Université Larbi Ben M'hidi Oum El Bouaghi

• L'objectif principal de ces cours est de familiariser l'étudiant avec la physiologie et le développement des végétaux (surtout celle des plantes à fleur) . L'étudiant sera en mesure de comprendre les principales notions suivantes :

1)Quels sont les mécanismes pour assurer la nutrition en éléments minéraux, en eau et en matière organique ?
2) Qu’est ce qui régularise le développement et la croissance chez les plantes ?
3) Comment le végétal s'adapte-t-il aux conditions environnementales?

• Connaissances préalables recommandées

1) Notions de Biologie Cellulaire
2) Notions de Biologie Végétale

Géomorphologie
GEOMORPHOLOGIE
gê : terre
morphê : forme
logos : discours, étude
GEOMORPHOLOGIE
Chap I. Géomorphologie structurale
Nature /lithologie
Disposition /stratigraphie
Déformation des roches /tectonique
Structures tabulaires
Structures plissées
Structures faillées
Structures cristallines
Géomorphologie dynamique
Érosion, altération, ablation
Transport
Dépôt
lithologie ou pétrologie
La lithologie (lithos =pierre) ou pétrologie (Petra= roche) , comme leurs noms
l’indique c’est l’étude des roches.
Les pétrographes classent les roches dans trois familles selon leur origine :
les roches magmatiques ou endogènes;
les roches sédimentaires ou exogènes;
les roches métamorphiques.
Roches magmatiques ou endogènes
Roches magmatiques plutoniques
Refroidissement lent du magma en profondeur
Granite
Roches magmatiques volcaniques
Refroidissement très rapide du liquide magmatique au contact de l'air ou de l'eau
Basalte.
Roches sédimentaires
Elles proviennent de l'accumulation de sédiment qui se déposent en couches, appelées
strates.
Calcaire, grès, argile
Roches métamorphiques
Roches formées par la recristallisation (et généralement la déformation) de roches
sédimentaires ou de roches magmatiques sous l'action de la température et de la
pression qui croissent avec la profondeur dans la croûte terrestre ou au contact
d'autres roches.
Marbre, gneiss, schistes
Disposition /Stratigraphie
On appelle stratigraphie l’étude de la succession des strates ou couches sédimentaires.
Elle permet avec la sédimentologie de reconstituer l’évolution des dépôts
sédimentaires dans l’espace et dans le temps mais aussi la reconstitution de paysages
du passé (paléogéographie).
Agent de dépôt : mer, eau courante, vent, glacier…
LES PRINCIPES FONDAMENTAUX DE LA STRATIGRAPHIE
Principe de l’actualisme : les mêmes causes ont les mêmes effets .
Principe de la superposition : les couches géologiques les plus basses sont les plus
anciennes, si une couche a est sous une couche b, alors a est plus ancienne que b .
Principe de l’horizontalité : les couches se déposent horizontalement .
Principe de continuité : une couche a le même âge sur toute son étendue .
Principe de recoupement : lorsqu’une couche est recoupée par une faille ou un filon,
alors cette couche est plus ancienne que la faille ou le filon.
Principe de l’inclusion : un objet inclus dans une couche est antérieur à cette couche.
EXCEPTIONS NOTABLES À CES PRINCIPES
Pour chacun de ces principes on peut trouver des exceptions. Ces exceptions
dépendent du mode de sédimentation et de l'échelle à laquelle on les observe :
les nappes alluviales les plus récentes peuvent être déposées après l'encaissement de
la vallée et être plus basses que les alluvions antérieures (néanmoins, les alluvions
récentes ne sont pas recouvertes par les plus anciennes) ;
Lacunes/discordance
Une lacune est une discontinuité chronologique entre deux couches.
lacune d'érosion : l'érosion a enlevé des couches, puis la sédimentation a repris en
laissant la lacune.
lacune de sédimentation : pendant la période correspondant à la durée de la lacune, la
sédimentation s'est interrompue. Cela est peut être dû à une régression marine
 GEOMORPHOLOGIE DYNAMIQUE
 Notion d’érosion
 L’érosion linéaire
 L’érosion en masse (les mouvements de terrain)
 L’érosion éolienne
 L’érosion côtière
 L’érosion anthropique
 EROSION
 Définition
 Agent d’érosion
 Cycle de l’érosion
 L’altération ou météorisation
 Altération mécanique
 Altération physico-chimique
 Altération biologique
 DEFINITION
 Erosion vient de "ERODERE", verbe latin qui signifie "ronger".
 Processus naturel.
 Phénomène d’usure des roches.
 Les reliefs montagneux sont peu à peu remplacés par des surfaces plus ou
moins planes, de faible altitude, appelées surface d’aplanissement.
 Les processus d’érosion
 Ravin
 Glissement de terrain
 Éboulement
 Sapement de berge
 LES Processus d’accumulation
 Terrasse
 Plaine
 Plage
 Dune
 Delta
 AGENTS PRINCIPAUX D’EROSION ET D’ACCUMULATION
 L’eau
 La glace
 Le vent
 La mer
 L’homme
 CYCLE DE L’EROSION
 L’altération ou météorisation
 Le transport
 L'accumulation
 L’ALTERATION OU METEORISATION
C’est des mécanismes conduisant à une modification des propriétés chimiques et/ou
minéralogiques des roches, ayant comme conséquence leur destruction partielle ou
totale.
Trois processus :
 altération mécanique,
 altération physico-chimique,
 altération biologique
 ALTERATION MECANIQUE
Fragmentation de la roche en éléments plus petits. On aura :
 La thermoclastie
 La cryoclastie ou gélifraction
 L’hydroclastie
 L’haloclastie
 LA THERMOCLASTIE
 Processus de désagrégation mécanique des roches sous l'effet des variations de
température.
 Changements de températures provoquent la fissuration de la roche et
l'apparition d'écailles de desquamation.
 La couleur de la roche est un paramètre important contrôlant l'ampleur des
variations thermiques.
 La thermoclastie est un des nombreux processus de météorisation oeuvrant à la
surface de la Terre.
 LA CRYOCLASTIE OU GELIFRACTION
 Du grec ancien κρύος/kruos, « froid », et κλασις/klasis, « briser, rompre ».
 Processus provoqué par les cycles de gel et de dégel de l'eau.
 L'eau pénètre dans les fissures des roches quand elle gèle, son volume
augmente de 1/10 et la fissure s'élargit, séparant les blocs.
 Les roches massives sont brisées suivant les réseaux de fissures, libérant des
gélifracts.
 On les retrouve en régions froides et humides, essentiellement les zones
périglaciaires
 L’HYDROCLASTIE
 Altération mécanique liée aux changements de la teneur en eau des matériaux
rocheux.
 Infiltration de l’eau qui dans les fissures de la roche
Gonflement de certains minéraux capable d’absorber cette eau.
Argiles (gonflement de 60 % pour la montmorillonite, par exemple).
 L’HALOCLASTIE
 Du grec halos, sel
 Présence de sels dissous dans les eaux d’infiltration
 Météorisation par des cristallisations salines
 Croissance de cristaux (hydratation)-provoquent une désintégration granulaire.
 Régions arides ou littorales, efficace dans les roches poreuses.
 ALTERATION PHYSICO-CHIMIQUE
Transformation chimique, sous effet de l’air et de l’eau, des minéraux d’une roche.
On obtient des produits meubles et des minéraux secondaires (de néo-formation), dits
altérites.
 Oxydation
 Réduction
 Mécanisme d’échange de cations
 Dissolution
 ALTERATION BIOLOGIQUE
Rôle important dans la météorisation, du point de vue :
 mécanique : racines qui aboutit a des fissurations
 chimique : acides organiques, réactions et activité microbienne.
 LES STRUCTURES CRISTALLINES
 SOMMAIRE
Introduction
I - Les structures cristallines
A – La structure intrusive
B – La structure métamorphique ou cristallophyllienne
C – La structure effusive ou volcanique
II – Le relief des régions cristallines
III – Le relief en structure volcanique
 INTRODUCTION
 Les structures cristallines affleurent sur une part importante de la surface des
continents.
 On classe les structures cristallines en trois catégories :
▪ La structure intrusive d’origine interne.
▪ La structure métamorphique ou cristallophyllienne.
▪ La structure effusive ou volcanique.
 LA STRUCTURE INTRUSIVE
Elle est constituée de roches appelées « plutoniques », lentement consolidées en
profondeur.
Les roches sont en général massives et plus rarement feuilletées. On aura une texture
grenue et microgrenue
Présence de diaclases ou de fissures.
On aura des massifs et des filons.
 Les massifs à bords francs, c'est-à-dire des batholites essentiellement
granitiques.
 Les filons : ce sont des annexes émises par les batholites principaux. Ils sont
souvent constitués de granite.
 LA STRUCTURE MÉTAMORPHIQUE OU CRISTALLOPHYLLIENNE
 Les caractéristiques de cette structure sont intermédiaire entre celles
précédemment décrites et celles des structures sédimentaires.
 L’enfoncement de ces dernières a pour conséquence un métamorphisme lié à
des phénomènes thermiques (cuissons) et dynamiques (pressions).
Elle est parfois massive mais le plus souvent feuilletée.
Selon leur affleurement, on peut distinguer deux modes de gisement :
 Le métamorphisme local ou de contact : auréoles autour des batholites et des
filons, au voisinage des coulées et émissions volcaniques.
 Le métamorphisme régional ou général : autour de vastes massifs granitique,
on aura plus des auréoles à l’échelle kilométrique, mais de vastes ceintures ou
zone couvrant tout une région.
 LA STRUCTURE EFFUSIVE OU VOLCANIQUE
Son caractère dominant est sa mise en place par effusion et projection.
 LE GISEMENT
On deux grands types de gisement :
 Les épanchements : on aura d’une part, les matériaux qui se répandent plus ou
moins loin autour de la zone d’émission (coulées basaltiques), d’autre part, ces
matériaux peuvent être projetés dans les airs et retombés tout alentour à la
surface du sol (projection).
 Les interstratifications : la montée des matériaux volcaniques se trouve parfois
arrêtés avant d’avoir atteint la surface du sol. Les roches encore fluides
s’insinuent alors entre les plans de stratification des roches sédimentaires
encaissantes.
 LA TEXTURE
Les roches volcaniques sont caractérisées par leur texture microlitique ou vitreuse
résultant d’un refroidissement rapide.
 LES ÉDIFICES VOLCANIQUES
 Les matériaux
 Les laves :
▪ Laves visqueuses : rhyolites, dacite et trachytes
▪ Laves très fluides : basaltes
 Les projections :
▪ Cendres : inférieur à 4 mm,
▪ Lapilli : entre 4 mm et 5 à 10 cm
▪ Blocs : supérieur à 10 cm.
 Les types d’éruptions
 Hawaïen
 Strombolien
 Vulcanien
 Type péléen
 LE RELIEF DES RÉGIONS CRISTALLINES
 Une monotonie fréquente.
 Des vallées étroites à versants convexes.
 Une structure rigide et faillée.
 LE RELIEF EN STRUCTURE VOLCANIQUE
Les principaux types de formes sont :
 Des reliefs plus ou moins coniques sur l’emplacement des bouches
d’émission,
 Des champs de scories qui recouvrent une surface d’étendue variable,
 Des coulées de laves qui constituent des plateaux.
 Les STRUCTURES faillées
 SOMMAIRE
I - La structure faillée : la cassure
A – Définition
B – Les éléments d'une faille
C – Les types de failles
 LA STRUCTURE FAILLEE : LA CASSURE
Définition:
 La faille est produite par la mauvaise transmission d’une poussé ou d’un effort
tectonique dans un matériel rigide inapte à la déformation souple ou au
plissement (série dite incompétente).
 C’est une rupture de la continuité de terrains primitivement situés au même
niveau.
 Elle se traduit par un contact anormal entre des couches d’âge différent
(couches sédimentaire) et par une dénivellation entre deux compartiments
séparés par un miroir de faille.
 A ce mouvement vertical peut s’associer un déplacement latéral des blocs, que
l’on nomme décrochement.
 En d’autres termes : une faille est un plan de rupture le long duquel les deux
blocs rocheux issus de la fracture se déplacent l’un par rapport à l’autre. Ne
pas confondre avec diaclase.
 Les failles ont des dimensions pouvant aller de quelques millimètres (échelle
microscopique) jusqu’à des centaines de kilomètres (à l’échelle des plaques
tectoniques)
 LES ÉLÉMENTS D'UNE FAILLE
Il existe toute une terminologie autour de la faille :
 Compartiments
 Lèvres
 Regard
 Plan de faille
 Rejet de faille
 Miroir de faille
 Toit
 Mur
 Compartiments : blocs rocheux séparés par une faille, l'un est « soulevé »,
l'autre « affaissé »
 Lèvres : Surfaces de contact engendrées par la cassure sur chacun des bloc
séparés, donc se sont les bords des deux compartiments décalés
 Regard : côté vers lequel plonge la lèvre du compartiment soulevé
 Plan de faille : surface de glissement, verticale ou oblique, d'un compartiment
par rapport à l'autre
 MIROIR DE FAILLE
 La zone rocheuse mis à jour lors du mouvement des blocs rocheux est appelé
miroir de faille. C’est une section du plan de faille ayant subi par frottement
un polissage mécanique ou affecté de stries, de rayures orientées dans le sens
du déplacement.
 REJET DE FAILLE
 Rejet de faille : ampleur du déplacement relatif d'un compartiment par rapport
à l'autre le long du plan de faille
Exemple d’un miroir de faille
Miroir de faille strié
Des éléments striateurs ont creusé des rainures dans la roche.
 TOIT ET MUR D’UNE FAILLE
 La partie située au-dessus du plan de faille est nommé le toit ; la partie située
en dessous est nommé le mur.
 LES TYPES DE FAILLES
Suivant le type de mouvement relatif, on définit trois types de failles :
 Faille normale
 Faille inverse
 Décrochement
 FAILLE NORMALE
 Les failles normales sont dues à un mouvement d’extension (étirement) de la
roche. Un des compartiments va s’abaisser par rapport à l’autre pour combler
l’espace crée par l’extension.
 FAILLE INVERSE
 Les failles inverses sont dues à des mouvements de compression
(rapprochement) des roches. Un des compartiments va se soulever par rapport
à l’autre pour permettre la réduction de l’espace crée par la compression.
 DÉCROCHEMENT
 Les failles de décrochement sont dues à des mouvements de cisaillement de la
roche. Le plan de rupture (plan de faille) reste vertical et les deux blocs issus
de la fracture vont glisser l’un contre l’autre. Il n'y a pas de décalage vertical
mais simplement un glissement latéral d'un bloc par rapport à l'autre.
 LE RELIEF EN STRUCTURE FAILLÉE
 Le cas des failles sans abrupts
 Les escarpements de faille originels
Les STRUCTURES plisséES
SOMMAIRE
Introduction
I - Les structures plissées
A – Le pli
1 – Le pli harmonique
2 – Le pli dysharmonique
B – Le style de plissement
1. Style congruent
2. Style éjectif
3. Style déjectif
4. Style isoclinal
5. Style en éventail
II – Les reliefs en structures plissées
A – Les formes structurales élémentaires
1 – Les formes dégagées dans les anticlinaux
2 – Les formes dégagées dans les synclinaux
3 - Les formes en rapport avec le réseau hydrographique
INTRODUCTION
La structure plissée :
Déformations du matériel rocheux,
L’élément fondamental est le pli.
On retrouve ces structures plissées au niveau des :
Chaînes de montagne
Socles
Le relief de ces structures est en fonction de :
La diversité des conditions lithologique
La complexité des conditions tectoniques
L’action plus au moins poussée de l’érosion
LE PLI
Les éléments descriptifs d’un pli
1: élévation structurale 2 : plan axial 3: flanc du pli
4: charnière anticlinale 5 : charnière synclinale 6 : inclinaison du plan axial
TYPES DE PLI
LE PLI HARMONIQUE
Les caractères transversaux
Élévation structurale
Inclinaison du plan axial bissecteur
La pente des flancs
• Symétrique
• Dissymétrique
ÉLÉVATION STRUCTURALE
INCLINAISON DU PLAN AXIAL
Pli droit : plan axial vertical, affleurements symétriques et largeurs identiques
Pli déjeté : plan axial incliné de moins de 45°
Pli déversé : l’inclinaison du plan axial est égal ou supérieur à 45° (les affleurements
sont alors dissymétriques et de largeurs différentes)
Pli couché : plan axial horizontal
PLIS SYMÉTRIQUES
Plis droit : flancs symétriques par apport au plan axial
Pli coffré : flancs parallèles et verticaux, le sommet de l’anticlinal est plat
Pli normal : flancs convergent vers le sommet du pli
Pli en éventail : flancs convergent vers le bas (pendages dirigés vers le coeur de
l’anticlinal)
PLIS DISSYMÉTRIQUES 1
Plis déjeté, pli déversé, pli couché : flancs dissymétriques par apport au plan axial
Pli en genou : flancs sont dissymétriques, flanc horizontal dominant le flanc vertical
Plis déversé, pli couché : flancs dissymétriques par apport au plan axial, inclinés dans
la même direction. Le flanc supérieur est appelé flanc normal, le flanc inferieur est dit
flancs inverse
Pli étiré : amincissement des couches du flanc inverse (Phénomène d’étirement)
PLIS DISSYMÉTRIQUES 2
Pli laminé : disparition des couches étirées du flanc inverse (phénomène de laminage)
Pli-faille : flanc inverse s’est faillé lors du plissement
Pli chevauchant : une rupture affecte le flanc inverse, le flanc normal vient le
recouvrir plus au moins largement (phénomène de chevauchement)
Pli retourné : anticlinal très élevé structuralement, son sommet bascule dans un
synclinal voisin
LE PLI DYSHARMONIQUE 1
Les plis diapir : entrainement et injection de couches plastiques (couches salines) à la
faveur d’un plan de rupture affectant un pli
Extrusion : quand les efforts tectoniques fassent percer un noyau de roches rigides à
travers une masse de terrains plastique
LE PLI DYSHARMONIQUE 2
Les charriages : lorsqu’un chevauchement a une grande amplitude, (jusqu’à des
dizaines de Km), on l’appelle nappe de charriage. Cette dernière peut être aussi des
vastes plis couchés dont l’axe a parcouru une grande distance.
Le vocabulaire des nappes de charriage:
Front de chevauchement
Klippes
Tête plongeante
Fenêtre et demi-fenêtre
Phénomène de biseautage
NAPPES DE CHARRIAGE
Le style de plissement
On a un plissement régulier où les cassures sont des accidents secondaires. Il peut être
caractérisé par la :
Largeur des ondulations : style congruent, éjectif et déjectif
Symétrie ou dissymétrie des plis : style isoclinal et en éventail
STYLE DE PLISSEMENT CONGRUENT
STYLE DE PLISSEMENT ÉJECTIF
STYLE DE PLISSEMENT DÉJECTIF
STYLE DE PLISSEMENT ISOCLINAL
STYLE DE PLISSEMENT EN ÉVENTAIL
LES RELIEFS EN STRUCTURES PLISSÉES
Les formes structurales élémentaires
Les formes dégagées dans les anticlinaux
Les formes dégagées dans les synclinaux
Les formes en rapport avec le réseau hydrographique
LES FORMES DÉGAGÉES DANS LES ANTICLINAUX : LES MONTS
LES FORMES DÉGAGÉES DANS LES ANTICLINAUX : LES COMBES
LES FORMES DÉGAGÉES DANS LES ANTICLINAUX : LES CRÊTS
LES FORMES DÉGAGÉES DANS LES ANTICLINAUX : LES COMBES
LES FORMES DÉGAGÉES DANS LES SYNCLINAUX
LES FORMES EN RAPPORT AVEC LE RÉSEAU HYDROGRAPHIQUE
Réseau hydrographique en structure plissée :
Adapté aux données tectoniques :
• Rivières synclinales
• Ruz ou rûs
Adapté aux données lithologiques
• Rivières anticlinales
• Torrents anaclinaux.
Inadapté aux données tectoniques
• Cluse
LES FORMES EN RAPPORT AVEC LE RÉSEAU HYDROGRAPHIQUE: CLUSE
 Les STRUCTURES TABULAIRES
 SOMMAIRE
Introduction
I - Les structures tabulaires
A - Structure horizontale
B - Structure monoclinale
C - Les relations entre structure horizontale et monoclinale
II - Les formes de reliefs en structures tabulaires
A – définition et types d’abrupts d’érosion à corniche
1 – Définition
 Au point de vu topographique
 Au point de vu structural
 Au point de vu hydrographique
2 – Différents types d’abrupts d’érosion à corniche
 INTRODUCTION
Les structures tabulaires sont par définition :
 Sédimentaires, en générale;
 Alternées, le plus souvent, quant à la résistance des terrains : elles présentent
une superposition de couches de dureté variable;
 Peu ou pas dérangées par les mouvements tectoniques.
 STRUCTURES TABULAIRES
 Topographies planes
 plaines
 plateaux
 Formes verticales (talus)
 Escarpement
 rebords de plateaux
 falaises
 FORMES DES STRUCTURES TABULAIRES
 tectonique
 Couches horizontales
 Couches inclinées
 lithologique
Différence de résistance des roches
Érosion différentielle
 STRUCTURE HORIZONTALE
 Absence de pendage pour les couches sédimentaire.
 Pendage faible inferieur à 1°
 STRUCTURE MONOCLINALE
 Inclinaison ou pendage des couches sédimentaire dans une seule direction.
 Pendage faible dans les bassins sédimentaires: 2 à 10 %
 Pendage fort au niveau du contact entre les bassins sédimentaires et les
chaînes plissées
 Inclinaison peut être interrompue ou varié
 Les relations entre structure horizontale et monoclinale
On peut trouver les structures tabulaires dans les :
 bassins sédimentaire (la majorité),
 Massifs ancien de type sédimentaire (Tassili du Hoggar),
 Fosses océaniques comblés par des sédiments.
En générale, les deux structures sont associées, mais elles peuvent exister
indépendamment l’une de l’autre.
 LES FORMES DE RELIEFS EN STRUCTURES TABULAIRES
Les formes de reliefs en structures tabulaires sont:
 Les surfaces planes
 Les vallées
 Les abrupts d’érosion à corniche
 DÉFINITION D’ABRUPTS D’ÉROSION À CORNICHE
Les abrupts d’érosion à corniche sont des talus modelés dans un type particuliers de
structure. Il convient de les définir à triples point de vue:
 Au point de vu topographique
 Au point de vu structural
 Au point de vu hydrographique
Au point de vu topographique:
 Revers
 Front
 Dépression
Au point de vue structural
 Revers et Front : roches dures
 Dépression : roches tendres
Au point de vu hydrographique
 Les rivières cataclinales
 Les rivières orthoclinales
 Les rivières anaclinales
 DIFFÉRENTS TYPES D’ABRUPTS D’ÉROSION À CORNICHE
Le classement des abrupts d’érosion à corniche est en fonction de deux facteurs:
 la valeur et le sens du pendage
 la superposition des couches sédimentaires : structure concordante et structure
discordante
 Les abrupts d’érosion à corniche
a, b : coteaux c : cuesta d : crêt e: barre
 TECTONIQUE
 Définition
 Structure interne de la terre
 Plaques tectonique
 Plaques principales
 Plaques secondaires
 Zones de divergence
 Zones de convergence
 Zone de décrochage

TECTONIQUE/DÉFORMATION DES ROCHES
La TECTONIQUE, du grec tektōn signifiant « bâtisseur », « charpentier », est
l'étude des structures géologiques d'échelle kilométrique et plus, telles les chaînes de
montagnes ou les bassins sédimentaires, et des mécanismes qui en sont responsables.
Cette discipline est directement rattachée à la tectonique des plaques.
 STRUCTURE INTERNE DE LA TERRE
 SCHEMA DES PLAQUES TECTONIQUES
 PLAQUES PRINCIPALES
 Plaque africaine
 Plaque antarctique
 Plaque australienne (parfois intitulée indo-australienne ou australo-indienne)
 Plaque eurasienne
 Plaque nord-américaine
 Plaque pacifique
 Plaque sud-américaine
 PLAQUES SECONDAIRES
 Plaque arabique
 Plaque caraïbe
 Plaque de Cocos
 Plaque Juan de Fuca
 Plaque de Nazca
 Plaque philippine
 Plaque Scotia
 LES DIFFÉRENTES ZONES DE CONTACT ENTRE LES PLAQUES
TECTONIQUES
 Zones de divergence
 Zones de convergence
 Zones de décrochage
 ZONES DE DIVERGENCE
Les zones de divergence sont des zones où les plaques s'écartent, créant une dorsale
qui peut être océanique (dorsale Atlantique) ou continentale (le rift d'Afrique
orientale).
 ZONES DE CONVERGENCE
Les zones de convergence sont des zones où les plaques se rapprochent. On aura des :
 Zones de subduction
 Zones de collision continentale.
 ZONES DE SUBDUCTION I
Subduction intra-océanique : c’est la rencontre entre deux plaques océaniques. La plus
ancienne et donc la plus froide et lourde va précipiter sous l’autre.
 ZONES DE SUBDUCTION II
Subduction de la lithosphère océanique sous la marge continentale : c’est la rencontre
entre une plaque continentale et une plaque océanique. Cette dernière plus dense va se
précipiter sous la plaque continentale (on parle alors de marge active).
 ZONES DE COLLISION CONTINENTALE
Rapprochement entre deux plaques continentales (même densité)
Collision continentale
Formation d’une chaîne de montagne.
 ZONES DE DÉCROCHAGE
 déplacement latéral d'une plaque contre une autre plaque.
 Généralement entre deux plaques continentales.
Faille (ex: la faille de San Andreas en Californie et la faille nord-anatolienne en
Turquie
Violent séisme
Chap II. L'érosion hydrique
Si de la terre est arrachée lors du ruissellement, on parle alors d'érosion hydrique des
sols. L'érosion hydrique provoque un déplacement de sol de l'amont vers l'aval.
C'est l'une des principales dégradations des sols en France et en Europe (source site
internet UE). On calcule la gravité de l'érosion des sols en tonnes de terre érodée par
hectare et par an.
L'érosion hydrique des sols est un phénomène naturel dû aux précipitations.
Toutefois, de nombreuses pratiques humaines, principalement agricoles, peuvent
déclencher et/ou renforcer l'érosion hydrique des sols.
Il existe deux grands types d'érosion, liés à deux grands types de ruissellement :
• L'érosion diffuse. La lame d'eau qui ruisselle est de faible épaisseur avec une
vitesse d'écoulement faible. Cette lame d'eau n'est pas capable d'arracher des
particules de terre, seules les particules issus de la désagrégation due aux
gouttes de pluie (effet splash) sont entraînées. C'est une érosion qui concerne
de grandes surfaces [cf illustration].
• L'érosion concentrée. Si la vitesse du ruissellement est forte, des incisions se
forment dans le sol. Les particules de sol sont arrachées par cette lame d'eau
concentrée, et forment des rigoles, voire des ravines [cf illustration].
Les deux types d'érosion peuvent se rencontrer dans un même bassin versant [cf
illustration].
Photographies : Différents types d'érosion
Les principaux facteurs responsables de
l'érosion sont :
• L'érosivité du climat : intensité et
quantité des précipitations
• La présence d'une pente, sa longueur
et son degré d'inclinaison
• La capacité d'infiltration de l'eau dans
le sol et la stabilité structurale du sol,
et donc finalement la nature du sol
Schéma : Les facteurs de l'érosion
L'érosion est donc le fruit d'un processus commençant par une désagrégation des
agrégats à la surface du sol. Elle entraîne la formation d'une croûte structurale puis
sédimentaire, communément appelée la battance. Cette croûte réduit l'infiltration de
l'eau et conduit à la formation de ruissellement.
Si la lame d'eau est peu épaisse et ruisselle (cas de faible pente et grandes surfaces),
l'érosion qui s'en suit est dite diffuse.
Si la lame d'eau ruisselle a une forte vitesse, une incision du sol se produit et on
assiste à une érosion de type concentrée.
Schéma : Mécanisme de l'érosion
L’érosion du sol : causes et effets
Introduction
Quel que soit le relief du terrain, tous les sols sont naturellement soumis à l’érosion.
En agriculture, l’érosion du sol renvoie à l’amincissement de la couche arable d’un
champ sous l’effet des forces érosives naturelles de l’eau (figure 1) et du vent
(figure 2), ou sous l’effet des activités agricoles comme le travail du sol.
Que la cause de l’érosion soit l’eau, le vent ou le travail du sol, dans tous les cas, le
sol : se détache, se déplace, puis se dépose. La couche arable, qui est fertile, vivante et
riche en matière organique, est emportée ailleurs sur le terrain – où elle s’accumule
avec le temps – ou hors du terrain, dans les réseaux de drainage. L’érosion du sol
abaisse la productivité de la terre et contribue à la pollution des cours d’eau, des terres
humides et des lacs adjacents.
Le phénomène peut être lent et passer relativement inaperçu. Il peut aussi se produire
à un rythme alarmant et causer alors de lourdes pertes de terre arable. Le compactage
du sol, l’appauvrissement du sol en matière organique, la dégradation de la structure
du sol, un mauvais drainage interne, des problèmes de salinisation et d’acidification
du sol sont d’autres causes de détérioration du sol qui en accélèrent l’érosion.
La présente fiche technique s’attarde aux causes et aux effets de l’érosion des terres
agricoles par l’eau, le vent et le travail du sol.
Érosion hydrique
Compte tenu de l’ampleur du problème et de la gravité de ses répercussions sur le
terrain et hors du terrain, l’érosion hydrique est au coeur des efforts de conservation
des sols en Ontario.
La vitesse et l’ampleur de l’érosion causée par l’eau dépendent des facteurs suivants :
Intensité des précipitations et volumes de ruissellement
Plus grandes sont l’intensité et la durée d’une tempête de pluie, plus grand est le
risque d’érosion. L’impact des gouttes de pluie sur la surface du sol peut briser les
agrégats et disperser les particules de sol. Les particules les plus légères, dont les
particules très fines de sable, de limon, d’argile et de matière organique, qui se
détachent sous l’effet des éclaboussures d’eau de pluie sont facilement transportées
par les eaux de ruissellement. Il faut que l’énergie transmise par les gouttes de pluie et
l’écoulement soient plus importants pour emporter les particules plus grossières de
sable et de gravier.
Le détachement du sol causé par la pluie (les éclaboussures d’eau) est habituellement
plus grand et plus facilement observable lorsque le sol dénudé est exposé à des orages
brefs et violents. Même si l’érosion provoquée par des averses de longue durée et de
moindre intensité n’est habituellement pas aussi spectaculaire ni manifeste que celle
qui est produite par les gros orages, elle peut néanmoins entraîner des pertes de sol
considérables surtout lorsqu’elle s’aggrave à la longue ou que ces averses surviennent
pendant que le couvert végétal protégeant le sol est restreint.
Sur les terrains en pente, l’eau commence à ruisseler à la surface du sol lorsque
l’excédent d’eau ne peut plus s’infiltrer dans le sol ou que l’eau forme une mare à la
surface. La probabilité de ruissellement augmente lorsque le taux d’infiltration
diminue sous l’effet du gel, de l’encroûtement ou du compactage du sol. Sur les terres
agricoles, le ruissellement le plus considérable est observé vers la fin de l’hiver et le
début du printemps alors que, normalement, les sols sont saturés, la neige fond, et le
couvert végétal et la croissance végétative sont minimaux.
Érodabilité du sol
L’érodabilité d’un sol est une estimation, fondée sur les caractéristiques physiques du
sol, de la vulnérabilité de ce sol à l’érosion. L’érodabilité est surtout influencée par la
texture du sol, mais elle l’est également par sa structure, sa teneur en matière
organique et sa perméabilité. En général, les sols qui affichent une plus grande
résistance à l’érosion sont ceux dans lesquels l’eau s’infiltre plus rapidement, ceux qui
sont riches en matière organique et ceux dont la structure est améliorée. Les sables,
les loams sableux et les sols loameux ont tendance à être moins vulnérables à
l’érosion que les limons, les sables très fins et certains sols argileux.
Les pratiques aratoires et culturales qui appauvrissent le sol en matière organique,
nuisent à la structure du sol ou provoquent le compactage du sol contribuent à
accroître l’érodabilité. Par exemple, les couches de sol compactées sous la surface
peuvent faire obstacle à l’infiltration de l’eau et favoriser le ruissellement. La
formation d’une croûte de sol, qui a tendance à « sceller » la surface, nuit aussi à
l’infiltration de l’eau. Si, à certains endroits, l’encroûtement peut réduire les pertes de
sol causées par l’impact des gouttes de pluie et des éclaboussures d’eau, il entraîne
quand même une augmentation correspondante du volume des eaux de ruissellement
qui risque de provoquer des problèmes d’érosion plus graves encore.
L’érosion antérieure influe aussi sur l’érodabilité du sol. En effet, il arrive bien
souvent que les couches de sol sous-jacentes à la couche arable qui se trouvent
exposées ont tendance à être plus vulnérables à l’érosion que les couches de sol
originales en raison de leur moins bonne structure et de leur faible teneur en matière
organique. Elles sont aussi moins fertiles, ce qui se répercute sur le rendement des
cultures. La couverture végétale de plantations étant alors généralement plus
clairsemée, la protection du sol offerte par les cultures se trouve compromise.
Pente et longueur de pente
Plus la pente d’un champ est raide et longue, plus les risques d’érosion sont grands.
L’érosion hydrique augmente aussi avec la longueur de la pente compte tenu de
l’accumulation accrue de l’eau de ruissellement et de l’énergie associée à celle-ci. La
fusion de petits champs pour en faire de plus grands a souvent pour conséquence
d’allonger les pentes. Le débit de l’eau étant alors plus rapide, le transport des
sédiments s’accentue, ce qui donne lieu à des risques accrus d’érosion et
d’affouillement. Les systèmes de gestion des cultures faisant appel à des techniques
de culture en courbes de niveau et de culture en bandes rompent les longues pentes et
aident à réduire davantage l’érosion.
Cultures et végétation
Le risque d’érosion augmente si le sol n’est pas suffisamment protégé par le couvert
végétal ou une couche de résidus de culture. Les résidus et la végétation protègent le
sol de l’impact des gouttes de pluie et des éclaboussures d’eau. Ils ont aussi tendance
à réduire la vitesse d’écoulement de l’eau, ce qui prolonge la durée d’infiltration de
l’eau dans le sol.
L’efficacité de la végétation et des résidus à réduire l’érosion dépend du type, de
l’étendue et de la densité du couvert végétal. La meilleure façon de combattre
l’érosion est de miser à la fois sur un couvert végétal et sur des résidus de culture (par
exemple, forêts et pâturages permanents) qui couvrent complètement le sol et qui
interceptent les gouttes de pluie à la surface du sol et près de celle-ci. Les résidus
partiellement incorporés et les vieilles racines ont aussi leur importance, parce qu’ils
facilitent l’infiltration.
L’efficacité d’un couvert végétal à réduire l’érosion dépend aussi de la protection
qu’il offre à différentes périodes de l’année en fonction de l’importance des
précipitations érosives reçues au cours de ces périodes. Les cultures qui procurent un
couvert végétal complet durant la majeure partie de l’année (par exemple, luzerne et
cultures de couverture d’automne) permettent de bien mieux maîtriser l’érosion que
les cultures qui laissent le sol nu pendant plus longtemps (par exemple, cultures en
rangs), particulièrement pendant les périodes de précipitations très érosives, comme le
printemps et l’été. Pour freiner l’érosion dans les cultures en rangs annuelles, il est
recommandé de laisser des résidus couvrant plus de 30 % de la surface du sol ou
d’implanter une culture de couverture (par exemple, du trèfle rouge dans un champ de
blé ou de l’avoine à la suite de maïs à ensilage) durant les mois d’hiver.
Pratiques culturales
L’érosion hydrique est influencée par les techniques culturales, notamment par la
profondeur de travail du sol, le sens dans lequel celui-ci se fait, le moment des
labours, le type d’instruments aratoires et le nombre de passages. Généralement,
moins le travail du sol perturbe la végétation ou la couche de résidus en surface ou
près de la surface, moins le travail du sol engendre d’érosion hydrique. Le travail
réduit du sol et le semis direct sont des moyens efficaces de limiter ce type d’érosion.
Au contraire, les pratiques aratoires réalisées dans le sens de la pente peuvent
accélérer l’érosion hydrique en offrant des voies d’écoulement aux eaux de
ruissellement.
Formes d’érosion hydrique
Érosion en nappe
L’érosion en nappe s’entend du déplacement des particules de sol provoqué par le
choc des gouttes de pluie et les eaux de ruissellement. Elle se produit habituellement
d’une manière égale sur un terrain en pente uniforme et passe inaperçue jusqu’à ce
que la quasi-totalité de la couche arable productive soit enlevée. Le sol fertile détaché
par l’érosion se retrouve au bas de la pente (figure 3) ou dans des terres basses. On
reconnaît aussi ce type d’érosion à la couleur claire du sol sur les buttes, aux
changements dans l’épaisseur des couches de sol et aux faibles rendements sur les
épaulements et les buttes.
Érosion en rigoles
On assiste à l’érosion en rigoles quand les eaux de ruissellement se concentrent et
forment des filets ou rigoles (figure 4). Ces dépressions bien définies, qui résultent de
l’enlèvement du sol par la force de l’eau qui coule, sont néanmoins suffisamment
petites pour ne pas nuire au travail de la machinerie. Dans bien des cas, ces rigoles
sont comblées chaque année par le travail du sol.
Ravinement
Le ravinement, ou érosion en ravins, est un stade avancé de l’érosion en rigoles. Le
sol est alors si profondément entaillé que les dépressions qui se forment nuisent aux
activités normales de travail du sol (figure 5). Sur certaines fermes de l’Ontario, le
ravinement est responsable chaque année de la perte de grandes quantités de sol
arable et de sous-sol. L’écoulement superficiel qui amène la formation de ravins ou
l’élargissement de ravines est souvent le résultat d’une mauvaise conception des
exutoires des réseaux de drainage de surface et souterrain. L’instabilité des talus des
ravins, habituellement associée au suintement des eaux souterraines, provoque
l’érosion puis l’effondrement des talus. De tels effondrements surviennent
généralement au printemps lorsque les conditions d’humidité du sol sont supérieures.
Sans mesures correctives bien pensées et efficaces, la formation de ravins est difficile
à prévenir. Les mesures de contrôle adoptées doivent prendre en considération la
cause de l’augmentation du débit de l’eau sur le terrain et permettre de diriger
l’écoulement vers un exutoire convenable. Le ravinement fait perdre des superficies
considérables de terres productives, occasionne l’élimination d’une grande partie de la
charge sédimentaire des terres cultivées et représente un danger pour les opérateurs de
machinerie agricole.
Érosion des berges
Les cours d’eau naturels et les canaux de drainage servent d’exutoires aux eaux de
ruissellement et aux effluents des réseaux de drainage souterrain. L’érosion fait son
oeuvre sur les berges au fur et à mesure du sapement, de l’affouillement et de
l’effondrement de celles-ci (figure 6). Des aménagements déficients, le manque
d’entretien, le libre accès du bétail et la trop grande proximité des superficies
cultivées sont autant de facteurs en cause.
On peut aussi pointer du doigt la conception des sorties de drainage souterrain.
Certaines ne remplissent pas convenablement leur rôle faute d’un tuyau de sortie
rigide, ou parce qu’aucun bloc antiérosif n’a été installé ou parce que celui-ci ne
convient pas, ou encore parce que les tuyaux de sortie ont été endommagés par
l’érosion, la machinerie ou le sapement de la base de la berge.
Les conséquences directes de l’érosion des berges sont, entre autres : la perte de terre
arable; le sapement de la base des ouvrages, comme les ponts; les exigences accrues
de nettoyage et d’entretien des canaux de drainage; et le ravinement des voies de
circulation et des superficies longeant les clôtures.
Effets de l’érosion hydrique
Sur le terrain
Les répercussions de l’érosion des sols vont au-delà de la perte de sol arable. La
levée, la croissance et le rendement des cultures sont directement affectés par
l’appauvrissement du sol en éléments nutritifs et en engrais. L’érosion peut déplacer
ou carrément emporter les semences et les plants. Du fait de leur légèreté, la matière
organique présente dans le sol, les résidus à la surface et le fumier épandu peuvent
facilement être emportés hors du champ, particulièrement à la fonte des neiges, et
entraîner avec eux des pesticides.
Les pertes de sol peuvent nuire à la qualité, à la structure, à la stabilité et à la texture
du sol. Le morcellement des agrégats et l’enlèvement des particules plus fines ou de
couches entières de sol ou de matière organique peuvent altérer l’intégrité de la
structure du sol ce qui peut, à son tour, compromettre la capacité de rétention d’eau du
sol et exposer davantage celui-ci à des conditions extrêmes telles que la sécheresse.
Hors du champ
Les répercussions de l’érosion hydrique ne sont pas toujours aussi apparentes hors du
champ que sur les lieux mêmes où elle se produit. Le sol érodé, déposé au bas des
pentes, empêche ou retarde la germination, enterre les jeunes pousses et oblige à
ressemer les zones dégarnies. De plus, des sédiments peuvent s’accumuler hors du
champ au bas des pentes et contribuer à la détérioration des routes.
Les sédiments qui atteignent des cours d’eau peuvent accélérer l’érosion des berges,
ensabler les fossés de drainage et les cours d’eau, envaser les réservoirs, endommager
l’habitat des poissons et dégrader la qualité de l’eau en aval. Les pesticides et engrais,
souvent emportés avec les particules de sol, contaminent ou polluent les sources
d’eau, les terres humides et les lacs en aval. En raison de la gravité de certaines des
répercussions de l’érosion hors du champ, la pollution diffuse de source agricole est
un point important à considérer.
Érosion liée au travail du sol
L’érosion liée au travail du sol vient de la redistribution du sol par la machinerie et la
gravité (figure 8). Elle occasionne un déplacement progressif du sol vers le bas des
pentes. Il s’ensuit des pertes de sol considérables dans le haut des pentes et des
accumulations dans le bas des pentes. Cette forme d’érosion pave la voie à l’érosion
hydrique. Les instruments aratoires déplacent le sol vers des zones de convergence du
champ où les eaux de ruissellement se concentrent. De plus, le sous-sol ainsi exposé
devient très vulnérable aux forces érosives de l’eau et du vent. L’érosion liée au
travail du sol est la plus susceptible de provoquer des déplacements de sol dans un
champ et, dans bien des cas, elle en est davantage la cause que l’eau ou le vent.
La vitesse et l’ampleur de l’érosion causée par le travail du sol dépendent des facteurs
qui suivent.
Type d’instruments aratoires
Les instruments aratoires qui soulèvent et emportent le sol sont ceux qui déplacent le
plus de sol. Par exemple, par rapport à une charrue à versoirs classique, une charrue
chisel laisse beaucoup plus de résidus de culture à la surface du sol, mais elle peut
déplacer autant de sol et peut même emporter celui-ci sur une plus grande distance.
L’utilisation d’instruments aratoires qui déplacent peu le sol contribue à réduire au
minimum l’érosion liée au travail du sol.
Sens du travail du sol
Les instruments aratoires, comme les charrues ou herses à disques, projettent le sol
vers le haut ou vers le bas de la pente, selon le sens du travail du sol. D’ordinaire, le
déplacement de sol est plus grand lorsque le travail du sol se fait vers le bas de la
pente que lorsqu’il se fait vers le haut de la pente.
Vitesse d’avancement et profondeur de travail
La vitesse d’avancement et la profondeur de travail du sol ont une influence sur la
quantité de sol déplacé. Un travail profond déplace davantage de sol et une vitesse
d’avancement accrue pousse le sol plus loin.
Nombre de passages
La réduction du nombre de passages limite les déplacements de sol. En faisant moins
de passages, on laisse aussi une couche de résidus plus épaisse à la surface du sol et
on réduit la pulvérisation des agrégats, deux facteurs qui s’opposent aux érosions
éolienne et hydrique.
Effets de l’érosion liée au travail du sol
L’érosion liée au travail du sol se répercute sur la croissance et le rendement des
cultures. La croissance des cultures dans les zones du champ touchées par l’érosion
liée au travail du sol, comme les épaulements et les buttes, est lente, et les plants sont
rabougris en raison de la détérioration de la structure du sol et de la perte de matière
organique. Ces cultures sont plus vulnérables aux différents facteurs de stress quand
les conditions de culture sont défavorables. Des changements dans la structure et la
texture du sol peuvent accroître l’érodabilité du sol et exposer encore davantage celuici
aux forces érosives de l’eau et du vent.
Dans les cas extrêmes, l’érosion liée au travail du sol provoque même le déplacement
du sol se situant dans les couches inférieures du sol. Le sous-sol déplacé du haut vers
le bas d’une pente risque d’enterrer la couche arable productive dans le bas de la
pente, ce qui nuit encore davantage à la croissance et au rendement des cultures. Des
travaux de recherche ont révélé que l’érosion liée au travail du sol peut entraîner des
pertes de sol sur une profondeur allant jusqu’à 2 m dans le haut des pentes et des
diminutions de rendement allant jusqu’à 40 % dans le maïs. Dans les cas extrêmes, les
mesures d’atténuation des répercussions consistent à ramener le sol déplacé dans le
haut des pentes.
Mesures de conservation
L’adoption de diverses mesures de conservation des sols permet de lutter contre
l’érosion causée par l’eau, le vent et le travail du sol. À la ferme, les pratiques de
travail du sol, les pratiques culturales et les pratiques de gestion des terres influent
directement sur les problèmes d’érosion du sol et les solutions à ces problèmes.
Quand la rotation des cultures ou la modification des pratiques de travail du sol ne
suffisent pas à maîtriser l’érosion dans un champ, il faut parfois recourir à une
combinaison de mesures ou à des mesures extrêmes. Il y a alors lieu d’envisager, par
exemple, la culture en courbes de niveau, la culture en bandes ou l’aménagement de
terrasses. Dans les cas vraiment graves où l’on est en présence d’écoulements
superficiels concentrés, l’aménagement d’ouvrages fait partie de la solution. Il peut
s’agir de voies d’eau gazonnées, de colonnes descendantes, d’ouvrages de rupture de
pente, de déversoirs enrochés et de bassins de captage et de sédimentation.
Pour plus de détails sur ces pratiques de gestion optimales et plusieurs autres,
consulter la publication Lutte contre l’érosion du sol à la ferme.
ChapIII. l'érosion éolienne
I - Les mécanismes de l'érosion éolienne
1. Les mécanismes de mouvement a l'échelle des particules
2. Les mécanismes a l'échelle des mouvements globaux
La localisation des formes dunaires dépend directement de la granulométrie des
particules du sol. Le vent n'exerce son action que sur des matériaux de taille bien
définie. Dans ce chapitre nous en étudierons les mécanismes.
1. Les mécanismes de mouvement a l'échelle des particules
Il existe trois modes différents d'entraînement des particules: la saltation, la reptation
en surface et la suspension (figure 1).
- La saltation:
Le mouvement initial des particules du sol est une série de sauts. Le diamètre des
particules en saltation est compris entre 0,5 et 1,1 mm. Après avoir sauté, les
particules retombent sous l'action de la pesanteur. La partie descendante de la
trajectoire est très inclinée vers le sol et pratiquement rectiligne. Peu de particules
atteignent une altitude supérieure à 1 m et environ 90 % d'entre elles font des sauts
inférieurs à 30 cm. L'amplitude horizontale d'un saut est généralement comprise entre
0,5 et 1 m.
Le phénomène de saltation est indispensable pour amorcer l'érosion éolienne. Il est la
cause de deux autres modes de transport des éléments du sol par le vent: la reptation
en surface et la suspension dans l'air.
- La reptation en surface
Les particules de plus grande dimension roulent ou glissent à la surface du sol. Trop
lourdes pour être soulevées, leur mouvement est déclenché par l'impact des particules
en saltation plutôt que par l'action du vent. Les particules qui se meuvent ainsi ont des
diamètres compris entre 0,5 et 2 mm suivant leur densité et la vitesse du vent.
- La suspension
D'une façon générale les fines poussières ne peuvent être emportées que si elles ont
été projetées dans l'air par l'impact des grains plus gros. Une fois parvenues dans la
couche turbulente elles peuvent être soulevées à de grandes hauteurs par les courants
d'air ascendants et former des nuages de poussière atteignant fréquemment des
altitudes de 3 à 4.000 mètres. Même si leur aspect peut être impressionnant, le
mécanisme essentiel de l'érosion éolienne demeure la saltation car sans elle de tels
nuages ne pourraient se produire.
Fig. 1.a - Transport de particules
Fig. 1.b - Déflation: les grains de petites dimensions sont emportés par le vent
Fig. 1.c - Mode d'entraînement des particules
2. Les mécanismes a l'échelle des mouvements globaux
2.1 L'effet d'avalanche
2.2 Le triage
2.3 La corrasion
Les particules en mouvement sont le siège d'interactions dont il faut citer
principalement:
2.1 L'effet d'avalanche
Ce phénomène est la conséquence de la saltation. Les particules qui ont sauté
provoquent, en retombant, le départ d'une quantité plus importante de particules.
Aussi, lorsque le vent progresse sur un sol dénudé, sa charge en particules augmente
sans cesse jusqu'à atteindre un maximum tel que la quantité perdue est égale à la
quantité gagnée à chaque instant.
La charge maximale du vent en particules est sensiblement la même pour tous les
types de sols et elle est égale à celle que l'on rencontre sur les dunes de sable.
La distance nécessaire pour que cette saturation soit atteinte varie en raison inverse de
la sensibilité d'un sol à l'érosion. Ainsi sur un sol très fragile elle peut se produire en
une cinquantaine de mètres, et demander plus de 1000 mètres sur un sol de bonne
cohésion.
2.2 Le triage
Le vent déplace les particules très fines et très légères beaucoup plus rapidement que
les grosses. Plus les particules sont fines, plus leur vitesse est grande et plus la
distance qu'elles parcourent et les hauteurs qu'elles atteignent sont importantes. Le
vent sépare ainsi les différents éléments du sol en catégories suivant leurs dimensions:
mottes non érodables, gravier, sable, argile et loess. Il emporte ainsi les éléments fins
et ne laisse sur place que les éléments grossiers.
Une autre conséquence de ce triage est la stérilisation progressive du sol car la matière
organique elle-même formée d'éléments fins et peu denses, est l'un des premiers
éléments à être emporté.
2.3 La corrasion
La corrasion est l'attaque mécanique de la surface sur laquelle souffle un vent chargé
de particules. C'est dans les régions arides, une cause aggravante de l'érosion des sols.
Dans un matériau cohérent et homogène la corrasion se traduit par des stries parallèles
ou par un remarquable poli. Le polissage affecte les affleurements comme les cailloux
des regs, plus ou moins alvéolés ou façonnés en facettes.
Les vents de sable associés aux effets des amplitudes thermiques donnent aux buttes
résiduelles découpées dans des couvertures gréseuses, des formes de champignons.
Dans les roches meubles et en particulier dans les terres agricoles (argile et limons),
les vents creusent des sillons parallèles mettant à nu les racines des jeunes plantes.
Lorsque ce phénomène est poussé plus loin, la corrasion délimite des buttes allongées
aux profils longitudinaux aérodynamiques, hautes parfois de plusieurs mètres
appelées "yardangs" (figure 2).
Chapitre VI - La fixation primaire: La technique du mulch
1. Définition
2. Procèdes utilises
1. Définition
La technique du mulch consiste à recouvrir le sable d'une couche protectrice aussi
uniforme que possible pour supprimer l'action du vent au niveau du sol et empêcher le
phénomène de saltation.
Tout produit susceptible de remplir cette fonction est susceptible d'être utilisé. C'est
dire la grande variété des solutions possibles.
2. Procèdes utilises
2.1 Le paillage
2.2 Les pulvérisations d'eau
2.3 Les films plastiques
2.4 Les mèches acryliques
2.5 Les huiles minérales
2.6 Les stabilisations chimiques
2.1 Le paillage
La confection de mulch à base de paille, d'herbes locales ou de résidus agricoles est
souvent très efficace dans la stabilisation d'une surface mobile en attendant que la
végétation puisse s'y établir. En outre, il introduit des matières organiques dans le sol
et aide à retarder l'évaporation. Toutefois, ces matières sont plus légères que le sable
et peuvent être facilement emportées par le vent. Il faut donc les compacter ou les
ensevelir. On peut aussi les faire adhérer au sol au moyen de substances agglutinantes
comme l'asphalte ou par un système de piquets et liens.
2.2 Les pulvérisations d'eau
L'eau est un bon fixateur du sable. En agrégeant entre eux les grains de sable, elle leur
confère une cohésion qui leur permet de résister à l'érosion éolienne. De plus, le sable
humide ôtant plus lourd que le sable sec, il ne peut être arraché au sol par le vent. Il
faut cependant veiller à ce que la surface à protéger soit maintenue constamment
humide par des pulvérisations régulières.
2.3 Les films plastiques
Outre leur capacité d'assurer une couverture totale de la zone où ils sont posés, les
films plastiques offrent divers avantages:
- ils empêchent l'évaporation de l'eau du sol,
- ils maintiennent au niveau de celui-ci une atmosphère favorable a la croissance de la
végétation,
- ils évitent l'encroutement de la couche superficielle qui reste meuble et aérée.
Les films plastiques peuvent être déroulés et fixés soit à la machine pour les grandes
surfaces, soit, plus généralement, à la main. Ils doivent être tendus énergiquement et
fixes solidement aux quatre coins, leurs bords étant écrasés dans des sillons préparés à
l'avance pour empêcher que le vent ne les soulève.
2.4 Les mèches acryliques
Ce matériau se présente sous l'aspect d'une mèche blanche formée par l'assemblage de
filaments continus très fins en matière plastique. On étale ces mèches sur des bandes
de largeur variable et sur une profondeur de 200 mètres. La quantité nécessaire varie
selon les marques de fabrication, mais on peut l'estimer en moyenne à 50 kg de mèche
à l'hectare.
Ce système de fixation a l'avantage de s'adapter très bien à toutes sortes de dunes car
le matériel en épouse parfaitement les contours. Des précautions doivent être
constamment prises pour éviter des affouillements par le vent.
2.5 Les huiles minérales
a) L'asphalte
b) Les huiles lourdes
c) Les huiles brutes
Parmi ces produits trois types peuvent être utilisés pour stabiliser les sables mobiles:
l'asphalte, les huiles lourdes et les huiles brutes.
a) L'asphalte
Epandu par pulvérisation il forme une mince pellicule protectrice, mais fragile, non
salissante, qui n'adhère pas au sol et n'y pénètre pas.
Cette pellicule est facilement endommageable par le passage d'engins et d'êtres
vivants. Une surveillance constante est à exercer sur les zones traitées, et des
pulvérisations de colmatage doivent être pratiquées là où des dégâts apparaissent.
Faute de quoi la pellicule risquerait d'être rapidement détruite sous l'effet de la
déflation qui provoquerait sa fragmentation. Un épandage répété est habituellement
nécessaire pour en accroître l'épaisseur et réduire ce risque.
b) Les huiles lourdes
Il s'agit des huiles de graissage permettant d'obtenir une stabilisation durable et bon
marché des dunes. Contrairement à l'asphalte elles pénètrent dans le sable à une
profondeur de 5 à 10 cm pour former une couche visqueuse et salissante. Lorsque des
dommages s'y produisent ils se résorbent d'eux-mêmes en grande partie. Le
déchaussement de la couche peut intervenir mais sur des pentes fortes seulement.
c) Les huiles brutes
Ces huiles provenant de la distillation fractionnée du pétrole sont probablement le
produit qui a été le plus largement utilisé pour la stabilisation des dunes. Chauffées à
50° et pulvérisées en bandes de 20 m de large à raison de 4 m3 par hectare, elles
forment une croûte protectrice de 0,5 cm.
La faible épaisseur de celle-ci et la non-imprégnation du sable font que la stabilisation
des aires traitées n'est pas définitivement acquise. Toutefois sa durabilité de trois
années est suffisante pour qu'une couverture végétale implantée puisse prendre le
relais.
2.6 Les stabilisations chimiques
Plusieurs produits chimiques sont disponibles sur le marché. Non phyto-toxiques ils
peuvent être employés à la stabilisation de la surface de sols instables, mais pour de
courtes périodes jusqu'à ce qu'une végétation ait été ou se soit installée.
Le temps qu'ils mettent à se désintégrer dépend de la structure du sol, de la pente, des
techniques de pulvérisation et de la concentration du produit répandu. Dilués dans
l'eau, ils sont épandus par pulvérisation. Ils n'imprègnent que les premiers millimètres
du sable traité et forment une pellicule protectrice très mince et très fragile. Après que
l'eau de dilution se soit évaporée, le produit lie entre eux les grains de sable qui
acquièrent ainsi une cohésion suffisante pour résister au vent érosif. Diminuant en
outre l'évaporation du sol, ils favorisent la germination de semences et la croissance
des plantes.
La plupart des stabilisants chimiques ont été mis en oeuvre dans des zones de latitude
moyenne, pour la stabilisation des pentes de talus des bords de routes, ou pour la
fixation de dunes côtières avec la végétation.
II - Les possibilités d'installation d'une végétation arborée
1. Objectifs de la fixation biologique
2. Le milieu dunaire et son aptitude a la plantation
3. Conséquences
1. Objectifs de la fixation biologique
Après que les dunes aient été fixées mécaniquement par l'un des procédés
précédemment décrits, il devient possible de les fixer de façon définitive. Cette
opération ne peut être réalisée que par l'installation d'une végétation arborée pérenne.
Celle-ci ne risque plus, en effet, d'être détruite par des déplacements de sable qui
auraient pu déchausser les racines des plants ou détériorer leur partie aérienne par
l'effet abrasif du sable.
Il peut devenir possible, par la suite, de faire participer les dunes ainsi recouvertes, à
la satisfaction de certains besoins limités des populations rurales.
2. Le milieu dunaire et son aptitude a la plantation
Le potentiel de croissance d'une végétation arborée sur les dunes dépend des facteurs
suivants:
- La fertilité du sable: avec une teneur en argile supérieure a 1%, l'apport fertilisant
semble être le facteur limitant de la croissance, alors que les sables éoliens à plus de
2% d'argile offrent un milieu de croissance favorable. Habituellement, le sable des
dunes maritimes est plus grossier que celui des dunes continentales. Dans les dunes
stabilisées, la teneur en argile augmente d'habitude avec la profondeur, en raison du
processus d'alluvionnement.
- La fertilité du sol sous-jacent: par définition, les dunes recouvrent un autre sol qui
apparaît dans les zones interdunaires. Quand les dunes ne sont pas trop élevées, la
nature du substrat joue un rôle important dans la croissance des arbres. S'il est
constitué d'une couche dure calcaire, comme dans beaucoup de pays arides, la
croissance des racines est en grande partie confinée dans la dune et il faut une certaine
épaisseur de sable par-dessus cette couche dure. Tandis que si la dune recouvre un sol
arable fertile, elle peut alors offrir l'un des terrains de boisement les plus favorables,
pourvu que la couche de sable ne soit pas trop épaisse. La capacité élevée
d'infiltration et l'effet autopaillant du manteau sabloneux améliorent le bilan hydrique
du substrat fertile. De plus, un sol interdunaire salé peut être lessivé quand il est
recouvert d'un dépôt éolien.
- La profondeur des dépôts sableux éoliens: la croissance des arbres qui poussent sur
une dune recouvrant un substrat médiocre s'améliore d'autant plus que le sable est plus
profond. D'une manière générale, les possibilités d'exploiter les horizons profonds
sont supérieures en zone aride où la température plus élevée du sol permet un
approfondissement du système radiculaire.
- Le niveau de la nappe aquifère: les zones dunaires étant souvent situées sur des
plaines alluviales, le boisement se heurte assez fréquemment à une saturation du sol
par l'eau. Cependant, si le dépôt de sable éolien fertile est d'une certaine épaisseur audessus
du niveau le plus élevé de la nappe phréatique, ces emplacements peuvent être
très fertiles. Mais, dans les deltas et sur les sols maritimes salés, la salinité risque
d'avoir des effets nuisibles. Il est tout à fait possible que le boisement des dunes sur
une grande échelle provoque un rabattement de l'aquifère là où les racines parviennent
à atteindre la nappe. Dans ces cas-là, les pertes par transpiration peuvent être fortes.
Mais jusqu'à présent, on ne possède pratiquement pas de données sur ce processus.
La figure illustre quelques unes des relations décrites ci-dessus.
- Les conditions thermiques: le pouvoir de réflexion élevé du sable ne provoque des
conditions thermiques excessives dans la couche d'air qu'au contact de la surface du
sable. Sur les pentes où la radiation solaire est la plus intense, la chaleur peut
occasionner des dommages à la végétation. La nuit par contre, la température de l'air
se refroidit brutalement ce qui peut provoquer des baisses de température
dommageables dans les petites dépressions de la dune, en zone continentale tropicale
notamment. Les conditions écologiques que l'on trouve sur les dunes maritimes sont
moins excessives que celles des dunes continentales car l'air y est plus humide avec
des températures plus modérées.
3. Conséquences
La dune constitue un milieu qui offre des conditions d'installation et de croissance
difficiles à l'égard de toutes les espèces végétales. Toute plantation devra en tenir
compte, d'abord par l'utilisation d'espèces qui s'adaptent aussi bien que possible à ce
milieu particulier, ensuite en mettant à profit l'humidité relative des couches sousjacentes
par des techniques appropriées.
Chapitre IX - Les espèces ligneuses utilisables
1. Les caractères requis
2. Les espèces
1. Les caractères requis
On attend de ces espèces les caractères suivants:
- résistance à la sécheresse: l'espèce choisie doit avoir pour cela un système
radiculaire bien développé, capable de s'enfoncer verticalement dans le sol jusqu'aux
couches humides profondes, de façon à compenser dans une certaine mesure l'effet
négatif de la mauvaise rétention d'humidité;
- aptitude à se développer dans des sables généralement pauvres en éléments nutritifs,
avec de grandes variations de température entre le jour et la nuit;
- adaptation à des vents violents et à leur action abrasive sur les feuilles et sur les
tiges;
- régénération naturelle facile et aptitude à un développement ultérieur;
- amélioration du substratum en y apportant de l'azote ou de la matière organique.
Au niveau de la dune littorale en bordure de mer, seules des plantes herbacées
résistant aux embruns salés seront susceptibles de se développer. Mais en arrière de
celles-ci, des espèces ligneuses, arbustives ou buissonnantes pourront prospérer,
même si les premiers rangs risquent de rester rabougris et déformés avec un feuillage
desséché surtout lors des périodes de recrudescence du vent.
Vu les conditions extrêmement variées du milieu dunaire, le choix des espèces doit
varier avec les niches écologiques. L'idéal consisterait à avoir une essence pour la
zone interdunaire, d'autres essences pour la dune et même pour les différentes parties
de celle-ci. L'exposition aussi (pente sud ou nord) peut avoir une influence
considérable sur la survie et la croissance initiale dans certaines régions.
2. Les espèces
2.1 Les espèces utilisables sur les dunes
2.2 Les espèces utilisables dans les espaces inter-dunaires
Les espèces utilisables se classent en deux grands groupes qui correspondent aux deux
types de milieu ci-dessus. Il en est un troisième cependant, qui convient aux deux à la
fois; il est constitué par quelques espèces arborescentes du genre tamarix et prosopis
qui, quoique peu nombreuses, présentent un intérêt exceptionnel dans les régions
arides méditerranéennes et tropicales pour leur rusticité, et leur faculté de croissance.
2.1 Les espèces utilisables sur les dunes
Pour une fixation définitive de la dune on fait appel à des espèces qui tolèrent de très
sévères conditions d'aridité. En Afrique du Nord, on compte au premier rang de ces
essences les Calligonums, fabacées de l'étage bioclimatique saharien, qui s'adaptent
très bien aux sables profonds et mobiles. Trois espèces ont largement fait leurs
preuves dans de tels milieux:
- Calligonum arich, arbuste pouvant atteindre 8 m de hauteur,
- Calligonum azel, arbuste au port arrondi de taille un peu plus petite,
- Calligonum comosum, buisson ne dépassant pas 2 m de hauteur.
D'autres espèces semblent intéressantes du fait de leur adaptation aux conditions
d'aridité et d'instabilité du milieu dunaire. Toutefois, ces espèces, dont une liste
nominative est donnée ci-après, devraient faire l'objet d'expérimentations préalables à
la fois sur leur mode d'utilisation et leur faculté de produire des semences.
Aristida pungens: Graminée avec des tiges pouvant atteindre plus de 1,50 m. Cette
espèce est une excellente fixatrice de dunes continentales, elle est peu appétée par le
bétail.
Hedysarum argentatum: Arbuste fourrager pouvant atteindre parfois 4 mètres de
hauteur. Il se plaît dans les dunes vives; il a ôté introduit avec succès à Agadir. Sa
multiplication est facile et ne diffère en rien de celle du Calligonum.
Lycium intricatum: C'est un arbuste ayant 1,50 à 2 m de hauteur. Ses racines peuvent
avoir jusqu'à 20 mètres de longueur.
Nitraria retusa: C'est un arbuste épineux à feuilles épaisses qui atteint de 1 m à 1,50 m
de hauteur. Son enracinement est puissant et pivotant.
Polygonum equisetiforme: C'est une plante de petite taille et à peine ligneuse dont
l'enracinement est à la fois traçant et pivotant. Il est excellent pour fixer les sables des
parties sèches de la dune.
Zygophyllum album: Petit arbuste très touffu à feuilles charnues, de 0,50 m de
hauteur. Son enracinement est pivotant et très fort.
Retama retam: Arbuste ayant 1 m à 1,50 m de hauteur. Résistant au vent et à la
sécheresse.
Genista saharae: Arbrisseau des bioclimats sahariens qui se plaît dans les dunes vives.
En Afrique, au Sud du Sahara, des espèces de plus en plus nombreuses, locales ou
exotiques, sont essayées:
• Callotropis procera, bien que sans grande valeur quant au bois ou au fourrage, vient
bien sur les sables; elle peut être considérée comme pionnière dans la recolonisation
végétale des sables.
• De nombreux Acacia, notamment Acacia tortilis, sont utilisés quand la fixation
physique est acquise ou sur les replats interdunaires.
• Caparis decidua est utilisée sur les dunes fixées mécaniquement, de même que
Zizyphus mauritiaca.
• Balanites Aegyptiaca est une simaroubacée très résistante à la sécheresse et qui une
fois bien installée, est très vivace; elle se multiplie par rejet et drageonnement.
• Les leptadenia sont des arbrisseaux et lianes qui, soit sont très résistants, se
développent et se régénèrent bien sur le sable (Leptadenia pyrotechnica la plus
septentrionale), soit sont rampants avec une capacité de couverture rapide du sol
(Leptadenia hastata, Leptadenia lanceolalata, etc.).
• Parmi les herbacées, Panicum turgidum donne de bons résultats, de même
Sporobolus s.p. sur dunes maritimes; sur ces mêmes dunes, des herbacées rampantes
telles que Canavalia rosea, Ipomea pes caprae, peuvent couvrir rapidement le sol,
mais leur utilisation avec des espèces ligneuses peut poser des problèmes de
concurrence et limiter la croissance de ces dernières.
Parmi les espèces introduites, il convient de noter:
- Parkinsonia aculeata, qui survit bien dans les interdunes et replats interdunaires;
- Prosopis juliflora, qui reprend très bien dans les mêmes conditions que Parkinsonia.
Sur les sables déjà tassés et frais, Prosopis juliflora peut même contribuer une
importante production de bois et de fourrage (gousses).
- Tamarix Aphylla, qui se reproduit bien par boutures.
- Des acacias d'origine australienne ont également ôté introduits mais les essais
doivent encore être suivis et concentrés autour des interdunes et des points d'eau à
protéger, en tout cas où la nappe phréatique est peu profonde.
2.2 Les espèces utilisables dans les espaces inter-dunaires
Les espèces appartenant à ce groupe comprennent à la fois des arbres et des plantes
buissonnantes dont on peut espérer une production ligneuse ou fourragère. Là encore
une expérimentation préalable apparaît nécessaire pour tenir compte du contexte
local.
La liste ci-après, toujours non limitative, contient un certain nombre d'espèces qui
valent la peine d'être essayées.
Espèces arborescentes
Nom de l'espèce Nature du sol Utilisation(l)
Argileux sableux BO et BF
Conocarpus lancifolius Limo-sableux ou sableux BF, F
Eucalyptus brockwayi Sableux profond et sols salés BF
Eucalyptus oleosa Sablo-limoneux BF
Eucalyptus
salmonophloia
Sablo-limoneux à argilo-limoneux BF
Eucalyptus torquata Limono-sableux à sableux BF
Gymonosporia
senegalensis
Squelettique ou sableux
superficiellement
F (chèvres et
moutons)
Prosopis juliflora Sableux BF, F (gousses)
Prosopis spicigera Dépôt alluvial ou sableux BF, F
Tecoma undulata Limono-sableux BF, Bois de service
Zizyphus spina-christi Sableux BF, F
Zizyphus nummularia Sableux BF, F
Acacia senegal Limono-sableux BF, F
Acacia tortilis Limono-sableux BF, F
Acacia nilotica Sableux BF
spp indica (= arabica)
Espèces boissonnantes
Nom de l'espèce Nature du sol Utilisation(l)
Atriplex glauca Assez bien drainé F
Atriplex coriacea Sable salé F
Atriplex halimus Dépressions à nappe phréatique
temporaire
Atriplex mollis Sol à asphyxie temporaire en surface
Atriplex portulacoïdes Dépressions à nappe phréatique
permanente
F (caprins et
dromadaires)
(1)BO: bois d'oeuvre
BF: bois de feu
F: fourrager