EROSION HYDRIQUE
Une lutte antiรฉrosive efficace doit passer par une bonne connaissance du comportement hydrodynamique des sols soumis aux fluctuations climatiques et ร diverses utilisations du sol et en particulier de l’origine de la naissance du ruissellement. Depuis peu de temps seulement, des efforts pareils sont faits en Algรฉrie surtout sur lโรฉrosion naissante (Arabi et Roose, 1992; Mazour, 1992; Morsli, 1996 ; Chebbani, 1996 ; Roose et al, 1996; Morsli et al., 2004) et il n’y a pas encore des donnรฉes suffisantes. Dโimportants efforts restent ร accomplir pour comprendre et apprรฉhender les processus รฉrosifs ร lโรฉchelle du versant.
Vu le manque ou lโabsence de donnรฉes chiffrรฉes sur lโampleur des processus et lโinsuffisance sur la connaissance et la hiรฉrarchisation de lโinfluence des facteurs en cause, il sโest manifestรฉ un besoin de recherche de quantification des processus et d’analyse des facteurs conditionnels de lโรฉrosion et en particulier des systรจmes de gestion au niveau des versants. Conscient de ce besoin en recherche et de lโรฉvolution de la gravitรฉ de certaines consรฉquences de lโรฉrosion qui en rรฉsultent, nous avons orientรฉ notre recherche vers la comprรฉhension des processus รฉrosifs en sols cultivรฉs de montagne et l’analyse des facteurs conditionnels, en vue de mieux les contrecarrer.
Les monts de Beni chougrane, zone reprรฉsentative des monts du tel occidental, sont lโobjet dโรฉtude. La nature et lโintensitรฉ des processus dans cette zone ne sont pas suffisamment รฉtudiรฉes tandis que leurs causes ne sont pas examinรฉes. Les travaux rรฉalisรฉs ont essentiellement consistรฉ ร faire un รฉtat des lieux du phรฉnomรจne. Les travaux menรฉs sur lโรฉtude de trois micro bassins reprรฉsentatifs des monts de Beni chougrane (Morsli et al, 1988) et sur la susceptibilitรฉ des sols ร lโรฉrosion dans ces monts (Morsli, 1996), ont permis de mieux connaรฎtre les รฉlรฉments qui composent ce milieu et de souligner le problรจme de lโรฉrosion qui constitue lโune des contraintes majeures de ce milieu montagneux. Ces รฉtudes qui revรชtent un caractรจre prรฉliminaire ont montrรฉ la manifestation des diffรฉrentes formes dโรฉrosion (รฉrosion en nappe, mouvement en masse et surtout รฉrosion linรฉaire) et les principaux types de sols affectรฉs. Mais ces travaux nโont pas permis de rรฉpondre aux questions fondamentales suivantes : quelle est lโampleur des processus ? Quels sont les facteurs dโรฉrosion discriminants ? Et quelles sont les pรฉriodes critiques de lโannรฉe ? Ces travaux ont fait ressortir la nรฉcessitรฉ de mieux connaรฎtre lโintensitรฉ des risques pour chacun des processus et des facteurs en cause.
Sur les terrains cultivรฉs qui occupent des surfaces importantes au niveau des versants des monts de Beni chougrane, les traces laissรฉes au sol par les divers types dโรฉrosion traduisent lโefficacitรฉ locale des processus. Lโรฉrosion en nappe entraรฎne lโapparition de rigoles qui รฉvoluent en ravines, si rien nโest entrepris pour limiter le ruissellement. Cโest ร ce niveau et plus particuliรจrement au niveau parcellaire que les sols se dรฉgradent de plus en plus et que les pointes de crue se forment. Il est devenu donc indispensable de connaรฎtre lโampleur de ce processus (รฉrosion en nappe et en rigole) qui se manifeste au niveau de ces zones et d’รฉtablir les causes et la part des facteurs au niveau des versants et plus particuliรจrement au niveau parcellaire.
Dans ces zones cultivรฉes de montagne, on peut รฉmettre lโhypothรจse que les modes dโutilisation des terres jouent un rรดle important sur lโรฉvolution de lโรฉrosion. Le phรฉnomรจne de lโรฉrosion hydrique est un processus naturel dont lโampleur sโest aggravรฉe avec lโutilisation des sols par lโhomme (Remy et le Bissonnais, 1998; Maillo, 1999). Cโest sur la base de ce postulat que nous avons menรฉ ce travail de recherche. Notre objectif visait la quantification de lโampleur de lโรฉrosion naissante (รฉrosion en nappe et en rigole) et lโanalyse de lโinfluence des systรจmes de gestion dans le dรฉclenchement du ruissellement et de lโรฉrosion ร lโรฉchelle parcellaire et leur consรฉquence sur la fertilitรฉ des sols.
Il faut rappeler tout dโabord que les รฉtudes concernant le ruissellement et lโรฉrosion sโheurtent en zone de montagne ร dโimportantes contraintes liรฉes ร une grande variabilitรฉ spatiale et temporelle de lโรฉtat, des unitรฉs du milieu et des prรฉcipitations. A ceci, il faut ajouter que certaines รฉtudes doivent durer une dรฉcennie et mรชme plus, en raison de lโabsence dโรฉvรฉnements pluvieux suffisamment considรฉrables, soit pour obtenir lโรฉvรฉnement pluviomรฉtrique qui permettra de bien caractรฉriser le ruissellement et lโรฉrosion, soit mรชme pour pouvoir suivre une saison durant laquelle le milieu permet ร la vรฉgรฉtation dโexprimer ses potentialitรฉs. Face ร une telle situation, le spรฉcialiste aborde les รฉtudes ร diffรฉrentes รฉchelles dโespaces et de temps.
DIVERSITE DES PROCESSUS ET DES FACTEURSย
Processus dโรฉrosionย
Le capital sol, vรฉritable ressource, sโรฉrode naturellement, il se dรฉgrade aussi et de faรงon accรฉlรฉrรฉe du fait des activitรฉs humaines. Un sol naรฎt et sโenrichit, mais il peut aussi sโappauvrir et mourir (Breton, 1997). La dรฉgradation des sols, cโest la perte des qualitรฉs essentielles des sols pour remplir ses fonctions naturelles de stockage de lโeau et des nutriments, de milieu de soutien des plantes, de rรฉservoir de la biodiversitรฉ et de sรฉquestration du carbone. La dรฉgradation des sols peut avoir diverses origines : รฉpuisement des nutriments des sols, salinisation, pollution, รฉrosion des sols (squelettisation et dรฉcapage du sol) etc.
Lโรฉrosion du sol est lโun des processus les plus actifs de la dynamique actuelle des couvertures pรฉdologiques. L’รฉrosion est un processus variable dans le temps et dans lโespace en fonction des conditions รฉcologiques et de gestion des terres (fig. 1).
Lโรฉrosion peut รชtre un processus lent et insoupรงonnรฉ, ou encore peut prendre des proportions alarmantes, entraรฎnant une perte รฉnorme de terre arable. On distingue gรฉnรฉralement lโรฉrosion normale ou gรฉologique, celle qui faรงonne lentement la forme des versants (E= 0.1 ร 1 t/ha/an) tout en permettant le dรฉveloppement dโune couverture pรฉdologique (Roose, 1994). Les paysages sont stables quand il y a รฉquilibre entre la vitesse dโaltรฉration des roches et lโรฉrosion (Kilian, 1974). Cependant, lโรฉrosion gรฉologique peut agir de faรงon soudaine et catastrophique ร lโoccasion des averses de frรฉquence rare, ou encore lors dโactivitรฉs sismiques ou volcaniques et lors de la fonte des neiges. En Algรฉrie, Flotte (1984) a dรฉcrit la coulรฉe de lave torrentielle de Mechtas en Grande Kabylie (environ 150 millions de m3 ) qui sโest รฉtendue sur 18 kmยฒ, sur une pente de 7%.
Lโautre type dโรฉrosion qui nous concerne, cโest lโรฉrosion accรฉlรฉrรฉe par lโhomme (รฉrosion anthropique), suite ร une exploitation imprudente du milieu, elle est de 10 ร 1000 fois plus rapide que lโรฉrosion normale. Il suffit dโune perte en terre de 12 ร 15 t/ha/an, soit 1 mm/an ou 1m en 1000 ans, pour dรฉpasser la vitesse de lโaltรฉration des roches : celle-ci varie de 100 ans pour altรฉrer 1(un) mรจtre de marne ร plus de 100 000 ans pour un mรจtre de granite en conditions tropicales humides (Roose, 1994). De plus, la couche arable sโappauvrit en particules lรฉgรจres par รฉrosion sรฉlective (squelettisation des horizons de surface) et sโamincit par dรฉcapage (Roose, 1977). En une gรฉnรฉration, lโhorizon humifรจre du sol cultivรฉ peut-รชtre dรฉgradรฉ ou dรฉcapรฉ, entrainant la rรฉduction ou la perte du potentiel de production agricole du sol. Lโรฉrosion a une influence nรฉfaste sur la production immรฉdiate des cultures en place, mais elle peut aussi modifier progressivement les caractรฉristiques physiques, chimiques et biologiques du sol, surtout par รฉrosion sรฉlective des particules de sols et rรฉduire les potentialitรฉs ร long terme de certains sols (Morsli, 2005).
Formes dโรฉrosionย
Lโรฉrosion peut prendre diffรฉrentes formes qui se combinent dans le temps et dans l’espace.
Erosion hydriqueย
Les phรฉnomรจnes รฉrosifs les plus gรชnants apparaissent plutรดt provoquรฉs par les forces dรฉveloppรฉes par lโeau. Le principal facteur de cette รฉrosion est le ruissellement dont la rรฉpartition spatiale est contrรดlรฉe par celle des prรฉcipitations et des caractรฉristiques de la surface du sol. La dynamique de lโรฉrosion est fonction de lโinfluence des facteurs mis en jeu.
L’รฉrosion des sols se dรฉveloppe lorsque les eaux de pluie, ne pouvant plus s’infiltrer dans le sol, ruissellent sur la parcelle en emportant les particules de terre. Ce refus du sol d’absorber les eaux en excรฉdent apparaรฎt soit lorsque l’intensitรฉ des pluies est supรฉrieure ร l’infiltrabilitรฉ de la surface du sol (ruissellement ยซ Hortonien ยป), soit lorsque la pluie arrive sur une surface partiellement ou totalement saturรฉe par une nappe (ruissellement par saturation). Ces deux types de ruissellement apparaissent gรฉnรฉralement dans des milieux trรจs diffรฉrents, bien que l’on observe parfois une combinaison des deux (Cros-Cayot, 1996). Une fois le ruissellement dรฉclenchรฉ sur la parcelle, l’รฉrosion peut prendre diffรฉrentes formes qui se combinent dans le temps et dans l’espace : รฉrosion diffuse, en rigoles parallรจles et รฉrosion linรฉaire.
Erosion de rejaillissement (effet splash)ย
Cโest lโรฉrosion รฉlรฉmentaire causรฉe par le choc de la goutte dโeau douรฉe dโune certaine รฉnergie cinรฉtique. Les gouttes de pluie brisent les mottes et les agrรฉgats et projettent les particules arrachรฉes.
Ce phรฉnomรจne de rejaillissement sous l’impact, ou ยซsplash ยป, dรฉplace les particules sur quelques dizaines de cm, la distance dรฉpend de la masse des particules et de l’angle d’incidence des gouttes de pluie par rapport ร la surface. Les particules fines dรฉplacรฉes sont piรฉgรฉes entre les รฉlรฉments plus grossiers et ferment les pores : la surface du sol perd de sa capacitรฉ d’infiltration et sur certains sols, il apparaรฎt une croรปte de battance ce qui facilite le dรฉclenchement du processus de ruissellement et de lโรฉrosion du sol.
Erosion en nappe
On parle dโรฉrosion en nappe lorsque lโรฉnergie des gouttes de pluie sโattaque ร toute la surface du sol et que le transport des matรฉriaux arrachรฉs sโeffectue par le ruissellement en nappe. Cโest le stade initial de la dรฉgradation des sols par lโรฉrosion hydrique (Roose, 1994). Ce type dโรฉrosion se traduit par le dรฉcapage plus ou moins uniforme de la couche superficielle du sol par lโeau de ruissellement. Lโeau qui ne sโinfiltre pas ruisselle sur le sol sous forme dโune lame dโeau ou de filets diffus. Ce ruissellement diffus ou en nappe se manifeste par une force de cisaillement et arrache les particules. Cโest la forme dโรฉrosion la plus courante bien que ses effets symptomatiques paraissent moins perceptibles puisquโelle concerne les particules fines du sol (argiles, limons et matiรจre organique). Les consรฉquences de cette รฉrosion sont la squelettisation et le dรฉcapage des horizons superficiels. Si des mesures ne sont pas prises pour corriger cette รฉrosion naissante, elle va alors รฉvoluer vers lโรฉrosion linรฉaire : griffes, rigoles et ravines (Roose et al., 1996; Morsli et al., 2004).
Les traces laissรฉes au sol par les divers types dโรฉrosion traduisent lโefficacitรฉ locale des processus qui font appel ร des sources dโรฉnergie variรฉes et ร divers facteurs qui modifient leur expression. Les indicateurs de lโรฉrosion en nappe faciles ร repรฉrer ร la surface du sol sont les plages de couleurs claires, les nappes de sable clair, le dรฉcapage (demoiselles coiffรฉes et microfalaises) et la remontรฉe des cailloux ร la surface du sol.
Erosion linรฉaire
Lorsque lโintensitรฉ des pluies est supรฉrieure ร lโinfiltration de la surface du sol ou lorsque la pluie arrive sur une surface partiellement ou totalement saturรฉe par une nappe, il se forme dans un premier temps des flaques dโeau, qui en dรฉbordant vont communiquer entre elles par des filets qui prennent de la vitesse et dรฉveloppent une รฉnergie propre capable de creuser le sol. Ce sont les forces de cisaillement de lโeau chargรฉe de sables et graviers qui arrachent des agrรฉgats au fond et sur les flancs des rigoles . La rรฉsistance dโun profil de sol au ruissellement sera donc diffรฉrente de la sensibilitรฉ dโun sol ร la battance des gouttes de pluie. Il se forme dโabord de simples griffes puis des rigoles dรฉcimรฉtriques qui peuvent รฉvoluer en ravines mรฉtriques. Hjulstrรถm (1935) a montrรฉ que lorsque les filets dรฉpassent la vitesse de 25cm/s, ils acquiรจrent une รฉnergie suffisante pour arracher et mobiliser les particules (argiles, limons, graviers, cailloux et blocs).
Erosion en masseย
Alors que lโรฉrosion en nappe sโattaque ร la surface du sol, le ravinement aux lignes de drainage du versant, les mouvements de masse concernent un volume ร lโintรฉrieur de la couverture pรฉdologique et des formations gรฉologiques. Lโeau agit cette fois non pas par dรฉcapage, mais par dรฉtรฉrioration des qualitรฉs physiques en profondeur et peut alors provoquer soit des glissements de terrain, soit des dรฉcrochements. L’รฉrosion en masse (glissement de terrain) ou รฉcoulement (coulรฉes boueuses) est un processus frรฉquemment observรฉ sur les versants pentus, de roches peu cohรฉrentes (argiles, marnes, schistes) lorsque le substrat est portรฉ ร saturation (Avenard, 1990). Beaucoup de glissements ont รฉtรฉ observรฉs en Algรฉrie (Bellatrache, 1988). On peut observer plusieurs types de glissements:
– Les glissements lents ยซ creeping ยป : ce sont des glissements plus ou moins lents des couches superficielles de la couverture pรฉdologique, gรฉnรฉralement sans dรฉcollement, qui sโobserve assez gรฉnรฉralement sur les pentes fortes grรขce ร la forme couchรฉe des jeunes plants forestiers. Dans les zones pastorales, la circulation des animaux le long des versants peut entrainer รฉgalement des glissements sous forme d’escaliers (Moeyersons, 1989).
– Les glissements rapides : ce sont des dรฉcollements d’une couche plus ou moins รฉpaisse de sol, glissant sur un horizon plus compact, servant de plan de glissement.
– Les versants moutonnรฉs : ce sont des formes molles apparaissant dans des conditions humides lorsque les horizons superficiels dรฉpassent le point de plasticitรฉ et progressent lentement, entre la trame des racines qui retient l’horizon de surface et l’horizon compact impermรฉable que reprรฉsente l’altรฉritรฉ des marnes ou des argilites par exemple.
– Les coulรฉes boueuses (fig.6) : ce sont des mรฉlanges d’eau et de terre ร haute densitรฉ ayant dรฉpassรฉ le point de liquiditรฉ et qui emportent ร grande vitesse des masses considรฉrables de boue et de blocs de roches de taille imposante.
– Les glissements rotationnels en ยซย coups de cuillรจre ย ยป : ce sont des glissements oรน la surface du sol et une partie de la masse glissent en faisant une rotation, de telle sorte qu’il apparaรฎt une contrepente sur le versant. Il s’agit souvent de toute une sรฉrie de coups de cuillรจre, laissant au paysage un aspect moutonnรฉ.
– Les formes locales : il s’agit d’รฉboulements rocheux, de sapements de berges ou d’effondrements de versants qui entraรฎnent des glissements localisรฉs. Ceux-ci sont trรจs frรฉquents en tรชte de ravine. Ils entraรฎnent l’รฉboulement de la partie supรฉrieure des lรจvres d’une ravine et font progresser la ravine vers le sommet de la colline par รฉrosion rรฉgressive.
Erosion mรฉcanique sรจche ou aratoire
Ce phรฉnomรจne, trรจs peu connu, trรจs peu quantifiรฉ nโest pas dรป ร lโintervention de lโeau ni ร celle du vent. Cโest le rรฉsultat des pressions rรฉpรฉtitives exercรฉes par la simple poussรฉe des instruments aratoires qui se solde par le dรฉcapage des horizons superficiels des hauts des pentes. Ce qui a pour effet de transporter les masses de terre vers lโaval des toposรฉquences oรน elles vont sโaccumuler soit en talus en bordure des parcelles ou en colluvions concaves de texture peu diffรฉrente des horizons dโorigine.
Les facteurs influenรงant la quantitรฉ de terre dรฉplacรฉe sont : le type dโoutil, la frรฉquence des passages, lโorientation du travail, la pente. Ce type dโรฉrosion additionnel, souvent sous-estimรฉ, peut entrer en phase avec lโรฉrosion hydrique. Raison pour laquelle on a souvent tendance ร confondre lโรฉrosion en nappe et lโรฉrosion mรฉcanique sรจche en expliquant les taches blanches en haut de pente et en rupture de pente comme รฉtant la preuve dโune รฉrosion en nappe alors que lโรฉrosion mรฉcanique sรจche peut รชtre plus importante que lโรฉrosion en nappe (Wassmer, 1981 ; Nyamulinda, 1989). Les matรฉriaux dรฉplacรฉs ne sont pas triรฉs (non sรฉlective).
Facteurs naturels agissant sur lโรฉrosion et le ruissellementย
Les processus รฉrosifs dรฉpendent d’une multiplicitรฉ de facteurs interagissant entre eux, et sont de ce fait complexes ร modรฉliser. Les facteurs de l’รฉrosion sont les donnรฉes naturelles au sens large ร prendre en compte pour รฉtudier les phรฉnomรจnes รฉrosifs. Le climat, la lithologie, le sol, la pente, le couvert vรฉgรฉtal et les techniques culturales sont les facteurs qui rรฉgissent lโรฉrosion du sol (Roose, 1994).
CONCLUSION GENERALE
Les travaux menรฉs, sous pluies naturelles et simulรฉes durant plusieurs annรฉes sur les versants du nord-ouest de lโAlgรฉrie ont permis de mieux apprรฉhender le phรฉnomรจne du ruissellement et de lโรฉrosion et de mieux apprรฉcier lโinfluence des systรจmes de gestion. Les rรฉsultats ont montrรฉ que l’รฉrosion en nappe est relativement modรฉrรฉe (E < 10 t/ha/an). Ces rรฉsultats sont proches de ceux obtenus au niveau maghrรฉbin. Toutefois lโรฉrosion moyenne annuelle ne traduit pas les extrรชmes qui se traduisent ร lโรฉchelle de quelques รฉvรฉnements pluvieux intenses. Quelques รฉvรฉnements pluviomรฉtriques exceptionnels ont รฉtรฉ ร lโorigine de dรฉgradations importantes. Si le Kram est relativement modรฉrรฉ, en revanche le Kr max a atteint 35 % lors des averses exceptionnelles (orages violents et pluies longues et saturantes). Les risques majeurs sont liรฉs aux ruissellements exceptionnels qui sont enregistrรฉs surtout en automne oรน les conditions optimales du ruissellement sont rรฉunies. Ces ruissellements qui gรฉnรจrent beaucoup de griffes et de rigoles surtout sur les sols argileux sont ร lโorigine de dรฉgradations spectaculaires qui marquent souvent le paysage pour plusieurs annรฉes. Un รฉvรฉnement pluvieux intense peut produire plus de 30 ร 40 % de lโรฉrosion annuelle. Le facteur dโรฉrodibilitรฉ varie de 0,002 ร 0,008 pour le sol SAV et de 0,018 ร 0,04 pour le sol SBL.
|
Table des matiรจres
INTRODUCTION GENERALEย
CHAPITRE I. EROSION HYDRIQUE
CHAPITRE II. PRESENTATION DU CADRE GENERAL
CHAPITRE III. MATERIELS ET METHODES
CHAPITRE IV. RESULTATS ET DISCUSSION
CHAPITRE V. SYNTHESE
CONCLUSION GENERALE
Tรฉlรฉcharger le rapport complet