Dissertations / Theses on the topic 'Érosion éolienne'

Différentes contraintes d'ordre environnementales, économiques et réglementaires motivent les efforts actuels pour comprendre et mieux quantifier l'érosion éolienne. La particularité majeure de cette source de pollution atmosphérique porte sur son caractère diffus qui impose, contrairement aux émissions canalisées, le recours à des méthodes de quantification basées sur des modèles. Dans ces derniers, certains aspects n'ont pas été pleinement appréhendés, notamment l'influence sur l'érosion de la large répartition granulométrique des matériaux granulaires. En outre, l’exposition éolienne des tas de stockage sur sites industriels, et par suite les émissions provenant de cette source, sont tributaires de nombreux paramètres, tels que la géométrie et la disposition des tas ainsi que les conditions de l'écoulement, d'où la nécessité d'étudier finement les variations des caractéristiques de l'écoulement autour des tas avec la modification de ces paramètres. L’objectif de ce travail est d’améliorer la précision des modèles de quantification des émissions diffuses, en créant des bases de données précises et détaillées. Des simulations numériques ont été mises au point et validées, visant à étudier l'écoulement autour de géométries de tas tridimensionnelles, en faisant varier les configurations et les conditions de vent. Une seconde approche, locale, a été mise en œuvre et consiste à caractériser l'écoulement en étudiant notamment l'évolution de la vitesse de frottement à la paroi en présence d'éléments non-érodibles pour différentes configurations et densités de rugosités. Les données serviront à améliorer la précision, la performance ainsi que le domaine d'application des modèles de quantification
The environmental impacts as well as the economical problems and regulation constraints related to wind erosion motivate current efforts to model and quantify erosion. The nature of the underlying processes makes quantification of fugitive dust emissions a very demanding exercise that is still subject to active research. Certain aspects were not fully apprehended, others require further development. These include the influence of the wide size distribution of granular materials and the sensitivity of the stockpiles’ wind exposure on industrial sites to various parameters, such as the geometry of the pile and its location as well as the wind conditions. The objective of this work is to improve the accuracy of fugitive dust emissions estimations, by creating precise and detailed databases for existing models. Three-dimensional numerical simulations were developed and validated in order to investigate the sensitivity of the mean flow structure to varying stockpile geometries and wind conditions. A second local approach was also applied, which aims to study flow characteristics and the evolution of the friction velocity at the wall in the presence of non-erodible elements for various configurations and roughness densities. The numerical data can be used in order to improve the current models’ accuracy and performance

L'objectif de cette recherche est d'améliorer la précision de la quantification des émissions diffuses de poussières provoquées par l'érosion éolienne des tas de minerais et charbon sur les sites sidérurgiques. Seules quelques études expérimentales récentes ont été menées sur des matériaux ayant une répartition granulométrique large. Elles ont montré que la présence de particules relativement grosses à la surface du lit entraînait une décroissance temporelle du flux massique envolé. Au cours de la présente étude, un modèle stochastique d'érosion éolienne, prenant en compte les répartitions granulométriques larges, a été développé. Il repose sur le lien étroit entre l'envol de particules et les structures tourbillonnaires pariétales. Il permet de prédire une décroissance temporelle du flux massique émis à partir d'un lit de particules soumis à un écoulement turbulent. La rapidité de décroissance dépend de la vitesse de l'écoulement et des caractéristiques des particules
This research deals with diffuse dust emissions on steelwork sites. It aims to estimate more accurately dust emissions due to wind erosion of exposed aggregate storage piles. Previous studies have shown the importance of the surface material's characteristics on aerodynamic entrainment. Only few recent experimental investigations focused on multiple grain-sized bed. They show that coarser particles at the bed's surface induces a temporal decrease in the emitted mass flux. In the present study, a stochastic wind erosion model, which takes into account a wide size distribution of materials, has been developed. It is based on the interaction between particles take-off and turbulent coherent structures. It allows to predict a temporal decrease in emitted mass flux from a multiple grain-size bed exposed to a turbulent flow. The rate of this decrease depends on the flow velocity and the characteristics of the particles. Numerical results were compared to experimental datas for adjustments

L’objectif de cette thèse est l’étude des caractéristiques d’émission des aérosols terrigènes ou poussières minérales avec les conditions aérodynamiques en zone source. Ces particules de poussière sont produites par érosion mécanique des sols sous l’action du vent dans les environnements désertiques et semi-désertiques. Ils sont un vecteur important de nutriments (N, P, Fer..) entre les écosystèmes terrestres et marins et influencent le bilan climatique global de par leur aptitude à diffuser et/ou absorber les rayonnements solaires et telluriques lorsqu’ils sont en suspension dans l’atmosphère. Ce travail s’est déroulé en deux étapes avec dans un premier temps des mesures expérimentales en conditions naturelles dans un champ de mil au Niger lors de deux campagnes du programme de l’Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine (AMMA) en été 2006 et 2007. Dans un second temps ces mesures ont été confrontées au modèle de production de poussière minérale le DPM (Dust Production Model) développé au LISA à partir de considérations théoriques et d’études en soufflerie. Durant les deux campagnes de mesures, trois événements érosifs dont deux modérés de type ‘mousson’ et un très énergique de type système convectif, contraints au maximum ont pu être étudiés de manière détaillée. Les mesures expérimentales confirment d’une part que le sandblasting est bien le moteur de la génération des aérosols terrigènes. Et, d’autre part comme cela avait été montré par les études en soufflerie, les flux d’émission d’aérosols terrigènes sont enrichis en particules de plus en plus fines lorsque la contrainte exercée par le vent au niveau du sol augmente. Nos résultats expérimentaux ont par la suite été comparés aux prédictions du DPM qui reproduit d’une manière plutôt satisfaisante les flux totaux en masse à condition de réduire les énergies de cohésions, déduites des mesures en soufflerie, et liant les particules fines entre elles. En revanche, lorsqu’on regarde les flux résolu en tailles, le modèle a tendance à surestimer les populations de particules les plus grossières. Ceci a nécessité de développer une nouvelle paramétrisation des flux d’émission avec les conditions aérodynamiques. Cette dernière a été testée avec satisfaction sur un événement d’érosion indépendant de ceux utilisés pour établir la paramétrisation
The aim of this work is to link quantitatively the characteristics (intensity and sizedistribution) of the flux of fine mineral particles produced by wind-erosion in a Sahelian zone with the aerodynamic conditions prevailing during the erosion events. Achieving this goal is a prerequisite for quantifying accurately 1) the transfer of soil nutrients (N, P, Fe…) from the source areas to the deposition zones located downwind, and 2) the impact on climate of air-suspended mineral particles which are able to scatter and absorb solar and terrestrial radiation. An important part of this work has been dedicated to the collection of experimental data during the 2006 and 2007 summer campaigns of the « Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine » (AMMA) experiment. Measurements were carried out at Banizoumbou (60km east of Niamey, Niger) on a sandy agricultural field representative of the Sahelian wind erodible surfaces. After describing the original experimental set-up and associated methodology, a complete study of all the types of events monitored during the field campaigns is made. Very few transport cases accompanied by significant deposition were observed (only two over the whole measuring period), but many erosion cases were recorded. The latter could result either from the temporal strengthening of the south western monsoon winds prevailing in this season (‘monsoon events’) or to the passage of convective systems accompanied by strong surface winds and often followed by rain (‘convective events’). After rigorous cross examination of the quality of the data set 2 events of the monsoon type and one of the convective type are retained for the rest of the study. In good agreement with previous wind tunnel experiments, comparing the size distributions measured during the events confirms that the emission flux is richer in very fine particles during the energetic convective event than during the less violent monsoon ones. Then, these results are compared with the predictions of the Dust Production Model (DPM) based on the previous wind-tunnel studies. It is found that the DPM is able to simulate correctly the intensity of the emission mass flux provided adequate values are selected for the binding energies of the fine particle populations identified in the laboratory experiments. However, a more detailed analysis of the size-resolved fluxes reveals that the DPM tends to overestimate the production of particles larger than 10µm and underestimate the flux of particles with sizes between 2 and 8µm. This leads us to propose a new parameterization based on a detailed study of the 3 events selected previously. This parameterization allows prediction of the changes in emission flux intensity and sizedistribution with aerodynamic conditions. In a final step, the parameterization is tested successfully on an independent erosion event

L'objectif de ce travail est de proposer une parametrisation, applicable a grande echelle, du processus de sandblasting qui conduit a la liberation d'aerosol mineral depuis les sols arides lorsque ceux-ci sont mobilises par l'action du vent. Elle doit permettre de calculer les flux massiques et les distribution granulometriques des aerosols mineraux emis depuis un sol donne dans des conditions aerodynamiques connues. Ces grandeurs sont indispensables a la modelisation du transport des aerosols mineraux a l'echelle globale et a la quantification de leur impact climatique. Notre strategie consiste a simuler la production d'aerosol en soufflerie ou les parametres aerodynamiques et pedologiques peuvent etre parfaitement maitrises. Il apparait que pour tous les sols utilises, l'aerosol peut etre considere comme un melange de trois populations de particules a distributions lognormales dont les parametres sont fixes. Seules les proportions du melange dependent de la vitesse de friction de l'ecoulement. Une theorie reposant sur un schema de partition de l'energie cinetique individuelle des agregats entre les energies de cohesion des trois populations constituant l'aerosol est alors proposee. Le modele qui en decoule permet de rendre compte de toutes les observations experimentales effectuees en soufflerie. Il permet non seulement de prevoir l'evolution de la distribution granulometrique des aerosols, mais aussi celle de l'efficacite du sandblasting (definie comme le rapport du flux vertical d'aerosol au flux horizontal de saltation qui lui a donne naissance) en fonction 1- des caracteristiques granulometriques des sols, et 2- de la vitesse de friction de l'ecoulement. Les resultats de ces previsions sont en bon accord, qualitatif et quantitatif, avec la grande majorite des resultats de terrain publies a ce jour. Finalement, en quantifiant l'intensite des emissions d'aerosols mineraux et en precisant leur distribution granulometrique, le modele ameliore le module source utilise dans les simulations du cycle des aerosols desertiques. Cela devrait autoriser une meilleure representation de leur transport, une quantification plus precise de leurs effets radiatifs et, par voie de consequence, une meilleure prise en compte des interactions entre les emissions d'aerosols mineraux et le climat.

L'objectif du travail présenté est de modéliser le cycle atmosphérique émission-transport-dépôt de l'aérosol désertique afin d'étudier son impact radiatif et de mettre en évidence l'effet qui peut en résulter sur la dynamique de l'atmosphère. On utilise pour cela un modèle méso-échelle, le RAMS, après l'avoir amplement aménagé, de sorte qu'il soit utilisable pour modéliser le cycle des aérosols désertiques pendant un événement couvrant une région (partie du Sahara et de l'océan Atlantique) de 15 millions de km² durant plusieurs jours. L'aménagement du modèle comporte (i) un module décrivant la physique des soulèvements, incluant une cartographie des états de sol de la moitié Ouest du Sahara, (ii) une procédure décrivant le dépôt sec des particules par gravité, ce qui entraîne l'évolution de la granulométrie au cours du temps et (iii) un code radiatif détaillé permettant la prise en compte de l'aérosol. La détermination des caractéristiques optiques de l'aérosol désertique en fonction de sa granulométrie et de son indice complexe est réalisée pour alimenter le programme de calcul. Les résultats des simulations sont comparés avec les données d'observations disponibles (satellite, mesures photométriques sol, mesures météorologiques) et sont en général en bon accord avec ces dernières. Nous avons montré l'importance de la détermination des vents à la surface des zones d'émission ainsi que de la bonne description des reliefs et de la rugosité des surfaces, pour la qualité de cet accord. L'évaluation de l'impact radiatif de l'aérosol désertique est réalisée par comparaison des bilans radiatifs de l'atmosphère avec et sans aérosol. La même démarche est utilisée pour l'étude de la rétroaction entre la dynamique et la présence d'aérosol dans l'atmosphère. On montre que l'impact radiatif à une rétroaction importante sur les masses soulevées. En revanche l'effet sur la dynamique apparaît négligeable dans le cas étudié.

Afin de caracteriser les phenomenes d'envol de particules dans une couche limite turbulente dont on a decrit les caracteristiques sur paroi lisse puis rugueuse, on presente un critere de vitesse limite d'envol base sur les travaux de bagnold et de white qui ont observe l'existence de plusieurs comportements: la saltation pour les plus grosses particules, plus particulierement etudie dans le memoire, et la suspension pour les plus petites. On a modelise les trajectoires de particules en saltation. On a mis en evidence l'existence d'une portance et d'un moment, lies a la presence de la paroi. Lors de l'envol, on impose a la particule des accelerations importantes, les vitesses initiales etant nulles contrairement aux modeles habituellement rencontres. On a montre que le debit solide qui s'envole est proportionnel a la difference des contraintes parietales avec et sans envol. A l'aide de l'analyse dimensionnelle, on a mis au point un modele capable de predire le debit solide dans une couche de saltation etablie. A partir de techniques de mesure originales, elaborees autour d'une soufflerie de type eiffel que l'on a qualifiee, on a procede a une validation experimentale de tous ces modeles. Des mesures de profils de vitesse sur paroi rugueuse ont notamment permis de caracteriser la vitesse de frottement en fonction du parametre de rugosite. Plusieurs dispositifs experimentaux automatises ont ete realises pour mesurer la vitesse limite d'envol et pour effectuer des mesures de trajectoires et de debit de matiere. Les trajectoires obtenues par le calcul sont tres proches de celles mesurees. Le modele de debit solide a ete valide et les essais sur divers materiaux ont permis de proposer une loi generale pour sa prediction.

Le bilan de masse en surface de l’Antarctique (noté BMS ; résultante de l’équilibre entres les termes d’accumulation et d’ablation) contribue directement aux variations du niveau moyen des mers. Dans le contexte du changement climatique, sa détermination par les modèles atmosphériques est nécessaire pour affiner son estimation présente et future.Les vents violents en périphérie de l’Antarctique de l’Est sont responsables d’un entraînement aérodynamique de la neige en surface qui influence de façon significative le BMS. Le transport de neige par le vent est également à l’origine du développement de formes d’érosion éolienne orientées parallèlement au vent moyen au moment de leur formation et dont la distribution spatiale est un déterminant majeur de la rugosité de surface. Ces éléments de rugosité exercent en retour un effet d’obstacle à l’écoulement qui affecte directement le champ de vent en surface et, par extension, le transport éolien de la neige.Les travaux présentés dans cette thèse portent sur l’observation et la modélisation numérique de l’érosion éolienne de la neige au niveau d’une région côtière de l’Antarctique de l’Est, la Terre Adélie. Dans un premier temps, le modèle atmosphérique régional MAR, qui contient une représentation détaillée des processus de transport éolien, est mis en œuvre à une résolution spatiale de 5 km sur un domaine couvrant la Terre Adélie et comparé sur un mois d’été à des observations météorologiques incluant des mesures continues du vent et du flux éolien massique de neige aérotransportée. Il est montré que les flux éoliens de neige produits par le MAR sont hautement sensibles à la paramétrisation de la rugosité de surface, et qu’une calibration unique de ce paramètre ne permet pas de simuler avec une qualité équivalente le champ de vent en deux points de mesure distants d’à peine 100 km. À partir des observations, les interactions rugosité-érosion sont ensuite étudiées à l’échelle d’évènements individuels d’érosion éolienne. Il est mis en évidence i) que l’effet d’obstacle généré par les formes d’érosion éolienne a un impact inhibiteur sur le flux éolien de neige et ii) que cet effet d’obstacle peut être fortement diminué par l’aptitude des formes d’érosion éolienne à se réorienter parallèlement au vent dominant pendant un événement de transport. L’examen des observations sur une année révèle que ce processus d’ajustement aérodynamique est sujet à des variations temporelles majoritairement reliées à l’historique de la température. Enfin, on montre qu’une reconfiguration du modèle comprenant notamment l’introduction d’une dépendance à la température dans la paramétrisation de la rugosité de surface améliore considérablement la représentation des flux éoliens de neige par le MAR sur l’année considérée. Ces résultats suggèrent qu’une distribution spatiale et temporelle de la rugosité de surface doit être prise en compte dans les modèles atmosphériques pour une simulation réaliste du transport éolien de la neige à l’échelle de l’Antarctique
The Antarctic ice sheet surface mass balance (SMB; the result of the balance between accumulation and ablation terms) has a direct influence on variations in the global mean sea level. In the context of climate change, atmospheric models are needed to improve its current and future estimation.Intense surface winds over the coastal slopes of East Antarctica are responsible for aerodynamic entrainment of snow at the surface, which has a significant influence on the BMS. Transport of snow by the wind also produces aeolian erosion features aligned parallel to the prevailing winds at the time of their formation. The spatial distribution of these features is a major determinant of surface roughness. On the other hand, surface roughness is an obstacle to flow and directly affects the surface wind field and, by extension, aeolian snow transport.The work presented here is based on observations and numerical modeling of aeolian snow erosion in a coastal stretch of Adélie Land, East Antarctica. First, the regional atmospheric model MAR, which includes a detailed representation of aeolian transport processes, was run at a spatial resolution of 5 km over a zone including Adélie Land and model results were compared with meteorological observations made over one month in summer, including continuous measurements of the wind and the aeolian snow mass flux. Aeolian snow mass fluxes modeled by MAR were highly sensitive to parameterization of surface roughness, and a single calibration of this parameter was not enough to simulate the surface wind field at two measurement points located only 100 km apart with the same accuracy. Consequently, roughness-erosion interactions were analyzed at the scale of individual aeolian erosion events using observations. The results of this analysis underlined that (i) the barrier effect generated by aeolian erosion features had an inhibiting impact on the aeolian snow mass flux and (ii) that the barrier effect can be strongly reduced by the ability of aeolian erosion features to realign with the dominant wind during a transport event. Examination of observations made over a period of one year revealed that this adjustment process is prone to temporal variations mainly linked to past temperatures. Finally, we showed that reconfiguring the model, including introducing temperature dependence in the parameterization of surface roughness considerably improved the representation of aeolian snow mass fluxes by the MAR model for the year concerned. These results suggest that spatial and temporal distribution of surface roughness should be included in atmospheric models for realistic simulations of aeolian snow transport over Antarctica

Le processus d'érosion éolienne peut entraîner plusieurs conséquences environnementales: la désertification, la dégradation des sols, la pollution de l'air, etc. Cette dernière est liée aux émissions de particules de matériaux granulaires couramment trouvés sur des sites industriels tels que le minerai et le charbon. La distribution granulométrique de ces matériaux consiste habituellement en un mélange d'une large gamme de diamètres, qui comprennent des particules plus grosses qui ne sont pas érodables même avec de fortes rafales de vent. Les particules non érodables jouent un rôle protecteur pour les particules érodables, en recouvrant la surface et en réduisant ses émissions. L'objectif principal de cette thèse est d'estimer plus précisément les émissions dues à l'érosion éolienne compte tenu de l'influence du pavage causée par des particules non érodables. Un modèle analytique a été proposé pour quantifier les émissions des lits de particules et des tas de stockage avec une large distribution granulométrique. Les effets du processus de pavage sont incorporés dans le modèle par la diminution de la vitesse de frottement moyenne sur la surface érodable puisque les particules non érodables s'accumulent. Des travaux antérieurs ont défini une relation mathématique entre l'évolution de la vitesse de frottement sur la surface érodable et la géométrie des éléments de rugosité. Néanmoins, l’equation n'est valable que pour des taux de couverture de particules non érodables limités. Des simulations numériques ont été effectuées dans ce travail pour étendre cette relation afin d'inclure d'autres cas rencontrés dans des situations réelles (avec de plus grandes quantités de particules non érodables). Le modèle d'émission proposé décrit la relation entre la valeur minimale de la vitesse de frottement (à laquelle les émissions cessent), en tirant parti des résultats numériques, et la profondeur finale érodée du lit, qui fournit à son tour la masse émise. Des expériences en soufflerie ont été réalisées afin de mieux comprendre le phénomène de pavage et estimer les émissions d'un lit de particules contenant une distribution de taille bimodale. Les résultats expérimentaux ont également été utilisés pour valider la modélisation, y compris la masse émise globale et les caractéristiques finales de la surface du lit. Un bon accord a été trouvé entre les résultats expérimentaux et modélisés pour les émissions globales et la profondeur de lit érodé. Le modèle d'érosion a été étendu pour l'application dans les tas de stockage. Dans ce cas, l'érodabilité des particules est plus complexe, puisque la vitesse de frottement et les conditions de seuil ne sont pas spatialement homogènes. L'idée du modèle était de subdiviser le tas en isosurfaces dans lesquelles les conditions de seuil et la vitesse de frottement sont constantes, et traiter chacune de ces zones comme une source différente où le modèle d'émission peut être appliqué. Des expériences en soufflerie ont été réalisées afin d'estimer les émissions d'un tas de sable contenant une distribution de taille bimodale. Les résultats modélisés et expérimentaux ont été comparés pour la configuration d'un tas isolé et un bon accord a été trouvé entre la masse émise estimée et mesurée. L'impact de la présence d'un bâtiment et d'un tas de stockage parallèle successif sur l'émission globale de particules a également été évalué. Des expériences en soufflerie et des simulations numériques ont été effectuées pour plusieurs configurations, en évaluant les effets de: (i) l'orientation du vent, (ii) la vitesse du vent, (iii) la distance entre l'obstacles et (iv) la quantité de particules non érodables. Il a été constaté que les interférences de l'écoulement entre les obstacles augmentent les émissions. Par conséquent, toutes les perturbations du vent ont un impact significatif et doivent être prises en compte dans l'estimation et la modélisation des émissions de poussières
Wind erosion process can lead to several environmental consequences: desertification, land degradation, air pollution, etc. This last one is related to particulate matter emissions from granular materials commonly found on industrial sites, such as ore and coal. The particle size distribution of these granular materials usually consist of a mixture of a wide range of diameters, which include larger particles that are non-erodible even with strong gusts of wind. The non-erodible particles play a protective role for erodible particles, paving the surface and reducing emissions. The main objective of this thesis is to estimate more accurately emissions due to wind erosion considering the influence of the pavement caused by non-erodible particles. An analytical model was proposed to quantify emissions from particle beds and stockpiles with a wide size distribution. The effects of pavement process are incorporated in the model through the decrease of the mean friction velocity on the erodible surface as the non-erodible particles accumulate. Previous works have defined a mathematical relation between the evolution of the friction velocity over the erodible surface and the geometry of the roughness elements. Nonetheless, the formulation was only valid to limited cover rates of non-erodible particles. Numerical simulations were carried out in this work to extend the formulation in order to include other cases encountered in real situations (with larger amounts of non-erodible particles). The proposed emission model describes the relationship between the minimum value of friction velocity (at which emissions cease), taking advantage of the numerical findings, and the final eroded depth of the bed, which in turn, provides the emitted mass. Wind tunnel experiments were carried out in order to better understand the pavement phenomenon and estimate emissions from a bed of particles containing a bimodal size distribution. The experimental results were also used to validate the modeling, including the global emitted mass and the final characteristics of the bed surface. A good agreement was found between experimental and modeled results for the global emissions and the bed eroded depth. The erosion model was extended for application in stockpiles. In this case, the erodibility of the particles is more complex as the friction velocity and the threshold conditions are not spatially homogeneous. The idea of the model was to subdivide the pile in isosurfaces in which the threshold conditions and the friction velocity are constant and then treat each one of these areas as a different source where the emission model can be applied. Wind tunnel experiments were carried out in order to estimate emissions from a sand pile containing a bimodal size distribution. The modeled and the experimental results were compared for the configuration of an isolated stockpile and a good agreement was found between the estimated and the measured emitted mass. The impact of the presence of a building and a successive parallel stockpiles on the overall particles emission was also evaluated. Wind tunnel experiments and numerical simulations were carried out for several configurations evaluating the effects of: (i) main wind flow orientation, (ii) wind flow velocity, (iii) gap between the obstacle and (iv) amount of non-erodible particles. It was found that the flow interferences between the obstacles increase emissions. Therefore, all wind perturbations have a significant impact and have to be accounted in dust emission estimation and modeling
O processo de erosão eólica pode levar a várias consequências ambientais: desertificação, degradação da terra, poluição do ar, etc. Esta última está relacionada com as emissões de partículas provenientes de materiais granulares comumente encontrados em indústrias, como minério e carvão. A distribuição granulométrica destes materiais normalmente consiste em uma mistura com uma ampla gama de tamanhos, incluindo partículas maiores que não são erodíveis mesmo com fortes rajadas de vento. As partículas não erodíveis desempenham um papel protetor para as partículas erodíveis, pavimentando a superfície e reduzindo as emissões. O objetivo principal desta tese é estimar com maior acurácia as emissões devidas à erosão eólica considerando a influência da pavimentação causada pelas partículas não-erodíveis. Um modelo analítico foi proposto para quantificar as emissões de leitos de partículas e pilhas com ampla distribuição granulométrica. Os efeitos do processo da pavimentação são incorporados no modelo por meio da diminuição da velocidade de fricção média na superfície erodível à medida que as partículas nãoerodíveis se acumulam. Trabalhos anteriores definiram uma relação matemática entre a evolução da velocidade de fricção na superfície erodível e a geometria dos elementos rugosos. No entanto, a formulação é válida apenas para limitadas taxas de cobertura de partículas não-erodíveis (< 12%). Simulações numéricas foram realizadas neste trabalho para estender a formulação de modo a incluir outros casos encontrados em situações reais (com maiores quantidades de partículas nãoerodíveis). O modelo de emissão proposto descreve a relação entre o valor mínimo da velocidade de fricção (para qual as emissões cessam), utilizando os resultados numéricos, e a profundidade final erodida do leito, que, por sua vez, fornece a massa emitida. Experimentos em túnel de vento foram realizados para melhor compreender o fenômeno da pavimentação e estimar as emissões de um leito de partículas contendo uma distribuição granulométrica bimodal. Os resultados experimentais foram também utilizados para validar a modelagem, incluindo a massa global emitida e as características finais da superfície do leito. Uma boa concordância foi encontrada entre os resultados experimentais e modelados para as emissões globais e a profundidade erodida do leito. O modelo de erosão foi estendido para aplicação em pilhas de estocagem. Neste caso, a erodibilidade das partículas é mais complexa, uma vez que a velocidade de fricção e as condições de limiar não são espacialmente homogêneas. A ideia do modelo é subdividir a pilha em isosuperfícies em que as condições de limiar e a velocidade de fricção são constantes e, em seguida, tratar cada uma dessas áreas como uma fonte diferente onde o modelo de emissão pode ser aplicado. Foram realizados ensaios experimentais em túnel de vento para estimar as emissões de uma pilha de areia contendo uma distribuição de tamanho bimodal. Os resultados experimentais e modelados foram comparados para a configuração de uma pilha isolada (orientada 60 e 90° em relação a direção do escoamento) e uma boa concordância foi encontrada entre a massa estimada e a emitida. O impacto na emissão da presença de um edifício e de uma pilha de estocagem sucessiva também foi avaliado. Experimentos em túnel de vento e simulações numéricas foram realizados para várias configurações avaliando os efeitos de: (i) orientação do vento, (ii) velocidade do vento, (iii) espaçamento entre os obstáculos e (iv) quantidade de partículas não erodíveis. Verificou-se que as interferências do escoamento entre os obstáculos aumentam as emissões. Portanto, todas as perturbações no escoamento têm um impacto significativo e devem ser contabilizadas na estimativa e modelagem de emissões de partículas

En Tunisie, seule une modélisation des flux horizontaux peut permettre de quantifier l'érosion éolienne. Le modèle développé au LISA reproduit bien le flux d'érosion dans les déserts hyper-arides mais son application aux zones arides nécessitait un complément de paramétrisations, en particulier pour traiter des surfaces labourées. Les effets du labourage ont été paramétrés à partir d'expérimentations en soufflerie. Une expression prédictive des flux d'érosion, fonction des caractéristiques géométriques des billons, a pu être proposée et validée pour les surfaces labourées en billons. Des expérimentations sur deux parcelles labourées avec des techniques différentes ont également été menées. Elles confirment les tendances mises en évidence en soufflerie et montrent que le labourage pose problème quand il affecte un sol préalablement protégé de l'érosion. Cette campagne a également permis de valider in situ les nouvelles paramétrisations
In Tunisia, only modelling the horizontal fluxes can allow to quantify aeolian erosion. The model developed in LISA reproduces satisfyingly the erosion fluxes in hyper-arid deserts but complementary parameterizations are needed when applied to arid areas, especially to account for tilled surfaces. The effects of the tillage have been parameterized by performing wind tunnel experiments. A predictive relation for horizontal fluxes depending only on the geometric characteristics of ridges has been developed and validated for tilled surfaces. Experiments on two parcels tilled with differnet tools have also been performed. They confirm the results obtained in wind tunnel and point out that tillage generate erosion problem only for areas previously protected again erosion. These experiments have also allow to validate in situ the new parameterizations

Depuis 1970, la sécheresse la plus longue et la plus sévère du siècle s'installe progressivement dans le bassin arachidier et engendre de nouveaux processus de dégradation de l'environnement dont le vent est le principal agent. L'étude de l'érosion éolienne se fonde sur des interprétations diachroniques de photographies aériennes et d'images satellitales, sur des observations de terrain réalisées entre 1998 et 2001 et sur des entretiens avec les agriculteurs directement concernés par les chagements environnementaux. Les résultats de nos travaux montrent qu'e plus de la diminution des précipitations annuelles la recrudescence des actions éoliennes est provoquée par les méthodes agricoles et pastorales en rupture avec les pratiques conservatoires : culture extensive de l'arachide, disparition des jachères, rammassage des résidus de culture pour l'alimentation du bétail, etc. Au fil des années, le couvert végétal qui fixait les couvertures sableuses riches en sables fins et pauvres en matière organique s'amenuise et expose le sol à une double vulnérabilité tant vis-à-vis de l'érosion hydrique que de l'érosion éolienne. L'exploitation des données anémométriques de 1998 à 2000 de trois stations du Bassin arachidier disposées du nord au sud, Louga, Diourbel et Kaolack, montre que le potentiel de déflation est plus élévé pendant la saison sèche chaude quand le souffle l'harmattan et atteint son maximum en mai-juin après le nettoyage des champs pour les semis d'hivernage. Au cours de l'année, les vents efficaces prennent diverses directions, mais celles du cadran NW à E sont les plus fréquentes et les plus déterminantes dans les flux éoliens. Malgré l'absence de dunes de néogenèse, la remobilisation du matériel est prouvée par les accumulations sableuses contre divers obstacles telles que les haies vives d'Euphorbia balsamifera qui clôturent les champs, les buissons du Guiera senegalensis et les palissades dans les villages. L'analyse granulométrique de ce matériel déposé par le vent indique que la compétence des vents actuels est de 250 um dans le Nord, 200 um dans le centre et 160 um dans le Sud du bassin arachidier. Le départ du matériel a pour effet la perte de fertilité des sols par vannage des particules fines et l'ensablement des infrastructures. Les poussières éoliennes causent aussi des gênes respiratoires dans les aires d'habitation.

Les émissions diffuses de poussières provenant de l'érosion éolienne des tas de stockage de matières granulaires sur les sites industriels représentent une part significative des émissions atmosphériques globales sur les sites industriels. L'objectif du travail de thèse est d'améliorer les modèles existant de quantification des émissions diffuses en définissant plus précisément les paramètres influençant l'érosion éolienne tant à l'échelle de la matière stockée qu'à l'échelle d'un site industriel. Des études antérieurs ont montré que la présence de particules non-érodibles sur une surface érodible a pour effet d'absorber une partie de la contrainte de cisaillement du vent et ainsi de protéger la surface érodible de l'érosion éolienne. Par conséquent, l'évolution de la vitesse de frottement à la paroi a été étudiée en fonction du changement des caractéristiques de rugosités à la surface durant le processus d'érosion. Par ailleurs, il est communément connu que l'exposition éolienne des tas de stockage et les subséquentes émissions provenant de ces tas dépendent de nombreux paramètres, tels que la géométrie, la disposition des tas, la topographie du site industriel ainsi que des conditions d'écoulement. Une étude expérimentale en soufflerie ainsi que des simulations numériques, permettant de caractériser l'écoulement autour des tas de stockage, ont été réalisées afin d'étudier l'influence de chacun de ces paramètres sur les émissions de particules. Ces études ont permis de mieux appréhender les phénomènes d'érosion éolienne et ainsi d'améliorer les méthodes de quantification des émissions diffuses de poussières sur sites industriels
Fugitive dust emissions from open stock yards for bulk materials represent a significant part of overall estimated atmospheric emission on industrial sites. The aim of the thesis work is to improve the accuracy of the current models of estimation of fugitive dust emissions, by defining more precisely the parameters which affect wind erosion as well on the material stored scale as on the industrial sites scale. Previous studies have shown that the presence of non-erodible roughness elements on erodible surfaces has the effect of absorbing part of the wind shear stress and thus protecting the erodible surface from wind erosion. Therefore, the friction velocity evolution has been studied as a function of the characteristics changes of the surface roughnesses during the erosion process. Besides, it is commonly known that the wind exposure of the stockpiles and subsequent emissions from these stockpiles depends on various parameters such as the geometry, the location of the pile, the site topography as well as the wind conditions. An experimental study in a wind tunnel and numerical simulations, characterizing the wind flow over the piles, have been carried out to study the effect of each of these parameters on dust emissions. These studies have provided further insight into the phenomena of wind erosion and have allowed a more accurate and relevant evaluation of fugitive dust emissions on industrial sites

The aim of this work is to present a methodology permitting to quantify wind erosion, in particular the fluxes in mass on the southern Tunisian arid regions, A particular attention has been carried to the description and the assessment of the modifications of land use {extension of culture, change of agricultural practices, etc. ). An approach combining simulations in laboratory, experiences on parcels and modelling is implemented. Otherwise, this last technique, modelling, is considered like one main tools of investigating permitting to give elements of answer to the final objectives of this work. Some specific parametrisations bas been developed on the laboratory permitting, consequequently to describe the erosion fluxes on agricultural surfaces (Kardous. 2005a, 2005b). These relations, allow to derive solely from the geometric features of the ridged surfaces (the height, RH, and the spacing, RS) the aerodynamic roughness height (-„), the erosion threshold friction velocity and the saltation fluxes. To validate these parametrisation in situ, we had conduct in southern Tunisian arid region three experiences (2003. 2008 and 2009} on parcels plowed by three different tools (the disc, the moulboard and the tiller). These experiences show, on one hand that the model developed on the laboratory' reproduces very well the experimental results and describes on a satisfying way the saltation fluxes on agricultural surfaces in Tunisian arid zones. On the other hand, theses results indicate also that erosion fluxes are smaller for the mouldboard, intermediate with the tiller and the higher for the disc. To simulate the emission of erosion fluxes the scale of arid and desert Tunisian zones, we used a meso-scale model, the regional Atmospheric Modeling System (RAMS) coupled on line with the Dust production model (DPM) developed by Marticorena and Bergametti (1995) and Laurent (2005). We had, first identified the most frequent and intense simulated zones sources of clust emission, We evaluated also the relative contribution of both natural surfaces and land agricultural uses to the fluxes in mass. The results suggest that the wind erosion stays predominant on the natural surfaces. Finally. A very marked seasonal cycle of the emissions is simulated with a maximum in the spring and in the beginning of the summer. This cycle is mainly due to the high wind speed generally observed on this period of year. Iron dust solubility in atmospheric waters is critical to estimate the effect of its deposition on primary production, especially on global carbon cycle. My PhD studies the effect of atmospheric organic complexation on iron dust dissolution. First of all, I studied the water soluble fraction of collected aerosols in the source region during strong biomass burning event, an important source of organic compounds. Second of all, I performed laboratory experiments with dust particles from different African sources and different organic compounds measured in the atmosphere. This work have highlight that the variability of iron dust solubility could be linked to the organic complexation. Oxalic acid is the most important iron ligand in the atmosphère and is the one with the most important effect on iron solubility, but others organic compounds such as malonic, tartane, glycolic acids or HULIS could enhanced the dissolution of iron. This dissolution, without light, is reductive and lead to the formation of Fe(II). I found a linear dissolution for dust iron in presence of increasing concentration of oxalate and HULIS, but for the other compounds the dissolution seems to be limited. I also found that the mineralogical composition of iron contained in dust is very important, and the dissolution is controlled by me presence of iron from clay minerals rather than iron from (hydr-)oxides.

Le Sahara Atlantique a pour cadre géographique l'ex Sahara Espagnol et l'extrême Nord Ouest de la Mauritanie. Notre zone d'étude s'étend ainsi sur une superficie de 300 000 km2, compris entre le 20ème et le 30ème parallèle. Ses frontières sont à la fois naturelles ; le bas Oued Draâ (au sud de la boutonnière d'Agadir) au Nord et l'Océan Atlantique à l'Ouest, et pollitiques ; l'Algérie au N-E, la Mauritanie à l'Est et au Sud. Le Sahara Atlantique, où les altitudes supérieures à 400 m sont exceptionnelles, est le domaine des plaines et des plateaux. Ce vaste territoire est traversé par de nombreux accidents structuraux dont le plus important est celui d'Agadir-Timiris-Dakar parallèle à la fracture médio-atlantique, situé à la limite de deux bassins sédimentaires de bordure océanique : le bassin sénégalo-mauritanien et le bassin de Tarfaya-Laâyoune-Dakhla. L'étonnante monotonie (apparente. . . ) de cet espace s'explique, en partie, par l'extension considérable de la dalle moghrébine calcaro-gréseuse (d'âge Villafranchien 2. 5 (?) à 4Ma) à lumachelles et à pectens à l'Ouest et du Socle granitique archéen à l'Est. Cette monotonie localement voilée par des champs de barkhane, est rompue, dans certaines régions, par des reliefs qui, quel que soit leurs volumes, induisent des contrastes saisissants. Cependant, le Sahara Atlantique tout comme l'ensemble de l'Afrique saharienne, a connu les effets des glaciations et des interglaciaires et vraisemblablement des événements (néo)tectoniques plus ou moins importants comme nous le laisse supposer les structures et les rejets observées. Après l'élaboration de l'encroûtement terminal durant le Pliocène moyen /supérieur, sont survenues des crises morphogéniques d'origine tectonique, climatique et marine qui détruisit définitivement l'équilibre des reliefs néogènes. La plus importante des crises se place à la charnière entre le Miocène et le Quaternaire ancien (plio-quaternaire) et constitue un véritable tournant dans l'évolution morphologique du Sahara Atlantique. En effet, de notables modifications des facteurs de la morphogenèse marquent les débuts des temps Quaternaires où des retouches ont été apportées au paysage, et ce dans un contexte d'alternance d'humide et d'aride qu nous connaissons, plus ou moins. Soumis aux conditions d’érosion en climat aride au moins depuis l’Ogolien (15 000-10 000 BP) et post-holocène (5 000-3 000 BP), les terrains anciens, du Précambrien au Cénozoïque, sont masqués par des débris de cette destruction. Ils ne subsistent souvent que des dépôts détritiques Quaternaire de cailloutis générés par l’action combinée de l’érosion fluviatile, éolienne, marine et des processus de la météorisation. Les modelés de glacis, de terrasses et les dépressions atteignent des dimensions supérieures vers l’Ouest. Ainsi, depuis la fin de l’Holocène (3000 BP) date de l’aridification du Sahara, le vent a pris une place de plus en plus importante dans l’édification du paysage actuel, effaçant ou fossilisant progressivement la paléo-topographie et certains dépôts superficiels. Pour le secteur margino-littoral, la morphologie du triptyque désert, falaise, mer est intimement liée à l’évolution des dynamiques hydro-climatiques récentes et à la compétence lithologique des affleurements face aux vents très puissants et dans une moindre mesure aux ruissellements. Par conséquent les alizés, vent de secteur Nord, sont probablement depuis l’Ogolien l’agent fondamental de la morphogenèse du plateau littoral (dénommé « Aguerguer ») comme en témoignent les modelés aérodynamiques que constituent les dunes fossiles, les « fleuves de sables » et les « Yardang »
The Atlantic Sahara is located between the ex-Spanish Sahara and the far North/West part of Mauritania. Our study area is 300 000 km2 big, and lies between the 20th and 30th parallel. Its boundaries are natural (the low Oued Draâ and the Atlantic Ocean on the West side) but also administrative (Algeria on the N-E side and Mauritania on the East and South). With very few points over 400 m over the sea level, the Atlantic Sahara is a plateau and plains area. This huge territory is crossed by several structural accidents whose most important one is the Agadir-Timiris-Dakar accident. This accident is parallel to the medio-atlantic fracture, located just at the boundaries of two sedimentary basins reaching the Ocean (the senegalo-mauritanian basin and the Tarfaya-Laâyoune-Dakhla basin). The surprising (and seeming) monotony of this area can be explained by the important moghrebine limestone-sandy (Villafranchian from 2,5 to 4 Ma) composed by lumachel and pectens shell extension on the West side and the granitic archean layer on the East side. This monotony partly hidden by the barkhane fields disappears din some parts with relieves which induce (whatever its volume) very strong contrasts. However, as the rest of the Saharan Africa, the Atlantic Sahara suffered from glaciations and interglacial effects as well as neotectonic events more or less important (as the present observed structures and rejects let us suppose). After the elaboration of the terminal encrusting during the middle/ upper Pliocene, it occurred some morphogenetic crisis (from tectonic, climatic and oceanic origin) which destroyed definitely the neogenic relives balance. The most important crisis took place between the Miocene and the old Quaternary. It has been a major turning point in the morphologic evolution of the Atlantic Sahara. Indeed some significant modifications of morphogenetic factors put in relief the beginning of the Quaternary era, while the landscape was modified by a wet/arid alternation that we know, more or less at this time. Because of erosion conditions in arid climate since - at least - Ogolian (15 000 - 10 000 BP) and post-Holocene (5 000 - 3 000 BP), old fields from Precambrian and Cenozoic are hidden by the debris of that destruction. Most of time there are only quaternary clastic deposits broken stone left, which are generated by the combined action of fluviatile, wind and marine erosion and the weathering processes. Glacis and terraces’ models such as depressions have larger dimensions in the West. Since the end of the Holocene era (3 000 BP) -Sahara’s aridification beginning - the wind took a more and more important role in the current landscape erection, gradually erasing or fossilizing the paleo-topography and some superficial deposits. On the margino-littoral area, the desert – cliff - sea triptych morphology is closely linked to the evolution of the recent hydro-climatic dynamics and to the lithologic competence of the outcrops that face very powerful winds, and of lesser importance, of run-off. As a result, the trade winds (from North) are probably the fundamental agent of morphogenesis of the littoral shells (named “Aguerguer”) and this since Ogalian era, as proved by the aerodynamic models that form the Barkhanes (fossils), the sand river and the “Yardangs”. Nonetheless, the Atlantic Sahara littoral geosystem is currently in a landscape mutation, following its development. Moreover the Atlantic Sahara geopolitical strakes that process and embrittle the regional development politics in this hostile area and the relief of its ecosystem facing the filling with sand, erosion and land implosion risks to the margino-littoral dynamics

L'érosion éolienne des matières granulaires (minerais, charbons,. . . ) est un des facteurs influençant grandement la qualité de l'air dans l'environnement proche de nombreux sites industriels. L'objectif principal de ce travail est l'amélioration des méthodologies de quantification des émissions des sources diffuses, notamment à partir d'une meilleure prise en compte de l'exposition éolienne des sources que sont les tas de stockage et des répartitions granulométriques des matières présentes sur les sites de stockage. Les observations sur sites industriels montrent que les régions proches des tas de stockage de matières granulaires sont chargées de particules de granulométries plutôt fines. Celles-ci sont susceptibles d'être remises en suspension par les structures tourbillonnaires générées par le vent incident. Ainsi, ces zones d'envol potentiel ont fait l'objet d'analyses afin de quantifier leur contribution aux émissions globales. Une technique de visualisation d'écoulement pariétal, associée à des simulations numériques tridimensionnelles, ont été mises en oeuvre pour mieux comprendre ces structures de l'écoulement. Les matières granulaires sont un mélange de particules érodibles et non-érodibles. Le caractère érodible étant lié aux propriétés des particules (principalement granulométrie et masse volumique), ainsi qu'à la vitesse du vent incident. Dans ce cadre, deux types d'études ont été menées: des essais expérimentaux d'envol de particules dans une soufflerie et des simulations numériques tridimensionnelles avec un logiciel open-source de mécanique des fluides (Code_Saturne). Une technique originale a ainsi été développée pour quantifier, par une pesée en continue, l'influence des particules non-érodibles sur le flux massique envolé. En parallèle, le comportement des particules sur la surface est analysé à l'aide de clichés photographiques. L'analyse de l'effet des particules non-érodibles au niveau local est réalisée grâce à des simulations numériques pour des configurations polydispersées. Les résultats présentés dans ce mémoire constituent de premiers éléments pouvant possiblement contribuer à l'amélioration des modèles actuels de quantification des émissions de particules par une meilleure intégration et pris en compte de la présence de particules non-érodibles pour les matières présentant de larges spectres granulométriques.

L'objet de ce travail est l'étude par modélisation des émissions d'aérosols désertiques du nord-est de l'Asie et du nord de l'Afrique. Il a pour finalités : 1) quantifier les émissions ; 2) déterminer les zones les plus émettrices en fréquence et en intensité ; 3) documenter la variabilité temporelle des émissions. Nous utilisons un modèle explicite des processus d'émission. Les données des états de surface sont établies à la résolution spatiale 1/4°x1/4°. La hauteur de rugosité aérodynamique est dérivée de produits satellitaires POLDER-1. Les propriétés des sols sont établies à partir de mesures et d'observations de terrain. Les données météorologiques ré-analysées ECMWF sont utilisées. L'influence de l'humidité des sols et la couverture neigeuse sur les émissions est quantifiée. La cohérence de nos simulations est discutée par comparaison aux réductions de visibilité horizontale mesurées dans les stations météorologiques, et aux données satellitaires (AAI TOMS et IDDI Météosat)
Mineral dust emissions from the North-eastern of Asia and the North of Africa are studied by modelling. The major aims of this study are : 1) to quantify mineral dust emissions ; 2) to determine the main areas of dust emission in frequency and in intensity ; and 3) to investigate the variability of the emissions. A physically explicit dust emission scheme is used. Database of the surface features are established at 1/4°x1/4° spatial resolution. Maps of the aerodynamic roughness lengths have been established from POLDER-1 product composition. Soil properties are derived from measurements performed on samples and observations from desert areas. Surface re-analyzed meteorological databases of ECMWF are used. The influence of soil moisture and snow cover on simulated dust emissions is quantified. The simulated emissions have been compared to horizontal visibilities measured by meteorological stations, and to satellite observations (AAI TOMS and IDDI Meteosat)

Les grains de sables transportés par le vent dans le désert se déplacent par bonds successifs sur un lit granulaire ; lors de leur impact sur le sol, ils peuvent éjecter d’autres grains. Afin d’étudier ce processus, nous avons réalisé une expérience modèle de collision d'une bille sur un empilement de billes identiques. Nous avons réalisé une étude systématique en faisant varier nos paramètres de contrôle (vitesse et angle d’impact) dans une large gamme. Les résultats obtenus montrent que la bille incidente, lors du rebond, dissipe moins d'énergie pour des impacts rasants, mais qu’en contrepartie, le nombre des grains éjectés est dans ce cas moins important. Les caractéristiques moyennes des éjectats (vitesse et angle d’éjection) sont, au premier ordre, insensibles aux caractéristiques cinématiques de la bille incidente. Par ailleurs, nous avons mis en évidence que l’énergie cinétique totale des éjectats est directement proportionnelle à la fraction d'énergie fournie au lit
Sand grains transported by the desert wind move in successive jumps on a granular bed. During the impact, they can eject other grains. To study this process, we collided a single bead on a packing of identical grains. We reported the experiment for a broad range of incident speeds and impact angles. The results show that, although the incident bead dissipates less energy for grazing impacts, the number of ejected grains is smaller in this case. The mean values of the ejection speed and ejection angle are, to first order, insensitive to the kinematics characteristics of the incident bead. In addition, the total kinetic energy of ejected beads is directly proportional to the fraction of incident energy given

Dans l'histoire des Etats-Unis des années trentes, les préoccupations liées à l'écologie scientifique se déploient à de multiples niveaux, sociaux, politiques et économiques. En effet, la crise agricole américaine, durant dette période, pose clairement la question de la gestion des ressources naturelles, dont les enjeux se doublent d'une catastrophe sans précédent, le Dust Bowl, l'érosion éolienne des sols agricoles dans les grandes plaines. En histoire de l'écologie, la période des années trentes est centrale. Elle est essentiellement comprise par les historiens de l'écologie comme un tournant épistémologique qui voit surtout l'émergence d'une figure, celle de l'expert-écologue, et la diffusion des idées de l'écologie dans les processus décisionnels de la conservation et de la réhabilitation des ressources agricoles. Cette thèse se propose de reconsidérer cette histoire en focalisant le propos sur le Dust Bowl. Un tel choix permet de sonder finement les interactions entre l'écologie et la politique de conservation des ressources, de décrire les réseaux des acteurs scientifiques et politiques, et d'analyser les changements disciplinaires et institutionnels qui en ont résultés.

En Algérie, près de 20 millions d'hectares sont menacés par l'érosion éolienne. Depuis longtemps, le phénomène de l'érosion éolienne et ses effets néfastes sur le milieu naturel et l'environnement, constituent un sérieux problème, surtout dans les zones arides du pays. Ces dernières années, suite à l'exploitation irrationnelle des ressources naturelles (fourragères) et à la mise en culture des terres fragiles (défrichement) ce processus s'est particulièrement accentué. L'ampleur de la dégradation dans la zone aride de la wilaya de Naâma a engendré une situation nouvelle caractérisée par la réduction du couvert végétal, la diminution de la production ainsi que l'extension de l'ensablement rapide sur les zones mises en valeur. A travers cette étude, nous avons essayé de monter d'une part, le potentiel et l'utilisation de la télédétection et du système d'information géographique pour la caractérisation de l'état de l'occupation du sol et son évolution spatio-temporelle à partir des traitements effectués sur une série d'images satellitaires de Landsat de différentes dates (1972, 1987 et 2002). D'autre part, de mettre à la disposition des utilisateurs potentiels et des décideurs les infOlmations sur l'état de l'environnement et les ressources naturelles de ces zones, via la mise en place d'un prototype intégré dans un système d'infonnation géographique. Le prototype ainsi développé est basé sur le principe du double prototypage. Le système sera un outil d'aide à la décision, utile pour la gestion des phénomènes naturels, et plus particulièrement l'ensablement des terres de la wilaya de Naâma
In Algeria, nearly 20 million hectares are threatened by wind erosion. For a long time, the phenomenon of wind erosion and its hamlful effects on the natural environ ment constitute a serious problcm, especially in the arid regions of the country. These last years. Following the irrational exploitation of the natural resources (fodder) and with the setting in culture of the fragile grounds (cIearing) this process was particularly accentuated. The extent of degradation in the arid region of the wilaya of Naâma generated a new situation characterized by the reduction of vegetable cover, the decrcase in the production as weIl as the extension of the fast stranding on the zones development. With through this study, we tried to show on the one hand, the potential of the use of the remote sensing : and the GIS for the characterization of the condition of the land use and its space-time evolution from the treatments carried out on a series of Landsat TM and MSS imagery of various dates (1972,1987 and 2002). Ln addition to place at the disposal of the potential users and the decision maker's information on the environment and the natural resources of these zones, via the installation of a prototype integrated in a geographical infommtion system. The prototype is conceived based on the principle of double-prototyping method. The system will be a tool of decision-making aid, useful for the management of the natural phenomena, and more patiicularly the land degradation and the stranding of the grounds of the wilaya of Naâma

Suite aux changements climatiques, de nouveaux paysages reflétant les interactions entre les processus naturels et les activités humaines inappropriées sont apparus en Tunisie Méridionale. L’érosion éolienne en est l’une des manifestations les plus remarquables. Au cours de cette thèse, une méthodologie opérationnelle et validée (méthode du transect permanent) a été mise au point pour la caractérisation des états de surfaces éolisés et la quantification du bilan sédimentaire d’un transect d’environ 500m de longueur sur une période de deux ans. A l’échelle spatiale, la cartographie des Unités Eoliennes : zones de départ, transit et dépôt de sable a été élaborée. Un essai de caractérisation radiométrique des zones de dépôt ensablées a été ensuite tenté pour l’analyse diachronique des changements survenus durant plus de 35 ans. A l’échelle stationnelle, la méthode du transect permanent permet le calcul diachronique des bilans sédimentaires et la comparaison simultanée des changements des Complexes d’Etat de Surface. La seule observation des états de surface éolisés est insuffisante pour déterminer le fonctionnement éolien précis d’une région, elle induit à des erreurs d’interprétation sur les processus sédimentaires en cours.A l’échelle spatiale, les cartes des Unités Eoliennes permettent de déterminer la vulnérabilité du milieu face aux processus de déflation, transport et dépôt. De plus, la caractérisation des zones ensablées par des indices radiométriques n’est pas évidente avec des images de 30 m de résolution. Les analyses statistiques effectuées ont montré que l’indice de couleur est le plus indiqué pour ce genre d’étude. Le calcul des taux de changement entre deux images de dates successives permet d’estimer l’évolution temporelle des espaces ensablés et la distribution spatiale des zones nouvellement ensablées sur plus de 35 ans
Under the effect of climate change, new landscapes reflecting the interactions between natural processes and human inappropriate activities appeared in Southern Tunisia. Wind erosion is one of the most important events. In this thesis, operational and validated methodology (the permanent transect method) has been developed for the characterization of Surfaces States and quantification of the sediment balance of a 500 m length transect over a period of two years. On spatial scale, mapping of the Aeolian units of deflation, transit and sand deposit was developed. Radiometric characterization of sand accumulations was then tried for the detection of changes that occurred within more than 35 years.At the site level, the permanent transect method enabeled the diachronic sedimentary balance calculation and the comparison of the Surface states changes. The single observation of these areas is insufficient to determine the real eolian process of a region ; moreover it induces to errors of interpretation on the sedimentary process.At the spatial scale, maps of the Aeolian units enabeled to determine the vulnerability of the environment to the process of deflation, transport and deposition. In addition, the characterization of sand accumulations by radiometric indices is not obvious within 30 m resolution images. The statistical analyses have shown that Color Index is the most indicated for this type of study. The calculation of the rates of change between two successive dates images allows to estimate the sandy spaces evolution and their spatial distribution for more than 35 years

La poussière minérale atmosphérique résultant de l’érosion éolienne des sols affecte le système terrestre. La distribution en taille (PSD) de cette poussière joue un rôle clé dans le bilan radiatif et la chimie atmosphérique, la formation des nuages et la productivité des écosystèmes terrestres et marins. Néanmoins les modèles climatiques peinent à reproduire précisément la PSD de la poussière émise. Ceci vient de la représentation imparfaite des mécanismes d’émission de poussières et des vitesses de vent de surface associées. C’est particulièrement vrai en présence d’éléments de rugosité de surface comme la végétation en régions semi-arides. Cette thèse vise à améliorer la compréhension de l’émission de poussière en environnements semi-arides, caractérisé par des surfaces hétérogènes liées à la végétation saisonnière éparse. A cette fin, une combinaison d’expériences numériques et de terrain a été employée, en partant d’un sol nu érodable à des surfaces couvertes de végétation éparse.Une revue des schémas existants a montré des ambiguïtés dans la paramétrisation des processus influençant l’émission de poussières. Une analyse de sensibilité utilisant un modèle 1D de dispersion de poussière a démontré l’importance (i) de la PSD de la poussière à la surface et de la paramétrisation de la cohésion interparticules qui affectent la PSD de la poussière émise, et (ii) des processus de dépôt qui influencent la PSD du flux net de poussière dans la couche de surface atmosphérique. A partir de cette analyse, un nouveau schéma d’émission a été incorporé à un modèle 3D d’érosion, couplé à un modèle turbulent Large Eddy Simulation (LES), et évalué d’abord sur une surface nue sur la base de l’expérimentation WIND-O-V 2017 en Tunisie. Le modèle a ainsi été capable de reproduire la dissimilarité entre les transports turbulents de poussière et de quantité de mouvement dans la couche de surface, observée durant l’expérience. Cela signifie que poussière et quantité de mouvement ne sont pas toujours transportées par les mêmes tourbillons. Le modèle a démontré que la cause principale de cette dissimilarité est l’intermittence de l’émission de poussières, qui varie avec l’intensité du vent et le fetch.L’impact de la végétation éparse sur le flux net de poussière émis a ensuite été étudié sur la base de l’expérimentation WIND-O-V 2018, conduite sur le même site que celle de 2017. Les mesures ont été utilisées pour évaluer le modèle 3D d’érosion incluant les caractéristiques de la végétation. La comparaison entre les expérimentations 2017 et 2018 a confirmé que la végétation éparse réduit l’émission en augmentant la vitesse de frottement seuil de l’érosion, qui dépend des caractéristiques de la végétation et de la direction du vent. Au cours de l’expérimentation 2018, nous avons observé que la PSD du flux net de poussière émis variait, contrairement à 2017, avec un appauvrissement progressif en grosses particules (1.50 µm). Il s’est avéré que cet appauvrissement n’était pas lié à la présence de végétation, mais à l'épuisement du sol en grosses particules en raison de périodes d’émission plus longues sans modification de la surface, comparé à 2017. Cette absence d’influence de la végétation a été validée par la similarité entre la PSD du flux de poussière au début de l’expérimentation 2018, quand la végétation était à sa hauteur maximum, et celle de 2017 sans végétation. Et elle a été confirmée par nos simulations qui montrent (i) une re-déposition négligeable des grosses particules sur la végétation durant les émissions, et (ii) un effet négligeable de la turbulence induite par la végétation sur la PSD du flux net de poussière émis.Notre modèle 3D d’érosion apparaît comme un outil prometteur pour caractériser les émissions de poussière sur des surfaces hétérogènes représentatives des régions semi-arides et pour établir des schémas d’émission de poussières pour les modèles climatiques en fonction des propriétés de rugosité de la surface
Atmospheric mineral dust resulting from aeolian soil erosion affects the Earth system. Their size-distribution (PSD) plays a key role on atmospheric radiation balance, cloud formation, atmospheric chemistry, and the productivity of terrestrial and marine ecosystems. However, climate models still fail to reproduce accurately the suspended dust PSD. This is explained by the poor representation of the dust emission mechanisms and the associated surface wind speed in these large-scale models. This is particularly true in the presence of surface roughnesses such as vegetation in semiarid regions. This thesis aims at improving the understanding of dust emission in semi-arid environments, characterized by heterogeneous surfaces with sparse seasonal vegetation. To this end, a combination of numerical and field experiments was employed, with investigations progressing from a bare erodible soil to surfaces with sparse vegetation.A review of the existing dust emission schemes showed ambiguities in the parametrization of the processes influencing the emitted dust. A sensitivity analysis, using a 1D dust dispersal model, demonstrated (i) the importance of surface dust PSD and inter-particle cohesive bond parametrization on the emitted dust PSD, and (ii) the importance of the deposition process on the net dust flux PSD. Based on this analysis, a new emission scheme was incorporated into a 3D erosion model, coupled with a Large Eddy Simulation (LES) airflow model, and evaluated first on a bare surface against the WIND-O-V’s 2017 field experiment in Tunisia. The model was able to reproduce the near-surface turbulent transport dissimilarity between dust and momentum observed during the experiment. This means that momentum and dust are not always transported by the same turbulent eddies. The model demonstrated that the main cause of this dissimilarity is the dust emission intermittency, which varies as a function of wind intensity and fetch.The role of sparse vegetation on the net emitted dust flux was then explored using the WIND-O-V’s 2018 experiment, conducted at the same site as the 2017 experiment. The resulting field measurements were used to evaluate the 3D erosion model, including vegetation characteristics. A comparison between the 2017 and 2018 experiments confirmed that sparse vegetation reduces dust emission by increasing the erosion threshold friction velocity, which depends on vegetation characteristics and wind direction relative to the vegetation arrangement. During the 2018 experiment, the net emitted dust flux PSD varied continuously, unlike the 2017 experiment, with a progressive impoverishment in coarse particles (1.50 μm). This impoverishment was found independent of the vegetation, and resulted from the depletion of coarse particles at the surface due to longer emission periods in 2018 without surface tillage or precipitation. This non-influence of vegetation on the dust flux PSD was validated by the similarity of the dust flux PSD at the beginning of the 2018 experiment, when the vegetation was at its maximum height, with the one of the 2017 experiment without vegetation. It was further confirmed by the simulations that demonstrated (i) negligible re-deposition of coarse particles on to vegetation during emission events, and (ii) negligible effect of the turbulence induced by the vegetation on the PSD of the net emitted dust flux.Our 3D erosion model appears as a promising tool for characterizing dust emissions over heterogeneous surfaces typical of semi-arid regions and for deriving dust emission schemes for climate models as a function of surface roughness properties

L’érosion éolienne est un phénomène complexe avec des interactions entre la couche limite atmosphérique, le transport des particules et la déformation des dunes. Dans cette thèse des simulations numériques de transport de particules solides sur des dunes fixes ou déformables sont effectuées. L’écoulement turbulent est calculé par des simulations des grandes échelles (LES) couplée avec une méthode de frontières immergées. Les particules solides sont tractées par une approche Lagrangienne. L’entraînement des particules, leur interaction avec la surface et leur dépôt sont pris en compte par des modèles physiques complets d’érosion. D’un point de vue numérique, une méthode de frontières immergées a été introduite pour simuler les écoulements turbulents sur des frontières mouvantes. Le nouveau solveur a été validé en effectuant des comparaison avec les résultats expérimentaux de Simoens et al. (2015) dans le cas d’une colline Gaussienne. D’un point de vue physique, des modèles complets ont été développés pour l’érosion éolienne en se basant sur les forces agissant sur les particules. Des modèles instantanés pour l’envol, le roulement et le glissement des particules sont développés pour initier le mouvement des particules. Leur rebond et le splash sont également pris en compte. Des équations Lagrangiennes sont utilisées pour simuler la trajectoire des particules solides dans l’air. Une équation de transport d’un lit de particules a également été développée pour les cas de glissement et de roulement des particules sur la surface. La déformation de la dune est effectuée en faisant le bilan des particules qui s’envolent et se déposent. Ces modèles ont été validés en comparant les résultats de simulation avec les résultats expérimentaux de Simoens et al. (2015) sur les profils de concentration autour d’une colline Gaussienne. Enfin, des simulations numériques d’une dune sinusoïdale déformable sont effectuées. La forme de la dune simulée est comparée avec les résultats expérimentaux de Ferreira and Fino (2012). Un bon agrément est obtenu a t = 2.0 min, par contre la hauteur de la dune est sous-estimée entre 4.0 min et 6.0 min. Les résultats numériques montrent que la zone de recirculation diminue progressivement quand la dune se déforme. L’érosion, due à l’envol et au splash, est important a l’avant de la dune tandis que les particules se déposent a l’arrière de la dune. Le modèle de splash a été modifié pour prendre en compte l’effet de la pente, ce qui a permis une meilleure estimation de la hauteur de la dune a t = 4.0 min
Wind erosion is a complex dynamic process consisting in an atmospheric boundary layer, aeolian particle transport, sand dune deformation and their intricate interactions. This thesis undertakes this problems by conducting three-dimensional numerical simulations of solid particle transport over a fixed or deformable sand dune. Turbulent flow is calculated by a developed numerical solver (Large-eddy simulation (LES) coupled with immersed boundary method (IBM)). Solid particle trajectories are tracked by a Lagrangian approach. Particle entrainment, particle-surface interactions and particle deposition are taken into account by physical comprehensive wind erosion models. Firstly, a new numerical solver has been developed to simulate turbulent flows over moving boundaries by introducing the IBM into LES. Two canonical simulation cases of a turbulent boundary layer flow over a Gaussian dune and over a sinusoidal dune are performed to examine the accuracy of the developed solver. Recirculation region characteristics, mean streamwise velocity profiles, Reynolds stress profiles as well as the friction velocity over the dune are presented. In the Gaussian case, a good agreement between experimental data and simulated results demonstrates the numerical ability of the improved solver. In the sinusoidal case, the developed solver with wall modeling over the immersed boundary shows a better performance than the pure one, when a relatively coarse grid is used. Secondly, physical comprehensive modeling of wind erosion is described in detail, based on the forces acting an individual particle. An instantaneous entrainment model for both lifting and rolling-sliding modes is proposed to initialize particle incipient motions. Lagrangian governing equations of aeolian particle motion are presented and used to simulate the trajectories of solid particles. Particularly, Lagrangian governing equations of bed-load particle motion are originally deduced and applied to model the particle rolling-sliding movement on the bed surface. In addition, particle-surface interactions are taken into account by probabilistic rebound/splash models. Thirdly, numerical simulations of particle transport over a fixed Gaussian dune and over a deformable sinusoidal dune are carried out. In the fixed Gaussian case, an overall good agreement on the particle concentration profiles over the dune between the simulated results and the experimental data of Simoens et al. (2015) preliminarily validates the ability and accuracy of the developed numerical solver coupled with physical comprehensive wind erosion models. In the deformable sinusoidal case, the simulated dune shapes are compared with the experimental ones of Ferreira and Fino (2012). A good agreement between them is observed at t = 2.0 min and an obvious underestimate of the dune shape is shown at t = 4.0 min and t = 6.0 min. By analyzing the simulated results, it is shown that the recirculation zone behind the dune is gradually reduced as the dune deforms and that windward erosion and lee side deposition is observed. It is also shown after testing that the splash entrainment is important for the lee side erosion. Moreover, a preliminary attempt is presented to apply an improved splash model with accounting for the bed slope effect to the simulation of sand dune deformation. A better performance on the simulated dune shape is achieved at t = 4.0 min in comparison with the experimental one

Les aérosols minéraux constituent une des plus importantes sources en masse des aérosols atmosphériques. Ces particules ont différents impacts sur l'environnement : elles exercent un forçage radiatif, et peuvent intervenir dans la chimie hétérogène atmosphérique, ainsi que dans la dynamique des nuages. Elles jouent aussi un rôle dans la redistribution de matière à l'échelle globale, notamment par leur dépôt loin des zones sources. L'estimation des quantités d'aérosols minéraux présents dans l'atmosphère, et donc de leurs flux d'émission, qui se font sous l'action du vent en zones arides et semi-arides, demeure l'objet de fortes incertitudes. Si les émissions de particules minérales en zones arides sont relativement bien contraintes à l'heure actuelle, les processus d'érosion éolienne en zones semi-arides sont plus complexes, en raison notamment de la dynamique des états de surface. L'objectif de cette étude est de quantifier les émissions d'aérosols minéraux par érosion éolienne en zone semi-aride sahélienne, et plus précisément d'estimer l'impact de la végétation saisonnière sur ces émissions, sans prendre en compte à ce stade les perturbations induites par l'action de l'homme. Nous avons mis en œuvre des outils de modélisation pour simuler le couvert végétal saisonnier et l'émission d'aérosols par érosion éolienne. La zone d'étude est la ceinture sahélienne, de 10°N à 20°N et de 20°W à 35°E. Les résolutions spatiales retenues sont de 0.10° à 0.25° et 0.5°, et la résolution temporelle de 1 à 10 jours. Afin de pouvoir tenir compte de la variabilité interannuelle des phénomènes observés, la couverture temporelle de l'étude est de 4 ans, sur la période 2004-2007. En régions semi-arides, la disponibilité en eau est le principal facteur limitant le développement de la végétation. Trois produits d'estimation des précipitations issus d'observations satellitaires (CMORPH, RFE2.0 et TRMM3B42) ont donc été comparés entre eux et comparés à des mesures de pluviomètres spatialement interpolées (AGHRYMET), au cours de la saison des pluies au Sahel. Trois critères de comparaisons ont été définis pour qualifier leur pertinence en termes de dynamique de la végétation (distribution spatiale, fréquence journalière et quantités des précipitations). Les trois produits sélectionnés montrent un bon accord sur la ceinture sahélienne, et ce pour les trois critères. De plus, le niveau d'accord est stable au cours du temps, de l'échelle intrasaisonnière à l'échelle interannuelle. La végétation est simulée avec le modèle STEP, conçu spécifiquement pour reproduire la dynamique de la végétation sahélienne. Les simulations sont réalisées en utilisant en entrée les trois champs de pluie issus de l'étape précédente. Les résultats sont comparés à des observations régionales issues de mesures satellitaires (LAI MODIS). Les critères de comparaisons sont déterminés pour leur pertinence en termes de caractérisation de l'état de la surface (limite nord, dates de démarrage et de maximum, et valeurs du maximum de végétation). Ces comparaisons montrent la capacité du modèle utilisé à reproduire la dynamique régionale annuelle. Les différentes phases du cycle végétatif sont bien restituées, avec toutefois des réserves sur le démarrage précis de la pousse. Les émissions d'aérosols désertiques sont simulées en utilisant le modèle DPM, qui repose sur la description explicite des processus physiques mis en jeu. Les caractéristiques des états de surface en l'absence de végétation (rugosité, types de sol) sont décrites en se basant sur des produits de surface satellitaires et de données issus de d'analyses géomorphologiques. En période végétative, les caractéristiques du couvert végétal simulé (hauteur, taux de couverture) sont converties en termes de rugosité dynamique de la surface. L'effet de l'humidité gravimétrique de la couche superficielle du sol est également pris en compte. L'impact de ces différents facteurs est alors illustré, notamment les différences dues à la présence du couvert végétal, en termes d'émissions d'aérosols minéraux, dans une zone définie comme la " frange émissive saisonnièrement végétalisée ", et dont l'étendue varie selon l'année et le produit de pluie utilisé en forçage. Pour la période 2004 à 2007, la strate herbacée saisonnière présente ainsi une capacité d'inhibition des émissions de l'ordre de 8 à 28% en masse du flux total annuel de cette frange, qui lui peut varier de 1 à 30 Mt environ.

Le but de ce travail est l'étude de plusieurs gisements loessiques. Cette étude porte sur leurs caractères sédimentologiques à travers plusieurs types de dépôts. Les uns épais et localisés comme à Lédenon, Collias, ou la plaine de Gémenos-Aubagne, les autres plus dispersés comme sur la Costière de Nîmes. Cette étude stratigraphique a permis aussi de montrer que certaines accumulations sablo-limoneuses ne sont pas des loess comme une partie des dépôts de la vallée de la Cèze. Enfin, nous avons cherché les zones de déflation qui aurait pu alimenter la sédimentation loessique et nous avons pris comme exemple les dépressions hydroéoliennes de St-Cécile-les-Vignes et de Ruth au Nord du Vaucluse et la surface pierreuse du Plan de Dieu que l'on peut considérer comme un reg. L'ouvrage comporte trois parties : une première partie sur le cadre géographique de ces recherches, une seconde partie sur les différentes formations de loess et enfin une dernière partie consacrée aux dépressions hydroéoliennes.

Les écosystèmes sahéliens, et tout particulièrement ceux qui se développent sur des sols sableux, réagissent très vite et très intensément aux moindres changements climatiques. Dans cette zone semi-aride, l'érosion éolienne qui affecte essentiellement les surfaces cultivées met en péril l'exploitation durable des ressources en terre. Par ailleurs, l'explosion démographique de ces dernières décennies et les grandes crises climatiques à l'origine des sécheresses du vingtième siècle ont eu d'importantes répercussions sur le milieu. Pour gérer au mieux ce milieu fragile, il importe d'abord de bien comprendre son fonctionnement. Ce travail de thèse s'est donc inscrit dans le programme de recherche AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson africaine) et se situe au coeur du programme CORUS2 (Coopération pour la Recherche Universitaire et Scientifique) concernant essentiellement l'étude de la dynamique éolienne des sols sableux cultivés de la région de Niamey. La stratégie suivie au cours de cette étude a été de s'appuyer sur un important dispositif de mesures expérimentales pour comprendre au mieux et quantifier le fonctionnement actuel du milieu essentiellement vis-à-vis de l'érosion éolienne. Ces mesures expérimentales ont permis d'interpréter les changements que nous avons pu mettre en évidence sur un ensemble de terroirs proches de Niamey qui constituent les bassins versants de deux lacs permanents récents : Bangou Bi et Bangou Kirey (13,51° N - 2,21° E). Les enregistrements sédimentaires recueillis dans ces lacs ont ensuite été analysés en regard de l'évolution de leur bassin versant. Au cours de cette étude nous avons mis en évidence le rôle majeur des résidus de culture dans les champs traditionnels et montré que même à des taux de recouvrement extrêmement bas, ils constituent une protection pour les sols. Cependant leur efficacité chute en deçà d'un seuil de 2% et l'érosion éolienne déplace alors des quantités considérables de terres (130 t/an en moyenne) et participe activement à l'encroûtement des sols. Il est probable qu'à la faveur combinée de la mise en culture de l'ensemble des versant avant 1975 et de la sécheresse de 1985, un tel processus d'érosion et d'encroûtement s'est mis en place expliquant ainsi la dégradation considérable du milieu que nous avons mise en évidence entre 1975 et 2009 à partir d'enquêtes auprès des population et par la cartographie diachronique des petits bassins versant étudiés. A partir de l'étude des sédiments collectés dans les lacs, nous avons pu proposer un modèle de mise en place de ces sédiments qui suggère une intensification de l'érosion à partir du milieu des années 80.

La façade littorale du Grand Port Maritime de Dunkerque est une cellule sédimentaire quasi-fermée où les formes dunaires résultent de l'imbrication de facteurs humains et naturels. Ce littoral peut être divisé en deux parties : la partie Ouest est constituée d'un cordon bordier sur une longueur de 7 km (plage du Clipon) et le long de la partie Est, la plage est adossée à une digue en enrobé bitumineux de 6 km de long (digue du Braek) où des transferts sableux se produisent. L'objectif de cette étude est de (1) caractériser les formes dunaires et leur évolution sur un site artificiel, (2) quantifier le transport éolien sur le haut de plage, le versant externe de la dune bordière et la digue du Braek, et (3) proposer des mesures de gestion afin de remédier aux contraintes d'exploitation engendrées par les dépôts éoliens sur les infrastructures. A moyen terme (28 ans), l'analyse diachronique de photographies aériennes montre que les superficies dunaires ont fortement augmenté depuis 1983. A court terme (2 ans), des mesures topographiques révèlent que les dunes continuent de se développer aujourd'hui mais gardent la marque des interventions anthropiques passées. Sur la digue du Braek, des formes dunaires se sont naturellement constituées sur l'asphalte. Le sable a été colonisé par Ammophila arenaria qui s'est enraciné sous l'enrobé par l'intermédiaire de fissures. Une typologie de ces dunes de digue a été proposée. A l'Est, des dunes se développent en pied de digue en raison de l'interruption des transferts sédimentaires longitudinaux par une jetée. Des piégeages éoliens in situ ont montré que le transport éolien était essentiellement contrôlé par la vitesse du vent et la source de sable disponible. Par vents frontaux et obliques, les dunes de pied de digue constituent la principale source des envols, et le transport éolien est favorisé par une accélération du vent sur le versant exposé. Différents types de brise-vent ont été testés sur l'ensemble du site afin de trouver le meilleur mode de gestion souple de ces envols de sable. Ces analyses montrent que si la localisation des structures brise-vent a une grande influence sur leur efficacité, les systèmes habituellement utilisés sur les plages (ganivelles, filets synthétiques) peuvent aussi favoriser le développement de dunes sur une digue en asphalte. Les mesures de gestion envisagées sont la stabilisation des principales sources de sable en pied de digue ainsi que le renforcement de la dune bordière aux endroits les plus fragiles.

Dans le désert Libyque (Égypte), l'un des plus arides du monde, l'action du vent trouvant peu de limites, l'ablation et le transport éoliens sont des éléments prégnants de la morphogenèse. Au cœur de ce désert, les oasis de la dépression de Kharga, nées de l'artésianisme et des activités humaines, constituent au contraire, par la profusion de l'eau et de la végétation, des secteurs où les processus de dépôt sont renforcés. L'imbrication entre une région désertique (zone-source de sédiments) et des sites oasiens (zones de dépôt), où s'appliquent des processus opposés, maximise les dynamiques éoliennes et leur impact morphogénétique. Il en découle la formation des paysages du vent, que cette thèse vise à décrire, comprendre et expliquer. Mobilisant des méthodes de géomorphologie, de géoarchéologie, de géohistoire et de sédimentologie, ce travail rend compte de l'impact paysager des interactions entre activités humaines et dynamiques éoliennes depuis la création des oasis il y a 2 500 ans. Il présente un bilan des processus naturels et anthropiques, et aborde la question des conditions de vie des oasiens depuis l'Antiquité.Trois apports principaux résultent de cette recherche :- une typologie des formations constitutives des paysages du vent- une modélisation descriptive du système à leur origine, reposant sur des cycles asynchrones de colonisation et de déprises- un bilan des grandes tendances de l'évolution environnementale et morphogénétique sur le temps long, depuis l'implantation des oasis : les paysages du vent sont nés de la distorsion entre la dégradation environnementale régionale et l'amélioration locale et temporaire des conditions édaphiques résultant des activités humaines
The limiting features of the wind dynamics are scarce in the Western desert of Egypt, one of the most arid areas in the world: eolian ablation and transport are the prevailing factors of the morphogenesis. Born from artesian waters and human activities, the oases of Kharga basin form an area where the deposition processes are stronger thanks to the large amount of water and vegetation. Eolian dynamics, and their morphogenetic impacts, are strengthened by the nesting of oasis sites (deposition areas) in a desert region (sediment source-zone). The landscapes of the wind are thus formed by the juxtaposition of these areas where opposed processes occur. This thesis aims to describe, understand and explain their development.This work based on geomorphology, geoarchaeology, « géohistoire » and sedimentology gives an account on the impacts on the landscapes of the interactions between eolian dynamics and human activities since the creation of the oases 2 500 years ago. It consists in an overview of the natural and anthropogenic processes and an assessment of the living conditions in the oasis since the Antiquity.The three main results of this research are:- a typology of the elements forming the landscapes of the wind;- a descriptive modelisation of the system at stake in their formations, which is based on an asynchronous cycle of colonisation and abandonment of the sites;- an overview of the main patterns of the long-term environmental and morphogenetic evolution since the creation of the oases.This triple contribution shows that the landscapes of the wind are born from the distortion between the regional environmental trend towards degraded conditions and the local and temporary improvements of the edaphic conditions due to human activities

Dans le Sud-Ouest de l’État du Rio Grande do Sul, la Pampa brésilienne comprend des taches de sable (areal) enclavées dans le paysage.Elles sont en lien avec des dépôts éoliens stabilisés et/ou instables, hérités d’un climat plus sec que l’actuel et constituent des indicateurs importants pour la compréhension de ce paysage. L’objectif de la thèse est d’identifier la dynamique de l’érosion à partir des traits géomorphologiques principaux du milieu (forme, matériaux superficiels). Les procédures méthodologiques comprennent des travaux de terrain et en laboratoire. Les prospections de terrain ont conduit à la cartographie et permis également de déterminer des points pour le prélèvement des échantillons de sédiments en vue des analyses granulométriques, morphoscopiques et de la datation des matériaux par la méthode de LOS - Protocole SAR. Au plan sédimentologique, les matériaux sont composés notamment par des sables quartzeux, de classe modale Sable Fin. Les caractéristiques morphologiques et optiques des grains de sable renseignent sur la compétence éolienne et sur le transport. La distribution des traits géomorphologiques, associée aux unités de relief, indique que les dépôts éoliens ont lieu substantiellement sur les sommets des collines, suivis par les vallées sèches. D’après l’occupation du sol on note une augmentation significative de la superficie destinée aux cultures annuelles au détriment de celle destinée aux prairies. La Pampa possède comme aptitude l’élevage, mais la conversion des pâturages en parcelles cultivées a intensifié la pression sur les ressources hydriques, la végétation herbacée et sur les sols sableux
In southern Brazil exposes sand spots embedded in Brazilian Pampa landscape. Both stable and/or unstable wind deposits represent the inheritance of a drier climate than the current one and provide important paleoclimatic evidences for understanding this landscape. The objective of this thesis is to identify, associations between the current geomorphological features and the quaternary surface formations, as well as the erosive/depositional dynamics acting on these features, in the context of an area historically submitted to agricultural pressure. Methodological procedures included field, cabinet and laboratory work steps. Field observations led to the initial interpretations on the morphological evolution of stable and/or unstable eolian deposits, as well as to the survey of the four points of collection of sedimentary material, for both granulometric and morphological analyzes and for absolute dating, which was established by optically stimulated luminescence method (SAR protocol). The sediments are predominantly composed by quartz sands, of Fine sand modal class, varying to lesser fractions of Medium sand and Very fine sand. Both morphological and optical characteristics of the sediments clarify the eolic competence over the particles and their mobilization, demonstrating a certain degree of selection. The geomorphological features distribution associated to the relief units shows that the eolic deposits occur substantially on the tops of hills, followed by dry valleys. In relation to land uses, which was mapped between 1982 and 2016, there is a significant increase in the area devoted to crops, in detriment to the field one. The Pampas has livestock as its primary aptitude, but the conversion of land use, especially from pasture fields to crop, intensifies the pressure on water resources, on herbaceous vegetation and on sandy soils, which are particularly sensitive to erosion
O Sul do Brasil expõe manchas de areia encravadas na paisagem do Pampa brasileiro. Os depósitos eólicos estáveis e/ou instáveis representam a herança de um clima mais seco do que o atual e fornecem evidências paleoclimáticas importantes para a compreensão dessa paisagem. O objetivo deste estudo é identificar associações entre as feições geomorfológicas atuais e as formações superficiais quaternárias, assim como as dinâmicas erosivas/deposicionais atuantes nessas feições, no contexto de uma área submetida historicamente à pressão agrícola. Os procedimentos metodológicos incluíram etapas de trabalho de campo, de gabinete e de laboratório. A observação de campo conduziu interpretações sobre a evolução morfológica dos depósitos eólicos e o levantamento dos quatro pontos de coletas de material sedimentar eólico, para análises granulométrica, morfoscópica e para a realização de datação absoluta pelo método LOE. Os sedimentos são compostos predominantemente por areias quartzosas, de classe modal Areia Fina. As características morfológicas e ópticas dos sedimentos esclarecem quanto à competência eólica sobre as partículas e sobre seu transporte, demostrando certo grau de selecionamento. A distribuição das feições geomorfológicas, associada às unidades de relevo mostra que os depósitos eólicos ocorrem substancialmente sobre os topos de colinas, seguido de vales secos. Os usos da terra, há um aumento significativo da superfície destinada à Lavoura, em detrimento à de Campo. O Pampa possui, como aptidão a pecuária, mas a conversão de uso em lavoura, intensifica a pressão sobre os recursos hídricos, vegetação herbácea e solos francamente arenosos, sensíveis à erosão

Le travail mené dans cette thèse se présente sous la forme d'études expérimentales des processus d'érosion, de transport et d'avalanches relatifs à la migration et la formation des dunes. Il est divisé en deux grandes parties : La première retrace les résultats d'un ensemble d'expériences et de mesures effectuées sur un champ de dunes dans le nord de la Mauritanie. Ces mesures et observations ont été effectuées sur une période de six mois, dans l'optique d'analyser le transport éolien au coeur du champ de dunes et le mode de déplacement de celles-ci. Cette étude a été complétée par des expériences réalisées en soufflerie pour étudier l'érosion d'un tas de sable en mode contrôlé. La deuxième partie concerne des expériences faites en laboratoire sur des écoulements de grains sur plan incliné, dans une configuration bi-dimensionnelle. Nous avons étudié entre autres les processus dynamiques d'érosion et d'accrétion lors d'avalanches dans ce type d'écoulement

Dans le Sud-Ouest de l’État du Rio Grande do Sul, la Pampa brésilienne comprend des taches de sable (areal) enclavées dans le paysage.Elles sont en lien avec des dépôts éoliens stabilisés et/ou instables, hérités d’un climat plus sec que l’actuel et constituent des indicateurs importants pour la compréhension de ce paysage. L’objectif de la thèse est d’identifier la dynamique de l’érosion à partir des traits géomorphologiques principaux du milieu (forme, matériaux superficiels). Les procédures méthodologiques comprennent des travaux de terrain et en laboratoire. Les prospections de terrain ont conduit à la cartographie et permis également de déterminer des points pour le prélèvement des échantillons de sédiments en vue des analyses granulométriques, morphoscopiques et de la datation des matériaux par la méthode de LOS - Protocole SAR. Au plan sédimentologique, les matériaux sont composés notamment par des sables quartzeux, de classe modale Sable Fin. Les caractéristiques morphologiques et optiques des grains de sable renseignent sur la compétence éolienne et sur le transport. La distribution des traits géomorphologiques, associée aux unités de relief, indique que les dépôts éoliens ont lieu substantiellement sur les sommets des collines, suivis par les vallées sèches. D’après l’occupation du sol on note une augmentation significative de la superficie destinée aux cultures annuelles au détriment de celle destinée aux prairies. La Pampa possède comme aptitude l’élevage, mais la conversion des pâturages en parcelles cultivées a intensifié la pression sur les ressources hydriques, la végétation herbacée et sur les sols sableux
In southern Brazil exposes sand spots embedded in Brazilian Pampa landscape. Both stable and/or unstable wind deposits represent the inheritance of a drier climate than the current one and provide important paleoclimatic evidences for understanding this landscape. The objective of this thesis is to identify, associations between the current geomorphological features and the quaternary surface formations, as well as the erosive/depositional dynamics acting on these features, in the context of an area historically submitted to agricultural pressure. Methodological procedures included field, cabinet and laboratory work steps. Field observations led to the initial interpretations on the morphological evolution of stable and/or unstable eolian deposits, as well as to the survey of the four points of collection of sedimentary material, for both granulometric and morphological analyzes and for absolute dating, which was established by optically stimulated luminescence method (SAR protocol). The sediments are predominantly composed by quartz sands, of Fine sand modal class, varying to lesser fractions of Medium sand and Very fine sand. Both morphological and optical characteristics of the sediments clarify the eolic competence over the particles and their mobilization, demonstrating a certain degree of selection. The geomorphological features distribution associated to the relief units shows that the eolic deposits occur substantially on the tops of hills, followed by dry valleys. In relation to land uses, which was mapped between 1982 and 2016, there is a significant increase in the area devoted to crops, in detriment to the field one. The Pampas has livestock as its primary aptitude, but the conversion of land use, especially from pasture fields to crop, intensifies the pressure on water resources, on herbaceous vegetation and on sandy soils, which are particularly sensitive to erosion
O Sul do Brasil expõe manchas de areia encravadas na paisagem do Pampa brasileiro. Os depósitos eólicos estáveis e/ou instáveis representam a herança de um clima mais seco do que o atual e fornecem evidências paleoclimáticas importantes para a compreensão dessa paisagem. O objetivo deste estudo é identificar associações entre as feições geomorfológicas atuais e as formações superficiais quaternárias, assim como as dinâmicas erosivas/deposicionais atuantes nessas feições, no contexto de uma área submetida historicamente à pressão agrícola. Os procedimentos metodológicos incluíram etapas de trabalho de campo, de gabinete e de laboratório. A observação de campo conduziu interpretações sobre a evolução morfológica dos depósitos eólicos e o levantamento dos quatro pontos de coletas de material sedimentar eólico, para análises granulométrica, morfoscópica e para a realização de datação absoluta pelo método LOE. Os sedimentos são compostos predominantemente por areias quartzosas, de classe modal Areia Fina. As características morfológicas e ópticas dos sedimentos esclarecem quanto à competência eólica sobre as partículas e sobre seu transporte, demostrando certo grau de selecionamento. A distribuição das feições geomorfológicas, associada às unidades de relevo mostra que os depósitos eólicos ocorrem substancialmente sobre os topos de colinas, seguido de vales secos. Os usos da terra, há um aumento significativo da superfície destinada à Lavoura, em detrimento à de Campo. O Pampa possui, como aptidão a pecuária, mas a conversão de uso em lavoura, intensifica a pressão sobre os recursos hídricos, vegetação herbácea e solos francamente arenosos, sensíveis à erosão

Au nord de la Tunisie, d’importantes quantités de rejets miniers fins, non consolidés, riches en éléments potentiellement toxiques (EPT) (jusqu’à 46900 mg/kg de Pb et 49501 mg/kg de Zn), ont été abandonnés à l’air libre sans aucun aménagement. Du fait des particularités du climat méditerranéen, ils sont le siège d’une altération climatique et de l’érosion hydrique et éolienne. Dans les sols agricoles avoisinant, les teneurs en Pb et Zn sont élevées atteignant respectivement 12488 mg/kg et 3485 mg/kg tandis qu’elles atteignent 47800 mg/kg en Pb et 5767 mg/kg en Zn dans les sédiments de l’oued à proximité des haldes. Dans un contexte carbonaté et sous un climat méditerranéen, le risque lié aux haldes est particulier mais la dispersion des fines particules sous l’action du vent et à l’érosion hydrique par le cours d’eau durant les périodes hivernales fortement pluvieuses engendre un fort enrichissement en EPT. L’évaluation de la mobilité potentielle et effective des EPT a révélé d’une part que de faibles proportions de ces ETP sont biodisponibles et que d’autre part, les blés cultivés à proximité des haldes montrent de faibles facteurs de bioaccumulation (sauf au niveau des racines) et de transfert de ces éléments vers les parties aériennes et les grains
In Northern Tunisia, mining exploitation left tailings as big heaps rich in Potentially Toxic Elements (PTE) with values up to 46900 mg/kg for Pb and 49501 mg/kg for Zn. These wastes are stored in uncontrolled and untreated deposits and exposed to Aeolian erosion and run-off processes due to specificities of Mediterranean climates. The PTE contents in the surrounding soils generally devoted to cereal cultivation are as high as 12488 mg/kg for Pb and 3485 mg/kg for Zn. The contents in sediments downstream are also high, in the range of 47800 mg/kg for Pb and 5767 mg/kg for Zn. In Mediterranean and carbonate rich context, the main risk of mining activities is the dispersion of tailings particles by prevalent winds and by tailing erosion by the means of streams and during heavy raining seasons. Aassessment by chemical extractions of the potential mobility in the tailings, soils and sediments shows low PTE proportions easily released. The evaluation of the biodisponibility of the PTE reveals that the wheat excluder plants have low bioaccumulation and transfer factor

En Algérie, près de 20 millions d'hectares sont menacés par l'érosion éolienne. Depuis longtemps, le phénomène de l'érosion éolienne et ses effets néfastes sur le milieu naturel et l'environnement, constituent un sérieux problème, surtout dans les zones arides du pays. Ces dernières années, suite à l'exploitation irrationnelle des ressources naturelles (fourragères) et à la mise en culture des terres fragiles (défrichement) ce processus s'est particulièrement accentué. L'ampleur de la dégradation dans la zone aride de la wilaya de Naâma a engendré une situation nouvelle caractérisée par la réduction du couvert végétal, la diminution de la production ainsi que l'extension de l'ensablement rapide sur les zones mises en valeur.

A travers cette étude, nous avons essayé de montrer d'une part, le potentiel de l'utilisation de la télédétection et du système d'information géographique pour la caractérisation de l'état de l'occupation du sol et son évolution spatio-temporelle à partir des traitements effectués sur une série d'images satellitaires de Landsat de différentes dates (1972, 1987 et 2002).
D'autre part, de mettre à la disposition des utilisateurs potentiels et des décideurs les informations sur l'état de l'environnement et les ressources naturelles de ces zones, via la mise en place d'un prototype intégré dans un système d'information géographique. Le prototype ainsi développé est basé sur le principe du double prototypage. Le système sera un outil d'aide à la décision, utile pour la gestion des phénomènes naturels, et plus particulièrement la dégradation des sols et l'ensablement des terres de la wilaya de Naâma.

L’érosion éolienne est un problème environnemental parmi les plus sévères dans les régions arides, semi-arides et les régions sèches sub-humides de la planète. L’érosion des sols accélérée par le vent provoque des dommages à la fois localement et régionalement. Sur le plan local, elle cause la baisse des nutriments par la mobilisation des particules les plus fines et de la matière organique. Cette mobilisation est une des causes de perte de fertilité des sols avec comme conséquence, une chute de la productivité agricole et une réduction de la profondeur de la partie arable. Sur le plan régional, les tempêtes de poussières soulevées par le vent ont un impact non négligeable sur la santé des populations, et la déposition des particules affecte les équipements hydrauliques tels que les canaux à ciel ouvert ainsi que les infrastructures notamment de transport. Dans les régions où les sols sont fréquemment soumis à l’érosion éolienne, les besoins pour des études qui visent à caractériser spatialement les sols selon leur degré de vulnérabilité sont grands. On n’a qu’à penser aux autorités administratives qui doivent décider des mesures à prendre pour préserver et conserver les potentialités agropédologiques des sols, souvent avec des ressources financières modestes mises à leur disposition. Or, dans certaines de ces régions, comme notre territoire d’étude, la région de Thiès au Sénégal, ces études font défaut. En effet, les quelques études effectuées dans cette région ou dans des contextes géographiques similaires ont un caractère plutôt local et les approches suivies (modèles de pertes des sols) nécessitent un nombre substantiel de données pour saisir la variabilité spatiale de la dynamique des facteurs qui interviennent dans le processus de l’érosion éolienne. La disponibilité de ces données est particulièrement problématique dans les pays en voie de développement, à cause de la pauvreté en infrastructures et des problèmes de ressources pour le monitoring continu des variables environnementales. L’approche mise de l’avant dans cette recherche vise à combler cette lacune en recourant principalement à l’imagerie satellitale, et plus particulièrement celle provenant des satellites Landsat-5 et Landsat-7. Les images Landsat couvrent la presque totalité de la zone optique du spectre exploitable par télédétection (visible, proche infrarouge, infrarouge moyen et thermique) à des résolutions relativement fines (quelques dizaines de mètres). Elles permettant ainsi d’étudier la distribution spatiale des niveaux de vulnérabilité des sols avec un niveau de détails beaucoup plus fin que celui obtenu avec des images souvent utilisées dans des études environnementales telles que AVHRR de la série de satellites NOAA (résolution kilométrique). De plus, l’archive complet des images Landsat-5 et Landsat-7 couvrant une période de plus de 20 ans est aujourd’hui facilement accessible. Parmi les paramètres utilisés dans les modèles d’érosion éolienne, nous avons identifiés ceux qui sont estimables par l’imagerie satellitale soit directement (exemple, fraction du couvert végétal) soit indirectement (exemple, caractérisation des sols par leur niveau d’érodabilité). En exploitant aussi le peu de données disponibles dans la région (données climatiques, carte morphopédologique) nous avons élaboré une base de données décrivant l’état des lieux dans la période de 1988 à 2002 et ce, selon les deux saisons caractéristiques de la région : la saison des pluies et la saison sèche. Ces données par date d’acquisition des images Landsat utilisées ont été considérées comme des intrants (critères) dans un modèle empirique que nous avons élaboré en modulant l’impact de chacun des critères (poids et scores). À l’aide de ce modèle, nous avons créé des cartes montrant les degrés de vulnérabilité dans la région à l’étude, et ce par date d’acquisition des images Landsat. Suite à une série de tests pour valider la cohérence interne du modèle, nous avons analysé nos cartes afin de conclure sur la dynamique du processus pendant la période d’étude. Nos principales conclusions sont les suivantes : 1) le modèle élaboré montre une bonne cohérence interne et est sensible aux variations spatiotemporelles des facteurs pris en considération 2); tel qu’attendu, parmi les facteurs utilisés pour expliquer la vulnérabilité des sols, la végétation vivante et l’érodabilité sont les plus importants ; 3) ces deux facteurs présentent une variation importante intra et inter-saisonnière de sorte qu’il est difficile de dégager des tendances à long terme bien que certaines parties du territoire (Nord et Est) aient des indices de vulnérabilité forts, peu importe la saison ; 4) l’analyse diachronique des cartes des indices de vulnérabilité confirme le caractère saisonnier des niveaux de vulnérabilité dans la mesure où les superficies occupées par les faibles niveaux de vulnérabilité augmentent en saison des pluies, donc lorsque l’humidité surfacique et la végétation active notamment sont importantes, et décroissent en saison sèche ; 5) la susceptibilité, c’est-à-dire l’impact du vent sur la vulnérabilité est d’autant plus forte que la vitesse du vent est élevée et que la vulnérabilité est forte. Sur les zones où la vulnérabilité est faible, les vitesses de vent élevées ont moins d’impact. Dans notre étude, nous avons aussi inclus une analyse comparative entre les facteurs extraits des images Landsat et celles des images hyperspectrales du satellite expérimental HYPERION. Bien que la résolution spatiale de ces images soit similaire à celle de Landsat, les résultats obtenus à partir des images HYPERION révèlent un niveau de détail supérieur grâce à la résolution spectrale de ce capteur permettant de mieux choisir les bandes spectrales qui réagissent le plus avec le facteur étudié. Cette étude comparative démontre que dans un futur rapproché, l’amélioration de l’accessibilité à ce type d’images permettra de raffiner davantage le calcul de l’indice de vulnérabilité par notre modèle. En attendant cette possibilité, on peut de contenter de l’imagerie Landsat qui offre un support d’informations permettant tout de même d’évaluer le niveau de fragilisation des sols par l’action du vent et par la dynamique des caractéristiques des facteurs telles que la couverture végétale aussi bien vivante que sénescente.
Wind erosion is an environmental issue among the most critical one in arid, semi-arid and dry sub-humid regions of the planet. Soil erosion accelerated by the wind action causes damages both locally and regionally. Locally, wind erosion decreases the soil nutrients by the mobilization of finer particles and organic matter. This mobilization is one of the causes of lost of soil fertility with lead to the drop in agricultural productivity and to the reduction of the topsoil depth. Regionally, dust storms raised by the wind have a significant impact on population health and infrastructure because of particles deposition. In areas where soils are frequently submitted to wind aggressions, studies are urgently required in order to spatially characterize the soils according to their degree of vulnerability. Such characterization is important for many reasons, especially for administrative authorities who must decide what action to undertake in order to preserve and conserve the agricultural potentialities of soils, often with limited financial resources available. However, in some regions, as in our study area, the region of Thiès in Senegal, such studies are lacking. In fact, in regions where soil erosion is active, the studies undertaken are much localized because of their approaches (soil erosion models) which require a substantial amount of data for short intervals of time to "capture" the spatial variability of the dynamics of the factors involved in the process of wind erosion. The availability of these data at a regional level is particularly problematic in developing countries because infrastructures and resources to support continuous monitoring of environmental variables are not always available. The approach in this research aims to fill this gap, mainly through satellite imagery and more particularly those provided by Landsat-5 and Landsat-7. Landsat images cover almost the entire optical spectrum (visible, near/mid/thermal infrared) at resolutions which allow to characterize spatially the soils, according to their vulnerability at a finer level (decametric resolution) than what is possible with satellite imagery often used in environmental studies (AVHRR images from the NOAA satellite series) with a kilometric resolution. In addition, the full archive of Landsat-5 and -7 covering more than 20 years is now easily accessible. This is an undeniable asset in order to study the dynamics of the process affecting soils vulnerability to wind erosion. Taking into account the parameters used in wind erosion models (climate, soil, vegetation), we have identified those we can estimate from satellite imagery either directly (e.g. fractional vegetation cover) or indirectly (e.g. characterization of soils by their degree of degradation). Using Landsat images acquired during to the two seasons of the region (rainy and dry season) as well as climatic data and the existing low scale soil map of the region, we developed a database describing the environmental conditions from 1988 to 2002. These data were then considered as inputs (criteria) in an empirical model we made, by modulating the impact of each criterion (weight and score). By this model, we created maps showing the degree of vulnerability (vulnerability index) of the region by date according to Landsat image acquisition date. Several tests are done to validate the internal consistency of the model. To evaluate the dynamic of the erosion process for the period we studied, we have compared our maps. Our principal conclusions are as follows: 1) the proposed model has a good internal consistency and is sensitive to spatial and temporal variation of the factors taken into consideration; 2) as expected, among the factors used to explain soil vulnerability, erodibility and fractional green vegetation cover are the most important; 3) these two factors present a high intra and inter-season variation so that it is difficult to bring out long term trends even if some parts of the territory (North and East) have high vulnerability indices regardless of season; 4) the diachronic analysis of vulnerability index maps shows seasonal trend because areas with low vulnerability indices are increasing in rainy season, when the surface moisture is higher and vegetation is particularly active, and significantly decrease in dry season; 5) as expected, susceptibility, or the impact of wind on vulnerability, is stronger when the wind speed is high and vulnerability is high. In areas where vulnerability is low, an increase in wind speed has less impact. In our study we have also included a comparative analysis of some factors derived from Landsat images and from the hyperspectral sensor of the experimental satellite HYPERION. Even if spatial resolution of the images provided by both sensors is similar, the accuracy of factors extracted from the hyperspectral images is definitely higher. This is due to the spectral resolution of the sensor which permits the selection of appropriate bands with the highest level of interaction with the factor of interest. This comparative study shows that in the near future, the accessibility to this type of images will improve the calculation of the index of vulnerability by our model. For now, Landsat imagery provides very interesting information to monitor the process of soil erosion by wind.