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Lutte antiérosive

Thème 6. Aspects socio-économiques de la lutte antiérosive

Stratégie de lutte anti-érosive dans la Sierra Madre Occidentale (Mexique)

Jose Luis Gonzalez Barrios et Luc Descroix

Résumé

Des travaux menés depuis les années 1990 ont mis en évidence une phase d'érosion accélérée dans de nombreuses régions de zone aride et semi-aride du Nord du Mexique. Ces zones représentent 53 % du territoire mexicain, et tout le nord du pays. Les changements d'usage des sols et des spécialisations spéculatives, ainsi qu'un élevage parfois « prédateur » ont fortement dégradé de grandes étendues de ses milieux fragiles. Cette dégradation est notoire dans les zones de montagne pourtant plus humides, car la pente entraîne un ruissellement accru et celui-ci s'accompagne du départ des éléments fins, les plus fertiles, des sols. Cet appauvrissement des sols et des capacités productives de ce château d'eau a pour conséquences :
- l'émigration des habitants du Nord vers les principales villes ou vers l'étranger,
- la réduction des ressources des populations rurales ce qui aggrave leur marginalisation,
- une modification du bilan de l'eau et une menace pour l'approvisionnement des zones aval arides. En effet, l'érosion des sols réduit leur capacité de rétention en eau des sols et rend les écoulements plus irréguliers, en accélérant les écoulements immédiats (écoulement de crue) et en réduisant l'écoulement de base, celui qui est le plus utile en aval,
- le colmatage des retenues hydroélectriques,
- la diminution des infiltrations en amont pourrait donc réduire la recharge naturelle de l'aquifère de la Laguna, au sud du désert de Chihuahua (Brouste, 1996).
Des mesures de conservation ont commencé à être appliquées dans certains secteurs pilotes et montrent des résultats encourageants. Nous montrons ici un exemple de ce que peuvent être des « services éco-systémiques », appelés au Mexique des « services environnementaux hydrologiques » et leur mise en œuvre.

Texte intégral

Nous remercions le PSAH Programa de Servicios Ambientales Hidrologicos qui a fait appel à notre expertise et nous a fourni les données chiffrées des travaux réalisés et les coûts de ses réalisations

L'INIFAP et l'IRD ont soutenu financièrement cette étude.

Introduction

1Des travaux menés depuis les années 1990 ont mis en évidence une phase d'érosion accélérée dans de nombreuses régions de zone aride et semi-aride du Nord du Mexique. Ces zones représentent 53 % du territoire mexicain, et tout le nord du pays. Les changements d'usage des sols et des spécialisations spéculatives, ainsi qu'un élevage parfois « prédateur » ont fortement dégradé de grandes étendues de ses milieux fragiles. Cette dégradation est notoire dans les zones de montagne pourtant plus humides, car la pente entraîne un ruissellement accru et celui-ci s'accompagne du départ des éléments fins, les plus fertiles, des sols.

2Cet appauvrissement des sols pourrait accélérer l'émigration des habitants du Nord vers les principales villes ou vers l'étranger, en tout cas il réduit les ressources des populations rurales et peut aggraver leur marginalisation. Par ailleurs, les montagnes, et en particulier la Sierra Madre Occidentale, constituent des châteaux d'eau. On peut donc supposer que la surexploitation des terres et les modifications de leurs propriétés physiques pourraient à terme modifier le bilan de l'eau et menacer l'approvisionnement des zones aval arides. En effet, l'érosion des sols réduit leur capacité de rétention en eau et rend les écoulements plus irréguliers, en accélérant les écoulements immédiats (écoulement de crue) et en réduisant l'écoulement de base, celui qui est le plus utile en aval. Par ailleurs les matériaux arrachés à la montagne tendent à colmater les retenues hydroélectriques et réduit leur capacité de stockage dont dépendent des grands périmètres irrigués, tant sur la plaine côtière du Pacifique (désert du Sonora et ses abords) que sur l'altiplano nord -central (désert de Chihuahua). De plus, une grande partie des eaux souterraines de cet altiplano provient aussi de la Sierra Madre Occidentale ; la diminution des infiltrations en amont pourrait donc réduire la recharge naturelle de l'aquifère de la Laguna, au sud du désert de Chihuahua (Brouste, 1996).

3Des recherches menées depuis 15 ans ont permis de mesurer l'érosion actuelle dans le haut bassin du Nazas (Sierra Madre Occidentale, Mexique). On a ainsi mesuré des taux d'érosion de plusieurs mm par an dans les secteurs les plus dégradés. La dégradation est causée principalement par le surpâturage. Le seul piétinement du bétail s'est avéré entraîner un tassement notoire du sol, en modifiant la structure et facilitant le ruissellement et le départ de ses éléments fins. On a pu montrer que l'érosion aréolaire était de deux ordres de grandeur supérieure à l'érosion causée par les ravines, soit 1,85 mm/an de lame érodée par érosion aréolaire contre 0.009 mm/an par érosion linéaire (Descroix et al., 2008) ; ce qui n'empêche pas la formation de ravines profondes (voir photos ci-dessous).

4Des mesures de conservation ont commencé à être appliquées dans certains secteurs pilotes et montrent des résultats encourageants. Nous montrons ici un exemple de ce que peuvent être des « services éco-systémiques » appelés « services environnementaux hydrologiques » et leur mise en œuvre.

La zone d'étude

5La zone d'étude est le haut bassin du Rio Nazas, en amont du réservoir de Palmito, au cœur de la Sierra Madre Occidentale. Elle s'étend sur 17 000 km2 dans l'état de Durango entre 24° et 26.5° de latitude nord et 106.5° à 105° de longitude Ouest. La topographie y est assez accidentée sur les Hauts versants et plus ondulée vers l'est en s'approchant de l'altiplano. L'altitude maximale dépasse à peine 3 000 m (3 130 m) alors que le barrage de Palmito est situé à 1500 m environ figures 1 et 2).

6Le climat est continental semi-aride et comprend une saison des pluies importante de juin à septembre, puis une petite saison des pluies d'hiver d'octobre à janvier, bien plus irrégulière que la première. La période de février à mai est très sèche. La pluviométrie annuelle varie de 900 mm sur les crêtes à 400 mm dans le fond des vallées.

7Les sols sont essentiellement des phaeozems, des cambisols et des leptosols, développés sur des roches volcaniques éruptives (ignimbrites, rhyolite et tufs associés).

8La végétation est une savane d'altitude avec acacias, prosopis et épineux dans les zones sèches, peu à peu remplacée par une forêt claire puis plus dense de chênes jusqu'à 2200 mètres, puis de chênes et de pins ; ces derniers demeurent seuls au dessus de 2500 mètres.

9Le haut bassin du Nazas est constitué des deux branches de ce cours d'eau, le rio Sextin au nord et le rio Ramos au Sud ; ces deux cours d'eau et leurs affluents coulent dans des dépressions souvent larges orientées NNO-SSE comme l'axe de la chaîne, axe structural et tectonique commandé par la formation de la Sierra Madre (figure 2). Pour sortir de ces dépressions et se diriger vers l'altiplano, ces cours d'eau ont creusé des gorges à travers les empilements épais de rhyolites. Une fois sortis de ces derniers, les cours d'eau coulent à travers la zone ondulée vers le bassin endoréique de la Laguna. Au confluent des deux cours d'eau principaux, les eaux sont bloquées par le barrage Lázaro Cárdenas qui retient le lac de Palmito dont la capacité totale est de 4 milliards de m3 d'eau.

10Le haut bassin du Rio Nazas connaît une activité essentiellement agro-pastorale, tirant profit de grandes étendues de pâturages ; les cultures sont concentrées dans certaines dépressions aux sols plus épais, et produisent surtout du maïs et de l'avoine destinées à complémenter l'alimentation du bétail ; ce dernier est la principale spéculation de la région, et consiste en un élevage naisseur et d'embouche de veaux destinés essentiellement au marché états-unien.

11Ces dernières décennies, cette région a été affectée par un très fort changement d'usage des sols, qui s'est traduit par une augmentation des surfaces occupées et déboisées, et une forte augmentation de l'utilisation des ressources eau, sol et végétation. Cela a provoqué un déséquilibre entre la capacité du système et la charge réelle imposée aux pâturages. Ce qui a conduit à une dégradation sévère du patrimoine naturel et des ressources, du fait de surpâturage. On remarque depuis une très forte érosion des sols et la diminution des écoulements de base des cours d'eau (liée à la baisse de la capacité de rétention en eau des sols liée à leur surexploitation), ceux là même qui sont si utiles lors de la longue saison sèche.

Problématique : Impacts des systèmes productifs et du changement climatique

12La vulnérabilité du milieu physique de la zone d'étude a fait l'objet de nombreux travaux de recherche (Descroix & Nouvelot, 1997 ; Descroix et al., 2000a ; González Barrios et al., 2004). Les recherches les plus récentes se sont consacrées à l'étude de la surface du sol et la couverture végétale, qui jouent un rôle déterminant dans l'hydrodynamique de l'eau de pluie et les processus d'infiltration, de ruissellement et d'érosion (Descroix et al., 2008 ; González Barrios et al., 2008 ; González Barrios et al., 2009b).

13Les études consacrées aux changements d'usage des sols et leurs conséquences sur les états de surface ont montré que la diminution de la couverture végétale augmentait logiquement la sensibilité aux processus d'érosion et au ruissellement généralisé (Descroix et al, 2000b ; Descroix et al, 2001 ; Descroix et al, 2004).

14Les résultats de ces travaux réalisés sur de petites zones d'observation (versants et bassins de 0,2 à 20 km2) ont permis de mesurer une perte en sol annuelle par érosion aréolaire (en nappe) de 2,87 kg par m2, soit une lame érodée de 1,85 mm par an. L'érosion linéaire, en ravine, se chiffre à 1,27 tonnes par m2 si on ne prend en compte que la surface de la ravine, soit 91 cm par an d'ablation ! ! (Gonzalez Barrios, et al., 2005). Mais l'espace occupé par des ravines est minime par rapport à l'ensemble des pâturages qui sont eux presqu'intégralement soumis à l'érosion en nappe. On a pu montrer que dans les sols comportant la plus forte proportion de limons, et pour les grands bassins versants (de plusieurs milliers de km2), la valeur de l'érosion en nappe peut être jusqu'à deux ordres de grandeur plus forte que l'érosion causée par les ravines (Descroix et al., 2008). On observe, plus rarement, l'existence de tunnels de suffosion dans les pâturages.

15Mais ces valeurs présentent une forte variabilité spatio-temporelle en fonction de la pluviométrie annuelle et de l'état de surface du sol (Descroix & Poulenard, 1995). L'étude de l'érosion hydrique en nappe et en ravines a donné lieu à des propositions de mesures de suivi plus adaptées aux processus érosifs (Descroix et al., 1997b ; González-Barrios et al., 2007), ainsi qu'à la recommandation de mesures palliatives et correctives à court et moyen terme (Sánchez Cohen et al., 2009a ; Gonzalez Barrios, et al., 2009a).

16Les recherches se sont intéressées aussi aux formes et intensités de l'activité d'élevage ; elles permettent de mettre en relation les zones les plus dégradées de l'espace avec celles où la charge bétaillère a été la plus forte, jusqu'à quatre fois plus élevée que celle autorisée par la capacité naturelle des pâturages (Viramontes, et al., 2004). L'érosion est due principalement au surpâturage et au piétinement du bétail qui provoquent un tassement et une compaction du sol, en modifiant ainsi la structure et facilitant le ruissellement et le départ des éléments fins (Descroix et al, 2005).

17Ont aussi été étudiées les caractéristiques naturelles du milieu physique qui expliquent l'accélération de la dégradation physique du milieu. Il s'agit essentiellement du type de sol, de la taille de la surface drainée (ou aire contributive), de l'intensité de la pluie et des états de surface.

18Les recherches se sont orientées aussi vers l'étude des variables hydro-climatiques et leurs relations avec l'usage et la gestion de la ressource en eau, sol et végétation. Les aléas climatiques comme les gelées, les grêles, le début ou la fin de la saison des pluies, la variabilité spatio-temporelle de la pluviométrie et de son intensité, les températures extrêmes ont pu provoquer une succession de conséquences sur le milieu physique et humain de cette région (Descroix et al., 1997a ; Descroix et al., 2002a ; Sánchez Cohen et al., 2008 ; Sánchez Cohen et al., 2009b).

Objectifs

19Ces travaux ont inspiré l'instrumentation destinée aux programmes d'action destinés à contrôler le problème de l'érosion avec une vision environnementale et socio-économique. Il s'agit de donner un revenu aux agriculteurs qui acceptent de construire des ouvrages de conservation du sol et de l'eau pouvant dégager une plus value environnementale et hydrologique. Le but de tous ces aménagements est multiple ; il s'agit en particulier de :

  • réduire l'érosion des sols

  • maintenir les sources, les débits de base et la qualité des eaux

  • contenir les risques de crue et inondation

  • préserver la capacité de recharge des aquifères

20Cela tout en maintenant la population sur place et en lui proposant du travail.

Matériel et méthodes

21Le PSAH (Programa de Servicios Ambientales Hidrológicos, ou Programme de Services Environnementaux en Hydrologie) est porté par le service des forêts, le ministère de l'environnement et l'Etat de Durango. Les ouvrages et actions qu'il finance sont :

  • la constitution de bourrelets de déchets végétaux sur les versants et suivant les courbes de niveaux pour freiner le ruissellement et l'érosion et augmenter l'infiltration et l'humidité du sol ;

  • la construction de seuils ou petits barrages en matériaux divers (pierres, résidus végétaux, pneus usagés, sacs de terre ou de sable) sur les têtes de ravines et les ruisseaux afin de piéger les sédiments ;

  • la préservation de secteurs boisés ou arbustifs pour limiter l'érosion et favoriser l'infiltration de l'eau et la recharge de l'aquifère.

22Le tableau 1 donne le coût unitaire des différents travaux de LAE (lutte anti-érosive) tels que proposés et effectués à ce jour.

Figure 1 : localisation du bassin Nazas-Aguanaval dans le contexte nord-mexicain

Figure 2 : carte du haut bassin du Nazas, avec la localisation des villages dans le terroir des quels ont été effectués les travaux de LAE

Tableau 1 : coût de chaque type d’ouvrage de LAE

pesos

euro

barrage de branches d'arbres (2 X 1 m)

74

3,85

1 m3 de barrage de pierres

423

22

1 m3 de barrage en sacs de sable

259

13,5

1 m3 de barrage de sacs de sable en géotextile

429

22,3

barrage de pneus

331

17,2

1 m3 de barrage en maçonnerie

922

47,9

barrage en gabions

614

31,9

100 m de terrasses en pierres sèches

443

23,0

100 trous pour plantation d'arbres

180

9,4

100 m de tranchée/talus

388

20,2

100 m de haie coupe vent végétale

1623

84,4

100 m de bourrelets de déchets végétaux

169

8,8

1 ha de reboisement

895

46,5

200 m de cordon pierreux

136

7,1

6 m2 de pavage de tête de ravine

69

3,6

Résultats

23En 2005, le gouvernement fédéral mexicain ainsi que l'état de Durango se sont mis d'accord pour mettre en route le programme de services environnementaux hydrologiques (PSAH) dans le but de restaurer le milieu naturel par la réalisation d'ouvrages de conservation testés avec succès pour retenir le sol, l'humidité et de cette manière faciliter la reprise de la végétation, maintenir la qualité et la quantité d'eau d'écoulement et redresser la recharge des nappes phréatiques.

24Le programme PSAH comprend la participation de la Commission nationale forestière (CONAFOR, équivalente de l'ONF - Office National des Forêts français), le ministère de l'Environnement (Secretaría de medio ambiente y recursos naturales, SEMARNAT), le service en charge de la protection de la Nature (Procuraduría de protección al ambiente, PROFEPA), le ministère des ressources naturelles et de l'environnement de l'Etat de Durango (Secretaría de Recursos Naturales y Medio Ambiente del Gobierno de Durango, SRNYMA), les municipalités concernées par les zones traitées par le programme (Unidades de aprovechamiento forestal de las comunidades forestales) c'est à dire celles qui ont souhaité y participer et ont soumis au programme la candidature de secteurs de leur commune propices pour réaliser les ouvrages proposés. Ces derniers sont décrits dans un manuel des "ouvrages et pratiques" proposé par la CONAFOR, coordinatrice du programme. Les étapes du programme sont suivies sur le terrain par un responsable du Bureau d'étude prestataire de services.

25Le tableau 2 liste l'ensemble des ouvrages réalisés durant le programme PSAH.

Tableau 2 : liste des actions réalisées de 2006 à 2010 par le programme PSAH

ouvrages

2006

2007

2008

2009

Total

panneaux d'information

63

8

0

4

75

aménagements en cordons végétaux (ha)

2380

2522

1926

956

7784

Clôtures (km)

52

12

104

0

168

équipements pour brigades de pompiers

0

9

1

1

11

tranchée (X 250 ha)

0

0

192

20

212

cordons pierreux (m3)

0

0

350

4010

4360

Barrage filtrant en pierre (m3)

2320

2620

3530

3524

11964

Barrage filtrant en pneus (m3)

0

0

900

160

1060

empierrements têtes de ravines (m2)

880

1250

1550

2885

6565

reboisement (ha)

0

0

2508

0

2508

traitement anti-incendie (mois de travail)

6

36

45

48

135

débranchages préventifs (ha)

0

0

30

0

30

lutte contre les plaies (journées de travail)

300

316

16

39

671

tranchées pare feu (km)

0

0

15,6

56

71,6

26Le programme a commencé modestement en traitant une surface de 4000 hectares (une communauté rurale, en 2006). Devant le succès et la réponse importante obtenue auprès des habitants des communautés ayant bénéficié du programme, il a pris de l'ampleur pour concerner 8 communautés et 14 500 hectares de plus à fin 2009.

27La main d'œuvre a été payée pour exécuter le programme, avec un bon salaire (l'équivalent d'environ 22 euros par journée de travail), ce qui a été attractif et a permis de mobiliser l'essentiel de la force de travail disponible dans ces communautés ; des hommes et des femmes de 16 à 70 ans y ont participé.

28Les ouvrages et actions suivants ont été réalisés :

  • mise en andains de matière végétale, branchages et déchets végétaux provenant de la taille d'arbres et d'arbustes, destinée à réduire la vitesse d'écoulement de l'eau, augmenter l'humidité du sol, diminuer l'érosion et créer les conditions favorables à la régénération naturelle de la végétation

  • construction de petits barrages et seuils en matériaux divers (pierres, matériel végétal, pneus usagés, sacs de sable et de terre) pour réduire la vitesse de l'écoulement de l'eau et les pertes en sol ;

  • installation de dispositifs de contrôle de l'érosion en nappe et du ravinement : aménagements de terrasses et d'andains de bois sec et mort et de brindilles et autres déchets végétaux, traitement des têtes de ravines et couverture des talus de sol nu par des manteaux de pierres ;

  • promotion de la conservation d'aires de végétation naturelle ou reboisée afin d'éviter la perte de végétation et de faciliter une infiltration maximale de l'eau dans le sol ;

  • installation de panneaux enseignant les bonnes pratiques agro-forestières et la convivialité des activités agro-sylvo-pastorales avec le milieu forestier et appelant à venir en aide au programme pour la conservation et la protection de la forêt en évitant les coupes et tailles sauvages, le dépôt d'ordures et les incendies de forêts ;

  • installation de panneaux d'avertissement pour une meilleure vigilance permanente du milieu forestier par l'autorité en charge de l'environnement.

29Ce programme de services environnementaux a débuté avec un financement et une durée déterminés qui ont servi à aider et appuyer les communautés pendant cinq ans (2006-2010). La surface initiale de 4000 hectares a été étendue ensuite comme signalé plus haut.

30Les photos ci-dessous montrent quelques uns de ces ouvrages, réalisés dans différentes communautés rurales ainsi que le travail de ces villageois, organisés en équipes de travail, qui aident à récupérer progressivement le patrimoine naturel qui était en perdition.

31A ce jour, le programme, qui porte sur 8 villages de la région, a pu assurer le traitement de 18500 hectares de terrain. Les photos ci-dessous montrent les travaux en cours ou achevés :

  • Cordons pierreux (photo 1)

  • Empierrement de têtes de ravine (photo 2)

  • Barrages en pneus (photo 3)

  • Barrages végétaux (photos 4)

  • Cordons de débris végétaux (photo 5)

  • Terrasses empierrées (photos 6 et 8)

  • Barrages en pierres (photo 7)

32L'évaluation des effets de ces ouvrages de conservation des sols et de l'eau est en cours, mais les résultats qualitatifs sont évidents dès la première saison des pluies. En effet, le programme PSAH vient de s'achever (fin 2010) dans ces communautés rurales pilotes avec des résultats satisfaisant qui sautent aux yeux sur le terrain : rétention de sol et d'eau, regain de la végétation, restauration progressive de l'écosystème, uniformisation et restauration de zones fractionnées par la dégradation, limitation de l'exode rural par maintien des paysans sur place...

Photo 1 : cordon pierreux

Photo 2 : empierrement de tête de ravine

Photo 3 : barrage en pneus usagés

Photo 4 : barrages végétaux

Photo 5 : cordon de débris végétaux

Photo 6 : terrasses empierrées

Photo 7 : barrages en pierre

Photo 8 : équipe de travail posant devant des terrasses empierrées

Conclusion

33Le travail est trop récent pour avoir des estimations chiffrées mais l'amélioration qualitative des secteurs traités est manifeste en termes de rétention des sols et des eaux, ce qui est positif et encourageant.

34Toutefois, le programme doit céder sa place dès 2011 à une phase différente et autofinancée des travaux de conservation, afin de pouvoir maintenir les superficies restaurées et d'en étendre le périmètre aux communes et communautés voisines afin de pérenniser ces services environnementaux. Cela signifie impliquer plus de main d'œuvre mais aussi la recherche de moyens financiers pérennisables pour les mener à bien.

Bibliographie

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Viramontes, D., E. Anaya, C. García, J. Poulenard, H. Barral, L. Macías, M.G. Rodríguez Camarillo (2004) Demasiado ganado y demasiados leñadores : una economía minera. En : La Sierra Madre Occidental, una fuente de agua amenazada (Ed. by L. Descroix, J.L. González Barrios & J. Estrada) Capitulo 8, 183-193. Ediciones INIFAP-IRD, Gómez Palacio, Durango, México.

Sánchez Cohen, I., G. Díaz padilla, W.Ojeda, G. Chebhouni, I. Orona, J, Villanueva, J.L. Gonzalez Barrios, G. Gonzalez Cervantes (2008) Variabilidad climática en México : algunos impactos hidrológicos, sociales y económicos. Ingeniería hidráulica en México. Vol. XXIII (4), 5-24

Sánchez Cohen, I, J. Cerano Paredes J, Villanueva, J. Estrada, J.L. Gonzalez Barrios, E. Cornejo (2009a) Evaluación de alternativas para la conservación de la cubierta vegetal en la parte alta de la cuenca Nazas-Aguanaval mediante el sistema de ayuda para la toma de decisiones (DSS). Agrofaz Vol.9 (5), 55-62

Sánchez Cohen, I, J. L González Barrios, G. Díaz Padilla, M. Velásquez Valle (2009b) Cambio climático y vulnerabilidad ecológica : Impacto en las variables hidrológicas de las cuencas. En : Manejo Comparado de Cuencas Hidrológicas ; Incertidumbre Climática, Vulnerabilidad Ecológica y Conflicto Social (Comp. by J.L. González Barrios e I. Sánchez Cohen) 23-45. Ediciones SMCS CONACYT RETAC INIFAP RNIAS. Torreón Coahuila, México

Table des illustrations

Légende Figure 1 : localisation du bassin Nazas-Aguanaval dans le contexte nord-mexicain
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Légende Figure 2 : carte du haut bassin du Nazas, avec la localisation des villages dans le terroir des quels ont été effectués les travaux de LAE
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Légende Photo 1 : cordon pierreux
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Légende Photo 2 : empierrement de tête de ravine
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Légende Photo 3 : barrage en pneus usagés
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Légende Photo 4 : barrages végétaux
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Légende Photo 5 : cordon de débris végétaux
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Légende Photo 6 : terrasses empierrées
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Légende Photo 7 : barrages en pierre
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Légende Photo 8 : équipe de travail posant devant des terrasses empierrées
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© IRD Éditions, 2012

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