Caractérisation des haies dans les paysages agricoles: typologie, paramètres pédologiques et végétatifs pour une modélisation hydrologique affinée

Abstract

Les paysages agricoles européens sont de plus en plus exposés aux épisodes de ruissellement et d’érosion, aggravés par la disparition progressive des haies. Ces structures linéaires sont aujourd’hui considérées comme des solutions basées sur la nature et susceptibles de réguler les flux hydriques à l’échelle des bassins versants. Ce mémoire a pour objectif de caractériser le rôle hydrologique des haies à travers l’analyse de leur typologie et de leurs paramètres clés (LAI, Ks, porosité, rugosité de surface, distribution racinaire), afin d’affiner leur représentation dans le modèle hydrologique distribué MIKE SHE. Deux hypothèses principales ont guidé ce travail : la première soutient que les haies contribuent à la régulation hydrologique par l’infiltration et l’évapotranspiration, la seconde énonce que leur efficacité varie selon leur typologie et les caractéristiques pédologiques. L’analyse s’est appuyée sur une revue bibliographique approfondie et l’élaboration d’un tableau croisé synthétisant les données disponibles en climat tempéré européen. Les principaux paramètres hydrologiques des haies subventionnées en Région wallonne ont été comparés à ceux de couverts voisins (cultures, prairies, bandes enherbées). Les valeurs de LAI indiquent une forte capacité évapotranspirante des haies par rapport aux arbres isolés. Les coefficients de Manning mettent en évidence leur efficacité comme frein hydraulique, notamment pour les haies vives et le miscanthus. Les mesures de Ks et de teneur en eau à saturation indiquent une amélioration de l’infiltration et de la porosité au voisinage des haies. Toutefois, la profondeur et la distribution racinaire demeurent difficilement comparables, faute de méthodologies standardisées. Enfin, la caractérisation des typologies de haies reste difficile à établir, certaines catégories étant peu documentées. Ce travail confirme le rôle hydrologique positif des haies mais souligne le manque de données quantitatives standardisées, ce qui contraste avec leur valorisation dans les politiques publiques. Il souligne la nécessité d’une clarification des typologies de haies en fonction des rôles qu’on entend leur faire jouer, d’un renforcement des études de terrain et d’une réflexion sur leur représentation spatiale dans les modèles distribués.

European agricultural landscapes are increasingly exposed to episodes of runoff and erosion, aggravated by the progressive disappearance of hedgerows. These linear structures are today considered as nature-based solutions likely to regulate water flows at the scale of watersheds. This master’s thesis aims to characterize the hydrological role of hedgerows through the analysis of their typology and their key parameters (LAI, Ks, porosity, surface roughness, root distribution), in order to refine their representation in the distributed hydrological model MIKE SHE. Two main hypotheses guided this work: the first maintains that hedgerows contribute to hydrological regulation through infiltration and evapotranspiration, the second states that their effectiveness varies according to their typology and pedological characteristics. The analysis relied on an in depth bibliographic review and the development of a cross-tabulated table synthesizing the data available in temperate European climates. The main hydrological parameters of hedgerows subsidized in the Wallonia Region were compared with those of neighboring land covers (crops, grasslands, grassy strips). LAI values indicate a strong evapotranspiration capacity of hedgerows compared to isolated trees. Manning’s coefficients highlight their effectiveness as a hydraulic barrier, particularly for live hedges and miscanthus. Measurements of Ks and water content at saturation indicate an improvement of infiltration and porosity in the vicinity of hedgerows. However, root depth and root distribution remain difficult to compare, due to the lack of standardized methodologies. Finally, the characterization of hedgerow typologies remains difficult to establish, some categories being poorly documented. This work confirms the positive hydrological role of hedgerows but underlines the lack of standardized quantitative data, which contrasts with their promotion in public policies. It emphasizes the need for a harmonization of hedgerow typologies, a strengthening of field studies, and a reflection on their spatial representation in distributed models.