3 - Erosion hydrique


3.1 - Définition

L'érosion hydrique est composée d'un ensemble de processus complexes et interdépendants qui provoquent le détachement et le transport des particules de sol.

Elle se défini comme la perte de sol due à l'eau qui arrache et transporte la terre vers un lieu de dépôt.

3.2 - Origine et mécanisme

La pluie et le ruissellement superficiel sont à l'origine de l'arrachage du transport et du dépôt de la terre enlevée.

L'arrachage est due à la fois aux gouttes d'eau (par rejaillissement) et aux eaux de ruissellement et le transport est assuré par ces eaux.

3.2.1 - Impact de gouttes de pluies sur le sol

Les sols subissent un martèlement considérable causé par les gouttes de pluie.

Les premières gouttes s'infiltrent dans le sol d'autant plus aisément
qu'il est meuble et que sa porosité est élevée.

Cette première phase s'accompagne d'un déplacement des particules
et d'un tassement du sol.

  Lorsque la couche superficielle s'humidifie, trois processus se développent
simultanément (figure 1) :

 la dégradation de la structure

  •   la formation d'une pellicule de battance

  •   l'érosion par splash ou érosion par rejaillissement.

 

Figure 1: Effet des gouttes de pluies (effet splash)
 

3.2.2 - Ruissellement  

Comme les précipitations , le ruissellement agit sur le sol par des actions
de détachement et de transport (figure 2).

 

Figure 2 : Modes de transport par ruissellement

Selon la nature du sol, la rugosité superficielle et la pente de terrain, l'une
ou l'autre de ces actions est prépondérante.

  D'une manière globale, il est admis que la vitesse de l'eau est le paramètre
prépondérant de l'action érosive du ruissellement superficiel.

  Réduire la vitesse de ruissellement revient à pratiquer des techniques
anti-érosives. Il s'agira par exemple :  

  •   d'aménagement fonciers réduisant la pente de la parcelle

  •   de techniques améliorant l'infiltration

  •   des techniques culturales augmentant la rugosité de la surface du sol.

3.3 - Les formes d'érosion

  3.3.1 - L'érosion en nappe ou "sheet érosion"  

L'érosion en nappe (figure 3) est liée à 2 mécanismes :  

  •   Le détachement des particules de terre causé par le choc de gouttes
    des pluies (effet splash).

  •   Le ruissellement lorsque l'intensité devient supérieure à la vitesse
    d'infiltration.

Cette forme d'érosion est caractéristique des sommets de bassin versant.
Le martèlement des pluies (splash) détache les particules et les maintient
en suspension par turbulence.

L'érosion en nappe a un effet érosif maximal au sommet des versants
ou à l'aval d'un obstacle. Au bas des versants, au contraire, il s'agit d'accumulation.

3.3.2 - L'érosion linéaire (micro-channel ou Rill érosion)

  Un micro-filet ou une rigole est une dépression suffisamment petite
pour pouvoir être supprimée par les façons culturales.

Sur un bassin versant ou une parcelle, l'érosion en rigole succède
à l'érosion en nappe par concentration du ruissellement dans
les creux. A ce stade, les rigoles ne convergent pas mais forment des ruisselets parallèles.

3.3.3 - L'érosion par ravinement (Gully érosion)

La ravine est une rigole approfondie (figure 4) où se concentrent
les filets d'eau.

La rigole se transforme en ravine lorsque sa profondeur interdit son nivellement
par des simples instruments aratoires.

Le ravinement constitue un stade avancé de l'érosion. Les ravines
peuvent atteindre des dimensions considérables.

L'approfondissement des ravines remonte du bas vers le haut de la pente (érosion régressive).

Cette forme d'érosion peut transformer le paysage en "badlands"
et expliqueégalement la sape d'ouvrages (ponts, radiers, digues filtrantes...). Lorsque l'aménagement des ravines
n'est pas prolongé suffisamment en aval.

 

 

Figure 3 : Erosion en nappe

 

 

Figure 4: Erosion par ravinement

3.3.4 - La sédimentation

  Les particules arrachées aux terres se déposent entre le lieu d'origine
et les mers en fonction :

1.  de leur dimension

2. de leur densité

3.  de la capacité de transport du ruissellement ou de la rivière.

Les particules se déposent dans l'ordre suivant :

  1.   sable

  2.   sable fin

  3.   limon.

Les argiles et l'humus colloïdal sont généralement transportés jusqu'à l'embouchure du cours d'eau où il se dépose soit après évaporation de l'eau, soit après floculation.

3.4 - Les types de dégât

On distingue 2 grands groupes de dégâts :

les dégâts en zones érodées et les dégâts en zones de dépôts.

3.4.1 - Les dégâts en zones érodées  

3.4.1.1 - Dégradation du bilan hydrique  

Il s'agit de l'effet le plus important. Une culture pluviale soumise
à l'érosion voit son déficit hydrique s'accentuer suite à :

  la réduction de la pluie efficace. En effet une fraction importante
de la pluie ruisselle et n'est plus utilisable par la plante.

  la réduction du volume de sol exploitable pour les racines et donc de la réserve utile du sol :

        RU = q n Z.

Le départ du sol prive, dans ce cas, la culture d'une réserve en eau indispensable.

Exemple : Si RU : 60 mm sur sol normal

® en raison de 4 mm/j ® 15 jours de sécheresse sont
supportables par la culture.

Si le même sol est à moitié dénudé : RU : 30 mm

® en raison de 4 mm/j ® 7/8 jours de sécheresse sont seulement supportables par la culture. 

3.4.1.2 -Appauvrissement du sol  

La teneur en humus et en éléments nutritifs du sol décroît.
La capacité de rétention en eau
du sol diminue. La stabilité structurale du sol décroît.

Cet appauvrissement est lié au double effet de décapage des horizons supérieurs,
habituellement les plus fertiles et de sélectivité de l'érosion.

Les études indiquent une teneur plus importante en éléments fins
(argiles et limons),
en nutriments et bases échangeables (N, P, K, Ca, Mg) dans la fraction
érodée que dans le sol initial (tableau 1).

 

    Tableau 1: Pertes par èrosion sur une pente de 7% à Adiopodoumé(RCI),
en fonction du couvert végétal (D'après Roose,1977)

 

 
Erosion totale
Erosion totale
  Forêt Culture Sol nu Forêt Culture Sol nu

C total

N total

P total

26,4

3,4

0,5

856

98,3

28,5

2730

259

111

12,8

22,5

6,6

2,1

3,1

1,4

1,5

1,9

1,3

CaCO échangeable

MgO échangeable

K2O échangeable

2,2

1,2

0,6

49,9

29,0

17,7

113

45

35

492

327

550

18,5

14,1

2,4

9,7

5,1

1,1

Argile 0-2

Limons 2-50

Sab. fins 50-200

sab. grossier 0.2-2 mm

64,5

33,8

1,7

0

5140

2180

5170

19300

18300

7115

23100

89400

5,9

7,7

0,1

0

1,2

2,5

0,6

1,1

1,1

1,9

0,6

1,2

Erosion totale(t/ha)

Ruissellement (mm)

0,1

21

32

525

138

630

 

3.4.1.3 - Autres conséquences

  déchaussements, des plantes emportées ou recouvrement de la culture

  hétérogénéité croissante des parcelles

  diminution du drainage profond induisant une moindre réalimentation
des nappes.  

3.4.1.4 - Quelques chiffres : ordres de grandeurs de pertes de sol  

Erosion en nappe

:

1 t/ha/an

Erosion en rigole

:

10 t/ha/an

Erosion ravine

:

100 t/ha/an

Erosion en badland

:

1000 t/ha/an

Sapement des berges

:

10.000 t/ha/an

 

Il faut signaler qu'une simple rigole formée lors d'un orage de 2 cm de profondeur, 5 cm
de large correspond à une perte de terre de 120 kg/100 m de rigole.  

3.4.2 - Dégâts en zones dépôts

La sédimentation et les transports solides sont gênants pour
une majorité d'aménagement.
Ils se traduisent par :

  envasement accéléré des fossés de drainage, des canaux d'irrigation
et des réservoirs (bassins)

  une réduction de la capacité des lits de rivières et un risque
d'inondation
des terres voisins

  une augmentation du coût de traitement des eaux de consommation.

 

3.5 - CONCLUSION : Effet sur la production agricole

Nous avons vu dans les paragraphes précédents que l'érosion hydrique provoque le décapage de la couche superficielle du sol.

A travers ce décapage deux conséquences sur la baisse de la production végétale sont à noter :

  - diminution du bilan hydrique.

Par l'effet de battance qu'elle provoque, la pluie devient de moins
en moins profitable à la plante. En effet un effraction importante
de la pluie ruisselle.

La réduction du volume de sol exploitable par les racines augmente la sensibilité de la culture aux périodes sèches.

- sol pauvre en élément fertilisants :

La fraction du sol emportée par l'érosion est fréquemment plus riche
que le sol dans son ensemble.
Le sol laissé sur place se désagrège et devient hostile voir inculte
(pas de vie biologique,
hétérogénéité de levée, baisse de la production ...)

-terre inaccessible (badlands).

A travers la formation de ravines, le terrain peut évoluer en badlands
rendant impossible
tout accès à la terre.

Pour prévenir ces effets, seules des méthodes de lutte cohérentes
peuvent être efficaces

Le rôle de la végétation apparaît en tout premier lieu. Dans la mesure
du possible, l'érosion doitêtre stoppée dès sa forme réversible,
c'est-à-dire avant que ne commence les ravins.  

3.6 - Les facteurs de l'érosion hydrique

  es différents facteurs de l'érosion hydrique sont :

  •   le climat et l'hydrologie

  •   la morphologie du site

  •   le sol

  •   la végétation

  •   l'homme. 

 

Schéma: Erosion f(érosion et érodibité)

 

 

3.6.1 - Le climat et l'hydrologie

Il s'agit de l'élément moteur de l'érosion. Sans précipitation
atmosphérique il n'y a pas d'érosion hydrique.

Les paramètres pluie liés à l'érosion :

1 la hauteur des précipitations est peu liée à l'importance
de l'érosion     (voir tableau 2.

 

Tableau 2 : Exemple de parcelles de maïs sous culture pendant 5 ans :

 

Saison des

Pluie

Erosion

Ruissellement

pluies

(mm)

(t/ha)

mm

%

1 ère année

917

5,1

91

10

2 ème année

1130

1,2

57

5

3 ème année

908

3,4

50

5,5

4 ème année

962

5,7

71

7,4

5 ème année

697

3,4

52

7,4

 

  2 L'intensité est le facteur principal de l'érosion. Plus
l'intensité est grande, plus l'effet de battage du sol est prononcée :

 

 

Battage du sol

Désagrégation du sol
Libération des particules fines

Obturation de la porosité de surface
Réduction de la capacité d'infiltration
Augmentation du ruissellement

 

 

WISCHMEIER définit un indice d'érosivité par la relation suivante :

R = 0,00059. I 30 S [(11,9 + logI i )h i ]

i : représente une pluviophase d'intensité sensiblement constante  

I i : l'intensité pluviométrique correspondante (mm/h)  

h i : hauteur pluviométrique correspondante (mm)  

I 30 : l'intensité maximale observée en 30 mm (mm/h)  

L'érosivité d'une pluie est donc fonction de ses caractéristiques
physiques :

  le diamètre des gouttes

  la vitesse d'impact des gouttes.

3.6.2 - La morphologie du terrain  

a) La pente  

La pente est un facteur important d'érosion. Le ruissellement
et l'érosion
commencent sur des pentes faibles (1 à 2 %). C'est le cas du plateau
Mossi par exemple.
Toutes choses égales par ailleurs, l'érosion augmente avec la pente.  

b) La longueur de la pente  

En principe, plus la pente est longue, plus le ruissellement s'accumule,
prend de la vitesse et de l'énergie et plus l'érosion s'intensifie.  

3.6.3 - Le sol  

L'érodibilité d'un sol représente la sensibilité d'un sol à l'arrachement
et au transport des particules qui le composent.  

L'érodibilité d'un sol est définie par 2 caractéristiques :  

  la résistance au splash (battance)

  la résistance au cisaillement (lié au ruissellement)  

Elle est fonction de plusieurs paramètres :  

  la capacité d'infiltration

  la stabilité structurale

  la texture

  la teneur en matière organique.  

3.6.4 - La végétation  

Il s'agit du facteur primordial de protection du sol contre l'érosion.  

L'action de la végétation est multiple :  

  L'interception des gouttes des pluies permet la dissipation de l'énergie cinétique, ce qui diminue dans une large mesure l'effet "splash".  

  Son système radiculaire maintient le sol en place et y favorise
l'infiltration.  

  Accessoirement, l'évapotranspiration de la plante en asséchant le sol augmente sa capacité d'infiltration. Son développement en surface
freine le ruissellement. L'apport en M.O améliore la structure du sol
et sa c ohésion.

Classement par ordre décroissant de protection des principaux types de végétation.

Forêts > herbacés (savane) > cultures > jachères nues.

3.6.5 - L'homme

  L'homme peut être à l'origine du déclenchement et de l'accélaration de l'érosion par les actions suivantes :
•  défrichement de la forêt ;

•  incendies et surpâturages

•  façon culturales

a) Défrichements de la forêt
Il est favorisé par une action cyclique qui est représentée par le schéma suivant :

c) Les techniques culturales  

L'état de la surface du sol présente une importance majeure lorsque le couvert végétal n'assure plus une protection efficace du sol.  

Le travail du sol a 2 effets antagonistes sur sa résistance à l'érosion :  

premier effet : le travail du sol augmente la perméabilité du sol et améliore l'enracinement des plantes.    

deuxième effet : mais peut :  

  diminuer la cohésion du sol et ainsi sa stabilité structurale

  diluer la M.O et accélérer sa dégradation

  compacter le sol en profondeur et crée des semelles de labour.  

L'expérience montre que :  

  le labour a un effet non négligeable sur l'infiltration des petites pluies ou dans la première phase des grosses pluies  

  cet effet devient nul ou négatif en fin de grosses pluies ou après quelques événements pluvieux.

3.7 - Estimation des pertes de terres

  La quantification peut se faire par :

- Mesures directes

- Des calculs à l'aide des formules existantes.  

3.7.1 - Mesures directes  

Le schéma suivant donne la méthode de mesure à l'échelle du bassin versant  

 

 

Station de jaugeage (section connue)

A cette station est installé un limnigraphe qui donne la hauteur d'eau (en mètre).

Un moulinet donne la vitesse de l'eau (en m/s)  

1) Estimation du débit (Q) du couvert  

2) Prélèvement d'eau à l'aide d'une bouteille à col large. Par évaporation de l'eau prélevée on détermine la charge C (en g/m 3 )  

Les étapes 1) et 2) permettent ainsi de déterminer les pertes des terres (E) au niveau de ce bassin par la formule suivante :  

E = Q*C avec A en g/s  

3.7.2 - Equation universelle (modèle de WISCHMEIER)  

L'équation universelle de pertes des terres est un modèle empirique basé sur l'analyse statistique de 100 parcelles expérimentales. 

Elle permet de prédéterminer les pertes en terre annuelles moyennes pour une parcelle donnée, dans des conditions bien définies.  

Cette équation se présente sous la forme d'un produit de 6 facteurs indépendants, chacun représente une équation paramétrique à plusieurs variables.  

Sous sa forme simplifiée, ce modèle s'écrit : 

A = 2,24 R. K. L.S. C. P.  

A = perte en terres en tonne/ha

R = facteur d'agressivité climatique

K = facteur sol

L : facteur longueur de pente

S : facteur pente

C : facteur agronomique

P : facteur des aménagements antiérosifs.  

Ce modèle présente un certain nombre de points faibles :  

  inaptitude à estimer les pertes en terre sur une courte période (saison ou épisode pluvieux isolé)  

  il considère les facteurs de l'érosion comme indépendants, alors qu'il existe des nombreuses interactions entre ceux-ci.  

3.7.3 Description des différents termes de l'équation-de WISCHMEIER

a.- Le facteur d'agressivité climatique  

Il est défini comme le produit de l'énergie cinétique (E c ) et l'intensité maximale en 30 minutes (I 30 ).  

R = E c x I 30  

avec E c = 11,9 + 8,73 log(I)  

E c en J/m²/mm de pluie  

I l'intensité moyenne de la pluie (mm/h).  

R peut-être déterminé pour des périodes variables (1 averse à 1 année).  

Lorsqu'il est utilisé comme paramètre du modèle de Wischmeier, l'indice R est généralement calculer comme la moyenne de plusieurs années.

 

Roose a établi la carte de l'érosivité des pluies sur l'Afrique de l'Ouest, qui permet d'estimer R (figure 5).  

A l'échelle de l'Afrique, l'estimation est donnée par R= P/ 2

avec P précipitations moyennes annuelles.

 

  Figure 5: Esquisse de la répartition de l'indice
d'agréssivité climatique moyen (RUSA de Wishmeier)
en Afrique de l'Ouest et du cente

b - Le facteur sol K  

Le facteur sol caractérise l'érodibilité du sol, c'est-à-dire sa sensibilité à l'érosion.  

Ce facteur sans dimension mesure la plus ou grande résistance relative d'un sol à l'érosion.  

WISCHMEIER propose un mode de calcul de K, à partir des paramètres suivants :  

Pour une première approximation :  

  la somme des pourcentages de limon et sable fins

  le pourcentage de sable

  la teneur en M.O  

Et pour une approche plus précise  

  la structure

  la perméabilité.

Le normographe en figure 6 donne ainsi la méthode de détermination de K.

 

Figure 6: Normographe permettant une évaluation rapide du facteur K d'érodibilité des sols
Procédure de lecture: En suivant l'analyse des échantillons de surface appropriées, entrer par la gauche dans le graphe et pointer le % de sable (0,10 à 2 mm) puis de matières organiques, la structure et la perméabilité dans le sens indiqué par la flèche. Interpoler si nécessaire entre les courbes déssinées. La ligne fléchée pointillée illustre le mode opératoire pour un échatillon ayant: 33% de Limon+STF, 5% de sables, 2,8% de matières organiques, 2 de structure et 4 de perméabilité: K=0,31

 

On peut également déterminer K par la formule suivante :  

100 . K = 2,1 . 10 -5 . (12 - M.O) M 1,4 + 3,25 . (S - 2) + 2,5 (P - 3)  

K : facteur d'érodibilité

M.O : le pourcentage la M.O

S : un code de structure

P : classe de perméabilité

M : le produit (% sable fin + % limon) . (100 - % A)

 

c - Les facteurs topographiques L.S

 

Le graphique porté à la figure 7 permet de déterminer le produit des facteurs L et S

 

Les facteurs L et S caractérisent respectivement l'effet de la longueur de pente et celui de la pente.

 

Figure 7: Indice de pente LS

 

Les relations établies par WISCHMEIER permet également de les déterminer L et S:  

L= (1/22.15) et S =( 0.43 - 0.30 s+ 0.043 s )/6.613  

L : facteur de longueur de pente 

l : la longueur de la pente (m)  

22,13 : longueur de la parcelle standard (m)  

m : exposant dépendant de plusieurs paramètres dont la pente

m = 0,5 lorsque la pente < 10 %

m = 0,6 lorsque la pente > 10 %  

S : le facteur de pente  

s : la pente (%)  

d - L'indice de culture : facteur C  

Le facteur C permet de tenir compte du fait que les pluies agissent plus sur un sol nu que sur un sol couvert.  

Il caractérise la culture et le niveau de fertilisation du sol.  

Il représente le rapport des pertes de sol d'une terre cultivées dans des conditions bien définies, aux pertes de terre

d'une jachère continuellement travaillé, toutes les autres conditions étant égales.  

Roose a calculé les valeurs de C pour plusieurs couverts végétaux en Afrique de l'Ouest (voir tableau 3).  

e - Facteurs des aménagements anti-érosifs  

Le facteur P est défini comme le rapport entre les pertes en terre d'un champ sur lequel on applique des pratiques de conservation

et celles d'un champ cultivé dans le sens de la pente.

Les valeurs de P observées pour différents types d'aménagement sont consignées dans le tableau 4

 

Tableau 3: Influence du couvert végétal sur l'éeosion en Afrique de l'ouest(Roose,1977)

PLantes et techniques culturales
C annuel moyen
Sol nu
1
Forêt dense ou culture paillée abondamment
0,001
Savane et prairie en bon etât
0,01
Savane et prairie brûées et/ou surpâturées
0,1
Plantes de couverture à dévellopement lent ou plantation tardive
-1ère année
-2e année
 
0,3 à 0,8
0,1
Plantes de couverture à dévellopement rapide et plantation hâtive dès la première année
0,01 à 0,1
Mais,sorgho,mil(en fonction du rendement)
0,4 à 0,9
Riz en culture intensive
0,1 à 0,2
Coton,tabac(en 2d cycle)
0,5
Arachide(en fonction date de plantation)
0,4 à 0,8
Manioc(1ére année),igname(selon date de plantation)
0,2 à 0,8
Palmier ,hévea,café,cacao avec plantes de couverture
0,1 à 0,3
Ananas à plat(en fonction de la pente ) pente 4 à 20%
résidus brûlés
résidus enfouis
résidus en surface
 
0,1 à 0,5
0,1 à 0,3
0,01
Ananas sur billons cloisonnés(pente 7%)
0,1

 

Tableau 4: Le facteur <pratiques anti érosives> en Afrique de l'ouest(Roose.1977)

  P
U.S.A  
   
.Labour isohypse 0,75
.Labour et billonage isohypse 0,50
.Labour et bandes enherbées isohypses 0,25
   
Afrique de l'ouest  
   
.billonage isohypse cloisonné 0,20 à 0,10
.bandes antiérosives de 2 à 4 m de large 0,30 à 0,10
.mulch de paille 0,01
.mulch Curasol(60 gr/l/m2) 0,50 à0,20
.Prairie temporaire ou plantes de couvertutes 0,50 à 0,10

.bourrelets armés ou murettes en pierres sèches(dénivélées : 80 cm)

+Labour et binage isohypse et fertilisation équilibrée

 

0,10


3.7.4 - Utilisation de l'équation de WISCHMEIER  

Une fois ces paramètres bien connus dans une région donnée :  

Estimer les pertes en terres et déterminer les mesures
anti-érosives à mettre en oeuvre.  

Des valeurs seuil sont fixés par type de sol et de production envisagées.  

Très souvent :  

K et S sont imposés par le terrain et R par la position géographique du bien.  

Donc l'intervention humaine se limitera aux facteurs
L, C et P-->et permet ainsi de définir des méthodes de lutte anti-érosive.

 

EXERCICE D'APPLICATION N°1

  Soit un champ installé sur un bassin versant de la région de Frkessédougou
(Nord de la Côte d'Ivoire).

  Les analyses physico-chimiques du sol en place ont donné les valeurs suivantes :

Limon et Sables très fins : 50% ; Sables : 10% ; Argile 34% ;
Matières organiques 2% ; Structure grumeleuse avec
une perméabilité lente à modérée.

  Le terrain a une pente de s = 6% et une longueur de 100 m.

  a) Calculer les pertes de terre moyennes de ce champ sachant que
le champ est cultivé en maïs avec un rendement estimé moyen par rapport
à la région et que la culture est faite sur des billons isohypse cloisonnés.

  b) Si cette pente était laissée en prairie temporaire, quelles seraient ces pertes ?

  c) Choix de la méthode de lutte :

  Le responsable de la conservation des eaux et des sols doit fixer des seuils
de pertes en terre « tolérables » pour un sol donner et essayer de choisir
les techniques qui ne peuvent causer une érosion de sol à un taux supérieur à ces seuils.

  Pour la pente décrite dans cet exercice, par exemple, si on décide de l'aménager
en sorgho avec labour et binage isohypse (avec fertilisation équilibrée),
tout en gardant un taux d'érosion inférieur à la tolérance du sol
(par exemple E = 10 t/ha/an), quelle est la longueur de la bande
correspondante (écartement entre ouvrages anti-érosifs) ?

3.7.5 - Limites et intérêt de l'équation universelle des pertes en terre

a. Limites

Cette équation empirique demande l'exploitation de nombreux résultats.
Il est donc nécessaire, pour fixer les valeurs des différents facteurs,
de posséder un grand nombre de résultats expérimentaux.

Les résultats obtenus sur parcelles ne peuvent être transposés sur
des vastes surfaces dans le cadre des programmes généraux
de lutte contre l'érosion.

b Intérêts

L'équation de WISCHMEIER permet de juger de l'intérêt des actions
à mener en CES.

  Pour diminuer l'érosion (A), une action peut-être menée pour réduire l'indice
d'érosivité (K) en améliorant la structure et la perméabilité.

  On peut agir sur le facteur C en faisant en sorte que le sol
soit couvert pendant les périodes critiques (fortes pluies).

  On peut agir sur le facteur P en préconisant des cultures en courbes de niveau, ou en bandes alternées.

  C'est seulement lorsqu'on aura épuisé ces trois possibilités de lutte qu'il s era nécessaire d'agir sur les facteurs de pente, par des travaux anti-érosifs appropriés.

3.7.6 - Conclusion

Tous les facteurs influençant l'érosion n'ont pas un poids égal. Etant donné qu'il s'agit d'une fonction multiplicative, comme le montre bien le modèle de WISCHMEIER, l'un s'annule, l'érosion devient négligeable. Ceci apparaît bien sous le couvert forestier fermé quels que soient le climat, le terrain ou la pente, l'érosion reste faible.

Le facteur le plus susceptible de varier est le facteur C. Entre une couverture végétale parfaite (forêt) et un sol nu, les pertes par érosion varient dans un rapport de 1 à 1000.

Les travaux anti-érosifs, visant à réduire la longueur de la pente et parfois son inclinaison sont souvent les plus lourds à mettre en place. Ils peuvent cependant réduire l'érosion jusqu'à 50 fois. Les techniques simples et peu coûteuses sont donc intéressantes.

L'indice K varie plus difficilement et plus faiblement, entre 3 et 20. Il est corrigé par la mesure élémentaire d'apport de matière organique.

Les pratiques anti-érosives, P, sont moins efficaces et font varier l'érosion d'un facteur de 3 à 10, mais elles restent assez faciles à appliquer : culture en bandes, labour isohypse paillis, ...

  En pratique, après avoir calculé l'indice d'agressivité climatique et la valeur de l'érodibilité des sols, on adapte par des essais successifs un facteur de couverture végétale C en fonction des productions, des rotations et des techniques culturales souhaitées, puis on détermine les pratiques anti-érosives utilisables, enfin on envisage les

travaux de réduction de la pente afin de maintenir l'érosion sous un seuil tolérable (maximum 12t/ha/an selon les recommandations de WISCHMEIER).

3.8 - Méthodes de prévention et de lutte

3.8.1 - Introduction

On a montré que les phénomènes de ruissellement (érosion des sols) sont les facteurs causaux de la dégradation des sols.  

Deux réflexions se dégagent :

  1 - l'indispensable utilisation correcte des sols pour la satisfaction des besoins immédiats

  2 - leur protection pour l'utilisation future et pour le maintien de la fertilité et des ressources en eau.

  Deux grands principes de base de la CES.

 

1 - Définition de l'utilisation rationnelle des terres :

  Il s'agit d'obtenir le plus grand profit pour la collectivité le plus longtemps possible tout en assurant le maintien de l'équilibre naturel des facteurs de production.

  L'aménagement doit être pensé au niveau de la région ainsi qu'au niveau de l'exploitation agricole.

  2 - Application sur chacun des terroirs définis :

  Des procédés et techniques d'aménagement, d'utilisation, d'exploitation, les mieux adaptés pour limiter au maximum les effets de l'érosion des sols.  

3.8.2 - Utilisation rationnelle des terres  

Elle est basée sur :  

  aménagement intégré du milieu et

  classification des terres selon des critères bien définis.  

3.8.2.1 - L'aménagement intégré du milieu naturel 

Raison :  

* interdépendance entre régions proches

  * modes d'exploitation préconisés

 

 

modification de la dynamique du milieu
nouvelle évolution
rupture d'équilibre

 

 

Conventionnellement on distingue :

  1 - Terres de production livrées aux cultures

  2 - Terres de protection généralement occupées pour la végétation naturelle (forêt + prairie permanentes).

  L'équilibre entre ces 2 niveaux est primordial. Mais susceptible d'être rompu par un changement de facteur de production :

  •     croissance démographique

  •     perfectionnement des techniques culturales (mécanique, introduction des nouvelles cultures)

  •     migration de population

  •     investissement des capitaux.

  Généralement cette répartition entre (1) et (2) doit surtout tenir compte de la morphogenèse et de son action (Erosion, décapage, accumulation, ...)

  d'où la définition d'un certain nombre de types de région à partir de leur potentiel propre et des effets qu'elles ont sur d'autres.

  On distingue ainsi :

  * région de production où les diverses conditions permettent la mise en valeur et une exploitation de leurs ressources naturelles.

  * région marginales : des terres ne pouvant être aménagées immédiatement

  * régions composites : juxtaposition de types différents de milieu.

 

3.8.2.2 - Les critères de classification des terres

  Il faut déterminer un plan de mise en valeur par la prise en compte :

    Etude du milieu physique (morphologie, sol, végétation, climat...)

    contexte socio-économico-politique.

  L'affectation des terres, soit à la production, soit à la protection, implique la définition de leurs aptitudes culturales ou vocation.

  a 1 Première étape

  Classification provisoires fondées sur les critères naturels :

  1 - Vocation forestière

  terrains qui n'ont pas d'intérêt économique évident :

  •   cratères

  •   fortes pente

  •   fonds humides ou inondables

  •   bords de rivière

  •   sols minces, pauvres ou épuisés

 

2 - Vocation agricole

  Terres d'étendues convenables sont plus favorisées que les précédentes sur le rapport :

  •   topograghie

  •   résistance à l'érosion ou possibilité par des mesures anti-érosives rentables

  •   richesse plus rentabilité du sol.

  a 2 Deuxième étape

  Apporter des corrections au premier classement en fonction des conditions socio-économiques :

    Degré de perfectionnement des techniques

  + agriculture manuelle possible presque toutes les situations topographique quand la main d'oeuvre est abondante

  + agriculture attelée : + exigeante

  + agriculture mécanisée de façon moderne : ® spécialisation

+ poussée des terrains (par exemple un tracteur exige une certaine pente).

    Niveau de développement

 

En Afrique, plus de 85 % de la population est paysanne d'où le souci primordial est la satisfaction immédiate de nourriture Þ les des surfaces sont utilisées au détriment des jachères (terres de protection).

  a 3 - Classement et utilisation en fonction de la pente

  A l'échelle d'un bassin versant, sous climat tropical, on adopte la classification suivante :

    0 à 30 % de pente :

  + tous les modes d'utilisation

  * mesures culturales soignées ® protection contre l'érosion

    3 à 12 % de pente

  * agriculture très développée et variée

  * domaine de la grande culture mécanisée

  * en plus des mesures culturales, réseaux anti-érosifs et plantation suivant les courbes de niveau ® efficace pour la protection contre l'érosion.

    12 à 20 - 25 % de pente

  * réservées en principes aux prairies et au reboisement

  * cultivés aux prix d'important ouvrages antiérosifs et dans le cas d'une pression démographique importante.

  * culture attelée.

    Plus de 20 - 25 % de pente :

  * terres de pâtures et de bois

  * culture manuelle possible en cas de pression démographique importante.  

3.8.3 - Applications des techniques anti-érosives  

3.8.3.1 - Principes généraux

a - Choisir des aménagements à faibles coûts et rentables.

  Suivant l'étendue du problème, on privilégiera

  •     les actions légères (procédés biologiques, techniques culturales ...)

  •     les investissements lourds (aménagements fonciers : diguettes, terrasses, banquettes).

  Il ne faut pas oublier qu'en CES, un aménagement ne peut-être viable que si les frais d'entretien ou de mise en place sont suffisamment faibles pour être pris en charge par le paysan lui-même.

  b - Progressivité des aménagements

  Compte tenu des difficultés à estimer la pertinence et la viabilité des choix en matière de CES, il est toujours préférables d'aménager un secteur progressivement. Les erreurs commises en début d'aménagement pourront être ainsi rectifiées par la suite.

  c - Traiter en priorité les parcelles agricoles.

  Il est toujours préférable de traiter en priorité les parcelles agricoles :

    Seuls ces secteurs présentent un intérêt économique immédiat pour le monde rural et peuvent les motiver à entretenir les investissements.

    les traitements des parcelles agricoles une fois achevé, rend plus aisé la lutte contre l'érosion à l'aval en diminuant considérablement les volumes d'eau ruisselés.

  Selon leur mode d'action, les procédés de lutte contre l'érosion peuvent se classer en :

  •   Procédés biologiques et façons culturales ;

  •   procédés mécaniques.  

3.8.3.2 - Les procédés biologiques et façons culturales  

3.8.3.2.1 - Les procédés biologiques  

Par des voies biologiques (couvertures vivantes, activités microbiennes au sein de la matière organique au sol) l'action anti-érosive résultant de l'application des procédés biologiques est d'ordre :

    Mécanique

  + fixation du sol par les racines

  + protection des agrégats contre l'impact violent des gouttes de pluie, et

  + obstacle au ruissellement.

    Physique

  + rôle de l'humus dans la structure et la stabilité structurale, elles-mêmes facteurs importants de la résistance à l'érosion et de la perméabilité du sol.

  Il serait vain d'établir des dispositifs mécaniques si au niveau de la parcelle élémentaire, une agriculture conservatrice nécessitant un ajustement des méthodes culturales n'était pas appliquée.

  a - Les techniques applicables aux cultures arbustives et arborescentes

  Il s'agit de protéger le sol des interlignes contre l'action de la pluie et du ruissellement. Plusieurs options sont possibles.

  a 1 Couverture vivante

  La procédure de lutte consiste à mettre dans les interlignes une plante de densité variable. En général, ce sont des plantes améliorantes :

  •     légumineuses fixatrices d'azote

  •     graminées ou mélange graminées + légumineuses.

  Ces plantes peuvent être permanentes ou temporaires.

  Mais cette couverture peut avoir un effet dépressif sur les rendement à travers la concurrence à l'eau.

  a 2 Le paillage (mulching)

  Il consiste à recouvrir les interlignes d'une couche de 10 à 20 cm de matière végétale mortes (paillis ou mulch) provenant :

  •     de la culture principale

  •   d'autres cultures (débris végétaux)

  •   d'herbes de savane.

  Il est favorable à la conservation du sol par ces actions :

    mécaniques

  •   diminution de l'énergie des gouttes d'eau et de la vitesse de ruissellement.

  Biologiques et physique

  •   . apport de matière organique au sol,

  •   . stimulation de l'activité des micro-organismes du sol et protection contre les radiations solaires et l'excès d'insolation altérant la microflore et accélérant l'oxydation de la matière organique.

  Le paillage apporte aussi :

  •     sous épaisseur suffisante, un obstacle au développement des mauvaises herbes.

  •     une réduction de l'évaporation du sol.

  •     un enrichissement minéral du sol en ions assimilables.

  Il permet donc de réduire la concurrence à l'eau du sol.

  b) Les techniques applicables aux cultures annuelles

  On distingue :

  b 1 - Les techniques permettant l'occupation maximum dans le temps et dans l'espace : rotation et association culturales.

  b 2 - Les techniques visant à l'entretien et l'accroissement des réserves du sol et sa fertilité :

  •     l'enfouissement des résidus de récolte,

  •     les jachères,

  •     les prairies temporaires et artificielles,

  •     les engrais verts.

  Exemple de jachères :

  •   . En zone de steppes tropicales herbeuses : jachère de 2 ou 3 ans selon une rotation arachide - mil - jachère.

  •   . En zone de savane :

arachide - mil - jachère d'un an ou arachide - mil - jachère de 2 ans.

  . En zone de forêt claire :

jachère de 2 ans dans une rotation coton - riz.

3.8.3.2.2 - Les façons culturales

L'état de la surface du sol présente une importance majeure lorsque le couvert végétal n'assure plus une protection efficace du sol.

Le travail du sol :

- augmente la perméabilité du sol et la rugosité de la surface.

-améliore l'enracinement des plantes.

A titre indicatif on peut citer le labour qui a un effet non négligeable sur l'infiltration des petites pluies ou dans la première phase des grosses pluies.

Pour augmenter la rugosité des surfaces de sols on peut conseiller par exemple :

1 - Labour en courbe de niveau

2 - Les cultures en billons suivant les courbes de niveau ou faiblement inclinées