Memoire Online - Etude diachronique de l'occupation du sol et de modélisation des processus érosifs du bassin versant de la rivière Lukunga

L'analyse de différents changements intervenus dans les modes d'occupation du sol pour chaque classe singulièrement fait l'objet de ce point.

III.1.2.1.Végétation arbustive & Lambeau Forestier

L'on observe dans la carte (Carte III.2), la dynamique spatio-temporelle des arbres isolés entre eux mais aussi regroupés en tas.

La végétation arbustive et lambeaux forestiers ont connu, en trente-et-un ans une perte de 30 %, occasionnée par le besoin en espace à urbaniser du fait de la croissance démographique avec ce qui en découle (défrichement, construction anarchique, etc...). Elle est passée de 938 à 617 Ha, comme la montre la figure III.6.

III.1.2.2.Végétation Herbeuse & champs

La carte (carte III.3.) retrace le changement intervenu dans les surfaces cultivées ayant un couvert végétal peu dense au moment de prise de vue des images satellitaires mais aussi les herbes et les hautes herbes. Notons que les surfaces labourées ne rentrent pas dans cette classe.

En trente-et-un ans, cette catégorie a connu divers changements avec une régression entre 1987 et 2001, une reprise en superficie entre 2001 et 2006. Cependant il est important de faire remarquer que, cette classe est passée de 1626 à 701 Ha perdant ainsi, plus de la moitié de sa surface depuis 1987 (Figure III.7.).

III.1.2.3. Sol nu

La carte (carte III.4) montre le changement intervenu dans les espaces où la couverture végétale est absente, cette classe contient aussi les terres labourées.

En considérant l'année 2001 comme année de référence il y a lieu de conclure que cette classe a nettement perdu en importance surfacique. Cependant à l'échelle de trente et un an, elle a connu une progression passant de 876 à 1162 Ha soit une évolution de 32,6 % (Figure III.8).

2500 2000 1500 1000 500 0
			2134
				1440
					1336
						1162
		876
	sup1987 sup2001 sup2006 sup2013 sup2018

Source : Réalisée à partir de la classification supervisée Figure III.8 : Dynamique du Sol nu

Il s'agit ici (carte III.5) de montrer comment les espaces en eau ont évolué dans le temps et dans l'espace dans notre milieu d'étude.

Les surfaces en eau n'ont pas connu en trente et un an de changements majeurs. La tendance générale montre une régression de l'ordre de 47 ?% de perte en surface comme le montre la figure III.9.

Source : Réalisée à partir de la classification supervisée Figure III.9: Dynamique de l'eau

La carte III.4 prend en compte les modifications des espaces anthropisés et aussi urbanisés.

Les zones anthropisées ont connu une progression très marquée du fait qu'elles ont multipliée leurs superficies par six (figure III.10). La croissance et l'extension des bâtis se traduisent par la modification des conditions naturelles du sol, ce qui va modifier le cycle naturel de l'eau. La conséquence de ces modifications est l'augmentation des volumes d'eau qui ruissellent sur le sol. C'est pourquoi, les sols deviennent très sensibles à l'érosion.

3500
	3114
3000
	2549
2500
2000	1788
1500
1000	788
	494
500

0

sup1987 sup2001 sup2006 sup2013 sup2018

Source : Réalisée à partir de la classification supervisée Figure III.10: Dynamique des Zones Anthropisées

L'évolution des espaces anthropisés à un impact sur la température ambiante ainsi la carte III.7 analyse la dynamique des ilots de chaleurs dans le milieu d'étude.

Les végétations herbeuses et les champs ont connu dans cette phase cette fois ci une légère expansion de 36 % soit 1532 hectares de plus par rapport à la situation de 2001.

Les résultats des analyses des images satellitaires des îlots de chaleurs en 31 ans, montrent une augmentation de plus au moins 10° Celsius de température avec une apparition des plusieurs poches d'ilots de chaleur dans les parties extrêmes du bassin versant ; cette cartographie des ilots de chaleurs élevés se calque globalement à celle des zones anthropisées et des sols nus.

Comme le montre la figure (III.11), aucune classe n'a été épargnée de transformation pendant 31 ans. L'importance de chacune sera détaillé dans cette dernière.

Figure III.11. Tendance de classes d'occupation du sol dans le bassin versant de la Lukunga

Entre 1987 et 2001 soit 14 ans, la végétation arbustive et les lambeaux forestiers ont perdu 12 % de superficie au profit des zones anthropisées qui ont augmenté de 60 % soit 788 Hectares de plus par rapport à la situation de 1987.

Dans la même période les sols nu ont connu une expansion de 143 % soit 2134 hectares de plus alors les végétations herbeuses et les champs ont connus une régression de 30 % soit 503 hectares de moins ; ceci surement au profit des sols nus.

Entre 2001 et 2006 soit 5 ans, les zones anthropisées ont connu une expansion de 126 % soit 1788 hectares de plus par rapport à la situation de 2001. Cette progression a influe sur les sols nus qui ont régressé de 32,5% soit une perte de 1440 hectares.

Les végétations arbustives et les lambeaux forestiers quant à eux, ils ont connu une très légère régression de 2 % soit 17 hectares de moins par rapport à la situation de 2001 frôlant le quasi maintien.

L'on constate encore que la qualité des résultats s'améliore au regard de résultats qui montre un gain en données sur plus de 697 hectares qui nous manquait en 2001.

Entre 2006 et 2013, les zones anthropisées ont connus une expansion de 42,5 % soit 761 hectares de plus par rapport à la situation de 2006, expansion qui a une influence sur le couvert végétal qui a régressé de 53,5 % soit une perte de 775 hectares répartie de la manière suivante 47,5 % soit 727 hectares pour les végétations herbeuses et les champs et 6 % soit 48 hectares pour les végétations arbustives et les lambeaux forestiers.

Quant aux sols nus, ils ont connu une faible régression de 7,22 % soit 104 hectares de plus par rapport à la situation de 2006.

Entre 2013 et 2018 soit 5 ans passés, les zones anthropisées comme dans la période précédente, ont connu dans cette période une légère expansion de 22% soit 565 hectares de plus par rapport à la situation de 2013.

Les végétations arbustives et les lambeaux forestiers ont connu une perte de 18 % soit 136 hectares aussi les végétations herbeuses ont perdu 12% soit 104 hectares par rapport à la situation de 2013.

En cette période, les sols nus ont connu une faible régression de 174 hectares soit 13% par rapport à la période précédente.

On remarque encore bien que la qualité des résultats s'améliore au regard de résultats qui montre un gain en données sur plus de 147 hectares qui nous manquait en 2013.

Nous avons vérifié l'exactitude et la fiabilité de nos résultats à partir d'une matrice appelée matrice de confusion. Cette dernière est basée sur une comparaison entre les zones d'entrainement classées par l'utilisateur grâce à sa connaissance du terrain et entre ces mêmes zones reclassées par le logiciel. Les résultats de ces comparaisons sont exprimés en pourcentage. Selon (Afro, Descplnoy, 2010), une classification est fiable et exploitable si, et seulement si les pourcentages sont supérieurs à 80%.

Dans notre cas, le pourcentage de la précision globale et le coefficient de Kappa pour nos quatre classifications dépassent largement les 80% (tableau). Ce qui permet de déduire que notre classification est fiable et exploitable.

Années Classes	1987	2001	2006	2013	2018
Années Classes	Indice de Kappa
V.A	95 %	95 %	95 %	96	88 %
V.H	98 %	89 %	90 %	90	92 %
S.N	90 %	80	80 %	85	86 %
Z.A	80	85	100 %	95	90 %
E	93	97	70 %	80	75 %
Précision Global	93 %	91 %	98 %	90 %	95 M

Le phénomène érosif est présent dans le bassin versant de la Lukunga. Cela se justifie par la présence de plusieurs têtes d'érosions dans ce milieu. L'identification des zones sensibles à l'érosion est une obligation. D'où l'intérêt de notre étude. Dans cette partie, nous présentons diverses cartes thématiques correspondantes aux étapes ayant conduit à l'identification et distinction des différentes zones du bassin selon leurs sensibilités à l'érosion. L'érosion est donc modélisée grâce aux croisements de ces cartes et en se servant de plusieurs outils du logiciel Arc Gis qui nous a permis de programmer notre arborescence.

L'inclinaison des pentes et les longueurs des pentes sont de facteurs essentiels dans la modélisation de l'érosion.

La carte du facteur LS comprend 3 variables (Indice). L'indice 1 correspond aux zones à faible risque, l'indice 2 correspond aux zones à moyen risque et l'indice 3 correspond aux zones à fort risque.

La carte d'érodabilité des sols dans le bassin versant de la Lukunga indique que ce dernier est fortement sensible à l'érosion. Seulement 5% de la surface du bassin est peu vulnérable à l'érosion et à peu près les 95% du bassin est vulnérable voire très vulnérables.

La carte de sensibilité à l'érosion a été effectuée en combinant les trois facteurs suivant l'arborescence. Cette dernière a généré 4 classes en fonction de leur sensibilité à l'érosion. Chaque pixel de cette carte dispose d'un indice de vulnérabilité compris entre 1 et 4.

Le résultat de la modélisation du risque érosif dans le bassin versant de la Lukunga (carte III.X), nous a permis de distinguer quatre types d'aléas dans la zone :

Source : Réalisée par l'auteur, 2018 Carte III.8. Sensibilité à l'érosion

Il ressort de la carte de sensibilité à l'érosion que les pixels correspondant à l'érosion de type 1 sont éparpillés sur toute surface du bassin versant mais assez moins fréquents du coté Est ; coté dans lequel se localise plus les pixels correspondants à l'érosion de type 2, ils se localisent non seulement de à cet endroit mais aussi vers le Sud-Est, le Sud avec quelques portion mais au Centre du bassin. Les pixels correspondants à l'érosion de type 3 et de type 4 sont localisés par ici par-là spécifiquement dans les zones collinaires. Les pixels correspondants à l'érosion de type 0 sont localisés dans les vallées équivalant aux lits de rivières.

Du point de vue de la superficie, le bassin versant est dominé par les pixels correspondant à l'érosion de type 1 avec 3999, 2 Ha suivi des pixels correspondant à l'érosion de type de 2 avec 1443.4 Ha, les pixels correspondant à l'érosion de type 3 occupent 95,7 Ha et les pixels correspondant à l'érosion de type 4 occupent 55.1 Ha.

Les pixels correspondant à l'érosion de type 0 quant à eux n'occupent que 19 Ha.

Etude diachronique de l'occupation du sol et de modélisation des processus érosifs du bassin versant de la rivière Lukunga

III.1.2. Analyse par Classe

III.1.2.1.Végétation arbustive & Lambeau Forestier

III.1.2.2.Végétation Herbeuse & champs

III.1.2.3. Sol nu