibilité à l’érosion. Ainsi les zones caractérisées par de fortes pentes, un substrat très érodable et une faible protection végétale montrent une forte potentialité de perte en sol. Dans ce sens, les crêtes, certains versants du massif ultrabasique ou encore les îles dénudées au large de la baie de Saint-Vincent et le système collinaire longeant la côte Sud-ouest de la commune de Bouloupari affichent une forte sensibilité à l’érosion. Cette dernière, en grande partie d’origine naturelle, est alors accélérée par l’exploitation minière localisée exclusivement sur les massifs utltramafiques.

Limites et perspectives

26La méthode mise en œuvre conduit à une meilleure compréhension de la distribution spatiale de l’érosion. Toutefois, ce travail constitue la première étape vers une estimation plus précise de cet aléa. Pour y tendre, plusieurs actions sont en cours de développement. Il s’agit particulièrement de l’instrumentalisation de sites pilotes afin de disposer de mesures de terrain pour calibrer et valider au mieux le modèle. Ces mesures telles que des hauteurs de pertes en sols permettront d’affiner les indices déterminés à dire d’expert (restant par nature subjectifs) et de coupler des valeurs de terrain à un niveau de sensibilité. En effet, pour le moment, la validation s’est tournée essentiellement vers une interprétation visuelle de photographies aériennes et d’images satellites ainsi que par quelques relevés in situ. Le deuxième axe de recherche tend vers l’intégration de nouveaux facteurs contribuant au processus d’érosion. Ces derniers traitent de la morphologie du terrain telle que les courbures horizontales et de profils, les surfaces drainées cumulées, les précipitations, ou encore les pistes non revêtues créées par l’action de l’homme (particulièrement étendues pour la prospection et l’activité minière). L’intégration de ces paramètres permettrait d’améliorer sensiblement les précisions spatiale et qualitative du modèle. La poursuite de ce travail pourrait aussi s’orienter vers une approche plus dynamique. Avec l’intégration du facteur climatique, la variabilité des précipitations pourrait s’exprimer selon une saison sèche ou humide. De même, les épisodes cycloniques, très fréquents dans les îles tropicales du Pacifique Sud, pouvant produire des précipitations extrêmes et entraînant des taux de dépôt de sédiments parmi les plus élevés dans le monde comme dans les îles Fidji (Terry et al., 2002), doivent être pris en compte. Dans le même objectif, il est aussi envisageable d’élaborer des scénarios de changement d’occupation du sol (avec l’ouverture de nouvelles exploitations minières ou des effets de feux de brousse) et de mesurer alors leur impact sur la distribution de l’aléa érosion.

27Au travers de cette présentation, nous avons essayé de contribuer à l’étude de l’érosion mécanique des sols, problème majeur en Nouvelle-Calédonie, fortement aggravée par l’exploitation minière. Un modèle cognitif, envisagé du point de vue de l’émission potentielle de particules solides a été mis en œuvre sur les communes de Dumbéa, Païta et Bouloupari, situées au nord-ouest de Nouméa. Ce modèle qualitatif s’est appuyé sur des paramètres simples représentant les principaux facteurs de l’érosion tels que l’inclinaison de la pente, la géologie des formations superficielles et la couverture végétale. Ces paramètres, intégrés dans un Système d’Information Géographique (SIG), sous forme de couches d’information thématique, ont été reclassés qualitativement suivant un indicateur d’érodibilité hiérarchisant leur contribution au processus d’érosion. Une analyse multicritère de ces plans d’information, réalisée à partir d’un système expert géographique, a ensuite permis de concevoir la cartographie de l’aléa érosion des sols selon quatre niveaux de sensibilité, déterminés d’une manière qualitative à dire d’expert. Ce travail conduit à une meilleure compréhension de la distribution spatiale de l’aléa érosion et permet une comparaison relative entre les secteurs de la zone d’étude. Nous pouvons ainsi procéder à une première classification des zones les plus polluantes en termes de production de sédiments terrigènes. Dans ce sens, ce type de produit peut servir d’outil d’aide à la décision en matière de gestion et d’aménagement des bassins versants. Enfin, cette modélisation, basée sur l’utilisation d’un SIG, permet de couvrir une vaste région d’analyse et présente l’avantage d’être relativement simple et donc aisément reproductible à d’autres territoires.

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Bibliographie

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Notes

1 . L’île est surnommée « le Caillou » pour ses importantes ressources de nickel.

2 . En Nouvelle-Calédonie, des intensités de pluie tropicale supérieures à 25 mm/h-1 sont courantes. Cette valeur est considérée comme un seuil par de nombreux auteurs pour l’arrachement des sols nus (Hudson, 1973).

3 . Par l’abondance du feuillage qui réduit l’énergie cinétique des gouttes de pluie, les tiges favorisent l’infiltration et le réseau de racines fixe le sol.

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Table des illustrations

Titre Figure 1 – Situation géographique du terrain d’étude
URL http://com.revues.org/docannexe/image/6123/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 112k
Titre Figure 2 – Méthodologie de cartographie de la sensibilité des sols à l’érosion
URL http://com.revues.org/docannexe/image/6123/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 112k
Titre Tableau 1 – Hiérarchisation des pentes selon leur déclivité
URL http://com.revues.org/docannexe/image/6123/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 40k
Titre Tableau 2 – Hiérarchisation des formations géologiques selon leur érodibilité
URL http://com.revues.org/docannexe/image/6123/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 252k
Titre Tableau 3 – Regroupement des thèmes d’occupation du sol selon leur taux de recouvrement végétal
URL http://com.revues.org/docannexe/image/6123/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 60k
Titre Figure 3 – Arbre décisionnel pour la réalisation de la carte de sensibilité des sols à l’érosion (d’après Soti, 2003)
URL http://com.revues.org/docannexe/image/6123/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 220k
Titre Figure 4 – Cartographie de la sensibilité des sols à l’érosion  sur les communes de Bouloupari, Dumbéa et Païta
URL http://com.revues.org/docannexe/image/6123/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 176k
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Pour citer cet article

Référence papier

Pascal Dumas, « Méthodologie de cartographie de la sensibilité des sols à l’érosion appliquée à la région de Dumbéa à Païta - Bouloupari (Nouvelle-Calédonie) », Les Cahiers d’Outre-Mer, 252 | 2010, 567-584.

Référence électronique

Pascal Dumas, « Méthodologie de cartographie de la sensibilité des sols à l’érosion appliquée à la région de Dumbéa à Païta - Bouloupari (Nouvelle-Calédonie) », Les Cahiers d’Outre-Mer [En ligne], 252 | Octobre-Décembre 2010, mis en ligne le 01 octobre 2013, consulté le 18 novembre 2017. URL : http://com.revues.org/6123 ; DOI : 10.4000/com.6123

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Auteur

Pascal Dumas

EA 4242 Centre des Nouvelles Études du Pacifique (CNEP), US 140 ESPACE Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université de la Nouvelle-Calédonie, BPR4, 98851 Nouméa, Nouvelle-Calédonie, mél : dumas@univ-nc.nc ; Communication présentée au Colloque franco-chinois  « Environnement, patrimoine et développement durable », Guiyang (Chine), 3-12 juillet 2007.

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