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Généralité sur l’érosion
Définition de l’érosion
D’après Eric ROOSE 1984, le mot érosion dérive du atinl « erodere » qui signifie « ronger ». Ainsi dans le contexte du sol, l’érosion est comparable à une maladie qui ronge le sol, dénature la terre en décapant l’horizon humifère et en arrachant les éléments nutritifs. Par la même occasion, l’érosion prive lesol de ses particules fines et des matières organiques capables de stocker l’eau utile et de nourrir des éléments vivants tels les micro et macro organismes.
Caractéristique de l’érosion
Pour connaître un phénomène d’érosion sur terrain, la connaissance de ses caractéristiques serait nécessaire. Suivant le déroulement de ses actions, un phénomène d’érosion comprend trois phases :
* La première phase de l’érosion se passe lorsque lessubstances et/ou des particules subissent l’action destructrice des agents et seront arrachés. Cette phase correspond à une perte des particules, en particulier les plus fines sur les parcelles de l’amont,
* La deuxième phase coïncide avec le transport et le déplacement de ces particules. Ce transport contribue à l’augmentation des pertes de particule par frottements des charges solides sur des surfaces encore intactes, comparaison de système de culture en labour et en semis direct sur couverture végétale
* La sédimentation des charges constitue la troisièmephase. Elle se traduit par le dépôt des particules entraînées. Ces sédiments vont causer l’encombrement des canaux et le rehaussement du lit des rivières. Ce phénomène entraîne des perturbations sur les bas de pente par l’inondation et l’envasement des parcelles de c ulture.
Il est évident que toutes les phases ne seront pas observables sur une parcelle à étendue restreinte : pour voir ces trois phases, l’analyse devra englober l’étude de tout une territoire de l’amont d’un versant à son aval. Cela n’empêche que chacune des phases présente un danger spécifique dans le processus de la dégradation du sol.
Différents types d’érosion existants
L’érosion se définit aussi comme le transport et l’accumulation des particules de sol arrachées. L’arrachement des éléments du sol peut treê causé par plusieurs agents, ceci explique l’existence des différents types d’érosion.
Erosion éolienne
Transport de matériaux causé par le vent, ce transport est dû à la conjonction de l’action du vent à plus de 20 km/h et d’un niveau d e précipitation annuelle de moins de 600 mm, avec une saison sèche de plus de 5 mois. Lorsque ces phénomènes arrivent sur un sol peu rugueux, peu cohérent et sans protection d’aucune sorte sur la surface, on rencontre une érosion de type éolienne. On la rencontre seulementdans le sud de l’île pour le cas de Madagascar.
Erosion hydrique
L’érosion hydrique est provoquée par l’action de l’eau sur le sol, l’énergie des gouttes de pluie arrache et entraîne le sol. On la rencontre souvent sous deux formes : l’érosion en nappe et l’érosion en filet. Ces formes d’érosion es manifestent le plus souvent ensemble : l’eau attaque la zone superficielle du sol, entraîn ant des particules élémentaires détachées et puis attaque le profil sur toute son épaisseur avecentraînement d’une masse entière de terre.
L’érosion en nappe
En cas d’abondance de pluie, le sol est constamment humide, l’eau s’infiltre d’autant moins que la terre est proche de son état de saturation en particulier lorsque la surface du comparaison de système de culture en labour et en semis direct sur couverture végétale champ est lisse et la pente est uniforme6. L’eau ne peut pas s’infiltrer dans le sol, s’écoule à la surface et enlève une couche mince de sol : une « nappe » de sol, si mince qu’on ne peut pas le constater visuellement, les particules arrachées engorgent les pores du sol, et des problèmes d’infiltration et d’aération en découlent.
L’érosion en nappe se définit comme telle parce quel’énergie des gouttes de pluie en s’appliquant à toute la surface du sol, détruit les agrégats du sol, transporte des matériaux par un ruissellement en nappe.
L’érosion en filet
Les terres cultivées sur les Hautes Terres centrales de Madagascar sont en grande partie à surface irrégulière, avec des endroits rugueux et des endroits lisses. Selon la dégradation de la surface du sol avant le début dela pluie, et le degré d’humectation du sol, on définit une intensité limite de pluie en dessousde laquelle il n’y a pas de ruissellement. Lors d’une averse, l’eau de pluie s’accumule et s’écoule dans les surfaces concaves en empruntant les lignes de moindre résistance pour descendre la pente. Cette descente est plus ou moins sinueuse en fonction de plusieurs facteurs. Elle forme des petites rigoles ou filets qui entaillent le sol en profondeur, d’où l’érosion en filet.
Les particules fines, libérées sous l’influence dela force des gouttes de pluie ou par l’écoulement de l’eau dans les rigoles, sont transportées par le ruissellement d’eau. Dans ce cas l’érosion a pour origine l’énergie du ruissellement, et en condition de pente suffisante, il peut s’y développer des mouvements de masse.
Erosion et Haute Terre de Madagascar
Caractérisation des Hautes Terres
Appellations Haute Terre et Haut Plateau
Selon René Battistini et Jean-Michel Hoerner, il vaut mieux dire « Hautes Terres » que « Hauts Plateaux » puisqu’on observe un autre type de paysage et des montagnes ou des hautes collines dans la partie centrale et au Nord. On parle parfois de plateau central malgache. Ce qui est le plus souvent remarquable, c’est la présence, en certaines parties de la région centrale, des plaines extrêmement plates et marécageuses, où l’eau stagne. L’expression de comparaison de système de culture en labour et en semis direct sur couverture végétale « Hauts Plateaux » est aussi abusive que celle de « Plateau Central » jadis utilisée pour désigner le Massif central français.
Le centre ou les Hautes Terres sont anciennement mais improprement appelées hauts plateaux. Cette région couvre près des trois quartsde l’île, s’appuyant du nord au sud sur trois massifs montagneux, le Maromokotra dans le Tsaratanana, l’Ankaratra (au sud de Tananarive) et l’Andringitra (au sud de Fianarantsoa). Mais les parties les plus habitées se concentrent dans l’Imerina, autour de la capitale : Tananarive, Antsirabe et dans la région de Fianarantsoa.
Phénomènes d’érosion sur les Hautes Terres
La pluviométrie annuelle sur les Hautes Terres est généralement comprise entre 1000 et 2000 mm. C’est pourquoi l’eau de pluie est l’age nt causal principal de l’érosion dans cette partie de Madagascar. Les sols des Hautes Terres sont surtout des sols ferralitiques, des « Tanety » qui sont des milieux fragiles peu structurés physiquement et généralement en pente, donc exposés à l’érosion. L’érosion due au ruissellement est difficilement observable par les agriculteurs qui ne perçoivent pas les pertes en so l et en nutriments, outre les pertes en eau.
Il est à noter que les Hautes Terres sont la région la plus peuplée de Madagascar, et que c’est dans cette partie que l’on observe le plu s la manifestation des phénomènes de l’érosion dont le « lavaka » est l’une des formes (JOSSE Pierre et al ,2001). L’érosion inquiète les paysans lorsqu’elle se développe en réseau de igoler et de ravine facilement visible dans le paysage, qui provoque une réduction de la surface cultivable et un accroissement des pertes en eau.
Relation entre érosion et agriculture
Causes de l’érosion hydrique
Les facteurs de l’érosion hydrique sont multiples et interdépendants entre eux. L’agent principal de ce type d’érosion est l’eau de pluie, les autres facteurs lui sont liés tournent autour : l’effet de la précipitation, de la quantité de la pluviométrie, de l’énergie de battance des gouttes, des formes et des valeurs des pentes [voir plus loin]. L’alternance des différentes saisons climatiques entraîne des modifications sur la surface et les plantes qui lui servent de couverture. L’énergie de ruissellement avec le volume d’eau ruisselée forme le début d’une érosion hydrique. Ainsi, l’augmentation de ce facteur concoure à l’accroissement de l’énergie comparaison de système de culture en labour et en semis direct sur couverture végétale tractrice de la lame d’eau. Cette pluralité d’agents rend complexe l’étude de ce phénomène et la quantification des pertes en terre occasionnéespar ses actions.
L’érosion est un phénomène naturel qui bâtit la surface de la terre, mais son action s’est intensifiée à cause de l’intervention des activités humaines. L’érosion anthropique s’est développée en parallèle avec l’apparition de l’homme ; ses besoins croissants et l’adaptation plus ou moins normale de ses techniques ont amplifié l’érosion. En effet, les défrichements, les cultures, les pâturages et l’urbanisation ont été accompagnés par une érosion accélérée, plus rapide que l’érosion naturelle.
Intervention de la pente sur les érosions
La pente est un élément non négligeable et l’un desfacteurs à considérer dans les études des phénomènes d’érosion. Elle détermine volumele et la vitesse du ruissellement. Son intervention se fait à plusieurs reprises, donc sa valeur, sa longueur et sa forme sont importantes. En effet sur une surface plane, tout excès d’eau arrive à s’infiltrer ou à s’évaporer après un temps assez long.
· Par sa forme
Sur la pente, on peut rencontrer des parties convexes et des parties concaves. En cas de sol nu ou sans protection à la surface, les parties convexes sont les plus attaquées par les gouttes et perdent d’avantage de sol que les autres parties. Mais quand le sol présente une surface lisse sans bosse, l’écoulement de l’eau n’est pas entravé et la vitesse de ruissellement augmente. Par conséquent, sa force tractrice augmente aussi, et ses conséquences sur l’érosion sont plus graves. Par contre la sédimentation des charges au niveau des creux occasionne une diminution de perte en sol.
· Par son intensité
L’intensité de l’érosion est souvent fonction de ’inclinaison de la pente, ceci par augmentation de la vitesse de ruissellement et de son énergie. L’augmentation de l’énergie cinétique provoquée par le mouvement de l’eau le long du versant entraîne une augmentation de la vitesse du film d’eau. Il faudrait alors éviter que la vitesse de ruissellement atteigne le seuil de charriage pour lutter contre l’érosion.
D’après GIGOU et COULIBALY en 1997, en dehors de l’agriculture des zones montagneuses, les valeurs des pentes sont classéesen 3 catégories :
1- Pentes inférieures à 3 % où les mesures anti-érosives sont facultatives mais souhaitées,
2- Pentes comprises entre 3 à 12 % constituant les terrains sensibles sur lesquels des mesures de lutte anti-érosive sont obligatoires,
3- Pentes supérieures à 12 % où l’agriculture, sans mesures anti-érosives, sera à éviter au profit d’utilisation pastorale avec une couverture forestière permanente.
Conséquence de l’érosion sur l’agriculture
Les conséquences de l’érosion sur l’agriculture sont surtout fonction de la position des parcelles sur la topo séquence du terrain, les parties plus en amont et en saillie subissent l’action de la vitesse du ruissellement en dehors de l’intensité de la précipitation, alors que les bas de pente supportent les résultats de la sédimentation.
L’érosion forme une contrainte pour les activités gricoles,a en particulier sur les pentes qui sont les plus exposés à des risques d’érosion. La conséquence de l’érosion se résume toujours par la diminution des surfaces cultivables. Dans les milieux fragiles ou lorsque l’intensification des cultures est mal maîtrisée, une génération suffit pour voir disparaître la mince couche humifère et la fertilité des sols desrégions chaudes [ROOSE, 1994, Neboit 1991]. Les conséquences de l’érosion ne sont pourtant pas toujours négatives, certes elle cause la diminution de terre cultivable, mais à une échelle plus élargie elle favorise la formation de terre fertile tels les « baiboho »7 selon les qualités des charges déposées, de même les bas fonds des Hautes Terres sont des résultats d’érosion.
Système de culture avec labour
Caractéristiques et spécificités des labours
Le labour est une opération qui consiste à retourner le sol et enfouir en profondeur une partie superficielle du sol. Cette opération a des rôles, des causes et des particularités ; entre autres, on peut citer les raisons suivantes pour pratiquer le labour :
* Pour puiser l’eau et les nutriments nécessaires à son développement la plante utilise ses racines qui pénètrent dans la profondeur du sol. Le labour facilite la pénétration de ces racines en ameublissant le sol.
* Le fait de retourner le sol de surface entraîne les adventices présents sur le sol en profondeur ainsi que les graines prêtes à germer. Ainsi cette pratique permet de lutter en partie contre les mauvaises herbes.
* Pendant le labour, on enfouit les amendements du sol et les fertilisants avec les biomasses de la surface. L’efficacité de la fertilisation est alors augmentée puisque les éléments fertilisants sont rapprochés des racines.
* Par l’émiettement du sol occasionné par le labour, la macro porosité du sol est améliorée ainsi que l’infiltration de l’eau de la surface et l’aération des racines.
Pourtant, le labour a également des inconvénients :le premier est la pénibilité des travaux de labour et la dépense que cela implique (temps et énergie) surtout dans le cas de labour à l’angady; vient ensuite la perturbation de la faune du sol qui entraîne une limitation des activités microbiologiques du sol. Le labour profond et la motorisation lourde sont aussi remis en cause car ils accélèrent la minéralisationdes matières organiques du sol et donc la résistance de celui-ci au ruissellement et à moyen terme ils accélèrent la dégradation des sols.
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I : CONTEXTE DE L’ETUDE
1.1 CADRE DE L’ETUDE
1.1.1 Cadre scientifique
1.1.1.1 Méthodologie de travail
1.1.1.2 Les organismes impliqués
1.1.2 Présentation géographique du site d’étude
1.1.2.1 Conditions édaphiques du milieu d’étude
1.1.2.2 Conditions climatiques des études
1.2 CONNAISSANCE SUR L’EROSION
1.2.1 Généralité sur l’érosion
1.2.1.1 Définition de l’érosion
1.2.1.2 Caractéristique de l’érosion
1.2.1.3 Différents types d’érosion existants
1.2.2 Erosion et Haute Terre de Madagascar
1.2.2.1 Caractérisation des Hautes Terres
1.2.2.2 Relation entre érosion et agriculture
1.2.2.3 Système de culture avec labour
1.2.3 Recherche antérieure concernant l’érosion
1.2.3.1 Lutte anti-érosive dans le monde
1.2.3.2 Système de culture sur Couverture Végétale (SCV)
1.2.3.3 Résultat de recherche de l’années 2004-2005
1.3 RIZICULTURE A MADAGASCAR
1.3.1 Situation de la riziculture
1.3.1.1 Point de vue économique
1.3.1.2 Comparaison des systèmes de riziculture existants
1.3.1.3 Culture installée pour les études de ruissellement
1.3.1.4 Riziculture pluviale
1.3.2 Problèmes de la riziculture à Madagascar
1.3.2.1 Problèmes et situation économique.
1.3.2.2 Problèmes pratiques et techniques
1.3.3 Politique rizicole malagasy
1.3.3.1 Historique de la politique rizicole malagasy
1.3.3.2 Développement d’un potentiel de recherche
1.4 CONCLUSION PARTIELLE SUR LE CONTEXTE DE L’ETUDE
PARTIE II : MATERIELS ET METHODES
2.1 DISPOSITIF ET SYSTEME DE CULTURE INSTALLES
2.1.1 Mise en place et description du dispositif
2.1.1.1 Principes de mise en place du dispositif
2.1.1.2 Description des matériels du dispositif
2.1.2 Systèmes de culture installés
2.1.2.1 Présentation des systèmes installés
2.1.2.2 Les itinéraires techniques utilisés
2.2MESURES EFFECTUEES POUR LES ETUDES
2.2.1 Caractérisation des facteurs liés au climat
2.2.1.1 Mesures de précipitation
2.2.1.2 Quantification des ruissellements
2.2.1.3 Quantification de l’érosion
2.2.2 Caractérisation des facteurs liés au sol
2.2.2.1 Mesures effectuées pour les pentes
2.2.2.2 Taux de couverture de la surface
2.2.3 Autres mesures relatives aux études
2.2.3.1 Présentation des autres facteurs
2.2.3.2 Mesures de l’infiltrabilité du sol
2.2.3.3 Mesures de densité apparente du sol
2.3 CONCLUSION PARTIELLE SUR LES MATERIELS ET METHODES
PARTIE III : RESULTATS ET ANALYSES
3.1 FACTEURS CONCERNANT LES SYSTEMES
3.1.1 Facteurs climatiques
3.1.1.1 Répartition des précipitations
3.1.1.2 Pluviométrie de quelques campagnes culturales
3.1.2 Recouvrement des parcelles
3.1.2.1 Taux de recouvrement des parcelles
3.1.2.2 Analyse des types de couverture
3.1.2.3 Rendement de culture
3.1.3 Relation entre pente, ruissellement et érosion
3.1.3.1 Résultats des mesures de pente
3.1.3.2 Effets des pentes sur les ruissellements et l’érosion
3.2 RELATION ENTRE SYSTEME ET RUISSELLEMENT
3.2.1 Observation des ruissellements
3.2.1.1 Pluviométries et ruissellements
3.2.1.2 Ruissellement cumulé par système de culture
3.2.2 Analyses statistiques des ruissellements
3.2.2.1 Ruissellements sur les lots
3.2.2.2 Ruissellements sur les cadres
3.3 EFFETS DES DIFFERENTS FACTEURS SUR LES EROSIONS
3.3.1 Relation entre système et érosion
3.3.1.1 Erosion et Labour
3.3.1.2 Erosion et semis direct
3.3.1.3 Comparaison de système en labour et en semis direct
3.3.2 Analyses statistiques des résultats de l’érosion
3.3.2.1 Mesure sur lots
3.3.2.2 Mesure sur cadres
3.4 CONCLUSION PARTIELLE SUR LES RESULTATS ET ANALYSES
CONCLUSIONS GENERALES
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
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