Abstract :
[fr] Le ruissellement et l’érosion qui en découle impliquent de nombreuses conséquences en milieu agricole en Europe de l’ouest. Les coulées boueuses survenant après certains événements pluvieux induisent des dégâts sur la parcelle (perte en sol, perte d’éléments chimiques, dégâts aux cultures, etc.) et hors de celle-ci lors de la sédimentation (dégâts aux infrastructures, aux habitations, pollution chimique, etc.). Les causes des schémas spatiaux de redistribution des sédiments sont nombreuses et varient dans le temps et dans l’espace. Depuis quelques années, la notion de connectivité permet de mieux décrire les mouvements d’eau et de sédiments sur le bassin-versant. Son étude en contexte de plateau limoneux pouvant être approfondie, la connectivité demande à être décrite via des mesures et des modélisations pour comprendre les schémas spatiaux de redistribution.
Le site étudié est un bassin-versant limoneux (356 ha) en contexte agricole belge. Les techniques de mesure (ex : acquisition du modèle numérique de terrain par drone) et de modélisation demandent le choix d’une taille de pixel adéquate. L’impact de ce choix a été testé en utilisant un indice de connectivité (IC de Borselli). Entre 25 cm et 10 m, des différences de 20 % au niveau de l’IC sont observables et finalement 1 m apparait comme étant la taille de pixel adéquate pour étudier la connectivité en région agricole, au vu des comparaisons réalisées sur le terrain. Il a de plus été démontré qu’au-delà de cette taille, les schémas spatiaux de connectivité (ex : éléments linéaires du paysage) sont affectés. En deçà, le temps de calcul est décuplé et les informations supplémentaires sur la connectivité sont marginales.
La prédiction du ruissellement et de l’érosion consécutifs à un événement pluvieux demande l’utilisation de modèles. LandSoil, un modèle à base experte, permet de quantifier l’érosion sans multiplier le nombre de paramètres. La validation du modèle avec des mesures de terrain spatialisées est nécessaire. Des canaux de mesures de hauteur, des débitmètres et des réglettes graduées ont mis en évidence une bonne quantification du modèle sur des zones >10 ha. L’analyse des résultats a pointé une grande influence de l’occupation du sol, de l’allocation des cultures, du design du bassin-versant ainsi que des pentes. Au niveau des éléments linéaires du paysage, les bandes enherbées déposent des sédiments pour des pentes <2 %. Les bandes boisées diminuent fortement la connectivité mais déposent des quantités moindres de sédiments. Les limites de parcelles jouent quant à elles un rôle prépondérant sur le transport des sédiments mais pas sur leur quantité.
La démonstration faite des performances de LandSoil pour la quantification du ruissellement et de l’érosion en région agricole belge permet de réaliser des scénarios d’aménagements. Ultime étape avant la mise en œuvre, l’utilisation de modèles est un outil de communication avec les pouvoirs compétents. La comparaison de 9 scénarios d’aménagements pour limiter l’érosion a été réalisée, tous venant d’experts. Ils comprennent bande enherbée, bande de bois, fascine, haie ainsi que travail sur le sens et l’intensité du labour. L’efficacité des scénarios au niveau export de ruissellement et de sédiments est comprise entre 1 et 17 % pour le ruissellement et entre 4 et 53 % pour l’érosion pour la période de retour de 100 ans (entre 1 et 34 % pour le ruissellement et entre 1 et 85 % pour l’érosion pour la période de retour de 2 ans).La période de retour testée a un effet important sur la réduction du ruissellement et de l’érosion. Les haies permettent de diminuer significativement le ruissellement alors que les bandes enherbées et les bois déposent plus de sédiments. Les fascines ont un rôle antiérosif pour de faibles aires contributives ou pour de grandes densités d’installation dans le paysage. Les volumes de dépôt dépendent du degré de déconnexion de l’aménagement ainsi que de l’aire déconnectée en amont de celui-ci. Un point important pour tous les dispositifs est le positionnement près des sources d’érosion linéaire, dans le chemin d’écoulement concentré ou directement en amont de zones à risque.
Pour des objectifs de recherche en adéquation avec les qualités et inconvénients de LandSoil, pour des bassins-versant de petite taille (quelques centaines d’hectares maximum) et en mesurant les inputs minutieusement, ce modèle devient un outil puissant de quantification du ruissellement et de l’érosion en zone agricole.
