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Les géoressources énergétiques du Sud-Kivu

Auteur : AKILIMALI MAHESHE Samuel (Bureau d’Etude Géologique et Environnementale en RDC, BEGE-RDC)

Cet article est une synthèse d’une présentation qui a été faite en date du 19 Mars 2016 dans le cadre d’une conférence organisée par le BEGE-RDC pour célébrer la Journée de Science de la Terre en Afrique et au Moyen Orient (DESAME, 2016) à Bukavu.

Pour télécharger en version PDF cet article et d’autres qui sont paru dans notre journal pour la promotion des géosciences, Le cahier du bege-rdc, Nº1, Mars 2016 cliquer sur ce lien http://www.lecahierdubege-rdc.e-monsite.com

Les géoressources minières du Sud-Kivu

Auteur : AGISHWE MAKELELE Noah (Bureau d’Etude Géologique et Environnementale en RDC, BEGE-RDC)

Cet article est une synthèse d’une présentation qui a été faite en date du 19 Mars 2016 au campus d’IBANDA de l’Université Officielle de Bukavu (UOB) dans le cadre d’une conférence organisée par le BEGE-RDC pour célébrer la Journée de Science de la Terre en Afrique et au Moyen Orient (DESAME, 2016) à Bukavu.

Pour télécharger en version PDF cet article et d’autres qui sont paru dans notre journal pour la promotion des géosciences, Le cahier du bege-rdc, Nº1, Mars 2016 cliquer sur ce lienhttp://www.lecahierdubege-rdc.e-monsite.com

L’impact du climat actuel et les héritages du paléoclimat sur les risques naturels au Sud-Kivu: défis, opportunités et perspectives

Auteur : AGANZE BACIYUNJUZE GLOIRE (Bureau d’Etude Géologique et Environnementale en RDC, BEGE-RDC)

Contact: gloireagha@gmail.com

Cet article est une synthèse d’une présentation qui a été faite en date du 20 Mars 2016 à l’hôtel Nard dans le cadre d’une conférence organisée par l’International Association for Promoting Geoethic (IAPG-DRC), Young Earth Scientist (YES-DRC) et Strong Women (DRC) pour célébrer la Journée de Science de la Terre en Afrique et au Moyen Orient (DESAME, 2016) à Bukavu.

Pour télécharger en version PDF cet article et d’autres qui sont paru dans notre journal pour la promotion des géosciences, Le cahier du bege-rdc, Nº1, Mars 2016 cliquer sur ce lienhttp://www.lecahierdubege-rdc.e-monsite.com

Les impacts environnementaux des exploitations minières artisanales au Sud-Kivu: évaluation et réduction

Par bege-rdc
Le 10/04/2016
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Les impacts environnementaux des exploitations minières artisanales au Sud-Kivu: évaluation et réduction

Auteur : AGANZE BACIYUNJUZE GLOIRE (Bureau d’Etude Géologique et Environnementale en RDC, BEGE-RDC)

Contact: gloireagha@gmail.com

Cet article est une synthèse d’une présentation qui a été faite en date du 19 Mars 2016 au campus d’IBANDA de l’Université Officielle de Bukavu (UOB) dans le cadre d’une conférence organisée par le BEGE-RDC pour célébrer la Journée de Science de la Terre en Afrique et au Moyen Orient (DESAME, 2016) à Bukavu.

Pour télécharger en version PDF cet article et d’autres qui sont paru dans notre journal pour la promotion des géosciences, Le cahier du bege-rdc, Nº1, Mars 2016 cliquer sur ce lien http://www.lecahierdubege-rdc.e-monsite.com

Les impacts environnementaux des exploitations minières artisanales au Sud-Kivu: évaluation et réduction

Auteur : AGANZE BACIYUNJUZE GLOIRE (Bureau d’Etude Géologique et Environnementale en RDC, BEGE-RDC)

Contact: gloireagha@gmail.com

Cet article est une synthèse d’une présentation qui a été faite en date du 20 Mars 2016 à l’hôtel Nard dans le cadre d’une conférence organisée par l’International Association for Promoting Geoethic (IAPG-DRC), Young Earth Scientist (YES-DRC) et Strong Women (DRC) pour célébrer la Journée de Science de la Terre en Afrique et au Moyen Orient (DESAME, 2016) à Bukavu.

Pour télécharger en version PDF cet article et d’autres qui sont paru dans notre journal pour la promotion des géosciences, Le cahier du bege-rdc, Nº1, Mars 2016 cliquer sur ce lien http://www.lecahierdubege-rdc.e-monsite.com

SIG et Cartographie thématique pour la gestion de l’environnement et de ressources naturelles

Par bege-rdc
Le 25/02/2016
Dans cartographie et SIG
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Lors du sommet de Rio de Janeiro 1992, pour aborder les problèmes qui préoccupent la communauté mondiale (détérioration de l’environnement, déforestation, pollution, épuisement des stocks de poissons, etc.), les participants ont souligné l’importance et la nécessité de l’utilisation de l’information spatialisée. Suite à cela, le sommet mondial sur le développement durable tenu à Johannesburg en 2003, a été l’occasion de souligner et d’illustrer, au travers de cas pratiques, les capacités et les potentialités de l’utilisation de l‘information géographique en appui à la gestion de l’environnement et au développement durable.

La gestion des ressources en terre est consommatrice d’informatique, tant pour la mémorisation de données collectées sur le terrain que pour leur traitement : modélisation du gisement, aide à la décision avant extraction.

La cartographie numérique ou Système d’Information Géographique (SIG) s’est imposée comme outil indispensable de l’aménagement du territoire. Le SIG permet une analyse et une description fine de site de projet, la spatialisation de donnée de terrain, la planification et le suivi des opérations forestières et industrielles, ainsi que la restitution d’études techniques ou d’inventaire. Ainsi, dans la connaissance de notre environnement, on peut être amené à dresser des cartes. Voici la nomenclature et l’objet de ces différentes cartes environnementales :

Carte géopotentielle : il s’agît d’une carte démontrant les ressources et le développement potentielle d’une région ;
Carte de la géologie de l’ingénieur : c’est une carte qui relève les conditions du terrain, les propriétés des roches et des sols et leur utilisation dans les travaux de génie civil ;
Carte des contraintes : C’est une carte thématique indiquant les limites de l’utilisation d’une zone (exemple : zone de fertilité ou de stérilité d’une région, zone de pêche,…) ;
Carte des ressources : C’est une carte thématique qui donne la nature, l’extension et la qualité des ressources superficielles ou souterraines ;
Carte de hasard (volcanisme, séisme) : elle localise les zones de séisme et de volcanisme ;
Carte des risques : elle quantifie les événements dommageables selon leur type et leur acuité ;
Carte de vulnérabilité : confirme la vulnérabilité de la population ou de l’environnement vis-à-vis d’un hasard particulier.

Une Carte thématique est destinée à un thème spécifique (exemple: carte sur la déforestation, sur la pollution de l’atmosphère, sur les ressources en étain,…).La cartographie de l'information thématique de base est une intégration numérique d'images satellitaires, de cartes d'utilisation du sol, de cartes de couverture du sol et de données topographiques pour produire une "carte-image" avec des lignes de contours et de l'information planimétrique vectorielle. Les données pour la cartographie thématique sont tirées des bases de données de topographie, d'infrastructure et d'utilisation du sol. L'information thématique appropriée est superposée sur une carte d'information de base, ce qui fournit de l'information détaillée pour les utilisateurs tels que les gestionnaires de ressources. Plusieurs combinaisons d'informations thématiques peuvent être présentées de façon à optimiser l'information cartographique pour des applications spécifiques telles que l'allocation de l'utilisation du sol, la sélection de site pour les services publics et la planification de routes, la gestion des bassins hydrographiques ou la gestion et les opérations des ressources naturelles. La cartographie thématique d'information de base incorpore non seulement les interprétations de la couverture et de l'utilisation du sol, mais aussi l'information topographique (les lignes de contours et la planimétrie) pour produire un outil optimal de gestion des ressources. Cette information peut être affichée sur une carte traditionnelle, ou sur une carte-image qui est une excellente façon de présenter les données spatiales aux gestionnaires de ressources et aux nombreux autres utilisateurs.

Place de la télédétection dans la gestion des inondations

Par bege-rdc
Le 25/02/2016
Dans cartographie et SIG
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Avec le problème de changement climatique à l’échelle planétaire, les inondations sont devenues l’un de risques hydrologiques majeurs dans les pays en voie de développement. Pour cela des méthodes d’adaptabilités et de gestion doivent être développées afin de réduire la vulnérabilité des enjeux. La télédétection constitue l’un des outils actuellement utilisées dans la gestion de risques naturels. L’objet de cette note est de montré la place de cette technique dans la gestion des inondations en tenant compte des mesures préventives.

Une inondation est la submersion d'une zone (rapide ou lente) qui peut être provoquée de plusieurs façons, par des pluies importantes en durée et (ou) en intensité. Il existe deux types d’inondation, selon qu’elles impliquent des eaux douces ou des eaux marines. Les premières, que l’on pourrait qualifier de terrestres, peuvent se produire dans l’intérieur des terres, tandis que les inondations marines concernent le littoral.

Les origines des inondations sont multiples : Une inondation peut être causée par de fortes pluies, la fonte rapide des neiges, la crue soudaine des rivières, le bris d'un barrage, des marrées anormalement hautes produites par des vents violents ou encore des énormes vagues produites par des tremblements de terre sous-marins ou des tempêtes tropicales.

Les inondations constituent un phénomène naturel du cycle hydrologique. Elles s'avèrent nécessaires pour renouveler la fertilité du sol, car elles déposent périodiquement de nouveaux nutriments et des sédiments fins. Mais elles peuvent aussi causer la perte de vies, la destruction temporaire d'habitats sauvages et des dommages permanents aux infrastructures urbaines et rurales. Des inondations fluviales peuvent être causées par l'endommagement des barrages humains ou naturels, la fonte catastrophique de la neige ou la glace, la pluie, l'engorgement des rivières par la glace et le ruissellement excessif de l'eau de fonte au printemps.

Outre le caractère fortuit et aléatoire des catastrophes, l'analyse a montré que des vulnérabilités locales accentuent l'impact de celles-ci. Ces vulnérabilités sont géographiques (configuration du relief et pluies torrentielles), démographiques (densité de population), urbanistiques et sociales, entre autres. Une démarche volontariste et communautaire est favorisée par des gouvernements et des grandes organisations humanitaires pour atténuer l'impact physique, économique et moral des catastrophes de tous types.

Avant d’aborder les mesures préventives voyons d’abord le pourquoi de la télédétection dans la gestion des inondations. Selon le Centre Canadien de Télédétection, « La télédétection est la technique qui, par l'acquisition d'images, permet d'obtenir de l'information sur la surface de la Terre sans contact direct avec celle-ci. La télédétection englobe tout le processus qui consiste à capter et à enregistrer l'énergie d'un rayonnement électromagnétique émis ou réfléchi, à traiter et à analyser l'information, pour ensuite mettre en application cette information. » Les techniques de télédétection sont utilisées pour mesurer et effectuer le suivi de la superficie de l'inondation, pour orienter les secours de façon efficace et pour fournir des évaluations quantifiables sur l'étendue des terres et des infrastructures touchées. En outre, l'incorporation des données de télédétection dans un SIG permet le calcul et l'évaluation rapides des niveaux d'eau, des dommages et des régions en danger d'inondation. Les agences de prévision d'inondations, les compagnies hydroélectriques, les organismes de conservation, les urbanistes, les organismes de secours d'urgence et les compagnies d'assurance utilisent tous ce type de données. L'identification et la cartographie des plaines alluviales, des chenaux de rivières abandonnés et des méandres sont importantes pour la planification des réseaux de transports. Tous ces éléments sont d’une importance primordiale dans la gestion des inondations comme le montre les mesures préventives et de protection.

L'entretien des cours d'eau est une nécessité pour éviter l'aggravation des inondations. Lorsque ce dernier est non domanial les propriétaires riverains sont obligés de l'entretenir. Mais les riverains se soumettent peu à cette obligation et ce sont souvent les collectivités locales qui s'y soumettent. Quand le cours d'eau est domanial, son entretien est à la charge de l'état qui doit juste maintenir le bon écoulement des eaux. Mais elle se limite au bon écoulement des eaux et en aucun cas il y a une obligation de lutte contre l'action naturelle des eaux (érosion des berges).Pour cela, on doit rétablir ou améliorer des capacités d'écoulement (entretien des berges, élimination des embâcles, curage...)

La délimitation des zones inondables et la préservation des champs d'expansion des crues est l’une de mesure préventive des inondations. En effet, Il convient de préserver au maximum la capacité de régulation des crues en conservant le caractère inondable des zones peu ou pas urbanisées où les crues peuvent s'étendre et limiter les dégâts en zone urbaine. Toutes les constructions doivent y être interdites. Les zones de construction doivent être parfaitement délimitées et il faudra réduire la vulnérabilité des constructions déjà existantes. Mais la connaissance des zones inondables n'est jamais absolue. L'analyse des crues passées et, si besoin est, complétée par de rapides études hydrauliques et géologiques, permet de dresser une cartographie des zones susceptibles d'être inondées. Les ouvrages de protection existants (endiguements, barrages...) ne modifient pas le caractère inondable des zones protégées lors de grandes crues.

La gestion des inondations vise aussi à limiter l'imperméabilisation des sols en milieu urbain (infiltration des eaux de toitures et de ruissellement (après dépollution le cas échéant), création de noues et d'espaces verts susceptibles de servir de zone tampon). En milieu rural, des pratiques culturales plus adaptées et une gestion anticipatoire du ruissellement visant à stocker l'eau dès le haut du bassin versant, et en la freinant et l'infiltrant mieux via un réseau de talus, haies, noues, prairies et prés inondables et fossés permet de ne pas grossir les inondations en aval.

Les inondations sont les objets de modélisation en fonction de leur période de retour (crues décennales, centennales, etc). Mais la pluie restera un phénomène aléatoire, dans un contexte climatique incertain et trop complexe pour que les calculs puissent tout prévoir. Les documents d'urbanisme doivent donc intégrer cette contrainte, le principe de prévention et précaution, et réglementer le droit à construire.

Modélisation des Interactions eau-roche et gestion de drainage minier acide avec PHREEQC

Par bege-rdc
Le 25/02/2016
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Les études d'interactions fluide-roche ont pour but de décrire, quantifier et prédire les changements de compositions chimiques et minéralogiques des phases solides et liquides dans des systèmes naturels au cours du temps. Ces études ont pris une importance croissante durant ces dernières années, tant du point de vue de la compréhension théorique des systèmes naturels, que par les applications très concrètes qui en résultent. Les grandes directions de ces développements sont l'exploitation des ressources énergétiques et des matières premières de la croûte terrestre, ainsi que les aspects liés à la qualité des milieux naturels. Par exemple: l'exploitation des ressources géothermiques de basse et haute enthalpie, les réservoirs de type "hot dry rock", le stockage et l'exploitation des hydrocarbures, les études des gisements métallifères et des fluides minéralisateurs, l'extraction des métaux (ou du sel, depuis déjà fort longtemps) par des fluides, les polluants organiques et inorganiques des aquifères (mobilité, dégradation,...), le stockage des déchets spéciaux et radioactifs, l'acidification des bassins versants (pluies acides) et l'impact sur l'environnement de produits anthropogènes (mobilité du plomb), l'étude des processus érosifs et leur quantification, l'assainissement d'eaux naturellement toxiques: les eaux acides des roches sulfurées ou les empoisonnements causés par l'arsenic [8].

Dans les différents projets miniers auxquels il participe, le géologue doit être attentif aux problèmes de migration des contaminants et aux contrôles hydrogéologiques appropriés dans le cas des rejets miniers entreposés et des lixiviats générés. C’est ainsi que dans les projets d’entreposage de rejets miniers, en plus de la stabilité géotechnique des ouvrages de surface construits pour l’entreposage et le confinement des rejets solides et liquides, d’autres préoccupations existent comme la prédiction, la prévention et le contrôle du drainage minier acide (DMa) associé à l’oxydation des minéraux sulfureux, tels la pyrites et la pyrrhotite. Lorsqu’ exposés aux conditions de surface, ces minéraux peuvent réagir avec l’eau et l’oxygène atmosphérique pour former un lixiviat acide favorisant la dissolution des métaux et autres contaminants susceptibles d’engendrer des impacts défavorables sur l’environnement. Le principal défi environnemental auquel doit faire face l’industrie minière est le contrôle de ces eaux acides, qui contiennent souvent une forte concentration de métaux lourds potentiellement toxiques. Dans ces cas particuliers, il faut mettre en place des méthodes de contrôle qui seront efficaces à long terme (ex : système de traitements passifs du drainage minier acide, recouvrements multicouches, géomembranes, etc.) [3].

Les méthodes de prédictions du drainage minier acide comme les essais statiques (titrage acide base), les essais cinétiques (essais en cellules d’humidité, essais en colonnes etc.) et la modélisation hydrogéochimique se sont beaucoup raffnés au fil des ans et font partie des outils utilisés par le géologue spécialisé dans le domaine de l’environnement minier. Ces outils nécessitent de solides connaissances en minéralogie, géochimie, thermodynamique, hydrogéochimie, hydrogéologie, informatique et mathématique. PHREEQC est un programme puissant pour la modélisation hydrogéochimique de la spéciation chimique en solution aqueuse. Il est aussi utilisé pour déterminer les équilibres de charge et les états de saturation des phases minérales [11]. Le but de cette note est de présenter l’application du logiciel PHREEQC dans la modélisation des interactions eaux–roches ainsi que dans la gestion de drainage minier acide.

Le drainage minier acide résulte de la circulation d’eaux acides produites par l’oxydation de sulfures dans divers matériaux miniers (parc à résidus, haldes de stériles, minerais, galerie de mine, fosse, etc.). Ces eaux de drainage minier acide sont caractérisées par un bas pH et des concentrations élevées en métaux et sulfates. les eaux contaminées du drainage minier acide proviennent de diverses exploitation (métaux précieux et de base, charbon et d’uranium). L’acidité produite peut par contre être neutralisée par la dissolution de certains minéraux ayant un potentiel de neutralisation comme les carbonates, l’olivine magnésienne, la chlorite, la serpentine etc. [5]. la neutralisation du drainage minier acide par les minéraux ayant un pouvoir de neutralisation entraîne la formation de minéraux secondaires (gypse, jarosite, hexahydrite, copiapite, ferrohexahydrite, lépidocrosite, goethite, alunogène, etc…) qui peuvent incorporer des métaux lourds et de l’acidité et former des horizons indurés dans les parcs à résidus miniers en cours d’oxydation. Il existe toutefois d’autres types de drainages miniers pouvant présenter une situation environnementale problématique (alcalins, neutre, eaux saumâtres etc..) [3].

Des études ont démontrées que les décharges de drainage minier acide causent une pollution environnementale dans des nombreux pays qui ont des industries minières. Ainsi, les eaux de drainage minier acide doivent être préalablement traitées avant leur entreposage. Les processus de traitement utilisés sont différents d’un site à l’autre et dépendent de la qualité de l’eau et de sa composition. Cependant, les études montrent que la combinaison de traitement par des processus chimiques est la technique la plus effective pour le traitement de drainage minier acide. Cette technique permet d’extraire les métaux de l’eau et de neutraliser le pH. Etant donné que les techniques de traitements différents d’un site à l’autre, les investigations pour le processus de traitement doivent être menées pour chaque site de manière particulière. L’usage du logiciel PHREEQC développé par l’US Géologique Survey (USGS) en 1999 est désigné pour réaliser une très grande variété des calculs géochimique en solution aqueuse: calcul de la spéciation chimique et des indices de saturation par exemple. Le model issus de PHREEQC peut être utilisé pour estimer l’efficience et la quantité chimiques nécessaires pour des processus de traitement. Ceci aide pour le support de décision prise pour la sélection de processus de traitement [10].

Nantaporn N., Vineeth V. et Khokiat K. (2014), ont développé une méthode permettant d’appréhender le processus de traitement des drainages miniers acides. Pour ce faire, ils ont fait usage de la modélisation hydrogéochimique avec PHREEQC pour évaluer la performance de processus de traitement de drainage minier acide sélectionné. En effet, le logiciel PHREEQC a été utilisé pour calculer les réactions géochimiques à l’équilibre en se basant sur les bases de données disponibles faisant usage des activités et équation d’action de masse. La précipitation des phases solides nouvellement formées peuvent contrôler le sort de contaminants de drainage minier acide dans les réactions de neutralisation. Ce processus peut être prédit à partir de solution par des modèles thermodynamiques et doit être corroboré par la caractérisation des produits solides finals. Le logiciel PHREEQC avec la base de donnée pour le model de spéciation MINTEQ a été appliquée pour déterminer la spéciation chimique en solution aqueuse et les indices de saturation des phases solides [(SI=log(IAP/KS), avec SI est l’indice de saturation, IAP est le produit d’activité ionique et KS est le produit de solubilité]. Les valeurs de SI correspondant à zéro, valeur négative ou positive indiquent respectivement que la solution est en équilibre, sousaturée ou sursaturée par rapport à la phase solide (minéral). Pour un état de sous saturation, la dissolution de la phase solide est espérée et une sursaturation indique une précipitation.

Ayant sélectionné un système de traitement de drainage minier acide, ils ont montré que le model issus de PHREEQC permet d’estimer les quantités chimiques nécessaires pour traiter les décharges. La composition de l’effluent final a aussi été déterminée pour atteindre le critère de qualité de l’eau de décharge. le logiciel PHREEQC a été utilisé pour calculer les précipitations et les dissolutions qui peuvent avoir lieu après que les venues d’eau ont été mélangées; pour déterminer le changement de la chimie de l’eau dans un environnement réducteur où a lieu la réduction des ions Fe³⁺ en Fe²⁺, S⁶⁺ en S^2- , ce qui favorise la précipitation des métaux sulfurés (C’est ainsi que le calcul des phases réduits et la précipitation de métaux sulfurés et des autres a été réalisée); pour estimer la quantité de chaux nécessaire pour neutraliser l’acidité et pour calculer la quantité de soude caustique nécessaire pour élever le pH jusqu’à 9.5 quant a lieu la précipitation de Mn.

Pour plus d’information

[1] Akcila, A. and Koldas, S.( 2006) Acid mine drainage (AMD): causes, treatment and case studies. Journal of Cleaner Production. 2006, 14, 1139-1145.

[2] Aubertin M, Bussiere B, Bernier l.r. (2002) Environnement et gestion des rejets miniers. CD-rOM, Presses Internationales Polytechnique, Montréal

[3] Bernier l. r., L’environnement et la gestion des rejets miniers : le rôle du géologue, Ordre de geologue du Quebec

[4] Bernier l. r., aubertin M, Dagenais aM, Bussiere B, Bienvenu l, et Cyr J (2001) Limestone drain design criteria in AMD passive treatment : theory, practice and hydrogeochemistry monitoring at Lorraine Mine Site, Temiscamingue. CIM Minespace 2001 annual meeting proceedings technical paper 48. 9p, CIM, Quebec.

[5] Bernier l.r., (2005). The potential use of serpentinite in the passive treatment of acid mine drainage: batch experiments. environmental geology, vol 47, no 5, pp 670-684.

[6] Bernier l.r., Bédard, C., lemieux J., et latour F. (2005). Plan de fermeture et restauration du parc à résidus miniers de la mine Bouchard-Hébert. Symposium 2005 sur l’environnement et les mines. rouyn Noranda.

[7] Johnson, D. B. and Hallberg, K. B. (2005) Acid mine drainage remediation options: a review. Science of the Total Environment. 2005, 338, 3-14.

[8] Marc-Henri Derron(2000), Geochimie des eaux de sources et interactions eau-roche dans les alpes. Résume du cours donné dans le cadre du module "Altération et minéralogie industrielle" du Dr. Ph. Thélin, avril 2000, pour les étudiants de géologie des universités de Lausanne et Genève.www.quanterra.org

[9] McCauley, C. A., O'Sullivan, A. D., Milke, M.W., Weber, P. A., and Trumm, D. A. (2009) Sulfate and metal removal in bioreactors treating acid mine drainage dominated with iron and aluminum. Water Research. 2009, 43, 961-970.

[10] Nantaporn Noosai, Vineeth Vijayan, Khokiat Kengskool. (2014) Model application for acid mine drainage treatment processes. International Energy & Environment Foundation. Volume 5, Issue 6, 2014 pp. 693-700

[11] Parkhurst, D.L., Appelo C.A.J. (1999) User's Guide to PHREEQC (Version 2) A Computer Program for Speciation, Batch-Reaction, One-Dimensional Transport, and Inverse Geochemical Calculations, USGS Water-Resources Investigations, Denver, Colorado, 1999.

DEGRADATION DE SOL PAR L’EROSION: CAUSES, CONSEQUENCES ET MESURES PREVENTIVES

Par bege-rdc
Le 25/02/2016
Dans Environnement et développement durable
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DEGRADATION DE SOL PAR L’EROSION: CAUSES, CONSEQUENCES ET MESURES PREVENTIVES

En dépit des certains progrès réalisés vers les Objectifs de Développement du Millénaire, la faim, la pauvreté et l'insécurité alimentaire persistent, tandis que les principaux écosystèmes qui sous-tendent et entretiennent les ressources naturelles, continuent d'être épuisés et dégradés. Ces défis de développement et la pression sur les ressources naturelles qui en découle sont maintenant reconnus comme des problèmes de niveau mondial. Bien que menées essentiellement par la croissance démographique et économique, ces pressions sont exacerbées par une évolution rapide du contexte environnemental qui comprend, entre autres, la dégradation des terres, les changements climatiques, la perte de biodiversité, la pénurie d'eau, la libéralisation des régimes commerciaux et des demandes en matière de production de bioénergie. Ces facteurs, en outre, sont reliés entre eux et se renforcent souvent mutuellement.

Le sol support de la vie est souvent menacé par les problèmes d’érosions. En géomorphologie, l’érosion est le processus de dégradation et de transformation du relief, et donc des roches, qui est causé par tout agent externe (donc autre que la tectonique). C’est ainsi qu’on distingue par exemple l’érosion hydrique qui est causée par l’eau et l’érosion éolienne causée par le vent.

Les problèmes d’érosion hydrique, se font de plus en plus sentir aussi bien dans les pays en voie de développement que dans les pays développés et ont d’énormes conséquences tant économiques qu’environnementales. Il importe alors de mieux comprendre leurs causes afin de développer des mesures préventives et les techniques de lutte afin de les contrer. C’est à ces préoccupations que cette note tente de répondre.

Dans ce cas précis d’érosion hydrique, on peut définir l’érosion comme le détachement et le transport des particules sous l’effet de la pluie, lorsque le sol n’est plus capable d’infiltrer l’eau. Cette situation se produit généralement sur des sols préalablement fragilisés, dans le cas d’une intensité de pluie supérieure aux capacités d’infiltration du sol (lors d’orages violents notamment), ou sur des sols gorgés d’eau (en périodes automnale et hivernale).

Ce transport d’eau et de terre, plus ou moins massif et rapide, peut générer des conséquences importantes sur un plan économique, humain et écologique : le potentiel agronomique des terres s’en trouve diminué, les risques d’inondations accrus (coulées de boue, augmentation de l’intensité et du volume des crues de rivière), et les milieux naturels dégradés La qualité de l’écosystème s’en trouve dégradée par le colmatage des frayères, diminution de l’oxygène dissout nécessaire à la vie aquatique etc. L’érosion des sols peut se manifester par la formation de ravines et provoquer des coulées de boues sur la voirie et dans les villages.

On peut distinguer deux types d’érosion :

L’érosion en nappe (ou diffuse): Il s’agit d’un décapage uniforme de la couche superficielle de terre. Il se produit principalement sur les zones de plateaux. Cette forme d’érosion passe souvent inaperçue mais peut arracher un volume de terre important : un décapage de 1 mm sur 1 ha correspond à la perte d’un volume de 10m³ de limons fertiles. Dans ce cas, les dégâts sont pratiquement irréversibles.
L’érosion en rigoles (ou ravines): Lorsque les eaux de ruissellement se concentrent, elles peuvent selon la nature du sol et l’intensité du relief former une ravine par creusement. Cette érosion se produit généralement dans les vallées sèches et dans les fonds de thalwegs* qui constituent des chemins d’écoulements préférentiels pour l’eau qui ruisselle. Cette forme d’érosion peut charrier de grandes quantités de terre, et être à l’origine de coulées de boue importantes. Elle est cependant maîtrisable pour peu que l’on adopte certains principes culturaux et que l’on préserve ou conforte certains éléments du paysage régulateurs des écoulements

Les causes d’érosion de sol sont:

La texture des sols est un des facteurs principaux de l’érosion des sols. Les sols limoneux sont très propices à la battance, phénomène qui les rend imperméables et qui augmente le ruissellement des eaux.
L’agrandissement des parcelles agricoles suite aux nombreux remembrements accroît les risques d’érosion des sols en créant des conditions favorables au ruissellement des eaux (augmentation de la vitesse d’écoulement des eaux notamment).
La diminution des Surfaces Toujours en Herbe participe au phénomène d’érosion des sols. Les prairies assurent un couvert permanent qui tamponne efficacement les eaux de ruissellement.
La disparition des fossés qui accompagne souvent l’agrandissement des parcelles exacerbe le problème d’érosion des sols. Les fossés permettent de maîtriser la circulation des eaux de ruissellement et d’éviter leur accumulation sur les parcelles agricoles.
La destruction du maillage bocager tels les haies ou les talus a souvent accompagné les anciens remembrements agricoles. Ces éléments paysagers jouent pourtant un rôle primordial dans la gestion des eaux et représentent des obstacles naturels au ruissellement des eaux sur un versant.
Les traces de roues générées par des passages d’engins répétés et des outils non adaptés (pneumatiques par ex.) créent des chemins préférentiels pour les eaux de ruissellement, augmentent les risques d’accumulation sur la parcelle et donc de formation de ravines.
Le labour parallèle à la pente accroît fortement la vitesse de ruissellement des eaux.
Les sols laissés nus l’hiver favorisent l’érosion des sols en diminuant les capacités d’infiltration des sols.
Une urbanisation mal maîtrisée augmente l’imperméabilisation des sols et donc les vitesses de ruissellement des eaux. Les constructions dans les zones à risques de coulées de boue et d’inondations doivent parfois supporter des dégâts matériels importants.

Les actions pour lutter contre le ruissellement des eaux et l’érosion des sols sont:

La modification des pratiques culturales permet souvent de réduire sensiblement les risques de ruissellement des eaux et d’érosion des sols. Par exemple la pratique du desherbinage avec implantation de ray-grass en inter-rangs offre un couvert hivernal efficace après la récolte de maïs.
La diminution de la taille des parcelles limite les vitesses d’écoulement de l’eau sur les versants.
La préservation des prairies notamment en fonds de vallée permet de favoriser le ralentissement des eaux de ruissellement et de filtrer les particules de terres.
La restauration des fossés en bordure des axes routiers et sur les chemins ruraux permet de drainer les eaux de ruissellement. Les fossés enherbés doivent être privilégiés afin de ralentir la vitesse d’écoulement des eaux jusqu’à l’exutoire.
La reconquête du maillage bocager (haies et talus) participe à la lutte contre l’érosion des sols en assurant des obstacles naturels au ruissellement des eaux et en favorisant la sédimentation des particules de terres charriées.
La bande enherbée en fond de talweg ou perpendiculaire à la pente permet de ralentir les eaux de ruissellement et de piéger les sédiments.
Le labour perpendiculaire à la pente, lorsqu’il est techniquement possible, ralentit le phénomène de ruissellement en empêchant la formation de chemins préférentiels d’accumulation de l’eau.
Les cultures intermédiaires implantées avant une culture de printemps offrent une couverture hivernale efficace qui augmente les capacités d’infiltration du sol durant les périodes les plus pluvieuses.
L’absence d’habitations en zone inondable permet de limiter les risques. Pour cela, le PPRI constitue l’outil privilégié.
Les diguettes végétales installées en travers des ravines déjà formées constituent des barrages filtrants et permettent le comblement de la ravine.
Les plantations de berges jouent un rôle tampon aux eaux de ruissellement provenant des versants et permettent de filtrer les sédiments avant leur arrivée à la rivière. La qualité de la rivière s’en trouve ainsi préservée.
Les mares peuvent jouer, quand elles dont bien localisées sur le bassin versant, le rôle de bassin tampon naturel en stockant une partie des eaux de ruissellement. Elles peuvent ainsi avoir une double vocation hydraulique et d’abreuvement du bétail.

Référence

Hanspeter Liniger, Godert van Lynden, Freddy Nachtergaele, Gudrun Schwilch, un questionnaire pour la cartographie de la dégradation et de la gestion durable des terres, CDE/WOCAT, FAO/LADA, ISRIC, 2008

Parc Naturel régional des Caps et Marais d’Opale, Guide technique de la lutte contre l’érosion des sols en Caps et Marais d’Opale, Novembre 2003

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