Chapitre 4 :Discussion

1. Mesure de l’impédance mécanique sur terrain

1.1. Parcelle expérimentale des cerisiers : bloc 3 (NT, T, R, NR)

Au niveau de la parcelle des cerisiers (bloc 3 ayant une

texture limon-sableuse) les valeurs de l’impédance mécanique

des inter-chemins étaient faibles. En fait les croûtes

superficielles mesurées à l’aide du pénétromètre manuel

étaient minces et affables.

Cependant, les valeurs d’IM plus élevées du traitement « Non

travaillé : NT » que celles du traitement « Travaillé : T »

pour des humidités semblables indiquent que cette dernière est

liée au travail du sol réalisé avant les précipitations de la

fin d’été, mais pas avec le contenu d’eau qui était faible dans

toutes les parcelles. Le travail du sol fait diminuer la

résistance du sol à être pénétré: le labour va créer une

surface de sol avec des mottes ou des agrégats stables et aussi

une superficie importante de retenue d'eau. La formation des

croûtes due aux précipitations sera limitée ou retardée sur ce

type de surface. Ainsi, si on aboutit à la formation de la

croûte superficielle ça sera facile à la casser.

Ceci va avec les gestions préventives et curatives proposées

par le département de développement durable (FAO, 1994) suite à

l’étude de l’influence du labour sur des sols encroûtés et des

sols susceptibles à la prise en masse.

1.2. Parcelle du pin parasol planté : PP1 et PP2

Les IM moyennes maximales les plus élevées sur terrain sont

mesurées dans les deux blocs 1 et 2 de la parcelle du pin

parasol. Aussi, ces valeurs sont très semblables dans les deux

blocs. Ceci peut être expliqué par le fait que ces deux blocs

avaient la même texture (sol limon-sableux) et la même teneur

en matière organique (1,18% : cette teneur est trop faible pour

un sol sous plantation forestière). Donc le comportement

mécanique du sol sera similaire entre les deux blocs.

Les valeurs élevées des IM peuvent être expliquées par le fait

que les sols limoneux, particulièrement les plus pauvres en

matière organique, sont les plus sensibles à l’encroûtement.

Les gouttes d’une pluie de forte intensité qui ne sont pas

interceptées par le couvert végétal entraînent le

rejaillissement de particules fines (effet splash) et

l'éclatement des mottes par ré-humectation. Les mottes «

fondent » et la surface se colmate.

Plusieurs recherches ont fait l’objet de l’étude de l’impact

des pluies intenses sur les sols : En particulier la formation

des croûtes superficielles sur des sols limoneux. Selon Hanks

(1960) et Rose (1961), la dégradation des sols limoneux suite à

une forte pluie (le cas de la pluie d’été 2013 dans la PTM)

peut être décomposée en deux phases successives bien

distinctes :

- Dans une première phase, dont la durée peut être très

variable, la surface du sol, initialement motteuse et "

ouverte " est progressivement occupée par une croûte

structurale de quelques millimètres d'épaisseur et à

compacité élevée. La vitesse à laquelle l'eau peut

s'infiltrer dans cette croûte structurale diminue et

atteint des vitesses de 2 à 6 mm/h.

- A une intensité des pluies qui dépasse l'infiltrabilité

ainsi réduite pendant une durée suffisante pour que

l'excès d'eau atteigne quelques millimètres, des flaques

d'eau peuvent se former. C'est le début d'une deuxième

phase lors de laquelle les particules détachées par le

splash et mises en suspension vont se déposer à des

vitesses différentes selon leur taille formant une croûte

sédimentaire dont l'infiltrabilité sera encore plus

réduite (1 mm/h).La croûte de sédimentation ainsi formée a

une induration élevée.

1.3. Forêts de chêne vert et du pin : FH et FC

Les valeurs obtenues des IM moyennes étaient faibles par

rapport à celles obtenues dans la parcelle du pin parasol

planté. Ceci est dû à :

- D’une part, la teneur élevée en MO de (5,5%) va augmenter

la stabilité structurale du sol. En plus, comme agent

hydrophobe, la matière organique réduit la mouillabilité

des agrégats et diminue les risques d'éclatement lors de

l'humectation. C'est pourquoi de nombreuses études ont

fait apparaître d'étroites relations entre la teneur en

matière organique et la stabilité structurale (Monnier,

1965; Hofman, De Lenheer et Appelmans, 1974; Boiffin,

Papy et Peyre, 1986 ; ...).

- Le couvert végétal dense et la couche épaisse de litière

des deux forêts secondaires (FH et FC) constituent la

protection la plus efficace de la surface du sol en

limitant les risques d'encroûtement et en favorisant

considérablement l'infiltrabilité des sols : Ils vont

dissiper l'énergie cinétique des gouttes de pluie. Une

partie de la pluie interceptée par le feuillage continue

sa course jusqu'au sol. L'énergie cinétique des gouttes

s'en trouve alors modifiée puisque, d'une part la hauteur

de chute dépend du dernier élément intercepteur (branche,

feuille,...) et que, d'autre part, les gouttes

interceptées subissent un nourrissage (elles augmentent

de diamètre par coalescence). Ainsi l'expérience montre

(Ruiz Figueroa et Valentin, 1983) que l'efficacité d'un

couvert à l'égard de l'infiltration est d'autant plus

marquée que le dernier élément intercepteur est bas. Dans

notre cas, la litière forestière réduit à zéro l'énergie

cinétique des pluies sur les agrégats.

Il est à noter que l’IM moyenne de la FC située dans la zone

basse de la PTM est supérieure à celle de la FH située dans la

zone haute de la PTM. En outre, l’humidité moyenne du sol de la

FC est presque le double de celle mesurée dans la FH. Ceci

peut être dû au fait que :

- Le sol de la FH est en pente d’environ 15 % alors l'eau

ruissellera le long de cette pente et va stagner dans la

zone relativement plane où se trouve la FC (pente

comprise entre 0 et 5%;

- La couche de litière est plus épaisse dans la FC, ce qui

augmente la rétention d’eau dans cette zone ;

- La différence entre la texture de deux sols forestiers :

FH : limon-sableux, FC : limon sablo-argileux. En fait,

le sol du FC contient un pourcentage d’argile plus élevé

d’environ 26 %. Les sols à texture fine comme les limons

sont, à l’état naturel, plus sensibles à l’encroûtement

que les sols à texture grossière comme le sable. (Sharma

et Agrawal, 1980).

1.4. Parcelles agricoles (PL, PB, LT, LE, ZA, PV)

Les deux parcelles PL et LT avaient des humidités très

voisines. En fait, ces dernières sont les plus élevées mesurées

sur les parcelles agricoles car le sol, au moment de la mesure

de l’IM et la collecte des échantillons, est bien couvert par

la culture existante (luzerne dans la PL et blé dans la LT). En

plus, la hauteur des deux cultures était largement suffisante

pour un très bon ombrage du sol, ce qui va diminuer

l’évaporation de l’eau contenue dans le sol.

Au moment de la mesure de l’IM, on a remarqué que la résistance

du sol de la parcelle de luzerne à être pénétré est élevée

(croûte plus dure) que celle mesurée dans la parcelle où passe

la ligne de Thalweg. Par conséquent, les IM moyennes sont

différentes même si les deux parcelles ont la même texture du

sol : Elle est de 3,05±0,1 MPa dans la PL et elle est de

1,49±0,1 MPa dans la LT. Donc, l’humidité et la texture, dans

ce cas, ne sont pas des facteurs déterminants pour expliquer la

différence des IM entre les deux parcelles étudiées. Il existe

alors d’autres facteurs qui peuvent être :

- La légère différence en teneur en matière organique comme

agent : 1.34 % dans la PL et 0,92% dans LT ;

- La différence entre les cultures installées : luzerne et

blé. Cette dernière est une culture pluriannuelle ayant

un enracinement plus profond, le nombre d'interventions

de travail du est faible en comparaison avec celui de la

culture du blé (culture monocotylédone ayant un système

racinaire plus superficiel et plus horizontal) ce qui

permet de parler d’un effet cumulatif des conditions

favorables à l’encroûtement superficiel d’un an à un

autre dans cette parcelle .

Les deux parcelles LE (parcelle contenant la ligne de partage

d’eau) et ZA (zone d’accumulation d’eau se trouvant dans la

LE), se trouvant dans la zone supérieure de la PTM, ayant la

même texture du sol : Limon sablo-argileux et même contenu en

MO, ont des IM moyennes légèrement différentes : 2,06±0,1 MPa

et 2,41±0,04 MPa respectivement. L’accumulation de l’eau dans

la parcelle ZA (se trouvant dans une petite dépression) a fait

que l’humidité dans cette parcelle est légèrement supérieure à

celle de LE (2,36±0,1% et 2,41±0,05 respectivement). Donc cette

faible augmentation d’humidité a été suffisante pour que l’IM

moyenne augmente légèrement dans la ZA. En plus, dans la ZA on

a remarqué la présence des fentes de retrait au moment de la

mesure. Donc la différence entre LE et ZA peut être due au type

d’argile présent.

Le sol de la parcelle PV ayant le contenu d’eau le mois faible

(1,31±0,01%) acquiert une IM moyenne de 2,48±0,03 MPa. Au moment

de la mesure de l’IM, la croûte superficielle était dure et le

sol était bien sec.

De plus le sol de la parcelle de vigne était initialement nu et

sec au moment de l’arrivée des précipitations d’été ce qui

augmente sa sensibilité à l’encroûtement. En fait, le processus

de désagrégation par éclatement est d'autant plus intense qu'il

intervient sur un sol sec pauvre en matière organique (Hanks,

1960; Rose, 1961). En conséquence, pour un sol (comme le sol de

PV) sensible à ce phénomène, le maintien d'une certaine

humidité en surface limite les risques d'encroûtement. Dans

notre cas le sol de la parcelle de vigne était non-couvert et

il n’existe pas d’irrigation. Alors on peut dire que l’état

hydrique initial est un facteur important pour la sensibilité à

l’encroûtement.

Il faut préciser également qu'un état initial proche de la

saturation favorise les processus de dispersion, l'apparition

du ruissellement et, de ce fait, la formation d'une croûte de

ruissellement (Boiffin ; Papy et Peyre, 1986).

D’autres auteurs font la liaison de la sensibilité des sols à

la formation et l’induration des croûtes superficielles avec la

vitesse d’humectation:

- une humectation brutale favorise l'emprisonnement de

l'air contenu dans les agrégats et leur éclatement. Plus

l'humectation est lente, plus les agrégats restent

stables et les macropores ouverts (Keller, 1967) ;

2. Mesure de l’impédance mécanique au laboratoire

La représentation de la variation des IM générées au

laboratoire (758 mesures réalisées sur les croûtes générées au

laboratoire à l’aide du « TAXT plus ») en fonction de l’Hº a

permis d’obtenir un modèle exponentiel sur Excel 2013 (fig 4.1)

Ce qui est le cas pour chaque échantillon étudié séparément

(annexe). Généralement les IM sont plus élevées en comparaison

avec celles obtenues sur terrain.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

5

10

15

20

25

30

35

f(x) = 24.5459378936331 exp( − 0.166092572942904 x )R² = 0.832351645399986

Hº (%)

IM (MPa)

Figure 4.1 : Variation de l’impédance mécanique en fonction de

l’humidité des croûtes générées au laboratoire à partir des 14

échantillons de sol de la propriété de Torre Marimon

Selon la figure 3.1, le modèle exponentiel ainsi obtenu s’avère

un modèle excellent puisque il explique 83 % de la variation de

l’IM (coefficient de détermination R2 = 0,83).

Paramètre H° (% ) IM (M Pa)

N 758 758M inimum 0,18 0,08M aximum 56,64 29,87M oyenne 13,46 11,46Ecart type 13,67 11,11Variance 186,80 123,38Asymétrie 1,08±0,1 0,41±0,1Kurtosis 0,14±0,2 .-1,38±0,2

Ce modèle est donné par l’Excel comme étant le meilleur qui

explique la variation de l’IM en fonction de l’humidité. En

fait, la variation de l’IM se fait selon deux droites : une va

expliquer la variation verticale de l’IM dans la partie sèche,

l’autre va expliquer la variation horizontale où l’humidité est

élevée.

On a constaté que plus l’humidité des croûtes générées augmente

plus l’IM s’approche de zéro. Cependant, plus l’échantillon est

sec plus l’IM augmente, plus la résistance des croûtes à être

pénétrées augmente. Ainsi la dureté des croûtes s'accroît

exponentiellement en fonction de la diminution de leur humidité

(Valentin, 1986 ; Ruiz Figueroa 1983).

On a remarqué aussi qu’il existe toute une plage de valeurs

d’IM indiquant que cette dernière varie énormément pour une

très faible variation d’humidité. Cette plage se trouve

essentiellement dans l’intervalle d’humidité entre 0-5 %

(partie du graphique où les croûtes sont sèches. Généralement

les valeurs moyennes de l’humidité pour tous les échantillons

sont aux alentours de 2 %). L’IM varie entre 5 et 30 MPa, ce

qui permet de dire que l’IM n’établit pas une relation directe

avec l’humidité dans la partie la plus sèche du graphique IM vs

Hº. Il existe alors d’autres facteurs qui affectent sa

variation.

Pour des humidités supérieures à 5 % les IM sont très basses,

la majorité des valeurs est inférieure à 1 MPa. Pour le moment,

cette partie du graphe n’est pas intéressante.

C’est plutôt la partie la plus sèche qui tient un intérêt

agricole où l’induration des croûtes joue un rôle important

dans l’agriculture. Cette propriété mécanique s'avère

particulièrement préjudiciable à la levée des semences. Au fur

et à mesure qu'une croûte se dessèche, ses constituants se

rapprochent les uns des autres. Ce faisant, les forces de

liaison et donc la cohésion générale du matériau augmentent. Ça

sera alors intéressant d’étudier la variation de l’IM, son

induration, et les facteurs qui peuvent l’affecter dans cet

intervalle d’humidité. Le tableau 3.1 présente les données des

IM moyennes des croûtes générées dans un intervalle d’humidité

compris entre : 0 et 5 %.

Tableau 4.1 : Statistiques des IM moyennes des croûtes générées

au laboratoire dans un intervalle d’humidité compris entre 0 et

5 %

P/E

;͞ x(MPa)

ES(;x) Min Max S S2 Textu

re

Teneur enMO%

B1 13,22 0,67 2,91 21,60 4,37 19,12 SL 0,60PP1

14,23 1,39 8,16 25,50 5,38 28,94 LS 1,18

B2 15,83 0,73 6,13 23,99 4,28 18,31 S 0,79PB 16,35 1,10 7,17 25,44 4,68 21,88 LS 1,75FH 19,81 0,40 15,42 23,46 1,92 3,67 LS 5,30LO 21,91 1,45 5,74 29,87 6,95 48,35 LS 0.65LE 23,22 0,73 17,14 29,87 3,66 13,36 LSA 1,73

ZA 23,97 1,01 12,83 29,87 4,97 24,68 LSA 1,76PP2

25,06 0,97 13,25 29,87 4,84 23,43 LS 1,19

PV 26,45 1,41 16,26 29,87 4,67 21,84 LSA 0,66PL 26,49 1,62 9,09 29,87 7,04 49,57 LSA 1,34B3 26,66 0,67 17,88 29,87 3,76 14,11 LS 1LT 27,92 0,80 9,77 29,87 4,36 19,00 LSA 0,92P : Paramètre, E : Echantillon,Min : valeur minimale, Max : valeur maximale,[͞ x : moyenne

ES (;x) : Erreur standard de la Moyenne, S : Ecart-type, S2 : VarianceSL : Sable limoneux ; LS : Limon-Sableux ;LSA : Limon Sablo-Argileux ; S : sableux

Remarque : on n’a pas obtenu des données d’IM des croûtes générées issues de la FCpour une Hº comprise entre 0 et 5 %

Selon le tableau 4.1 les IM moyennes des croûtes générées

varient entre 13,22±0,7 MPa et 27,92±0,8 MPa avec une moyenne

générale de 21,25 MPa lorsque l’humidité est comprise entre 0

et 5 %. Généralement, ces croûtes sont dures et donc la

résistance à la pénétration est élevée. En fait, ces dernières

sont assimilées à des croûtes de sédimentation puisque lors de

préparation de la pâte saturée, on a fait une désagrégation

totale.

Cependant, Pour chaque échantillon de sol étudié, les IM

varient énormément pour une très faible variation de

l’humidité, notons à titre d’exemple la variance et l’écart-

type des IM des croûtes générées à partir du sol de la parcelle

contenant la ligne d’olivier sont élevés, c’est-à-dire les

valeurs sont largement dispersées : les IM varient entre 5 et

30 MPa. La figure 4.2 présente la variation de l’IM en fonction

de l’humidité dans cette parcelle.

0 5 10 15 20 25 30 350

5

10

15

20

25

30

35

f(x) = 41.4969693728377 exp( − 0.228813394874584 x )R² = 0.981282139783109

Hº (%)

IM (MPa)

Figure 4.2 : Variation de l’impédance mécanique (IM) des

croûtes générées au laboratoire en fonction de l’humidité (Hº)

dans la parcelle contenant la ligne d’olivier LO.

En fait, sous la sonde d’analyseur de texture, les croûtes

sèches (issues du même échantillon de sol) se comportent

différemment : Il existe des croûtes qui se cassent facilement,

tandis que pour d’autres la force maximale appliquée par

l’instrument n’as pas été suffisante pour les casser (30

kg).Elles restent intactes.

Cette grande variation de comportement peut être due à

plusieurs autres facteurs qu’il faut les étudier afin de

l’expliquer :

- La texture des croûtes sèches au sein du même échantillon

essentiellement le pourcentage de l’argile : la

résistance à la pénétration de croûtes est corrélée à la

teneur en argile (Sharma et Agrawal, 1980);

Partieayant ungrand

- La minéralogie de l'argile: la force de la croûte est

plus prononcée pour les smectites que pour les kaolinites

(Lemos et Lutz, 1957 ; Fatton, 1976) ou pour les

chlorites (Page, 1979);

- Les cations échangeables: Un pourcentage de sodium

échangeable élevé durcit les croûtes du sol (Alpérovitch

et Dan, 1973);

- La vitesse de dessiccation : Hillel (1960) et Gerard

(1965) ont montré qu'une dessiccation rapide limite

l'induration des croûtes.

En analysant les moyennes des IM des croûtes sèches (humidité

entre 0 et 5 %) on a constaté que :

Les sols à texture grossière et modérément grossière présentent

des croûtes moins dures que les sols à texture modérément

fine : A l’état sec, les croûtes générées à partir du sol du

Bloc 1 et 2 de la parcelle expérimentale des cerisiers avaient

des IM moyennes les plus faibles. Le B2 et le B1 ont une

texture grossière : sable et sable limoneux respectivement, et

une teneur faible en matière organique. Du fait de la faible

cohésion des matériaux sableux, la disjonction des constituants

s'opère très aisément (Valentin, 1981, 1986b).

En contrepartie, les croûtes contenant plus d’argile (issues

des sols limon sablo-argileux) avaient les IM moyennes les plus

élevées (23 et 27 MPa). En fait, La cohésion varie en

fonction de cette teneur : globalement plus la teneur en argile

est grande plus il y a cohésion des particules et donc ça sera

difficile de rompre les liaisons existant entre les éléments

structuraux (Aveyard, 1985). Il est à noter que ce groupe de

croûtes sont issues des différents sols des parcelles agricoles

qui ont tous une faible teneur en MO (< 2%). Mais ça ne

signifie pas que la variabilité de la teneur en MO des croûtes

au sein du même échantillon n’a pas d’influence sur la

variation de l’IM dans un intervalle d’humidité faible.

3. RUSLE et cartes d’érosion hydrique

Sur la base du modèle RUSLE, et suite à la méthodologie suivie

pour l’estimation de la perte du sol (t/ha/an) dans la MCM et

la PTM, on a obtenu généralement des valeurs trop basses de la

perte du sol. Ces valeurs se sont augmentées considérablement

en élaborant la carte d’érosion potentielle en supposant qu’il

n’existe pas de pratiques antiérosives (le facteur P est égale

à 1).

Les taux d’érosion semblent assez bas sur la carte, pour de

grandes parties de la MCM et la PTM. C’est en partie à cause du

fait que :

- Une grande superficie de la MCM est occupée par les

forêts : Les zones fortement végétalisées, de type forêt

sont associées au coefficient C le plus faible (0,01)

occupant environ 54 % de la superficie totale de la MCM

et 28 % de la superficie de la PTM et donc la perte du

sol dans la zone sera moindre ;

- Les pratiques antiérosives pratiquées sont les terrasses,

donc on assiste à une meilleure protection du sol vis-à-

vis l’action de l’eau.

Les résultats des calculs des pertes en sols annuelles montrent

une grande fragilité de la partie Nord de la MCM constituée

essentiellement par des grès et argiles rouges localement

conglomérés. Dans cette zone, la pente généralement dépasse les

30 degrés et les valeurs du facteur topographie sont les plus

élevées. En contrepartie, les régions de faibles pertes en sol

ou de déposition correspondent à des zones de faible pente ou à

des plaines situées au sud.

Les optimisations faites sur le calcul des facteurs de RUSLE et

le recours à la base de données à haute résolution a permis :

- D’améliorer l’estimation du facteur R moyen puisque on a

eu recours à 6 modèles de calcul du facteur d’érosivité.

Aussi, on n’était pas obligé d’utiliser les outils

d’interpolation disponibles sur Arcgis (IDW,

krigeage.spline…) pour calculer les valeurs du facteur

sur toute la superficie de la zone d’étude. Donc, la

haute résolution des données des précipitations inputs

contribuait sûrement à diminuer l’erreur de l’estimation

de ce facteur.

- De bien voir la morphologie du terrain même de

différencier avec détails le réseau hydrographique.

- De bien estimer le facteur topographique. Le programme

« Facteur.LS.exe » a été une solution pour améliorer le

calcul des valeurs du facteur LS appropriées pour leur

utilisation sur Arcgis aussi bien à l’échelle la MCM

qu’au niveau de la PTM. La conclusion est que ce calcul

des valeurs du facteur LS tient compte tenu de la

morphologie du relief (terrain très accidenté et

escarpé). Il est important de noter que le programme

facteurLS.exe a produit des valeurs LS qui sont à peu

près comparables à celles figurant dans le « RUSLE

Handbook guidelines » (McCool et al, 1997 ; Renard et al,

1997). La version finale du programme sous Windows et les

valeurs du facteur LS ont été vérifiées et confirmées par

l’auteur principal du programme Mr. Rick Van Remortel.

- D’améliorer l’estimation des valeurs du facteur C. D’une

part par l’utilisation d’une couverture de sol détaillée.

D’autre part, par l’utilisation les valeurs assignées à

la couverture du sol la plus commune en Espagne. Ceci

peut être une solution pour se rapprocher de la vérité

terrain en absence de données pour calculer les sous

facteurs présentés par la RUSLE afin d’aboutir au facteur

C final.

En contrepartie, les incertitudes associées à quelques facteurs

de la RUSLE tiennent leur poids dans l’estimation de la perte

de sol. Les principales sources d’incertitude sont les

suivantes :

- Le facteur d’érodibilité du sol (K) est estimé à partir

de la texture du sol et la teneur en MO (seulement au

niveau de la PTM). Cependant, l’actuelle corrélation

entre K et les paramètres de texture est assez faible.

Aussi, une partie des valeurs du facteur k assignées aux

sols de la MCM était extraite de la bibliographie et donc

ces valeurs ne reflètent réellement la vérité terrain;

- On a supposé qu’il existe une seule pratique antiérosive

au niveau de MCM puisque elle est la plus dominante.

4. Encroûtement superficiel et érosion hydrique du sol

Afin de mettre en relation l’encroûtement superficiel et

l’érosion du sol, on a représenté la variation de l’impédance

mécanique moyenne (IMm) des croûtes générées au laboratoire

dans l’intervalle d’humidité 0-5 % en premier lieu en fonction

de l’érosion hydrique (RUSLE) et l’érosion hydrique

potentielle (facteur P est égale à 1). Les figures 4.3 et 4.4

représentent cette variation.

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.80

5

10

15

20

25

30

f(x) = 14.7380277349769 x + 16.632237596302R² = 0.678543932666002

A(t/ha/an)

IMm

(MPa

)

Figure 4.3 : Variation de l’IMm des croûtes générées au

laboratoire dans l’intervalle d’humidité 0-5 % en fonction de

la perte du sol annuelle

0 1 2 3 4 5 6 70

5

10

15

20

25

30

f(x) = 1.91349358249204 x + 16.2837014428364R² = 0.807016870685969

Ap(t/ha/an)

IMm

(MPa

)

Limon sablo-

Limon sableux

Limon sableux

Limon sablo-argileux

Figure 4.4 : Variation de l’IMm des croûtes générées au

laboratoire dans l’intervalle d’humidité 0-5% en fonction de la

perte du sol annuelle potentielle

L’étude de la relation entre les IMm des croûtes sèches et

l’érosion a été faite sur la base des considérations

suivantes :

- Seulement, utiliser de la plage des IMm des croûtes

seulement lorsque l’humidité est comprise entre 0 et 5%

tient un intérêt agronomique important vis-à-vis

l’émergence des semences. Aussi, la préparation des

croûtes au laboratoire et la mesure de l’IM et l’humidité

ont été plus au moins homogènes, ce qui n’est pas le cas

sur terrain.

- L’utilisation des valeurs moyennes estimées de la perte

en sol annuelle et d’IM seulement pour les parcelles

suivantes : PP, PB, FH, LE, PV, PL et LT (annexe ?).

- Les autres points d’échantillonnage (ZA, LO et PC) ne

sont pas inclus dans l’étude car d’une part, ils sont des

cas particuliers sur terrain ayant une faible superficie.

D’autre part, elles sont localisées dans les parcelles

choisies pour l’étude de la variation de l’IMm vs

l’érosion.

Selon les deux figures 4.3 et 4.4 présentées précédemment, on

constate qu’on a une tendance vers l’augmentation : l’IMm des

croûtes sèches augmente avec l’augmentation de l’érosion (le

coefficient de corrélation élevé (0,9) montre que les deux

variables sont fortement liées).

En outre, on assiste à une augmentation du coefficient de

détermination (0,81) dans la deuxième corrélation (IM vs Ap).

Cet excellent modèle explique 81 % de la variation de l’IM

moyenne en fonction de l’érosion potentielle mais le nombre

faible d’observations constitue une limitation pour le modèle.

Dans les deux cas de corrélation la pente et la texture

expliquent la tendance de l’IM vers l’augmentation. Contenant

une faible teneur en eau, les croûtes issues des sols contenant

plus d’argile (sols limon sablo-argileux), où l’érosion

potentielle est beaucoup plus élevée (partie supérieure de la

PTM où la pente est comprise entre 10 et 15 %) avaient des IM

plus élevées et donc la résistance à la pénétration est élevée.

Tout au long du bassin versant de la PTM, la circulation de

l’eau depuis la partie supérieure (parcelle LE) vers les

parcelles les plus basses engendre un déplacement des

particules de sol. En fait, on a remarqué des débordements de

l’eau au niveau des parcelles PB et LT. Au niveau de la zone

inferieure de la parcelle LT, on a détecté un dépôt de matériau

(tâches de couleur brun claire faisant référence à un dépôt

d’argile et de limons). Le sol dans cette parcelle est forme de

22 % d’argile et 22 % de limons. À l’état sec, Les croûtes

générées à partir du sol de LT présentait l’IMm la plus élevée.

L’étude de la corrélation entre l’IM moyenne des croûtes et la

teneur en argile montre qu’elles sont fortement liées (r =

0,88) : lorsque le pourcentage en argile dans le sol augmente

l’IM augmente dans un intervalle d’humidité compris entre 0 et

5% (fig 4.5).

15 17 19 21 23 25 270

5

10

15

20

25

30f(x) = 1.30436440677966 x − 3.9956779661017R² = 0.773079948043818

Argile (%)

IMm (MPa)

Figure 4.5 : Variation de l’IM moyenne des croûtes générées en

fonction de la teneur en argile dans un intervalle d’humidité

compris entre 0 et 5 %

Le modèle obtenu explique 77 % de la variation de l’IMm en

fonction de la teneur en argile à une faible teneur d’eau.

Ces résultats vont avec ceux obtenus par Sharma et Agrawal

1980 : ce sont les croûtes formées sur les sols argileux qui

offrent le nombre de contacts entre particules le plus élevé et

sont donc les plus dures.

5. Carte de sensibilité du sol à l’encroûtement

Puisque on a obtenu le coefficient de détermination le plus

élevé en étudiant la variation de l’IMm vs érosion potentielle,

on va utiliser l’équation du modèle linéaire obtenue pour

générer la carte de sensibilité du sol à l’encroûtement.

L’étude de la significativité des paramètres du modèle linéaire

obtenu (IM vs Ap) a permis de s’assurer que la pente et

l’ordonné à l’origine sont statistiquement différents de zéro

(P < 0,05), annexe ?). En utilisant la calculatrice raster sur

Arcgis et en se basant sur l’équation obtenue on a pu estimer

les valeurs des IM au niveau de la :

- La totalité de la propriété de Torre Marimon ;

- La MCM : on a éliminé les superficies ayant des classes

de lithologie qui n’existent pas dans la PTM : Calcaire

dolomitique et dolomie, Ardoise satinée et granodiorite

afin de s’assurer des résultats obtenus.

La figure 4.6 présente les classes de sensibilité du sol à

l’encroûtement avec les superficies occupées par ces

dernières :

Figure 4.6 : Cartes de sensibilité du sol à l’encroûtement de

la municipalité de Caldes de Montbui et de la propriété de

Torre Marimon

Les valeurs obtenues des IM moyennes sur la carte de

l’encroûtement varient généralement entre 16 MPa et 60 MPa, on

a divisé ces valeurs en trois intervalles égaux. On a obtenu

trois classes de sensibilité : faible, moyenne et forte

(fig 4.6). Cette sensibilité est basée sur le degré de la

résistance à la pénétration des croûtes ayant une faible teneur

en eau.

Un examen rapide de la carte permet de constater que la

répartition de la sensibilité est pratiquement similaire à

celle de l’érosion potentielle puisque elles sont fortement

corrélées : Les valeurs élevées sont localisées dans les zones

où la pente est raide.

À une humidité faible (0-5%), 10,4 % de la superficie de la MCM

ont une sensibilité forte à l’encroûtement, la croûte alors

tient une résistance à la pénétration trop élevée ce qui va

constituer un problème énorme pour l’émergence des semences.

Au niveau de la PTM, environ 25% de la superficie souffre d’une

sensibilité forte. Cette dernière est située en grande partie

dans la partie supérieure de la PTM. Donc, dans ces zones, il

faudra trouver des solutions radicales pour la prévention ou la

correction de ce problème.

Les résultats représentés par cette carte peuvent être

améliorés par :

- L’augmentation du nombre d’observations pour s’assurer de

la corrélation existante entre IMm et érosion;

- L’étude de la variation de l’IM des croûtes générées à

partir d’autres classes texturales ;

- La mesure de l’érosion hydrique sur terrain.

- Etudier d’autres facteurs qui régissent la relation entre

IM et érosion comme par exemple : la forme la de pente :

Pour une inclinaison générale et une longueur de pente

données, le ruissellement diminue depuis les formes

convexes jusqu'aux formes concaves en passant par les

formes planes (Wischmeier, 1974). En effet, les

ondulations du relief, particulièrement aux échelles

fines, déterminent le type de croûte.

Bien que la validité des cartes d’érosion hydrique et de

sensibilité du sol à l’encroûtement soit sujette à discussion,

ces dernières vont apporter une aide importante aux décideurs

et aux aménageurs pour simuler des scénarios d’évolution de la

région et planifier les interventions de lutte contre l’érosion

et l’encroûtement, surtout dans les zones où l’érosion hydrique

et la sensibilité à l’encroûtement sont accentuées. Elle permet

aussi de suivre l’impact de l’utilisation des sols et des

aménagements sur la qualité des ressources en sol.

En plus, l’utilisation du SIG a permis l’évaluation rapide de

l'érosion et l’encroûtement aussi bien à l’échelle de la PTM et

qu’à l’échelle de la MCM et l’identification des secteurs qui

nécessitent des interventions pour lutter contre la dégradation

des sols.

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