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Lutte antiérosive

Thème 2. Influence de la LAE sur la dynamique de l'eau : de la parcelle au bassin versant

Risques d’inondation urbaine : cas d’une agglomération à l’aval de versants argileux terrassés dans l’Ouest algérien

Boutkhil Morsli et Mohammed Habi

Résumé

En Algérie, les terres sont soumises à des inondations répétées dont les conséquences se traduisent par la dégradation des voies de communication, l’inondation des terres agricoles occupant les dépressions et les terrasses alluviales, et parfois même par l’inondation de certaines agglomérations entrainant quelquefois des pertes humaines.
Les inondations des agglomérations résultent de pluies torrentielles dont les effets sont souvent amplifiés par les facteurs naturels du relief et d’autres facteurs liés à une urbanisation anarchique (construction en zones inondables) et non maîtrisées (manque d’entretien des réseaux d’assainissement), bassin versant dénudé, passage de feux de forêts sur le versant….
La petite agglomération du village Tafna – Tlemcen, situé sur la rive de l’oued de Tafna présente un grand risque d’inondation par l’oued mais surtout par les versants marneux dénudés qui surplombent le village. Dans le cadre de la lutte contre les inondations, des techniques antiérosives ont été réalisées pour atténuer le phénomène érosif sur les versants concernés et pour stopper et diriger en aval les eaux de ruissellement afin de protéger l’agglomération se trouvant en aval. Les versants sont traités par des aménagements de correction torrentielle (seuils en gabions et en pierres sèches) en vue d’un traitement efficace et durable contre les inondations. A l’aval des canaux (qui ressemblent beaucoup aux banquettes) parallèles aux courbes de niveau les talus ont été ouverts pour évacuer les eaux de ruissellement vers des exutoires naturels et où le bourrelet est renforcé par un muret cimenté.
Cette étude a pour objectif l’évaluation de l’impact de ces aménagements sur l’atténuation des inondations. La méthode repose sur des investigations de terrain et sur des enquêtes auprès de la population locale.
Les résultats montrent que les aménagements ont bien fonctionné pour étaler les pointes de crues et dans la rétention des sédiments, mais une fois remplis, les eaux de ruissellement très chargées ont continué à menacer la population. Les digues d’aval se sont rapidement envasées et le débordement des eaux a causé beaucoup de ruptures ce qui a encore amplifié le phénomène d’inondation. Les dispositions prise ne semblent pas bien adaptées à ce type de milieu argileux très instable. Dans ce type de milieu, il est recommandé de prendre des mesures préventives par : une conception d’aménagement globale (formulation et mise place de vraies réponses bien structurées selon une démarche globale), le bon choix des techniques adaptables (mécaniques mais surtout biologiques), l’entretien et le suivi continu des aménagements et le respect des instruments d’urbanisme. Par exemple, il faut interdire les constructions à l’aval des versants instables et en bordure des oueds qui présentent de grands risques.

Texte intégral

Introduction

1En Algérie, les terres sont soumises à des inondations répétées, d’intensité plus ou moins importante, dont les conséquences se traduisent souvent par la dégradation des voies de communication, l’inondation des terres agricoles occupant les dépressions et les terrasses alluviales. Il s’en suit parfois l’inondation de certaines agglomérations avec quelquefois des pertes humaines. Dans le Monde, les inondations représentent plus de 50 % des catastrophes naturelles et causent en moyenne 20 000 morts par an.

2Les inondations des agglomérations résultent de pluies torrentielles dont les effets sont souvent amplifiés par les facteurs naturels du relief et de la couverture du sol ainsi que d’autres facteurs liés à une urbanisation anarchique (construction en zones inondables) et non maîtrisée (manque d’entretien des réseaux d’assainissement).

3Les inondations en Algérie sont rarement dues à des perturbations météorologiques de grande envergure mais sont le plus souvent causées par des orages localisés. Ces orages sont souvent accompagnés de pluies torrentielles qui ne durent pas longtemps mais qui peuvent être d’une extrême violence en provoquant des ruissellements importants qui entraînent une érosion intense et des inondations. En moyenne, on enregistre plus de 30 cas d’inondations par an (Tabet Aouel, 2008).

4La petite agglomération du village Tafna – Tlemcen, situé sur la rive de l’oued de Tafna, est apparue comme un bon exemple pour mettre en évidence les causes et les conséquences des inondations d’une part et pour l’analyse des aménagements de lutte antiérosive sur versants, d’autre part. Le village est confronté à plusieurs défis : risque d’inondation par les torrents qui se déversent des versants marneux dénudés qui surmontent le village, risque d’inondation par l’oued de Tafna et risque d’inondation par débordement du barrage de Boughrara situé en aval. Cette agglomération est assiégée par les eaux qui dévalent des terrains marneux très dégradés.

5Dans le cadre de la lutte contre les inondations des techniques antiérosives ont été réalisées pour atténuer le phénomène érosif dans les versants concernés et pour diriger en aval les eaux de ruissellement afin de protéger l’agglomération. Les versants sont traités par des aménagements de correction torrentielle (seuil en gabions ou en pierres sèches) en vue d’un traitement durable contre les inondations. A l’aval, des canaux de dérivation (qui ressemblent beaucoup aux banquettes) parallèles aux courbes de niveau, ont été ouvertes pour évacuer les eaux de ruissellement vers des exutoires naturels. Le bourrelet des canaux est localement renforcé par un muret cimenté.

6Dans cette étude nous nous sommes intéressés surtout au risque d’inondation par les torrents qui se déversent des versants marneux dénudés, surmontant le village. L’objectif de ce travail est d’évaluer l’impact de ces aménagements en banquettes sur l’atténuation des inondations..

2. Méthodologie

7Compte tenu du manque de références bibliographiques sur lesquels pourrait s’appuyer notre analyse, nous avons opté pour une série d’investigations de terrain et d’enquête. La méthode repose d’une part sur l’analyse des facteurs causaux et d’autre part sur des mesures et des constatations sur site du comportement des différents ouvrages. Les témoignages ont été également très utiles pour la compréhension de la dynamique et de l’impact du dispositif de lutte.

3. Résultats et discussion

Facteurs causaux et impacts

8Les risques d’inondations sont révélateurs des dysfonctionnements de l’espace. L’analyse de l’espace à l’échelle du bassin versant a permis de mieux apprécier les conditions physiques à l’origine de ces phénomènes.

9La région du village Tafna (Gaadi) a pour particularité de présenter à la fois une étroite vallée particulièrement plane, celle de l’oued Tafna, et des systèmes de montagnes à très fortes dénivellations et aux versants marneux et dénudés. L’accroissement urbain du village de Tafna résulte de la croissance démographique et des mouvements migratoires, transformant progressivement le petit hameau en agglomération. Tout autour du village, l’espace est très dégradé pour des causes multiples.

10Le climat de la zone et en général de l’Algérie est caractérisé par une variabilité annuelle et interannuelle, avec des années sèches, normales et quelquefois humides. La quantité annuelle de précipitation à l’ouest de l’Algérie varie de 400 à 500 mm. Les précipitations se produisent principalement d’octobre à avril et sont souvent concentrées sur quelques jours ou quelques heures. Les récentes fluctuations climatiques au cours des trois dernières décennies, ont accentué cette irrégularité, les précipitations annuelles d’une année humide peuvent être 8 fois supérieures à celle d’une année sèche. Plusieurs événements de fréquence rare sont survenus ces dernières années, causant des dommages conséquents et marquant les esprits : la pluviosité a dépassé les 200 mm/jour. En 1969 on a observé 80 à 224mm/j entrainant plus de 50 morts. En 1974, avec 80 à 224 mm/jour on a déploré 45 morts. En 2001, après 150mm/2h on a compté 800 morts…), ce qui dépasse l’intensité d’un pays tropical comme la Martinique (Tabet Aouel, 2008).

11L’étude du climat, permet d’expliquer en partie les formes d’érosion spectaculaires observées dans la zone d’étude : l’aspect agressif des précipitations (des orages à allure torrentielle) et l’existence d’une saison sèche très marquée durant 6 mois. C’est un facteur essentiel de disparition de la végétation herbacée laissant un sol nu et sans protection en automne. Les pluies d’automne sont généralement plus violentes : c’est à cette période que la plupart des transports se réalisent (Morsli et al., 2004 ; Laouina, 1998). L’intensité maximum annuelle en 10 minutes, dans cette zone, peut atteindre 100 mm/heure (Mazour, 2004). Tinthoin (1948), a aussi noté que ces Monts enregistrent le plus de pluies torrentielles de tout l’Ouest algérien.

12Le degré de sensibilité d’un milieu à l’érosion est fortement lié à la nature lithologique et pédologique. La zone de Gaadi, est occupée essentiellement par des marnes. Les Vertisols formés sur marne, à texture argileuse lourde (tab. 1), se caractérisent par un comportement hydrodynamique très particulier : le gonflement des argiles en saison humide et le retrait en saison sèche rend la zone plus vulnérable et provoque une dynamique érosive très diversifiée. En période sèche, la tranche superficielle du sol est soumise à l’évaporation. Se produit alors un retrait des argiles qui se traduit verticalement par un tassement du sol et horizontalement par l’ouverture de fissures de retrait. Lorsque des précipitations tombent sur les versants dénudés et fissurés, le ravinement et les mouvements en masse s’accentuent par écoulement hypodermique. En période humide le sol est peu perméable, les eaux ruissellent et se concentrent rapidement dans les ravines et les cours d’eau : d’où des crues brutales dans les torrents. La nature du terrain rend la zone très vulnérable au ravinement. Les averses intenses peuvent provoquer des ravinements de 100 à 300 t/ha/an, ou pire des glissements de terrain de plusieurs milliers de m3 de boue et des inondations brutales (Roose et al., 2000).

Tableau n° 1 : Caractéristiques des sols de la zone de Gaadi (Tafna)

Tableau n° 1 : Caractéristiques des sols de la zone de Gaadi (Tafna)

13Le taux de couverture du sol est très faible (taux de couverture < 20 %). A l'exception des quelques îlots de reboisement et de plantations d'arbres fruitiers, la plupart des sols sont généralement dépourvus de végétation. L’Homme et les animaux jouent un rôle capital dans l’extension de la géodynamique actuelle (Sari, 1977).

14La discontinuité ou l'absence de la couverture végétale, l'ampleur morphodynamique due à la faible résistance des terrains et de leurs pentes et la pression humaine (défrichement, surpâturage) limite l’infiltration des pluies et accentue le ruissellement, ce qui occasionne souvent des écoulements importants et rapides qui se déversent des versants accentuant ainsi, la dynamique érosive et les risques d’inondation.

4. Caractéristiques du dispositif de lutte contre l’inondation de l’agglomération

15Le dispositif technique mis en place (travaux destinés à mettre le village à l’abri des inondations) intégrait plusieurs aménagements antiérosifs au niveau des versants (photo 1). Le dispositif fut complété par un autre dispositif de dérivation des eaux.

Photo n° 1. Une portion de versant marneux dénudé et tassé par le surpâturage, provoque l’inondation de l’agglomération par les torrents. Dispositifs de lutte antiinondation : correction torrentielle et canaux de dérivation

16La première solution était de briser la force du courant et de sédimenter les apports solides par des ouvrages mécaniques au niveau des ravines qui drainent les versants pentus et qui se déversent dans le village. C’est une correction qui comprend une succession de seuils en gabions et/ou en pierres sèches. Ces derniers présentent généralement un déversoir dans leur partie centrale et sont implantés en escalier. Cette disposition permet théoriquement la dissipation de l’énergie des écoulements et conduit progressivement à une modification de la pente du talweg évoluant théoriquement à long terme vers la pente d’équilibre du torrent caractérisé par la disparition de tout phénomène d’arrachement et de dépôt.

17L’autre envisageait de détourner les eaux qui dévalent du versant vers des exutoires naturels plus stables en dehors du village, en creusant des canaux perpendiculaires à la pente, ressemblant à des banquettes de dérivation. Ces canaux ont pour objet de collecter, en temps de crue, toutes les eaux qui descendent vers le village et de les conduire vers des exutoires naturels situés hors du village.

18En cas des grands orages, pour éviter que les eaux débordent des fossés, le bourrelet aval du fossé est renforcé dans certains endroits par un mur en pierres. Ce renforcement a permis d'accroître la capacité de stockage du système.

19Ces deux dispositifs combinés devaient contribuer au ralentissement des écoulements et permettre d’atteindre l’objectif global de réduction du risque d’inondation.

5. Analyse de l’efficacité des aménagements

20L’analyse des facteurs du milieu a bien montré la sensibilité de la zone aux risques d’érosion et d’inondation. Cette situation nécessitait des interventions urgentes. Les aménagements réalisés dans cette zone rentrent dans ce cadre.

21Les dispositifs mis en place ont permis d’engager un vaste programme d’aménagements (volume total des seuils > 2500 m3) sur différents sous bassins. L’idée de ce dispositif est bonne mais beaucoup de lacunes ont réduit les objectifs escomptés.

22D’une part, certains ouvrages ne se prêtent pas beaucoup à ce type de milieu, les terrains argileux, caractérisés par un comportement hydrodynamique particulier. Les seuils en pierres sèches ne résistent pas beaucoup aux terrains instables comme ceux des marnes. La même chose pour les canaux de dérivation et les murs de soutènement des bourrelets qui peuvent induire les risques de mouvements de terrain. En effet, sous l’effet de la sécheresse, le phénomène de retrait - gonflement des argiles entraîne localement des mouvements de terrain et la rupture des canaux.

23D’autre part, les travaux se limitaient en général à des aménagements ponctuels aux alentours du village (dispersion des aménagements). La réalisation des travaux de lutte contre l’inondation, suivait presque systématiquement les grandes inondations. La totalité du bassin, surtout les versants amonts, n’ont pas été concernés par l’aménagement. Les ruissellements sont peu retenus par les versants en amont et les systèmes de gestion des terres pratiqués ont tendance à envoyer rapidement les eaux vers l’aval en absorbant peu de lame d’eau. La dynamique hydrique des sols argileux vertiques est très particulière, l’infiltration est très liée à l’état hydrique et structural du sol (fig. 1). Les ruissellements et les torrents viennent principalement des terrains d’amont, très dénudés et tassés (piétinement des animaux). Sur ce point, les aménagements n’étaient pas bien pensés. L’absence d’intégration spatiale de la lutte antiérosive, dans le cadre d’une politique globale de l’aménagement se solde souvent par des résultats médiocres (Taabni, 1998).

Figure n° 1 : Pluie d’imbibition (Pi en mm) des sols argileux sur marne en fonction de l’intensité des pluies (30, 50, 80mm/h), de l’état de surface (sec, humide, très humide) et de la pente (en %)

24Sur le plan technique, certains ouvrages (seuils), installés le long des talwegs pour diminuer la vitesse du ruissellement, ont cédé ou sont contournés, en libérant beaucoup de sédiments qui sont retenus derrière les ouvrages, accentuant ainsi la dynamique érosive et l’ensevelissement des canaux de dérivation. En plus, la conception des ouvrages de correction torrentielle n’était pas très efficace : les seuils n’étaient pas assez rapprochés (pente de compensation > 10 %). Il aurait été plus ingénieux de mettre en place une densité plus élevée de ce type d’ouvrage et les résultats auraient été meilleurs.

25Les seuils en gabion se sont avérés plus stables, que ceux en pierres sèches qui présentent un mauvais comportement sur les terrains marneux et pentus, surtout vis-à-vis de l’érosion ravinante régressive. Dans beaucoup de cas, les sous dimensionnements ont provoqué la destruction des ouvrages. Les décisions trop hâtives de construction qui ont souvent pris le pas sur les études de faisabilité sont à l'origine des anomalies et des endommagements. Ne devrait-on pas s’orienter vers un dimensionnement supérieur des ouvrages accompagné d’une série de travaux d’aménagement des zones de l’amont ? Les seuils de correction torrentielle réalisés ont une chance (plus de 95 %) de résister aux crues maximales de fréquence de 20 % (Zekri, 2003).

26La présence de ces aménagements a réduit la vitesse des torrents mais n’a pas modifié considérablement les proportions d'eau de ruissellement qui parviennent en aval et qui provoquent l’inondation de l’agglomération.

27La lutte contre l’inondation ne doit pas être réduite aux travaux techniques, réalisation d’ouvrages mécaniques de défense, mais doit allier des aménagements agricoles et biologiques dans les espaces agricoles d’amont. Un aménagement efficace, réside dans l’équilibre à trouver entre la protection du village et la préservation des espaces naturels et agricoles qui constituent la source des eaux de ruissellement. Ce dernier provenant des versants peut dépasser les 30 % et atteindre même 80 % durant les fortes averses sur des sols très dégradés et tassés (ROOSE et al., 1993 ; MORSLI et al, 2004). Les modifications de l'occupation du sol par des pratiques non adéquates (déboisement, suppression des haies, surpâturage, pratiques agricoles non appropriées, imperméabilisation) empêchent l’infiltration de l’eau dans le sol et favorise une augmentation du ruissellement, un écoulement plus rapide et une concentration des eaux. Il s'agit de passer de la lutte contre les torrents et les crues, solution insuffisante et incomplète, à la gestion du risque inondation, principe plus réaliste et plus efficace.

28La tendance actuelle à des inondations fréquentes pourrait entraîner d’autres risques au niveau des zones inondables : problèmes d’instabilité du terrain qui sont déjà observés au niveau des habitations. Les inondations accentuent le phénomène de retrait - gonflement des argiles, rendant les habitations plus vulnérables, provoquant ainsi des tassements différentiels et des fissurations des habitations.

29Dans ce type de milieu, les effets du ruissellement et de l'érosion, lors des orages intenses, sont encore plus catastrophiques lorsque l'homme s'installe sur des zones instables et inondables. Du ravinement accéléré, des inondations et des mouvements en masse peuvent se produire en mettant en péril les infrastructures et la vie des hommes.

6. Conclusions

30La dynamique érosive au niveau de la zone d’étude est très active et présente des risques majeurs et les impacts se font sentir à plusieurs niveaux. Les processus érosifs sont exacerbés par l’agressivité du climat, la régression du couvert végétal, la faible résistance des terrains marneux et aux fortes pentes et surtout à la pression humaine (surexploitation des milieux, défrichement abusif, surpaturage incontrôlé, habitations anarchiques…). Cette situation limite l’infiltration des pluies et accentue le ruissellement, ce qui occasionne souvent des écoulements importants et rapides qui se déversent des versants, accentuant ainsi, la dynamique érosive et le phénomène d’inondation.

31Implantées dans des environnements fragiles, les aménagements de lutte contre les inondations dans cette zone, apparaissent comme des aménagements innovants. Ils sont susceptibles d’assurer la protection de l’agglomération. Mais leur efficacité et leur durabilité demeurent, cependant, fonction de nombreuses conditions.

32Les résultats obtenus montrent que les aménagements ont bien fonctionné dans l’étalement des pointes de crues et dans la rétention des sédiments, mais une fois remplis, les eaux de ruissellement très chargées ont continué à menacer la population. Les canaux d’aval se sont rapidement envasés en créant le débordement des eaux qui a causé beaucoup de rupture. Ceci a amplifié le phénomène d’inondation dans certains endroits. Même si l’idée est originale, les dispositions prises ne semblent pas bien adaptées à ce type de milieu argileux très instable.

33Dans ce type de milieu, il est recommandé de prendre des mesures préventives par : une conception d’aménagement globale (formulation et mise en place de vraies réponses bien structurées selon une démarche globale), un bon choix des techniques adaptables (mécaniques mais surtout biologiques), un entretien et un suivi continu des aménagements et le respect des instruments d’urbanisme. Enfin, il faut interdire les constructions à l’aval des versants instables et en bordure des oueds qui présentent de grands risques.

Bibliographie

Bibliographie

LAOUINA A., 1998. Dégradation des terres dans la région méditerranéenne du Maghreb.

Bull., Réseau-Erosion n° 18, IRD, Montpellier : 33-53.

MAZOUR M, 2004. Etude des facteurs de risque de ruissellement et de l’érosion en nappe et conservation de l’eau et du sol dans le bassin versant de l’Isser, Tlemcen, Algérie. Thèse de Doctorat. Université de Tlemcen.

MORSLI B., MAZOUR M., MEDEDJEL N., HAMOUDI A., ROOSE E., 2004 – Influence de l’utilisation des terres sur les risques de ruissellement et d’érosion sur les versants semi-arides du Nord ouest de l’Algérie. Sécheresse 15, 2 : 96-104.

MORSLI B., 1996. Caractérisation, distribution et susceptibilité à l'érosion des sols de montagne - Cas des monts de Beni-Chougrane. Thèse de Magister INA El Harrach Alger.

ROOSE E., CHEBBANI R., BOUROUGAA L., 2000. Ravinement en Algérie : typologie, facteurs de contrôle, quantification et réhabilitation. Sécheresse 11, 4 : 317 - 326.

ROOSE E., CHEBBANI R., ARABI M., BRAHMIA K., MAZOUR M., MORSLI B., 1993. Erosion en nappe et ruissellement en montagne méditerranéenne algérienne - Recherche sur la réduction des risques d’érosion par la GCES en moyenne montagne méditerranéenne algérienne. Cah. ORSTOM Pédol, 27, 2 : 289-307.

SARI D., 1977 – L’homme et l’érosion dans l’Ouarsenis Algérie. 1e édition ; SNED, Alger. 450 p.

TAABNI M., 1998 - Aménagement, lutte contre l’érosion des terres et pratiques paysannes dans les montagnes telliennes du Nord-Ouest algérien. Bull. Réseau Erosion n ° 18, IRD, Montpellier : 348 - 363.

TINTHOIN R., 1948. - Les aspects physiques du Tell Oranais. Ed. I. Fouque, Oran, 589 p + Annexes.

ZEKRI N., 2003. Analyse du facteur de l’agressivité climatique et son influence sur l’érosion et le ruissellement dans le bassin versant de la Tafna (Nord-Ouest). Mém. Mag. Dép. Foresterie, Univ. Tlemcen, 160 p.

TABET-AOUEL M., 2008. Changement Climatique et Agriculture au Maghreb. Comm. « Agriculture et développement rural durables en Méditerranée » 8-10 mai 2008 Institut agronomique méditerranéen de Bari.

Table des illustrations

Titre Tableau n° 1 : Caractéristiques des sols de la zone de Gaadi (Tafna)
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Légende Photo n° 1. Une portion de versant marneux dénudé et tassé par le surpâturage, provoque l’inondation de l’agglomération par les torrents. Dispositifs de lutte antiinondation : correction torrentielle et canaux de dérivation
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Légende Figure n° 1 : Pluie d’imbibition (Pi en mm) des sols argileux sur marne en fonction de l’intensité des pluies (30, 50, 80mm/h), de l’état de surface (sec, humide, très humide) et de la pente (en %)
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