PIC Jessica

L’influence des activités anthropiques sur l’érosion des sols a été largement démontrée en contexte agricole, où les pertes en sol sont considérées comme fortes et impliquent des enjeux économiques et environnementaux déjà bien documentés. Dans ce contexte, la compréhension des transferts sédimentaires au cours d’eau dépend de la structure paysagère, complexe en raison de la multiplicité de l’agencement spatial des occupations du sol et des infrastructures. Le poids de cette dépendance est débattu dans la communauté scientifique. L’objectif de cette thèse est d’évaluer le r?le des éléments qui constituent la structure paysagère (occupation du sol, modes de cultures, infrastructures linéaires de drainage et collecteurs de sédiments) dans les transferts hydro-sédimentaires au cours d’eau. La démarche développée combine métrologie de terrain (2020-2022), analyse spatiale et modélisation de la connectivité sédimentaire. Ce travail se focalise sur le Beaujolais viticole, secteur pertinent du fait de son contexte physique, des modes de cultures propices à une forte production sédimentaire, et des multiples stratégies développées par les agriculteurs·trices pour gérer les flux hydro-sédimentaires. Les résultats ont montré la forte densité et la diversité des infrastructures de drainage. L’organisation du réseau témoigne d’une stratégie de gestion différenciée entre les hauts et bas de versants : le stockage sédimentaire est favorisé sur les hauts tandis que l’export des flux vers le cours d’eau l’est sur les bas. En parallèle, le suivi métrologique a montré un fonctionnement hydro-sédimentaire saccadé. Les précipitations les plus fréquentes n’occasionnent que des réponses modérées et les événements qui permettent l’organisation d’un continuum géomorphologique sont rares (environ 2 fois par an). Les pratiques agricoles limitent la production sédimentaire sur la parcelle gr?ce à des infrastructures intra-parcellaires. ? l’inverse, le réseau de drainage agit comme une extension du réseau hydrographique favorisant les transferts au cours d’eau.

Mots-clés : ?rosion ; Structure paysagère ; Connectivité ; Analyse spatiale ; Métrologie ; Beaujolais

The influence of human activities on soil erosion has been proved, especially in agricultural landscapes characterized with high soil loss involving economic and environmental concerns. Landscape structure is considered to be complex therefore understanding sediment transfers requires to integrate it comprehensively. Spatial patterns of land use and land cover, agricultural practices, linear drainage structures and sediment traps are to be documented. This thesis aims to assess the role of these elements in sediment transfers to the river in agricultural landscapes. The approach combines field survey, spatial analysis and connectivity modelling. It focuses on the Beaujolais vineyard (France) where the physical context and the agricultural practices are conducive to soil erosion associated to sediment transfers management strategies. The results highlight the high density and diversity of drainage structures. The drainage network pattern shows a lower connectivity on the upper slopes to favour sediment storage. Conversely, runoff export to the river drives the strategy on the lower slopes. Meanwhile, field survey pointed out jerky sediment transfers. Indeed, most rainfall events result in a moderate reply and only a few events enable a switch on of all the components of the sediment cascade (twice a year). Agricultural practices proved to reduce soil erosion at the plot-scale. On the contrary the drainage network serves as a river extension facilitating sediment transfers to the river.

Keywords: Soil erosion ; Landscape structure ; Connectivity ; Spatial analysis ; Metrology ; Beaujolais vineyard

Directeur de thèse : Etienne COSSART et Mathieu FRESSARD

Membres du jury :

- M. COSSART Etienne, Directeur de thèse, Professeur des universités, Université Jean Moulin Lyon 3,
- M. FRESSARD Mathieu, Co-directeur de thèse, Chargé de recherche, CNRS, Caen,
- M. DELAHAYE Daniel, Rapporteur, Professeur des universités, Université de Caen Normandie,
- M. FOX Dennis, Rapporteur, Professeur des universités, Université Nice c?te d'Azur,
- Mme CARLUER Nadia, Ingénieure en chef des ponts, des eaux et des forêts habilitée à diriger des recherches, INRAE, Villeurbanne,
- Mme GAUTHIER Emmanuelle, Professeure des universités, Université Paris 1 Panthéon Sorbonne.

Président du jury : Emmanuelle GAUTHIER