Wikibardig:GEMAPI : Mesures de prévention des inondations : Augmenter ou conserver la capacité d’infiltration des sols : Différence entre versions

Version du 21 août 2020 à 10:06

Lors d’une précipitation, tant que l’intensité de la pluie est inférieure à la capacité d’infiltration, l’eau comble les espaces du sol et imprègne par la suite les couches inférieures sous l'action de la force de gravité et des forces de succion. Lorsque l’équilibre précipitations /absorption est dépassé, il se crée une lame d’eau qui s’écoule à la surface du sol, c’est le ruissellement.

Dans les paragraphes suivants, nous présentons les techniques pour obtenir un sol avec une capacité d’infiltration améliorée. Elles consistent à utiliser des aménagements paysagers pour « désimperméabiliser » les sols et maximiser les capacités d’absorption du sol.

Cette prévention concerne alors différentes échelles, de la parcelle rurale (façon de labourer, augmentation de la couverture sol) ou urbaine (Modification de la couverture du sol) à une portion de bassin (zone expansion crue).

Contrôler le taux d’humidité dans le sol

➢ Irrigation de précision

Parcelle de betteraves avec croute de battance (© v.marmuse)

La capacité d'absorption (ou encore infiltrabilité) représente le flux d'eau que le sol est capable d'absorber à travers sa surface. Comme le montre sur le graphique ci-dessous la courbe potentielle de succion d’après (Philip, 1957), on peut grâce à l’irrigation de précision et la mesure de l’humidité dans le sol conserver la teneur en eau du sol. Grace à cette technique on peut maintenir une vitesse d’infiltration efficace lors d’évènements pluvieux. En plus de conserver l'état d'humidité du sol (teneur en eau minimale du sol), l’arrosage évitera la formation de la croute de battance (photo ci-dessous) qui entraîne elle aussi une baisse de l'infiltration de l'eau dans le sol et une augmentation du ruissellement. Il est à noter que cet état est cependant difficile à mesurer.

Modification de la structure du sol

Le type de sol du fait de sa structure, texture, porosité influence les forces de capillarité et d'adsorption dont résultent les forces de succion, qui elles-mêmes, régissent en partie l'infiltration. L’amélioration de la géologie du substratum pour rendre le sol plus absorbant et un travail approprié influent sur le ruissellement et la propagation des flux d’eau vers l’aval.

Le tableau ci-dessous, nous indique les valeurs du coefficient de ruissellement pour quelques sols et selon le type de couverture végétale et leur pente (%).

Coefficient de ruissellement en fonction du type de sol et de sa couverture (Bourrier, 1997)

Gel d’eau solidifiée mélangé à de la terre – (Source : eau-solide-terre source svt07.wordpress).

De nombreuses techniques existent pour améliorer les sols, deux techniques ont retenu notre attention :

a) Amender les sols :

• Pour les sols lourds, un apport de matériaux tels que le sable ou la vermiculite, qui vont améliorer l'aération et le drainage du sol ;

• Pour les sols légers, un apport de matière organique, de tourbe ou d'argile (marne) qui va permettre au sol d'améliorer sa capacité à conserver l'eau.

b) Épandre dans le sol du polymère super absorbant (eau solide) capable de retenir entre ses chaînes macromoléculaires de 300 à 1000 fois sa masse en eau.

Des solutions plus biologiques sont également à l'étude telle que des gels conçus à partir de carboxyméthylcellulose et d'amidon de pomme de terre.

Il faut éviter un travail excessif du sol qui provoque un émiettage trop fin et favorise la battance dans les sols limoneux.

Préservation ou intervention sur l’indice des vides des sols

Décompacter les sols

Décompacteur de sol 11 - 20 corps / avec rouleau (© ARAPLOW ACB).

Les sols sont également très vulnérables au compactage par l’excès de passage de machinerie d’entretien, d’engins agricoles, de vélos, de piétons, d’animaux d’élevage …. Il se forme alors un véritable cercle vicieux : plus le sol est compact, plus la vitesse d’infiltration est limitée, ce qui accroît encore davantage le taux de compactage et entraîne un accroissement du taux d’imperméabilisation du sol. Le sol peut alors être décompacté (fissuré) soit par labour, bêchage, décompacteur à lames. Le but est de créer un passage pour l'eau, l'air et la vie biologique

Augmenter l’indice des vides avec les « travailleurs de l’ombre »

Profil de sol avec vers de terre (© Christophe Salin (2015)).

En brassant le sol, les vers de terre et la vie microbienne aèrent et décompactent en douceur le sol. « Ces travailleurs de l’ombre » sont répartis sur tout le profil du sol et se déplacent le long de galeries de quelques millimètres de diamètre illustrées sur la photo suivante dans lesquelles l’eau, l’air et les organismes du sol circulent. Ces galeries créent des zones de ruissellement préférentielles qui permettent à l’eau de pluie de s’infiltrer au travers de ces réseaux de drainage naturel, évitant ainsi le ruissellement et l’érosion en surface. L’eau se diffuse profondément par capillarité à l’ensemble du sol.

Faciliter la rétention d’eau

Le drainage des sols

Opérations de drainage dans le vignoble à Saint-Vérand (Source : domaine Martine & Pierre-Marie CHERMETTE).

Les travaux de drainage permettent de réguler l’excès d’eau dans les sols tout en maintenant un niveau d’humidité nécessaire aux cultures. Le drainage vise à faire en sorte que l´eau soit immédiatement absorbée par le sol après une averse.

Les tranchées drainantes infiltrantes

Commune d’Arès : tranchée drainante comprenant géotextile périphérique, 20/40, drain annelé double peau perforé 3/3, diamètre intérieur 400 mm – (Source : eaupub).

Commune d’Arès : tranchée drainante comprenant géotextile périphérique, 20/40, drain annelé double peau perforé 3/3, diamètre intérieur 400 mm – (Source : eaupub).

Les tranchées drainantes infiltrantes sont remplies de matériaux poreux dans lesquels les eaux de pluie sont recueillies par ruissellement. Elles écrêtent les volumes et les débits. L’évacuation des eaux se fait dans le sol par infiltration.

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Pour plus d'information sur l'auteur : INRAE - UMR RECOVER - Equipe G2DR