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The main objective of this work is the study, by a multi-scales approach, of the behaviour of building stonesof monuments with respect to deterioration. To this end, two building limestones, of which a few maincharacteristics are very close (total porosity, mechanical resistance), are studied: white tuffeau, which islargely employed in constructions of castles of the Loire Valley, and Sébastopol stone, used in Paris area.First of all, an observation of the various types of in-situ weathering and a case study on a naturallydeteriorated stone were carried out in order to note the various morphologies of deterioration and to identifywater like the agent vector of the phenomena of deterioration.In the second time, a multi-scales characterization was carried out in order to observe the fresh stones fromthe point of view of their mineralogical constitution, the morphology of their porous media and especially oftheir water properties (water retention capacity, properties of transfer of water in liquid form and vapourform) but also of their hydro-mechanical behaviour.The last part is devoted to the durability of the building stones with the study of compatibility betweenstones used in restoration. Indeed, behaviours of the stones during an artificial ageing test are compared.The different reaction of the two stones in relation with this same process of deterioration is to be linked totheir very dissimilar water properties. At last, a formulation and a hydro-mechanical characterization ofjoints of mortar are proposed in order to determine the criteria of compatibility between the mortar and thestones., L'objectif principal de cette thèse concerne l'étude, par une approche multi-échelles, du comportement despierres de monuments vis-à-vis de l'altération. A cet effet, deux pierres de construction, dont certainescaractéristiques principales sont assez semblables (porosité totale, résistance mécanique), sont étudiées : letuffeau blanc, qui est largement employé dans les constructions des châteaux du Val de Loire, et la pierre deSébastopol, utilisée en région parisienne.Tout d'abord, une observation des différents types de dégradations rencontrées in-situ ainsi qu'une étude decas sur une pierre altérée naturellement ont été réalisées afin de constater les différentes morphologiesd'altération et d'identifier l'eau comme l'agent vecteur des phénomènes d'altération.Dans un second temps, une caractérisation multi-échelles a été effectuée afin de bien connaître les pierresnon-altérées du point de vue de leur constitution minéralogique, de la morphologie de leur milieu poreux etsurtout de leurs propriétés hydriques (capacité de rétention d'eau, propriétés de transfert de l'eau sous formeliquide et sous forme vapeur) mais aussi de leur comportement hydro-mécanique.La dernière partie est consacrée à la durabilité des pierres mises en oeuvre avec l'étude de la compatibilitéentre les matériaux utilisées en restauration. En effet, le comportement des pierres durant un essai devieillissement artificiel est comparé. La réaction différente des deux pierres face à ce même processusd'altération est à relier directement à leurs propriétés hydriques très dissemblables. En dernier lieu, uneformulation et une caractérisation hydro-mécanique de joints de mortier est proposée afin de déterminer lescritères de compatibilité entre le mortier et les pierres en oeuvre.

A classical transport experiment was performed in a field plot of 2.5 m2 using the dye tracer brilliant blue. The measured tracer distribution demonstrates the dominant role of the heterogeneous soil structure for solute transport. As with many other published experiments, this evidences the need of considering the macroscopic structure of soil to predict flow and transport. We combine three different approaches to represent the relevant structure of the specific situation of our experiment: i) direct measurement, ii) statistical description of heterogeneities and iii) a conceptual model of structure formation. The structure of soil layers was directly obtained from serial sections in the field. The sub-scale heterogeneity within the soil horizons was modelled through correlated random fields with estimated correlation lengths and anisotropy. Earthworm burrows played a dominant role at the transition between the upper soil horizon and the subsoil. A model based on percolation theory is introduced that mimics the geometry of earthworm burrow systems. The hydraulic material properties of the different structural units were obtained by direct measurements where available and by a best estimate otherwise. From the hydraulic structure, the 3-dimensional velocity field of water was calculated by solving Richards' Equation and solute transport was simulated. The simulated tracer distribution compares reasonably well with the experimental data. We conclude that a rough representation of the structure and a rough representation of the hydraulic properties might be sufficient to predict flow and transport, but both elements are definitely required.

International audience; The assessment of field-like sorption behaviour is critical to predict the fate and transport of organic compounds, especially when long time periods are considered. We compared field-derived sorption isotherms for diuron from a 4-year database collected in a Mediterranean catchment with adsorption and desorption isotherms from classical batch studies. In addition, a new technique of drying the slurry samples in-between various desorption steps was applied in order to reflect the recurrent drying of the topsoil under Mediterranean climate conditions. Our results show first that the field-derived isotherms indicated a larger sorption capacity of the soil at small diuron concentrations (larger Kf and smaller exponent for the Freundlich parameters) than those derived from standard batch experiments. Second, when the soil was dried before desorption, chemical release was reduced by up to 29% as compared with normal desorption, resulting in isotherms that were in line with results from the field experiment. These results suggest that the drying-wetting cycles are a key factor in the long-term adsorption and desorption processes under field conditions. Third, the new approach of batch desorption experiments that allow the fast and careful complete drying of soil suspensions appears to be an appropriate method to assess sorption behaviour of herbicides over a long time period.

* INRA, Centre d'Avignon, Documentation, Domaine St Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon cedex 9. * Directeurs de thèse: Yves Travi, François Lafolie Diffusion du document : INRA, Centre d'Avignon, Documentation, Domaine St Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon cedex 9. Directeurs de thèse: Yves Travi, François Lafolie Diplôme : Dr. d'Université

* INRA, Centre d'Avignon, Documentation, Domaine St Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon cedex 9 Diffusion du document : INRA, Centre d'Avignon, Documentation, Domaine St Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon cedex 9 Diplôme : Dr. Ing.

National audience

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* INRA Centre d'Avignon, Documentation, Domaine St Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon Cedex 9 Diffusion du document : INRA Centre d'Avignon, Documentation, Domaine St Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon Cedex 9 Diplôme : DUT

Cette étude a pour objectif l'analyse des mécanismes de salinisation, alcalinisation et sodisation des sols irrigués. A l'échelle du profil de sol, elle vise à identifier les phénomènes hydro-géochimiques et leurs interactions et à comprendre leur évolution dans le cas des sols rizicoles de l'Office du Niger (Mali). La démarche s'appuie sur des expérimentations en milieu contrôlé, des suivis de terrain et sur la modélisation numérique des processus. Un modèle numérique mécaniste intégrant les processus hydro-géochimiques selon des lois cinétiques a été développé en couplant un modèle déterministe de transfert d'eau et de solutés et un modèle géochimique intégrant les processus de précipitation/dissolution des minéraux et d'échanges cationiques. Les résultats obtenus à partir d'observations faites sur un monolithe de sol en infiltration montrent l'importance de considérer les couplages entre écoulement et processus géochimiques pour expliquer les évolutions chimiques observées dans la solution du sol. Dans ce sol structuré, les échanges cationiques ont, en particulier, un fort impact sur l'évolution de la concentration des éléments dans la solution du sol. Le modèle numérique a été calé à partir de ces expérimentations. Les résultats du calage montrent que les évolutions des concentrations simulées et observées sont voisines mais qu'il subsiste, dans le cas des solutés réactifs, des écarts entre les valeurs simulées et observées. Les processus d'échanges et de précipitation/dissolution de minéraux sont également mis en évidence dans des sols rizicoles irrigués. Les caractéristiques hydro-géochimiques de deux profils de sol ont été suivis pendant une année de culture. Pendant la période de submersion, on note une forte augmentation de l'alcalinité dans la solution du sol que les seuls processus de précipitation/dissolution de minéraux et d'échanges cationiques ne suffisent pas à expliquer. L'hypothèse de l'existence de processus d'oxydo-réduction influant sur la balance alcaline du sol est discutée. L'ensemble des processus géochimiques et des mécanismes de transfert est alors étudié au regard des pratiques d'irrigation de ces sols.

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This article aims at showing how consideration of architectural and hydraulic features of root systems can help in the understanding of water uptake by plants. Relevant data on architecture and hydraulics of roots can be brought together in the ’Hydraulic Tree Model’ of the root system, a model that couples a root system architecture model and laws for water flow to and into roots. In this way, a detailed portrait of water absorption is given, from the single root to the whole root system. Two contrasting plants, maize and peach tree, illustrate model applications and results. These plants not only differ in architectural features, but also in the distribution of hydraulic conductance in the root system. Maize uptake pattern is highly heterogeneous, showing patches of high absorption rates distributed throughout the root system. In contrast, the peach tree is characterized by a localized uptake in the upper, proximal part of the root system. (© Inra/Elsevier, Paris.), Le but de cet article est de montrer comment la prise en considération des caractéristiques architecturales et hydrauliques des systèmes racinaires peut aider dans la connaissance du processus d’absorption hydrique. Ces données peuvent être intégrées dans le «Modèle d’Arbre Hydraulique» du système racinaire, qui couple un modèle d’architecture du système racinaire avec les lois de transfert hydrique vers/dans les racines. On obtient ainsi un portrait détaillé du fonctionnement hydrique de l’échelle de la racine à celle du système racinaire complet. L’utilisation du modèle, et ses résultats, sont présentés pour deux plantes très différentes: le maïs et le pêcher. Celles-ci différent non seulement par leurs caractéristiques architecturales, mais aussi par la distribution des conductances hydrauliques dans le système racinaire. Le prélèvement par le maïs est très hétérogène, avec des zones de forte absorption distribuées sur tout le système racinaire. Le pêcher, au contraire, montre une absorption localisée dans la partie proximale du système racinaire. (© Inra/Elsevier, Paris.)

Mesure et analyse de la répartition de la conductance hydraulique dans le système racinaire du maïs

* INRA Centre de Recherche d'Avignon, URD, Domaine St Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon cedex 9 Diffusion du document : INRA Centre de Recherche d'Avignon, URD, Domaine St Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon cedex 9

* INRA, URD, Domaine St Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon cedex 9 Diffusion du document : INRA, URD, Domaine St Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon cedex 9 Diplôme : Dr. d'Université

Not available, Le document présente les résultats d'une analyse physique des transferts hydriques dans le système sol-arbre à différentes échelles spatiales. Un modèle original, en régime transitoire, de l'interface sol-racine est inséré dans un modèle global à l'échelle de la parcelle forestière ; cette approche permet de répondre à deux problématiques précises : on montre d'une part que l'interface sol-racine peut être une zone résistive prédominante en cas de situation hydrique limitante ; d'autre part, on explique le fonctionnement hydrique du sol forestier considéré (sol à deux horizons pédologiques limono-argileux séparés par un horizon d'accumulation d'argile imperméable aux remontées capillaires mais cependant traversé par les racines) : l'horizon profond, malgré la faible densité racinaire, constitue une réserve hydrique fondamentale lors d'épisodes de stress hydrique. Enfin, ce modèle global permet d'identifier par méthode inversé certains paramètres hydrauliques du sol inconnus. Ces résultats sont complétés par deux études à des échelles inferieures (carottes de taille centimétrique et cuve lysimétrique à l'échelle métrique). Au laboratoire, l'utilisation d'une technique gammamétrique double-source permet d'identifier les mêmes paramètres hydrauliques sur carottes ; lorsque celles-ci sont non remaniées et donc hétérogènes, la technique doit être adaptée de manière à moyenner les observations sur un volume représentatif du phénomène que l'on souhaite observer. Ces expériences montrent de plus l'influence du remaniement ainsi que des zones fissurées et une étude numérique confirme ces constatations. Le lysmètre vient finalement compléter les études aux deux échelles précédentes : l'expérimentation allie alors des dimensions représentatives de l'échelle du terrain avec des conditions expérimentales contrôlées et précises. Une synthèse confronte les différentes approches.

* INRA, URD, Domaine St Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon cedex 9 Diffusion du document : INRA, URD, Domaine St Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon cedex 9 Diplôme : Dr. d'Université

International audience; Pendant longtemps l'organisation et la gestion des écoulements des eaux superficielles a été l'unique fait des ingénieurs. La Seine, le Rhône, la plupart des cours d'eau français sont autant de témoignages de cette activité foisonnante visant à protéger les agglomérations des crues, à rendre les cours d'eau navigables. Les réflexions de Belgrand ont préfiguré l'aménagement du bassin amont de la Seine pour protéger la capitale des crues. A sa création, la Compagnie Nationale du Rhône avait pour mission de dompter l'énergie tumultueuse du Rhône pour produire de l'énergie et permettre la navigation. Ces réalisations...

L'un des objectifs de l'expérience Hapex-Sahel était de collecter les jeux de données nécessaires à la validation et à l'amélioration des modèles de transfert de masse et d'énergie dans le continuum sol-plante-atmosphère, sur couvert végétal épars. On essaie ici de valider un tel modèle (SiSPAT : Simple Soil Plant Atmosphere Transfer model) à l'échelle locale sur un site de jachère du site central est. Le modèle, unidimensionnel, forcé à un niveau de référence par les variables climatiques, résout dans le sol les équations de transferts couplés de masse et d'énergie en incluant la phase vapeur et un module d'extraction racinaire. Le couplage avec l'atmosphère se fait par l'intermédiaire d'une interface où deux couches sont considérées : la végétation et le sol nu. Avec une seule couche de végétation, le modèle ne peut décrire séparément les deux types de végétation prépondérants sur la jachère : la strate herbacée et les arbustes (#Gueira$). Une couche de végétation composite a donc été définie, qui permet de décrire assez bien les flux d'évapotranspiration totale observés, mais ne peut rendre compte des contrastes thermiques existants entre les deux végétations. Lors de l'application du modèle, le maximum de paramètres mesurés ont été utilisés. Une calibration a néanmoins été nécessaire pour les conductivités hydrauliques à saturation des couches profondes et les paramètres contrôlant les transferts dans les racines et le feuillage. La calibration a été effectuée sur 3 semaines, incluant une pluie de 23,2 mm le deuxième jour, en essayant de reproduire au mieux les flux atmosphériques et l'évolution des profils de teneur en eau et de température dans le sol. Ensuite, le modèle a été appliqué sur deux périodes de validation : deux semaines suivant la calibration afin de voir si le modèle reproduisait correctement l'assèchement et la diminution du flux observée après les pluies. (Résumé d'auteur)

L’évolution de la transpiration d’une culture de tomates de serre a été suivie en période estivale et analysée par le biais de mesures : - de la résistance stomatique foliaire (faces inférieure et supérieure), mesurée à différents étages du couvert; - de l’indice foliaire; - des principaux facteurs climatiques : rayonnement, température de l’air et du couvert à différents étages, déficit de saturation. Un modèle d’estimation de la résistance du couvert aux transferts d’eau en fonction des facteurs climatiques est proposé et discuté. Ce modèle est ensuite utilisé dans une procédure permettant de calculer la transpiration à l’échelle du couvert. La comparaison entre les sorties du modèle de transpiration et les mesures réalisées à l’aide d’un lysimètre montre que la prise en compte du couvert de tomate sous la forme d’une seule strate disposée en rangs, caractérisée par un rayonnement moyen absorbé et une résistance équivalente du couvert, permet d’estimer avec une précision satisfaisante la transpiration à l’échelle horaire d’un couvert de tomates sous serre. Une utilisation opérationnelle, moyennant certaines études complémentaires, pourrait être envisagée dans le cadre du contrôle de l’irrigation et du climat sous serre., Transpiration for a greenhouse soilless tomato crop was determined with an electronic balance during summer periods and analyzed with simultaneous measurements of: - leaf stomatal resistances (both lower and upper faces), measured at 3 levels inside the canopy (figs 2, 3 and 4); - leaf temperature (fig 3); - leaf area index; - main interior climatic parameters: global radiation, air temperature, vapour pressure deficit. A simple method for estimating the canopy resistance rs to water vapour transfer from climate parameters was put forward on the basis of the multiplicative model proposed by Jarvis (1976). It was shown that rs is primarily dependent upon solar radiation level, Go (fig 6) and that residuals can be taken into account by either vapour pressure deficit, D, or temperature (air or leaf temperature). Comparison between a 1-layer model and a multilayer model was carried out, and showed that the 2 models gave similar values for computed values of rs. The 1-layer estimations of rs were used to determine canopy transpiration course by mean of: - the direct formula, with calculation of the air-leaf vapour pressure deficit from leaf surface temperature data; - the combination method (Penman-Monteith formula), with estimation of the radiation absorbed by the canopy. Calculated and measured hourly transpiration values (fig 9) showed a better agreement when using the combination method (fig 10) than when using the direct method. Partition of the total transpiration flux between the radiative component and the advective component (fig 11) was discussed. It was concluded that the advective term including the influence of vapour pressure deficit cannot be neglected in the case of greenhouse conditions, and that it is necessary for irrigation and climate control purposes to take into account this parameter, in order to improve short-term predictions for canopy transpiration.

* INRA, Station de Science du Sol, Montfavet (FRA) Diffusion du document : INRA, Station de Science du Sol, Montfavet (FRA) Diplôme : Dr. Ing.

Les recherches concernant l’alimentation en eau des cultures et ses conséquences sur la croissance ou le rendement requièrent la détermination de 2 types de grandeurs : - Un 1er type de grandeurs (X), caractérisant à tout instant l’état hydrique du végétal. - Un 2e type (Y) relatif au milieu ou au végétal lui-même et définissant les conditions d’alimentation hydrique. En ce qui concerne le 1er type de grandeurs (X), on a souligné l’intérêt que présente le potentiel foliaire ψF. Dès lors, les grandeurs de type Y à connaître sont celles qui déterminent ψF. Or, une modélisation des transferts hydriques dans l’ensemble sol-plante (modélisation proposée antérieurement et rappelée ici) permet précisément de calculer la cinétique journalière de ψF. Les grandeurs Y ne seront autres que les facteurs pédoclimatiques et les paramètres du modèle pris en compte dans le calcul de ψF. Ce sont : - les transpirations réelles horaires T, - le potentiel foliaire de base ψFb (potentiel d’équilibre avec le sol, mesurable en fin de nuit), - les 4 paramètres introduits dans le modèle (fig. 3) et qui caractérisent essentiellement le végétal, à savoir : - a la résistance R du circuit principal sol-feuille (qui dépend de l’extension racinaire et de l’humidité du sol), - une résistance interne r, - 2 caractéristiques du réservoir-plante (ψpc, et V/ρ cf. fig. 3) qui découlent de la relation (teneur en eau relative - potentiel du réservoir) et conditionnent la participation de cette réserve à la transpiration journalière. On a pu apprécier et illustrer les poids relatifs des 2 facteurs pédoclimatiques (T et ψFb) et des 4 paramètres du modèle (R, r, ψpc, et V/ρ) sur la cinétique de ψF, (fig. 6) et, par voie de conséquence, sur les durées de fonctionnement optimal de la feuille., Research concerned with water needs in crops and its consequences on growth and yield requires two types of measure : - a first type of measure (X) characterizing plant water content at each instant, - a second type of measure (Y) relative to the environment or to the plant itself and defining the conditions of water supply. As concerns the first type of measure (X), we have stressed the interest which leaf potential ψF presents. The Y-type measures we must then know are those which determine ψF . In fact, a model of water transfer in the soilplant system (proposed earlier and recalled here) can allow daily changes in ψF to be calculated precisely. The Y measures, then, can be simply the pedoclimatic factors and the parameters of the model taken into consideration in calculating ψF. They are : - hourly actual transpiration T, - predawn leaf potential ψFb (potential of equilibrium with the soil, measured at the end of the night), - the four parameters introduced into the model (fig. 3) and which essentially characterize the plant. These four parameters are : - the resistance R of the principal soil-leaf circuit which depends upon root extension and soil humidity, - an internal resistance r, - two characteristics of plant storage capacity (ψpc, et V/ρ cf. fig. 3) which ensue from the (relative water content - storage potential) relationship and condition the participation of this reserve in daily transpiration. We were able to assess and illustrate the relative weights of the two pedoelimatic factors (T and ψFb) and the four parameters of the model (R, r, ψpc and V/ρ) on the change in ψF (fig. 6) and, consequently, on the duration of optimal leaf function.

117 ref. * INRA CR Orléans - Documentation centre - 45166 Olivet Diplôme : Dr. d'Université

CORNGRO utilise des entrées climatiques journalières : températures de l’air maximale et minimale, évapotranspiration potentielle, rayonnement global et précipitations. Il simule les flux hydriques dans le système sol-plante. Le sol est caractérisé par la conductivité hydraulique et le potentiel de pression en fonction de la teneur en eau. Le modèle de croissance répartit la production végétale en quatre compartiments : feuilles, tiges, racines et épis. Le taux de photosynthèse au point de saturation à la lumière et le coefficient qui lie l’accroissement de la matière sèche foliaire à celui de la surface des feuilles sont déterminés par calage. La répétition de cette procédure en année sèche et en année humide permet d’évaluer la capacité prédictive du modèle. L’analyse de sensibilité nous renseigne sur la précision nécessaire de certains paramètres. Les variations de la relation potentiel de pression-teneur en eau, des sommes de température et de la profondeur racinaire, affectent significativement les simulations. Le modèle est relativement insensible aux variations de la distance interracinaire et à la relation conductivité hydraulique-teneur en eau., CORNGRO requires daily environmental inputs : maximum and minimum air temperature, potential evapotranspiration, incoming solar radiation and rainfall. It simulates water flow in the soil-plant system. Soil properties needed are hydraulic conductivity and soil water potential as functions of water content. The growth model shares plant production between four compartments : leaves and stem, roots and ears. The photosynthetic rate at high radiation intensity and the coefficient which relates leaf dry matter accumulation and leaf area growth are set by calibration. Repeating this procedure for wet and dry years allows one to test the predictive ability of the model. A sensitivity analysis was performed to indicate the required accuracy of certain parameters. Variations in soil water potential function, degree-day accumulation and root depth significantly affected model simulations. The model was relatively insensitive to changes of distance between roots and soil hydraulic conductivity function.

Diplôme : Fin d'études

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Soil moisture, water potential, and bulk density measurements were performed on a 0.4 ha bare field (27.2% clay, 61.7% fine and coarse loam) concurrent with backscattering coefficient measurements: 17 different volumetric water content profiles from 0 to 10 cm were sampled including wet, intermediate, and dry conditions. Backscattering coefficients were measured using a 4.5 GHz frequency, HH polarization and 15–20° incidence angle microwave sensor configuration, in order to minimize the soil surface roughness effects. First, the statistical analysis of the data (“classical calibration procedure”) exhibited satisfactory regression lines between the backscattering coefficient and the volumetric water content calculated over arbitrary soil depths, as described by many authors (correlation coefficients between 0.859 and 0.899). Furthermore, the same results were obtained when water potential data were considered (log scale). Second, taking into account the dependence between the water content profile and the microwave penetration depth, the experimental relationship between backscattering coefficient and volumetric water content became nonlinear and exhibited smaller residuals than the “classical regression line.” Finally, a statistical procedure for predicting the mean and standard deviation of volumetric water content profiles from the soil surface to the microwave penetration depth is presented. Results showed that the proposed procedure is promising for obtaining near-surface water content estimates used as boundary conditions for “soil/atmosphere” water transport modeling.

Dans le milieu aride et semi-aride tunisien, les aménagements de conservation des eaux et du sol jouent un rôle important dans la collecte et le stockage sur les versants des eaux de ruissellement. Cependant l'impact de ces aménagements sur les écoulements reste mal connu. Pour évaluer l'impact de banquettes à rétention totale à l'échelle d'un bassin versant situé au centre de la Tunisie, en zone semi-aride, nous nous proposons dans cet article d'utiliser le modèle géomorphologique H2U, fonction de transfert basée sur la répartition des chemins de l'eau à la surface du bassin. Pour la reconstitution des crues, ce modèle a été couplé à une fonction de production qui définit la pluie nette (lame ruisselée) à partir de la hauteur précipitée sur le bassin versant.Entre juillet 96 et juillet 97, le bassin versant d'El Gouazine (18,1 km2) a été aménagé en banquettes à rétention totale. La longueur moyenne de ces banquettes est d'environ 100 m pour une hauteur moyenne de 1,50 m. L'écartement moyen entre les banquettes est de 25 m. La superficie aménagée sur le bassin versant est de 783 hectares, soit 43 % de sa superficie. Cet aménagement a intéressé principalement les terres de culture et une partie des parcours dégradés transformés à cette occasion en terres de culture. Dès lors, sur ce bassin, les eaux de ruissellement sont interceptées par ces levées de terre et elles n'atteignent l'oued principal qu'après avoir rempli les fossés créés en amont des banquettes.Avant l'aménagement en banquettes, le coefficient de ruissellement global du bassin versant était de l'ordre de 7 à 8 % pour les hauteurs de pluie inférieures à 20 mm et compris entre 20 et 30% pour les hauteurs de pluie supérieures à 20 mm. Les pluies d'automne (septembre - octobre) présentaient les coefficients de ruissellement les plus forts car elles sont caractérisées par des intensités très élevées et les sols ne sont pas encore couverts par les végétations naturelles et cultivées. Ils présentent alors des croûtes de battance qui limitent l'infiltration des eaux de ruissellement. Le calage du modèle H2U (fonctions de transfert et de production associée) sur 12 crues avant aménagement a fourni une pluie d'imbibition initiale de 10 mm, une intensité limite pour l'apparition de ruissellement de 3,6 mm.h-1, un coefficient de ruissellement efficace de 42 % et un temps moyen de parcours de l'ordre de 40 minutes. Le modèle a été par la suite validé pour la crue du 20 septembre 1995. Les critères d'ajustement sont bons pour le calage et pour la validation.Le critère de Nash appliqué aux débits ruisselés est de 0,62 à 0,96 pour le calage et de 0,96 pour la validation.Après l'aménagement, les pluies enregistrées n'ont engendré qu'un faible ruissellement : un coefficient de ruissellement compris entre 1 à 3% pour les pluies de 30 à 50 mm, un coefficient de ruissellement de 9% pour une pluie de 80 mm (24 septembre 1998). L'utilisation du modèle H2U nous a permis d'évaluer l'impact des banquettes en comparant directement les crues observées avec aménagement et les crues reconstituées par le modèle sans aménagement. Ainsi la pluie du 24 septembre 1998, de fréquence décennale, a-t-elle engendré un ruissellement 4 fois plus faible avec l'aménagement en banquettes, un débit maximum 8 fois plus faible et un temps de réponse 4 fois plus fort. Malgré son extension limitée à 43 % de la surface du bassin d'El Gouazine, l'aménagement anti-érosif en banquettes joue donc un rôle très important sur la rétention des eaux de ruissellement, au point de limiter considérablement, de 50 à 80 %, les apports dans la retenue du petit barrage collinaire. Il convient donc de trouver, pour chaque bassin versant de la dorsale tunisienne, une solution optimale à l'aménagement des terres cultivées sur les versants tout en conservant des apports suffisants aux lacs collinaires pour subvenir aux besoins en eau des cultures irriguées. Pour caler le modèle H2U et sa fonction de production sur des bassins versants aménagés, une meilleure analyse du fonctionnement hydrologique d'un système de banquettes en cascade semble donc nécessaire., In arid and semiarid Tunisian regions, water and soil conservation is an important way to decrease erosion and to collect runoff in hill-slope catchments.However, few studies have focused on the impacts of runoff on water harvesting techniques. This paper deals with the hydrological effects of contour ridges in the El Gouazine catchment located in central Tunisia.Hydrological observations were used to calibrate a conceptual rainfall-runoff model. The H2U hydrological model was used for this purpose (CUDENNEC, 2000; DUCHESNE et al., 1997). This model is built around a production function that defines the net storm rainfall (portion of rainfall during a storm that reaches a stream channel as direct runoff) from the gross rainfall (observed rainfall in the catchment) and a transfer function based on the most complete possible definition of the surface drainage system (CUDENNEC, 2000).The runoff production function defined by NASRI et al. (2001) was used for the El Gouazine catchment. Observed rainfall during 5-min time steps was used in the model.The 18.1 km2 El Gouazine catchment is located 15 km south of the town Oueslatia. With an annual average rainfall of 411 mm and a potential evapotranspiration of 1680 mm, the climate can be regarded as semiarid. The main annual rainfall is usually received between September and January. All runoff from the catchment is collected in a small artificial lake, created in 1990. Its initial storage capacity was 233,370 m3. Water level observations in the lake were used to estimate total runoff from the catchment. The altitude of the drainage area varied from 575 m in the south to 375 m in the north at its outlet. The land surface of the catchment is partitioned into the following uses: 40% cereal production alternating with fallow land; 33% pasture, shrub-land (carob trees, lentisk), and Esparto grass steppe; 20% Aleppo pine forest (both dense and degraded forest); 6% arboriculture (olive trees, almonds); and 1% lake and dyke area.Between July 1996 and July 1997, soil contour ridges covering 43% of the total area were constructed in the El Gouazine hillside catchment. The length of each ridge is typically about 100 m with an average height of 1.5 m and an average perpendicular distance between ridges corresponding to about 25 m.Construction of the contour ridges significantly changed the hydrological conditions in the catchment. Before contour ridges, average global runoff coefficients were 20-30% for autumn rainfalls (september to october) and 4-10% for rainfalls in winter and spring (November to May). Rainfalls during autumn were usually characterized by high intensity and soils were usually compacted with an impermeable surface crust. From November to February, soils usually become more permeable due to agricultural activities (e.g., ploughing) and during March to May infiltration is increased due to increasing crop cover.During this period, before introducing contours ridges in the El Gouazine catchment, the conceptual rainfall-runoff model based on surface topography and the drainage network was calibrated to reproduce observed runoff satisfactorily. Geomorphologic data (topography and drainage system characteristics) for the catchment were extracted with the geographic information software ERDAS IMAGINE of ESRI (Environmental Systems Research Institute, Inc.). The procedure allows extracting the actual probability density function (p d f) of watercourse lengths in the network (L) for the catchment, the catchment Strahler order (n), and the average length of the watercourse in the network L. These parameters are used in a gamma law type transfer function called H2U (unit hydrograph). For this study, in order to be in the usual situation of flood designing practitioners, we used topographical maps with a scale of 1:50000, which are the commonly available maps in Tunisia, and digital grids with a 10 m resolution. Due to the semiarid landscape and relief, there is no ambiguity in identifying the drainage networks.Simulated runoffs using both the actual and theoretical pdfs were compared.The theoretical functions give better results, especially with respect to peak flow. This is probably due to smoothing of the drainage system represented by the theoretical density function. The empirical function calculated from maps probably includes errors and uncertainties, which are smoothed in the theoretical function. For both calibration and validation events, results showed an excellent agreement between observed and simulated runoff volumes as well as peak flows. For the Nash criteria, results varied from case to case (from 0.62 to 0.96).After introduction of the contour ridges, runoff coefficients changed to below 10%. Similarly, inflow to a reservoir at the outlet of the catchment decreased by 50-80%. Observed erosion virtually disappeared after introduction of the contour ridges. Similarly, peak discharge was reduced 60-90%. The changes made in the semiarid catchment will allow agriculture to more efficiently use existing water resources. In practical terms it means that pasture lands can be diverted into cultivated areas (e.g., cereals, olive trees, and almond trees).However, it also means that most surface water infiltrates and eventually replenishes the groundwater, thus leaving downstream areas with almost no surface runoff. Soil contour ridges covering 43% of the El Gouazine catchment area increased the total runoff storage capacity by approximately 258 000 m3. Consequently, contour ridges may be said to present an alternative to the construction of small hillside reservoirs. The introduction of contour ridges therefore has dramatic consequences for downstream runoff conditions. To improve runoff management for both upstream and downstream conditions, it may be necessary to a) simulate runoff effects using a conceptual rainfall-runoff model and b) allow a certain part of the catchment to deviate a part of the runoff to the downstream natural watercourse.A conceptual rainfall-runoff based on surface topography and the drainage network was seen to reproduce observed runoff accurately. By applying the model for runoff simulation with and without contour ridges a more detailed comparison of the changed runoff conditions could be made. The detailed hydraulic function of water harvesting techniques is still to a major extent unknown. A detailed study of the hydrological function of contour ridges in a cascade system is necessary to calibrate hydrological models such as H2U and their associated production function on hill-slope catchments with soil surface management.