Dix-sept années de mesures expérimentales de l'érosion et du ruissellement sur un sol ferrallitique

221 Pages·2001·14.52 MB·French

by  Roose, Eric

No d'ordre 20
s s
T.H E E
présentées à Ia
. FACULTÉ DES SClENCES DE L'UNIVERSIT~ D'ABIDJAN
pour obtenir
LE TITRE DE DOCTEUR: ING~NIEUR
lnp6nieur Agronome de I*Mniweraite' de Louvain
Maître de Recherches en P&'doJogie 1'Q.R.S.T.Q.M.
Premiaro thèse
Oeuxieme thèse
,
Proposition donn6e par la Fa Ilté
Soutenues IC 7 Juin 1973 devant la commission d'examen
MIM F: LEtOPIO Président et rapporteur
B. Didier de' $aint hand
J.P lard Exàninateurs
Y. Chatelin
Copy right O R STO M Abidjan, Juin 1973
DOYBN
M. BAUDBT Jean
MM BA ISTAVA "$AL OU
KAMMACHBE Paul
B3GUI Vincent
TEXCOCI? ]!obert
ZkNDJChBTTA Jean Victor
BEAUT? Jean Antoine
D'AUZAC 3ean Claude
LELONG François
Mme
FA.
M. BADEE Andre
Attach6 Principal. d'Adm2nistration
Universitaire
S O M M A I R E
PAGES
AVANT-PROPOS
R E S U M E
-IN-T-R-O-D--U-C-T-IO-N- . I
----------CI
5
.
I1 Situation géographique e t végétation naturelle, 5
12, Le climat, 5
13. Le s o l (description dBtailL6e et fiche analytique) 8
..
21. Description des cases d'érosiokl. 14
22 , Les manipulations 15
23. Precision de la methode, 16
20
31. Illfluence du Gouvert vég6tal e t des techniques
21
wlturales
31 .I. Le couvert, 22
.
,
3 I .I ,1 sa dynamique
31 .I .2* son architecture,
31 .I .3. la methode biologique de lutte an-tiérosive,
31.2. Les techniques culturales, 30
31.2.1, le labour profona,
31.2.2. le travail superficiel,
31.2.3, l e buttage et billonnage non jsohypse,
31.2,4. le billonnage isohypse cloisonné.
31.3. Conclusions 35
+
.
32 Quelques techniques antiérosives 37
32.1. les bandes d'arr8t. 37
32.2. le mulching artificiel. (Curasol), 40
. .
32.3 Conclusioas 43
pages
33. Influence du gradient de l a penteu 44
.
34. Importance du précédent cultural e t des autres
50
sources de variabilité
34.1. Campagne 1966 : un seul traitement sur toutes
50
los parcelles. 9
34.2. Campawe 1967 1969 : rotation triemiale e t
54
. maïs en continu.
34.3. Conclusions
35. La pluie, cause primaire de Ilérosion. 59
35.1. la hauteur des pluies unitaires e t l'humidité
59
préalable du sol*
35.2. la hauteur des pluies cumulées (mensuelle ou 62
amuelle)
35.3. l'intensité des pluies e t leur durée. 64
35.4. Conclusions. 66
- -
CHAPITRE 4 INTEWRETATION DES RESULTATS : LES COEFFICIENTS
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
DE WISCHMEIER
41. L@Gqua"ciond e prgdiction de 1'6rosion. 68
42. L'agrossivitk climatique (R). . 71
43. La susceptibilité des sols 8. l'érosion hydrique (K) 77
44. Influence de la pente (SII), 84
45. ~e couvert e t les façons cultur.a Les (C), 90
46.. Les pratique.s aulti4rosives (P) 93
47 Conclusions 98
1O 0
1o 1
51.1. difficultés de la méthode.
51.2, résultats e t leur interpr6tation globale.
51.3. discussion.
52, Essai de schéma de bilan hydrique. 108
53. Pertes chimiques e t colloïdales dues aux phénomknes
113
d'érosion,
54. Conclusions SUT 1'6volution des sols soumis à l'érosion.120
122
BIBLIOGRAPHIE.
RESUME DE L'UTILISATSON DES 'PARCELLES DEPUIS 1956.
- -
AVANT PROPOS
Les travaux qui font l'objet de ce mémoire ont été
réalisés au Centre ORSTOM d'Adiopodoum6 par le. service de
Pédologie et le Laboratoire Central d'Analyses.
Je tiens d'abord 8. rendre hommage B mes collègues
pédologues de l'ORSTOM, DABIN, LENEUF et PERRAUD qui ont m i s
en place les parcelles dtérosion et poursuivi.les essais de
1956 8. 1963 ainsi qu'aux chefs de laboratoire, Messieurs
NALOVIC puis GOUZY, responsables de la mise au poiht et de la
réalisation des analyses d'eau, de suspension et 'de terre.'
Je suis profondêment reconnaissant B la Direction
de l'Office de la Recherche Scientifique et Technique OutremMer
de m'avoir confié un programme d'étude de l'érosion qui appa-
rait si important pour l'avenir 8. long terme de llagriculture
des régions tropicales.
En particulier, jtexprime ma gratitude 8. Monsieur le Professeur
CAMUS, Directeur Général de l'office, 8. Monsieur AUBERT,
Président du Comité Technique de Pédologie et mon Professeur
de pédologie 8. Paris, 8. Monsieur FOURNIER mon directeur scien-
tifique qui m'a patiemment initié aux problèmes passionnants
de la conservation des sols au Bureau Interafricain des Sols
et B Monsieur RODIER, mon parrain scientifique9 President du
Comité Technique d'Hydrologie qui mla régulièrement donné le
point de vue des hydrologues sur les problèmes de précipitation,
de ruissellement et de hilan hydrique en général.
J'exprime aussi ma vive gratitude aux membres du
Jury devant lequel jtai soutenu cette thèse et qui ont accep-
té d'étudier en d6tail les problèmes assez spécialisés qui y
sont expos&s, Je remercie tout spécialement Monsieur LELONG,
Professeur en géologie 8. ia Faculté des Sciences d'Abidjan,
qui a bien voulu en $tre 1e.rapporteur après avoir suivi mes
travaux pendant quatre ans. Je remercie aussi llessieurs DIDIER
DE SAINT-AMAND, Directeur de l'ENSA, BARD, Professeur de g6o-
logic 8. la Facultg des Sciences d'Abidjan et CHATELIN, Direc-
teur de recherche en pédologie 2~ 1'ORSTOM d'avoir pris h coeur
leurs rôles dlexaminateurs.
En plus des membres du Jury, Messieurs AUBERT, FOURNIER, FAUCK,
AUDRY e t CONlBEAU de 1fORSTOM ont eu l e dévouement d'assurer la
correction et la critique du texte primitif.
Signalons ensuite la masse des mesmes l e terrain,
SUT
. . des calculs e t des résultats avlalytiques accu-
mulés depuis 17 années : j 'aurais ét6 bien incapable de l e s ras-
sembler, de les dépouiller e t de les interpréter sans l'aide
de l'kquipe des techniciens de pédologie qui ont assuré l e s ru- '
des travaux de terrain e t de laboratoire.
Je remercie tout particulièrement Messieurs HENRY DES TUREAUX,
compagnon de mes travaux de 1967 8. 1971 e t ASSELINE qui, depuis
octobre 1972, en me dgchargeant avec beaucoup de compétence.
des problèmes techniques, m'a permis d'approfohdir l'interpré-
tation de mes r6sultats.
Je suis très reconnaissant aussi aux techniciehs africaivls qui
m'ont assisté ,chacun 8. son vliveau,en particulier Messieurs
DIALLO SOUNSOUNA o KOUAINE Marcel SAGOU Josué, KIND0 Hamidou,
KOUANDA Hamidou, KOUASSI Augustin, Marcel LAGOU, KOFFI Léon,
DEME Hamade, INZA Dosso e t à toute l'équipe des techniciens
du laboratoire d'avlalyse qui ont réalisé de si nombreuses dé-
terminations.
Ehfin, je ne saurais oublier tous ceux qui, d'une ma.-
nière ou d'une autre, par leurs encouragements, leurs critiques
ou leurs conseils, m'ont aid6 à poursuivre mes essais de bilan
e t d'étude de l'évolutiosn actuelle des sols. Je pense eh par-
ticulier 8. Messieurs BOUCHARDEAU, LUC, MAIGNIEN e t TONNIER,
Directeurs successifs du Cevltre ORSTOM d'Adiopodowa6, h Messieurs
de BOISSEZOPS, ancien chef du service de Pédologie 8. Adiopodoumé,
CHARREAU agropédologue de 1'IRAT e t aux nombreux visiteurs
dont les remarques pertinentes mfont amené à creuser un sujet
dont les implications théoriques e t pratiques ne leur ont pas
échap@
Je souhaite vivement que ce mémoire, a.boutissement
de l'effort de tant do personnes donne une vue synthétique des
problèmes posés par lr6rosion hydrique en basse Côte d'Ivoire,
qU*Oh y puise des exemples pour sensibiliser les 6lèves e t les
étudiants ivoiriens au devoir de protéger l e capital foncier
de leur pays e t que l e paysalmat e t ses représantan'cs au sein
du Couvernement tirent profit des conclusiom pratiques qui
eh découlent .
D W - -SEPT ANNEES DE NESURES EXPERIf'IEN'fAI,E!S DE L'EROSION ET
DU RUISSELLEMENT SUR UN SOL FERRALLITIQUE SABLEUX DE
BASSE COTE D'IVOIRE.
CONTRIBUTION A L'ETUDE DE L'EROSION HYDRIQUE EN MILIEU
INTERTROPICAL.
par E. ROOSE
Maître de Recherches en Pédologie B 1'ORSTOM
Résumé du mimoire présenté B Abidjan le 7 Juin 1973
Sous l'influence de la pression démographique et de
l'extension des cultures d'exportation, le temps de jachère
accordé au s o l ea Afrique de l'Ouest s'est fort réduit. Dès
lors l e s dangers d'êrosion se sont considérablement accrus
en certaines zones denses, En effet, lorsqu'on dénude le sol,
ltérosion croft de 0,2 t/ha/an sous forêt et sous savane non
brûlée B 120 t/ha/an sur des pentes de 7 $ et 600 t/ha/an sur
des pentes de 25 $ de basse Côte dlIvoire. Dans le même temps
le ruissellement augmente de moins de I $ B 30 ou 40 $ des
précipitations annuelles.
C'est ce qu'on appelle l'érosion accélérée par les cultures.
Pour faire face B ce problème préocci pant concernafit
le patrimoine foncier africain 1'ORSTOIVI et les Instituts
Français de Recherche Appliquee ont mis en place, sous l'ins-
tigation de F. FOURNIER, tout un réseau de parcelles d'étude
expérimentales de I*érosion et du ruissellement pour en éva-
luer les causes et les moyens de lutte. Près de vingt ans
plus tard, ce mémoire voudrait présenter uhe synthèse des ré-
sultats obtenus par 1tORSTON au Centre d'Adiopodoum6 près
d'Abidjan ainsi qu*une comparaison avec ceux des stations
voisines.
-
I LE MILIEU.
Ita station d'Adiopodown6 (5O20 N ; 4008 W) se eitue
& une vingtaine de kilomètres d'Abidjan en basse Côte d'Ivoire
sous un climat subéquatorial deux saisons des pluies,carac-
térisé par des températures variant peu autour de la moyenne
amuelle (26,2O C) e t des précipitations annuelles moyennes
de l'ordre de 2.100 mm dont la moitié peut tomber en 2 mois
consécutifs. Les pluies sont particulièrement importantes e t
violentes : on peut s'attendre 8. une averse exceptionnelle
de plus de 200 mm tous les 4 ans e t de 150 m tous les ans.
Les intensités instahtanées atteignent exceptionnellement 200
B 24.0 "/heure. Les intensités maximales dépassent rarement
100 B 150 "/heure durant I 5 minutes, 80 8. IO0 "/heure durant
30 minutes, 60 mm/heure durant une heure e t 30 "/heure durant
3 heures.
Le s o l de la station d'Adiopodourn6 est un s o l fer-
rallitique très désaturé, riche en sahles grossiers, & profil
homogène e t très perméable (I< = 10 120 cm/heure)
-
II LE DISPOSITIF*
I1 comprend neuf parcelles d'érosion de 15 mètres
-
de long, 6 mètres de large, 4,5 7 e t .23 $ de pente dans une
large clairière en bordure de plateau. Chaque case d'érosion
est composée d'une parcelle de 90 m2 isolée de l'extérieur
par des tôles fichées en terre, au bas de laquelle 'uc anal
récepteur dirige les eaux e t les terres érodées vers un sys-
tème de stockage form6 d'un piège 8. sddiments e t de deux cuves
de 2 m3 reliées par un partiteur 8. 7 tubes. Cette methode dont
il he faut pas espérer une précision à plus de 10 $ prss,
donne des ordres de grandeur relatifs 8. divers facteurs de
l'éroaion e t divers traitements comparés côte, à côte ou sur
des dispositifs semblables en d'autres stations.
-
III LES RESULTATS A A.DIOPODOUME,
-w
-
La pluie est 1'a.gent causal primaire des phenomknes d'é-
rosion par son énsrgie ciné-tique qui f a i t intervenir B la f o i s
la hauteur e t ltintensité des précipitations pendant un certain
temps. Le ruissellement est l'agent transporteur des particules
arrachées mais peut devenir à son tour abrasif lorsque l a pente
8)
augmente (plus de I5 e t que les écoulements s'organisent eh
un système de rigoles hiérarchisées.
-
I
Le couvert végétal est l e facteur qui modifie l e plus
l'expression de lfagressivité des pluies. La vitesse avec la-
quelle la végétation recouvre l e sol e t secondairement son ar-
chitecture (hauteur, forme entonnoir ou parapluie enracinement
superficiel ou pivotant) jouent un rôle prépondérant
-
Lorsque l e couvert est incomplet (cas de la plupart des
cultures) certaines façons culturales (labour profond, paillage,
enfouissement de matières organiques, travail suivant les
courbes de niveau) peuvent réduire temporairement 1'é rosion.
Un bon travail du sol augmente sa macroporosité mais réduit sa
cohésion : il diminue durant 3 ou 4 semaines les phénomènes
d'érosion mais les augmente à long terme a moins que l'accrois-
sement du couvert vBgétal qui en découle ne vienne compenser
ltaugmenta-bion de la détachabilité du sol.
-
Les techniques antiérosives telles que les bandes dlarrêt
ou l e mulching naturel ou artificiel (Curasol) peuvent aider
à résoudre certains problèmes de conservation de l'eau e t du
s o l : ils réduisent Les pertes eh terre de 40 8. 95 $ des té-
moins. Parmi ces techniques les mgthodes biologiques paraissent
beaucoup plus efficaces que les méthodes mhaniques pourtant
beaucoup plus développéesdans les manuels de cohservation du
sol
o
-
Lorsque l e gradient aupente, llérosion croît de façon
exponentielle mais lo ruissellement diminue.sur s o l mo
La variabilité de rC?onse des parcelles oxp6rimen-
-
tales provient glus du ?is yesi55f 1 u h G h e {irrégularités de
forme de la pente, parc-l;it;cL-,,r) que du, précédent cultural dont
ltînfluence s fest avérée negligeable ?.ms l e s essais étudies ,
oÙ l e niveau de production fut toujours assez extensif,