Par Dre Morgane LEBOSQ, agronome, écologue et agricultrice, fondatrice de Breizh Oasis
Vulnérabilités liées à l’eau : cinq axes pour adapter les territoires agricoles bretons
Ruissellement, érosion, engorgement hivernal, assèchement des sols, transferts de nitrates, de phosphore, de pesticides ou de sédiments : les vulnérabilités liées à l’eau prennent des formes différentes selon les territoires agricoles.
Elles peuvent également se succéder au même endroit.
- Une parcelle engorgée en hiver peut manquer d’eau pendant la période de croissance.
- Un sol peut recevoir des précipitations importantes sans constituer une réserve suffisante pour les cultures.
- Une zone humide peut ralentir certains flux, stocker temporairement de l’eau et contribuer à la transformation de l’azote, selon son fonctionnement et sa position dans le paysage.
Les recherches conduites depuis plusieurs décennies dans le bassin versant agricole de Kervidy-Naizin, en Bretagne, montrent que la circulation de l’eau résulte des interactions entre les sols, la végétation, les pratiques agricoles, la topographie et l’organisation du paysage. Elles confirment la nécessité d’analyser les vulnérabilités à plusieurs échelles, de la parcelle au bassin versant (Gascuel-Odoux et al., 2018).
Il n’existe pas de liste scientifique universelle des fonctions de l’eau dans un territoire. Pour construire une grille opérationnelle, Breizh Oasis retient cinq axes :
Infiltrer
ralentir et répartir
stocker et restituer
gérer les excès d’eau
préserver la qualité de l’eau.
Les trois premiers axes correspondent principalement à des fonctions hydrologiques. Le quatrième concerne la gestion d’une situation hydrique contraignante. Le cinquième constitue une finalité environnementale reposant sur plusieurs mécanismes de rétention, de filtration et de transformation.
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Vulnérabilité observée
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Axe prioritaire à étudier
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Résultat recherché
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Ruissellement lié à une faible entrée de l’eau dans le sol
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1. Infiltrer : favoriser l’entrée de l’eau dans le sol
L’infiltration désigne le passage de l’eau à travers la surface du sol.
Elle dépend notamment de la structure et de la texture du sol, de sa porosité, de son humidité initiale, de la couverture végétale, de l’activité biologique et de la présence éventuelle de zones compactées.
Une infiltration insuffisante peut favoriser :
- la formation de flaques et de croûtes de battance ;
- le ruissellement ;
- l’érosion ;
- le transport de particules vers l’aval ;
- une alimentation réduite des horizons explorés par les racines.
Les leviers envisageables comprennent la couverture du sol, les systèmes racinaires continus, la réduction du tassement, l’adaptation des passages d’engins, l’évolution du travail du sol et la restauration de certaines infrastructures agroécologiques.
Une méta-analyse portant sur 89 études de terrain conclut que les cultures intermédiaires et les systèmes pérennes améliorent globalement l’infiltration. Les résultats associés au non-labour pris isolément sont beaucoup plus variables. L’effet hydrologique doit donc être vérifié dans les conditions réelles du site (Basche et DeLonge, 2019).
L’infiltration ne garantit ni le stockage durable dans la zone racinaire ni la recharge d’une nappe. Une partie de l’eau infiltrée peut circuler rapidement dans des macropores, rejoindre un drain ou transporter des substances dissoutes. Le diagnostic doit examiner la destination de l’eau après son entrée dans le sol.
2. Ralentir et répartir : agir sur la circulation des écoulements
Lorsque l’eau circule rapidement ou se concentre dans quelques axes, elle peut provoquer de l’érosion et transférer des contaminants vers les fossés, les zones humides ou les cours d’eau.
Ralentir consiste à augmenter le temps de circulation de l’eau.
Répartir vise à diffuser les écoulements concentrés et à réduire les connexions hydrauliques directes entre les parcelles contributives et les milieux aquatiques.
Les leviers possibles comprennent :
- les haies et les talus positionnés selon les chemins de l’eau ;
- les bandes végétalisées ;
- les prairies permanentes ;
- les chenaux enherbés ;
- la restauration de zones d’expansion des eaux ;
- la réduction de la longueur des pentes dépourvues d’obstacle ;
- la restauration de la rugosité du paysage ;
- le reméandrage de certains cours d’eau lorsque le contexte le justifie.
La présence d’une haie ou d’une bande végétalisée ne permet pas, à elle seule, de prévoir son efficacité. Son effet dépend de sa position, de son orientation, de la pente, du sol, de la profondeur de la nappe et de la manière dont l’eau l’atteint.
Une modélisation appliquée au bassin versant breton de Kervidy a montré que les interactions entre les parcelles et le réseau bocager modifiaient les flux d’eau et d’azote. Les résultats dépendaient de l’organisation du réseau et des processus hydrologiques considérés (Benhamou et al., 2013).
Le diagnostic doit donc localiser les axes de ruissellement, les talwegs, les ruptures de pente, les traces d’érosion et les connexions avec le réseau hydrographique.
3. Stocker et restituer : prolonger la présence de l’eau
L’eau peut être stockée dans différents compartiments :
- la végétation et la litière ;
- la zone racinaire ;
- les horizons profonds du sol ;
- les zones humides ;
- les nappes superficielles ;
- les mares et certains aménagements temporaires ;
- les espaces d’expansion des eaux.
La durée du stockage est déterminante. Une rétention de quelques heures peut réduire un débit de pointe sans améliorer la disponibilité de l’eau plusieurs semaines plus tard. Une eau présente dans un horizon profond peut rester inaccessible aux racines.
Stocker et restituer consiste donc à rechercher un équilibre entre :
- la capacité de rétention ;
- la durée du stockage ;
- l’accessibilité de l’eau ;
- la vitesse de restitution vers les plantes, les nappes ou les cours d’eau.
Les leviers peuvent porter sur le volume de sol exploré par les racines, la structure du sol, la présence de systèmes pérennes, la préservation des prairies, la restauration de zones humides fonctionnelles ou la création d’aménagements de rétention adaptés.
Les travaux en hydrologie distinguent notamment la capacité d’interception, l’infiltration, le stockage dans la zone racinaire et le drainage souterrain. Ces composantes répondent différemment aux caractéristiques de la végétation, du sol, du paysage et du climat (Gao et al., 2023).
L’augmentation de la matière organique présente de nombreux intérêts agronomiques et écologiques. Son effet moyen sur la réserve en eau disponible reste limité et dépend fortement de la texture, de la profondeur du sol et de l’enracinement (Minasny et McBratney, 2018).
4. Gérer les excès d’eau : intervenir sans déplacer la vulnérabilité
Les excès d’eau peuvent provoquer l’engorgement des sols, une mauvaise oxygénation des racines, une réduction de la portance, des difficultés d’accès aux parcelles et une perturbation des cycles biogéochimiques.
La saturation d’un sol doit être interprétée en fonction du milieu et de l’usage.
Elle peut constituer une contrainte pour une culture et participer au fonctionnement normal d’une zone humide.
Les réponses possibles comprennent :
- l’adaptation de l’usage du sol ;
- le maintien de prairies dans les secteurs régulièrement engorgés ;
- la préservation ou la restauration de zones d’expansion des eaux ;
- la gestion des fossés et des exutoires ;
- la régulation du drainage ;
- la création de dispositifs de stockage temporaire ;
- l’adaptation des périodes d’intervention et du matériel agricole.
Le drainage modifie la profondeur de la nappe, la capacité de stockage disponible avant une pluie, la part du ruissellement superficiel et les voies de transfert vers les cours d’eau. Il peut réduire certains problèmes d’engorgement tout en accélérant les écoulements souterrains ou les transferts de contaminants. Ses effets doivent être analysés à l’échelle de la parcelle et du bassin versant (Zimmer et al., 2023).
La gestion des excès d’eau doit répondre à trois objectifs : protéger les usages concernés, conserver les milieux qui dépendent d’une saturation périodique et limiter l’augmentation des flux vers l’aval.
5. Préserver la qualité de l’eau : réduire les pressions, retenir, filtrer et transformer
La qualité de l’eau constitue une finalité transversale. Elle dépend des quantités utilisées, des pratiques agricoles, des propriétés des contaminants et des chemins empruntés par l’eau.
Les sédiments, les nitrates, le phosphore et les produits phytosanitaires suivent des trajectoires différentes :
Sédiments
les sédiments sont principalement associés à l’érosion et aux écoulements superficiels
Nitrates
les sédiments sont principalement associés à l’érosion et aux écoulements superficiels ;
Phosphore
le phosphore peut être transporté sous forme particulaire ou dissoute ;
phytosanitaire
le comportement des produits phytosanitaires dépend notamment de leur solubilité, de leur persistance et de leur adsorption sur les particules du sol.
Une stratégie cohérente associe deux niveaux d’intervention :
réduire les pressions à la source
limiter les transferts vers les milieux aquatiques.
Les leviers peuvent comprendre l’ajustement des fertilisations, la réduction des pertes de produits phytosanitaires, la couverture des sols, les bandes végétalisées, les haies, les talus, les zones tampons et certaines zones humides.
Une revue scientifique consacrée aux bandes végétalisées rapporte une efficacité très variable pour la rétention des pesticides et des nutriments. Les résultats dépendent notamment de la largeur, de la végétation, de la pente, du sol et du caractère diffus ou concentré des écoulements (Prosser et al., 2020).
Les zones humides créées ou restaurées peuvent réduire les quantités d’azote et de phosphore présentes dans l’eau. Leur efficacité dépend fortement de la charge reçue, de la surface, du temps de résidence de l’eau, de la température et du fonctionnement hydrologique. La revue systématique de Land et al. a analysé 203 zones humides issues de 93 publications, avec une variabilité importante entre les sites (Land et al., 2016).
La préservation de la qualité de l’eau demande donc d’identifier le contaminant, sa source, sa forme et sa voie de transfert avant de sélectionner un levier.
Les autres processus restent intégrés au diagnostic
La grille en cinq axes ne résume pas l’ensemble du cycle de l’eau. D’autres processus doivent être examinés au cours d’une étude :
- l’interception, lorsque la végétation et la litière retiennent temporairement une partie des précipitations ;
- la recharge, lorsque l’eau infiltrée atteint une nappe ;
- l’évaporation et la transpiration, qui renvoient l’eau vers l’atmosphère ;
- la percolation, qui assure les transferts verticaux dans le sol ;
- le drainage souterrain, naturel ou artificiel ;
- la restitution, lorsque les compartiments stockés alimentent les plantes, les nappes ou les cours d’eau.
Une synthèse reposant sur des données recueillies dans 166 forêts et 17 parcelles agricoles montre que l’interception varie fortement selon la végétation et les conditions climatiques (Zhong et al., 2022).
Ces processus sont étudiés dans le diagnostic sans former chacun une catégorie commerciale distincte. Cette organisation permet de conserver une offre compréhensible tout en tenant compte de la complexité hydrologique.
Aucun levier ne répond seul à toutes les vulnérabilités
Un même levier peut agir sur plusieurs axes. Une haie peut intercepter une partie de la pluie, ralentir un écoulement, modifier localement l’infiltration, capter certains nutriments et augmenter l’évapotranspiration.
Ses effets peuvent aussi entrer en tension. Une végétation plus développée peut favoriser l’infiltration et réduire l’érosion tout en consommant davantage d’eau. Un drainage peut améliorer la portance d’une parcelle et accélérer certains transferts vers l’aval.
Le choix d’une action doit répondre à quatre questions :
Quelle vulnérabilité cherche-t-on à traiter ?
Quelle fonction ou quel mécanisme faut-il renforcer, restaurer ou réguler ?
À quel endroit faut-il intervenir ?
Quels indicateurs permettront de vérifier les effets ?
Une synthèse reposant sur des données recueillies dans 166 forêts et 17 parcelles agricoles montre que l’interception varie fortement selon la végétation et les conditions climatiques (Zhong et al., 2022).
Ces processus sont étudiés dans le diagnostic sans former chacun une catégorie commerciale distincte. Cette organisation permet de conserver une offre compréhensible tout en tenant compte de la complexité hydrologique.
Comprendre, Décider, Agir
J’accompagne les collectivités, les syndicats d’eau, les structures agricoles et les gestionnaires de foncier selon trois formats complémentaires :
- Comprendre : une conférence interactive pour expliquer les vulnérabilités liées à l’eau, les fonctions hydrologiques et les leviers mobilisables.
- Décider : un atelier pour mettre en relation les problématiques du territoire, les fonctions concernées et les priorités d’action.
- Agir : une étude sur site répondant à une problématique précise, avec diagnostic, préconisations adaptées et indicateurs de suivi.
L’objectif consiste à partir du fonctionnement réel du territoire afin de déterminer où intervenir, sur quelle fonction et avec quels leviers.
Votre territoire rencontre des problèmes de ruissellement, d’érosion, d’engorgement, de sécheresse des sols ou de qualité de l’eau ?
Je vous accompagne pour comprendre les vulnérabilités, hiérarchiser les priorités et construire des réponses adaptées au terrain.
Dre Morgane LEBOSQ
Agronome, Écologue & Agricultrice Fondatrice de Breizh Oasis
Accompagnement des territoires agricoles et ruraux face aux vulnérabilités liées à l’eau