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Potentiels et limites de la carte écologique pour la discrétisation des bassins-versants.

De Sède, Marie-Hélène (1995). Potentiels et limites de la carte écologique pour la discrétisation des bassins-versants. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 246 p.

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Résumé

La compréhension des phénomènes qui régissent le fonctionnement des bassins-versants et la production de la ressource en eau doit s'appuyer sur une appréhension à la fois sectorielle mais également globale du système dans son ensemble. Les études décrivant les processus physiques conditionnant les écoulements, selon le type de milieu ou l'interface considérée sont nombreuses et identifient relativement précisément les paramètres clés expliquant le fonctionnement local, voir micro-local du système. En revanche, leur intégration et leur généralisation à un niveau de perception et d'analyse que l'on pourrait qualifier de régional, demeure aujourd'hui encore un véritable casse tête pour les hydrologues. Pourtant, le bassin-versant est actuellement unanimement reconnu comme l'unité fonctionnelle fondamentale à laquelle doit se réferrer toute tentative de gestion et de planification des ressources hydriques. C'est pourquoi, même si son fonctionnement systémique interne est mal connu, le bassin-versant constitue le niveau privilégié d'entrée pour toute démarche d'analyse et de modélisation ayant pour objectif la prévision quantitative ou qualitative de débits, non pas sur des bases statistiques ou exclusivement mathématiques, mais en fonction des caractéristiques physiques du milieu. Dans cette optique, de nombreux modèles hydrologiques tentent de décrire et d'intégrer au mieux ce niveau de perception global donné par le bassin-versant, en essayant de traduire la diversité spatiale qui le caractérise. Différentes solutions permettent ainsi d'exprimer la variabilité des nombreux paramètres physiques qui conditionnent la réponse hydrologique du système. Toutes se fondent cependant sur une discrétisation du bassin, fonction tantôt de critères physiques, uniques ou combinés, tantôt de décisions arbitraires. Ces différentes méthodes de discrétisation transmettent alors des visions partielles, orientées (en fonction notamment des préoccupations des modélisateurs ou des exigences des modèles avales) ou tout simplement erronées de la réalité et contribuent à fausser les résultats obtenus en transmettant une vision dénaturée des systèmes à la base de la production des ressources en eau. La recherche de critères et la définition de méthodes de discrétisation capables d'intégrer la variabilité spatiale des caractéristiques physiques des bassins-versants, apparait dans ce contexte, pertinente et nécessaire. La carte écologique, document de synthèse élaboré par les écologues de la Direction du Patrimoine Ecologique du Ministère de l'Environnement du Québec, propose un découpage du milieu naturel en fonction d'une intégration de ses caractéristiques physiques stables, à savoir une combinaison de caractéristiques de dépôts, de drainage et de pentes. Cette discrétisation, variable et adaptée au niveau de perception requis en fonction de l'application, propose une grille de lecture du milieu en apparence pertinente dans un contexte de discrétisation à finalité hydrologique. L'objectif de ce travail, basé sur le postulat d'une adaptation du concept proposé par la carte écologique aux problèmes de discrétisation, tente de confirmer cette hypothèse par une justification théorique et une validation pratique des liens entre les informations fournies par la carte et les exigences de la modélisation hydrologique. Il propose d'autre part la définition d'une approche méthodologique d'intégration des données écologiques dans une démarche de discrétisation de bassins-versant. L'ensemble de la démarche s'appuie sur l'exploitation d'outils de type Système d'Information Géographique. L'exercice de validation pratique est effectué sur le bassin-versant supérieur de la rivière Eaton. Au terme de cette recherche, diverses conclusions s'imposent. La carte écologique, document de synthèse et d'intégration par excellence propose une grille de lecture du milieu pertinente dans une optique de discrétisation. Le découpage qu'elle définit, fruit de l'intégration d'un ensemble de variables physiques stables du milieu, garantit la pérennité de la description et guide la compréhension et la prise en compte cohérente de la diversité du bassin-versant. En revanche, la caractérisation "écologique" des unités spatiales définies impliquent sans nul doute le recours à des informations complémentaires plus adaptées aux exigences de l'hydrologie, notamment pour ce qui touche aux informations de nature topographique. De plus, le niveau de détail imposé par la carte écologique induit le recours à des méthodes de synthétisation de l'information (méthodes statistiques multi-variées notamment) aptes à rendre l'information accessible et interprétable en termes hydrologiques. La carte écologique intègre une information d'une extrême richesse. Cette intégration, dans le cas d'applications hydrologiques peut apparaître comme un facteur limitant à son exploitation. Mais au delà des contingences liées au domaine applicatif particulier que constitue l'hydrologie, l'exploitation de ce document nous interpelle plus largement sur la problématique du numérique face aux données de synthèse et nous permet de porter un regard critique sur l'exploitation qui en est généralement faite dans le but de favoriser une plus juste exploitation d'informations complexes, fruits des connaissances de l'expert, nécessaires dès lors que l'on s'attache à la compréhension globale des systèmes naturels et anthropiques.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Fortin, Jean-Pierre
Mots-clés libres: cartographie; discrétisation; eau; écologie; carte écologique; fonctionnement; hydrologie; modélisation; ressource; spatialisation; bassin versant; Canada
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 27 août 2013 19:45
Dernière modification: 16 nov. 2015 21:32
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1472

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