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l'ECO~YSTÈ;M'E"'FORESTIER' GUYANAISETUDE'~: ET M'ISE ,EN, VALEUR

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I~Xpérimentation

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D.G.R.ST.Gestion des, ressourcesnaturelles renouvelables

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- MAI' 1981- ,

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DELEGATION GENERALE A LARECHERCHE SCIENTIFIQUE

ET TECHNIQUE .

DECISION D'AIDE A LARECHERCHE

N° 79.7.0442044304440445

Action : GESTION DES RESSOURCES NATURELLES RENOUVELABLES

Thème :. L'ECOSYSTEME FORESTIER GUY~TAIS

Objet.· : Etude écologique de l'évolution du systèmeforestier tropical humide sous l'effetd'utilisations intensives et modernes et,en.particulier de la déforestation.

Organismes bénéficiaires

C.T.F.T. (GERDAT)

I.N.R.A.

MUSEUM

ORSTOM'

Responsables scientifi~

A•. SCHIRLE/J •M. SARRAIL!

J. PARDE/M. DUCREY

J. DORST/J.M. BETSCH

J. HERVIEU

,N.B. : Ce bulletin de liaison est rédigé par l'ensemble des con­

tractants .'et publié par les soins du CentreORSTOM deCayenne.

15 OCT. 1984

o. R. S~10. M. fonds DocumentBila

No: ..A ~ <j-l"b

Cote: A

1

- 2 -

AVERTI S SEME N T

L'abondance du texte et des résultats obtenus à ce f

jour, sur les opérations ECEREX, nous oblige à limiter ceBulletin nO 4 à l'étude des sols, de l'écoulement. et del'érosion, de la dynamique de l'eau dans la couverturepédologique•

. Un Bulletin nO 5 sera donc plus spécialementconsacré aux problèmes de biologie.

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- 3 -

SOMMAIRE-=-=-=-=-:=-=-=...

- Etude pédologique des bassins versants ECEREX.Bilan de la cartographie ••• 0 •••••••••••••••••••••••••••

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- Ecoulement et érosion sur les bassins versants ECEREXen 1979••.. oc ••••• Q ••••• 0 Q •••••••• .•••••• 0 ••••••••••• "••••o J .M. FRITSCH) .

Parcelles élémentaires dÎétude du ruissellement et del ',érosion. Analyse des résultats obtenus durant lesdeux premières campagnes de mesUre ••••••.••••••••••••••(J .lYl. SARRAILH) . '

Etude in si"tu de la dynamique de l'eau dans le solsous for~t primaire. Influence de la couverture.pédologique sur quelques cara~téristiques du drainageverti"cal•. ~ Q 0 ••.D 0 ••• 0 lit •• " Il'. 0 • 0 0 0 •••• 0 •••• lit •

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- Etude de l'humidité ,et de la réserve en eau des sols~es bassins versants F, G et H•••••••••.••••..••.••••••

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ETUDE PEDOLOGIQUE ~ESBASSINS VERSANTS ECEREX. BILAN· DE· LA CARTOGRAPHIE

par

R.BOULET.

Centre O.R.S.T.O.M. Cayenne

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o. R. S.,T.O. M. Fonds Documentaire

N° : .A ~.~~f 1 v<V....' ...• ,...'. >c: '.:,~ .

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l - INTRODUCTION

L'étude pédologique des bassins versants a déjà fait l'objedans les précédents bulletins, de mises au point provisoires. Ilparu. utile cependant,. une ,fois terminée la cartographie des. dix' .bàssins, de rassembler les principaux faits et réSUltats en unseul document. L'échelle des cartes analytiques réalisées initi:lement au 1/1.000, a dtl. ~tre fortement réduite tl/2.600 environ)pour permettre une présentation en deux planches.' De ce fait uncertain nombre de détails,.d'horizons, de courbes d'isodifféren­ciation et m~me dans certains cas de coupes a dtl. être supprimé. "La représentation des couvertures pédologiques des bassins restesuffisante pour que soit saisi l'essentiel de leur organisation,mais les documents de base pour les utilisateurs des données '.pédologiques sur le terrain restent les cartes au 1/10000 dispo­nibles au Centre ORSTOM de CayèllneSOUS forme de tirages Ozalid.

Dans un premier paragraphe, on exposera la méthode utiliséepour analyser l'organisation des couvertures pédologiques, méthodentièrement originale dont on justifiera rapidement la nécessité.Puis on'exposera les. critères pédologiques ayant présidé au choixdes bassins et qui garantissent leur représentativité régionale.Les diverses couvertures pédologiques seront ensuite passées en

. revue· et les relations qui les lient mises en évidence. Enfin oilévoquera les corrélations établies par les disciplines connexes, .hydrologie et botanique, entre les données pédologiqu~ le com-'portement hydrologique qes bassins, la végétation forestièrenaturelle.

II METHODE D'ANALYSE ET DE REPRESÈNTATION DES COUVERTURES PEDOLOGIQ1DDES BASSINS VERSAnTS ~CEREï

Les nombreuses études détaillées de l'org~isatïon et de ladynamique de couvertures pédologiques couvrant tout un versant,menées depuis une dizaine d'années, en particulier en Afriquetropicale, ont montré que, bien souvent, la couverture meuble' desversants est constituée d'illl assemblage complexe de volumespédologiques, dérivant les uns des autres, ou s·influenç.ant mutu­ellement, volumes dont les limites sont souvent obliques par '

. rapport a la surface topographique et ont alors une significationdynamique 'et génétique essentielle. Ainsi ,d'une part, le.sol,conçU à partir de l'observation de fosses isolées et Constituéd'horizons se succédant de haut en bas., sensiblement parallèles

.à la surface du sol, apparatt-il dans ces cas comme une vue d~for-mée construite à partir d'une observation incomplète ,de la .réalité; D'autre part, on ne peut espérer comprendre la dyIiamiqued'une couverture pédologique que si l'on en analys.e l'orga.nïsationd'ensemble, à l'échelle du versant (oumieu,x du bassin versant) defaçon à :en avoir une vision exacte. '

.. 'On a: &e ce fait été amené à développer en Guyane (BOUtET etal., 1978) une métho~e ori~nale que l'on aappliCiuée à ECEREX'T

Elle consiste, dans sa phase analytique, seule utilif3éeàECEREX, à étudier en premier lieu un certain'nombre de transectsen reportant sur des coupes nivelées au clisimètre les observa­tiens effectuées par sond~ge à la tarière jusqu'à obtenir unedélimitation complète des diverses organisations morphologiquesrencontrées et de~ volumes qu'elles caractérisent.

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ANALYTIQUE

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NB.' La' caractérisation, dèvphaque courbe, est" redigée pour un obser'v~teurqui traverse cette' c"ol.Jr.b~ :en allant du coté du no ':' "

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Sur'ces coupes, Orl détermine .~es variations latérales suscep­tibles d·~trerépérées en plan. Ce .sont principalement l'apparitionou la disparition des volumespédologiques 'ou seulement des carac­tères pédqlogiques.

Une fois définis avec pr.écision les critères de repérage deces volumes et caractères, Orle les recherche sur le terrain. en . .effectuànt un certain nombre-detransects en fonction du modelé etdes autres caractères direèt~ment décelables (aspect de surface, '.végétation etc.). Ceux-ci sont complétés par des itinéraires de .raccordement entre transects'différant l'un de l'autre. de façonà obtenir lin tracé fiable' de'·courbes joignant les points d' appari­tion ou de dispflTition des critèréscio.:.;dessus. Ces courbes sontappelées courbes d' 1SO"lifférenciation. Elles diffèrent des limitespédologiques classiques en ce: qu'elles ne sont pas sensées partagerle plan en surfaces homogènes. Elles' jalonnent seulement des varia­tions ~atérales:plùs ou moins rapides.

L'étude fine des divers volumes reconnus est effectuée dansdes fosses dont l'implantation est faite en fonction des coupes etde la carte précédente donc avec' précision et économie. .

Le bloc diagramme de la figure l donne une image dans l'éspaceà la fois des coupes.verticales ou transects et des courbes d'iso­différenciation. La f~gure 2 nous montre la carte analytique. ­correspondant à ce bloc,diagramme dont elle constitue une représen~

tation en coupe et plan•. '.~.

Notons enfin que la description des organisations s'effectueen termes aussi simples que possible, de couleur, texture, struc­ture, porosité etc. Elle pourra souvent parattre incomplète ma~sil faut savoir qu'elle est toujours perfectible gr~ce à l'affine­ment de l'analyse, aussi bien morphologique, micromorphologiquèou géochimique, sans que l'on ait pour autant à modifier le docu­ment cartographique. De m~me, d'autres courbes d'isodifférencia­tion pourront ~tre ajoutées ultérieurement au plan, qu'il s'agissede caractères négligés lors de la cartographie et qui se révèle­raient par la suite importants, ou de caractères nouveaux apparusà la suite des traitements, tels quels défrichement et la mise enculture.

..

Une fois connue, l'organisation en trois dimensions de chaquecouverture, des mesures hydriques sont effectuées de façon à enétudier la.dynamique de l'eau (HUMBEL, 1978).

III - CRITERESPEDOLOGIQUES AYANT PRESIDE AU ·CHOIX DES BASSINS

Les deux grands types de dynamique de l'eau des couverture.spédologiques sur socle en Guyane française septentrionale, à .savoir dynamique de l'.eau verticale' et profonde, et dynamique del'eau superficiell~ et latérale, étaient connus· (BOULET, 1977)avant le lancement de l'opération ECEREX. On a, lors du choix d,e's'10 bassins, détermihé leur type de dynamique de ,l'eau et reten~ :

l' sèul bassin" à d ami ue' de l'eau verticale et profonde (ou "àra1nage ver 1C 1bre :en e e, es ~b~mes de mise en

valeUr propres à la Guyane ne se posent pas sur ce type de couver­ture, il n'y avait donc pas de raison de multiplier cette catégoriede bassin. Deplus, la fréquence de ces couvertures est malheureu-

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sement beaucoup plus faible que 'celle des couvertures à drainage. vertioal bloqué. L'importE!ll:ce.,de ce bassin est toutefois ,renforcéepar lé fait que sa couverturepédologique présente une bonne ana­logie ,tant dans son organi'satiort que dans sa dynamique avec cellesconnues en Afrique sous les m~mes latitudes. Il permet donc d'éta-blir un lien avec les sols d'Af'ri,que. .

5 bassins à d ami ue de l'eau 'su erficielle et latéralè (ou' àt'drainage ver .1.ca loque 1 : pour y eliU ier iës principaux proplè­mes concernant les mises en valeur possibles. L'un d'entre eux, le.UJII; présente une trop faible mixité (2%) pour que celle=cii,nter­vienne de façon perceptible' dàns. son comportement.

'4 bassins mixtes où la.varifl.tion 'des surfaces respectivement affec~tées par l'un ou l'autre type ide drainage doit permettre de testerla modelisation de la dynamique des bassins et d'étudier le compor­tement différentiel des miseà"en 'valeur en fonction du type dedrainage. "

IV -ORGANISATION ET DYNAMIQUE DES, COUVERTURES PEDOLOGIQUES DES BASSINS

A - ROCHES lVIERES• 1

'Les bassi~s versants EC1ÛlliX'sont de~tinés à l'étude de l'éco-. système forestier sur schiste Bonidorol l ), d'abord dans les condi­tions naturelles puis sous l'effet de l'exploitation papetièresuivie ou non de mise en valeur agricole ou sylvicole. Les 10 bas­sins sont donc strictement. inclus dans la zene d'extension de cesschistes, que nous ne conhaissons que par leur matériau d'altéra­tioh. J.-P. MAZEAS (1961) les décrit co~~e des roches jaunes etrouges, couleurs alternant en lits minces, dans lesquelles des pas­sées kaolineuses grossièrement concordantes avec la schistosité .sont fréquentes. J. BARRUOL (1959), auteur de la carte voisine(Kourou) apporte des précisions supplémentaires qui concordent 'aveclescaracteres des matériaux d'.altération que nous connaissons : liCE

sont des schistes très fins, qui comprennent pàrfois des couchesferrugineuses concrétionnées et sont riches en séricite". Cesschistes sont traversés de filons de pegmatite qui peuvent couvrirdes surfaces importantes (cf. fig. 6). Ces pegmatites que nous neconnaissons également que par leur matériau d'altération, sont for­mées de gros cristaux de quartz, de feldspaths, de muscovites asso-­ciés à de la tourmaline.

B ~COUVERTURES PEOOLOGIQUES"

On s'est aperçu, à mesure de la réalisation des cartes analyti~,qu~s'des couvertures pédologiques des 10 bassins versants, quecelles-ci s'ordonnent naturellement de façon univo~ue. C'est danscet ordre que nous examinerons les divers bassins. Vfig~ 3 et 4) 0

.(1) Le choix des schistes Bonidoro a été dicté par les priorités duplan d'exploitation-papetière. de la forêt guyanaise envisagé en '1976. En effet, la 'Société ARBOCEL dont le permiss 9 étendait sur300 000 ha essentiellement localisés sur ces schistes, devait, lorsdu lancement· de l'opération ECEIillX, démarrer son exploitation avan-Gles autres sociétés concernées. .

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LE'GENDE' ])ES FIGURES 3 e.t Ir {,sude)

. L e'Qen de des ",Ians1- _ ~--

N.8. -J. L#It ca r~cl.',..ls",1"011 d<2 et,.9u~ 'cDurb~ ~$f "t!'o!'~l~ pou,- un ObS.. ,.V_ t~'ur qu/ la tr.v.rl~ en ;.//~.~ t oIu:'~o.~~/·du nunfero .

..~. L.4 /ett,..~ """U,sc-ul.4 e"ére. ?_r• ...,él.èües rtt",voie"t ci la /cI'lJfLde '~• .s' J:,orizo"..s; ; .6 .. 'D"$"U~"& courbe" 'e .. l.$t. que. .$"''''' û"" paf,.t "oIHhre dt! b_$~/I7~, ces· d',...IIJ(QI'"& ~o"f '-",d/qutls

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.-TA BL EAU 1: RESULT~TS ANAL YTIQUES DE DEUX PROFILS (haut et mi-pente) DU BASSIN C.

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Le bassin C comporte, en sommet d'interfluve et à partir de la,surface, un ensemble d'horizons bruns, épais de plus de l m, très

, argileux (50 à 70% d'argile); fortement microagrégés et poreux, souvent nodulaires.' Cet ensemble passe avec une transition progressiveétalée sur une cinquantaine de centimètres, à un horizon rouge, unpeu moins argileux (40 à 50% d'argile) et dans lequel on perçoitdéjà une légère augmentation de haut en bas des limons fins, varia­tion qui annonce le ,matériau d'altération. Cet horizon rouge a unaspect compact, sa porosité visible étant tubulaire faible, unestructure polyédrique centimétr1que anguleuse à faces lisses. On ledésignera brièvement sous le ,nom d~ "horizon argileux rouge". 1+contient des volumes ferruginisés indurés dans lesquels on reconnaîune ,structure lithologique figée par le fer ; 'ce sont des li thoreliques, ou des nodules lithorelictuels lorsque l'induration est forteL'épaisseur de cet horizon 'est variable, de cinquante à cent cin­quante centimètres. Il passe en profondeur de façon également pro­gressive à un horizon plus rouge, à teneur en argile décroissanteavec la profondeur tandis que les limons fins augmentent et qu'apparaissent de fines paillettes de muscovite à toucher sériciteux, à ,structure massive à débit polyédrique, à porosité visible tubulairefaible, éventuellement à volumes lithorelictuels violets indurés,particularité d'origine lithologique des bassins C et D : les volumlithorelictuels de cet horizon sont eh effet typiquement meublesailleurs. ,Cet horizon sera nommé par la suite "horizon rouge sérici·teux". Les données dont o:p:dispose sur le régime hydrique de cette,'couverture concordent pour lui attribuer une dYnamique de l'eauverticale et profonde a Celle-ci est sans doute ralentie au passage'de l'horizon à microagrégats à l'horizon argileux rouge mais insuffi·samment pour que se développe une morphologie caractéristique d'hor:zon engorgé. On notera cependant en rive gauche aval une petite zonà drainage ~erticalbl?qué gui ne.déborde que de façon négligeablesurIe bassm hydrologl.que {cf 0 fl.~. G) 0 ': , " '

. Vers liàval, les hori'zons superieurs sont progressiyement Iria~quéË3 parl'hydromorphie mais les manifestations nettes de 'celle-cin'apparaissentqù g en bas d~pente (cf. courbe 2, fig. 3) taridisquedès la mi-pente, les horizons amont_sont recoupés par le bas 'par u1hori~6nblanc, dans' lequel fluctue une nappe :phréatique en saisondes, pl~ie,s. , ' ,

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'Un échantillon de resultats analytiquès est: con'signé, :dans 'lietableau 1. En plus des' donriées texturales déjà évoquées, on noterades taux assez élevés de matière organique en haut de ,pente avec unidiininu~ion significative Vers l' aval~ Le taUJ!; ,rela~i yement élevé dematière organique en haut dei pente est caractéristique des couv·ertu·res àdrairiage' vertical. Les pH son-I; acides et les teneurs-en baséséchangeables très faibles, avec une prédoIIiinanc~ du Mg sur le ,Ca' ',.cEii'actéristique des milieux-:l;rès ,lixiv1-és (BOULET,1974 - CHAUVEL,1977). Cette pauvre"8é en bases se retrouve sur tous les bassins,c'onfirmant ,que la :f:ertilité chi~ique, ,partollttl'ès basse, tl'est pasUn,critère,d1scriIriinant'pour. ces couvertures 'par ailleurs si diffé­rentes,' en partic:ulier par leur ..dynamique.

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En "E",le. sol eetg ."àl'.amont,t.tranalogue"àce qu'il.esten.C si cen' est.d·Üne. part. l" absence deyollimes lithorelictuels indurés dansles.horizons profonds, .d'autre';tpartune.moindre épaisseur des hori""!'zons supérieurs poreux. 'Lorsqu1on descend la pente, l'ensemble supé­rieur poreux s'aminci t progressivement•.Quand son. épaisseur devientinférieure à environ ,70 cm, on vo'itapparattre à sa base un réseaurouge sur fond jaune (cf. courbe 5, fig•. 3 E) qui traduit un débutd'engorgement à ce, niveau. Vers 1" aval, 'les horizons supérieursjau~

. l'lissent, .'. autre manifestation d' engorgement (léger) , d'abord juste .' .

. au-dessus du réseau puis jusque sous l'horizon humifère,' tandis quele passage de ces horizons jaunes à l'horizon argileux rouge sous­jacent devient rapide, surtout en ce'qui concerne la porosité visi­ble qui passe de moyenne à faible. L'horizon argileux rouge, qui"était hunlecté à l'amont, .devient se~ au toucher. Ce caractère a, parailleurs, été associé à un comportement peu perméable entrainant unedynamique .de l'eau essentiellement superficielle et subsuperficielle'latéralé (HUMBEL, 1978), qualifiée plus brièvement de "drainage ver­ticalbloqué". Ceci traduit donc~e basculement du drainage. Notonscependant que ce caractère "sec 'au toucher ll ne signifie pas que lematériau correspondant'est,effectivement sec: l'eau qu'il contient,fixée du fait de la finesse de la;' poros:l.té(HU~JlBEL, 1978), ne confère.pas au matériau qu'elle·imprèghelecomportement mécanique (plasti­cité etc.) que l'on associe au caractère humide. De rri~me, un certainflux hydrique traverse certainement ces matériaux,comme le laisse..supposer l'observation d'organisations discontinues. Néanmoins,. .celui-ci reste sans doute très faible, si bien que l'essentiel d-atransit de l'eau s'effectue dans la partie supérieure du sol. On amontré par ailleurs (BOULET et al., 1979) que la circulation late­raIe d'eau induite par ce blocage-du drainage vertical s'accompagned'une concentration relative des éléments les plus rés~stants pr~sents dans l'horizon'sous-jacent, constitués essentiellement ici pardes lithor€üiques ferruginisées indurées. La démonstration de cephénomère a été faite sur migmatites, où elle est facilitée parl'absenoe totale de nodules et de lithoreliques indurées dans lesdeux mètres supérieurs de la couverture à drainage vertical. Surschiste$, la couverture à drainage vertical comportant souvent desnodule~, la distinction entre ceux-ci e~ ceux qui sont concentréspar la dynamique latérale est dif~icile : On est alors aidé par .

. l'examen des courbes d'isodifférenciation qui montrent généralementune relation entre la source d'es nodules (l'horizon· argileux rougeC • et l' e'xistehce de l'horizon à concentration nodulaire.

Tout 'à fait à l'aval, les materiaux secs 'au toucher disparais­sent et l'on décèle en saisoi1 des pluies,' à une· profondeùr aêcessi­ble (moins de 2 ml, la frange capillaire d'une nappe phréatique.

En liB", ·le basculement du drainage a fortement régressé vers l'amont

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.où l' .on .observe encore un sol dont la partie meuble' est à!lalogue à.'celle du sol à l'amont de C ou E,' mais cnnoie des blocs de cuirasse.nombreux et volumineux rendant très difficile la pénétration de la .tarière. C'est pourquoi la transformation latérale correspondant aubasculement du drainage na pU'faire l'objet d'une étude aussi préci­se qu'en·E. On constate seulement qu'elle correspond:aussi,à un

1 aminctssement des holtzons ,à microagrégats. Un fait nouveau apparar~en' "B".: les matériaux secs, au toucher persistent àl' aval· jusqu'à'·l'exutoire ;l'étanchéisation (reiative,cf. supra) 'aval du bassinest dès lors .complète.'

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D'autres caractères du bassin B lui sont spécifiques. Tout.d·' abord, ,en bordure rive droite, l'horizon argileux rouge est discon>tinu(of. représentation schématique sur la coupe inférieure, fig•.3'Ce caractère est associé (cf. courbe 16) au remplacement de l'hori­zop.rouge séricit'eux par un horizon de m~me aspect mais nettement

'moins, argileux à son sommet, plus riche .en sables 'grossiers, et qui.n'estpa:;lsec au toucher aucol)traire de l'horizon argileux rouge'··sus~·jacent. Cette variation;est sans doute liée à une modification

, . locale de la granulométrie du schiste, elle permet de préciser le. déterminisme ,du blocage du q,rainage vertical. En effet,· on constated'une part qu'une modification'granulométrique d'un 1,lorizon normale­ment observé sec au toucher dans les couvertures à.drainage bloquépeut s'accompagner d'une humectation tactilement perceptible, qui, aété par ailleurs reliée (HUMBEL, 1978) à un drainage vertical pro~

'fond. Précisons cependant que la 'seule apparition d'une fraction 'sableuse grossière ne suffit pas puisque nous verrons plus loin queles matériaux d'altération des pegmatites, riches en sables grossie!bloquent le drainage à l'égal de l'horizon argileux rouge. Le fac­teur discriminant associe/certainement plasma.et squelette dans leu!arrangement relatif, faisant alors intervenir l'organisation élémen­taire. D'autre part, le caaiQ~~re discontinu de l'horizon rouge ,apparatt comme le résultat ~~~ransformation en un matériel plusjaune, poreux, analogue à l'horizon immédiatement sus-jacent, etque colonisent les racines,., qui gagnent ainsi. les horizons inférieuJ

. Dès lors; la, s~ule présence, d'un horizon à porosité telle qu'elleIlrovoque,dans certaines conditions, un blocage, du drainage, n'estp~s suffisante pour maintenir ce blocage:. si la porosité du maté­rtel sous-jacent n'est pas elle-même inductrice'du même effet, ledrainage vertical se rétablit.

, En second lieu, la disparition des caract~res et VolUmes jalon­née par les courbes 7 et 8,17," peu,t être reli ée à une troncature. dela.partie supérieure du sol~ L'horizon à concentration nodulaireappar?-tt comme fortement lié à la présence sous-jac,ente de l,'hori­zon argileux' rouge; comportailt des lithorelique' déjà indurées, cette~iaison èst modulée par des phénomènes de colluviormernen:t que l '~6npréciseraplùs loin. Mais la disparition de l'horizon argileux: 'roy.gè' (donc, 'à plus ou moins brève échéanc.e, de la çoncentration'nodulai~e) apparatt généralement comme une transformation de cet·ho~izo:h par lès horizons su's~jacents où· transi te l'eau de drainagelateral. Il ne s'agit pas,alo~s d'une simple tronoa~re par éro~ionmais d'un 'phénomène plus complexe où la pédogénèse superficielle .interVient au premier,chef. En,IB", au contraire, la q.isp·atition' ,précitée est liée à l,' amincissement puis à la quasi disparition 'de;l.'horizon :qumifère (courbe 17) en m8me temps que les horizon,splusrérugesde' profondeur affleurent. Il semble qu'il s'agit alors' d'uncas, où l'.érosion superficielle;i.ntervient beaucoup, érosion repéréep~rl'enseinble plus ou moins concentrique des courbes 7, 8,'.1.7 quiÇl.essineen quelque sorte l'amorce d'une fen~tre.dans·lacouverturepé~ologique. Cette fen~tre ne para1t pas en relation directe aveo

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la topographie et le réseau de drainage ; son déterminisme resteinconnu pour le moment. On peut toutefois relier à cette érosionfaible extension en "B" des caractères d 9hydromorphie dans l 'horizonhumifère (courbe 2), leur apparition nécessitant un développement normal de cet horizon'. ' ,

On constate égaleinent sur le versant rive gauche le rempla­cement· 'de l 'horizon rouge compact par un horizon de m~me texture,structure et porosité, mais à coloration hétérogène formant unréseau rouge sur fondjaUne~Urietellevariation de' couleur appa­ra!t normalement en bas de pente ou dans leszones'à drainageexterne faible 1col du bassin II) où elle correspond à un pseudoglet envahit, de bas en hauf l 'horizon argileux 'rouge s'il existee~c?r~, et s,;r~out,l~horizC?nrougeséricite:uc ~ui devie~t."~orizOlserl.cl.teux retl.cule" , ; elle ne peut toutefol.s etre'qu'herl.tee danle, cas 'où elle affecte unmè.tériau sec au toucher. Dans certainscas, et plus particulièrement' dans les bassins' B, A, l, cette var:tion'est indépendante de J.atopographie actuelle. Elle correspond

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Enfin, sur le bassin B~pparart un micromodelécaractéristi~des sols à drainage vertical bloqué à pente faible. Ils' agi t dedépressions' plus ou moins circulaires, de 2 à 3 mètres de diamètrlprofonde,s d'une cinquantaine de centimètres, emplies d,' eau en sai~des' pluies, appelées localement djougoung~pété. BLANCANEAUX (1973:étudiant ces dépressions attribue leur origine à la fois à l'impeJméabilité des horizons profonds entraînant une saturation par 11eldes couches supérieures et une déstabilisation des arbres, et auxcuvettes créées par la chute consécutive des arbres. Il attribueleur localisation sur les replats sommitaux au fait que les arbre~

y sont plus sensibles au vent et que leur chute en est facilitée.L'étude de l'apparition et,de la localisation de ces dépressionsdans la séquence des couvertures pédologiques des bassins permet ëpréciser leur déterminis~e. Totalement absentes des sols à drainaé

, vertical l~bre, elles se situent exclusivement sur les parties àpente 'faible descouvertùres à drainage vertic'al bloqué, replatssO,mmi taux mais aüssi cols entre deux bassins. Ils disparais'sent dÈgue la pente dépasse 10%. L'étude de quelques-uns d'entre euxlE'. FRITSCH, 1977) montre, que l'évolution (s1non le déclenchement)de ces dépressions est d'ordre géochimique et correspond à desexportations de matière en profondeur. On peut actuellement estimeque lorsqu~ la pente,.sousl'e~fetdel'é-yolution pé~o~.ogique,ell~m~me .(cf. lnfra), devlentsufflsamment falble pour 11mlter le dralnage externe, toute dépressiontqu'elle soit due à la chute d'unarbre oU'à une autre cause, piege l'eau de pluie. Cette eau finit,maJ,.gré l'imperIIiéabil·ité (relative) du substrat, par s'infiltrer enentratnant avec elle,des substances dissoutes. Cette exportation dmatiè~esuffirait à la longue à entretenir et à développer les:dépressions, qui finissent par s'anastomoser en créant des chenaux

" Le 'téibleaü'2 apporte quelques précisionsa:nalytiques. En ECBsol à drainage bloQ.ué, le maximum dU"refus en 5-40 cm correspon~ à

'l'horizon à concentration ,nodulaire. La diminution entre 40 et '120 cm: indfque une diminution de l'induration des il. thor'eliques;f'erruginisées dans ,l'horizon argileux rouge, sa quasi disparitionau-delà confirme leçaractère meuble de ces mêmes lithoreliquesdans l 'horizonroug,e' sériqiteux. Du point de vue' texturaI, on conEtateencore que l'augmentation du taux de limon fil}, non perçue à

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bant diffère peu d'un profil~à l'autre si l'on tient compte desvariations de la matière organique.

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Dans les bassins versants où le basculement du drainage s'effe~

tue sur pegmatite, les horizpns sont différents mais les mécanismesapparaissent comme analogues.

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Sur les pegmatites des>bassins l et J dont les.parties àdrai":'nage vertical sont en continUité (t'amont du'versant droit de '1 estcontigu avec l'amont du versant gauche de J), on observe à l'amontun sol épais de deux mètres environ, brun jaune au sommet, rougejaune à la base, à croissance régulière du taux d'argile vers ,lebas, à fraction sableuse grossière, trèsmicroagrégé et poreux, bienhumecté sur toute son épaisseur. Sa base est soulignée par un aligne­ment de quartz anguleux non ferruginés,'plus o,u moins espacés. Au­dessous apparatt un matériau d'altération rouge à volumes jaunes,assez s~bleux, contenant de grandes muscovites, rares aù-dessus, àporosité intergranulairebien développée. En profondeur, la couleurde fond passe à blanc avec des volumes rouge violacé ferruginisés, ,tandis qu'on distingue des fântemes de feldspaths et que la porositévisible diminue. Vers l'aval, l'épaisseur du sol diminue, la lignede quartz se rapprochant de la surface. L'horizon roUge à mièroagré­gats finit par disparattre (courbe 3) puis la partie supérieurerouge et jaune, sableuse, du·matériau d'altération. Enfin, lorsquel'épaisseur de la partie supérieure poreuse de la couverture pédolo­gique devient inférieure à l·m environ, apparaissent les matériauxsecs au toucher. L'étude morphologique et géochimique fine de ,cettezone de basculement du drainage est en cours,. en relation. étrolte·avec les études hydriques effectuées par J.M. GUEHL qui en fait lepoint dans ce m~me bulletin. Le sol à drainage vertical bloqué estpeu épais, il comporte un horizon humifère épais de 15 cm brun, àrépartition irrégulière de la matière organique, sableux ~ sablo­argileux à sable grossie~, poreux. L'horizon suivant va jusqu'à30 à 40 cm, il est ·brun beigeèlair, sablo-argileux à sable grossier.Il contient des quartz que l'on a raccordés à ceux de la ligne dequartz amont et qui acquièrent dans leur nouveau milieu un cortexferrugineuX. Un peu à l'aval du basculement du drainage, on voitapparattre, à la base de cet horizon et sur 5 à 6 cm d'épaisseur,un réseau de canaux' nettement orientés parallèlement à la pent~ etqui constituent probablement les voies d'écoulement préférenti~l del'eau circulant latéralement.~-On devine l'existence de canaux ana­logues dans les sols à drainage bloqué sur schiste fin mais leurobservation est renduedifficilè par la présence des ~odules quasijointifs -. Avec une transition de la cm, l'horizon précéden't passe'au matériau d"altération de la pegmatite, blancs à volumes rouges, ,riche en grandes ~scoviteset en graviers de quartz à porosité 'tubulaire faible. Le matériel sec au toucher est atteint vers l m'de profondeur. '

'. Sur le bassin l, la zone de basculement du drainage, matéria-lisée par la courbe 5 présente une disposition curieuse qui s'exp~i-

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que lorsqu'on étudie la géométrie réelle des horizons {fig.5}. Enanticipant quelque peu sur-l'interprétation générale, on peut saisirtlors des descriptions des bassins mixtes antérieurs, que la couver­ture à drainage vertical bloqué résulte de la transformation de lacouverture à drainagô-yertical lib~e qui-a.pparatt ainsi comme une

. couverture initiale,·tandis que la· couverture à drainage verticalbloqué est "incisée" dans la. précédente. En général, la topographiede ce qui reste de la couverture ~nitiale est peu accidentée, lapente de la couverture dérivée _étant plus forte. Ainsi, sur le bas­sin 'IJlI les horiz(;ms de la seconde (ainsi que la topographie)recoupent la prem1ère, les p~nt~s restant dans le m~me sens. Lebassin l nous montre uneinterf~,fence plus complexe entre couvertureinitiale et couverture dérivée.'f::~JEn effet si l'on reconstitue (fig. 5)la géométrie de la couvertureiiiitiale à -- partir de ce qui en reste(superposition d'horizons plus'ou moins complète à l'amont, mat4-'riau d ' altération rouge à, volume,s jaunes -. dans -le thalweg), on cons­tate que le thalweg actuel sc·tt,ouve simplement décalé par rapportau thalweg de la couverture initiale qui' devait donc présenterlocalement· des pentes assez fortes. Ces pentes étaient toutefoismoins fortes qu'actuellement puisque 'dans le thalweg, les horizonssupérieurs de Il:!- couverture initiale ont disparu. -,

Le cas du bassin J sera à nouveau envisagé après 'celui dubassin A car sa couverture sur schiste fin se classe entre celles·du "A" et du "F".

, Le bassin D'est également mixte mais avec une répartitiondifférente des tYpes de drainage. Le versant droit, à drainage ver-

, tical libre, se distingue par la présence jusqu'en surface de trèsnombreux blocs anguleux gréseux quartzo-ferrugino-gibbsitiques issusde filonnets très redressés de m~me nature, observés en place dès ­l m de profondeur. Les ,horizons supérieurs très micro agrégés et . .poreux passent progressivement à l'horizon argileux rouge puis à

,l'horizon rouge sériciteux qui ne diffèrent de ceux déjà décrits ' _que par la présence des filo~ets gréseux. On n'observe pas de maté­riau sec au toucher en profondeur. Le versant gauche est à drainagevertical bloqué, le caractère sec au toucher app~raissant dans' ,l 'horizon argileux rouge. La transi tion supérieure de ce dernier estmarquée par un réseau rouge sur fond jaune. Juste·au...;dessus apparattsur une épaisseur de 5 à 10 cm une porosité tubulaire grossière(mm), forte, orientée dans le sens de la pente et probablement en .relation, avec la' circulation latérale de l'eau. On note la dispari...;tion, totale des filonnets et des blocs gréseux au niveau' du thalweg._(éourbe 8), et m~me la quasi absence de lithoreliques ferruginisées,d'où celle de l'horizon à concentration nodulaire. Cette dissymétriedes versants se traduit également par l'inexistence de manifesta-' .'tions d'hydromorphie dans l'horizon humifère du versant droit' ­{elles apparaissent tout juste à l'exutoire du bassin} et leur largedéveloppement sur le versant gauche. Pour identifier le déterminis.medu basculement du drainage; on a creusé une tranchée sur la courbe .d'isodifférenciation (5) correspondant-à l'apparition du réseau 'surmoptant l'horizon argileux rouge. et. qui manifeste une certaine"stagnation de l'eau à ce ,niveau. On constate que ce réseau apparattaprès disparition des. blocs gréseux quasi jointifs dans les hori­zons surmontant l'hori~on argileux rouge, blocs dont l'origine estsans doute colluviale puisque les"filonnets ont déjà disparu deshorizons profonds. Il s'agirait donc dans ,ce cas d'un maintien dudrainage vertical et profond gr~ce à l'existence d'un squelettegrossier jointif. .

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TABLEAU 3: RESULTATS ANALYTIQUES DE DEUX PROFILS DU BASSIN A. HAUT ET BAS.. DE .PENTE .. ·

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Dans le bassinA,l'évolution amorcée-dans les bassins mixtesse poursui:r par la aispar1tion complète des ll'Orizons argileuxmicroagrégés 'de l'amont. Sùr l~ensemble du bassin, thalweg compris,'on observe un sol à drainage'vertical bloqué avec des matériauxsecs au touëher présents en pI%fondeùr. Le so,l varie peu dans sapartie supérieure. On distingtte1 un horizon humifère sableuX à' :sablo-argileux" peu épais ,(10 ;~à' 15' cm), à tendance grumeleuse, oùdes manifestations d'hydromorp~ie sous forme de volumesœntimétri­ques gris à cerne ocre existen~' sur la presque totalité du bassin(courbe 2), extension due à ,la- fois au blocage'du drainage verticalet à la ,faible pentegéné~ale ,des versants. Au-dessous de l'horizonhumifère se situe un horizon jaune, argilo-sableux, à nodules ferru-

gineux presque jointifs, durs, constitués d'un matériel ferruginiséoù l'on reconhattdes structures pétrographiques, entourés d'une'cuticule fine brun. fonc,é lisse. C'est dans ,cet horizon, à porositétubulaire et intersticielle bien développée, que l'on décèle unenappe~ perchée'fugace lors des fortes séquencespluvi,ales. Vers cin-

, quantecentimètres de profondeur, on passe avec une transition' 'rapide de porosité (5 cm), plus progressive de couleur (15 cm) àl'horizon "argileux rouge"-qui contient des lithoreliques ferrugi­nisées, sans cuticule, adhérant à leur emballage, d'abord dures'puis devenant plus tendres avec la profondeur. Au-dessous la teintedevient plus rouge,les lithoreliques sont meubles, de fines musco~

vites apparaissent, la texture s'allège: on passe à l'horizon ' ­rouge sériciteux. Des variantes existent qui concernent d'abord la 'couleur des horizons profonds. En effet en rive gauche (cf. coupeAB), l'horizon argileux et le sériciteux sont à réseau rouge surfond jaune, variation analogue à celle observée sur le bassin B etpour laquelle on proposera, la mame interprétation. En second lieu,la présence de filons de, pegmatite amène " l'intercalation de solsà drainage bloqué analogu.~s à ceux décritssur le: bas~in I.

" ,Les'résultats analytiques (tableau'3) sont analogues, en pàr-ticulier en ce qui concerne la texture, à ceux du sol à drainage~loqué du bassin B. On note d'amont en aval un appauvrissement t 'général en argile qui correspond à la disparition de l'horizonargileux rouge compact., ' ,

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Le bassin J, dans sa 'pa.rtie développée' sur schiste fin, corres-,pond à une nouvelle étape caractérisée par la disparition aval ,desmatériaux secs au toucher (courbe 13). Cette disparition s',effectueau sein d'un horizonanalogue~umagasin de nappe du bassin C,apparu sous l'horizon sériciteux réticulé. Cet horizon est blanc,à ali~ements litho1'elictuels rouges indurés' et auréolés d'ocre ,"sablo-argileux, à toucher onctueux en humide, à porosité visibletubulaire assez bien développée. Simultanément on observe une régres.;sion vers l'amont de l'horizon argileux rouge (courbe 7) qui estplus précocement recoupé par les horizons 'supérieurs, si~ge de ladynamique latérale de l'eau. Ainsi, l'horizon argileux rouge adisparu du col et n'existe plus que sur les deux tiers amont des

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versants ' (en J,.' absence de pegmatite, car il ni existe pas sur cette,roche mère).

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" ,Ainsi, constate--t;";'on que ,:la partie, sur pe-rnatite du ba.ssin J ,.'est mixte' avec un amont à drainage vertical, ~très,peu étendu il'est vrai) passant rapidement à'un sol à drainage vertical bloqué,tandis que la pàrtie sur schi~tes fins du bassin correspond à unstade bE;3aucoup'plus'avancé. Oeci s'explique par le fait que lebasculement du drainage est ici ,beaucoup plus tardif'sur pegmatiteque' sur schiste fin; ce qu'atteste la petite enclave de schiste fin ,situee au sein du ,domaine à drainage vertical libre ,de ce bassin.

, ,'Sur cette enclave, en effet,' les matériaux secs ' au, toucher sont ', p'résents (courbe 5) à moinsd 'un mètre, de profondeur et le drainage

,8, d'éjà basc:ulé alors qu'il est, encore vertical sur la pegmatite ''ènvironriante.La ~écip~oque existe dans le bassinB où les matériaux"secs au toucher, donc le bl:ocage du drainage vertical, disparaissent

, ,\sur. les1lots de pegmatiteq totalement (tlot axial) ou partielle- ,ment (~lot en bordure rive dro:~te).. ", ,',,"',':

:Grtl~e à,la'localisation,exclusive des pegmatites à i'amon:t du'Versant' rive gauche, le bassin J nous permet d'étudier le problème

du ,colluvionnemerit sur sol à drainage bloqué avec des 'pentes fortes'()'O%). 'Er). effet les pegmatites . sont source de graviers (~> 2 mm) ,quartzeux, totalement absents sur'schiste fin, et qui peuventservir, par leur présence sur cesdemiers, d' indi,cateurs de collu­vionnement. Tout d'abord, dansl'horizonareileux rouge et'à fortioridans le sericiteux, les graviers de quartz sont absents. Dans ces' ,horizons, le contact schiste fin-pegmatite prolonge strictement lecontact pétrographique, comm~ il a souvent, été observé dans desfosses: il y a ~à autochtonie t,otale. Au-dessus, dans les horizonshumides, les graviers de quartz sont présents à l'aval de la pegma-

,tite sur une certaine distance. Leur disparition est repérée par lacourbe 15, à peu près parallèle à la limite aval de la pegmatite etdistante de celle-ci de 20 à 26 m selon la ligne de plus grandepente. Ceci nous donne une idée de la portée du colluvionnementpour la fraction gravier et pour cette valeur de pente. Elle'appa­ratt étonnamment, faible en regard à la fois de la ,pente et de ' ,l'importance du ruissellement sur ces sols à drairiagebloqué.

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,.Surl' autre versant du J, on peut fai~e une observation analo­gue' pour le 'colluvibnnerilent des nodules grâce, à la situation inversede la précédente: un filon de pegmatite dominé par dés schistèsfins. 'Les pègmatites ne présentent pas en effet, de structures "pétrographiques for:ruginisées suffisamment résistanteàpour se :maintenir jusque dans les horizons pédoplasmés et se transfOrmer en'nodules. Quand, excéptionnellement,des nod\lles ferrugineux sont, 'présents, ils sont certes' lithorelictliels mais fi~ent' des structuresdesohistes fins (alignements de,fines muscovites) et sont doncallochtone~. Tel ~st le cas des nodules présents sur les pegmatitesen rive, droite du IIJ". Plus précisément on observe que" sûr ce' vez­sant~ les'nodules sont présents jusqu'en surfa,c,e (à l'amont"de la , ,courbe8L lorsque l'ho.rizon rougecompCl.c~ sous-jacent contient déjàà sdn ,sommet des lithoreliques ferruginisées indurées,. Dès quecelle,s;"'ci disparais~erit, et' son remplacées par des li thoreliquE?s, '"plul:f profondes", meublés, les nodules se localisent' sous l'horizonhumiferepuis se, raréfient ne forman-i; plus en coupe qu'une mince,concept:ration qui vient ,st épuiser à la base des, horizons à, dynami'quelatérale. Si'l'allochtonie, donc ici le colluvionnement, n'est cer-­taip.~qut à" l'aplomb de la permatite, ,le quasL parallélisme eptre lacourpe 8 jalonnant là disparition des nodules en surface et lacourbe9 jalonnant la disparitioncornplète des, n<;>dul,èS, toutes deux

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- 16 -

distantes de ,20· à 25 msuggère que l'ensemble des nodules situésà l'aval de lacourhe ê ,sontcolluVionnés. Ce type de raisonnementest possiblo sur le bassin J grâce à un concours favorable de cir­constances. On s'e gardera de toujours, conclure à l' allochtonie des

\nodules quand ils, son,t, absents en surface. En effet d'autres fac­teurs peuvent intervenir~ en particulier des'facteurs pétrographi-,ques comme' laplul? ou moins' grande· abondance dans la roche mère devolumes susceptibles de·se tran13former'en lithoreliques ferrugini­sées. On retiendra :cepend~t quê.' l'ordre de grandeur du colluvionne­ment des éléments grossiers,: nodulaires ou quartzeux,. sur sol àdrain,age vertical bloqué, est de 20 à 30 m.

xx x

L'étape suivante est atteinte dans les bassins F, G, H, où nonseulement lesmatéri~ux secs au toucher disparaissent à l'aval,mais où une nappe phréat~que vient affleurer dans le ~halweg ensaison des pluies et participe ainsi à l'écoulement de surface dubassin. Cette nappe n'est probablement pas alimentée par le bassin'lui-m~me puisque celui-ci est à drainage vertical bloqué. M~me si,ce blocage n'est pas total, la èomposante verticale du drainagesusceptible de se maintenir~ travers les horizons secs au toucherest, selon toute vraisemblance, très insuffisante pour alimenterune' nappe phréatique qui donné lieu à un écoulement quasi permanentdans l'exutoire des bassins F, G, H en saison des plui~s. Cet écou­lementest faible car seule'une mince couche de la nappe est inter­ceptée, ce qui suppose un inférbflux important sous l'exutoire.L'alimentation de cette nappe est à rechercher dans les domaines à

, drainage vertical libre, de la région, ces domaines se situant su~

tout dans les parties hautes. Notons enfin que la réapparitiongraduelle d'une nappe phré';Ltique en bas de versants desbassin~

J, F, G, H ne peut ~tre pr1se en compte dans le degré d'évolut10nde la. couverture pédologique 'que parce que la surface des bassins'est peu variable ,ayant été, choisie autour de 1 ha. En effet, si'l'on avait placé l'exutoire du bassin A quelques dizaines,de mètres,plus à l'aval, .la nappe phréatique, générale aurait influencé lapartie basse du bassin'mais la surface de ce dernier e~t été natu~

rellement plus grande.

Si en F-'l'horizon argilell.l:::rouge a peu régressé à 'partir del'aval par rapport au bassin J~lJ, bn constate sur la rive droite,

(l)une réserve s'impose toutefois à ce sujet. Le bassin F fait partiedes premières couvertures sur socle cartographiées selon la méthodeanalytique présentée précédemment. Il,semble à posteriori que les cri­tères permettant de distinguer l'horizon' arg~leux rouge et l'horizon 'rouge sériciteux n'étaient pas assez précisément définis à cette époque.Il est donc possible que la courbe 7 qui jalonne la disparition del'horizon argileux rouge ait été placée trop à l'aval. Le bassin Fétant, par chance, un bassin témoin, nous pourrons en reprendreultérieurement la cartographie. .

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iTABLEAU 4: RESULTATS. ANAlYTIQUES DE TROIS PROFILS DU BASSIN G. HAUT. MI ET BAS DE PENTE. "J.

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une disparition â J,lartir <le l'amont de ce m~me horizon qui ne sub­siste qu'en tlots (courbe 7). Ce phénomène s'accompagne du dévelop­pement, sur le sommet d'interfluve et surtout sur le replat sommi­tal, de l'horizon u (cf. légende fig. 3 et 4) où s'installe, ensaison des, pluies, une nappe perchée à écoulement latéral lent,voire nul sur le replat sommital. Cet horizon est également carac­térisé par la présence de concrétions à épais cortex brun enrobantun volume ferrugineux lithorclictuel ou un quartz. Ce concrétionne­ment est maximum sur le replat sommital (courbe Il), ce qui permetde l'attribuer à une mobilisation du fer avec des possibilités 'd'exportation limitées (confinement 'partiel pour le fer). Cet ho~i­zon se développe aux dépens de l'horizon sous-jacent sec au toucherqui est actuellement l'horizon rouge'sériciteux, l'horizon argileuxrouge ayant disparu. On observe un phénomène analogue sur le bassinG.

La régression vers l'amont de l'horizon argileux rouge s'accen­tue par contre dans le bassin G pour aboutir à une quasi disparitionen H (courbe 7). Cette régression est accompagnée par celle de "l'horizon rouge sériciteux (courbe 12) qui découvre ain~i l'horizonsériciteux réticulé sous-jacent. '.

, . • iLes resultats analyt1ques,du tableau 4 montrent l'analogie

entre les sols amont des bassins A et G tous deux à drainage verti­cal bloqué et horizon argileux 'rouge présent. La disparition del'horizon argileux rouge dans le profil G 3 s'accompagne d'un maxi- 'mum d'argile plus faible (37% contre 50%) et d'une augmentation deslimons fins plus superficielle, ce qui signifie qu'en descendant lapente on se rapproche du matériau d'altération.

C - VUE D'ENSEMBLE SUR LES COUVERTURES PEDOLOGIQUES DES BASSINS.RELATIONS GENETIQUES ET DYNAMIQUES

- ' .Après avoir passé en revue chacIDî des bassins en analysant

aussi bien ses caractère,s majeurs que ses particularités, il con­vient de faire ressortir la signification du classement naturel descouvertures pédologiques des 'bassins basé sur la :Variation ordon­née, d'unbassih à l'.autre, des assemblages de volumes ou d'horizons,qui les constituent. Cette variation est présentée en plan sur lafigure 6. où l'on voit. successivement disparattre les domaines àdrainage vertical libre puis l'horizon argileux rouge, réapparattrein fine. l'influençe d'urie nappe phréatique aval malgré,l'imperméa:

,bili1ï.é de la majeure partie du bassin. L'hydrQmorphie de surface, .si elle s'étend du bassin C au bassin H montre des fluctuations quel'on peut attribuer à des facteurs complémentaires au type de drai-nage tels que la pente (bassin A).' " ' " " , '

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A l' ai4e de schémas tirés des très nombreuses coupes réaliséeslOrs" dU,'lever des. cartes, on peut établir l'organisation simplifiée

'de chaque groupe de bassins ainsi 'que la dynamique de l'eau corres­pondante. La succession des schémas (fig. 7) apparaft alors commeune séquence évolutive, retraçant les transformations successives­d~unecouverture initi!3-leo Celle-ci, intacte (ou insuffisammenttrans,formée po'ur que sa dynamique de l'eau soit modi:dée) enI,pré- .'sente.partout un draina:-ge vertical. libre. Le ruissellement,estfa1ble. U~e nappe fluctue à l'aval. En II, l'amincissement del'ensemb!ésupérieurmicroagrégé provoque le basculement du drainageavec fort ruissellement. et circulation latérale au-dessus d'un

'volume sec au toucher pas ou peu affecté par la dynamique de l' eat~.

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- 18 -

Une nappe peut ou non ~tre observée à l'aval. En III, le blocagedu drainage est généralisé de la ligne de partage des eaux au thal­weg. En IV, puis en V, la poursuite de l'enfoncement de la surfacetopographique et des horizons fonctionnels dans la couverture ini­tiale font progressivement disparattre l'horizon argileux rougetandis que le thalweg atteint le magasin de nappe gffiléral,

Des'variantes viennent bien sdr se greffer sur cc schéma mini­mum. Leur inventaire se poursuit à l'occasion de la cartographie 'synth~tique.,Les principales variantes actuellement connues sont:

- La présence dans le matériau d'altération de filons gréseuxrésistants donnant au sol une charpente caillouteuse quimaintient une dynamique de l'eau verticale ou retarde lebasculement du drainage (bassin D). . . '

- Une texture plus grossière et plus sableuse du schiste, telleque seul l'horizon argileux rouge acquiert un comportementimperméable lors du basculement du drainage. Une dynamiquede l'eau verticale peut alors se rétablir (bassin B).

- L'apparition aux stades IV ou V, sur les replats sommitauxd'horizons à concrétions ferrugineuses trahissant un confi-nement partiel du fer (bassins F et G). . . .

- En dehors des bassins et sur pegmatite seulement,évolutionaval vers la podzolisation avec décolora~on des horizonssableux supérieurs et accumulation organo-ferrugineuse à,leur base. .

Il est dès lors possible de caractériser globalement la couver­ture pédologique d'un b~ssin versant ou d'un interfluve élémentairesde façon très précise, tant dans son organisation que dans sa dyna­mique, en indiquant seulement· son stade d'évolution, que celui-ci~orresponde à un stade de la séquence ou qù'il soit i,ntermédiaireentre deux de èes stades. On dispose ainsi d'un ,outil de c.artogra­phie synthétique rapide par identification du stade d'évolution de .la, c.ouyerture pédologique gr~ce aux critères de reconn~issance

ét~bli~'àpartir des ,cartes analytiques. Une telle c~t~graphiepermet d'extrapoler les résultats hydrologiques, agronomiques ouautres obtenus s~r les bassins versants ou sur tout autre site

'. expérime:tltaJ.de lani8ine: région naturelle.'

V - APiRCU SUR'LES HELATIONSENTRE LES OONNE:ES PEDOLOGIQYESET CELLES, . D'AUTRES'DISCIPLINES . '. .' ,

Les ré~u~t'at8 dii3po~ibles des tr~vaux ,centrés surECEHEX de~autres di,sciplinessorit rassemblés. dans les bulletins de liê.it:;on·1981 (no 3'Elt 4)~ Url certain nombre de re,lationsentre l'organisa­tion de'la'couverture pédologique, 'son comportement hydrologiqueau niveau ,de parcelles ou des bassinseux-m~mes, la couvertureforestière qu.' elie ,porte, sont maintenant bien étàblié'13. On récapi­tulera sonunairement J.es principales d'entre elles tirées desarticles correspond~ts. '

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Les ~arcelles de ruissellement et d'érosion (J.M. SARRAILH.dans ce nït!me bulletin) confirment. et précisent les données sur ladynamique de l' eau déduites des donn-ées morphologiques et desmesures ponctuelles (HUIVI;BEL, 1978). Sous for~t, le ruissellementest très faible (maximum mensu~1.2% - ruissellement annuel 0,6à1,4%) sur sol à drainage vertfcal libre, l'infiltration est doncpresque "lo=Eâ1e malgré une pent'e ne ïB%. Sur couverture à drainag§vertical bloqué (stade III) deUx parcelles paralIèles ont né îns­tallées, l'une n'inclut que lé~ haut de pente, l'autre, quatre foisplus longue, inclut le sommet; et la majeure partie de la pente. ,Lesrésultats sur deux ans (J.M. SARRAILH) montrent que_le ruissellemen~sur versant complet est élevé (maximummensue~ 30%, 15 à ~2% de lapluie annuelle étant ruisselé). Le ruissellement se déclenche pour'des pluies faibles et augmente rapidement avec la hauteur d'eau. Laparcelle sommitale a un comportement intqrmédiaire entre 'celle' sursol à drainage vertical et celle eng~oban~ la majeure partie duversant, quoique ~eaucoupplus proche de la seconde (maximum men­suel 22% - ruissellement annuel 10%. Pes tests d'infiltration .(méthode HUMBEL, 1978) effectués sur l'ensemble des bassins et à· .côté des parcelles de ruissellE?ment mettent en évidence une perméa~bilité de surface très élevée sur sol à ,draiu&ge vertical libre,élevée sur la partie sommitale_mais diminuant rapidement sur lapente dans le cas des couvertures, à drainage vertical bloqué. Onpense actuellement que cette différenciation des perméabilités desurface sur les couvertures à drainage vertical bloqué est due auruissellement lui~même. En effet, le ruissellement se cumule sur lapente et augmente en fréquence et, intensité vers l'aval. Il est .alors susceptible d'induire, par redistribution d~'particules fines,une diminution de la porosité· de surface que ne pourrait contreba- .lancer l'activité biologique créatrice de pores. Ainsi le bilanserait-ilau bénéfice de cette dernière sur les amonts, où la fré-

. quencedu _rUissellement et, sauf pour les precipitations les plusfortes, son intensité, sont plus faibles, ce qui maintiendrait unebonne perméabilité de surface, tandis que ce bilan s'inverseraitprogressivement sur la pente. L'étude morphologique fine du phéno-mène reste à faire •. ' . '. . '. ". .

.. - . 'La dynamique dé ~'eau' des' couvertures à' drainage, verticalbloqué est' 'éclairée par èes résultats. En 8ffet, à l' amont, l 'infil··tration prédomine sur le ruissellement tant que l'eau de pluie estacceptée par le réservoir constitué par les horizons poreux ctperméables ,surmontant te'~ horizons secs au toucher. Lorsque ce réser

, voir est virtuellement l} rempl:il6t que son débit latéral est .dépassé, le surplus d~eau ruisselle, ce qui explique la rapid8mofl<-otée du ruissellement une fois ce seuil franchi. .

. Sur la pente par contre, la perméabilité de surface 'estfaible et le ruissellement se déclenche pour un seuil de précipita-

(l) Ce remplissage est virtuel car il ne s'agit vraisemblablement pasd'une saturation.

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tion .plus faible que celui de l'amont: ; il augmente rapidement'avec l'importance de la pluie et sans doute son intensitïS.

xx x

Les résultats obtenus sur les bassins versants caractérisentun plus.vaste fragment· de lacouvertûre pêdologique,le changementde surface. par rapport aux parcelles étant de l'ordre de l.à 100,.De ce fait la complexité des portions de couverture pédologiqueimpliquées est beaucoup plus grande. Cette complexité se trouvetoutefois éclairée èt ordormée par les résultats'précédemITlentexposés et en particulier parla séquence évolutive (fig. 7) et la~ossibilité de classer les bassins versants par stade d'évolution•

. . Les résultats hydrologiques des années 1977 et 1978 ont étéétudiés par M.A:.· ROCHE (à para~tre). Ils concernent 8 bassins sur10 et montrent entre autres que les bassins concernés se classentstrictement en fonction de leur stade d'évolution pour ce qui con­cerne l'écoulement total, le ruissellement et l'érosion.

. A partir de 1979, les 10 bassins ont fonctioné(cf. J.M.FRITSCH dans ce m~me bulletin) et l'on cpnstate entre autre(Tableau 5) un parallélisme entre le classement des bassins parécoulement annuel croissant et celui par degré d'évolution de'la

couverture pédologique. Ainsi que 1'a déjà souligne M.A. ROCHE, .le type de drainage de la couverture pédologique appar8.tt commepr~pondérant par rapport aux autres facteurs tels que la pente.

TABLEAU 5

Coofficient Surface à Participation Stade d'évo-NO Bassin d'écoulemen1 drainage de la nappe lution de la

.annuel eri vertical en . phréatique à . .couverture

.1979 (~) . ~ l'écoulement . pédologique~ ... Ke D'V du bassin

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2 l 15 .60 Non '. ; II3 'E 15 .' ··57 Non· 0 II..4 D 16 60 Non II5 B 20*. o' ·10 Non .. entré II et II..6 A 22, 0 Non' III **7 . J,

' . 31 ·2 ; Non II +IV8 ,G

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9 F '52 0 Oui V •10 H :57 0 Oui V.. . '

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* Val'~urs'reconstituéespar corrélation à partir du b~s~'intémoin B.Les ,intervalles de confiance à 90~sont7-l7% pourCet 18-27%pour ,'A•.. ' .

**Le bassinJ est au stade II pour la partie sur pegmatite, austade IV pour la partie sur schiste fin. cf. § IVGB.

- 21

Ceci est d~ à ce que les deux principaux types de drainage sontextrSmement différents et m~me à l'opposé l'un de l' ,autre. Pourquantifier cette .observation o~ rappelera, (cf. J.Th1. FRITSCH) que,si l'on considère le~ __ 6 premie;rs -bassins pour -lesquels le type do

_- drainage _constitue -le facteur ~xplicatif de premier ordre, lescoefficients d'écoulement Ke,e~les surfaces à drainage verticallibre sont liés par une régression linéaire avec un coefficient

- de corrélation de -0,99., Quantfaux bassins dont la couverture ­pédologique est au stade V, -il-:/faut considérer que les caux ,desurface qui transitent par ces,stations de mesure proviennent du

-ruissellement pur et retardé comme pour les bassins précédents,mais comportent également une participation des eaux de la nappequi est interceptée par suite de l'enfoncement de la couverturefonctionnelle et de la topographie dans la couverture initiale.Cet enfoncement constitue un second paramètre explicatif du ren-

! '~ dement hydrologique mais ne peut ~tre quantifi'é',actuellement.

- ' Les résultats des études botaniffiies sont exposés en détaildans le büIletin -- de liaison nO 3. se -contentera de rappelerque d'une part une relation apparatt entre le type de drainagedu sol et le diamètre des arbres mais qu'elle nécessitera d'3treconfirmée sur de plus ,grandes surfaces. Il ressort toutefois queles arbres de plus de go cm de diamètre à hauteur de poitrine sonttrois fois plus nombreux sur ,sol à drainage vertical libre que sursbl à drainage vertical bloqué., Ceci confirme un critère de pros­pection établi depùis plusieurs ŒllLées, qui consiste à faire un _tour d'horizon et à compter les gros arbres (diamètre supérieur àenviron 70 cm) ; lorsqu'on en compte plus de 4 ou 5 on est presqueassuré de se trouver sur sol à drainage vertical libre. La réci­proque n r est' pas toujours 'vérifiée car, comme le souligne _, __ , _

.. J.P. LESCURE, l'histoire de la for~t intervient,beaucoupdàns sOlf, architecture et la faible fréquence des gros individus peut 8tre ­

due à des avatars comme les chablis. D'autre'part, certaines espècessont significativement plus fréquentes sur l'un ou l'autre type dedrainage, mais là enéore ces données devront ~tre affinées sur deplus grandes surfaces.

,

1,

1

r!

- 22 -

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- 23 -

ECOULIDaENT ET EROSION SUR LES

BASSINS VERSANTS ECEREX EN 1979

par

J.M. FRITSCH

ORSTOM CAYENNESection Hydrologie

• ,1. ~

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O. R. S.tO. M. fonds DowIDtllUllle

N0 :.A~~~~V

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- 24 -

ECOULEMENT ET EROSION SUR LES

BASSINS VERSAN~S ECEREX EN 1'979

1". INTRODUCTION' " ,

'.," ".,

Dans le.cadre du programme ECEREX, destiné à caracté~

riser l'écosystème forestier guyanais, puis à définir les "possibi­

litésd'cxploitation et d'aménagement de celui-ci, les études hydro­

logiques à la charge de l'ORSTOM consistent à assurer l'observation. des paramètres liés au cycle. de l'eau : précipitations, écoulements,

.. de toutes natures, érosion mécanique et géochimique. L'interpréta­

tion des résultats doit permettre d'établir des relations entre

ces paramètres hydrologiques et les factours conditionnels de I.'é­

. coulement. du bio,tope nature!. ou de l'espace aménagé· tel.s que COUi!­

vert végétal,. comportements hydrodynamiques des so.ls, techni.ques

de déforestage', types. d'aménagements agricoles.

r,'o.pération hydrologique a commencé en 1976 sous l'im-·pulsion de M.A. ROCHE avec la mise en service'progressive de bassins

versants drainant chacun 1" ha environ. Avec 1es bassins JI: et cT: ins­

ta1:liés en décembre r978 , ]Les observations de l'année 1919 ont étéfaites sur ]le di.spos.i.tif complet- et définitif de 10 bassins.

Deux bassins' (A et cl ont été déforestés puts défrichésen oct'o~e"et-- novembre 1'97.8. Le bas,sin A a été aménagé en p~tura8e

'ct le bassin C, en verger de pamplemousses au cours de l'~ée 1'979. ':Les autres: bass·ins conservaient leur couvert forestier originel•

.~. .' " , , . t .' , . .

Le' propos de Oet· article est I.a'présentat~on·et1e

commèntaire des données d'écoulement global et d'érosion de. r'an­nee 1979,"à 1."échelle' mensuelle surI.' ensemble des bassins.

2. LA' PLtrVIOMETRJtE

,2.1 PIiTI:VrOMETRIE SUR LES BASSINS

...La pluie 'est .mesurée sur chacun dl:as 10 bassiI:lsau mu-'yend'un.pluviographe à augets bascuJLeurs. La pluviométrie de lazone de l'étude présente La répartition mEnsuelle suivante (Tab1eau

r) :

1 J F l "'[! ! i u.·!-----~-T----r

l, 257i 92 l' 603

! A1y---.1 664.

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TABLEAU l': F:Euviométrie m~nile en millimètres sur les 1'0 bassinsve.rsants Ecérex en,'1'979.

te tableau de répartition des pluies jouTIlalièrespartranches de hauteurs._(Tableau II) comporte toutes les' caractéris­tiques "normales" et bien connues par ailleu,rs du régime pluviomé­trique guyanais, à savoir l'occurcnce des pluies journalièr~s lesplus abondantes pendant les mois les plus'arrosés (mars à. juillet)due à l'instabilité de,la Zone Intertropicale de Convergence quistationne normalement sur là Guyane pendant cette période.

Les pluies associées à ce type de temps, présententdes intensités m~diocres et une grande homogénéité dans l'espaceet c'est bien ainsi que' se caractérise la pluie du 31/3, plusforte valeur annuelle, avec un maximum' de 139 mm (B.V. r) et unmÜ1fmum de 124 mm (D.V. H) enregistrés au Iong des quelques 10 km

du dispositif 6'observation. Sur lebassin'J, l'intensité maxi-'nium atteint tout juste 30 miJlJl±mètres en l' heure avec une pointe "modeste à 72 mm/h pendant 5 minutes.

En prologue à :t.a saison sèche, des évènements orageuxaccompagnés d'aVerses intenses mais localisées peuvent se produireen dehors' des grande mouvements des masses d'air. 'C'est ,le cas del'évènement du 22 ao~t qui présente des maximum et minimum de 84 mm

en let de 5.0 nnn en F, soit une hétéro~énéité 'tieau~ .aœp'plu.s grande que la p~uie de'convergence décrite précédemment.L' inte'nsité maximum en 5, minutes est de 130 mm/h et constitue 1'e ~

maximum de cette année 1'979. Ces précipitations d'ori{Sine con­vectives sont brèves, puisque l'intensité de cette même pluie n'estplus que de 27 millimètres en 1 heure.

i1

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: 60-69.9:: 1: 1. : : 1: :.: : ~ : .4:• •• •• . •• 0 ••

:70-79.9:: 1: 1: 1': :: :: 3::80-89.9:: :::::1:. :: 1:o •• ..'.0. 0 • • .:90-99.9::: 1 :.: :::': :: 11

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TABLEAU II - Répartition'des pluies .journalières par tranches de 10millimètres au bassin A en 1979.

2.2.PLUVIOMETRIE AUX STATIONS LONGUE DUREE

Il est important de replacer, même sommairement, les. , ,

caractéristiques pluviométriques de l'almée 1979, J)2.r rapport àcelles de l'-année moyenne, ce "qui suppose la comparaison avec desstations pluviométriques observées durant une longue période.

Il existe 2 stations pluviométriques exploitées par:18, météorologie Nationale pouvant servir de' référence

• SIN:~{AIviARY (1959 - 1979), située à quelqùes 25 km

, des bassins. C'est une station côtièrepour le régime et le total précipité(27,02 mm).

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• RèCHAIfJ3EAU (1'956 - 1975)', si tué à plus de 100 km

, , au S.E. mais à 15 km de la mer présertte,néanmoins un régime et u..."l pluviométrie

, annuelle (3681 ~~) plus proche de celledes bassins.

Ln'distance à J,.a mer, de l'ordr~ ~~ 1? ~explique cette si.mtlitude,

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SINHAMARY

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: Pluvioniétrie:290:166:678 :549 :403 :303 :438 :122 : 121: 36:10T :367: 3580 :• 1979 ( . ).. • • ,0, • • • • • 0 • ". •• •IIll7.J: . .... .• .: ----- ,.- &' & i --+ + + li'. 9 1 Il.. . S + : .: lT.I..uviosité :0,70:0,48:1,69:1,34.:0,69:0,6~::1,67:0,76:1,68:0,5t:0,70:1,071 :0,97 .•• •.• 0 •• 0 ••• "0 0 0 0 0

ROCHAEBEAU

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1979

'. TABLEAU III : Pluviométrie mensucll'e et· annuellè aux stations de référence.

: Pluviosi -'lié

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BASSINS VERSANTS ECEREXANNEE 1979

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BASSINS VERSANTS ECEREXANNEE 1979

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BASSIN J

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I:~ 24.~ 16.5 60.8 67.2 50.3 55.0 57.1 38.5 .95 0 0 18.0 47

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J F JI A JI J 'J ! S 0 • 'D UB6e

P 242.0 91.0 581.3 641.8 383.3 335.2 327.5 208.5 73.5 :1.5.5 1e).7 290.1 3293.4Le 17.t .14 188.6 ~l.j 64.0 47:.7. 65.2 jG.B! 0 0 0 30'.6 672.'1:4 "'.' .61 32.4 )5.4 16.7" ,14.2 19.9 14'.8 0 0 0 10.6 2Q.4'

S • 1.61 ha

J 1P • A H J J ! S 0 • D .la'.'p 249.5 82.0 585.4 622.1 376.8 336.9 320.0 188.5 760 1 16.5 104.0 273.5 3231.3Le 29.3 1.8 168.1 225.5 99.9 70.1 84.6 20.6 0 0 0 '24.8 724.7I:e~ 11.7 2.2 28.7 36.2 26.5 20.8 26.4- 10.9 0 0 0 9.1 22~4

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J }li • A- l! J J .! S o , JJ D ........p 242.5 81.6 577.0 640e4 355.9 328.0 367.3 180.5 64..7 35.6 114.' 309.1 3297.1Le 13.8 0 1~.3 155.2 39.2 43.6 92~7 17.5 5115 0 0 31.1 5:J'.'K~ 5.7 0 24.0 24.2 11.0 13.3 25.3 9.7 8.5 0 0' 10.1 ".3

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P .256.5 82.5 610.5 694.2 369.8 332.6 353.6 203.0 60.0 23.3 106.5 31'4.6 3401.1Le 9.3 0.31 111.7 141.0 58.7 50.0 80.0 27.8 0 0 0 1a.1 4".9,1:8~ 3.6 0.38 18.3 20.3 15.9 15.0 22.6 13.7 0 0 0 5.8 14.6

: IfABLEAD'IV' 2 Pluiell,LiuDeo Bo01l14e& et C'4etticieJda d·Zccn&l..........~'.' , 'sur les 'baBsiDa ver:~& BCBIlllX._ ',.,9. '

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J JI • la • J J A S Ô • D AD'-p 274.5 95.0 '78.4 644.2 346.6 336.5 285.9 206~' 79.3 10.5 ~11415 260.2 3229.2Le 36.3 2.63 242.6 294.9 106.9 119.1 76.5 80.0 9.6 0 0 28~7 997.2

~

J;~ 2.8 45.8 30.9. 26.7 ,38.7.

13.2 41.9 35.4 12.1 0 0 11.0 30.9

!J.l1LElU .V· : Pluie8,. L&me8 Eooul'e8 et Coefticiftta d'Ecoule.nt .euue18,sur le8 bas81ne versants ECEREX en 1979•.(valeure ft millisêtre.).

~ 28 - '

2.3 CARACTERTSATION SOMMAJI:RE DE L'ANNEE 1979

Les totaux annuels à Sinnamary et à Rochambeau con-fèrentà l'année 1979 une pluviosité très légèrement inférieure àla moyenne (0,94 et 0,97f). L'examen des coefficients mensuels indi­que cependant ill~e répartition plus contrastée que la normale aubénéfice de quelques mois très pluvieux (mars, avril, juillet). Deplus, cette saison des pluies concentrée comporte 2 jours de plusde 1'00 mm avec des maximunts ponctuels de 139 mm au bassin versant lle 31/3 et de 125 mm au bassin versant E le 13/4. A titre de compa..:..raison, en 9 années d'observations pluviométriques à la Crique Gr.é­goire le chiffre de 100 mm a été dépassé 11 fois seulement (soit1,2 fois par an).

Néanmoins ces 2 journées, comme toutes celles de l'an­née 1979, ne comportent pas d' évènementsremarquable's à l' é6hellede l'averse. Au bassin A le pluviographe a enreg{stré un maximum

de 38 IJlin en 1 heure (28 - 02) alors que le chiffre de 53 mm/h cor­respond à ~'intensité horaire de fréquence biennale au bassin ver­sant de la Crique Grégoire (poste 6).

3. LES ECOULEr~{TS

, Les débits et volumes mesurés à la sortie des déver­soirs de chaque bassinet présentés ici intègrent l'écoulement su- 'perficiel sous toutes ses f~rmes : ruissellement, écoulement retar­

'dé" voire vidanges de nappes. Cette dernière catégorie d'écoulementest importante sur certains'bassins(F, G, Hl et plus faible sur lesau.tres.·,

La séparation de ces différents écoulements ne peutse faire lIU'à l'échelle de l'évènement élémentaires (averse - crue)e't nécessite uneriiise' en forme exhaustive des résultats qui n'estpas encore terminée.

A partir des volumes écoulés mensuels et des surfaces'de bassin-versant établies à partir de levés au 1/500 (CTFT - ~ars

, ' .1980)', on a déterminé= les lames d' eau et les coefficients d' écoule-ment mBrtsuèls et annuels sur chaque bassin (Tableaux IV et V). Lareprésentation ·graphique des couples'''pluies mensuelies - lames écoulées" (fig. 1 et 2) comporte 10 tracé de la droite de régression, cequi'ne préjuge en rien de la forme aIlalytique de la fonction L=.f (p)

t·· •

1

11

1·1

" .

29 -

/

mais constitue un élément de comparaison entre bassins. On constateque les coe'fficients de corrélations linéaires, compris entre 0,93'et 0,971 sont très significatifs, ,même en tenant compte d~ nombre' res-

. '. - .

treint de points (1'2) .La dispersion des' points autour de ·la droite. - - ~ .

est évidemment très for~eIJlBIlt influencée à cette échelle de temps parles variations des réserves hydriques des sols. C'est ainsi que sur ~

tous les bassins les mois de janvier et de déce~bre présentent un écou- 1lement nettement déficitaire par rapport à la tendance (début de sai- 1

.son des pluies). Inversement en avril, suite à un mois très ,arrosé i(pluviosité .1',7), les coefficients d' écoulement sont particulièrement iélevés, avec une valeur maximale de 83 ~ au bassin H. !4. COMPORTEMENT DIFFERf.:~NTIEL DES BASSINS SELON LE TYPE DE OOUVERTURE 1

PEDOLOGIQUE

A partir des résultats hydrologiques obtenus en 1'977et 1978 pour les 3 bassins A, B, et C on a pu reconstituer mois par

mois les coefficients d'écoulement que l'on aurait observé en A et Csous for~t en 1979, à partir des dorn1ées du témoin forestier Bdecette m&ne année. Les coefficients d'écoulement annuel fictifs quis'en déduisent sont de 22% sur A et de 1110 sur C, cO!ltre41% et 22%effectivement mesurés.

Cette reconstitution comporte une certaine imprécision, . . ..

que l'on peut chiffrer par exemple par l'intervalle de confiance à 90~. • '. . t

de l'estimat~on. Les limites possibles de cet intervalle' détermine~t. le coefficient d'écoulement annuel entre 18 et 27~'~ pour A et· entI:'e T

ct 17% pour C. La dissymétrie par rapport à la valeur centrale, est

due à l'existence de. mois sans écoulement.

t'ensemble des 10 coefficients d'écoulements annuels, .

classés par ordre croissant, comporte UJie amplitude de variation c6n-,sidérable de .11 à 57% pour iies bassins de même surface, de pentestrès' voisines' et sur le même substratum'géologique (schiste de BONI.­DORO) et qui, à une autre échelle auraient pu être considérés chÇlcun

. ·.comme représentatif du.mili~u. 'Cependant, cette dispersion n'est pasaléatoire mais s'OrdOl1ne en fonction des dynamiques hydriques des ~ols

'constituant chaque bassin.

,.:-----------;.....,,--_..;..._._.... _...~--_.--_.~.~ •.~.",... '._"

-.30 -

Par exemple, si on adopte pour caractéristique le pour·centage de surface du bassin défini comme "à drain~e vertical libre(R~BOULET, E. FRITSCH, .FX. HtIT,ŒEL - 1978), la régression avec les

. .-.

coefficients d'écoulement annuels perQet de constater que ce cri-tère est déte'rminant dans le .comportement hydrolo:'~ique du bassin.Seuls les unités F,' G et H pour lesquelles, contrairemont aux autresbassins, une part importante de l'écoulement est due à la vidangedes nappes, préselltent une dispersion particulière. L'utilisationultérieure des valeurs de ruissellement permettra très certainementde regrouper l'ensemble des bassins selon' cette distribution.

• • • •: B.v : IŒ : SL.:• • • •-~---._.--------------.... ­••.. C 11 99•

. .• l 15 60•..• E 15 57•..· D. 16 6.0

B 20 1'0 .

A 22 0J 3f 2

G' 49 : 0• ..• •

F • 52 .. 0 •• .. •• • ·. Il • 5T • 0 •.. • •.. • •: • •• •

KE • coefficient d'éco•

SL% lament annuel en

100 5L • surface à dra.:in~•vertical libre er.

KEo;o

•

Traduits en termes de débits spécifiques, les ééoùlemants de l'an~·

née 1979 s'établissent conune suit:

. . • • • f , 1J

..,. BASSINS A* • B c* D .. E • F G Il .:r .. •". . • · • • • • •'. .. .. .. .. · • ..

1.. • • '. : • "...: . ..• module apécifi .. • • " • .. •• · • • · , : .. .... que armuel · " " .. .. .... · · • .. .. .. •.. 1'979 51 · 21 2.3 11': 16 • 53 · 49 • 58 15 • 32 ..'. .. · c • .. :• (1/a/km2)

.. .. · • •: • .. .. .. .. .. •.. .. .. · • • •

*bassins déforestés

'1 ':. 11

31 !~ . -

,'.i

[1'.1

'.

11.

Des éléments de comparaison de ces débits spécifi­ques peuvent ~tre recherchés sur la Crique' Virgile qui dre.ine unbassin de 7,6 km2 développé sur schistes ORAPU. Le module interan­nuel a été estimé à 80 1/s/km2 (P. DUBREUIL - 1963) pour unepluvio­métrie annuelle de IVordre de 4000 mm. Plus près du site ECEREX,les bassins de la Crique Grégoire écoulent 73 1/s/km2 sur 32 hec­tares et 68 1/s/km2 sur 8,4 km2 (~.A. ROCHE - 1980) avec une plu-.viométrie de 3750 mm. Pour ces bassins, il niexiste pas de réfé­rences pédOlogiques e~ fonction des critères de drainage internedes sols qui permettrait de confronter mieux ces résultats avecceux d'ECEREX, mais en première approximation, compte tenu de lapluviométrie mo.yelUle d'ECEREX (3500 mm), 60 à 70 1/s/lcrn2 représEm­teraient le module d i \U1 bassin de taille kilométrique dans cetterégion~ Il est intéressant de constater que ces chiffres ne sont

. [

pas très éloignés des valeurs obte!lUeS sur les bassins F, G, H quicomportent une partie de sols de bas-fonds av~c nappe phréatique etque par conséquent U11 tel bassin ou d'une taille à peine supérieure

pourrait ïntégrer et reproduire lu plup~rt des mécanismes du systèmehydrologique régional. ,Un bassin ·de 5 lan2 regroupant l "ensemble9-esbassins ECEREX est exploité depuis octQbre 1980 et devrait permettrede préciser le module sp~cifique d?~lS cet environnement.

Aucun débit de pointe remarquable. n'a été enregistréen 1979, fait en rapport avec la modération des intensités pluyio~

métriques sur de courtes périodes. Même sur les bassills déforestés. pour lesquels, on le verra, l'écoulement total à doublé, les débitsmaximums sont restés en deçà. des chiffres de 1977 et 1978

· . . ... .BASSINS • A* • B • C~~ D E F· G • Ii :I. J •

o " , • • • • • • • • • • •.' " ," " . . . . . . . . . . .----------------------------------_.,. ---------~--~• ••••• 0 0 ." 0 '••••. . "- . . . . . . . . . . .

. : Q l\'IAX lis :229: 136: 112: 157: 150: 210: 236:169. 83 : 156:1 • " " • .." • .• '. • • • • . •· . . . . . . . .. .--------- ..--..---......... ....----------.....----------....· . . . . ".'. .- . . . .• • • • • • • • • • • •

: Q MAX l/s/ka :.n'8:. 84: 7:0: 111: 97: 149: 156:169: 713 : 113:

1

1

..·..'•••••

••·•••o•

••·••••.. ·•··

o·••••o·

••••

••••

••·•* bassins déforcstés

5. L'EROSION SOUS FORET

En 1979, le phénomène de l'érosion sous for8t a pu~tre mesurè- sur 8 des bassins yersa.nts, A et C ayant été déf():~'estés

fin 1978.

---------_..-- ."

_ ~ _ • _ B•••in A •. 0 •••• 0 • B•••in C

~1t". ,1 . , B, , \, \l ,, ,l ,,. . ,

le.1 '·~·Ci ~, ,... ~

, 0 •, ,....:JI ,i l

o •

~ ~

: ~ N. .1 f'.I ~\ A: ;~ \ \: fI' \ \'. '\.l' . \ •• \

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L.~··· \. ....~. ...·r, \. ~. .. .

_____ B...in 8

••1 .

••

•

•

FI G. 3 _ REPARTITION DES CONCENTRATION EN SUSPENSIONA LA SORTIE DES IASllN. A,8 ET C EN "7'

.Les courbes en pointillés joipent les pourcen­tages déterminés par classes selon lés limitessuivantes (rJJ8/l) : 0 - 5 - 10 - 15 - 20 ~ 30 -.50 - 100 - 250 - 500- 1000 - 1500 - 2000 -2500 - 5000.

"

l,

i

- 32 -

5.t TRANSPORTS SOLIDES PAR SUSPENSION

L'estimation de ce mode de trensport solide est faiteà l'échelle de la crue à partir d'échantillons, d'eaux de 2 litres

. ~ . . .' .

" prélevés manuellement au cours de la période pluvieuse, qui va dedécembre à aoÜt'ülclùs. 'Le dépôt solide est pesé sur filtre mi.lli~

p~re et pe~et par connaissance du débit à l' instant du prélèvementde tracer le 'solidogramme" 'de la crue et de connaître le transportpar suspension au cours de celle-ci par intégratio!,1 graphique. T139

échantillons'ont été prélevés au cours de la campagne 1979, à rai.....son dè 600 à 700 bouteilles à l'exutoire des bassins forestiers etde 1079 et 969'prélèvements à celui' des bassins aménagés A et c.

Les concentrations instroltanées varient relativementpeu. La courbe fréquentielle des prélèvements effectués au bassin B(fig. 3)' est unimodale avec 70% des dépôts solides compris entre10 et 30 mg/l et 90% de ceux-ci, entre 5 et 50 mg/le Le maximum ne

. .'.

dépasse pas 200 mg/l pour ce bassin qui possède une aptitude auruissellement certaine puisqu'il comporte 90% de sols à drainagebloqué.

L'importance de la part des grosses crues dans l'é­rosion est un ,phénomène bien,co~u, mais ce, s~héma s'apPlique:assezmal à l'érosion sous forêt : 'les concentrations var{ant peu avec ledébi t,Chaque crue apporte sa contribution' selon une fonction qui,.croit 'beaucoup plus lentement avec le volume ruiss~lé que dans d~au­tres biotopes. A titre d'exemple, sur le bassin. B, 10 crues ontdépassé 20 lis et exporté 164 kg de màtières en suspension soit53% seulement du total annuel. Si dans cet échantillon on' consi­'dère' le 'transport solide exporté pendal1.t que le débit se maint~- .'. .. . .

, nait effectivement au-des,sus de .20 lis, cette part se réduit à 41%..La permanence des débits au-dessus de ce seuil a été de 13h35 pourl'année 1979 avec un maximum de1h45 pour une crue isolée.

Il n'est,' donc pas étonnant; de constater une affiQitécertaine entreécoul~mentset trm1.sports solides par suspension etde voir s'individualiser un premier groupe de bassin l, B, E et Davec des dég:r:-adatiol1s spécifiques. respectives de 12.3, 19.1,' 19.1·~

et 19.2 T/km2/an associées à de~.coefficients d'écoulement annuelsde 15 à 20~ et un groupe G, J, H et F avec 39.4, 44.8, 48.1 et59.6 T/km2/an qui correspond aux bassins dont l,écoulement repré~

sente 3r à 57% des précipitations.'

,

11

'\1:1iII

- 33 -

-• • • · • • · •• BASSINS • B • D • E • F • G • fi l • J,. · • • · • · • •· • • • • • • • ·--- . ----------....--------...- ...-.. .....~-----...-..._-'. 0 · · • • • .' •• · • · • • • • •: -T/km2/an • • • • 59.6: · 48.1 • · 44.8· 19.,1 : 19.2: 19.2: 39.5 • • '12.3 •

• · ·, . · • • • • · 0

• : • • • 0 • •• • • • • • •

, DégradatiÇ)ns Spécifiques par Suspensionen 1979 sur les bassins ECEREX

sous couvert forestier

5.2 TRANSPORTS SOLIDES PAR CHARRIAGE

Cette nomBnclature recouvre l'ensemble des sédimentspiégés dans les fosses de 1,5 m de profondeur situées immédiat.e­mept à l'amont des déversoirs. En réalité il y a une légère sures­timation de ce mode de mobilisation au détriJnent des éléments trans­portés par suspension, car la longueur des fosses et les faiblescourants à l'amont des lames en V permettent une certaine décanta­

tion de la fraction fine (les particules de 50 microns commençentà se décanter à partir d'une vitesse inférieure ou égale à 0,2 mis).

Néanmoins, à l'échelle annuelle, les matières so­lides sont essentiellement consti tuée,s de "sables ll compris entre 50

microns et 2 millimètres selon une proportion pondérale de 75 à 93%; ,

selon les bassins. La'fraction supérieure à 2 millimètres est insi-6nifiant~.'

Les mesures dB l',année 1979, comme celles ,des annéesantérïeures mettent en évidence la faiblesse de,cemode de trans­port solide, ainsi qu'une dispersion assez grande entre bassins mais'peu si~nificative. En effet, les sédiments recueillis représententau plu.s:que:tqll.esdizaines,de kilogranunes ,par bassïn et par an, cequi implique qu'un phénomène aléatoire tel que ,le déracfnement d'unarbre pa~ l.~ vent à proximité du déversoir ~it ~es effets du mêmeordr~ p.e "grandeur que l'érosion naturelle "moyenne;.

Le~ m~sses de terre extraites-des foSses-ont variéei~1979 entre 23 'kg aU.' bassin Eet 149 kg au bassin 'F, ce qui cor-­respoùdaux valeurs spécifiques suivantes:

•. l '

•

30 L.E (

•

•••

•

•

•

20

CD: = -0.07 LE + 24.8r.= -0.08N=47

10

• ••• • •• •• •

• • • • •• • • • • • •• •• • •• • ••

.~, .

20u

10

00

50•

40 .'-alE

30

:BAssm 6 mars , 12 avril 24 mai 7 12 aoflt 11iuillet décembre

:BLe 1.3 6.7 3.0 8.5 2.6 25.9Cm 2'5.8 20.0 21.4 21.4 33.1) 22.3

DLe 3.9 ' ' 6.1 5.2 5.7 0.4 23.0Cm 21.6' 13.7 , 22.3 33.6 39~6 A.ti.9

ELe 0.5 9.2 7. 2 6.5 2.9 16.5Cm 46.4 1").9 16.3 29.6 27.4 21j.2

li'Le 24 13.6 ' 1.9 4.4 5.6 27.7Cm 18.2 17.8 20.3 22.0 28.1 16.1'

GLe 22.8 ' 0.7- 4.6 4.b 25.4Cm 15.7 - 18.3 24.0 21).6 28.9

HLe 29.9 13.8 2..6 7.6 7.7 27Cm 16.6 23.1 19.") 23.1 24.3 29.1

lLe 2.2 2·7' 1.2 , 3.6 2.6 10.4Cm 32.0 22.6 20.7 • 20.4 ' 29.1 29.9

JLe 5.5 6.0 4.9 12.0 9.1 24.1Cm 19.0 ' ,20.0 16.2 23.6 2O~q 30.5

Fig. 4: Concentrations moyennes en solution (mg/l) en fonction '. de 11 écoulement ,(mm) pour les crnes échanti llonnées

. ' ,(bassins sous fortt) "

- 34

....·•· *· 1..•...: 1.5 : 10.4 l 4.5 : 5.2··: 12.3.

•: 5.2

··

.... 0 0 ~~--~-_ ...._~-_.-.----.---.----.

• BASSINS· B • . D • E • F • G • H • I • ~ •o • 0 • • 0 "1) • 0 •ç, ••• 0 l'a 0 • • •

7--~---------~--~---7-------~--~-~~----~---~----'-'-'--~~-~~--~· ; o...·.. . . . .: T/km2/an

Dé,'$radations .Spécifiqueu par Qharriar$oen 1979 sur les bassins ECEREX

· sous couvert forestier

* remaniement de matériaux lié à 12. construction dU,déversoiren ·1978

La valeur élevée du bRssin D, S~lS rapport avec lespotentialités d'écoulement de celui-ci n'est probablornent pas con­sistante ot pour le moment, il semble ,prudent d'admettre que le

chiffre do 10 t/kl:l2/an du bassin F représente W1G vnlüv.r déjà. éle­vée, pour l' écosystème d~U1s des conditions pluviométriques moyennes.

5.3 TRANSPORTS SOLIDES EN SOLUTION

..,

. Pltw1.eurs séries cl' Éichantillons prélevées simulta­nément sur tous les bassins ont6"G'é sou..rnises à l'analyse chimiquecomplète (10 déterminations) •

Le cont811U minéral eü solution a été obtenu 1)ar ad­di tion des teneurs C.i.'1. cations et en 811.ions dosés ct des teneurs ensilice dissoute (en mg/l) à savoir : K, Na, Ca, Mg, Cl, CO 3H, S04,N03, P04 et Si02. La concentration lïloyenneparcrue eE éléments dis­sous est obtenue par ·~racé et planimétrage des solidogrammes. LesvoluQes des crues m1.alysées, vont de 6 à 400 m3, ce qui représenteapproxim.ativcment de 0,5 à 35 mm d'écoulement par évène~ent.

En rè{slc générale·' les concentrations los plus élevées,de l'ordre de 50 me:!l se rencontrent au début de la crue puis décrois­sent avec la part croissante des caux de ruissellement·, jusqu'à12 mg,!lpuis aUWllel1.tcl1·~~ à nouvea1;l· au cours de la décrue vers desvaleurs de 20 à 25 mc/l. La silice dissoute représente environ 2010

du poids total d'éléments dissous.

Les' concentrations moyennes par crue ont été repor­tées en fonction des. lames' écoulées de chaque crue (fig. 4). Onconstate l'indépenda1ce totale entre ces deux paramètres (1' = 0,08)

. et une amplitudc·restreinte des concentrations de'15 à·35 mg/leLe transport solide en solution, pout donc être estimé avec uneprécision ràisonnable en appliquant un taux mo'yen de 25 mg/l à

TABJ.8...~TJ VI :

, ;

TRANSPORl' SO~IDES EN 1979 sous IiOm

'.r

!

E.1ssnrs B n", E F G H Iil* J..

EROSIOlT lŒC.,\HIQ17E 24.3 31,,5 20.7 70..0 44.0 53.3 12.3 52.4(tormes/l':E2/l'.!l) 1

l~ ~~

dl)l:t st:.spenElion (%) 70 ~ 4"J =::J:=~~=' =~=1=:~= - 85~================~============== :::=~= ..-;====:= ==== ====

~-

'.EROSIon UE(1\JrrQ.~ El'T:tu.;rS?cms F1t~ SOLUTIon 4H1 44,,8 33.2 111 ·82.8 99.2 24.5 77.3(tonncR/kr:2/an)

~ .. -dont solutions (~) 41 3') 38 37 47 46 50 487°

~ d:>!lt colu:tions + Eluspe~ion (~)i 87l 72 95[ 90 1 95 95 - . 90i==============::====:-:=======:=====-=======:.:===:::=====::==:o:=====;:::.:~==============

* t::'<l.nSpo::'t :r:ar charriage. surestiu:.3,( cf 4.2).~ ~r~nsport par charriage non déterrtiné pour Cll1,1se de r5ajustement

. du ·~hallJ'eg a.près travaux.

+

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.Lama EcouMe (mm) .

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Fig. 5 : TranspoI"'~s solides souc for~t èn 19798<." .

. .!i:.' 1i.4: il R.z:. ( _~ ·-.-..'~~-"J-_~.c:::'-.·-.-..-c..r.'!''''WT'~,..~'''~.;~'':f~l;- _....-,~,~."'''n~:1\>-''1".rl'<.'~""'··_\1""''-··':''''4·'''''(i··-, ~> t ••.-.'~.,,"".'<I- 1

- 35 -

l'ensemble de l'écoulement annuel, d'où les exportations spécifi­ques en solution suivantes

-.....-_.- -- ~.. · · · •• BASSINS B 0 D E · F .• G · rI l J. . · .. · · • "f' · · ·• · · · 0 · • · ·-- ....... ...-.-...--~ -- J .... - -0 · 0 : : • 0 · • ·· · · 0 · · • ·· "T/km2/an 16.8:-13.3': 12.5: 40.6: 38.8: 45.9 0 12.2 · 24.9· · ·· · · · ·· 0 .' 0 ·Trru~sports Solides Spécifiques en solution

en 1979 sur les Bassins ECERËXsous couvert forestier.

5.4 LES TRAJ."\fSPORTS SOLIDES DANS L'ECOSYSTEME FOHESTIEREn fin de compte, les limites de l'érosion speCl­

fique globale sc situent à 33 tou-i'les/km2/an (BV E) et à116 tonnes/ko2/an (BV F) en 1979 (Tabl. VI). En attendant l'exploitation plusfine de ces résultats de l'almée 1979 à l'échelle de la crue, onpeut admettre en première approxim~tion l'existence d'lUl gradientde 6 tonnes/krn2/al1 et pour 100 mm de lame écoulée pour l'ensembledes transports solides et de l'ordre de 4 tonnes/km2/an pour l'éro-'sion mécanique seule (fig. 5).

Le tablea':l fait apparaître la part i:r'1portante deséléments dissous. Compte tenu de l'existence d'écoul~ment d'infé­roflux,. 'ce mode de transport se situe au même rallg et même légère­ment devant les su~pensions dans les phénomènes responsables de lapédogénèse et de la morphogénèse de l'écosystème .forostier humide,l'érosion directe dalls le fond desthalwegff,représentantalorstoujours beaucoup moins de 10% de la mobilisation.

6. EROTOCOLES ET .QHRONOLOGIE DES AMENAGEN.ENTS

La phase d'expérimentation du programme ECEREX adébuté fin 1978 sur deux bassins (A et C). L'ensemble des manipu­lations est fait sous le contrôle oiu C1'FT, ou directement par cetorganisme.·.·

Le chronogramme résuDlé des interventions s'établitcorome suit . : .

- octobre et novembre "978 (saison sèche)• Abatt~ge à la scie à chaîne des arbres de plus de

20 cm de diamètre.

• DéQ~~q~{~ d~s ~!4rne~ §n dehqr~ du ba~~in p~r un

. ~rac1ieur ~ :pn~u~~,

. .

dg... >.. /tÇ..~t'.~ü:~.r:'tTIi~"tliL'''~'~1X7".~,mrtt;~.t1:R-5.1~1if~::t1i'~W4:Ïit:œ~~}·;~TFf~!~,f~~m~"i~'~·:""'\.or";::"r.n-""··'x~",:·:>"':':'--;'__...-:c."-''1.J"2'-'~-~-- ~~--------

-: ..,

LE300

.55 LB ­Jl CI .96rt ::1 14

200ioo

400 Le

100

200

.300

LB300200

1.18 LB'-~5.2R = .99HI: 20

10tr .'

100

100

300

.400 LA

'.AlmEE ,1977 .MOIS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 .

. A . 18.3 12.0 29.9 255.3 211.9 24.1 52.3 23.5 0 0 . 1.2 216.0B 13.4 15.7 17.7 193.6 188.5 21.8 48.4 32.2 2.9 2.1 3.0 205.00 - - - - , - - 36.6 6.7 0 0 0 111.8

\

.....

Am1EE 1978MOIS 1 2 3 4 .5 6 7 8 9 10 11 . 12

A 35~1 58.0 4.4 .50.7 7.7 41.4 62.1 85.4 DEFOR1!3l'AOE

B 42.8 59.7 9.3 55.5 10.4 47.2 55.6 74.4c 13.5 42.7 2.3 15.5 . ·7.5 42.7 27.1 37.4 DEroRESl'AGE

Fig. 6· : Lames écoulées mensuelles (eri mm) aux bassins A et· C en 'fonctiondes lames écoulées au bassin B (de l'origine des observations811 détorestage). ..

500 lE mmBASSIN A lE mm

BASSIN C

o N 0

~ Ecoulement sur bassins déforesta

. J F M Ao'J F M A M J JAS 0 N 0

o Ecoulement sous forêt

100

200

300

400

ECOULEMENT DES BASSINS AMENAGES ET ECOULEMENTS RECONSTITUES SOUS FORETPOUR LES BASSINS' A ET C 1979

BASSIN"C

f~---------:--~------~--J-'-F-~-1-~-r-M-1-J-I-J-l~-~T-s-T0-1 N-r-o~nné

~;;~ob::e~~~-,-=t~~.s:.:t~$$;ï~!'" =r~t-~+ 0 2~4.71 Lame reconstituée .18.34 1 0 1'03.51'25.0 1 34,4 125.3 135.0 15.9 1 0 1 0 1 0 1~~-;;3.2

! Li mi tes. dans, }+·1 2M f ':111.8 "38,3 148.,.. '39.6148.3 3'" 1,•.31M.3 1,4.3 '": ~3•.8iL~~~:~:~~~~_~_~~~2:J_~;.._j~0 ~~l~~~-e.~~-l.~~- ~~_j_~~_l_~_~~ 1 0 1.5 . 2~~.~. TABLEA~ VI~ -.Lamesobservées enl~79 sur: les bassins AetC et lames .

\ reconstituées que l'on aurait observées sousforit (en mm).

- Limites de la lame cal~ulée dans l'iritervalle de confianceà 9070_. \

;"

36' -

,'. Défrichement, ct ~cssouchage, constitution de: lii-, gn.€lS d'andins sur l€l bassin par un tracteur à che­

nilles (D.8) équipé d"1ine, lame coupante.t

- 15 mai ~ 30 juin 1979-bassinlA

• Bbut'"Urago d'un :b,âtura.:;c de Digitarl.a SwaziJland(4 bou·tures au m2)après un légerlabourageà'Ia

. 'r

fourche destiné à ameublir le terrain après le, , pass~ge des engins •

• Amendements (48 kg/ha de P205, 48 kg/ha de K20 et1000k:g/ha de CaO.

- 30 mai - 10 juillet ~bassil1 C

.Plàntation de 480 plants de pomelos, recovantcha­cun 180 gr. de P205 et 180 gr~ de K20~

7. LES ECOULEl'iŒNTS DES BASSINS AMENAGES

Ainsi que nous l'avol1s déjà signalé (4.), les don-,nées du bassin B qui conserve sori'couvert forestier pendant 'toutela durée de l'expérience, ont permis do calculer les écoulementsque l'on aurait obse)~é en 1979 ,sur A et 0 dans les mêmes condi~

tions.

Pour cela on a mis on corrélation 'les lam€ls men-, -

suellesdes bassins A et 0 avec celles dU bassin B, de l'origine'des observations: au déforestage~ On obtient ainsi 20 couples de,",points pour le bassin.A et 14 'couples pour' le bassin O. Oes cor­rélations montrent (fig. 6) que l'écoulement du bassin A serait.de l'ordre de ""5~ de B et liécoulemont de C, 55~ de CG.lui-ci•. '

A l'échelle mensuelle et mînuelle (tableau VII),'l'augnlentation de l'écoulement est tr8s sensible, puisque' l·ex~ ,

" ,

périence annuelle du ~in d'écoulement est de 867 mm au bassi~A

_. et de 362 mm au bassin 0, soit des augmentations respectives d~

116% et de 100~.par rapport à liécosystème forestier.

Faute de dispo$erdes 9araqtéristiqu~s ir~ividua-

,. lisées de chaque évènement, il' n'est pasei1core possible de préci­ser davantage les mécanismes de ce chro1gement. On peut simplementconstater que le gain est maximum au cours des mois les plus arro­

sés (+190% eu mai)" et qu'il s'établit donc à partir dos ruissel­lements qui se produisent dans les meilleurs conditions de saturation.

rr1:,;~ !11-,,'

.- 37 -

La signification écologique de ce chwlgement nVest pas simple: à

côté'de la disparition de la fqrêt il yale compactage des hori­zonspédologiques superficiels par un engin pesant 40 tonnes enordre de marche. Ce compactage est d'autant plus efficace, que le

. dessouchage'préalable supprime toute la porosité tubulaire liée àla présence des 'racines. La dispariti?n du couvert végétal et les'"façons culturales" se combinent selon Une proportion inconnue etdonnent aux variations d'éc~ulement un sens expérimental certainqu'il ne faudrait cependant pas utiliser telles quelles, pour esti­mer l'action de la forêt sur le bilan hydrologique par interception'et évapo~ranspiration.

8. LES TRANSPORTS SOLIDES SUR BASSINS AMENAGES

La mesure des tr&lSports solides à l'exutoire desdeux bassins aménagés, s'effectue avec les'mêmes techniques quesous forêt et permet théoriquement do chiffrer les trois termes del'érosion: suspensions, charriages et ·solutions. Mais alors quesous forêt letral1sport solide mesuré'représento effectivementl'érosion régionale d'un écosystème forestier en équilibre avec une

, signification géodynamique bien précise, il en va tout autrementsur, bassin défriché, où des modifications importantes (décapage deshorizons superficiels sur les somraets, colluviomlement en bas deversant)' ne sont répercutées que partiellement a~ niveau du débit

. solide qui ,transite à l'exutoire des bassins•

. 8.1 TRAlfSPORTS SOLIDES PAR SUSPENSION

'La méthode du solidogramme a permis de déterminer unflux.de 687:'5 kg de particules solides ,en suspension pO,ur l'année1979 en Aet de 3112 k~ en C. Le rapprochement de cés chiffre avecles valeurs mesurées sous 'forêt en 1979 sur les autres bassins etavec celle établios sur ces mêmesbaesins A. et C en 1977 (M.A.ROCHE 1978) qui, sont respectivement de 343 kg et 40 kg, amènent à '

" . .' ," '. . . .

constater une multiplication par des facteurs respectifs de 20 et- ',' '. :. 'li

78. L'expJlicationde cette augmentàtion réside pour une faible part.dans' lacroissance:dè~ écoulements qui ont doublé 'mais surtout dansl'aùgmentati'on deé teneurs en' dép5tssolides des eaux de ruièsel­lement. 'Alors que sous forêts (bassin B) le 'mode d~s échantillonsprélevés se situait à 15 mg/l, celui-ci se déplace à 40 mg,!lpour Cet a1:bO mgi'lpour A'(fig. 3). De plus'les maximums inst'antennésqui ne dépassaient jamais 250mg/l sous forêt atteignent des valeurs

"1 .,:-' ,t' 1.

·}38~',~ q", ':

" .

extrèmes de 5000 mg/l au bassin A, avec une proportion non négli­0eable de prélèvements au-dessùs de'500 mg,/l (7% de la populationo.

'Dê ce fait et e~" m~me' tèmpsque'l v érosion auim~nte'

en valeur absolue, celle~c;i'est "fuoins diffuse et plus concentrée dansle temps : Ainsi~ par exemple, l~s transports' solides écoulés pen-

.. .'" . .." ~

dant que les débits dépe.ssaient.,?O lis représentent 83~ de l'érosion, annuelle contre 41% au bassin B~ ;.pour une permanence des débits au­dessus de ce seuil du même ordre' de grandeur (13h00 en A et 13h35en B)~

Les maximums par, crue ont ét,é de 840· k;'saubassin A

(28/05) et de 29Tkg au bassin C (13/04), ce qui représente de 10 à

12% du transport annuel.

En valeurs, spécifiques, les' tr~1sports par s~spen­

sion en 1979 représentent 533 t/km2/an sur A et 193 ,t/kin2(an su ,C.

8.2 TRANSPORT SOLIDES PAR CHARRIAGE

Le tranSIJOr-tt, solide par charria.ge constitue égalementun phénomène remarquable du point' de vue quantitatif puisqu'on ~

extrait 7500 kg de la fosse du bassin A et 2033 kg au bassin C pourl'ensemble de l'anriée 1979, alors que les valeurs mesurées sous fo­rêt étaien:t; partout inférieures à 100 kg.

Dans ce dépôt la matiàre organique après lavage ettamisage des nombreuses feuilles, brindilles et branche~ représenteencore 10% du'poids total, ,soit une' augmentation significative parrapport aux 1,3% qui constituent la norme. sous forê·c.Les sablesreprésentent 80~ du dépôt minéral au bassin' A ce qui correspond auxmoyennes de l'écosystème forestier, mais des éléments très grossiers

,font ,leur apparition~Par exemple lors de la vidro1ge du'2/04,s~it28% du dépôt en volume. était constitué par des. nodules ,refusés par

1· . • • . ' .

un tamis à mailles carrées de 13 mm.

Au bassin C, la proportion de sables recueillis estplus faible (60%) et les éléments grossiers beaucoup moins nomb;eux '. '

bien que les horizons ~ nodules soient développés et proches de la,surface~ Ce' phénomène s' explique par la mod,ération du ruissellementqui engendre des forces tractrices inférieure~ à celle rencon~rées

sir me basisih. A.

Le charriage spécifique a représenté 581 ~t/kffl2/&n

sur le bassin A et 126 t/lon2/ansur :le bassin C,- en 197.9. ' "

- 39 -

Les maximums mcns~elG du transport solide se si­tuent en juin pour le bassin A et en juillet pour le bassin C etne concordent pas avec les maximums pluviométriques, mais en seréférant au protocole d'aménagement, on constate qu.e ces deux pé- .riodes c,orrespondent au labour et au bouturage (bassin A) et à la"lirouaison pour les pl D.:C..t s d V arbres fruitiers (bassin C). Ces aména­gements faits entièrement à la main ont cependant contribué à aug­menter fortement la dégradation spécifique annuelle qui se manifeste

. sur sol nu : au bassin C par exemple on constate que 10 mois de juil-, , .'

let (169t/km2) et le mois de mai (14 t/km2) reçoivent une pluvi.o-métrie du m@mc ordre de grandeur (313 et 355 mm). Il semble que ceparaxysme soit temporaire et .que l'érosion revienne à des valeursplus proèhes de celles mesurées sur sol nu, sinon'à celles de la fo­rôt. comne on peut le constater si l'on considère les chiffre's dumois de décembre . (tableau VII).

L'étude à l'échelle des crues individualisées per­

~~tra de préciser cos variations. Néanmoins l'importru~ce consta­tée des façons culturales implique d'ores et dé jà qué· si l'utilisa­tion d'engins mécanisés pour le labour constituait un scénario vrai­semblable pour la mise en valeur de l'écosystème forestier guywLais,celui-ci devrait être testé sur l'un des bassins pour en contrôler

les effets.

La qum~tité de sédiments effectiveme~texportéeendehors du bassin au droit de la section de.contrôler ne doit pas fai­re oublierl'importancerelative des masses de terre. déplacées par col~

làvionnement. Celui~ci a mobilisé de l'ordre de 50 à 100 rn3 de sols·sur le bassin A, S01t de 5 à 10 fois plus que le trm~sport solidemesu:té àla station.· LI étude de ce. phénomène par des méthodes topo-

.' .'

graphiques est actuellement en cours sur le bassin H, et ,permettra.de préciser l'importance des remaniements sur .place par. rapportaux, transports solides sortmît du bassin.·

8.4 TRANSPORTS SOLIDES EN SOLUTION

Cowne·pour les bassins forestiers, W~ nombre réduitde crues ont été sélectionnées, dont tous les prélèvements ont subiune analyse chimique complète c'est-à-dire qu'om été déterminées1es teneurs en cations K, Na, Ca, lVig, en anions C03H, SO4,N03,P0

4êtcnsilioG. SiQ2..··· .

,'. ". .... , -:' .

Cm (MG/LI

200.C3

180

160

140

120.C7

I,

. ,ü

1

1!!i!

11l'l,1

- i,,~&~'Ï'

~

1~

.• 1

11

40 L

.A12:

30

.A7

·20

.A4

'.• C12

.A5

.AS

10

.C4

.CS • C5

.'

BeV. 6 mars 12 avril 24 mai' 7 juillet 12 &ott 17 d4cembr.e

A Le 13.6 16.1 11.2 . 19.7 11.2 39.0Cm 145 4B.6 90.3 55.5 42.9 54.5

c Le 2.7 .6.7 4.3 B.B 1.8 13.0cm 190 78.3 58.0. 125 55.9 70.9

20

60

80

40

.. 0 L-------.......--------1--------t-----~-_t___:o

,. 100

Fig. '1 OONCEm'RATIONS MOYENWS EK .00UJTION fjMG/L) EN FONOl'IONDE L'EootJLEMEm' (MM) ~R LES. CHUES EœANTILIDlmEES .

. ..... (BASSms AMENAGES) -. .'

40 -

Les concentrations moyennes par crue démontrentun~ évolution complexe et~e amplitude de variation importanteainsi qu'en témoigne la répartition graphique (fig. 1,) des concen­trations en fonction de la lame écoulée pour chaque crue. Cetteméthode d'échantillonase des crues qui a permis d'établir des va­leurs annuelles de transport en solution sous forêt avec une pré­cision acceptable,ne peut être utilisée ici pour établir un bilan,mais permet néanmoins de situer l'ordre de grandeur des changementsintervenus après la déforestation.

Ce bilan n'aurait d'ailleurs pas qu'une signifi­cation assez vague, car à côté d'une mise en solution à partird'horizons pédologiques remaniés par le défrichement ~écanique etqui correspondent effectivement· à un appauvrissement minéral, et

·d'un lessivage desarncndements incorporés au moment ou après les

plantations, une part très importante des éléments dissous provien­nent des cendres des andins rassemblés et brûlés sur le bassin,soit plus de 500 torilles de matière végétale fraîche à l'hectare.( J. P. LESCURE, 1981 ) •

Les concentrations maximums ont été mesurées aucours de la crue' du 6.mars avec 145 mg/lau bassin A et 190 mgil auba~sin C (fig. 7) et sontlvinciïce d'u..i1e augmentation sensible par·rappor~ à la norme sous forêt qui était, rappelons-le"de 25 mg/le

.. - .' .

Ce phénomène. persiste bien après le défrichement, puisque les pluiesde décem?re 1978 et ,de· janvier 1979 u'ont pas empêche le. maintiende ces taux élevés jusqu'au début de la "grande saison des pluies".

Le petit nombre d'évènements analysés permet de per­ceV:oi.rime mise en' solution et un entraînement desèngr~l.is par l'é-

... coulement sU:p~rficiel.:. IV 'introduction des amendements ayant été

f2ite à ,partir du 10 mai en A et du 27 juin en C, les concentrationsmoyennes des crues A5 et G7 qui suivent de près chacun.de ces épan­dages, s~nten a~entation nette par rapport aux mois pré~éden~s

(de 48 à 90mg/l en· A.et de 38 à 1,25 mgll en C), sans toutefoisntteindre les valeurs initiales du lessivage "naturel".

, ' . ~ . .

Le èomportement différentiel des deux bassins estsignificatif car mis à part la crue du 24 mai (A5 et C5), on noteraqueies èaux du bassin C sont toujours plus chargées, ce qui estune conséquence directe du t~pe de dynrumique de l'eau: Sur c~

, .'

,i1

i .: "

-41 -

bassin en effet, la participation dans IVécoulement, d g eaux deréessuyage des horizons pédologiques est importante vis~à-vis duruissellement, ce, qui n'est pas'lc:cas sur le bassin A.

La,discordancedü24 mai s'explique par un épan­, dage d g engrais non synchrome entre les deux bassins, l Vuni té C nerecevant ses amendements qu'à part~r de la fin de juin.

Dans l'état sol nu, les éléments chimiques qui fontl'objet d'une mise e11 solution accélérée par rapport à IVécosys- 'tème forestier sont les ionsS04 25 fois pIus nombreux en A et 20'fois plus nombreux en C que dans le eaux du témoin B, puis vien-nent les ions K avec des augrnentatiblls respectives de '15 et 25. Leséléments les moins influencés sont le calcium (2 ct 5), les ionsCl (3 et 4) et les ions P04 (2 et 2). La silice dissoute augmentefaiblement dans les proportions de 3 et 2.

Les ions qui contribuent le plus largement à l'ex­portation pondérale sont Na et K' d'une part, C03H et ,~urtoutS04

d'autre part, ct proviennent en grande partie du lessivage descendres des roldins.

Comme nous l'avons déjà signalé, IVéchelle temporelle. . j ..

à laquelle ,le phénomène a été suivi, et compte tei'~u de l' ~'plitude ,',des variations, il n'est pas possible de ',boucler' le bilan des trans- 'ports en éléments dissous ou d'estimer l'importance du l'~ssiv~e

des amendements apportés au milieu.',

La méthode des prélèvements discrets au cours de 6. . . .

crues a néanmoins conduit à demandèr au laboratoire 5350 déterrnina-tiolls, ce qui situe 'rapidement les lim{tes d' extcns'ions du procédé.L'étude des'modifications géochimiques dans les eauX de surface neparatt envisageable à Wl coût réaliste, que sur des surfaces pluspetites ou l'on puisse recueillir totalité ou partie des écoule-

, '

ments 'et aboutir à IV 8l1alyse d V échro1.tilions moyens en nombre' rai....sonnable(action CTFT Sur parcelles de 200 m2), 'ou cc qui re";'i~ntau même,disposer sur grwld bassin d'un automate prélevant un échan­tillon moyen proportionnel au débit. Deux de ces appareils sont opé~

. ' . . .

rationnels en A et q et permettront d'~ffincr ces résultats ~u coursde la saison 1981, et en particulier de préciser le d;evenir d·'un

, . . . ..... '

épandage NPK sur ces deux types de sol (mai 1981).

i'.''.,

42

RESUhffi DES PRINCIPAUX RESULTATS

Au stade présent d'une interprétation élémentairetributàire de ralentissements dans les dépouillements, les résul­tats essentiels tirés des mesures effectuées en 1979 peuvent 'serésumer très brièvement de la façon suivante :

• 8 bassins ont été observés sous forêt, et on aconstaté des différences importantes entre leurs écoulements, quipar exemple, 'à l'échelle armuelle varient entre 15 et 57% de la plu­viométrie. Cette vari.ation est en accord parfait avec'les diffé­rentiations pédoloGiques fondées ,sur le comportement hydrodyna­mique des sols.

• Deux bassins ont été aménagés en 1979, l'un sursol à bon drainage vertical, en verger (C), l'autre sur sol à drainage bloqué, en 1?âturage (A) •.Les coefficients d'écoulement annuelsde chacwl d'eux ont approximativement doublé par rapport aux va­leurs que l'on aurait mesurées sous forêt (+11610 au bassin A et+ AOO% au bassin C) ct sont respectivement de 47% et de 22%.

• Lestrnn,sports solides mesurés sous forêt en 1979sont faibles et en assez'bonne relation avec les écoulements (6 t/kin2/

an. pour 100 mm de lar.o.e écoulée),. grâce à une part prépondérante destransports en solution ct en suspension (plus de 90% du total) qui. "

présente des variations de concentrations relativement étroites(15'à35mg/l pour l'6sso1utions, 10 à30 mgjl pour les suspensions).Les valeurs extrèrnès ont été relevées au bassin E (33 t/km2/an) etau bassin F (110 t/krn2/an) •

• Une augmentation sensible de l'érosion mécanique a.. . . , .

été constatée sur les bassins défrichés qui sont restés à l'état de- . . ..'

sol n~, pendant la quasi totalité de la, saison pluvieuse, avec unepointe bien nette au moment du travail du sol (labour ou trouaison).

", '~ . .

Le bilan annuel s'établit à 1115 t/krn2/an sur le bassin A et à

320 t/krn2/an sur le bassin C, sel011des proportions ~ensiblemellt

ée;ales' èntre iosdépôts piégés au fond def? fosses et ceuxtranspor­

t~s eti suspension.

Quali~ativement, CE constate un décapaGe généraliséde l'horizon superficiel en haut de versant sur, plus de 10 cm, et uncolluvionnement important dans le thalweg qui peut reIlrésenterplus de 10 fois 1:0 transport solide à 1 9 exutoire du' bEis'siri, bien que

1

1·

- 43 -

débardage et défrichement aient eu lieu dans les meilleures co~di­tions, c'est-à-dire en saison sèche.

Il n'y a pas eu d'amorce de ravinements mais lesintensités pluviornétriques-:horaires sont restées biGn en deçà duseuil de fréquence annuelle.

~' 44, ;;...

DOCU~ŒNTS CONSU~TES

- Plans topographiques de bassins versants au 1/500. J.M~ SARRAILHCTFT - Kourou - mars 1980.

- r~otices et 'cartes pédologiquesdes bassins versants au 1/1000.R. BOULET,' D. BRUNET, M. CHAUVEL, E. FRITSCH - ORSTOM - Cayenne.

. ,

- Les sols des terres hautes et de la plaine côtière ancienne enGuyane française septentrionale. R. BOULET, E. FRITSCH, F.X. HUM­BEL - ORSTOlli - Cayefll~e - 1979.

- Bulletins climatologiques mensuels -Météorologie Nationale - si.Région Guyane - (1975 à 1979).

- Protocole d'aménagement des bassins versro1ts A et C - J.M. SAR­RAILH - CTFT - Kourou - j&lvier 1980.

- Les Bassins Versants expérimentaux ECEREX. Etude comparàtive desécoulements et de Ivérosion'sous forêt en 1977 - M.A. ROCHE ­ORSTOM.Cahiers d'Hydrologie Vol. XV - n04 - 1978 -

- Analyse comparative des écoulements ct de IVérosion sur les Bas­sins Versants expérimentaux ECEREX sous forêt primaire -M.A~

ROCHE - Bulletin de 'liaison nO 2 - ORSTOM - ,Cayenne - 1979.

i, r

. 1::.\ - 45 -l :.. ~~::..

;A. ; ~ ; :.; :

1 ~ •

PARCELLES ELE1ŒNTAIRES D'ETUDE DU RUISSELLEMENT ET DE L'EROSION

ANALYSE DES RESULTATS OBTENUS DURANT LES DEUX PREMIERES CAMPAGNES DE MESURE

par

" JM.. SARRAILH

CTFT GUYANE

-=-=-=-=-=-==-

•

O.R. S.lO. M. fonds DUtUm.an&iû8

N0 : .AS~~V(.vCote i ~~g~~ft.>/

1

Jr....'! .'

- 46 -

Liée au dispositif de 10 bassins versents, l'expérimentationen parcelles élémentaires a pour but de permettre la caractérisationdu ruissellement et de l'érosion à plus grande échelle que les bas­sins, sur des surfaces plus homogènes.

1 - Dispositif expérimental

La station est équipée de 11 parcelles élémentaires d'étudedu ruissellement et de l'érosion répartis en deux dispositifs.

Le premier comprend trois parcelles sous fornt ; il a pourbut la comparaison de sols à drainage vertical libre de ceux àdrainage vertical bloqué.

. ,

Sur le second sont placées sept parcelles sur sols à drai­nage vertical bloqué. La comparaison porte ici sur différentsp~turages_ Comme pour le bassin A, UL~ abattage suivi de défri­chement a été réalisé en Janvior 1979. L'aménagement en p~tura­ge graminé en a été effectué en Avril 1979. Une huitième par­celle dite de Wischmeier, placée au milieu du dispositif desparcelles pâturages, doit permettre de déterminer l'érodibilitédu sol. .

11 Parcelles sous forêt \

Deux parcelles sont voisines du bassin A :

Elles sont toutes les deux sur sols à drainage bloqué àmoyenne profondeur.

. " 1

- La parcelle A de 10 x 40 = 400 m2 a une Serméabilité de surface faible. Elle inclue des pentes de 1 %dans la partiesupérieure jusqu'à des pentes de 35 ~. ,'.... .

-La parcelle B d~ 10 x 10 = 100 m2 n'est située qu'à la parties1..i!iérieure .du ~'elief sur sols à perrnéabili té de surface éle-vée, (pente environ 18 %). . '..

. . . .;. .... '- ,. . '. . ~ .

'La troisième est voisine du bassin B.

- La parcelle Cde '10 x 10 = 100 m2 est' située à la p'artie su­pér'ieure du relief 'où le cheminement de·t'eau est vertical' etlibre (Pente environ J 8 %)

f2 Parcelles sous pâturages'

. Les parcelles sont voisines' du bassin F, s'ur sol à drainagevert'i'cal bloqué.'Les.parcelles 1, 2 et 3'sont d'autre part si­tuées sU,rpcgmatite, et on observe la présence de nodules surune partie des parqelles 4' et.1-' .

. .'.. Les sept parcelies ont 200 m2 (20 m de long sur 10 m cie lar­ge). Elles sont couvertes de pâturages suivants:

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PLUIE - ,ET INDEX DE PLU 1E

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CAMPAGNE 1979 ·1980. . '

'plui~ ~n mm incfe;x d~ plui~u.~1.

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500

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300

200

100

Plu i~ ~I'\ mm .' 75,9 14,9' 98,7. 279,4 306,4 32,S 325,8 444,1 63~6 5.36,3 289,7 141,7 3181,07'-80

.• Index 15,3 0 12,6 65,6 '91,20 57,6 124,3 154,4 162,9 82,3 34,8 .801,0

COMPARA150N AVEC L'ANNEE PRECEDENTE

P1ui'? en mm78-79

Index

.

166,6 94,4 8~ 601~J 250,1 157,0 52q7 605A J6qJ 324,0 ~24,1 20~1 3'94,7

119,3 20.2 33,9 242~ 46,2 52,9 1J~7 18~7 86,4 63,7 87,2 75,7 1142,3

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RUISSELLEMENT CUMULE ENFONCTION DE LA PLUIE

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P -Panicum maximum pente 13,8%1 ••,P 2 - Brachiaria ruziziensis pente • 13,4 %·P 3 - Brachiaria USDA pente · 12,4 %

l' ·1- P 4 - Brachiaria decumbens pente · 12,8 ~i~

\:

Brachiar:l:a mutica•

P 5 '- pente 10,6 t%P 6 - Digitaria Swazilanden- pente 0 .12~ 3 %•. ' .

1:'Sl.S

P 7 - Pennisetum purpureum pente · 13,6 %·13 Parcelle WisChmeier

1.1

La méthode d'étude en parcelle de l'érosion s'appuie ,surl'équation universelle de '.iJischmeier. Ce.tte équation comprend2 paramètres mesurables :

L'indice -pluie R - calculé à partir des enregistrements plu- .viographiques et les pertes en terre A - -recueillies dans lacuve de réception. La parcelLe 'Nischmeier est une parcelle de ..sol nu, régulièrement travaillée (afin de provoquer une érosionmaximale). Elle va permettre d'obtenir la'valeur de l'Indice- Sol et, par la même, la prévision de l'érosion suivant laculture, le traitement et la longueur de la pente.

La superficie est de 100 m2 (20 de long sur 5 m de large) et lapente de 11,5 %.

2 ~ Résultats

21 Pluviométrie et index de pluie Fig. 1

211 1978 - 1979: Le total de la campagne est de 3695 mm.; deuxmois les pluies dépassent 600 mm (Décemb~e-Avril)

L'index de pluie annuel est de 1142 unités ce qui montre unindice d'agr~ssivité climatique élevé, dépassant 200 unitésdurant le seul mois de Décembre.

22

212 1979 ~ 1980 : Les pluies sont moins abondantes; la pluvio- .métrie annuelle totalise 3181 mm. Le mois de Février en par­ticulier (32,5 ~m) sépare la saison des pluies en deux épi­sodes distincts.

L'index de pluie ànnuel se limite à 801 unités.

Ruissellement

221 Parcelles sous forêt : Tableaux nO 1 et nO 2 Fig. 2 et Fig.3., .

Le récapitulatif mensuel des deux campagnes fait appara!treles différencês de comportement des parcelles suivant letype de sol. . .

- La aarcelle A avec des sols à drainage bloqué à moyenne pro­fon,eur et peu perméables en surface.ruisselle annuellement·15 à 22 %de la pluie. Pour un mois le maximum observé estde 30 %. .... ; ~ ..

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ET BICPAACELLE'S ACORRELATIONS

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.1979

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TABLEAU N° 1

PARCELLES FORET

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: Pluie : Index · Par A 400 m2 · Par. E 100 rn2 · Par. C 100 m2 · Pluies :· · · ·Mois : Aet B : de :nüiss:-:-~oer:-:~Fë:-;-nuiss::-~ëer:-:~Fë::-nüiss:~~ëër;-:EFO:: C ..·

· mm : pluie .. mm · % : kg · mm · % : kg : mm : . 10 : kg : en mm ·· · · · · ·:-----~---:--------:--------:~------:-------:-----:----~--:-------:--~-:-------:-------:----:--~------:..: JAl~VIER : ·138,3 : 16,7 • 4,56: 3,.3 : 0 · 3,90 :. 2,2 : 0 - : 1,60 :. 1, 2 . :0 · 138 1 3 ..• · · ·: FEVRIER · 157,0 : 52,9 .. 28,89: 18,4 : 3,2 : T,85 :.5,0 -: 0: 1,35 :·0,8 :0 · 159,5 : -"'.;~· · ·: W..ARS 520,7 : 131,7 : 125,35: 24, 1 : 3,3 : 75,00: 14,4 : 0,8: 4,80 : 0,9 531,6

..-· :0 - · ..· · ·: AVRIL · 605 , 4 : 182, 7 : 178,36: 29,5 : 3,1 : 12T, 0 2 : 21,° : 0,5: 10,63 : 1,7 :0 · 622,4 ..· · ..

MAI .. 360,3 : 86,4 · 55,93: 15,5 : 3,1 : 10,35 : 2,9 : ° · 5,75 : 1,6 :0 · 368,4· · · ·JUIN · 324,0 : 63,7 · 56,83: 17,5 : 1,9 : 12,73 : 3,9 : 0,5: 5,62 : 1,7 :0,4 : 339,5 ·· · ·

: JUILLET · 324,1 · 87,2 · 66,82: 20,6 : 2,6 : 24,62 : 7,6 : ° · 5,51 · .1,7 :0 .. 326,2· .. · · .. ·AOUT · 202,1 · 75,7 .. 47,86: .23,7 : 0,2 : 10,35 : 5,1 : ° · 2,05.: 1,0 :0 · 197,2· · .. · ·

:--------~:--------:----~---:-~-----:-------:-----:-------:---~---:----:--~----:-------:----:---------:

· · · · · · · · · · ... · · ·.. · · · · · · · · .. · · · ·: CMhPAGNE : 2631,9 : 697,0 : 564,6 : 21,5 :17,4 :270,92 : 10,3 :1,8: 37,31 • 1,4. :0,4 : 2689,1•

· · · · · · · · · .. · . ·· · · · · · · · · · · ·· · · .. · · · .. · · .. · · ..· · · .. · · · · · · ... · · ..

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TABLEAU N° 2

PARCELLES FORET

1979 - 1980

Eois: Pluie : TI1Qex: Par. A -41YO. m-Z-: Pa~13- rao -m2--:_u_ Par. C 100 m2 : Pluie:A et·.B:. de :---~----:--------:------:--------:-------:-----:-------: --------:------: C: :plu;ie -- :·Ruiss. : Coef. : Ero. : Ruiss. : Caef. : Ero. :Ruiss.: Coef. : Ero. :

: _ : mm : % : kg -: mm : % -: kg : mm : % : kg : en mm:-----------:~-~----:~-~---~:--~-----:----~---:------:--------:-------:-----:-------:--------:------:------~-

- .·: DECEIiJ3RE : ·279,4: 65,6

: JANVIER : 306,4 ~91,2

o·: 536,3 : 162,9

77,8

14,9

101,4

287,3

306,8

24,7

322,6

437,5

608,0

523,9

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33,74 :

88,28: 19,9

145,85 :. 22,9

_121, 84: 22, 7 : 2, 1

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: 289,'-7 :

: 141~7 :

: 635,6

OCTOBRE

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: JUILLET-

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- 48 -

La parcelleB sols plus perméables en surfac~ ruisselledansl'arnlée autour de 10 %de la pluie. Le, maximum men­suel est de 22 %.

- L~ parcelle Q qui comporte des sols où le cheminement del'eau est vertical et libre ne ruisselle plus annuellementque de 0,6 à 1,4 10 de lapluie. Le maximum mensuel n'at­teint jamais les 2 %. .Afin de préciser ces résultats l'étude individuelle de~crues a été réalisée.

,L'établissement d'une corrélation entre le ruissellement, à la parcelle A et à la parcelle Bmet en évidence pourcette dernière deux types de comportement suivant l'humec­tation préalable de la parcelle. '

Dès que la pluie de la journée précédente dépasse les 25 mm,les ruissellements de la parcelle A et de la parcelleB serapprochent. Cela apparait très bien en mettant en rela- .tion le rapport - ruissellement parcelle A sur ruisselle­ment parcelle B et la pluie de la veille (pour simplifierseules les crues provoquées par des pluies supérieures à50 mm sont prises en considération). ,'" .'

LerapportA/B qui peut' atteindre jusqu'à 12, descend de1,35 a 0,88 dans le cas où la pluie de la veille dépasséles 25 mm.

Deux corrélations 'ont donc été établies: (160 couples dedonnées au total des deux campagnes). '

1° cas - Pluie de la veille inférieure à 25 mm.

B1 = 0,573 tR A - 0,938 r = 0,906

2° cas - Pluie de la vei~le supérieure à 25 mm.

Rt B2 = 1,157 Rt A - 7,726 r = 0,986

Ce que n. BOULET explique de la façon suivante1 :"1e ruis­sellement est fort enA où la faible nerméabilité de sur­face de la pente déclanche un ruissellement même pour lesfaibles pluies. Pour B tout se ,passe comme si la perméabi­lité convenable en surface, permettait une bonne 'infiltra-

1 - I~:Nl. R.BOULET, J.lVT. FHI8TSCH, J.F. LESCUIŒ1980 - l'OpérationECEREX (Ecologie, Erosion, Expérimentation). Etude multidisciplin~ire

,de l'écosystème forestier guyanais et de son évolution sous l'effetde divers types d'exploîtation~ Interrelation entre divers discipli­'nes envisagées à partir de l'approche pédolq:gique. ,Comm. Seminaire 'C. E. P. E. ORSTOM - I110ntpellier 8 - 9 septernbr,e 1980. " ' "

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1979

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tion jusqu'à u.."l seuil correspondant à une quasi-saturationdu réservoir aue constituent les horizons fonctionnels sur­montarit IVhor{zon rouge compact. Au delà de ce seuil, le'ruissellement rattrape, voir dépasse celui de Ali.

Pour la parcelle C le, ruissellement est très faible. L'in­filtration est presque totale quelque soit la pluie.

Rt C= 0,020 Rt A + 0,216 r = 0,751

222 Parcelles pâturages' : Fig.' 4

Le récapitulatif mensuel des 2 campagnes' permet un'e premiè­re comparaison des fourrages au point de vue du totalruissellé.

Les parcelles 3 - (Brachiaria D.S.D.A.) 4 - (Brachiariadecumbens), et,6 (Digitaria swazilandensis) retiennentnettement mieux que les, autres la pluie sur l'ensemble des2 campagnes -. de 28 %à 39 fa en 1979/80. '

Les pâturages de grande taille viennent ensuite: le Pani­cum maximum (herbe de Guinée) et le Pennisetum purpureum(herbe à éléphant) aVQc respectivement 48 %pour P1 et 41 %P7 en 1979/80.' '.

Enfin, deux parcelles ruissellent particulièrement: P5 -'Brachiaria mutica -(Tanner) et P2 Brachiaria ruziziensis- ; 55 %pourP5, 61 ~ pour P2 en 1979/1980. A titre decomparaison, la parcelle Wischmeier en sol nu travaillé à.ruissellé en 1979/80 50 %de la pluie. .

Suivant la nature du pâturage le ruissellement annuel variedu simple au double.

Pour préqiser le comportement des pâturages, le classementdes crues pat classes de coefficient de ruissellement estle suivant :

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- 50 -

La hiérarchie entre les pâturages reste donc bien la même,ce qui est confirmé par l'établissement de droites de'corréla­tions ,entre le ruissellement ::n.:r les parcelles pâturages et leruissellement sur la parcelle f considérée cormne témoin (c'estle pâturage installé sur le bafsin versant A).

Les droites sont les suivantes

- ruissellement parcelle 1 t 3,19 r' = 0,97= 1,13 Rt P6 +Il Il 2 = 1,)) R

tP6 + 5,08 r ='0,95

Il \1 3 = 1,08 Rt P6 + 0,60 r = 0,98Il Il 4 = 0,86 Rt P6 - 0,75 r = 0,98Il Il 5 1,2) fit P6 + 4,04 r = 0,97,-li Il 7 = 0,96 R J?6 + 2,47 r = 0,97

Ce qui fait apparaitre une légère différence du fait quela parcelle T ruis;selle un peu moins que la parcelle 3 et 6pour les forts ruissellements.

Sur l'ensemble de ces résultats les trois pâturages sui­vant :

Brachiaria D.S.D.A. - Brachiaria decumbens - Digitaria:swazilandensis èITEi1~ent l~_l?lus le rul.ê.§_e~}.el1'~.

On doit toutefois mentionner que le BrachiariaUSDA sur cetype de sol produit moitié moins que les deux autres graminées.

23 'Erosion

Sous forêt: l'érosion mesurée en parcelles élémentairessous-ror~t reste modeste quelque soit la nature du sol.

- 0,44 T/Ha en 1979 et 0 ~ 23 T/Ha en 1979-1980 pour la par­celle A dont à peu près la moitié sous forme de suspen­sions.0,18T/Ha en 1979 et 0,10 T/Ha en 1979-1980 pour la par­celle B.

- 0,04 T/Ha en 1979 et négligeable en 1979~1980 pour la,parcelle C,.

Il en est' tout autrement après le défrichement : 'la mise ànu des sols et le labour occasionnent la prernièr,e année des pertes 'importantes aux parcellés pâturages: de 19,3 Tjha (P1-Panicummaxi­mum) à 44,8 T/ha (p 7 Pennisetum purpureum).

Mais dès la seconde mUlée les pertes en terre ne dépassentpas 0,5 T/ha soi t une valeur tout à fB,i t comparable à une parcellesous forêt. •

Quant à la pa:ncelle Wischmeier, l'érosion en 1979-1980 eS"!:ide 109 T/ha/8,j,'l, ce qui peut apparai tre considérable mais cependant ,né correspond qu'à ùn indice inférieur à 0,'10 donc "Lmeérodibili téfaible~ ce qui est normal car l'évolution d'illle parcelle N nécessi­te trois à cinq ,ans pour fixer lférodibilité réelle du sol.

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1

'TAÈLLEAU no 3

PARCELLES PATURAGES-

1979

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: ": Pluie :P 1, Fann.max. :P2 Brac ruz. :P3 Br USDA :P4 Br décumb: P 5 Tamier :P6 DigSvaz:P7 Penn PU1l:;J{ois: :-- •. ';'--~-:-------~-~..:.---~-- ---:------~--~....I------..:.-....:-..--------:--...-------::

: en. : Ruiss. ' : Cocf. : Ruiss. : Coef. : Ruiss.: Coef. : Ru.iss. : Coef. : Ruiss. : Cocf. : Ruiss : <hef.: Ruiss. :0::Jef. :': mm: mm : ~ : mm : % : mm : ~. : .mm : " : mm : % : mm: "%: mm : "%" :.

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· . . . . . . . . . .no,7;350.,9S; .!57,5 ;400,64;77,1 ;411,14;79,1 ;382,88;73,6;414,84;79,8;· ~ .. .. " . ,. . . .59,O;î34,04; 43,0 ;130,92;42,0 ;172,11:55,2 ;162l35:52,2;1b4,5ü;59,2;

·•

· . . . . . . . . . . ..17~7; 62,3;125,55; 46,0 ;129,94;47,.6 ;165,81;60,7;15418 ;55,7;175,01;64,1;. • • . '. • e _ • •. • .:. •.· . . . . . . . . . . . .' '

15&82: 59,7:107,72: 41',0 :114,62:43,6 :149,94:57,1 :13~8:52,0:152J82:58,2:,o • • '. • • 0 • • • • • •· . . . . . . . . . . '. .

8~75: ,40,0: 65,60: 32,5 : 71,89:35,6 : 91,68:45,4 : 8\76:40,5: 96,82:47,9:·o

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: '67, 55: 33, 4 :

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: 332,23: 63,9: .41Cl40:o•

184,01:

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: 311,9 : 127 , 77: 4 1, 0 :· . . .· . . .: 273~2 : ~25,65: 46,0:

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C~œAGNE:1569,7

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- 51 -

3 Conclusion

Le dispositif d'étudo en parcE;lle élémentaires du ruissel....lement et de l'érosionperrnet bien de caractériser ces para­mètres en fonction de la nature du sol et de la végétation~

On observe les diffé~ences de ruissellement entre sol àdrainage bloqué et libre :

- 15 à 20 %de la pluie parcelle A0~6 à 1,4% de la pluie parcelle C

après défrichement :

49,5~ à 64,4~ parcelles pâturages en 1979

et l'effet des pâturages:

27,6 %à 60,8 %Brachiaria ruzlzlensis , Brachiaria de­cumbens et l'érosion est faible sous forêt 0,04 à 0,44T/ha, devient importante lors de la mise en place: despâturages - jusqu'à 45 T/ha - mais redevient du mêmeordre de grandeur que sous la forêt dès l'années sui­vante.

TABLEAU N° 4

PARCELLES PATURAGES

1979 ~1980

: plui e : P 1 Pan max. :P2 Brac- ruz. : P3 -Br~USDA------œ4-Bt'deCumb~-5 Tanner: pb Dl.g Swa. : J!7 Penn. pur: :--------~-~~:---------~~:~-----~-~--:-------~:-~-------~-:----~------:---~------~.

KOIS: en :Ruiss. :Coef.:Ruiss. :Coef:Ruiss. :Coef:Ruiss.:Coef:Ruiss. :Coef:Ruiss~ :Coef:Ruiss.: Coef.: mm: mm :?~: mm : %: mm :~: mm :%: mm : %: mm : %: mm: %

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27,5

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50,3

49,5

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53,48:20,2: 41,34:15,6:· . .. ..· . .. ..88,53:35,0: 72,6~:28,7:144,19:57,0:

• • •• • 0· . .. ..238,64:53,3:162,22:36,2: 314,26:70,2:

· . .. .. .. .· . . .. .. .. .43,92:15,1: 28,76: 9,9: 119;85:41,1: 24,60: 8,4: 69,73:.. .. ... .. ... .· . .. .. . . . .

221,37:48,7:155,41 :34,2:: 300,21 :66,1: 166,28:36,6:228,46:• • . o.' •• .'. •· . ... .. .. .

339,73:55,0:224,88:36,4: 406,66:65,9: 233,82:37,9:305,47:· '. .o • •

247,53:55,):227,04:

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507,60:82,2:· .· .318,14:71,1:

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:291,4: 97,99:33,6: 119,51:41,0:

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: 114,8:

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, .·: 454,2: 272,13: 59,9:• . 0 " 0 •· . . .: 617,4:.387,95: 62,8:

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· . . .·". . .. .: 447,6: 277,47: 62.0:

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·.'SEPTErf:BRE :

· . . . .. .. .. .. .. .· . . . .. .. .. .. .. .'JUILLET: 326,5: 144,92: 44,4: 197,13:60,3: 136,91:41,9:102,83:31,5: 206,50:63,2: 166,69:51,1:161,94: 49,6· . . . .. .' .- .. . _. .. .~OUT ; 153,7; 35,01; 22,8; 51,48;33,5; 37,06;24,1; 29,48;19,2; 46,28;30,1; 34,06;22,2; 39,24; 25,5

~-------:------:-------:--~-:~~-:--~:-------:----:------:----:-------:----:-------:----:-----~:------· . . ~ .. .. .. ... .. .· . . . .. .. .. .. .. .CAEœAG~~ :2992,2:1446,84: 48,4:1817,85:60,8:1168,39:39,0:826,63:27,6:1 639,93:54,8:1029.59:34,4:121~9 40,5· . . . .. .. ... .. .. .· . . . .,. .. .. .. .. .

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- 52 -

ETUDE IN SITU DE LA DYNlL,iIQUE DE L 9 EAU DANS LE SOL

SOUS FORET PRI:,..AlRE

INFLUENCE DE· LA COUVERTURE PEOOLOGIQUE .SUR

QUELQUES CARACTERISTIQUES DU DRAINAGE VERTICAL, ....:

J. LI. GUEHL.

-0-0-0-0-0-0-0-0-

Bioclimatologie Forestière

. Institut National de la Recherche Agronomique.

O. R. S. T.D. M. fonds DOtUmenLalle

N0: .A~g~~ uV

Cote i A

.. r1

l'ji!

l - INTRODUCTION.

LV étude de 1:' organisation de la couverture pédologique dela zone,Ecerex a abouti à la distinction de deux grilllds types desols en ce qui concerne la dynam~quede l'eau: dynamique verticaleet profonde d~unepart, dyrlamiQue latérale et superficielle d'autrepart. li. l" échelle d'un bassin versant, cette distinction est corro-borée par les données hydrologiques. .

:,mis les phénomènes d' interaétion entre le cycle hydrolo­gique dans le sol et les 'arbres forestiers, qui sont en bonne par- ,tie responsables du comportement de la forêt en un endroit donné tet auxquelles s'adresse le bioclimatologue Forestier se situent aune échelle bien plus fine que celle du bassin versant.

A cette échelle certaines observations de nos collègues-Pédologues' (HU1.J3EL, 1978~ ont déjà permis d'établir des différencesentre 16s deux types de sols. 1,;:ais ces observations restent souventtrop qualitatives et ponctuelles dans le temps et se heurtent sou­

.vent à la grande hétérogénéité spatiale caractérisa~lt le'milieu fo­restier pour qU'il so~t possible d'en tirer des conclusions défini­tives.

Vis à vis de l'approche pédologique, le but de notre in~

tcrvention était de préciser, à l'aide de méthodes et techniquesplus appropriées d'étude de l'eau dans le sol, les caractéristiquesde .la dynamique de l veau en ,relation avec IV organ,isation de la cou­verture pédologique. En retour, pour notre approche propre des in­teractions entre le cycle hydrologique et la forêt, nous avons pubénéficier d'un bon calage pédologique de nos dispositifs expéri­mentaux et de la possibilité d'installer ces dernier? dans des zonesprésumées être à gradients environnementaux intéressants.

. . ' . '. ,

Après une première analyse des données obtenues de l:lai àSeptembre 1980 ; nous pré'sentons ici quelques résultats q'\li' noussemblent intéressants. . . ,

II - SITE D'EXPERILENTATION ET :.:.ETHODOLOGIE D'ETUDE,.

En concertation avec R. BOULET (pédoloGie o. R. S. T.O.:.l. )nous avons choisi un transect le'long duquel la figure.1 constitueunecoupe·topo-pédologique. Ce tr811Sect est situé l~gèreme:nt en con-

'trebas du sommet d'interfluve du bassin l et suit une ligne de plus'forte pente. 11 .est caractérisé d'amont en. aval par un amincisse­ment progressif de l'horizon supérieur brun-jaune, bien structuré, .à forte- porosité interagrégats et par l'app~rition et la remontéeprogressiV!3 du matériau d·~ altération de la pegmatite d'aspect com-pact qui, à l~base du transE:ct, arrive à 90 cm environ de la sur­'face, et, serai t responsable d 'lm basculement du drainage passant devertical et profond à l'amont à superficiel. et latéral. à l'aval(BOULET et AL, 1979).

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- Figure 1 : Sah6ma d'une aoupe topop6dologique effeatu6e le long du t~an8eat

ahoisi dâns le bassin 1 pour l'installation des dispositifs de mesure Il •••••15 sont les sites de mesures" les t~aits ve~tiaau:x; indiquent la p~ofOndeur

de mesure du potentiel de 1, 'eau.

1 : honaon brun-jaune bien st~atu1'6 à forte po~osit6.

3 : mat6nau d'alt6~ationde Za pegmatite d'aspeat aompaat.2': volwne de transition ent~e 1 et 3.

( d'ap~ds R~' BOULET).

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- 54 -

En cinq sites de ce :transect (Ir à 15 sur la figurE: 1)- ont·été installés les dispositifs suivants :

..Enl,~ai 1980, des batteries de tensiomètres destinées à établir enchacun des sit~s un profil vertical du potentiel de l'eau.

Le'potentiel hydrique total '(\f't) est la quantité dt énGrgie, . comp­tée négativement, quVil faudralt fournir par unité de volume d'eaupour la faire passer d'un état donné à l'état libre (eau pure à.la pression atmosphérique et à une altitude de référence Zo priseàla surface du sol dans notre cas).

Le potentiel hydrique est exprimé en ~~ités de densité énergéti­que.ou ce qui est équival(;nt en unités de pression (millibars ici).Les flux dVeau sont dirigés suivant le gradient de "t't (flux nor­maux aux équipotentielles et dans 10 sens des potelltlels décrois­sants (1)). Les org'anes sensibles des tensiomètres sont si tuésaux profondeurs 10, 20, 40, 60, 80, 100, 120, ct 150 cm, leur do-

,maine de prospection est indiqué sur la figure 1. Lus mesures sefont par lecture directe (mmlomètre à mercure). .

- En Août 19CO f des tubes de sondes à neutrons (2 en 11, 12, 13, et14 5 en 15) a une profondeur de 1,70 m destinés à la mesure del'humidité volumique du sol (~). D3puis mi-août 1980 des mesures.sont effectuées hebdomadairement par tranchep de 10 cm de sol enchacun de ces tubes.Ces mesures peuvent donner accès directement (absence do drainageprofond et de remontées capillairGs, absence de drainage latéralet de ruissellement) ou par combinaison avec les mesures de poten­tiel et de la conductivi té hyd,raulique du sol (Ie). (DAUDET ET VA­LANGOGNE, 1976 ), à l' évapotran:spi.ration réel16dG la forêt.

Les données neutroniques étant encore en cours d'exploitation,nous ne ferons état ici que d8s résultatsconcernaütles' disposi-tifs'tensiomètriques'de Lai à Septembre 1980. '

dans le sol le long d'un axe vertical" le flux instantané tra­vèrsant· le, pl'an de prof,ondeur z,Gst relié au gradient du poten­tiel total par la loi de DAHCY etenduc aux conditions non satu­rées •.

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K :, conductivité hydraulique du sol.

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, ,<- Figure 2"" :'. Quelques e:pempZes de profiZs vertiaau:c du potentieZ totaZ de 1, 'eau, ,'daiUJ té soZ (VJt) (aourbes 1 à 6). a est 1,0. profondeur de mesure. VJg est Za

,aomposantè gravitationneZZe de VJt (par aonvention pour z = o~ VJg = 0).

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FIG: 3

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-Figure 3 :. Profils 'ft (8) ~tabUs au 31.05~80. (10 h 07) aux diff41'ents site~

de mesure. 1 : Il •••••• ~ 5 : I5. Les fZ~ahes indiquent te niveau d'appari­tion du mat41'iau d'alt41'ation de la· pegmatite. 'fg est 'La composante graui tail'edu,potentiel total 'ft. .

- 55 -

III - INTERPRETATION DU PROFIL DU POTENTIEL HYDRIQUE DANS QUELQUESCAS PARTICULIERS.

La figure 2 représente des oxemples de profils verticaux dupotentiel total'Y t de lleau du sol établis à différentes dates du­rant la période de mesure. 'Y t,a une corriposant~ gravitationnel~e ('fg)que nous convenons d'ro~uler, en chacun des SltcS do mesure, a lasurface du sol (z=o). " " .Cette composante a alors pour valeur : \f' = - f.,gz (i: masse volumi-que de l'eau, 'g : accélération de la pes~teur, z :. profondeur demesure) • ..., g est représenté en trait crus sur .lu fi.GUre 2.~

Considérons d'abord le cas de la courbe 4 (14.8 en 12).Pour :toute profondeur z, Ij-' t - lrt' g, 0,' l'eau est sous tension. Ladifférence ~t - 'r, appelée potentiel matriciel ('m) est un terme'exprimant la liaison de l'cau aVGC la matrice du .sol, (ndsorption ettension capillaire). On remarque que le terme f m augmente avec zmais que par suite d'un gradient négatif plus importro~t de f~ lesflux d'eau sont descendants par gravité sur l'ensemble du prnfil.

La courbe 1, établio au 6.06 en 12 durant une pé:r;iode defortes précipitations (le régime des ,précipitations apparait sur lafigure 5) est d'un typo fondamentalement différent. '

- Au-dessus de z = 75 cm, on est qualitativement dans la situationde la courbe 4.fm augmente·à partir de z = 10 cm.

Pour z = 75 cm,'t'm = 0, l'eau est à l'état libre dans le sol. Ceniveau singulier sera appelé ZO ci-dessous.

Sous le niveau ZO bn se trouve en conditions de sol saturé. Ensol saturé, ~t est appelé charge hydraulique totale. Outre la char­ge gravitaire ('1' g) elle fait intervenir un. potentiel 'Y p ::: 0 liéà la pression hydrostatique exercée par la COlOilllG d'eau au-dessusdu point de mesure •. Dans notre ccc pour Z)l zO, ott' t = 'f' ~ + If estconstant (abstraction faite de la légère chute dc'f +. entre V20cmet 150 cm sur laquelle nous revenons Ci-dessous)., Cela exprime lefai t que le gradient vertical du pq.tentiel de, gravi té (1/'.0') estexactement 'compensé par le gradient do la charge hydrostatique(f ), nous sommes en présence d'une nappe ,d'eau qui s'étend de ZOà ~eprofondeur supérieure à 150 cm et qui jusqu'à cette profon-deur se caractérise par l'absence de flux verticaux. . '

.Les courbes 2 et 3 sont du même type que 1 avec des diffé­rences quantitatives port2illt sur la profondeur de zO, mais aussi sur

, la partie "non saturée" du profil. En effet pour ces coUrbes on noteentre 20 et ~O cm ~e p:,ofondeur, une d~minution de If m qui ~ s' ajou­tant au gradlent negatlf do- "1' f".! , entrau18 une plus forte valeur ab­solue du gradient vertical deU~t ; lli~o telle situation est caracté­ristique d'un état transitoire de redistribution d'eau après uneaverse récente ayant conduit à une accumulation û'cau au voisinagede ~a surface (augmentation do , m)' le sol étant initialement rcs­suye.

56 -.,,

Le profil observé au 26.08 en 15 (courbe 5, fi[;Ure 2), a­près une période de 5 jours 'sans pluie présente UrlE- inversion dansle signe gradient vertical de ft au niveau z = 60 cm. En dessous dece niveau il sùbsiste' un faibL) gradient négatif vers le bas corres­pondant à lm flux gravitaire. Au-dessus de ce niveau il existe ungradient négatif vers ].() haut d'origine matricielle, important au­dessus de z = ,40 cm. Ce gradient est lié au départ d'cau par l'éva­potranspiration (évaporation à la surfü,cc du sol e-ï; absorption, ra-:- 'cinaire) se produisant plus particulièrement au voisinago de la sur­face où 12S racines sont plus llOmbrcuseG. En 11 uspacc de 29 heures(courbe 6 : 27.08 en 15) cc profil évolue considérablûment, le gra­dient devient négatif vers le haut au-dessus dG Z = 80 cm, et jus­qulà z = 20 cm, est plus fort que celui enregistré au 26.08. Au-des­sus de z = 20 cm, on note une seconde inversion du signe du ,gradient.liée à la réhume~tation de la surface consécutive à l'averse de lasoirée du 26.08 (4 nw). '

15il phase de déssGchement du sol, de forts ~radients de ~It,

dOorigine matricielle, apparaissent (courbos 5 et 6), par rapportaux gradients observés par exemple pour la, courbe 4. Cependant iln'est pas permis d'en tirer des conclusions relatives aux flux puis­que la conductivité hydraulique k du sol à llil niveau z donné dimi­nue fortement lorsque 't'm dirnü1ue.(DAUDET et VALANCOGNE, 1976)

IV - VARIATION DES PRO}\'IIJS ~t (z) LE LOHG bu THAl"TSECT ETUDIE.

1. }malysc d'une sit~tion é!2 drainago.,

La fibrure' J montre los profils ljI t (z) obs~rvés aux diffé~rentssites de mesure au 31.05 (10 h 07) peu après'des précipita-.t~on~ . .importantes. (fi~re 5). L'altitude. do référence (liig ;= 0) ~stdlffer(mte d'un SltC al' autre (~t correspond pour chacun d'eux a lasurface du. sol (z' = 0). Ce mode de représentation p8rrnct de compa­rer ~' ':IDe profondeur, z donnée. le. terme ~J t - ',,, g 8xprimant.lo deGréde 11alson de l'eau ala matrlce 'du sol. " '"

. En I5 on n'observe la Dréscmce dOûau libre en aucun niveaudu profil. Le gradiènt négatif vers le bas de ~t est sensiblement 'le gradient de Gravité avec copcndant WlO augmentation de m entrez = 100 cm et z = 120 cm. En·tre z == 10 cm et z = 40 cm les profilsI3; I4' et 15 restent tros voisL.'1s. ,h partir do z == 80 cm, ~ m aug­mente'rapidemont en I4. I3 présente un c6mporteTIlont analogue à par­tir de' z == 40' cm seulüment. ]~n I1 ct I2, ~J m aUgT'1cntu de façon se11­siblc' dès' z = 10 cm, cela traduit un début d' cnz.orgemcnt dès cctt'c~rofondeur. Le nivcau z~ d'apparition d'eau libre d~1G le profilt toi t de ltr nappe) augmepic pro,1rossiveUlent entre T1 (zo == 47 cm)et 14' (zo = 122 cm). '. - , ",'.

Dans le domaine d'existence d'Gau libre dans 10 sol (zone'fit - 'f g .....' 0 sur la figure 3) en I~ ut 14, t reste rigoureusement

,constaRi:; pour. z .. zO, cela apparm. t sur l? exemple de la figure 3mais reste valable pour l'ensemble dGS situations observées. En I2,comme nous l'avons déjà signalé ci-dessus, ft chute légèrement maissystématiquement entre z =' 120 cm ct z = 150 cm.

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- Pi~ure 4 : P1'ofi ls '1't (3) ~tabUs en Il à diff~rentes dates. 1 : 31.05{10 O?}J 2:13.06 (18 h ·OO)J 3 : 18.06 (16 h 15)J 4: 21.06 (10 h OO)~5 : 2.07 (11 h 40)~ 6 : 4.07 (13 h 45).

La fZ~che en trait plein indique le niveau d'apparoition du mat~l'iaud'alt~ration de la pegmatite~ célle en trait discontinu le niveau d'apparoitiondu mat~l'iau sec au toucher.

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- Figure 6 : . Diff~rents ~tats (aourbes "1'p' 4) du toit de la nappe" (a 0). entre le 13.06 (18 h) et le 21.0~ (10 h)en re1Ation avea la topographieet l'organisation de la aouverture~dologique.L '~ahelle vertiaale este~ag~rle 2 fois par rapport à l'~ahelle horizontale.

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- 57 -

En 11 ce comportement apparaît àW1e profondeur moindre(environ 90 cm) et s'exprime de façon très marquée en dessous dez = 100 cm, Ce comportement s'observe poùr l'ensemble des profilsétablis en 11 dont la fig'ure 4 représèmtequelquGs exemples.

2. Le cas particulier des profils établis en 11 .(figure 4).

Pour les cas 1, 2, et 4, relatifs à des périodes très plu­vieuses, 1Pt reste constant pour ZO <. ;;'.; 80 cm. Au-delà de 80 cm deprofondeur, il y a perte de charge hydraulique totale \r~. La chargehydros~atique ~ p = Ir t - ~' g) contim~e à augmenter jusqu'à z = 120 ,cm enVlron, PU1S semble, rester senslblement constante entre 120 cm 'et 150 cm (dans la mesure où l'interpolation entre ces deux niveauxn'est pas abusive). Le niveau z à partir duquel il y a perte de la 'char~e hydraulique totale correspond grossièrement sur la figure 4à-l'apparition du matériau d'altération de la pegmatite décelé à 90cm de profondeur en 11. Le niveau z auquel la~argc hydrostatique('rt - ~I g) semble amorcer une diminution (ou reste constante) corrus­pond sur la figure 4 à l'apparition du matériau soc au toucher. En12 (figure 3) le décrochement de ~'t se produit dc façon beaucoup ,moins marq1J.ée, bien que le matériau d'altération y soit décelé àz = 110 cm. En 13 et 14 (matériau d'altération à 125 cm et 165 cm)aucun décrochement de ft ne se manifeste en profondeur.

Les courbes 3 (18.06) et 5 (2.07) de la figure 4 montrentdes exemples de profils observés en 11, après une période de plu­sieurs jours sans pluies importantes (figure 5), le niveau ZO setrouve alors à l'intérieur du matériau d'altération alors que l'ho­rizon supérieur brun-jaune ost totalement hors dc saturation. Au4.07 (courbe 6) l'eaulibre.a totalcmcnt disparu de la partie pros-,pectée du sol.

v- VARIATIONS SPATIALES ET.D:\NS LE TELPS DU NIV~AU.DU TOIT DE LA

NAPPE D'EAU (zo)

1.' Evolution dans le temps. Relations avec 10 régime des.', ].récipitations~

. L'évolution dans le temps du niveau ZO en chacun des sitesde· mesures p..ppc.rai t sur la fi({Ure 5 en relation avec le régime desprécipitations (pt'ecipitatibns par tranches de 1/5 de jour· en pleindécouvert 'au voisinage du bassin l, données HYDROLOGIE O.R.S •.T.O.l.i.).En 15 ,zo n'apparai t jamais ~u-dessus de z = 150 cm. Pour l' ensem­ble des mesures le toit de la nappe, lorsqu'il existe à moins de150 cm deproforideur, est atteint à une profondeur croissante de 11en 14. Les fluctuations du toit dc la nappe apparaissent nettementen relation avec le régime des précipitations. Ainsi, dès la fin dùmois de Uai et jusqu'à la mi-juin environ, période très pluvieuse, ,le toit de la nappe se situe à moins d'un mètre de profondeur en 11,12 et 13 (au voisinage de'SO cm en 11).· Hormis une période de quel­ques jours au début de Juillet, la nappe semble exister en 11 jusquevers la fin du mois de Juillet, 8t réapparait ensuite temporairement(ainsi qu'en 12) à la faveur de la forte pluie orageuse du 3 Ao~t.En 14 le .toit dû la nappe n'est plus décelable dès le mi-juin,· ilremonte à' moins de 150 cm de profond8ur uniquemGht à la faveur desfortes pluies de mi-juillet. '

11t '.

1

2. Variations. spatiai.§lsde ZOe Quelgues .. asI?.ccts des rela-:tions avec ~'organisation de la couve~iure pédologigueet la tOEdgraphi~.

Par la figure. 6 nous avons visualisé le toit de la nappedans 4 états du 13.06 au 21.06 sur le schéma de la coupe topo-pédo­logique du transect étudié. Dans le cas 1 et 2 les variations spa- .tiales de ZO épousent de façon satisfaisante les variations de lalimite supérieure du matériau d'altération de la pegmatite. Dans.le cas 2, .zo se situe à l'inté;rieur du matériau d'altération dè lapegmatite. Les états. 3 et 4 présentent une imago intéressante deremontée de la nappe à partir du niveau 2. De 2 à 3 la nappe aug­mente de façon plus sensible en 11 qu'en 12 et 13, de 3 à 4 elleaugmente de façon plus sensible en 12 qu'en 13.

.Les données du tableau 1 concernent un évènement ,du m~metype.,

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• ·07.06 (8.30) · 48 • 60 • 86 : 122 •• • • · .

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tableau 1 ·:·profondeur (en cm) du.toit de la nappe d'eauau cours des 06 et 07 Juin au divers sites demesure.

Les précipitations (22 mm) sc produisant entre la mesurede 6.06 (17 h 30) et celle du 7.06 (8 h 30 ) entraînent une remon­tée de ZO dG 11 cm en 11, 13 en 12, 6 en 13 et unD baisse de 1 cm .en 14 où les apports d'e~ ne suffisent donc pas à compenser en-tièremont l'écoulement de .la nappe dont la composante latérale ali­mente probablement les sites aval, ce qui expliquerait les remon­tées importantes du niveau de ZO qu'on y observe. Une seconde hypo­thèse pour l'explication de ces différenc~s inter-sites est une di-·minution du flux de drainage vertical profond de 14·à 11. Ces deuxhypothèses ne sont d'ailleurs pas exclusives.

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- 59 -

En l'absence de précipitations, au 6.06 entre 8 h 30 et17 h 30, ZO reste constant on 11. De 11 à 14 par contre on note unediminution de plus en plus importante de ZO du niveau du toit de lanappe. Les hypothèses émises ci-dessus restent également valablesici pour l'explication de ces différences.

VI - CONCLUSIONS

L1analyse succincte de ce premier ensemble de données tendà confirmer les hypothèses de nos collègues pédolog'Uûs relatives àla dynamiquQ de lVeau en situation de drainage druîs la zone Ecerexet permet do préciser los phénomènes do l'échelle du profil lorsquela roche-mère est do nature pegmatitique.

Dans les zones où l'horizon supérieur brun-jaune poreuxest développé sur une épaisseur importante (15, 10 matériau d'alté­ration n'est pas détecté dans les deux premiers mètres de sol), ledrainage vertical assure un écoulement profond do l'eau sans accu­mulation d'eau libre dans la partie supérieure du profil. Lorsquele matériau d'altération de la roche-mère arrive à 1,70 cm de lasurface (14) on note une accumulation d'eau libre dans le profilsous forme de nappe temporaire dont le toit dépasse 10 niveauz = 150 cm lors des périodos à forte pluviosité. Le parallélismeentre les différentes positions du toit de la nappe et la limite'supérieure du Inatériaud'altération (figure 6) confirme le rôle dematériau-plancher que semble jouer cedernieI'. Un autre indice d'untel rôle est fourni par l'interprétation de l'allure des profils~jt (z) dans cette zone (figure 4). Dans ce cas, en effet, pourz > ZO la charge hydrostatique n'exprime que partiellement la pres-sion à la base d'une colonne. d'eau do hauteur z - zo. '

Cela traduit une perte de charge importante; elle peutêtre due à un léger écoulement vertical dans un milieu à très fai­ble p'erméabilité.

, 'L~;é,tud(;- expérimentale de la dynamique de l'eau en si tua-tion dë drainage sera poursuivie durant la saison des pluies1980/81 et renforcée d'une part par l'installation d'un site de me­sure supplémentaire cn aval de 11, où le matériau d'altération serapproche d'availtage de 'la surface du sol, et d'autre part par lesdonnée,~.neut::oniquesde mesure dG ~l 'humid~ té volumique du 'sol., Unautre volet lmportrult, dans ses repercusslorls sur le comportementde la r'orêt, des relations entre l'organisation de la couverturepédologiqw:.: et le cycle hJrdrologique est l'étude, de l'économie" del' eau ~ans'le's si tUSltionsde déficit hydrique (p ETP). A cet é­gard'tL'Yl ensemble'de dOnI;léüs relatives à la saison sè9he'1980est encours 'de traitement. ' -. '

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.;. 60 -

Références bibliographiques.

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Conséquences agronomiques dVune évolutiondéterminée par un déséquilibre d'origine prin- .cipalement tectonique. Science du sol - Bulle­tin de l~A. F. E. S. nO 1, 3 - 18.

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- 61 -

ETUDE DE L'HUMIDITE ET DE LA RESERVE EN EAU DES SOLS.' DES BASSINS VERSANTS· F ..G ET H

M. DUCREY.

Bioclimatologie forestièreInstitut National de la Recherche Agronomique.

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O. R. S.I.O. M. fonds DowmentalleN0 : A 5" 93.t1,'e.-'l VCote: Pi

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- 62 -

INTRODUCTION.

La nature même des dispositifs expérimentaux qui ont été re­tenus dans le cadre de cette station concertée donne une importancetoute particulière aux facteurs hydriques. En effet, l'utilisationde bassins versants expérimentaux. prilviligie l'étude des phénomèneshydrologiques.

Au niveau d'un bassin versant, on peut établir un bilan hy­drique entre ce qui arrive sous forme de précipitations et ce quiressort du bassin versant sous forme de ruissellement, de drainageet d'évapotranspiration 'réelle.

Dans·le cas des bassins versants Ecerex, l'individualisationde ces différents par~nètres est assez co~lexe en raison de la pe­tite taille des bassins et de la non concordance entre les bassinsversants superficiels et les bassins hydrologiques correspondant auxnappes d'eau souterraines (ROCHE, .1979). .. .

C'est ainsi que dans le bassin F, pour lequel l'écoulementest permanent la quantité d'eau écoulée représente le ruissellement,la totalité du drainage mais aussi Une part non connue du drainagede zones extérieures au bassin. Par contre, dans les bassins G et Hqui n'ont pas d'écouJlement permanent, la quantité d'eau écoulée com­prend le ruissellement et seulement une fraction du drainage, le drai­nage profond rejoignant des nappes situées au-dessous du niveau debase des bassins.

Le terme d'évapotranspiration réelle ne peut donc pas êtredéduit du bilan hydrologique et, de fait, il a été seulement estiIhé.

. Les mesures que nous ·avons faites sur l'évolution de l'humi-. dité dans les sols nous permettront de donner des résultats complé- "mentaires sur les variations du stock d'eau contenu dans le sol à uninstant donné et, ,dans certains. cas bien particuliers d'avoir unemesure plus précise de l'évapotr~~spiration réelle•.

r - DISPOSITIF EXPERDiiENTAL ET .l'f.ŒTHOD~S D'ETUDES.

L'étude en cours concerne les caractéristiques hydriques dessols des bassins F, G et H afin de permettre la comparaison entreces trois bassins, mais aussi de déterminer l'effet du défrichementet de la plantation d'espèces forestières à croissance rapide, pinscaraïbe en G. eucalyptus en H sur ces caractéristiques hydriques.

1. Les mesures neutroniques d'humidité •

La mesure de l'humidité dans le sol est réalisée grâce à unhumidimètre à neutrons. Le principe de fonctionnement est succinte­ment le suivant :

Les neutrons à haute énergie émis par une source radioactive d.' Améri­cium-Beryllum de 40 ID ci !:lont ralentis ("thermalisés") par lesnoyaux des atomes rencontrés dans le sol et plus particulièrementpar les noyaux d'hydrogène. Comme l'hydrogèno est essentiellementprésent dans le sol sous forme de molécules d'eau, on peut donc dé­terminer l'humidité du sol en mesurant le flux de neutrons ralentisau voisinage de la source radioactive. En réalité il faut procéder

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Figure J - Emplacement des tubes de sonde à neutrons dans lesbassins versant F, G et H.(échelle 1/2000).

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Figure 2 - Evolution au cours du temps de la réserve en eau totale (exprimée en mm) dansla tranche de sol 0- J10 cm, pour chacun des bassins -versants F;G et R•

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- 63 -

à un étalonnage potir chaque type de s61s pour tenir compte de l'eaude constitution du sol et. de la présence d,' autres corps qui obsor­bent les neutrons.

Nous avons réalisé cet étaloIDlage en nous servant des droitesd'étalonnage calculées parle Co E.A. de Cadarache à partir d'échan­tillons de sols caractéristiques des différents volumes pédologiques.Nous n'avons retenu de cet étalonnage que la pente des droites d'é­talonnage. ,L'ordonnée à l'origine a éte déterminée grâce aux rela­tions comptage - humidité pondérale qui ont été établies lors del'installation des tubes en saison sèche ainsi que plus tard pendantla saison des pluies.

2~ Implantation du dispositif experimental.

Les tubes d'accès neutronique ont une profondeur utile de170 centimètres. Ils sont au nombre de 10 drolS le bassin F et de 8dans chacun des bassins G et H.

Dans le bassin. F, la cartographie pédologique étant déjà ré­alisée lors de la. mise en place' des tubes, nous les avons installésle long des transects C et D (voir carte pédologique) de manière àce qu'ils soient situés déllls les différents types d'organisationpédologique•.

Pour les bassins G et H nous avons réalisé une implantationà peu près analqgue à celle de F. La cartographie pédologique a étéréalisée postérieurement ce qui a permis de réaliser des transectspédologiques sur l'emplacement des tubes neutroniques.

. .

. 'La caractérisation des profils pédologiques à l'emplacementdes tubes a été réalisé par' BOULET d'après les échro1tillons prélevéspendant l'installation.

La figure 1 indique l'emplacement des tubes sur les' bassins .Ft G etH en fonction du layonnage CT F T, seul visible sur le. ter-rain au, moment· de l'installation. '

. . . .' .

II LA PtESERVETOTALE D'EAU DANS LE SOL •.

. IJes mesures par humidimétrie neutronique permettent de cal­cul'er i'hum:Ldité volumique du sol en un point donné. Chaque tube per­

.met donc de réaliser un'profil d'humidité volumique, de 10 en 10 cmjusqu'à 170 cm de profondeur. On en déduit alors immédiatement laquantité d'eau totale contenue dans cette trru1che de sol.

Des mesures répétées entre Novembre 1978 et 'Juin 1980 per­mettent de suivre l'évolution des stock d'cau moyens (moyenne des8 ou 10 points de mesure) des bassins F, G e~ H. Les mesures n'ontpas ~té,aussi fréquentes que ce qui aurait été souhaitable.· On peutcependant en tirer des rensGignements intéressa.'1.ts. La figure 2 mop.­tre que. les réserves maximum enregistrées. pendarl'i~ la saison humideen ll'iai i 979 et Avril - Mlii 1980 sont. à peu près identiques et que lesol·a atteint sa capacit~ maximale de rétention.

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:~34,9 :696,3 :635,7 :662~3 :669,0 :651,3 :681,4 :609,2 :595,1 :496,3 :

"·Réserve totale.

·,"

BASSINF.

o·.'·: Numéro des tubes :

.,: Réserve maximum

r'''~' -~~,"

l '! ' Tableau 1. Variations extrêmes de la réserve totale en eau (exprimée en mm) dans la tranche de sol 0 - 170'" cm pour chacwl des points de mesure des bassins versants F, G, et H (maximum pendant la saison, des pluies en Mai 1979 et minimum pendant la saison sèche en Octobre - Novembre 1979).,f' .11

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1

1!l,

······:497,7 :279,1 :············

:489,2 :565,8 :474,1 :477,7 :497,9 :511,6 :475,1 :439

• •• 0 • • • • • • •• •• ••••••••••• 0------------------ ------ ------ ------ ------ ------ ----~ -----~ ------ ------ ------ ---------------: ::.:::::::::.~:

470,7: Reserve minimum

BASSIN G• Réserve totale.

. (1 • •• 0 • • • • •

• • 0 • • • • • •

: Réserve maximum :604,3 :636,6 :575,3 :483,6 :648,9 :606,5 :669,7 :483,4 ···'.

588,5..·

• • 0 • • • • • • 0 •• •'. • 0 • 0 • • • • • •• ..------------------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------------- ------ ---------------• . • • • • 0 • • • • •• •

• ••• 0 • • • • • •• •

: Réserve minimum :447,5 :464,0 :366,5 :224,2 :473,1 :387,0 :504,5 :32'1,0·· ·· ·· ·· ·· ··

399,2 ····BASSIN H. -Réserve totale.

·.' • • • - • - - --~.--~-{ 1Jo. • 0 o. •• • • • • • • 0 • •• •

Réserve maximum :491,3 :551,3 :593,'0 :526,1 :317,5 :612,2 :614,8 :549,0 : : : 562,5 :-." • 0 • 0 0 0 .... o. •._~ ~-~-~--------.------o~-----.----~-.-~-~--o--T-r- . ,_. . o ._~----.~--------------.: "." ::'.:" ".: : \1: : :": :: ":: Réserve mir}imum :339,1 ~:461,0 :441,8 :361,2 : 95,2 :384,7 :406,0:391,9 : /: : 389,4 :

0"' 0 • 0 • • • • •• 0o • • • • • • u •• •

(1) valeurs calculées sur la tranche du solo 100 cm.,

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1978 1979 1980

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Figure 3 - Evolution au coùrs du temps de la réserve utile en eau (exprimée en mm) dansle ,bassin versant F pour les tranches de sol 0 ~ ]70 cm (échelle en haut et àgauche) et 0 -40 cm (échelle en bas et à droite).

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ii1 .

1·, .Tableau 2 : Profils d'humidité pondérale (on pour cent de la terre sè­che) mesurée à pF 4, 2 pour los 10 points de m sure du bas­sin versant F.

•• o' .••• 0 •

,bfondeur: F1 : F2 : J.3 : F4 F5: F6 : F7 F8: F9 : F101 : : : : : _

10 - 10: 7,6: 10, 3 ~ 3,7' ~ 10,0: 8,8: 8,7: 7 , 3 ~ '11,3' ~ (8,2) ~ '9,5_________ 0 0 0 0 0 0 0 0 ° _· . . . . .0. ...10 - 20: 11,6 : 13,9: 8,2.: 10,4.: 9,6.: 9,3.: 7,4.: 9,5~: 8,2: 8,5.l __~ . . • • . . . . .~ ~_. _1 • •. • • 0 • • • • •

20 -30 : 18,2 : 16,8.: 10,0 : 10,6~: 10,9 : 11,6.: 8,9.: 11,5 : 10,0.:9,9.l . . . . ~. . o • .~- o _

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30 - 40 : 19, 6 : 20,2.: 12,4 : 11,6.: 11, 7~: 16,2 : 11, 2.: 14,3.:,13,3.: 12, 1.l ~ • • • • o o .o ~_o ._~~ • _

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10 - 50': 19,5 : 19,3 : 14,8 : 15,3.: 13,1 : 20,9 : 14,3.: 18,8.: 15,5 : 13,7._________ - 0 0 0 0 0 0 o • ~__ o _

o .• 0 • 0 0 • .• • •10 - 60 : 16,9 \: 18,5 : 16,8.: 20,5.: 11,9.: 22,0.: 19,8.: 18,7.: 19,9.: 11,8._________ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 _

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60- 70 : 17,6 : 18,6.: 15,9.: 21,4.: 14,0.: 22,0 : 21,1'.: 17,9.: 16,7.: 10,1.~ ~. o o • o o o , o ~_o • !

70 - 80 ;1 8, 1 ; 1'Tr, 5.; 19, 1.; 20, 8.; 13,8.; 21, 2.; 21, 7.; 17, '5.; 16, 1• ; 6,8.l O O O O O D O o o ~_~o _

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30- 90 : 18,0 :,18,1.: 19,9.: 19,8.: 11,9 : 19,8.: 21,7.: 16,6.: '15,7.: 5,7:~... 0 ~ 0 0 0 0 0 0 0 .:-_ 0 ._ 0 _:... 1

90 - 100 .; 18,0.; 17 , 4.; 20, 6.; 18, 4.; 11, 7 0 ;1 9,4 .; .22, 9.; 15, 9. ;. 12, 2. ; 6,2. ,_________ • o_~ o o o - __ o o • 0_~ 0 1

JO - 110 ; 16,5.; 16,3.;21,4.; 17,8.; 11,8.; 16,4.; 21,7~; 15,7.; 10,8.; 5,0 ;--~------:------:--~~--:------:------:------:------:------:------:------:-------;10 - 120 : 16, 9,: 15, 6 : 21, 1 : 18, 5 : 10 , 4.: 16, J.,: 20 , O.: 15, 8. : 13 , 2. : 4 , 9 • .1" .

i--------:------:------:~-----:------:------:------:------:------:------:-~-----20 - 130 : 17, 1 : 17,3.:< 20,3): 1T, 5. : 9,4.: 14,3.: 20, 1.: 16,'3.: 13,6.: 7,6.'_________ O O O • ~_O • O 0 0 0 _

30 - 140 ; 17,8.; 18,5.; 19,4 ; 15,5.; 9,2.; 13,3.; 21,7.;(16,7); 15,5.; 8,8~---------:------:------:------:------:------:------:------:------:-----~:-------~O - 150: 17,3 : 19,8.:'18,8.: 14,7.: 8,7.: 12,4.: 24,2.: 17,0.:13,3.: .8,4. ,j • o o o~ o o ~o· 0 0. 0

11 0 0 0 0 0 0 0 O, o .. 0

)10 - 160 : 17,7 :1 8,3.: 18, 7. : 13, 7.: 8, 5.: 12,4.: 21, 7. :' 16, 1.: 12,4.: . 9,0. ;~ o o o o • o o o o ~. !

10 .;.. 170; 19, 3 ; 19, 3.. ; 17, 5.; 13, 5. ; 9, 8.; 13,6.; 14, 3.; '1 J, 5.; 13, 5.; . 8, 3. 'i-------- :------ :------ :------- :------ :------ :----~ : ---,~- : ------ ;---~-- :------.. 1

lp - 180 : 20, 7 : 22, 2 : 17, 2.: 13,0. : 11, 50 ,: 11, 1.: 18, 7.: 12, 7 .: 11, 8. : T, 2. : 1

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Pendant la saison sèche 1979 qui a été'bien marquée climati­quement on observe en Octobre - Novembre les réserves minimum en eau.Il faudra cependant analyser les données pluviométriques pour sa­voir si le déssèchement n'a pas été encore plus, important. '

Le tableau 1 récapitule les données tube par tube, des réser­ves maximum et minimum dan.s, les 3 stations. L8s variations sont as­sez importantes dVun tube à l'autre mais les valeurs moyennes pourchacun des 3 bassins ne sont pas très différentes~ Le contenu eneau maximum est plus important en F (633,2 11l1!1) qu'en G et H (respec­tivement 588 5 mm et 562,5 ~n). L'amplitude des fluctuations du con­tenu, en eau tdifférence ontre les maximum et les minimum) est de,162,5 mm pour F, 189,3 nun pour G et 173, 1 mm pour H.

III LA PESERVE D'EAU UTILISABLE PAR LA FORET.

Toute l'eau conterme dans le sol n'est pas utilisable par lesplantes et lorsque 10 potentiel de l'eau dans le sol dépasse 16 at­

,mosphères (en valeur absolue) les plantes ne peuvent plus l'absorber.'En réalité IVabsorption devient de plus en plus difficile dès que

'le potentiel augmente mais en particulier pour les arbres elle n'estpas entièrement nulle quand il dépasse 16 atmosphères. C'est cepen­dant cette valeur, correspondant à un p F de 4,2 qui est courammentadmise comme limite.

L'humidité pondérale correspondant au p F 4,12 a été calculée'de 10 en 10 cm pour tous les points de mesure du bassin F. Les ré­sultats figurent sur le tableau 2. Les humidités volumiques peuventalors être calculées en faisant intervenir la densité sèche apparen­te. 'Elle a été estimée \ 1,35 dan's l' ensomblé des cas grâce aux me­sures que nous avons faites et en tenant compte des indications deBOULET.

Ceci nous permet de calculer la fraction de la réserve eneau directement utilisable par les arbres. La figure 3 montre IVévo­

'lution de cette réserve utile entre Novembre 1978· et Juin 1980.

"~ous avonsfcü t figurer d'une part la réserve utile' contenuedans~atranche de solo - 170 cm et d'autre part la réserve utileco#tenun dans la tranche de sol 0 - 40 cm qüi dànsle cas' des solsà'drainagebloqué de, Guyane contient plus de go '10 de la masse raci-,naire.· (HœùBEL, 1978). ' ,

Le tableau 3 indique les variations oxtr~mes de cette réser­ve utile pouY' chacùâd'Js 10 points de mesure de bassin F. Elle varieentre 129,2 mm et 291,7 mr:1' pour la tranche de sol 0 - 170 cm ce qui

-'., montre que -sur 1 9 ensemblo du profil il y a toujours de 1 9 eau dispo­nible même en pleine saison sèche. Par contre lé). réserve utile de- 'vient pratiquoment nùlle dans les 40 premier~'3 centimètres pendant lagrande saison sèche on Octobre - Novembre 1979, mais aussi pendantla petite saison sèche de Février - Mars 1980.

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L t examen des profils· d' humidi té pour chacun des .tubes des 3,bassins versants permet de voir ce qui se passe en phasG de déssè-

_ chement .. En déhors des 40 premiers centimètres pour lesquels les va­riations d'humidité sont plus importantes on CO!lstate que le déssè­chement sc fait de mariière pratiquement unifonne sur l'ensemblé duprofil jusqu'à 170 cm de profondeur. Ceci montre qu'en phase dedéssèchement l'ensemble: du profil participe à lialimentation en eaudes couches supérièures~

IV - CONCLUSIONS.

Cette première exploitation succinte des mesures d'humiditéeffectuées pendant 18 mois dans les bassins versants F, G et H.nousapporte un certain nombro·de renseignements. intéressants concernantles variations d'humidité du sol et l'évolution des réserveo en eau.

Une étape prochaine consistera à analyser les résultats pourchaque jour de mesure 0n fonction de la pluvio;nètrie pour m.ettre enévidence les périodes où. le drainage dOMine et celles où les seulespertes d'eau· sc font par l "évaporation du sol et de la transpirationdes arbres ce qui fournira la possibilité de calculer dans ces con­ditions, l'évapotranspiration réelle de la forêt.· Cette interpréta­tion sera facilité grâce aux mesures de potentiel hydrique qui sontréalisées actuellement par GUEHL dans le bassin versant T.

La caractérisation pédologique des profils ayant été effec­tuée par BOULET il sera aussi intéressant d'interpréter les profilshydriques en fonction de l'orgmlisation pédologique. Il ne semble paspour l'instant y avoir de relations évidentes entre-eux mais l'in­terprétation pourra être facili~ée grâce aux mesures de p F 4,2 etde granulomét~ie. .

. Erifin il ne taut pas perdre de vue le but-finàl qui·est d'a-nalyser l'effet du défrichemûntsur l'ûnsemble des facteurs étudiésci~dessuS~ Les mesures après défrichement recommenc.ent actuellement-.début,1981 ..... ~t.el1es devfont être poursui;rios au minimum pendantuneannee.C'es"t seulement a ce mOP-lont-là qu'une analyse globalepourr~ 5tre ~ro~o~ée.

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REFERENCES. BIBLIOGRAPHIQUES.-=-=-=~=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-'

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1979 - Analyse comparative.des écoulements et de,l'éro-·sion sur les bassins versants expérimèntauxEcerex sous for~t primaire - Bulletin de liaiso~

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ROCHE M. A.

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driques et d'enracinement, de sols de GuyaneFrançaise à dynamique de l'cau superficielle.