Partons d'abord d'un article bien construit sur Wikipedia..., ensuite je publierai d'autres articles sur le même sujet. Il me semble important de rappeler que l'érosion, si elle est un phénomène naturel en fonction du climat (l'eau, le vent, le soleil, la chaleur, le froid), du lieu... mais s'amplifie en fonction de certaines utilisations ou dégradations... Et ces dernières sont de plus en plus palpables : déforestation à tout va, labourage / surlabourage, utilisation d'engrais chimiques, changement de destination des sols, utilisation d'insecticides, d'herbicides, extension des pâturages ... etc... concourrent à appauvrir les sols et souvent de manière irréversible... !

Dans le domaine de la pédologie et de l'écologie, la régression et la dégradation sont des processus d'évolution associés à une perte d'équilibre d'un sol antérieurement stable. Ce type d'érosion commence généralement avec la destruction du couvert végétal, phénomène depuis longtemps connu puisque Platon lui-même, 400 ans avant J.-C. écrivait dans le Critias :

«Notre terre est demeurée, par rapport à celle d’avant, comme le squelette d’un corps décharné par la maladie. Les parties molles et grasses de la terre ont coulé tout autour, et il ne reste plus que la carcasse nue de la région» Quelques siècles plus tard, les chroniqueurs décrivaient la disparition de près de 600 localités antérieurement prospères le long de la côte africaine entre l’Égypte et le Maroc, à la suite de la déforestation (donc on connaît depuis longtemps les ravages que peuvent provoquer la déforestation !) imposée par l’Empire romain qui venait là se servir en bois pour ses bateaux et chars de guerre. Les sédiments issus des labours et de la déforestation ont comblé la Mer Égée sur cinq kilomètres en aval du port d'Éphèse, autrefois célèbre pour abriter un temple dédié à Artémis.

Types de dégradation :

La régression d'un sol est essentiellement due à l'érosion. Elle correspond à un phénomène de rajeunissement d'un sol (retour vers l'état opposé au stade climacique).

La dégradation d'un sol résulte souvent d'une combinaison de facteurs, incluant éventuellement la régression, qui conduisent le sol vers une évolution différente de l'évolution naturelle liée au climat et à la végétation locale. Elle est généralement directement liée à l'action de l'homme via par exemple :

• le remplacement de la végétation primitive diversifiée (dite climacique) par une végétation secondaire (monoculture dans le pire des cas), qui modifie l'humus et la formation du sol.
  
• une diminution des taux de matière organique induite par une surexploitation du sol (non retour, ou retour insuffisant de la matière exportée), son lessivage..
  
• la destruction de l'humus et des complexes argilo-humiques insolubles par le labour qui enfouit et détruit les couches supérieures vivantes du sol, ou par un travail excessif (trop intensif ou trop fréquent) du sol.
  
• l'acidification, la salinisation et éventuellement la désertification qui peuvent être induits ou exacerbés par les changements climatiques, mais aussi par l'irrigation et le drainage ;
  
• l'érosion (hydrique et/ou éolienne) ; elle est facilitée par le labour et/ou désherbage qui laissent les sols nus trop longtemps (ils sont alors déstructurés et dégradés par l'action des sécheresses et/ou l'impact des pluies qui les lessivent au lieu de les pénétrer.
  
• pollution par des métaux lourds ou des substances biocides (pesticides ou autres polluants) qui tueraient les organismes essentiels pour entretenir la cohésion et capillarité du sol (champignons, vers de terre...).
  
• la compaction (tassement du sol) et leur asphyxie. Elle est souvent accompagnée de l'apparition d'une semelle de labour dans le cas des sols labourés ; Le tassement qui induit une forte baisse de la porosité naturelle du sol est une des formes les plus graves et les plus courantes de la dégradation des sols. La compaction des sols (notamment riches en argiles et/ou limons) et de leurs agrégats a un impact négatif, direct et durable sur leur activité biologique et sur leurs caractéristiques hydrologique. Les sols tassés sont moins productifs, plus sensibles à l'érosion et contribuent moins aux fonctions épuratrices et « tampon » des sols. Partout dans le monde, les sols utilisés par l'Homme tendent à se tasser, perdant de leur porosité, souvent sur 10 à 50 cm.
  

Patrick.charpiat, Haie de saules incorporant des fascines en fagots pour stabiliser des terrains soumis au ruissellement, Pas-de-Calais, France

SB_Johnny, Sur sols limoneux fragiles, le passages répétés d'engins lourds est un facteur d'asphyxie et de dégradation voire de régression du sol

Cette compaction est le plus souvent due aux engins agricoles et forestiers, mais le surpâturage et la surfréquentation d'un milieu par l'homme peuvent y contribuer localement. Enfin, l'utilisation excessive ou inadaptée d'engrais chimiques et d'amendements (alors que les fumiers, composts, et autres engrais organiques amélioraient la qualité des sols) contribuent-ils à déstructurer et tasser les sols (par éclatement des agrégats, et diminution de l'activité biologique), toujours au détriment de la pénétration des réseaux racinaires qui normalement - avec les organismes fouisseurs - décolmatent et construisent les sols.

Roca_madre, GNU Free Documentation License, Racines et radicelles sont de puissants facteurs de cohésion du sol, mais parfois insuffisants face au ravinement.

Mesure : Le tassement peut être évalué par des mesures physiques (dont densité et résistivité électrique du sol), mais il faudrait idéalement pouvoir comparer chaque paramètre à un sol identique non tassé ou non dégradé, ce qui n'est pas toujours possible.

www.defenselink.mil / W.wolny, La destruction du couvert forestier protecteur (canopée) est un des facteurs les plus courants de régression ou dégradation des sols, notamment en zone tropicale (image datant de 1944).

Les sols tassés - selon leur nature - se reconnaissent à divers symptômes :

• changements floristiques (plantes malingres, moins résistantes à la sécheresse, moins vertes, de tailles anormalement variables, apparition d'espèces adaptées aux sols compacts avec par exemple joncs poussant dans les ornières en forêt tempérée), levée retardée..
  
• mauvaise pénétration de l'eau (flaques ou eau superficielle persistant en surface, plusieurs heures après une forte pluie, plusieurs seconde ou minutes après une faible pluie).
  
• croûte de battance
  
• semelle de labour
  
• Présence de zones compactées sous la couche de sol arable (semelle de labour)
  
• Les résidus végétaux ou de récolte se décomposent mal, même plusieurs mois après leur incorporation au sol
  
• phénomènes érosifs anormaux, eaux boueuse dans les fossés et creux.
  

L'ONU et la FAO alertent depuis plusieurs décennies sur la dégradation de nombreux sols tropicaux, avec notamment de graves phénomènes de désertification et de salinisation. D'après une étude du professeur d'écologie américain David Pimentel, dix millions d'hectares de terres cultivables sont emportés par l'érosion chaque année... On le sait... mais peu de monde à l'air d'en tenir compte... Et pourtant on sait aussi que demain il sera nécessaire de pouvoir nourrir davantage de monde... Avec l'érosion naturelle des sols, à laquelle s'ajoute la dégradation due aux activités antrhopiques... c'est loin d'être gagné...

La Commission européenne estime que la dégradation des sols est devenue un problème grave en Europe, qui se pose avec une intensité variable selon les pays et régions, mais qui empire pour chacun des 27 États membres de l’UE, en particulier en zone méditerranéenne. 33 millions d’hectares seraient concernés en Europe d’après l’ISRIC.

Les principales causes : Les principales causes de la désertification des sols sont dues, selon la Commission, à des pratiques agricoles et sylvicoles «inadéquates» (labours, engins trop lourds), mais aussi les impacts de l'expansion urbaine, de la périurbanisation, de la croissance industrielle, du tourisme et des grands «travaux» qui empêchent les sols de rendre les services écologiques et agricoles qu’ils rendaient.

La Commission estime que ces dégradations ont une incidence directe sur les ressources en eau, air, biodiversité, ainsi que sur le changement climatique. Elle identifie aussi des impacts possibles sur la santé de l’homme et des animaux, et sur la sécurité sanitaire des denrées agricoles.

En France, les sols ne sont toujours pas protégés par la loi en tant que tels, alors qu'il s'agit d'un des premiers pays agricoles et qu'1/4 des sols sont affectés par l'érosion, ce qui est «une des menaces les plus importantes» pour la qualité des sols car entraînant une «perte irréversible» à échelle de temps humaine, le rythme d'érosion étant supérieur à la pédogenèse (un sol français moyen nécessite environ un an pour qu'y apparaisse environ 100 kilos de terre par hectare en moyenne, il atteint un centimètre d'épaisseur au bout de 50 à 2 000 ans selon sa localisation).

Les grandes plaines limoneuses du nord sont les plus suivies par les agronomes et chambres d'agriculture, pour leur érosion, mais «on n'a pas de suivi de la quantité de sol perdue chaque année au niveau du territoire français». De plus environ «60 000 hectares disparaissent sous le béton chaque année en France» et les taux de métaux lourds (cadmium, mercure, zinc, …) dans les régions industrielles (par exemple le bassin minier du Nord-Pas-de-Calais) ou très urbanisées (par exemple la région parisienne) sont également préoccupants.

Des teneurs inquiétantes en toxiques (arsenic, cadmium, mercure, chrome, cobalt, cuivre, molybdène, nickel, thallium, zinc) ou en insecticide (type lindane) sont présentes un peu partout sur le territoire. Un Groupement d'intérêt scientifique sol (GIS Sol) est né en 2001 pour notamment développer avec les ministères concernés (Agriculture, Écologie) un SIG et des banques de données plus complètes (par exemple, en matière de biodiversité, on sait que plusieurs milliards d'organismes vivants vivent dans les sols français, mais seuls 5 % d'entre eux sont nommés ou connus).

Les sols des forêts :

Outre qu'ils sont de plus en plus exposés aux incendies dans les régions plus sèches, ils ne sont pas épargnés par les phénomènes d'érosion (facilitée par les grandes coupes rases sur les pentes) et de tassement. Par exemple une étude, faite en France sur 48 chantiers de coupes forestières, a conclu que (en moyenne) :

• la surface circulée par les engins était supérieure à 30% de la forêt (de 7 à 60%) ;
  
• il n'y avait pas de lien entre volume de bois prélevé par hectare et surface circulée ;
  
• les cloisonnements n’avaient pas - dans ces cas - diminué la surface circulée (car éloignés de 40 à 50 m, voire 100 mètres, incitant les conducteurs d'engins à en sortir. Ces conducteurs manquaient par ailleurs de formation et information sur les dangers du tassement des sols ;
  
• Au total, des tassements moyens ou forts ont été observés sur 76 % des chantiers :
  

- 9 chantiers sur 21 ont produit des tassements moyens des sols;
- 7 chantiers sur 21 ont produit des tassements graves (un tassement est dit grave quand la profondeur atteinte par le pénétromètre est diminuée de 40 à 80 %). Des solutions telles que le débardage par câble ou cheval sont localement expérimentées ou retrouvées, mais elles ne concernent encore qu'une infime partie des surfaces coupées.


Wikipedia décembre 2012

Le sol est une couche superficielle et vivante, interface entre la croûte terrestre, les eaux superficielles et l'atmosphère. Il résulte de la transformation par le vivant de la roche-mère et des apports organiques.

Au début de la formation d'un sol, la roche-mère est peu à peu colonisée par les microorganismes (bactéries, champignons microscopiques) puis par la végétation (algues, lichens et mousses, puis herbacées, suivies d’une strate d’arbustes et finalement forestière. Parallèlement se forme un premier horizon humifère (dit horizon A), puis des horizons minéraux sous-jacents (horizons B). Chaque étape successive est caractérisée par une certaine association sol/végétation et milieu : l'Écosystème "sol" est considéré comme un des grands compartiments de la biosphère, une des étapes du cycle biogéochimique des éléments (carbone en particulier).

Après un certain temps d'évolution du système sol-végétation, un état d'équilibre dynamique est atteint, dit «climacique». On parle de progression" avant ce stade.
Les cycles d'évolution des sols ont des durées très variables, entre un millénaire pour les sols à développement rapide (sol à horizon A uniquement) à plus d'un million d'années pour les sols à développement lent. L'observation de la colonisation végétale des ilots rocheux volcaniques émergeant en mer montre que le processus est entamé très rapidement, mais qu'il est freiné ou interdit par les climats trop chauds ou trop froids.

On reconnaît deux grand types de processus conjointement à l'œuvre ; l'altération et l'humification, qui expliquent notamment l'évolution des sols à développement court.

• Un premier facteur est le climat général d'une région et la végétation qui lui est associée (biome). Ce facteur permet de définir les grandes zones de végétation et de sol.
  
• Un second facteur est plus local, et est relatif à la roche d'origine et aux conditions locales, mais aussi au travail du sol, et notamment au drainage. Il est à l'origine d'associations végétales spécialisées (ex les tourbières).
  

Rôle déterminant du climat et du couvert végétal dans l'altération des roches, et donc dans la formation des sols, avec la théorie de la bio-rhexistasie (Henri Erhart) :

• En période de stabilité climatique (biostasie), la végétation couvre les sols. L'érosion mécanique est faible, l'altération est principalement chimique. Les eaux de drainage sont peu chargés en particules, elles entraînent vers les océans des cations (issus de l'altération des silicates) et des composés biologiques solubles qui vont donner, par sédimentation ou précipitation, des dépôts fins (argiles, calcaires...)
  
• En période de déséquilibre (rhexistasie) la végétation disparaît, les sols sont érodés, les dépôts lacustres ou marins sont alors constitués de matériaux détritiques grossiers. Des sédiments ferrugineux et bauxitiques apparaissent tandis que les dépôts calcaires et organiques diminuent.
  

Ainsi Erhart a-t-il fait le lien entre pédogenèse et sédimentogenèse marine. Ce modèle s'applique aux différents biomes : forêt boréale, temperée, et équatoriale, steppes, et savanes. Mais il n'explique pas les raisons des déséquilibres qui peuvent affecter la couverture végétale à l'échelle continentale (incendies majeurs, changements climatiques...). La stratification de certains dépôts lacustres ou marins semble corroborer sa théorie : matériel fin puis charbon (résidus de la couverture végétale), enfin matériel plus grossier.

Le microbiologiste et agronome, Claude Bourguignon soutient, lui, que la nature a créé des sols pérennes depuis des millions d'années, et que les principales causes de l'érosion des sols et de la désertification, sont leur destruction par les méthodes agricoles de l'homme. Selon lui :

• L'érosion des sols et la perte des rendements agricoles a été par exemple une cause essentielle de la chute de l'Empire romain.
  
• L'agriculture moderne considère le sol comme une masse inerte, alors qu'il contient (ou devrait contenir) la majorité de la vie dans notre écosystème.
  
• Un sol vivant est naturellement stabilisé par les mécanismes biologiques qu'il abrite, et de ce fait est peu érodé par l'eau qui le traverse. Les champignons et en particulier leur mycélium ainsi que les déjections des vers de terre, forment en liant le minéral et le vivant, des macro-structures aérées, qui absorbent l'eau au lieu de la laisser ruisseler et sont particulièrement résistantes à l'érosion causée par le ruissellement.
  
• Un sol ne devrait jamais être labouré : En effet, la nature ne laboure jamais et crée les sols par dépôt de couches successives. Le labour a comme conséquences de tuer la faune de surface en l'enterrant, et d'empêcher en les étouffant, les mécanismes naturels de formation d'humus, qui nécessitent la présence d'air.
  
• Les résultats "fantastiques" de l'agriculture moderne, sont en fait dus à l'intoxication des plantes par des excès dus aux engrais chimiques, des certains sels minéraux dans les sols, ce qui fait que la plante qui ne peut pas les éliminer, est obligée de se gorger d'eau pour diluer ces sels en excès.
  
• L'attaque par les insectes ravageurs, est en fait la conséquence de ce que ces plantes sont en réalité malades, et qu'elles émettent des signaux chimiques pour que la nature les élimine de façon à éviter leur reproduction.
  
• Ces deux derniers points entrainent la nécessité pour l'agriculture moderne, d'utiliser toujours plus de traitements chimiques pour lutter contre la destruction des récoltes, ce qui a pour conséquence de finir de tuer le sol et donc de favoriser son érosion.
  

Pour lutter contre cette érosion, il convient avant tout de mettre fin à l'hérésie du labour, puis de relancer les mécanismes biologiques du sol, en le ré-équilibrant et en lui redonnant de quoi créer son humus sous forme d'un apport de bois raméal fragmenté. À terme, il faut redonner aux arbres leur place et leur importance dans le paysage agricole, par exemple, en restaurant des haies de feuillus dans nos paysages. Selon lui, une utilisation réfléchie des successions de culture, et le fait de ne pas toucher à la terre, permet d'éviter facilement les problèmes liés aux espèces inopportunes (mauvaise herbes). Il reconnait cependant que cette forme d'agriculture est plus technique car elle nécessite plus de compréhension des mécanismes du vivant.


Wikipedia décembre 2012

Lorsque l'état théorique d'équilibre (climax) est atteint, le sol est théoriquement stable dans le temps, ou tend à accumuler de la matière organique. La végétation et la microfaune du sol produisant l'humus et assurant la circulation ascendante des matières. L'humus et la couverture végétale protègent le sol de l'érosion contre l'eau, la déshydratation et le vent. Les plantes, les bactéries et certains micro-organismes du sol réduisent aussi l'érosion en liant les particules du sol entre elles et aux racines grâce aux complexes argilo-humiquese et à divers mucus ou mucilages sécrétés par les organismes vivants.

Ainsi, toute modification légère est rapidement corrigée et l'équilibre rétabli.
Dans la réalité, les sols sont remodelés ou perturbés par de nombreux «facteurs de perturbation» se produisant occasionnellement.

En cas de destruction importante du sol ou de la végétation (avalanche, incendies, déforestation, labour, inondation de longue durée, salinisation, glaciation, désertification…), etc., la perturbation subie par l'écosystème peut ne pas permettre la résilience du système (à échelle humaine de temps). Le sol peut «mourir», ou l'érosion peut alors être plus rapide que le processus de formation des horizons supérieurs du sol ; il y a «rajeunissement» («involution» ou «régression» du sol ; i.e. retour en arrière, vers l'état initial).

La régression peut être partielle ou totale (seule la roche-mère mise à nu subsiste alors). Un défrichement de sol en pente, suivi de fortes pluies peut conduire à la destruction complète du sol.

À Madagascar des épaisseurs de 3 à 4 m de sol peuvent être ainsi emportés après déforestation, en une saison des pluies là où le sol forestier avait mis des millions d’années à se constituer.

La dégradation du sol est directement liée aux activités humaines, notamment agricoles. Le remplacement de la végétation primitive climaxique par une végétation secondaire, modifiant les processus de pédogenèse, est l'une des principales perturbations anthropiques (exemple : le remplacement de forêts de feuillus par des landes ou des plantations de pins est source d’acidification, de podzolisation et de dégradation des sols et de l’eau).

À cela s'ajoute la hausse considérable de l'érosion, qui est maintenant le principal facteur de la dégradation des sols. Les aménagements routiers et urbains en augmentant les surfaces imperméables exacerbent les inondations favorisent le ruissellement et donc l'entraînement du sol. La disparition des ripisylves, des méandres et d'espèces telles que le castor qui freinaient le cours de l'eau a également exacerbé les cycles inondations-sécheresses qui sont également facteurs d'érosion et de dégradation des sols. Mais ce sont les transformations récentes de l'agriculture qui ont accéléré l'érosion des sols sur une grande partie de la planète.

L'agriculture augmente les risques d'érosion en perturbant la végétation locale. Parmi les pratiques accélérant l'érosion du sol :

• surpâturage (y compris en forêt)
  
• monoculture
  
• culture en rang espacés (maïs industriel, vigne) sans couvert végétal
  
• labour
  
• sol nu en automne et/ou période hivernale
  
• défrichage et déforestation de grandes parcelles pour augmenter la surface agricole
  
• sillon dans le sens de la pente
  
• usage excessif d'intrants
  
• tassement du sol par l'usage d'engins agricoles lourds
  
• coupes rases abusives
  
• ratissage des litières
  
• usage répété et à large échelle du feu
  

En Europe, le bocage a durant plusieurs siècles produit un compromis très efficace et productif, mais il a été détruit par la mécanisation agricole, l’élevage hors sol et les remembrements. Le remembrement des années 1960 en France a abouti à l'augmentation de la taille des parcelles et corrélativement à la suppression des haies, des talus et des fossés. Les surfaces en cultures de printemps, encouragées par les subventions, augmentent (tournesol, maïs, betterave) et laissent la terre à nu en hiver. Les terrains pentus sont progressivement colonisés par le vigne.

La destruction des plantes adventices par les herbicides laisse le sol à nu entre les plants cultivés. Les primes européennes favorisent le labour au détriment des prairies, qui partout dans le monde sont surexploitées ou tendent à régresser au profit des terres labourées et de l'élevage hors sol.

La mécanisation qui s'est développée après la guerre 14-18 est à l'origine d'une dégradation des sols liée au tassement ou compactage opéré par les engins agricoles et forestiers, de plus en plus lourds. Le tassement s'oppose à la circulation de l'eau, de l'air et des organismes du sol, les racines des végétaux en souffrent et l'on assiste à des pertes de rendement et de qualité des plantes cultivées, qui dépérissent. Le ruissellement provoqué favorise également l'érosion. La semelle de labour ajoute ses effets à ceux du compactage des sols.

La surexploitation des forêts est aussi un facteur de dégradation ou disparition des humus forestiers.

La fertilisation par engrais minéraux aux dépens de fumure organique augmente le rendement immédiat mais déstructure peu à peu le sol. Des agronomes tels que Claude Bourguignon alertent depuis les années 1970 sur le fait qu'on observe dans le monde une diminution globale progressive de la teneur du sol en matière organique, ainsi qu'une forte diminution de l'activité biologique du sol (en particulier relative à l'augmentation de l'utilisation de produits phytosanitaires).

La dégradation des sols contribuent à la pollution des cours d'eau et à l'eutrophisation des mers.

Les impacts : Ils sont nombreux !

- Perte quantitative de sols (phénomène dit de régression);

- Perte de sols de qualité (phénomène de dégradation);

• Moindre productivité : l'accroissement récent de la population mondiale explique une forte pression sur les sols mondiaux.
  

Plus de 5,5 milliards d'humains utilisent environ 10 % de la surface terrestre pour les productions animales et végétales. La plupart des sols présentent des signes de dégradation biologique, physique, chimiques et d'érosion, limitant leur productivité. Une dégradation est dite légère quand le rendement potentiel est diminué d'environ 10 %, et modérée entre 15 et 50 %, forte au-delà.

Les pays en voie de développement sont les plus touchés, en Asie et en Afrique, mais dans l'hémisphère nord, la productivité est souvent coûteusement et artificiellement soutenue par des engrais chimiques et pesticides qui contribuent eux-mêmes à dégrader les sols. La situation en matière d'érosion est telle que certains experts évoquent la possibilité que l'agriculture ne puisse rapidement plus en raison de l'érosion nourrir la population mondiale :

• moindre fonction de puits de carbone, sachant que le stock de carbone dépend fortement du types de sol, et de son usage (pratiques agricoles notamment). Le stock se fait essentiellement en surface et surtout (sauf dans les sols labourés) dans les 20 premiers centimètres.
  

Le sol perd son carbone en culture intensive et le conserve ou en accumule sous forêts et prairies (à sols et conditions climatiques comparables). La conversion de prairies, tourbières ou forêts en culture diminue fortement le stockage pédologique du carbone dans les sol, et inversement ;

• Catastrophes naturelles(ou appelé communément ATC [Agriculture Territoire et Citoyennetée] dans certaines régions agricoles…) : coulées de boues, inondations responsables de la mort de nombreux êtres vivants chaque année.
  

L'érosion des sols déshydratés de l'Asie centrale est à l'origine d'une pollution chronique (poussières et aérosols) de l'air en chine de l'Ouest, souvent visible de satellite ;

• dégradation qualitative et quantitative de la ressource en eaux : l'augmentation des cycles inondations/sécheresse, et de la turbidité des eaux et l'apport d'azote et de phosphore peut être à l'origine de phénomène d'eutrophisation et de développement de microbes pathogènes, ou d'apparition de zones mortes en mer et dans certains lacs.
  

L'entraînement des particules de sols dans les eaux superficielles s'accompagne également de celui des intrants agricoles (pesticides (dont antiparasitaires qui tuent les bousiers qui enfouissaient les excréments animaux) et engrais) et de polluants d'origine industrielle, urbaine et routière (métaux lourds notamment).

L'impact écologique des produits phytosanitaires est reconnu mais difficile à évaluer du fait de la multiplicité et des interactions des produits et de leur large spectre d'action. La compaction des sols peut faciliter une fuite des nitrates, du sol (et le lessivage des engrais épandus);

• Contribution aux modifications climatiques, soit localement par modification de l'albédo, des microclimats (thermohygrométrie perturbée par les phénomènes de battance), voire émissions de méthane (sols asphyxiés mais antérieurement riches en matière organique) et de protoxyde d'azote (N₂O) ; deux puissants gaz à effet de serre;
  

• perte de la diversité biologique : la dégradation des sols entraîne la disparition de la végétation climax et la disparition de nombreux habitats pour la faune.
  

On peut parler ici de disparition d'écosystèmes, et de tout ce que cela implique d'un point de vue environnemental : diminution de la biodiversité végétale, extinction d'espèces animales, diminution de la résilience écologique.

- Un exemple : Dans le Pas-de-Calais (Nord de la France), dans les années 1980-1990, certains agriculteurs perdaient couramment 10 t/an/ha de sols, avec des "records" atteignant 100 tonnes:an dans les zones les plus fragiles du bassin de la Canche. Non loin de là, dans le bassin versant de la Sensée (Nord-Pas-de-Calais), l'érosion des sols a provoqué le comblement progressif de l'étang de Lécluse qui, entre 1963 et 1980 a vu sa superficie diminuer de moitié passant de 8,7 ha à 4,5 ha.

Dans le monde, les fossés, canaux et de nombreux barrages dont les eaux eutrophes abritent des bactéries dangereuses (cyanobactéries notamment), doivent être de plus en plus souvent curés, mais leurs sédiments (autrefois des engrais) sont maintenant contaminés par les métaux (dont cadmium des engrais) et des pesticides, au point parfois de tuer durant un ou deux ans les graines qu'on y plante.


Wikipedia décembre 2012

Il y a des mesures juridiques (mais nombre de pays ne possèdent pas de mesures de protection des sols !). En Europe, nous avons la Directive Sols (cliquez sur le lien pour en savoir davantage à ce propos).
Après de longues négociations entre les états-membres, le sol européen commence peu à peu à être pris en compte à cette échelle de subsidiarité depuis les années 2000, avec :

• une stratégie thématique sur la protection des sols, pronant la protection et la restauration des sols dégradés "de manière à les ramener à un niveau de fonctionnalité correspondant au moins à leur utilisation actuelle et à leur utilisation prévue, en tenant compte également des implications financières de la restauration des sols".
  

• La Commission a présenté en 2002, une communication qui a recueilli les conclusions favorables des autres institutions européennes.
  

• l’adoption (496 voix pour, 161 contre et 22 abstentions) le 14 novembre 2007, par le Parlement européen du projet d'une "Directive sols" préparé par la commission, fixant un cadre européen de protection et restauration des sols, avec des objectifs et un calendrier, mais laissant une grande flexibilité aux États-membres dans le choix des moyens d’atteindre ces objectifs. Elle modifie la directive 2004/35/CE du 21 avril 2004 relative à la responsabilité civile environnementale en ce qui concerne la prévention et la réparation des dommages...
  

Outre l'aspect juridique, il existe quelques mesures d'ordre techniques... Mais, bien que généralement simples, elles nécessitent un minimum de technicité, de compétence en écologie des sols et de temps. Dans les faits, elles ne sont que rarement appliquées, car méconnues des agriculteurs, ou nécessitant d'importants changements de pratique (ex : abandon du labour) et plusieurs années pour porter leurs fruits.

Le génie écologique a démontré sa capacité à permettre de spectaculaires reconstruction de sols. Certaines techniques agronomiques, beaucoup utilisées en agriculture bio, améliorent en quelques années la structure du sol, et les rendements. Des techniques telles que l'apport de Bois raméal fragmenté semblent porteuses d'espoir !

L'apport régulier de matière organique, le non labour et la limitation de l'érosion et du ruissellement (par une couverture végétale permanente et un sol ayant retrouvé une bonne capacité d'infiltration et rétention de l'eau) en sont les principales clés. Ces techniques ne peuvent néanmoins pas intégralement restaurer des sols (incluant leur faune et flore propres) qui ont nécessité plus de 1000 ans et des espèces endémiques disparues pour atteindre leur état de stabilité

Patrick.charpiat, Carrières de cendre volcanique, El Palmar, île de Tenerife, Canaries. La terre brune, ou « picòn » retirée de cet ancien cône volcanique est épandue sur les champs pour améliorer leur pouvoir de rétention d’eau.

Autre exemple : Une couche de terre de 20 à 30 centimètres imprégnée d’hydrogels permet de réduire la quantité d'eau nécessaire à la culture en piégeant l’humidité et la relâchant très lentement, ce qui peut transformer un paysage désertique en terre fertile.


Wikipedia décembre 2012

En géomorphologie, l’érosion est le processus de dégradation et de transformation du relief, et donc des roches, qui est causé par tout agent externe (donc autre que la tectonique).

Un relief dont le modelé s'explique principalement par l'érosion est dit «relief d'érosion».

Les facteurs d'érosion sont :

• le climat ;
  
• la pente ;
  
• la physique (dureté) et la chimie (solubilité par ex.) de la roche ;
  
• l'absence ou non de couverture végétale et la nature des végétaux ;
  
• l'histoire tectonique (fracturation par exemple) ;
  
• l'action de l'homme (pratiques agricoles, urbanisation).
  

L'érosion agit à différents rythmes et peut, sur plusieurs dizaines de millions d'années, araser des montagnes, creuser des vallées, faire reculer des falaises.

Des phénomènes naturels violents tels qu'une avalanche, un jökulhlaup, un lahar ou un orage peuvent modifier considérablement le paysage en quelques heures, voire en quelques minutes.

Little Savage, Roche sculptée par l'érosion éolienne (Eilat Mountains, Palestine)

L'érosion mécanique :

La désagrégation mécanique se produit sous l'action d'une force physique qui arrache des morceaux de roche plus ou moins volumineux :

• éclatement dû au gel ou à la chaleur ;
  
• usure par frottement : glacier, écoulement d'eau (cavitation) ou vent ; ce sont les débris charriés par ces facteurs (rochers, graviers, quartz ou sable) qui sont efficaces dans le processus d'érosion. L'érosion mécanique est particulièrement active dans les milieux froids (gels et dégels) et/ou arides.
  

BLM Photo / http://www.blm.gov/az/vermilion/vermilion.htm, Effet de la combinaison de l'érosion éolienne et hydrique (Coyote Buttes, Vermilion Cliffs National Monument, Arizona, USA)

L'érosion due à l'eau :

Elle est mécanique et chimique, avec comme principales altérations : l'hydroclastie, l'effet splash (impact des gouttes d'eau qui tombent sur le sol), la reptation, la solifluxion. L'érosion par l'eau est renforcée par la pente (torrents) et est un facteur de transport à plus ou moins longue distance de polluants du sol (dont pesticides agricoles ou de la vigne). Sur le littoral, il faut tenir compte des vagues et des courants. Dans les fleuves ou canaux, c'est le batillage qui accélère l'érosion.

Si un fluide comme l'eau coule, il peut se charger de particules en suspension. La vitesse de sédimentation est la vitesse minimale qu'un flot doit avoir pour transporter, plutôt que déposer, des sédiments et est donnée par la loi de Stokes :
où w est la vitesse de sédimentation, ρ est la masse volumique (les indices p et f indiquent particule et fluide respectivement), g est l'accélération due à la gravité, r est le rayon de la particule et μ est la viscosité dynamique du fluide.

Si la vitesse de l'écoulement est plus grande que celle de dépôt, le granulat continue vers l'aval. Comme il y a toujours des diamètres différents dans le flot, les plus gros se déposent (décantation) tout en pouvant continuer à descendre par des mécanismes comme la saltation (collisions particules-paroi), roulant et glissant, dont les traces sont souvent conservées dans les rochers solides, et peuvent être utilisées pour estimer la vitesse du courant.

Le ruissellement est le type d'érosion le plus fréquent sur terre. Il peut être concentré (torrents, oueds) ou diffus (films d'eau issus de la fonte des neiges, érosion littorale).
L'érosion fluviatile est produite par des cours d'eau.
Hydroclastie : alternance humectation-dessiccation.
Effet splash : impact des gouttes d’eau sur le sol.
L'érosion fluvioglaciaire : la glace exerce une forte pression sur elle-même qui la rend fluide et donc érosive avec des cailloux.

Jebulon, érosion de formations karstiques à El Torcal de Antequera, Andalousie (Espagne).

L'érosion due au vent (ou érosion éolienne) :

L'érosion éolienne attaque les roches en enlevant des particules (déflation, abrasion) ou en polissant la surface. Elle est d'autant plus efficace que les obstacles sont inexistants et que le vent est puissant, régulier et chargé de poussières.
Elle conduit à une dégradation environnementale sévère par l’appauvrissement des sols et le déplacement de volumes élevés de particules par le vent. L’érosion éolienne est le principal facteur physique d’épuisement des terres agricoles et, par l’ensablement, constitue une des gênes majeures dans les aires urbaines et oasiennes des écosystèmes secs.

Johann Dréo, Érosion des colonnes basaltique, (Islande).

Erosion liée aux différences de température :

les régions de forte amplitude thermique (climat continental, polaire, déserts, haute montagne, etc), les chocs thermiques répétés par la succession des cycles jour/nuit, fend puis fait éclater certaines roches, à différentes échelles micro et/ou macroscopique ; c'est la thermoclastie.

L'érosion liée à la température fait également intervenir l'eau comme agent d'érosion en présence de roches poreuses et/ou de fissures qui éclatent en cas de gel. La cryoclastie est un exemple d'érosion par thermoclastie : la roche éclate à cause de l'alternance gel-dégel de l'eau qui s’infiltre, lorsque l'eau gèle, elle occupe plus de volume et exerce une force capable de faire exploser une roche. Les morceaux libérés par le gel sont appelés gélifracts. Le cycle gel/dégel est saisonnier (en Sibérie par exemple) ou quotidien en haute montagne.

Ce sont les processus de la gélifraction ou gélivation. En montagne, la cryoclastie produit des phénomènes d'éboulisation, qui s'accumulent en bas de pente pour former des tabliers éboulis ainsi que des éboulements, processus gravitaire collectif d'éfondrement.

Sebastien D'ARCO, Sphère quasi parfaite taillée dans le granite rose de Bretagne, à Trégastel.

Bob Palin, Arche naturelle, creusée par l'érosion, Capitol Reef National Park, États-Unis.

L'érosion chimique :

Un processus important est la dissolution, en particulier des calcaires par la pluie plus ou moins acide, on parle alors de karst.

La dissolution est une forme de météorisation qui affecte essentiellement les massifs calcaires. Elle donne lieu à des paysages de karst. L'eau, chargée en acides organiques et en dioxyde de carbone, s'infiltre par les fissures et modèle les roches carbonatées. Elle constitue un «complexe d'altération». Elle libère les éléments chimiques de la roche sous forme d'ions dissous dans l'eau. En effet, contrairement au grès siliceux, les calcaires sont particulièrement vulnérables à la dissolution :

la silice, relativement peu soluble
les carbonates, d'autant plus soluble que l'eau est acide
le gypse, d'autant plus soluble que l'eau est chaude
les sulfates
les chlorures de sodium et de potassium (solubilité extrêmement importante)

• L'altération chimique modifie les minéraux des roches : hydratation, oxydation, oxydo-réduction, hydrolyse.
  
• Dans la zone intertropicale, l'altération des roches feldspathiques par lessivage permet la formation de latérites, roches rouges ou brunes constituées d'hydroxydes d'aluminium et de fer et qui forment une véritable cuirasse à la surface des plateaux des régions chaudes et humides.
  
• L'hydrolyse est le processus de rupture des liaisons chimiques des minéraux. Elle donne naissance à des oxydes tels que la limonite, ou des argiles et finit par former un sol.
  

Groucho85, Phénomène d'érosion éolienne et hydrique sur sol dévégétalisé, Ile Maurice

L'érosion causée par les êtres vivants :

Biométéorisation
Microorganismes
Mollusques perforateurs, pholades par exemple
Végétaux peuvent concourir à l'érosion par leurs racines par exemple
L'homme : déforestation, labours, urbanisations diverses.

Wilson44691, Makhtesh Ramon, Israël.

Erosion due à des phénomènes exceptionnels et brutaux

Avalanche
Glissement de terrain
Séisme
Phénomènes volcaniques
Lahar

L'érosion façonne les roches de diverses formes.

L'érosion peut creuser la roche et donner naissance à des modelés de dissection :

• gorge, canyon ;
  
• vallée et cirque glaciaire ;
  
• gouffre, caverne, grotte ;
  
• arche ;
  
• lavaka ;
  
• calanque, fjord ;
  
• ravine ;
  
• etc.
  

Meckimac, Antelope Canyon, États-Unis

Le ravinement affecte les paysages nommés badlands. Les précipitations, en coulant sur les pentes constituées de matériaux meubles (argile, sédiments), creusent des rigoles et des sillons.

L'érosion peut donner naissance à des modelés d'accumulation.

Karst à tourelles
Inselberg
Pinnacles
Chaos de boules granitiques (Bretagne, Massif central) ou de blocs de grès (Forêt de Fontainebleau)
Pain de sucre Rio de Janeiro
Cheminée : cheminées des fées (Hautes-Alpes), Demoiselles coiffées (Turquie)

Gnangarra, Pinnacles dans le désert australien



L'érosion du littoral :

Le recul et la transformation des littoraux dépendent de très nombreux facteurs :

• la configuration de la côte ;
  
• la nature de la roche ;
  
• la force et l'orientation des courants, des vagues, de la dérive littorale et de la houle ;
  
• la présence de galets ;
  
• l'anthropisation.
  

On peut donc avoir plusieurs cas de figure :

• littoral à falaise différent selon les roches ;
  
• les calanques appartiennent au relief karstique ;
  
• les rias, abers et fjords ;
  
• les marais, deltas, estuaires ;
  
• les dunes.
  

GNU Free Documentation License, Un produit de l'érosion du littoral : l'arche naturelle de la Manneporte, Etretat, France

Fabos, Ensablement de la baie du Mont-Saint-Michel, France.

Lamiot, Nostoc ; colonie de milliards de bactéries. La destruction du biofilm, du film bactérien, d'algues, ou de la croûte de lichens ou des nostocs fragilisent les sols vulnérables à l'érosion éolienne et hydrique.


Wikipepdia décembre 2012

L'érosion, un dossier concocté par Olivier Evrard, checheur au CEA, pour Futura Sciences...

Bien des choses du monde qui nous entoure peuvent être érodées… On parle ainsi d’érosion des matériaux par le frottement ou les agents météoriques ou, plus récemment, d’érosion de la biodiversité dans les derniers paradis écologiques de notre planète. Dans ce dossier, il sera essentiellement évoqué l’érosion des sols agricoles.

Pourquoi ? Parce que les sols de notre planète constituent le substrat au sein duquel poussent les cultures qui sont à la base de notre régime alimentaire. Même si ce phénomène existe depuis la mise en culture des premiers sols par l’Homme, il semble qu’il se soit accentué au cours des dernières décennies. Or, si l’érosion des sols agricoles cause de nombreux problèmes aujourd’hui, elle conduit également à la disparition progressive et à l’appauvrissement des sols, qui constituent pourtant une ressource non renouvelable à l’échelle de la vie humaine.

L’érosion des sols est importante dans les champs, mais que deviennent les sédiments produits ? Restent-ils sagement dans les zones agricoles ou, au contraire, les quittent-ils pour rejoindre les zones situées plus à l’aval ? Comme on pouvait s’en douter, les deux réponses sont partiellement correctes. Il y a des sédiments qui restent dans le périmètre des zones cultivées et d’autres qui prennent le large et qui aboutissent dans les lacs, les rivières ou même la mer.


Mexique : cas d'érosion spectaculaire du sol en ravines, près de la ville de Morelia. Philippe Bonté

Dans ce dossier, l'accent est mis sur le processus d’érosion des sols. Est expliqué le phénomène des inondations boueuses et des coulées de boue, qui envahissent chaque année les routes et les habitations de nombreux villages du nord-ouest de l’Europe, lors des orages printaniers et estivaux, ainsi des solutions qui permettraient de lutter efficacement contre l’érosion des sols et éviter les «coulées de boue».

Enfin, explication sur l’intérêt très actuel de mener des études sur le transfert des particules depuis les champs jusqu’aux rivières, en présentant un projet de recherche qui porte sur le traçage de la dispersion des sédiments contaminés le long des rivières drainant le panache de pollution radioactive de la préfecture de Fukushima, au Japon.

Futura Sciences 24/12/2012

Le processus d’érosion des sols correspond au décapage des particules de surface de ce sol. Pour qu’il y ait érosion, il faut un agent météorique et il est nécessaire que les conditions de surface du sol permettent aux particules d’être emportées. On pense en premier lieu à l’eau, mais le vent constitue également un agent érosif très important.

Quant à ces fameuses conditions de surface qui doivent être réunies, elles sont assez logiques. Une particule est davantage susceptible d’être décapée si elle se trouve sur une parcelle de sol nu (la végétation accroît en effet la cohésion du sol), une parcelle dont la rugosité est importante et qui est très peu encroûtée.

L’érosion causée par l’eau (que l’on qualifie logiquement d’érosion hydrique) peut prendre plusieurs formes. Il y a tout d’abord ces minces filets d’eau qui coulent à la surface des champs, générant de l’érosion en nappe. Tôt ou tard, ces filets d’eau finissent pas se rencontrer et par se concentrer, soit en fonction de la topographie, soit à la suite de l’existence de motifs dans le paysage favorisant cette concentration (on peut ainsi citer les fossés, les routes, les dérayures et autres sillons de labour). Des traces d’érosion plus marquées peuvent alors apparaître. On parle alors d’érosion en rigoles ou en ravines, en fonction de leurs dimensions.


Phénomènes d’érosion en nappe (à gauche) et d’érosion concentrée ( à droite). O. Evrard

En ce XXI^e siècle, alors que certains avancent que nous sommes entrés dans l’Anthropocène, on ne peut plus se limiter à l’érosion des sols engendrée par des agents météoriques. L’Homme est en effet devenu un agent érosif hors pair. Il suffit de voir les bulldozers à l’œuvre lors de la construction d’une autoroute pour voir la quantité de terre que l’Homme peut déplacer en une journée…

Dans les zones agricoles, le passage des nombreuses machines génère donc logiquement de l’érosion également, que l’on qualifie d’érosion aratoire.

FUTURA SCIENCES 24/12/2012

Tous les sédiments provenant des champs n’aboutissent pas dans les rivières ou dans la mer. Mais il y en a quand même beaucoup qui peuvent sortir des zones cultivées pour envahir des zones habitées qui n’avaient pourtant rien demandé… Imaginez plutôt. Les beaux jours sont enfin revenus, vous êtes dans votre jardin, au début du mois de juin. Il fait chaud, très chaud, trop chaud !

En fin de journée, le ciel devient très menaçant et la journée se termine par un orage, court, mais intense. Et c’est à ce moment-là que vous prenez conscience que le champ de betteraves situé à l’arrière de votre jardin n’était pas si inoffensif que cela. L’averse a en effet conduit à la formation d’une coulée de boue qui est entrée par effraction dans votre jardin pourtant entouré d’une haie et qui s’est faufilée jusque dans votre garage et sur la route en contrebas.


Des traces de ruissellement au sein d’un champ de betteraves derrière des habitations, près d’Ottignies (Belgique). O. Evrard


Le phénomène que nous venons de décrire est souvent qualifié (à tort, pour les puristes) de coulée de boue. On lui préférera en fait l’appellation d’inondation boueuse mais, pour le riverain touché, cela ne fera pas une grande différence.

Une inondation boueuse dans le Limbourg belge. Karel Vandaele (Watering van Sint-Truiden)



FUTURA SCIENCES 24/12/2012

Les inondations boueuses consistent en des écoulements d’eau provenant des zones agricoles et transportant des quantités importantes de sédiments érodés. Au cours de la dernière décennie, 79 % des communes du centre de la Belgique ont été touchées par au moins une inondation boueuse. Parmi les communes inondées, 22 % l'ont été plus de 10 fois.

On observe une situation similaire dans d’autres régions cultivées d’Europe (la Normandie et la Picardie en France, le sud de l’Angleterre, le Limbourg néerlandais, la Slovaquie…).

Comment elles se forment : Vingt communes de Belgique ont été sélectionnées pour une analyse plus détaillée. Une base de données reprenant 367 sites touchés par des inondations boueuses a été compilée, et la connectivité entre les zones cultivées et les zones habitées a pu être évaluée pour 100 sites. Les routes (notamment celles qui ont été construites dans le cadre des opérations de remembrement) et le réseau de drainage (des fossés par exemple) facilitent le transfert du ruissellement entre les zones cultivées et habitées dans 64 % des cas.


Carte de la fréquence des inondations boueuses dans le centre de la Belgique au cours d’une période de 10 ans (1991-2000 en Wallonie ; 1995-2004 en Flandre. Evrard, 2008

Trois types de surfaces générant des inondations boueuses ont été identifiées: (i) les versants (1-30 ha) sans thalweg, où le ruissellement est généralement diffus ; (ii) les petits bassins versants (10-300 ha) caractérisés par une concentration du ruissellement dans le thalweg et (iii) les bassins versants moyens (100-300 ha) où plusieurs vallées sèches concentrent le ruissellement. Environ 90 % des inondations boueuses sont générées sur les versants et dans les petits bassins versants.

Un seuil topographique critique pour le déclenchement des inondations a été calculé pour la relation entre la surface et la pente des versants et des bassins-versants. De plus, il ressort d'une analyse statistique que les inondations boueuses sont générées dans les bassins versants avec 99 % de probabilité après 43 mm de pluie (en un jour). Les quantités de précipitations requises pour déclencher les inondations boueuses sont plus faibles en mai et en juin (25 ± 12 mm) qu'entre juillet et septembre (46 ± 20 mm). Cette différence s'explique par des conditions de surface différentes des sols (stade d'encroûtement, rugosité du sol et couvert par les cultures). Chaque année, les inondations boueuses affectent 738 sites du centre de la Belgique.


FUTURA SCIENCES 24/12/2012

Le type de surface détermine le risque de coulée de boue. Mais comment se produisent-elles, et quels dégâts engendrent-elles ?

Elles se produisent surtout entre mai et septembre, lorsque les pluies sont les plus intenses. On observe particulièrement une recrudescence des inondations boueuses entre avril et juin, lorsque les champs sont les moins couverts par la végétation qui les protège de l’impact des gouttes de pluie et qui freine le ruissellement.


Estimation des coûts engendrés par les inondations boueuses en Belgique à partir de données du Fonds des calamités du Service public fédéral intérieur (période 1993 – 2002). Evrard, 2008

Les dégâts causés aux infrastructures et aux habitations peuvent atteindre entre 16 et 172 millions d'euros chaque année. Des données disponibles pour les dernières décennies suggèrent une recrudescence du phénomène depuis le début des années 1990. Plusieurs raisons peuvent expliquer la fréquence accrue des inondations : le remembrement des terres agricoles, l'expansion des zones d'habitat et l'expansion des cultures sarclées, semées au printemps, au détriment des céréales d'hiver. Les coûts énormes engendrés par les inondations boueuses justifient l'installation rapide de mesures permettant de lutter contre celles-ci.


FUTURA SCIENCES 24/12/2012

Il existe actuellement plusieurs types de mesures permettant de lutter plus ou moins efficacement contre l’érosion des sols. Précisons avant de les présenter que la solution ultime qui consisterait à transformer les zones cultivées en prairies ou en forêts n’est logiquement pas privilégiée dans le contexte actuel, où la demande en produits alimentaires et en agrocarburants ne fait qu’augmenter.

On peut classer les mesures existantes en deux grandes «familles».

La première famille que nous qualifierons de «palliative», ne s’attaque qu’aux symptômes générés par l’érosion. Votre village est régulièrement envahi par des torrents de boue ? Qu’à cela ne tienne, construisons un grand bassin d’orage à l’entrée du village, et il sera protégé. C’est peut-être vrai dans certains cas, mais ce type de solution (assez radical, vous en conviendrez) comporte plusieurs inconvénients. Tout d’abord, la construction d’un bassin d’orage coûte cher. Ensuite, elle ne résout pas le problème à la source (les sédiments peuvent toujours quitter leur champ d’origine au premier orage venu) et peut donc se révéler inefficace à plus ou moins court terme. En effet, quand le bassin d’orage est rempli, il faut le vider, ce qui pose pas mal de problèmes car les sédiments issus des zones agricoles sont parfois considérés comme des déchets (ils ont en effet été en contact avec pas mal de substances considérées comme nocives, à l’image des pesticides). On doit dès lors les entreposer dans des décharges spécialisées, ce qui n’est pas bon marché.

[i]À l’opposé, l’autre «famille» de mesures vise à empêcher l’érosion des sols et se veut donc préventive[i]. Mais comment fait-on pour empêcher le départ des particules de sol de leur champ préféré ? Il existe en fait pas mal de techniques agricoles dites alternatives. Parmi celles-ci, on peut citer le travail du sol simplifié, le semis direct, les cultures sur paillis…


Les solutions « intermédiaires » à privilégier : l’aménagement de « chenaux enherbés ». O. Evrard

Entre ces deux familles de solutions, on peut également imaginer des solutions intermédiaires, dans le sens où on peut se dire qu’il est intéressant d’agir à mi-chemin entre les champs et les villages. Il s’agit en quelque sorte de briser la «connectivité» existant entre ces deux types de zones. Pour y parvenir, on prend des mesures dites d’hydraulique douce. On sème des bandes enherbées et autres chenaux enherbés. On crée des petites retenues. Ces solutions ont fait leurs preuves dans la région de Saint-Trond (Belgique) et dans le Pays de Caux (Normandie, France), où elles ont été testées avec succès par des agences locales.

Les solutions « intermédiaires » à privilégier : retenues constituées de digues en terre renforcées. O. Evrard

FUTURA SCIENCES 24/12/2012

Une étude inédite : le traçage de la dispersion des sédiments radioactifs le long des rivières drainant le panache de contaminationde la préfecture de Fukushima.

L’accident nucléaire de la centrale de Fukushima-Daiichi s’est vu attribuer le niveau 7, qui correspond à l’échelon le plus élevé selon l'Ines (International Nuclear Event Scale). Il a généré des émissions importantes de radionucléides dans l’environnement [1].

Après la désintégration des radio-isotopes de courte période (comme l’iode-131 qui a une demi-vie de 8 jours), l’attention porte sur la contamination à plus long terme générée par les isotopes du césium (le césium-134 qui a une demi-vie de 2 ans, et le césium-137 dont la demi-vie atteint 30 ans). Ces substances s’adsorbent fortement à la fraction fine des particules de sol. À cause de leur demi-vie plus longue, elles constituent une source potentielle de contamination radioactive et elles peuvent être dispersées dans l’environnement par l’intermédiaire des particules de sol et des sédiments qui transitent dans le paysage au gré des processus d’érosion et de ruissellement. Une fois qu’elles atteignent les rivières, elles peuvent rapidement parcourir des distances plus ou moins longues.

Un panneau placé sur les rives du lac Mano, qui se trouve dans la zone contaminée, déconseille de pêcher le poisson du lac et de s’y baigner. O. Evrard

Dans la littérature scientifique, ces radionucléides peuvent être utilisés comme marqueurs pour tracer les processus d’érosion et identifier les sources produisant les sédiments que l’on retrouve dans les rivières. Cependant, après un accident nucléaire, ils constituent une source de contamination importante, et leur traçage constitue dès lors un objectif à part entière.

L’accident de Fukushima s’est produit le 11 mars 2011, au Japon. La majeure partie des radionucléides qui ont été émis ont été emportés vers l’océan Pacifique. Cependant, le changement de la direction du vent et l’occurrence de pluie et de neige le 15 mars ont conduit à la formation d’un panache de contamination sur le territoire japonais situé au nord-ouest de la centrale de Fukushima Daiichi, et sur une distance d’environ 70 à 80 km à vol d’oiseau de la centrale. Une partie importante de ce panache se situe dans le bassin du fleuve Abukuma, qui draine une surface de 5.200 km², depuis une altitude de 1835 m, jusqu’à l’océan Pacifique.

Dans ce bassin, on trouve de très nombreuses forêts (couvrant 79 % de la superficie totale du bassin) et des cultures (des rizières, notamment, qui couvrent 18 % de la surface du bassin). En raison des importantes différences d’altitude dans la zone, le cumul pluviométrique moyen annuel y varie entre 1.100 et 2.000 mm. Le reste du panache affecte la partie amont essentiellement boisée du bassin de plusieurs fleuves côtiers (comme la Mano et la Nitta). En contrebas de ces montagnes, ces fleuves drainent ensuite des plaines côtières cultivées et densément peuplées.


de Fukushima drainent à la fois des montagnes boisées et des plaines cultivées. O. Evrard

Afin de pouvoir tracer la dispersion des sédiments contaminés par ces cours d’eau, il est indispensable de connaître le niveau initial de contamination radioactive de toute cette région. À cette fin, plusieurs campagnes aéroportées associées à des échantillonnages ponctuels de sols qui ont ensuite été analysés en laboratoire ont été organisées sous l’autorité du ministère japonais de l’Éducation, de la culture, des sports, des siences et de la technologie (MEXT) dès le mois d’avril 2011, en étroite collaboration avec le Département de l’énergie américain. On dispose ainsi de données couvrant les 5.000 km² de la préfecture de Fukushima qui ont été potentiellement affectés par des retombées radioactives importantes.




Les rivières de la région Activités en césium-134 et -137 dans les sols de la préfecture de Fukushima (en juin 2011). Projet TOFU (recalculé et interpolé à partir de données du MEXT japonais)

On discerne sur cette carte la présence d’un panache de contamination particulièrement marqué (plus de 50.000 Bq/kg) au sein de la chaîne de montagnes qui s’étirent jusqu’à 40 km au nord-ouest de la centrale de Fukushima Daiichi, ainsi que la présence d’un panache secondaire (plus de 25.000 Bq/kg) dans la vallée de l’Abukuma, à l’amont de la ville de Fukushima. La présence de gradients de pente très élevés en montagne et le climat très érosif qui règne au Japon sont susceptibles de générer l’exportation massive de sédiments contaminés vers les plaines cultivées et densément peuplées, et l’océan Pacifique.


Débits de dose radioactive (Air Dose Rate, en microsieverts par heure) mesurés sur le terrain à l’aide d’un radiamètre portable à proximité des rivières (cercle et triangles) en novembre 2011 et comparaison par rapport aux débits de dose radioactive mesurés par relevés aéroportés au niveau des sols par le MEXT. Projet TOFU (recalculé et interpolé à partir de données du MEXT japonais)

Des données préliminaires concernant la radioactivité ambiante confirment cette hypothèse. En effet, lors d’une campagne de terrain menée en novembre 2011 (soit huit mois après l’accident et après la saison des typhons qui se concentre entre juin et octobre), nous avons constaté que le débit de dose augmentait significativement lorsqu’on s’approchait de la rivière par rapport à celui que l’on mesurait au niveau des sols environnants. Ces mesures pourraient dès lors confirmer le fait que les rivières ont commencé à transporter les sédiments plus contaminés de l’amont vers les zones initialement moins contaminées de l’aval, dès les mois qui ont suivi l’accident.

[1] Masson, O., et al., 2011. Tracking of airborne radionuclides from the damaged Fukushima Dai-ichi nuclear reactors by European networks. Environmental Science & Technology 45, 7670-7677.


FUTURA SCIENCES 24/12/2012

Pour en savoir plus sur les coulées de boue et les polluants à Fukushima, consultez les sources ci-dessous.

Informations sur les coulées de boue :

• Association régionale pour l’étude et l’amélioration des sols(Normandie)
  
• Agence de l’eau de Saint-Trond (Belgique)
  
• Thèse sur les inondations boueuses
  

Fukushima :

Le site du projet Tofu, financé par les agences de la recherche française (ANR) et japonaise (JST) : https://tofu.lsce.ipsl.fr/ http://tofu.suiri.tsukuba.ac.jp/


Olivier Evrard est également l'auteur de plusieurs livres sur le climat (De Boeck) :

- Terre, portrait d'une planète : un ouvrage de référence en sciences de la Terre. Pédagogique et richement illustré, il permet de comprendre l’origine de la Terre, la diversité de ses ressources et de ses paysages, son passé et les défis à venir.

- Le réchauffement climatique : À la fois rigoureux et accessible, abondamment illustré et documenté, cet ouvrage de référence fait le bilan de l’état actuel de nos connaissances sur le changement climatique, sur ses impacts et sur les solutions à apporter pour l’atténuer.




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