EL TITULO DE DOCTOR DE L'INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE

TESIS



Presentada para obtener



EL TITULO DE DOCTOR DE L’INSTITUT NATIONAL
POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE



por:



Marcel ACHKAR





“Evaluación de la Distribución de la Materia Orgánica del Horizonte
Superficial del Suelo mediante el uso de Imágenes Satelitales.
Aplicación de metodología SIG”
Caso: Cuenca del Arroyo Sánchez - Uruguay




Defendida el 15 de febrero de 2005 ante el tribunal compuesto por:

Dra. M.J. LEFEVRE Orientadora CNES Francia
Dr. M. KAEMMERER Orientador ENSAT – INPT Francia
Prof. Tit. D. PANARIO UNCIEP UdelaR Uruguay
Dr. R. LAVADO Evaluador UBA Argentina
Dr. J. PARUELO Evaluador
Dr. J.C. REVEL Presidente de Tribunal ENSAT INPT Francia




RESUME

Evaluation de la distribution de la Matière Organique dans
l'horizon superficiel des sols par utilisation des images
satellites.
Application de méthodologie SIG.
Bassin versant du ruisseau Sánchez - Uruguay











INTRODUCTION

L’analyse de la distribution spatiale des sols, de quelques facteurs qui en font
partie ou de quelques propriétés, est un moyen puissant pour la planification des
activités anthropiques. La dégradation rapide des terres comme conséquence de son
usage agricole, a ravivé dans ces dernières années une préoccupation qui augmente de
jour en jour, à cause de la perte de la qualité des sols et par la nécessité de gérer des
systèmes de production durable (Mielniczuk, 1999). La connaissance exacte de la
distribution spatiale de la matière organique du sol fournit l’information nécessaire sur
les attributs des sols et de l’environnement. Information qui permet la préparation des
changements dans les systèmes de conduite employés par les producteurs agricoles pour
éviter la dégradation du système (Druck Funks, 1998; Mielniczuk, 1999).
Le contenu de matière organique est l’indicateur principale qui reflète largement
la qualité du sol, cela indique que le pourcentage de matière organique est un élément
très sensible par rapport aux techniques de conduite (Mielniczuk, 1999). De même, la
plus part des propriétés du sol et de l’agrosystème sont très liées à la matière
organique : on note ainsi l’importance de la formation des agrégats qui implique la
structure, la régulation du régime hydrique, thermique et de l’aération.
Le contenu de matière organique dans les sols est une propriété très liée à la
qualité du sol et du paysage, considéré comme un indicateur de l’érosion ou dégradation
des terres. Mais il est aussi considéré comme un facteur régulateur des processus de
mise à disposition des nutriments, de la capacité de rétention de l’eau, de la
perméabilité, de l’aération, liée à la structure, et comme élément régulateur de la
compaction mécanique constitue ainsi un élément fondamental de la capacité productive
du sol (Bayer et Mielniczuk, 1999; Arvidsson, 1998). La stabilité de la structure du sol,
et plus particulièrement des macro-agrégats, est directement liée au contenu de matière
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organique et est dépendante des conditions climatiques, mais aussi du travail du sol, qui
peut être considéré comme le facteur principal des changements de la structure du sol
(Boix Fayos et al., 2001).
Le contenu de matière organique dans les sols est relativement inconstante et
réagit très rapidement aux changements extérieurs. La production des résidus
organiques et la décomposition de la matière organique fraîche montrent un changement
spatial très grand en fonction du paysage qui est fortement corrélé avec la topographie
du terrain. Les études agronomiques représentent un atout important pour augmenter la
production (Krauchencoa et Bullocka, 2000). L’incorporation du carbone organique
dans les horizons superficiels du sol est dépendante de la production de la biomasse, de
la température et des précipitations (Alvarez et Lavado, 1997). La distribution spatiale
variable de ces facteurs dans le paysage conditionne ou est conditionnée (fertilité,
température ou humidité du sol) à la distribution de la matière organique.
Sur les sols avec un couvert végétal naturel, les modifications ou les altérations
de la quantité totale de matière organique sont toujours compris dans un intervalle de
faible amplitude. Mais l’usage agricole de ces sols produit des différents niveaux
d’altération de cet intervalle concernant le contenu total de MO du sol, qui se note en
général par une diminution ou une réduction accélérée de celui-ci. Le taux de
diminution du contenu total de MO dépend de l’usage et du mode agricole de
production appliqués en un site précis, mais en établissant un processus plus ou moins
accéléré de dégradation des conditions physiques, chimiques et biologiques du sol. La
lente instrumentation des systèmes de mesures à échelles régionales et nationales
constituent une importante limitation dans l’interprétation spatiale de la genèse du sol et
dans l’évolution de la cartographie des sols (Legros, 1996).
La distribution de la matière organique du sol étant un des facteurs les plus
importants du potentiel de production des sols (dans le large sens du mot) et un de ceux
qui présentent une plus grande variation (spatiale et temporelle) dépendant de l’emploi
historique du territoire, la cartographie des sols n’est pas une activité simple ni une
construction mécanique de transposition de l’information du terrain à la carte ; elle a ses
fondements dans la connaissance théorique de l’objet, ses cycles et sa genèse (Gaddas,
2001). Dans la pratique, la cartographie traditionnelle des sols s’organise en campagnes
de terrain systématiques et analyses complémentaires du laboratoire, il s’agit d’une
activité de longue durée et coûteuse (Bardint et al., 1984).
Les techniques de télédétection, qui décrivent les observations d’un objet
réalisées sans avoir un contact physique avec lui (Pinilla,1995), fournissent beaucoup
d’informations pour la résolution du problème de la distribution des sols dans une unité
du paysage. La télédétection peut être définie comme l’ensemble des techniques et des
connaissances employées pour déterminer les caractéristiques physiques et biologiques
des objets par des mesures faites à distance(Girard, 1985). Au cours de ces dernières
années, ces techniques ont présenté des nouveautés et des progrès importants : Depuis
1960, plusieurs capteurs multispectraux ont été employés pour la discrimination de
différents aspects liés aux sols En permettant de cartographier de façon continue
(limitée par la résolution spatiale de l’image satellite) les variations de quelques
caractéristiques du système : contenu de l’humidité du sol, strates de végétation et
contenu de matière organique de l’horizon superficiel des sols.
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Le travail avec des images satellite comme techniques pour obtenir l’information
et les SIG comme technique d’organisation et de conduite d’information spatiale,
permettent d’élaborer un modèle de distribution des facteurs et des propriétés du sol qui
va permettre de mettre en évidence une distribution continuelle, mais aussi identifier les
discontinuités dans l’organisation spatial du sol (Bradant, 1994). Les techniques de
télédétection et l’intégration de SIG, permettent de mieux comprendre l’organisation
spatiale du sol, en constituant un important potentiel instrumental pour améliorer la
démarche de la ressource.


OBJECTIFS :
Objectif général :
Evaluer la dynamique de la distribution de la matière organique de l’horizon
superficiel du sol dans un bassin hydrographique, dans une zone de climat tempéré,
humide, avec l’utilisation de techniques de télédétection
Objectifs spécifiques :
− Déterminer les facteurs environnementaux qui interviennent dans la distribution
spatiale de la matière organique dans une unité du paysage et conditionnent sa
réponse spectrale.
− Evaluer la réponse spectrale du sol nu à partir de l’information d’images Landsat et
définir les corrélations avec les facteurs environnementaux qui sont liés.
− Créer un modèle de distribution spatiale de la matière organique d