Ruissellement par dépassement d'un seuil d'infiltration

Accueil > Faune Flore > Ruissellement par dépassement d'un seuil d'infiltration

Ruissellement selon Horton

Dans les conditions géographiques des climats tempérés, sauf cas particuliers, l’intensité des pluies est très généralement inférieure à la capacité d’infiltration des sols. Il existe pourtant des formations affleurantes dont la perméabilité est très faible, par exemple des argiles ou des marnes. Lors des pluies, le front de saturation progresse lentement en profondeur, dégageant très peu de possibilités de pénétration de l’eau en surface. Ce type de ruissellement s’appelle « horto- nien », du nom du premier chercheur qui l’a décrit et étudié dans les années 1930 .

Ruissellement par dégradation de l’état de surface

Si le ruissellement hortonien peut se rencontrer, il se trouve le plus souvent que la perméabilité d’un sol est faible parce que limitée par la dégradation de ce qu’on appelle son « état de surface », c’est-à-dire la tranche de sol qui constitue l’interface entre l’atmosphère et le sol lui-même, et qui commande la pénétration de l’eau. Un ruissellement peut alors se former sur un sol dont la capacité d’infiltration intrinsèque est bien supérieure à l’intensité des pluies, et qui n’est pas saturé en dessous de la tranche superficielle dégradée.
– Cette dégradation de l’état de surface peut être la conséquence d’un tassement superficiel, résultant par exemple d’un piétinement ou du passage d’engins lourds. C’est ce qui explique la formation du ruissellement dans les chemins de randonnées ou les pistes de ski, dont les sols sont tassés par les passages répétés, ou encore sur les routes forestières, les chemins de débardage du bois ou les drailles empruntées par les troupeaux transhumants. En milieu cultivé, ce ruissellement se produit dans les ornières résultant du passage d’engins agricoles. Ce type de ruissellement, qui ne concerne que des surfaces limitées, peut pourtant avoir des conséquences géomorphologiques considérables dans la mesure où il récupère et concentre le ruissellement diffus provenant des versants. Il peut aboutir à la formation de ravines, qui jouent elles-mêmes un rôle hydrologique, lorsqu’elles entaillent le versant, atteignent la nappe et la draine, contribuant ainsi à l’augmentation des écoulements de crue.
– Les modifications des états de surfaces provoquées par l’impact de la pluie concernent des surfaces plus vastes. En effet, les gouttes de pluie, du fait de leur poids et de leur vitesse, provoquent un choc lorsqu’elles rencontrent un obstacle. Si elles tombent sur une surface végétalisée, l’énergie est absorbée par le mouvement de la plante. Mais si cet impact se produit directement sur un sol nu, les agrégats qui composent ce sol peuvent éclater, conduisant à son émiettement, à 1 obstruction progressive des pores et à la formation de croûtes à la perméabilité de plus en plus réduite. On parlera d’«organisation pelliculaires superficielles» (OPS).
Presque toujours présentes sur des sols mis à nu pour les besoins de la culture, ces OPS se rencontrent aussi dans d’autres milieux, pour peu que les sols ne soient pas protégés des gouttes de pluies. C’est le cas lorsque le piétinement des troupeaux a détruit, au moins partiellement, la végétation. C’est aussi le cas pour les régions où le taux de couverture du sol est faible pour des raisons climatiques : la plupart des écoulements désertiques est la conséquence d’un ruissellement engendré par des OPS, auxquelles des croûtes d’origine biologiques participent pourtant.
La perméabilité d’un sol résultant de la présence d’OPS varie avec le temps, en fonction de la quantité d’énergie subie, autrement dit, de la hauteur et de 1 intensité des précipitations. Juste après un labour, toute l’eau s’infiltre. Puis la perméabilité diminue au fur et à mesure des précipitations jusqu’au labour suivant. Mais la croûte de battance est limitée lorsque le sol est protégé par des cultures : les risques de ruissellement, en terrain de grande culture, résultent du croisement des données pluvio- métriques (risques de pluies agressives ou très longues) et culturales (périodes de sol à nu et durée de cette période). Il convient de distinguer les cultures en lignes ou en rangées, comme le maïs, le soja ou encore la betterave, qui laissent le sol à nu entre les rangées et les cultures qui occupent le sol de façon plus continue, tels le blé, 1 orge, les pois fourragers, le colza.
Les OPS sont détruites par le travail du sol en région cultivée (« un binage vaut deux arrosages» dit le proverbe; c’est aussi l’intérêt des techniques de dry-farming -jachère labourée cultivée une année sur deux), par des alternances de gel et de dégel, mais aussi par le passage de troupeaux, notamment dans les régions semi-désertiques. les conséquences sont alors inverses de celles résultant d un tassement du sol ou d une destruction de la végétation par surpâturage.
Il existe donc un certain nombre de conditions qui empêchent 1 eau de pénétrer dans un sol non saturé et l’obligent à circuler en surface. Mais il existe aussi un autre type de situation, en fait beaucoup plus simple, qui explique la formation d une circulation de l’eau à la surface du sol : c’est lorsque ce dernier, déjà saturé, ne peut plus absorber d eau.Des travaux récents ont montré l’importance de croûtes biologiques, dont les mécanismes de formation sont très différents et dont le rôle a surtout été mis en évi dence dans des climats désertiques. Il est pourtant probable que ce rôle n est pas négligeable sous les conditions climatiques tempérées, et que le développement de croûtes alguaires, par exemple dans les inter-rangs de maïs, doit avoir, sur la formation du ruissellement, des conséquences encore mal connues.