Application à la lutte contre les coulées de boue
1. À propos de cet exercice
- Niveau : débutant
- Durée : 1 h 30 min
- Logiciel : QGIS
- Notions et outils abordés :
- Jointure attributaire
- Types de champs : texte et numérique
- Gestion de la table attributaire (ajout et calculs de champs)
- Mise en page de carte
- Auteur : Chloé Girka
2. Contexte
Le ruissellement est un processus hydrologique qui fait partie du cycle de l’eau. Il résulte d’un refus à infiltration partiel ou total des précipitations. L’excès d’eau en surface s’accumule puis se concentre dans les points bas du relief (vallons, vallées, cours d’eau).
Le refus à infiltration dépend notamment de l’état de la surface du sol. Les sols artificialisés (routes, parkings, bâtiments) sont imperméables et contribuent à la formation d’importants volumes de ruissellement. De même, les sols agricoles présentant une croûte de battance en surface génèrent du ruissellement.
La mesure de l’intensité des précipitations et de la formation du ruissellement utilisent la même unité : le mm/h (rappel : 1 mm de lame d’eau = 1 litre / m²).
La formation de ruissellement peut contribuer à des épisodes de coulées boueuses qui endommagent les habitations et infrastructures.
3. Carte attendue
En charge de la lutte contre les coulées boueuses, il vous est demandé d’identifier les parcelles produisant des volumes ruisselés importants. Des subventions pourront être proposées aux agriculteurs pour réaliser des aménagements ou investir dans du matériel permettant d’adapter leurs pratiques. Votre secteur d’études est le bassin versant du Ru de Berneuil, situé au Sud de Beauvais.
Dans cet exercice, vous travaillerez sur un scenario d’un épisode pluvieux de 40 mm sur une durée d’une heure. Dans ce contexte, un volume de ruissellement de 5 000 m3 ou plus sera considéré comme important. Un volume de ruissellement de 2 500 m3 ou plus sera de moindre priorité.
Réalisez une carte comportant les couches suivantes :
- Les volumes ruisselés en m3 calculés par parcelle agricole :
- >= 5 000 m3
- 2 500 à 5 000 m3
- < 2 500 m3
- Les limites et le nom des communes
- Les axes d’écoulement du ruissellement
- Les limites de la zone d’étude
- Un fond de carte de type imagerie aérienne
a. Exemple de carte à réaliser
b. Conversion d’unité
- 1 mm de lame d’eau = 1 litre / m²
- 1 litre = 1 dm3 = 1.10-3 m3
- 1 ha = 1.104 m²
4. Environnement de travail
a. Configurer le système de coordonnées
Lorsque votre projet est créé, vous devrez lui définir une référence spatiale (un système de coordonnées).
Cette référence servira à harmoniser l’affichage de vos données sur la carte. Il dépend de la zone géographique sur laquelle les données se trouvent.
Attention cette étape modifie uniquement le système de coordonnées de votre carte et non pas de vos données !
Aidez-vous de l’aide en ligne (cliquez sur l’encadré ci-dessous) pour modifier le système de coordonnées de la carte. Dans le cas de notre projet il s’agit de le paramétrer en RGF 1993 Lambert-93 (EPSG : 2154).
b. Téléchargements
Le jeu de données est disponible ci-dessous. N’oubliez pas de remplir le tableau des métadonnées !
5. Réalisation du travail
Étape 0 : Le temps de la réflexion
Maintenant que vous avez pris connaissance des données à votre disposition, il est temps de répondre à la question posée.
Prenez une feuille de papier et notez le cheminement que vous pensez nécessaire pour répondre à la demande qui vous a été faite. Avec vos mots, sous la forme que vous souhaitez.
Perdu(e) ? Cliquez ici pour voir un résumé de ce que vous êtes sur le point de faire.
Nous souhaitons identifier les parcelles qui génèrent un volume de ruissellement important. D’après l’énoncé, un « volume important » se situe à 5 000 m3 ou plus.
Le volume de ruissellement généré par une parcelle dépend de la quantité de pluie qui est tombée, de la capacité d’infiltration du sol, et de la surface totale de la parcelle.
La capacité d’infiltration dépend du type de sol. On connaît le type de sol de chaque parcelle. On peut donc relier ces informations.
On sait qu’il a plu 40 mm pendant une heure, c’est-à-dire 40 L par m². En comparant les précipitations à la capacité d’infiltration du sol, on sait quelle quantité d’eau ruisselle pour chaque m² de sol. Puis il faut multiplier cette quantité par la surface de la parcelle.
Si on ne trouve pas d’information sur la surface des parcelles directement dans la table d’attributs, QGIS permet de calculer la surface d’un vecteur.
Étape 1 : Récupérer les données de capacité d’infiltration
1.1 Import du fichier Excel
Excel est un logiciel très populaire. Il est donc fréquent de vouloir intégrer des données issues d’un classeur Excel dans un projet SIG. QGIS est capable de lire un tableur Excel et l’interprétera comme une table. Pensez donc à vérifier la structure du tableur :
- Pas de lignes vides en haut,
- Pas de colonnes vides à gauche,
- Une seule ligne contenant les en-têtes des colonnes,
- Un en-tête de colonne (qui deviendra le nom des champs):
- unique,
- court,
- composé de lettres, chiffres et éventuellement de « _ » (underscore),
- Des champs homogènes.
1.2 Nettoyage de la table
Certains champs dans la table sont inutiles. Ils n’apportent pas d’information, soit parce qu’ils sont redondants, soit parce qu’ils sont vides. Supprimer les champs inutiles permet d’économiser de l’espace de stockage et de gagner en lisibilité.
1.3 Liaison entre la table et le vecteur
Nous souhaitons connaître le volume de ruissellement généré par chaque parcelle agricole au cours d’un épisode pluvieux. Pour cela, nous avons besoin de la capacité d’infiltration de chaque parcelle.
Actuellement, nous connaissons le type de sol de chaque parcelle. Et nous connaissons la capacité d’infiltration associée à chaque type de sol.
Pour connecter ces informations sans devoir les copier à la main, nous allons utiliser une jointure attributaire.
Cliquez ici pour comprendre la jointure attributaire
La jointure attributaire est aussi appelée jointure par attributs. Cet outil joint deux tables à partir de leurs attributs, c’est-à-dire les valeurs d’un champ.
