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Une méthode pour mesurer les impacts des changements d’occupation des sols

Les systèmes de culture mis en place sur les parcelles agricoles peuvent parfois être préjudiciables à l’environnement. Au cœur du Pays de Caux, en Haute-Normandie, des chercheurs Inra de l’unité SAD-APT ont mesuré, sur le moyen terme, l’effet de la modification des modes de culture sur le système hydrologique à l’échelle d’un bassin versant.

Paysage du réseaux hydrographiques de l'Oir (Manche), diversement instrumentés afin de mesurer, comparer, décrire ses différentes évolutions.Exemple d'occupation des sols sur le bassin de l'Oir (Manche). © MAITRE Christophe
Mis à jour le 06/03/2013
Publié le 08/09/2011

Le territoire agricole du Pays de Caux est situé sur des substrats lœssiques, particulièrement sensibles aux phénomènes érosifs, provoquant en aval de considérables dégâts : coulées de boues, turbidité de l’eau potable, détérioration de voiries. Ces dommages observés depuis trois décennies sont consécutifs aux changements d’occupations des sols et à la réorganisation des systèmes de culture. Dans un tel contexte, la distribution spatiale des modes d’occupation des terres agricoles et le type de pratiques culturales adoptées s’avèrent déterminants sur le régime hydrologique. Sur les 540 hectares du bassin versant retenu dans l’étude, celui de Saussay, la pluviométrie annuelle oscille entre 550 et 1100 mm. La surface en terres arables, cultivée par 23 agriculteurs, représente 87 % de cette superficie. Cette étude prend en compte la diversité des agriculteurs présents sur le territoire du bassin versant : on compte 13 exploitants en polyculture-élevage, 5 en cultures de rente (betterave, lin, pomme de terre) et 5 en élevage allaitant.

D’un point de vue méthodologique, les chercheurs ont travaillé sur les scénarios possibles en intégrant dans leur modélisation l’effet sur le ruissellement conditionné par la distribution spatio-temporelle des systèmes de culture et le changement d’usage des sols au niveau régional, compte tenu des décisions des acteurs locaux. Les données sur l’occupation des sols (surfaces et période de culture, type de production, rotation culturale…) ont été recueillies par entretien auprès des agriculteurs, complétées d’informations extraites du Registre Parcellaire Graphique (RPG). Les informations pluviométriques ont été renseignées à partir des données enregistrées de 1992 à 2002.

Chaque étape a fait appel à un outil différent, depuis l’échelle du département avec la méthode de prospective SYSPHAMM (SYStem, Processes, Clusters of Hypotheses, Micro-scenarios, Macro-scenario) à celle du bassin versant avec le modèle STREAM jusqu’à l’échelle de l’exploitation agricole avec le modèle DIAR, en tenant compte de la distribution spatio-temporelle des systèmes culturaux (modèle LandSFACTS). Les modèles STREAM et DIAR ont permis de mesurer l’effet sur le ruissellement de plusieurs scénarios d’évolution à l’horizon de 2015 (soit au terme des actuelles mesures de la PAC). Le modèle STREAM est un système expert de modélisation de l’effet érosif du ruissellement à l’échelle de petits bassins versants (10 à 1000 ha). Il permet de simuler la dynamique du ruissellement et de l’érosion selon l’état de surface du sol (faciès plus ou moins dégradé, rugosité du sol et taux de couvert végétal) et les pratiques culturales en vigueur. Le modèle DIAR permet d’évaluer la pression de ruissellement exercée par les différents types d’exploitations agricoles tenu compte des systèmes de culture mis en œuvre.

Les changements d’occupation des sols ont été évalués en trois étapes : identification des évolutions du territoire local (méthode SYSPHAMM), déclinaison des scénarios d’évolution à l’échelle du bassin versant et des exploitations agricoles et évaluation du ruissellement pour chaque scénario prospectif.

Parmi les nombreux scénarios élaborés, un a particulièrement retenu l’attention des chercheurs et des acteurs locaux, celui de la « disparition des productions traditionnelles (production laitière) au profit de cultures rentables dans un contexte d’exode rural » et ses effets potentiels sur le ruissellement érosif des sols. La libéralisation des échanges mondiaux impacte indéniablement les choix de cultures à l’échelle locale, notamment l’orientation donnée par la politique énergétique et l’encadrement de la production laitière. Le travail a aussi montré qu’il était techniquement possible de mettre en œuvre des corrections d’effets négatifs de ces évolutions sans que le coût de ces évolutions n’ait pu être évalué. Ce type de démarche est intéressant dans la mesure où il met en évidence les impacts des scénarios sur le ruissellement, éclaire sur les situations à risques et permet en amont, d’anticiper sur les leviers d’action pour une gestion durable des territoires. Cette démarche innovante peut être aisément mobilisée dans une logique concertée d’aménagement du territoire, par un ensemble de décideurs publics et d’acteurs locaux. Ce type d’étude vient éclairer les scénarios futurs d’évolution des paysages notamment, lors de décisions d’urbanisation des terres agricoles.

Sources

C. Ronfort, V. Souchère, P. Martin, C. Sebillotte, M.S. Castellazzi, A. Barbotin, J.M. Meynard, B. Laignel, « Methodology for land use change scenario assessment for runoff impacts : A case study in a north-western European Loess belt region (Pays de Caux, France), Catena 86 (2011), 36-48.