Structure paysagère et dynamiques spatiales des transferts hydro-sédimentaires. Approche par simulation multi-agents

Many socio-economic and environmental issues associated with hydro-sedimentary transfers are organized within hydrosystems from agricultural fields up to rivers streams (soil loss, soil infertility, diffuse pollution, turbid flood ...). If transfers initiation conditions are well known at the agricultural field levels, the flow dynamic that occur on the slope remains poorly understood. It is especially true in small hydrosystems in north-western France, where the abundance of linear networks (hedges, roads, ditches, etc.) that could interfere with the topographic flow dynamics are present in the landscape. To measure these impacts, which remain difficult to estimate, two complementary approaches have been developed within this thesis. First, a quantification of the hydro-sedimentary transfers was achieved during different rainfall events on a small Normandy catchment (17.6 km², BV Lingèvres, Calvados). This work allowed us to highlight the importance of sedimentary flows that can pass though during runoff episode and the complexity of spatio-temporal dynamics induced by the landscape structure. In parallel to this "field" approach, a computer model in multi-agent systems (SMA) was designed. By relying on SMA capabilities to bring out the overall dynamics of a system based on interactions at a local level, it is possible to reconstruct the path of runoff and get clues on spatial analysis in order to measure the effect of the landscape structure. The SMA model requires little input data and was applied to various catchment with different landscape features. This model produces interesting results that allow us to better understand the consequences of the landscapes on runoff.De nombreux enjeux socio-économiques et environnementaux sont associés aux transferts hydro-sédimentaires qui s’organisent au sein des hydrosystèmes, depuis les parcelles agricoles jusqu’aux cours d’eau (pertes en sol, diminution de la fertilité des sols, pollution diffuse, crues turbides, etc.). Si les conditions d’initiation des transferts sont bien connues à l’échelle de la parcelle agricole, les dynamiques d’écoulements qui se produisent sur les versants restent mal connues, et ce particulièrement dans les petits hydrosystèmes du nord-ouest de la France, où la mosaïque paysagère et notamment la présence plus ou moins importante de réseaux linéaires (haies, routes, fossés, etc.) contraint la dynamique purement topographique des écoulements. Afin de mesurer ces impacts, qui restent aujourd’hui peu aisés à estimer, deux approches complémentaires ont été mises en place dans le cadre de cette thèse. Tout d’abord, un travail de quantification des transferts hydro-sédimentaires a été réalisé au cours de différents épisodes pluvieux sur un petit bassin versant normand (17,6 km², BV de Lingèvres, Calvados). Il permet de mettre en évidence l'importance des flux sédimentaires qui peuvent transiter en période de ruissellement et la complexité des dynamiques spatio-temporelles induite par la structure paysagère. En parallèle de cette approche "de terrain", un modèle sous Système Multi-Agents (SMA) a été conçu. En s'appuyant sur les capacités des SMA à faire émerger la dynamique globale d'un système à partir des interactions à un niveau local, il est possible de reconstruire le parcours des écoulements de surface et d'obtenir des indices d'analyses spatiales capables de mesurer les effets de la structure paysagère. Le modèle, nécessitant que peu de données en entrée, a été appliqué sur différents bassins aux caractéristiques paysagères distinctes et offre des résultats intéressants pour mieux appréhender les conséquences des paysages sur les écoulements de surface

Relations entre organisation spatiale des exploitations agricoles et systèmes de production dans les Coteaux de Gascogne

Face aux nouvelles problématiques du monde contemporain et les attentes vis à vis des acteurs du milieu rural, la recherche doit s’adapter afin de renforcer la capacité des agriculteurs à répondre aux demandes de la société. Les agriculteurs, dont la principale finalité était de ‘nourrir leur pays’, se voient, aujourd’hui attribuer la responsabilité de la préservation de l’environnement naturel et de ces paysages. Le paysage agricole prend alors une valeur transmissible où se mélangent les intérêts internes et externes à la société locale. Des travaux récents ont d’ores et déjà cherché à comprendre les relations entre les exploitations et leur paysage. Dans cette perspective, notre étude consiste à appréhender les relations qui existent entre le paysage des Coteaux de Gascogne et les systèmes de productions agricoles. Elle s’appuie sur l’enquête exhaustive et spatialement explicite de 56 exploitations localisées sur un territoire composé de 4 communes. En nous appuyant sur les principes de l’approche systémique et sur les différents travaux jusqu’alors réalisés, nous avons mis au point une méthode qui comporte deux étapes. Dans un premier temps, nous avons appréhendé séparément l’intégralité des deux sous-systèmes : le paysage agricole des Coteaux de Gascogne et ses systèmes de production. Ils ont été analysés par Analyse Factorielle Multiple K-tableaux et ont conduit à l’élaboration de deux typologies par Classification Ascendante Hiérarchique. L’étude des organisations spatiales de ces exploitations s’est appuyée sur des indicateurs créés à l’aide de SIG. Les types de système de production ont, quant à eux, été établis aux travers d’indicateurs faisant référence à la structure et au fonctionnement de ces exploitations. Le croisement de ces deux typologies dans un tableau de contingence, nous a apporté une première représentation de la répartition des types d’organisations spatiales et des systèmes de production. Cette approche a été complétée par une analyse de co-inertie nous permettant d’analyser les relations entre les variables des deux sous systèmes. Il en a été extrait cinq grandes tendances qui dessinent un paysage des Coteaux de Gascogne diversifié. A cheval entre montagne et plaine, les contraintes liées à ce paysage permettraient de mieux comprendre l’orientation des systèmes de production observés sur les 4 communes étudiées

\'Etude longitudinale d'une proc\'edure de mod\'elisation de connaissances en mati\`ere de gestion du territoire agricole

This paper gives an introduction to this issue, and presents the framework and the main steps of the Rosa project. Four teams of researchers, agronomists, computer scientists, psychologists and linguists were involved during five years within this project that aimed at the development of a knowledge based system. The purpose of the Rosa system is the modelling and the comparison of farm spatial organizations. It relies on a formalization of agronomical knowledge and thus induces a joint knowledge building process involving both the agronomists and the computer scientists. The paper describes the steps of the modelling process as well as the filming procedures set up by the psychologists and linguists in order to make explicit and to analyze the underlying knowledge building process