Le ruissellement sur sols drainés : identification des mécanismes de genèse

Bénédicte Augeard (1) , Cyril Kao (1) , Jérôme Ledun (1) , Cédric Chaumont (1) , Yves Nedelec (1)

1 UR HBAN - Hydrosystèmes et Bioprocédés

Le drainage des terres agricoles par tuyaux enterrés favorise l`évacuation des eaux infiltrées et réduit d`autant les épisodes de ruissellement provoqués par l`affleurement de la nappe superficielle. Toutefois, des facteurs comme le dépassement de la capacité de drainage du réseau, la formation d`une croûte de battance limitant l`infiltrabilité de la surface ou la compaction liée au passage de roues d`engins sont susceptibles de contribuer à l`apparition du ruissellement. L`objet de cet article est d`identifier les processus à l`origine des épisodes de ruissellement observés sur des parcelles drainées. Ces connaissances doivent permettre de mieux raisonner les actions de lutte contre ce phénomène. Deux sites expérimentaux fortement drainés ont servi de support à cette étude : La Jaillière (Loire-Atlantique) et l`Orgeval (Seine-et-Marne). Contrairement à celui de La Jaillière, le sol de l`Orgeval est sensible à la battance. Nous montrons que le drainage diminue significativement les volumes ruisselés en hiver : le rapport du volume ruisselé au volume des précipitations passe de 70 à 80 % en parcelle non drainée à 6 à 12 % en parcelle drainée. Cependant, le drainage reste sans effet à la fois lors de certains événements intenses et lors d`épisodes hors période humide (absence de nappe à proximité de la surface). Les affleurements de nappe à l`interdrain sont à l`origine des principaux épisodes de ruissellement hivernal sur les deux bassins versants. Le diagnostic hydraulique du réseau de drainage d`une partie du bassin de l`Orgeval a permis de préciser les causes possibles de ces affleurements suivant les parcelles concernées : problèmes de sous-dimensionnement ou dépassement notable du débit de projet. D`autre part, nous avons observé que le ruissellement généré par les affleurements de la nappe drainée peut conduire à l`apparition d`une croûte sédimentaire pour des sols battants, limitant l`infiltrabilité du sol en fin d`hiver. / Agricultural subsurface drainage increases the evacuation of infiltrated water and reduces surface runoff generated by soil profile saturation. However, other factors may contribute to surface runoff generation: e.g. limitation of drainage network capacity, soil surface sealing or compaction due to wheel tracks. The objective of this study is to identify the processes involved in the surface runoff occurrences observed on a tile drained field. Such knowledge aims at improving the efficiency of solutions implemented to control the surface runoff.This study is based on results from two experimental sites: La Jaillière (Loire-Atlantique, France) and l`Orgeval (Seine-et-Marne, France). Contrary to La Jaillière, l`Orgeval soils are prone to crusting.It is shown that artificial drainage decreases significantly surface runoff in winter: the ratio of surface runoff amount on rainfall amount is 70%-80% from a non drained field and 6-12% from a drained field. Nevertheless, the drainage influence is lower during intense rainfall events and events that don`t occur during the drainage season (when the shallow water table is not established). For both experimental sites, the profile saturation at midpoint between two drains explains the main surface runoff occurrences during winter. A hydraulic diagnostic of a part of the Orgeval tile drainage network allows to specify the origin of the profile saturation: the network is under dimensioned (depth, diameter and distance between drain, diameter of collector...) or the rainfall exceeds the design rainfall event. Moreover, we observed that surface runoff events induced by high water table level leads to sedimentary crust, for the soils prone to crusting. Therefore, this limits infiltration capacity at the end of winter.

Mots clés: DRAINAGE PAR TUYAU ENTERRE; RUISSELLEMENT; BASSIN VERSANT EXPERIMENTAL; LA JAILLIERE; MELARCHEZ; ORGEVAL

Domaines: Sciences de l'environnement

Bénédicte Augeard, Cyril Kao, Jérôme Ledun, Cédric Chaumont, Yves Nedelec. Le ruissellement sur sols drainés : identification des mécanismes de genèse. Ingénieries eau-agriculture-territoires, 2005, 43, p. 3 - p. 18. ⟨hal-00476118⟩