Groupement d'études et de recherches pour le développement de l'agronomie tropicale

“ Spécialement pour les terres destinées à être mises en culture sur des sols pauvres comme ceux des Hauts-Plateaux Malgaches, il est presque toujours indispensable de restaurer la fertilité du sol (fumure de redressement) ; les travaux de conservation permettent de maintenir en place l’eau et le sol et évitent que les engrais apportés ne soient entraînés par le ruissellement et perdus poulles cultures. ”

“ Si la végétation préexistante est une steppe à graminées la mise en culture rationnelle diminue dans de notables proportions le volume de ruissellement et les pointes de ruissellement qui avoisinent celles obtenues sous reboisement en pins. L’érosion provoquée par la mise en culture n’est pas négligeable, la première année, mais demeure par la suite presque nulle. ”

“ Il est évident que plus un bassin est grand plus il réagira lentement aux précipitations qu’il reçoit. On a cependant pu préciser un peu cette évolution dans le cas des bassins couverts de forêt naturelle ; l’augmentation est régulière, et est de l’ordre de 30 à 40 s/ha supplémentaire pour le temps de montée et de moins de 30 s/ha pour le temps de réponse, dans les conditions de relief observées, et entre 10 et 100 ha. ”

“ Il est évident que, lorsqu’une pluie tombe, la formation ou la non-formation d’une crue dépendra pour une grande part de l’humidité préalable du sol, mais ce facteur disparaît quand on relève les pluies de 10 années car on ajoute des pluies tombées sur des sols d’humidités différentes. Par ailleurs, en prolongeant les courbes de façon logique pour les hauteurs de pluie inférieure à 20 mm, on réduit l’écart entre pluies ayant eu lieu et pluies comptabilisées. ”

“ De plus, l’étude comparative de l’amplitude des variations du stock d’eau observé sous différents couverts végétaux, et sous prairie brûlée ou sol nu, a permis de préciser l’enveloppe racinaire des jeunes Pinus patula de 6-7 ans, de la prairie artificielle de Melinis et de Brachiaria et de la prairie naturelle. Sous Pins, la succion racinaire est importante à l’aplomb du billon et se fait sentir jusqu’à
3,40 m de profondeur. Le Melinis dispose aussi d'un système racinaire puissant, d’autant plus profond que son site d’accueil se trouve plus haut dans le bassin versant étudié. ”

“ Cette étude, certes est le résultat d’observations encore récentes : car si l’hydrologie en général a été abordée depuis une longue date, d’abord par l’Institut de Recherches Scientifiques de Madagascar (I. R. S. M.) puis l’Office de la Recherche Scientifique et Technique Outre-Mer (O. R. S. T. O M.) « l’hydrologie forestière » a connu ses débuts en 1962. Mais elle introduit la recherche forestière malgache dans une ère nouvelle : les problèmes de l’influence du couvert végétal nous sont posés et nous seront toujours posés ”

“ Certains résultats sont déjà acquis, en particulier l’importance de l’action de l’homme sur l’érosion et le ruissellement par les modifications qu’elle entraîne sur la couverture végétale. L’impact de la mise à feu sur le ruissellement est considérable ; la fraction ruisselée lors d’une crue passe de 60 % au maximum sur la prairie naturelle à 74 % pour la prairie brûlée. Le débit de pointe y est particulièrement élevé 270 1/s/ha au lieu de 146 1/s/ha sur le bassin en défens.
L’aménagement du bassin en cultures isohypses permet une meilleure infiltration et améliore la structure du sol. ”

“ En effet la pratique du tavy (culture sur brûlis) qui est pour une large part la cause du déboisement, a des origines multiples et fait intervenir des phénomènes socio-économiques de divers ordres. Les résultats à long terme de cette pratique risquent d’entraîner un déséquilibre néfaste à l’environnement humain de tout l’Est de Madagascar. ”

“ CLASSEMENT EN FONCTION DU COEFFICIENT DE RUISSELLEMENT.
Comme pour les bassins de Périnet, nous n’avons considéré comme « ruissellement » que ceux dont l’écoulement est supérieur à 1 % de la pluviométrie correspondante. Les onze années d’étude permettent de classer un nombre élevé de crues sur les quatre bassins (fig. n° 62) . ”

“ Dans la zone des Hauts Plateaux (climat tropical d’altitude-sols ferrallitiques pauvres sur roches mères acides) , l’expérimentation menée en petits bassins versants comparatifs avait pour but de définir quels étaient les effets des modifications de l’écosystème de steppe à graminées sur les phénomènes de ruissellement superficiel et d’érosion. ”

“ Une première évaluation, par étude des 10 crues maximums de chaque campagne nous a conduits à estimer que la crue décennale avait pour débit spécifique, pour un bassin de superficie assez grande (comprise entre 30 et 100 ha) :
— 90 1/s x ha pour les bassins boisés,
— 150 1/s x ha pour les bassins couverts de savoka.
Une autre estimation serait possible à partir de la connaissance de la pluie décennale. Le risque est, si on lui applique le coefficient de ruissellement maximum et le coefficient de forme maximum, d’aboutir à une estimation très exagérée. ”

“ Mais plus intéressante pour l’étude du bilan de l’eau est l’évolution de la quantité d’eau non restituée à l’exutoire (déficit d’écoulement) en fonction de la pluviométrie. Elle est mesurée par la différence entre pluviométrie et débit total. Elle
représente la somme de l’eau qui s’est infiltrée en profondeur (qui pour 13 ha, nous l’avons vu, est importante) et de l’eau évapotranspirée.
La corrélation déficit d’écoulement/pluie est très bonne pour D2-3 et D5. ”

“ Les travaux de protection effectués sur le bassin versant dégradé (expérience d’Antanimora) associés à une mise en défens partielle, se montrent très efficaces vis-à-vis de l’économie de l’eau. Les pointes de crue sont réduites dans d’importantes proportions (6 à 7 fois) , la quantité de l’eau utilisable est plus importante par diminution des volumes de crue, augmentation des petits débits et amélioration de l’étiage. ”

“ Le reboisement occasionne une faible érosion, les deux premières années (0,3 t/ha la première année ; 0,01 la seconde) . Elle devient nulle par la suite et s’avère de loin le meilleur traitement conservatoire possible.
Nous pouvons donc dire :
— que la mise en culture rationnelle des terres à vocation agricole se présente comme l’un des moyens les plus sûrs de réduire les méfaits du ruissellement dans le cadre de l’aménagement des bassins versants. ”

“ La connaissance des mécanismes de dégradation permet l’élaboration d’une stratégie plus adaptée de lutte contre les facteurs de cette dégradation.
Par ailleurs, si les lois de l’hydrologie et de l’hydraulique semblent être connues, des formules existent sur le calcul du déficit d’écoulement, sur les temps de concentration ... l’on sait que les réalités sont souvent tout autres. ”

“ L’aménagement rationnel, permettant le maintien des facteurs de production ne peut se concevoir à l’échelle de la ferme ou du bassin versant sans la création d’infrastructures anti-érosives souvent légères et l’instauration de pratiques agronomiques complémentaires conservatoires désormais classiques. ”

“ A l’inverse, le reboisement, et à un degré moindre la mise en défens de la steppe à graminées, améliore sensiblement les conditions de ruissellement et d’érosion.
Le reboisement en Pins sur les Hauts Plateaux provoque une très notable diminution du ruissellement global et des pourcentages de ruissellement ainsi qu’une réduction, dans un rapport élevé, (supérieur à 2) des débits de pointe ; l’effet de la mise en défens sur les caractéristiques du ruissellement est moins spectaculaire. ”

“ Par contre, les pratiques qui favorisent la reconstitution du couvert naturel (mise en défens) ou qui amènent le remplacement de la couverture végétale naturelle préexistante par une autre (cultures aménagées-reboisement) , peuvent avoir un effet très favorable sur les phénomènes de ruissellement et d’érosion.
Mais trois remarques doivent être faites qui permettent de replacer les résultats obtenus et les enseignements tirés à leur juste place.
Tout d’abord la première a trait à la durée de
l’expérimentation ”

“ On a une bonne illustration de ceci si l’on porte sur un graphique les coefficients d’écoulement globaux observés à chaque campagne en fonction de la surface des trois bassins retenus (D2, D3 et D4) . On obtient un faisceau de courbes d’allure satisfaisante (1) (voir fig. 23) .
Pour des surfaces inférieures à 7 ha (bassins élémentaires de Marolaona et parcelles élémentaires) les courbes décroissent très rapidement. En effet, en deçà d’une certaine surface, il ne peut plus y avoir d’écoulement permanent et l’eau ne coule que lors des crues. ”

“ La dégradation, par mise à feu du couvert, dans l’écosystème de steppes à graminées des Hauts Plateaux ou de l’Ouest, entraîne également une augmentation du volume ruisselé, du pourcentage de ruissellement et du débit de pointe qui peut être multiplié par 2 par rapport au témoin. ”

“ Le coefficient d’écoulement annuel (rapport entre la quantité d’eau écoulée et la quantité d’eau précipitée pendant une année) , augmente quand la pluviométrie annuelle augmente. Pour tous les bassins, en moyenne, l’augmentation est de 3 % environ pour 100 mm de pluie supplémentaire. Au-delà d’une certaine pluviométrie comprise entre 2.000 et 2.300 mm, cette augmentation ralentit et le coefficient d’écoulement atteindrait une valeur limite, elle-même variable avec la superficie du
bassin versant. ”

“ Quant à l’action du reboisement elle est tout à fait remarquable ; les pointes observées trois années après la mise en place sont au maximum de 80 1/s/ha, l’effet travail du sol jouant un rôle important.
Au point de vue érosion, la prairie naturelle de reconstitution ne perd plus d’éléments lourds et l’essentiel des départs, dont le total reste peu élevé, consiste alors en des pertes en suspensions 36 kg/ha et par an en moyenne.
Dès la mise à feu, l’érosion devient forte, à la fois en éléments lourds et en éléments fins, pour diminuer peu à peu lors de la mise en défens. ”

“ Ce que nous savons déjà.
Il y a, en effet, entre un bassin versant et une parcelle élémentaire une différence considérable qui vient du temps de parcours de l’eau qui ruisselle : l’eau tombée sur les parties les plus éloignées de l’exutoire d’un bassin versant met beaucoup plus longtemps à parvenir à la station de jaugeage et :
Grands bassins de Périnet. ”

“ On a tracé les courbes enveloppes des coefficients maximums de ruissellement en fonction des précipitations (flg. n° 65) . Les courbes montent très vite (surtout dans le cas des bassins en prairie) puis s’aplatissent peu à peu à partir des valeurs de pluie supérieures à 50 mm. On obtient alors les valeurs presque limites du coefficient de ruissellement. ”

“ On admettra, au vu des limnigrammes des différents bassins versants que les sensibilités des stations de jaugeage de D3, D4, D6 et D7 sont à peu près équivalentes.
Notons bien que nous appelons « Crue » toute élévation du niveau de l’eau dans le cours d’eau se traduisant par un accident dans le tracé du limni-gramme. Des élévations lentes et continues du niveau de l’eau ne seront pas considérées comme crues. ”

“ Les observations, qui ont essentiellement pour objet l’étude de l’influence du couvert sur le ruissellement et le bilan de l’eau, ont été réalisées sur sept bassins versants, à savoir :
— quatre sous forêt naturelle (bassin d’Ampan-galatsary) ,
— un sous peuplement d’Eucalyptus (bassin de Betsakotsako) ,
Grands bassins de Périnet. ”

“ Le climat de la région est aride, caractéristique du Haut-Androy, avec une pluviométrie moyenne de 600 mm et une sécheresse de 8 mois très marquée. Les premiers orages peuvent survenir fin novembre, mais la vraie saison des pluies se situe entre décembre et février.
La variabilité est très grande d’une année à l’autre et il en résulte que l’économie agricole est très précaire et marginale.
Les précipitations peuvent être parfois très violentes et sont à caractère orageux (les précipitations sont souvent très différentes à quelques centaines de mètres de distance) . ”

“ Les observations ont été réalisées sous la direction de MM. Paul JARSON, Agent technique des Eaux et Forêts à Périnet, Jean NDRIAMBARA, Chef observateur à Manankazo et JULIEN RAKOTONDRAMARO à Antanimora.
INTRODUCTION
Devant les effets catastrophiques de l’érosion, favorisée par la destruction de la couverture végétale, l’importance du problème de l’environnement n’échappe plus guère à personne à Madagascar.
L’agressivité des agents atmosphériques, comme celle de l’homme, amène des transformations irréversibles du biotope, conduisant à la destruction des facteurs de production. ”

“ La mise en culture provoque la première année un départ important d’éléments lourds (2,4 t/ha) c’est pourquoi il est nécessaire de ne travailler au départ qu’une courbe sur deux de l’aménagement et dans la mesure du possible de réaliser l’alternance des courbes. Les suspensions y sont, en pourcentage, assez importantes mais du fait d’un ruissellement assez peu élevé, la quantité annuelle y est assez faible 57 kg/ha, soit nettement moins que la valeur observée sur le bassin en prairie brûlée. ”

“ Les expérimentations aux champs restent de très loin instructives et pratiques, car rien qu’en examinant par exemple l’équation universelle de WISCHMEIER, l’on s’aperçoit combien complexe est le problème et combien nombreux sont les facteurs qui interviennent : seules l’expérimentation et les études sur le terrain peuvent apporter une explication globale et pratique. ”

“ Les éléments dégagés par l’étude réalisée sur l’effet des mises en culture sur brûlis et des cultures aménagées, permettent de définir des solutions pratiques pour préserver les facteurs naturels de production. ”

“ Débit propre des crues en pourcentage du débit total (fig. 19) . Les courbes d’Ampangalatsary gardent un peu la même allure.
Le changement notable est pour D5 dont les fluctuations deviennent supérieures à celles des débits de crue de D6 et D7, ceci prouve que pour D5 le débit passant sous forme de crue représente un assez fort pourcentage du débit total (21,5 % en moyenne) et s’explique par le fait qu’à l’étiage le débit à l’exutoire de D5 est généralement très faible, et souvent nul. ”

“ Les pluviomètres sont relevés et les résultats sont consignés dans un cahier spécial.
Chaque jour également les limnigraphes sont équipés d’une nouvelle feuille et le contrôle de la concordance des temps est réalisé par l’observateur qui dispose d’une montre de référence. Si une précipitation entraînant un ruissellement survient, les observateurs et les aides se rendent chacun sur un
déversoir et au cours de la crue vérifient le bon fonctionnement du limnigraphe en reportant sur le diagramme les heures et les hauteurs d’eau lues sur l’échelle de crue. ”