Session 3 : Une application du modèle GRASS/ANSWERS
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INTRODUCTION
L’étude des problèmes environnementaux entraîne une globalisation croissante des techniques
d’observation et des méthodes d’analyse. Cette tendance s’accompagne d’une interdisciplinarité
de plus en plus marquée de l’approche scientifique. Afin d’établir un diagnostic pertinent et de
concevoir des stratégies adaptatives opérantes, agronomes, écologistes, hydrologues et
économistes doivent disposer d’outils d’analyse communs, en particulier en terme de modélisation
(Ambroise 1994).
Au sein des processus environnementaux majeurs, le cycle de l’eau tient une place
prépondérante, tant du point de vue quantitatif que qualitatif. C’est le cas en Afrique de l’Ouest
dont l’agriculture pluviale doit faire face à des aléas climatiques importants. L’élaboration de
scénarios alternatifs aptes à nous renseigner sur le niveau de durabilité de tel ou tel système de
production nécessite de pouvoir intégrer la variabilité spatiale et temporelle des phénomènes
d’érosion, de ruissellement ou de lixiviation. Dans cette optique, certains modèles biophysiques
font figure de standards de par leur aptitude à gérer de nombreux paramètres et variables d’entrée
et leur capacité à fournir des données utilisables par d’autres types de modèles, à l’aval
(Srinivasan et Arnold 1993).
Cependant, la plupart de ces modèles ont été conçus et validés dans des conditions fort
éloignées de celles qui prévalent en Afrique de l’Ouest. Pour cette raison, nous avons entrepris de
tester le modèle GRASS/ANSWERS sur un petit bassin versant situé dans la région agricole du
Sine Saloum au Sénégal. Fortement cultivé, le bassin versant a été étudié de 1983 à 1990 d’un
point de vue hydrologique et agronomique (Albergel et al. 1995).
MATERIEL ET MÉTHODES
Le modèle GRASS/ANSWERS
Le modèle hydrologique ANSWERS (Areal Nonpoint Source Watershed Environmental
Response Simulation) a été développé par D.B. Beasley, L.F. Huggins et E.J. Monke (1980).
C’est un modèle distribué et événementiel conçu pour simuler les processus d’écoulement,
d’érosion et de transport des sédiments dans un bassin versant agricole. Le modèle définit
successivement l’interception de la pluie par la végétation, l’infiltration et la détention
superficielle, le ruissellement en nappe et, enfin, l’écoulement concentré dans le réseau
hydrographique. En parallèle, le détachement des sédiments par la pluie puis leur transport, leur
dépôt ou leur reprise sont simulés. Le fonctionnement hydrogéologique est caractérisé par une loi
de récession uniforme pour l’ensemble du bassin versant. La présence de retenues d’eau ou
d’aménagements hydro-agricoles peut être prise en compte.
Les informations d’entrée concernent les caractéristiques pluviographiques, les différents
types de sols et d’occupation du sol, le descriptif du réseau hydrographique et le comportement
hydrogéologique. Certains modules de calcul n’ayant pas été utilisés lors de nos tests, compte
tenu des caractéristiques du bassin versant, les descriptions des paramètres d’entrée et des
principales équations de résolution seront limitées à notre cas d’étude.
Le couplage du système d’information géographique GRASS (Geographical Resources
Analysis Support System) avec le modèle hydrologique ANSWERS a permis d’améliorer la
gestion des paramètres d’entrée et de faciliter la manipulations des différents plans d’information.
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INTRODUCTION
L’étude des problèmes environnementaux entraîne une globalisation croissante des techniques
d’observation et des méthodes d’analyse. Cette tendance s’accompagne d’une interdisciplinarité
de plus en plus marquée de l’approche scientifique. Afin d’établir un diagnostic pertinent et de
concevoir des stratégies adaptatives opérantes, agronomes, écologistes, hydrologues et
économistes doivent disposer d’outils d’analyse communs, en particulier en terme de modélisation
(Ambroise 1994).
Au sein des processus environnementaux majeurs, le cycle de l’eau tient une place
prépondérante, tant du point de vue quantitatif que qualitatif. C’est le cas en Afrique de l’Ouest
dont l’agriculture pluviale doit faire face à des aléas climatiques importants. L’élaboration de
scénarios alternatifs aptes à nous renseigner sur le niveau de durabilité de tel ou tel système de
production nécessite de pouvoir intégrer la variabilité spatiale et temporelle des phénomènes
d’érosion, de ruissellement ou de lixiviation. Dans cette optique, certains modèles biophysiques
font figure de standards de par leur aptitude à gérer de nombreux paramètres et variables d’entrée
et leur capacité à fournir des données utilisables par d’autres types de modèles, à l’aval
(Srinivasan et Arnold 1993).
Cependant, la plupart de ces modèles ont été conçus et validés dans des conditions fort
éloignées de celles qui prévalent en Afrique de l’Ouest. Pour cette raison, nous avons entrepris de
tester le modèle GRASS/ANSWERS sur un petit bassin versant situé dans la région agricole du
Sine Saloum au Sénégal. Fortement cultivé, le bassin versant a été étudié de 1983 à 1990 d’un
point de vue hydrologique et agronomique (Albergel et al. 1995).
MATERIEL ET MÉTHODES
Le modèle GRASS/ANSWERS
Le modèle hydrologique ANSWERS (Areal Nonpoint Source Watershed Environmental
Response Simulation) a été développé par D.B. Beasley, L.F. Huggins et E.J. Monke (1980).
C’est un modèle distribué et événementiel conçu pour simuler les processus d’écoulement,
d’érosion et de transport des sédiments dans un bassin versant agricole. Le modèle définit
successivement l’interception de la pluie par la végétation, l’infiltration et la détention
superficielle, le ruissellement en nappe et, enfin, l’écoulement concentré dans le réseau
hydrographique. En parallèle, le détachement des sédiments par la pluie puis leur transport, leur
dépôt ou leur reprise sont simulés. Le fonctionnement hydrogéologique est caractérisé par une loi
de récession uniforme pour l’ensemble du bassin versant. La présence de retenues d’eau ou
d’aménagements hydro-agricoles peut être prise en compte.
Les informations d’entrée concernent les caractéristiques pluviographiques, les différents
types de sols et d’occupation du sol, le descriptif du réseau hydrographique et le comportement
hydrogéologique. Certains modules de calcul n’ayant pas été utilisés lors de nos tests, compte
tenu des caractéristiques du bassin versant, les descriptions des paramètres d’entrée et des
principales équations de résolution seront limitées à notre cas d’étude.
Le couplage du système d’information géographique GRASS (Geographical Resources
Analysis Support System) avec le modèle hydrologique ANSWERS a permis d’améliorer la
gestion des paramètres d’entrée et de faciliter la manipulations des différents plans d’information.