drainage - agriculture et agroalimentaire.

drainage - agriculture et agroalimentaire. 1 PRÉSENTATION drainage, évacuation des eaux de surface ou souterraines excédentaires par des moyens naturels ou artificiels en vue de l'assèchement d'un terrain trop humide ou inondé, afin de le valoriser pour l'agriculture, l'élevage ou la construction. 2 FONCTIONS Le drainage permet de réguler l'humidité excessive des sols, due à leur nature ou à la présence de sources ou de nappes d'eau près de la surface. Cette humidité entraîne nombre d'inconvénients, parmi lesquels une diminution de l'activité biologique de la terre, de mauvais échanges thermiques néfastes sur le développement des cultures, une résistance inférieure des plantations aux sécheresses, une diminution de l'efficacité des engrais, un manque d'oxygène entraînant une asphyxie racinaire, une désagrégation des particules, et une instabilité du sol lui-même. Les travaux agricoles en deviennent malaisés et les plantes sont moins bien alimentées, ce qui a des conséquences négatives sur leur développement. Le drainage des sols permet un assainissement des habitations, une amélioration de la qualité de vie, une diminution, voire une élimination, des nuisances dues à l'humidité, une amélioration des conditions de santé dans les zones humides et une intensification de la production agricole : les rendements s'en trouvent augmentés (en culture céréalière, selon les années, cette amélioration peut varier de 5 à 15 quintaux par hectare), et la dépense en semences, en énergie et en main-d'oeuvre est optimisée. Le recours à des pompes pour le refoulement de l'eau, particulièrement dans le cas des sols situés en dessous du niveau des voies d'évacuation de l'eau, est désormais une pratique courante. 3 HISTORIQUE 3.1 Essor Certainement connu des Gaulois et des Romains, et plus encore des peuples asiatiques, qui développèrent très tôt la riziculture, le drainage connut un véritable essor, en particulier à la fin du Xe siècle en Europe de l'Ouest, d'abord sous l'impulsion des moines qui valorisèrent les marécages, puis des princes qui souhaitaient étendre et développer leurs villes, souvent placées en bordure de cours ou de plans d'eau. En France, Bruges, Amiens et Caen en sont des exemples. Les Pays-Bas possèdent l'un des systèmes les plus efficaces et les plus étendus du monde de drainage et d'assèchement des terres. Basse et plate, la plus grande partie du pays est protégée par des digues maritimes et fluviales, dont certaines furent érigées dès le XIVe siècle (voir Polder). On drainait le sol marécageux et on évacuait l'eau au moyen de pompes mues par des moulins à vent. La technique hollandaise, qui permit l'assèchement de vastes surfaces dans l'ouest et le sud de la France au XVIIe siècle, fut perfectionnée par des ingénieurs italiens et français au siècle suivant. Afin d'accroître les rendements agraires et d'améliorer le sort des habitants, plus de 120 000 ha de marécages furent ainsi asséchés et drainés en France, entre 1760 et 1820 (Sologne, Dombes, Languedoc, Landes, Authie), de même qu'en Prusse et en Italie. La disparition du paludisme fut l'une des conséquences de l'élimination de ces eaux stagnantes et marécageuses. 3.2 XXe siècle Au début du XXe siècle, on employa le drainage à très grande échelle. Ainsi, entre 1916 et 1934, on assécha plus de 400 000 ha de marais dans la vallée du Tennessee, aux États-Unis. De même, aux Pays-Bas, grâce au drainage d'une partie du lac IJsselmeer, 220 000 ha de terres furent exondées entre 1923 et 1939. Enfin, en Italie, on assécha définitivement les célèbres marais Pontins entre 1928 et 1943. Aux Pays-Bas, un autre programme, le plan du Delta, fut mis en route dans les années 1950. Son but était de protéger le sud du pays des intrusions périodiques de la mer. Il s'acheva en 1986 et coûta 20 milliards de francs. Le procédé d'assèchement, appelé poldérisation, consistait à créer de grands barrages-réservoirs entourés de digues. Ils étaient ensuite pompés pour que la terre ainsi asséchée serve à l'agriculture. Dans ce pays, ce sont largement plus de la moitié des surfaces agricoles qui disposent d'installations de drainage. Ces dernières années, de grands projets de drainage et d'assèchement furent également exécutés dans la vallée de Thessalonique à l'embouchure du fleuve Vardar en Grèce. Aux États-Unis, de grandes régions sont drainées, la plupart converties à l'agriculture ou à l'élevage (bassin inférieur du fleuve Mississippi, Floride, Carolines, Minnesota, Michigan, Iowa). Les pays de l'ex-URSS et la Chine constituent aussi de grands pays du drainage. En revanche, l'Afrique et l'Amérique latine n'ont pas encore exploité cette technique à grande échelle. La valorisation des terres par les techniques de drainage a pu néanmoins donner lieu à des terrains instables. Par exemple, dans les marais de Fens, dans l'est de l'Angleterre, le sol s'est affaissé de 50 cm depuis le début du siècle ; l'aire métropolitaine de Mexico, assise sur un ancien lac marécageux, par un effet cumulé du drainage, du pompage des eaux souterraines et de l'imperméabilité de la surface, s'est enfoncée, depuis l'époque inca, d'une dizaine de mètres déjà. En France, l'aire totale des terrains drainés ne dépassait pas les 5 000 ha en 1960, alors qu'elle atteignait 92 000 ha en 1980. Cependant, 5 à 8 p. 100 de la surface destinée à l'agriculture est équipée d'installations de drainage, contre plus de la moitié en Grande-Bretagne. Pourtant, un terrain convenablement drainé conduit à une hausse de la productivité. En outre, le drainage est moins coûteux qu'auparavant, car il est mécanisé et nécessite donc moins de main-d'oeuvre. 4 DRAINAGE AGRICOLE 4.1 Intérêt Sous nos latitudes, si les terres agricoles ne disposent pas d'un bon drainage naturel, elles sont presque saturées en eau. Dans ce cas, la terre se gorge d'eau, surtout durant la période hivernale, et il faut impérativement installer un système de drainage artificiel. Ce qui retient l'eau dans les couches supérieures de la terre peut être de diverses natures : des zones d'accumulation d'argile ou des couches imperméables, par exemple de grès. Par ailleurs, les argiles dites gonflantes « capturent « l'eau et empêchent son évacuation. Afin de pallier les inconvénients du mauvais drainage naturel d'un sol, on installe des dispositifs adaptés. Pour valoriser un terrain ou un territoire, on recourt à deux techniques de drainage principales : le drainage par fossés et le drainage par canalisations, auxquels il convient d'ajouter des opérations de pompage dans des cas particuliers, et notamment lorsque les sols à assécher se trouvent sous le niveau des voies d'évacuation des eaux. Afin qu'une installation de drainage soit d'un prix abordable, il vaut mieux que la surface à traiter soit d'un minimum de 2 000 ha. Toutefois, des dispositifs d'aide (subventions du ministère de l'Agriculture, éventuellement des départements, prêts aidés) encouragent les exploitants agricoles à effectuer les travaux permettant la valorisation des terres agricoles, ce qui augmentera leur rentabilité. Dans le cadre d'un drainage à grande échelle, il convient d'établir les projets de canalisation de concert avec les propriétaires riverains, de manière à ne pas perturber les écoulements existants, notamment les fossés de curage et les caniveaux de surverse, et à les connecter à un moindre coût au projet général. Pour maintenir l'efficacité de l'installation, il est souhaitable de prévoir l'entretien des émissaires -- canalisations à section plus importante ou simples fossés --, auxquels les drains et les collecteurs sont connectés. Par ailleurs, il est nécessaire d'aménager des regards (éléments généralement préfabriqués, de forme cylindrique ou cubique, en béton ou en plastique, munis d'un couvercle) de loin en loin sur les collecteurs. 4.2 Drains L'intervention la plus élémentaire visant à réduire le taux d'humidité d'un terrain consiste à creuser une tranchée, pour que les eaux ne pouvant pénétrer dans le terrain par gravité puissent couler vers ce creux et, ainsi, détourner une partie des eaux de la surface des terres avoisinantes. Si le terrain est en pente, la tranchée située en partie haute et perpendiculairement au sens de la pente soustrait une bonne partie des eaux de ruissellement aux terres en aval. De plus, si l'on accède, en creusant suffisamment, à une terre perméable, on pourra soustraire une plus grande quantité d'eau. Un développement de ce type d'intervention consiste à canaliser les eaux pour les récupérer ailleurs. On peut aussi recouvrir la canalisation avec du matériel à condition que la perméabilité soit conservée. Lorsque l'on doit retirer de grandes quantités d'eau en un temps relativement court, on utilise des pompes. En agriculture, un drain est une canalisation souterraine permettant de recueillir et d'évacuer l'eau en excès dans le sol. Les drains les plus usités sont des tuyaux en matière plastique (polyvinyle, polyéthylène), généralement souples et ajourés ; il existe également des drains constitués de cylindres en terre cuite, assemblés pour permettre la pénétration de l'eau. Ils peuvent être enrobés, ce qui augmente la performance du drain en diminuant la résistance de pénétration de l'eau. Afin d'éviter les éventuels problèmes de colmatage, mieux vaut que les perforations ne comportent pas d'opercule. Les drains en PVC peuvent présenter des diamètres intérieurs variant entre 44 et 58 cm. Le diamètre le plus important est plus performant, car il présente moins de résistance à l'entrée de l'eau, des risques de colmatage réduits, et un débit supérieur. Afin de préserver l'installation de drainage, on ajoute généralement un drain de ceinture, qui améliore l'assainissement des drains, vise à intercepter l'apport extérieur et à éviter le colmatage provenant des racines, en particulier de haies. Les collecteurs sont constitués de tuyaux d'une section supérieure, qui recueillent l'eau provenant des drains qui y sont reliés, et qui s'écoule ensuite vers un émissaire. Idéalement, les collecteurs ont une longueur inférieure ou égale à 20 p. 100 de la longueur totale des tuyaux enfouis. 4.3 Draineuses Aujourd'hui, le drainage des sols est mécanisé. Pour creuser les tranchées dans lesquelles les drains seront enfouis, on emploie des draineuses. Ce sont des machines automotrices ou adaptables sur un tracteur qui, d'une part, peuvent creuser des tranchées de la profondeur voulue en l'ajustant constamment (par visée optique ou rayon laser), et, d'autre part, procèdent immédiatement à la pose des drains et collecteurs en un seul passage. La trancheuse-poseuse est une trancheuse, c'est-à-dire une machine comportant une grande roue placée verticalement ou une chaîne sans fin sur laquelle sont disposés des couteaux ou des godets, qui permettent de creuser une tranchée d'une largeur de 20 cm en moyenne et de 1,5 à 2 m de profondeur ; et d'un système de déblayage qui aligne le matériel creusé sur le côté de la tranchée. La trancheuse-poseuse est munie d'un caisson de pose et de dérouleurs (s'il s'agit de drains en plastique) ou d'un ameneur de drains en poterie. Cette machine peut poser environ 300 m de drains par heure. La poseuse à outil fouisseur s'adapte sur des tracteurs à chenilles d'une puissance minimale de 150 ch : elle creuse des galeries à une profondeur maximale variant entre 1,60 et 1,80 m au moyen d'un rooter à une dent, et dépose les drains contenus dans le caisson de pose, situé à l'arrière des outils de creusement. Cette machine est en mesure de poser jusqu'à 1 500 m de drains par heure. 4.4 Méthodes de drainage 4.4.1 Drainage par fossés Dans des zones où la dénivellation du sol est très faible, on procède généralement au drainage par des fossés, disposés parallèlement entre eux et en très légère pente (de l'ordre de 0,5 à 5 p. 100). Ces fossés sont d'une profondeur minimale de 80 cm ; leur largeur doit être calculée de sorte que, durant les périodes de fortes précipitations, le niveau de l'eau reste en dessous de 60 cm de la surface. C'est généralement cette méthode qui est choisie pour drainer les sols des forêts, des bois ou des tourbières. Afin de limiter l'érosion, freiner le ravinement du sol par les eaux de ruissellement et réduire la pollution par les sels solubles nocifs pour l'environnement et les cultures, on peut disposer, sur les pentes, des bassins de retenue, utiles par ailleurs pour l'irrigation. Des drains de captage ou d'interception, des caniveaux ou des drains souterrains placés perpendiculairement à la pente captent ainsi l'eau avant qu'elle n'atteigne le terrain en aval. 4.4.2 Drainage par canalisations enterrées Les caniveaux de surface présentent l'inconvénient d'être souvent obstrués par des limons et de la végétation, ou d'être dégradés par les labours. C'est pourquoi on préfère souvent employer un drainage souterrain, certes plus coûteux, constitué de conduits alvéolés d'évacuation des eaux, en poterie ou en béton, posés à 1 ou à 2 m de profondeur. En terrain relativement plat, on effectue l'assèchement en quadrillant la parcelle par un réseau primaire de drains enterrés à 1 m et espacés de 5 à 100 m, selon la configuration topographique et la nature du terrain. Le débit à évacuer est relié à un drain principal placé le long du côté le plus en aval de la parcelle. Mieux vaut établir au préalable un plan de drainage, qui comportera toutes les informations nécessaires pour la réalisation des travaux (choix du type de drainage -- transversal ou longitudinal --, dimensions des drains et collecteurs, emplacements). Généralement, on fait appel à un géomètre, qui disposera précisément des jalons définissant où la draineuse creusera les tranchées. Le drainage transversal est le plus efficace, car il permet un drainage plus uniforme du terrain, et nécessite des sections de tuyaux moins importantes (donc une économie d'installation) pour un écoulement plus efficace et des risques de colmatage réduits : il consiste dans une dépose de drains recoupant légèrement les courbes de niveau (ce qui leur permet de mieux recueillir les eaux de ruissellement), reliés aux collecteurs qui, eux, sont disposés dans le sens de la plus forte pente. Autrement, on peut recourir au drainage longitudinal, qui consiste à poser les drains dans le sens de la plus forte pente. 4.4.3 Drainage par pompe Il n'est pas toujours possible, lors du drainage d'une zone marécageuse notamment, de placer le drain suffisamment en aval de sorte que l'eau puisse s'écouler. Tel fut le cas dans le delta du Rhône, aux Pays-Bas, ou dans la basse vallée du Mississippi. Dans ces conditions, l'eau du réseau de drainage est alors pompée vers des canaux, dont le niveau est souvent plus élevé que celui du sol drainé. Ce dernier, toujours riche en matières organiques, s'affaisse fréquemment, ce qui augmente encore la difficulté de son drainage dans les zones basses. Si le sol marécageux repose sur une fondation aquifère, comme du gravier, le drainage souterrain peut alors être réalisé par des puits à partir desquels on pompe l'eau. Voir aussi Dégradation des sols ; Eaux usées ; Sols, traitement des. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.