Recherche et développement d'outils
Cartes du ruissellement - Cartes numérique des sols - Erosion par parcelle agricole - Efficacité des mesures anti-érosion
Depuis 2011, la Cellule GISER du SPW-ARNE et les universités de Louvain (UCL) et Liège (Gembloux ABT) forment un pôle de recherche et d’information technique sur le ruissellement et l’érosion des terres agricoles en Région wallonne. Ce pôle a pour mission d’émettre des avis techniques, d’informer sur les méthodes de Gestion intégrée Sol Érosion Ruissellement, d’améliorer les connaissances sur les mécanismes d’inondation par ruissellement et d’érosion, et de stimuler les partages d’expériences.
Cartographie du ruissellement
La carte de l'aléa d'inondation par ruissellement et la carte des axes de concentration du ruissellement ont été créées par les équipes de recherche de GISER. Ces cartes sont revues en fonction des connaissances et des techniques nouvelles, environ tous les 6 ans (nouvelles versions mises en ligne en 2021). On retrouve donc deux informations cartographiques traitant du ruissellement sur le Géoportail de Wallonie :
- la carte de l’aléa d’inondation, qui regroupe l’inondation par débordement, on parle alors de « zone d’aléa », et par ruissellement concentré, on parle alors d’ « axe d’aléa » ;
- la carte des axes de concentration du ruissellement, aussi appelée carte LIDAXES.
La carte de l’aléa d’inondation est l’information officielle sur la probabilité d’un site à subir une inondation, et donc d’éventuels dommages, selon les critères de la Directive Inondations. Elle est soumise à approbation du Gouvernement wallon et fait foi en matière d’assurance terrestre notamment. Il s’agit d’une donnée issue de la modélisation hydrologique des écoulements sur base du relief, de l’occupation du sol, et de différents scénarios de pluies extrêmes. En résumé, la donnée qui est fournie est une probabilité qu'un certain débit soit atteint ou dépassé à tel endroit, avec telle fréquence. C'est donc une information fondamentale dans l'évaluation d'un risque.
La carte LIDAXES résulte d’une analyse du relief (relevé topographique par télédétection LIDAR datant de 2013-2014). Elle identifie des successions de points bas qui sont reliés de proche en proche par un modèle mathématique. Il s’agit donc d’une information purement altimétrique. Elle renseigne des petits ou grands vallons, sans écoulement permanent, naturel ou artificiels (fossés, rigoles, cours d’eau temporaires). La légende traduit la taille du bassin versant qui alimente chaque pixel. Cette information est utilisée pour localiser la partie ruissellement de la carte de l'aléa d'inondation. En revanche, LIDAXES ne donne aucune d’information ni sur la quantité d'eau ruisselée ni sur la vitesse de ces écoulements le long d’un axe. Cette carte est donc une première étape dans l’analyse du ruissellement pour des projets d'urbanisme et pour l'aménagement du territoire.
Carte numérique des sols
La Carte Numérique des Sols de Wallonie (CNSW) est la reproduction numérique des planchettes de la Carte des Sols de la Belgique (à l’échelle du 1 :20.000) couvrant le territoire wallon. Sa numérisation a fait l’objet d’une convention de recherche (Projet de Cartographie Numérique des Sols de Wallonie PCNSW) entre le SPW-ARNE et l’Université de Liège (Gembloux ABT).
Cette donnée historique est le fruit d’une campagne de sondages (si possible jusqu’à 125 cm) et d’observations effectuée de 1947 et 1991. 6 millions de sondages (de 1 à 2,5 observations/ha selon la complexité de la zone cartographiée) ont été réalisés sur l’ensemble du territoire belge. Pour chaque point de sondage, divers critères morphologiques intrinsèques du sol ont pu être observés et transcrits en sigle. Sur base des informations récoltées sur le terrain, des plages de sols (unité cartographique de base) regroupant des points d’observation aux caractéristiques semblables ont pu être tracées.
La Carte Numérique des Sols de Wallonie retranscrit en format numérique ces plages et les sigles pédologiques qui leur sont associés. La lecture des sigles pédologiques permet d’appréhender certaines caractéristiques des sols telles que la texture, l’état du drainage naturel, la présence d’un substrat, sa nature et sa profondeur d’apparition, la présence d’une charge caillouteuse… Plus d’informations : Légende de la Carte Numérique des Sols de Wallonie (Belgique).
Sensibilité des terres agricoles à l'érosion
La carte de sensibilité à l’érosion a été développée pour aider l'agriculteur à identifier les parcelles les plus exposées à un risque d’érosion hydrique en condition de sol nu (cas d’une culture sarclée au moment d’un orage de printemps, par exemple) et pour le guider dans le choix de pratiques pour réduire ce risque. Cette carte est, pour le moment (2021), communiquée aux exploitants agricoles à titre informatif.
La sensibilité à l’érosion au niveau de la parcelle est calculée selon l’équation révisée de perte de sol universelle (R.U.S.L.E). Il s’agit d’un modèle mondialement utilisé pour calculer le taux d’érosion annuel moyen des sols à l’aide de 5 facteurs : la pluie, le sol, l'inclinaison et la longueur de pente, la couverture du sol et l'existence évenutelle d'aménagements anti-érosifs. Dans la carte de sensibilité à l’érosion par parcelle, seuls les 3 premiers facteurs sont pris en compte. La couverture du sol et les éventuels aménagements antiérosifs, qui dépendent de choix culturaux et de choix dans les pratiques agricoles, peuvent donc être considérés comme des facteurs correctifs du degré de sensibilité à l’érosion lié aux seuls facteurs physiques.
Par ailleurs, les parcelles sont considérées comme étant isolées du point de vue hydrologique : le modèle considère que la parcelle ne reçoit pas de flux d’eau en provenance des parcelles situées en amont. La sensibilité à l’érosion ainsi calculée est donc entièrement attribuable aux caractéristiques intrinsèques de la parcelle.
Efficacité des mesures anti-érosion
Différents dispositifs expérimentaux ont été mis en place pour évaluer l'efficacité des mesures de lutte contre l'érosion dans les terres agricoles. Les universités de Louvain et de Liège (Gembloux) suivent les paramètres tels que le débits et les quantités de sédiments dans deux bassins versants agricoles représentatifs des contextes en région limoneuse et condrusienne. Il s'agit d'un suivi qui est mené sur plusieurs années et dont l'objectif est de mettre en relation les mesures de ruissellement-érosion et les pratiques agricoles à l'échelle de quelques dizaines d'hectares.
A l'échelle de la parcelle, les recherches et la modélisation (notamment sur base de la carte numérique des sols) ont fourni la base d'un outil de dimensionnement des bandes enherbées. Cet outil est utilisé pour déterminer l'efficacité d'une bande d'herbe en bas de pente pour retenir les sédiments entraînés par du ruissellement diffus (donc pas pour stopper une coulée de boue). Concrètement, l'outil se compose d'un fichier Excel et d'un mode d'emploi.
Pour l'aménagement de dispositifs interparcellaires comme les barrages filtrants (appelés "fascines"), les universités ont conçu un simulateur de coulées de boue qui permet de tester en grandeur réelle l'efficacité de différents matériaux et d'établir un référentiel de mise en oeuvre. Ces dispositifs sont utilisés principalement pour contrer les effets érosifs d'un ruissellement concentré, et en attendant de modifier des modalités de culture en amont.
