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Utilisation d'un systeme d'information géographique et de l'équation universelle de perte en terre pour prédire le risque d'érosion pluviale dans une monoculture de bananier (musa sapienthum)( Télécharger le fichier original )par Biko MBOUMA BASSOGLOG Université de Dschang - Ingenieur Agronome 2012 |
I.1 AndosolsI.1.1 Définition et origineCe sont des sols qui ont soit un horizon vitrique ou andique, commençant dans un intervalle de 25 cm de la surface du sol et ne pouvant avoir que des horizons diagnostique de type histique, fulvique, mollique, umbrique, ochrique, durique ou cambique (FAO, 2001).L'horizon vitrique est dominé par le verre volcanique et l'horizon andique comprend des allophanes où lescomplexes humico - alumineux sont dominants (Rusu, 2005). Les andosols sont formés sur des matériaux volcaniques et ont communément un horizon de surface de couleur sombre ; étymologiquement, le mot andosol est d'origine japonaise, an signifiesombre, et do, sol(Yerima et Van Ranst, 2005). Les Andosols (dans le sens de la classification WRB) sont équivalents aux Andisols de la classification US Taxonomy, et aux Andosols de la classification française. I.1.2 Genèse des andosolsLes andosols sont pour la plupart des sols jeunes, formés sur des roches volcaniques, et caractérisés parune évolution très rapide de la matière minérale (Quantin, 1974), à cause de la présence de cendres volcaniques qui, avec leurs grandes surfaces spécifiques, augmentent le degré d'humectation de la roche en zone humide(Yerima et Van Ranst, 2005).Quantin (1974) distingue trois facteurs de formation des Andosols : · Le temps d'altération · Le rajeunissement · Le climat Les andosols développés sur des matériaux parentaux récents, peuvent avoir un aspect hétérogène ; à cause de la superposition de différentes couches volcaniques de divers âges qui ont rajeuni le sol s'étant développé auparavant. Par conséquent, l'horizonation ne résulte pas seulement de la pédogénèse mais quelque fois aussi de la chronologie de dépôt des matériaux parentaux donnant au profil pédologique un aspect polygénétique(Yerima et Van Ranst, 2005). D'après Quantin (1977), I1 est intéressant de comparer l'évolution de l'altération de cendresbasaltiques, soit en cours du temps, soit suivant la répartitionpluviométrique, en climat tropical. Dans les solspeu évolués, lespremiers produits d'altération sont riches en silice. En quelquesdizaines ou centaines d'années, sous un climat modérément pluvieux,se différencient des Andosols saturés contenant déjà des minéraux argileux.Ensuite, et sous les climats très humides et per humides, lessols se désaturent et se désilicifient fortement: aluminosilicateset hydroxydes de fer amorphes ne cristallisent pas, ou mal. Les travaux de Sieffermann et Millot (1968) ont montré que les sols développés sur des matériaux volcaniques jeunes des régions du Sud-Ouest, Ouest,Littoral et Adamaoua du Cameroun, sont dominés par l'allophane, l'halloysite, la métahalloysite, la kaolinite et de gibbsite. La séquence d'évolution en fonction du climat et du temps prend les sens suivants : a) Roche parentaleallophane kaolinite gibbsite (Zone Sud-ouest) b) Roche parentale allophane -- halloysite metahalloysitegibbsite (Zones Ouest, Adamaoua et Littoral) La zone Sud-Ouest ayant moins de minéraux intermédiaires car la pluviométrie y est beaucoup plus importante, ce qui accélère l'altération. I.1.3 Caractéristiques des andosolsI.1.1.1 Caractéristiques morphologiques et physiquesL'Andosol typique a un profil de type AC ou ABC avec un horizon Ah sombre (dut à la présence de matière organique) d'épaisseur variant de 20 cm à 50 cm au-dessus d'un horizon B ou C de couleur brune.Les horizons de sous surface (BW) ont une structure en bloc subangulaire, lâche ; par contre les horizons de sous surface des andosols jeunes, formés sur téphras (roches éjectées lors des éruptions volcaniques explosives), n'ont pas de structure et se présentent en grains individuels (Yerima et Van Ranst, 2005). Sur le terrain, les Andosols n'ont pas souvent une structure bien développée, reflétant ainsi l'abondance de matériaux non cristallins. L'horizon A a une structure granulaire, est très poreux, a une faible densité apparente (0.85g/cm3), possède une teneur élevée en matière organique, une microporosité abondante, une capacité de rétention en eau très importante, une bonne stabilité des microagrégats et une grande sensibilité à l'érosion (Yerima et Van Ranst, 2005).Les substances amorphes augmentent parallèlement la capacité de rétention et le point de flétrissement ; l'eau utile, différence entre ces deux états de l'eau, reste indépendante du taux de substances amorphes (Bonfils et Moinreau, 1971).Le pourcentage moyen de matière organique est de 8% et peut atteindre 30% dans les profils très sombres(Yerima et Van Ranst, 2005).La densité apparentedes andosols est parmi les plus faibles à cause des propriétés physiques des matériaux initiaux. Ainsi les cendres volcaniques peu altérés ont une valeur de la densité apparente de 1 à 1,2. Pour les autres types des roches, ladensité est plus élevée, mais cette propriété dépend du taux d'altération (Rusu, 2005). La granulométrie des Andosols est assez difficile à déterminer ; Quantin (1972) rapporte que plusieurs auteurs se sont aperçus qu'en utilisant la méthode classique d'analyse granulométrique, ils obtenaient un très faible pourcentage en éléments fins inférieurs à 2 um. Ceci parait absurde, au regard des valeurs élevées obtenues pour la capacité de rétention en eau, la surface spécifique, les capacités d'échange tantanioniques que cationiques. La raison est la présence d'allophane et des gels d'hydroxydes qui agissent ici comme des ciments maintenant la cohésion des microaggrégats du sol. I.1.1.2 Caractéristiques minéralogiquesLes minéraux primaires des andosols enrichis en allophanes, sont des verres et des agrégats de verres de différents stades d'altération dépendant de l'âge de sol et de l'altérabilité des minéraux volcaniques (le quartz, les feldspaths, les micas, les minéraux ferromagnésiens tels que olivine, pyroxène, amphibole, sont très peu altérés) (Yerima et Van Ranst, 2005). On rassemble dans les allophanes tous les matériaux amorphes, des gels d'hydroxydes et d'aluminosilicates, peu ou pas du tout cristallisés (Rusu, 2005). La composition minérale des argiles des andosols, dépend de plusieurs facteurs tels que : l'âge du sol, la composition du matériel parental, le pH, le statut en bases, le régime hydrique, et la teneur en matière organique (Yerima et Van Ranst, 2005). D'après Segalen (1968),il semble qu'il y'ait plusieurs sortes de produits minéraux dans les andosols : des minéraux primaire ou des résidus vitreux non altérés ; des produits amorphes contenant à la fois la silice, l'alumine et le fer ; des minéraux hydratés secondaires. Ø Les minéraux primaires et verres ; on y trouve généralement les trois catégories suivantes : · Des orthosilicates, du verre basique d'altération rapide ; · Des pyroxènes et hornblendes d'altération plus lente ; · Des feldspaths, du verre acide, d'altération assez lente ;associés àde la magnétite, du quartz peu altérables. Ø Les produits amorphes (les allophanes et les gels d'hydroxydes par exemple), de formule et composition variables et complexes. Ø Des produits secondaires cristallisés :halloysite et montmorillonite pour les minéraux argileux, la gibbsite pour l'hydroxyde d'aluminium. I.1.1.3 Caractéristiques chimiques des andosolsLes andosols sont bien connus comme ayant des propriétés d'échange très variables : la charge dépend du pH (la CEC augmente avec le pH) et la concentration en électrolytes.Contrairement à la capacité d'échange de cations, la capacité d'échange anionique est maximum en pH acide et minimum en pH basique, la saturation en anions a pour effet d'abaisser la capacité d'échange cationique (Sieffermann, 1973).La teneur élevée en matière organique (le rapport C/N, des andosols est très élevé) et en allophane explique une capacité d'échange anionique élevée dans ces sols. Le pH de ces sols est normalement élevé (pH>5) quand la fraction colloidale est dominée par les allophanes et l'imogolite, mais lorsque celle-ci est composée de complexe Aluminoou Ferro humique lié à des argiles phyllosilicates, le pH peut être inférieur à 5 (Yerima et Van Ranst, 2005).Quantin (1972) mentionne que si les teneurs enPhosphore total sont généralement élevées dans lesandosols, c'est parce qu'ils sont riches en minéraux primaireset qu'il y a une fixation énergique de cetélément par les substances « amorphes », ce qui fait que les quantités de phosphore assimilables sont généralement très faibles, à l'exception des sols peu évolués à substances amorphes trèssiliceuses.Ces sols ont une forte affinité avec les ions phosphates, la rétention en ces ions peut atteindre, plus de 85% d'ions phosphates ajoutés en solution(Yerima et Van Ranst, 2005). I.1.1.4 Gestion et utilisation des andosolsLes andosols, sont souvent considérés comme étant très fertiles, à cause de leur âge récent, de leur grande quantité de verres et de minéraux primaires, de le teneur importante en azote, phosphore, et soufre incluant de la matière organique(Yerima et Van Ranst, 2005).Malgré la richesse minérale de ces sols, les engrais minéraux sont nécessaires, ne serait-ce que pour restituer ausol les éléments minéraux exportés (Martin, 1965). Dans leur état naturel et sous une végétation originelle, les andosols présentent une bonne porosité et une structure stable qui permettent un bon drainage interne etrestreint les risques d'érosion. Cependant, sous culture intensive, les propriétés physiques naturelles des andosols peuvent être modifiées et produire une déshydratation drastique du sol avec pour conséquence un sol devenant très friable et sableux pouvant être facilement érodible(Yerima et Van Ranst, 2005).Les Andosols présentent un certain nombre de problèmes mécaniques comme la faible capacité de charge et la consistance collante à l'état humide (FAO, 2001). Sur le plan de la fertilité des terres, à cause des propriétés tampons des andosols, l'augmentation du pH serait très difficile et cher. Les engrais azotés et phosphatés peuvent être recommandés, généralement le potassium y est bien représenté ; on y observe souvent des carences en Bore, Molybdène, Zinc, Manganèse, Cuivre, et Cobalt(Yerima et Van Ranst, 2005). Les Andosols peuvent accueillir une large variété de cultures incluant la canne à sucre, le tabac, la patate douce, le Théier, les légumes etc. (FAO, 2001). Au Cameroun, ces sols sont les zones d'installations de plantations industrielles qui y cultivent intensément le palmier à huile, le bananier, l'hévéa, le Théier. V. L'EROSION PLUVIALEI.1 Historique de l'érosion pluviale sur les terres agricolesL'érosion façonne la Terre depuis qu'elle est émergée... Et depuis plus de 7 000 ans, l'Homme s'acharne à lutter contre l'érosion pour protéger ses terres contre l'agressivité despluies et du ruissellement (Roose, 1994). On prend donc conscience que les civilisations humainesqui se sont succédées dans l'histoire, ont été soumises aux effets de l'érosion et ont dut faire face pour faire pérenniser leurs activités. La civilisation Maya qui a perduré entre 2000 ans avant J-C et 900 ans après J-C (Wikipédia, 2012a) dans la région Mésoaméricaine (du Mexique actuel au Guatemala), est l'un des exemples les plus marquants de l'impact de la dégradation des terres due à l'érosion pluviale, sur la décadence des grandes civilisations de l'humanité. Les Mayas étaient des agriculteurs qui avaient développé une agriculture itinérante sur brulis dans les basses terres fertiles (Anonyme, 2012a). Leur démographie a très vite augmenté au fil des générations, les poussant à gagner du terrain sur les hautes terres où une déforestation effrénée a conduit à l'érosion hydrique des sols entrainant l'ensablement des lacs en aval et l'épuisement des sols (Montgomery, 2007). Une famine s'en est suivie et c'est elle qui est la cause principale de la décadence de cette brillante civilisation. Cependant le développement technologique de l'agriculture des siècles après la civilisation des Mayas, n'a pas résolu le problème de l'érosion hydrique des sols sur les activités humaines. La France du XII e Siècle et L'Egypte actuel (dans les années 1930) entre autres, ont connu une dégradation progressive des terres à cause de l'érosion pluviale qui était très fortement liée à l'augmentation de la densité de la population dans les campagnes et les villes. Ce qui a eu pour conséquence d'annuler la jachère, il s'en est suivi une baisse de productivité du sol et des périodes de famine retentissantes (Roose, 1994). I.2 Les formes d'érosion pluvialeArmstrong et al.(1982) distinguent 3 formes d'érosion pluviale ou hydrique : · L'érosion en nappe ou érosion aréolaire, c'est le stade initial de l'érosion pluviale ; une mince couche de sol uniforme sur l'étendue de la parcelle est enlevée dans un premier temps par l'impact des gouttelettes d'eau, et puis transportée par les eaux de ruissellement. · L'érosion linéaire ou en micro filet ou rigole, Ici l'eau de ruissellement prend le chemin présentant le moins de résistance, elle s'y concentre pour former une petite dépression (rigole) mais reste cependant éliminable par des façons culturales courantes. · L'érosion en ravine ; elle se produit lorsque la rigole évolue progressivement vers une ravine et ne peut plus être éliminée par des façons culturales courantes. L'érosion en nappe est la forme d'érosion la plus dominante (Pimentel et Kounang, 1998). Dans le cadre de notre étude nous nous appesantirons particulièrement sur l'érosion en nappe. I.3 L'érosion en nappeI.1.1 Définition et description du phénomèneOn parle d'érosion en nappe ou aréolaire (sheeterosion en anglais) parce que l'énergie des gouttes de pluie s'applique à toute la surface du sol et le transport des matériaux détachés s'effectue par le ruissellement en nappe (Roose, 1994). Il correspond au stade initial de l'érosion du sol.L'érosion en nappe se produit principalement quand la surface du champ est lisse et la pente uniforme (Kuypers et al., 2004)entraînant ainsi la dégradation du sol sur l'ensemble de la surface du sol.De ce fait elle est peu visible d'une année à l'autre puisqu'une érosion importante de 15 à 30 t/ha/an correspond à une perte de hauteur de 1 à 2 mm (Roose, 1994).L'érosion en nappe se manifeste comme une conséquence de l'impact des gouttes de pluie qui détruisent les agrégats du sol. Par conséquentles particules fines du sol sont mises en liberté. Etant libres, elles vontremplir l'espace entre les particules grossières et vont former à la surfacedu sol une couche tassée, comme une croûte qui empêche l'infiltration de l'eau et favorise ainsi le ruissellement(Kuypers et al., 2004). La nappe d'eau à la surface du sol entraine avec elle des minéraux dissouts et des éléments fins (argiles et colloïdes organiques) (Dupriez,2007). I.1.2 Causeet facteurs de l'érosion en nappeLa cause de l'érosion en nappe est l'énergie de la battance des pluies sur les sols dénudés (Roose, 1994).Les gouttes de pluies déclenchent le processus de destruction des agrégats du sol tandis que le ruissellement n'assureque le transport des particules détachées sur des pentes inférieures à 15% ;au-delà le ruissellement devient lui-même abrasif etson énergie dépasse celle de la battance de la pluie (Roose et Lelong, 1976).Pour Munodawafa (2012) reprenant Morgan (1986), l'érosion en nappe ne débute que lorsque pendant une averse, la quantité de pluie et/ou l'intensité de celle-ci dépasse respectivement la capacité de rétention maximale et d'infiltration en eau du sol. Selon Roose (1994) l'érosion en nappe observée sur une parcelle est caractérisée à la fois par: · l'intensité maximale des pluies qui déclenchent le ruissellement (1 maximum en 15 minutes surpentes fortes ou 1 maximum en 30 minutes sur les pentes moyennes), · l'énergie des pluies (Ec) qui détachent les particules susceptibles de migrer, · la durée des pluies et/ou de l'humidité avant les pluies. Roose et al. (1993b) ont montré que la sensibilité des sols à la battance (impact des gouttes de pluies) et au tassement (remplissage de la macroporosité de surface par les particules fines déplacées par les gouttes de pluie) dépend non seulement de leur texture, mais aussi de leur teneur en matière organique et de l'humidité de l'horizon desurface, ces deux derniers facteurs étant fortement dépendants de l'utilisation du sol etdes pratiques agricoles. La matière organique en agissant comme liant entre les microaggrégats, accroit la stabilité des agrégats qui est d'autant plus grande que la fraction argileuse est importante. Pour les sols tropicaux, la bonne cohésion et consolidation des agrégats du sol est essentielle pour contrôler l'érosion en nappe et le ruissellement (Reichertet al., 1999).Dupriez (1996) fait mention de l'effet du surpâturage sur le développement de l'érosion en nappe, celui-ci dénude le sol, et le livre à la battance des pluies. En plus, le piétinement incessant des animaux réduit la porosité structurale de l'horizon de surface favorisant ainsi le tassement, qui empêche la bonne infiltration de l'eau d'où un ruissellement important. I.1.3 Symptômes et conséquences de l'érosion en nappeSelon Roose (1994), les symptômes apparents de l'érosion en nappe sont : · Le nivellement de la surface du sol par dégradation des mottes et remplissage des creux. Il s'ensuit des croûtes diverses, lisses et blanchies. · La squelettisation des horizons superficiels par perte sélective des matières organiques et des argiles, laissant en place une couche de sable et de gravier, plus claire que 1'horizon humifère sous-jacent. · Le décapage de l'horizon humifère laissant des plages de couleur claire 1'horizon minéral sous-jacent apparaît à l'air libre. D'autres traces visibles de l'érosion en nappe sont observables, il s'agit du déchaussage des racines des arbres et des touffes d'herbes, et le dépôt de la terre érodée au pied des barrières comme des haies vives et les murettes (Anonyme, 2012a).Mais les formes les plus démonstratives sont les micro demoiselles coiffées (figure 2), petits piédestaux de terre coiffés d'un objet dur résistant à l'attaque des gouttes de pluie (graines,racines, feuilles, cailloux ou simples croûtes de terre tassée protégées par des lichens) (Roose, 1994). Piédestal Motte de terre protégée Petite pierre
Figure 2 : Photographie d'un piédestal prise dans une bananeraie de la PHP De ces symptômes visibles de l'érosion en nappe, découlent des conséquences graves sur le plan de la productivité des terres et de leur fertilité, notamment : · Lessivage important des éléments nutritifs pour la plante à travers les eaux de ruissellement. · La sélectivité de cette forme d'érosion débarrasse le sol des particules fines (argiles, limons et matière organique) qui sont pourtant responsables des propriétés d'échange et de rétention en bases et en anions.Le sol perdu par érosion est 2.5 fois plus riche en éléments nutritifs que le sol en place (Villemure, 2006). · L'augmentation de la densité apparente de l'horizon de surface, dû au tassement provoque une baisse de la disponibilité de l'eau pour les plantes (Munodawafa, 2012) ; et peut servir de barrière mécanique pour le développement racinaire de la plante en place. · L'érosion en nappe réduit progressivement la profondeur du sol, ce qui nuit au bon développement des racines et à l'épanouissement de la micro, meso et macrofaune et flore(Pimentel et Kounang, 1998). . I.1.4 Lutte contre l'érosion en nappeL'érosion en nappe attaque les sols qui manquent d'une bonne couverture végétale, ce qui amène à dire que la première méthode de lutte efficace est de promouvoir une bonne couverture végétale des sols cultivés (Roose et al., 1993a).En plus de la couverture végétale, un paillis épais à la surface du sol amortit la chute des gouttes de pluie et absorbe l'énergie cinétique qui aurait dû détruire les agrégats de la surface du sol. Il permet aussi de freiner le ruissellement et favorise l'infiltration (Reichertet al., 1999).La matière organique qui est issu de ce paillis consolide et accroit la cohérence des agrégats du sol qui résiste mieux à la battance des gouttes de pluie.Reichertet al.(1999) ont aussi montré que le labour augmente la sensibilité du sol à la battance car lors du travail de la terre il y'a déjà fragilisation de la structure des agrégats et des mottes de terre. La construction des drains protégés par des monticules de terre est assez bénéfique pour évacuer l'excès d'eau et réduire ainsi le ruissellement à la surface du sol pour cela les drains devront être parallèles au courbe niveau sur une pente douce et obliques sur un terrain escarpée pour éviter la destruction des monticules de terre (Charman et Gallacher, 2000). I.1.5 Erosion pluviale sur les AndosolsLes andosols sont le plus souvent considérés comme des sols résistants et très peu sensibles à l'érosion pluviale quand on ne prend en compte que leur facteur d'érodibilité (estimé par la méthode développée par Wischmeier et Smith (1978)) relativement plus faible que les autres sols (Armas, et al., 2004).Leur porosité importante s'accompagne d'une bonne perméabilité réduisant le ruissellementérosive (Poulenardet al., 2001). Ce qui est sans doute vrai dans le cas où ces sols sont situés dans des zones à couverture végétale abondante et à faible érosivité des pluies. Cependant, lorsque les conditions initiales à leur formation changent, et que d'important processus érosif se présente, alors la totalité du sol peut être affectée à tel point que le matériau rocheux d'origine se retrouve en surface (Rodriguez et al., 2002). En effet, certains auteurs, ont travaillé précisément sur le mécanisme de l'érosion pluviale sur les andosols, et ont mis en doute la méthode de détermination du facteur K de Wischmeier et Smith (1978) qui le sous-estime; Armas et al.(2004), ont rapporté que la sensibilité à l'érosion des sols volcaniques est en relation avec l'agrégation et la stabilité structurale. VI. MODELISATION DE L'EROSION EN NAPPE : L'EQUATION UNIVERSELLE DE PERTE EN TERRE (USLE)I.1 Historique du développement de l'USLELes études scientifiques sur l'érosion n'ont commencé qu'au début du 20èmesiècle; d'abord en Allemagne (Wollny), puis 40 ans plus tard, aux Etats Unis d'Amérique,à l'époque de la grande crise économique dans les années 30. Le Gouvernement américain, poussé par l'opinion publique affolée par les vents de sable obscurcissant le ciel en plein jour (DustBowl),chargea Hugh HammondBennet de monter le fameux Service de Conservation des Sols et de l'Eau américainet une dizaine de stations expérimentales pour mesurer au champ, le ruissellement et lestransports solides (Roose, 1994). L'initiative prenant donc de l'ampleur, c'est ainsi que de centaines puis des milliers de sites de mesures d'érosion naquirent dans presque tous les états du payssurtout dans la grande plaine américaine (Great plains). En 1940, Zingg publia une première équation empirique à partir des résultats des mesures de l'érosion en sa possession et établit pour la premièrefois la relation entre les pertes en terre avec la longueur et l'intensité de la pente ; Dwight Smith la compléta quelques années ensuite, avec les facteurs de couverture végétale et de pratique conservatoire (Wischmeier et Smith, 1972).Vingt ans après la mise en place des essais d'érosion en parcelles dans une bonne dizained'Etats d'Amérique du Nord, il existait une accumulation d'un grand nombre de données surl'érosion dont il convenait de faire la synthèse. En 1958, Wischmeier, statisticien du Servicede Conservation des Sols fut chargé de l'analyse et de la synthèse de plus de 10.000 mesuresannuelles de l'érosion sur parcelles et sur petits bassins versants dans 46 stations de la GrandePlaine américaine. L'objectif de Wischmeier et Smith était d'établir un modèleempirique de prévision de l'érosion à l'échelle du champ cultivé pour permettre auxtechniciens de la lutte antiérosive de choisir le type d'aménagement nécessaire pour garderl'érosion en-dessous d'une valeur limite tolérable étant donné le climat, la pente et lesfacteurs de production (Roose, 1994). C'est la naissance de l'équation universelle de perte en terre. I.2 Présentation générale de l'USLEL'USLE est un modèle d'érosion élaboré pour calculer la perte en terre moyenne à long terme de l'érosion en nappe et en rigole sous des conditions spécifiques. Il est aussi utilisé dans les domaines non agricoles comme la construction (Wischmeier et Smith, 1978).L'équation universelle des pertes en terre selon Wischmeier et Smith (1972) est une fonction multiplicative qui a la forme : A= R K L S C Poù : A est la quantité de perte en terre calculée par unité de perte en terre. R est l'érosivité des pluies. C'est le nombre d'unités d'index d'érosion pendant une année normale. L'index d'érosion étant une mesure de la force érosive d'une pluie spécifique. K est l'érodibilité du sol. Il correspond au taux de perte en terre par unité d'index d'érosion pour un sol cultivé sous jachère continue sur une pente de 9% et de 72,6 pieds (22,13m)de longueur. L est le facteur de longueur de pente. C'est le rapport de perte en terre d'une parcelle de longueur de pente donnée sur celle ayant 72,6 pieds de longueur avec un même type de sol et intensité de pente. S, le facteur de gradient de pente, est le ratio de la perte en terre d'une parcelle de gradient donné sur celle ayant 9%. C, facteur de gestion des cultures, est le ratio des pertes en terre d'une parcelle avec un système de culture particulier sur celle sur laquelle le facteur K a été déterminé. P, facteur de pratique conservatoire, est le ratio des pertes en terre entre une parcelle possédant un aménagement antiérosif et celle sans pratique conservatoire. I.3 Description des facteurs du modèle USLEI.1.1 Le facteur RLe facteur R exprime l'érosivité de la pluie qui est la capacité d'une pluie à provoquer une érosion.Tout d'abord, R, l'indice d'érosivité de la pluie (index d'érosion) est égal à E, l'énergie cinétique des gouttes de pluies, que multiplie I30 (l'intensité maximale d'une pluie durant 30 minutes exprimée encm par heure) le tout divisé par 100. Cet indice correspond aux risques érosifs potentiels dans une régiondonnée où se manifeste l'érosion en nappe sur une parcelle nue de 9 % de pente (Roose, 1994). Le variable produit E x I30, représente l'interaction entre l'impact potentiel des gouttes de pluies et la turbulence du ruissellement pour transporter les particules du sol hors de la parcelle (Wischmeier et Smith, 1972).Plus les précipitations sont intenses et plus elles durent longtemps, plus grands sont les risques d'érosion (Stone et Hilborn, 2000). Concrètement pour calculer E, Wischmeier et Smith (1978) proposent une relation empirique oùE = 916 + 331 log10I ; avec I (inch/heure) est l'intensité d'une phase de la pluie et E l'énergie cinétique en pieds.tonnes/acre/inch de pluie. En convertissant en unité métrique, on a la nouvelle relation suivante :E = 210 + 89 log10 I avec E en Tonnesmétriques. Mètre/ha/cm de pluie et I en cm/heure (Roose, 1994). Pour obtenir l'énergie cinétique d'une pluie donnée, il faut d'abord calculer l'énergie cinétique de chaque phase (portion d'un évènement pluvieux ayant la même intensité) de la pluie en multipliant l'énergie cinétique de cette phase par le volume d'eau écoulée durant celle-ci. Puis on additionne toutes les énergies cinétiques de phase pour avoir celle de la pluie. Afin d'avoir l'index d'érosion R d'une année ou d'une saison, on additionne toutes les index d'érosion de toutes les pluies de la période considérée (Roose, 1994). D'après Fournier (1993),les travaux de Roose (1975 à 1981; compilation et analyse de 20 à 50 années de mesures) ont abouti à la proposition de relations empiriques simples, liant l'indice Ram (indice d'érosivité annuelle moyenne) et la hauteur de pluie annuelle moyenne mesurée (Ham) sur la même période (5à 10 ans sont nécessaires au minimum). En fonction des zones étudiées (en Afrique centrale et occidentale), il a mis au point les relations suivantes : · Ram = 0.35 Ham +/- 0.05 (en région montagneuse) · Ram = 0.60 Ham +/- 0.05 (en frange côtière) · Ram = 0.50 Ham +/- 0.05 (pour les autres zones) I.1.2 Le facteur KLe facteur K est une mesure de la vulnérabilité des particules de sol au détachement et au transport par la pluie et le ruissellement(Stone et Hilborn, 2000).Ilest fonction des matières organiques et de la texture des sols,de la perméabilité et de la structure du profil (Roose, 1994). La détermination de K peut se faire directement sur parcelle d'érosion ou grâce à une équation empirique adaptée. Expérimentalement(c'est-à-dire sur parcelle d'érosion), Wischmeier et Smith (1978) donnent les caractéristiques de la parcelle d'érosion standard pour déterminer le facteur K : Ø La parcelle doit avoir une longueur de 72,6 pieds (22,13 m) avec une pente uniforme de 9% ; Ø La parcelle doit être en jachère continue c'est-à-dire labourée et ayant été maintenue nue plus de 2 ans. Ø Pendant la période des mesures, le sol doit être labouré en chaque début de saison cultural, sarclé et biner pour éviter toute reprise de la végétation et le développement de croûte de battance. Lorsque les conditions suscitées sont atteintes, L S C P sont tous égaux à 1 et K=A/Ravec K en unité anglo-saxonne s'exprime en « Tonne/acre/year/unity of EI30 ». En unité métrique, il faut multiplier le facteur K d'unité anglo-saxonne par 1,29 (Roose et Sarrailh, 1990). Wischmeier et Smith (1978) ont mis au point une équation qui met en relation le facteur K avec la texture, le taux de matière organique, la structure et la perméabilité. K = 2,1 M1.14 (10-6) (12 - a) + 0.0325 (b - 2) + 0.025 (c - 3) Avec : M= est le paramètre de taille des particules (texture), a= taux de matière organique, b= code relatif à la structure de surface, c= classe de perméabilité. NB : pour avoir K en unité métrique, on multiplie l'équation sus mentionnée par 1,29. Les concepteurs ont aussi mis sur pied un Normogramme (voir annexe) pour faciliter la détermination du facteur K. D'après Bollinne et Rosseau (1978) repris par Roose et Sarrailh (1990) on a la classification des sols en fonction de leur érodibilité : Ø K <0,10 Sols très résistants à l'érosion Ø 0,10 à 0,25 Sols assez résistants à l'érosion Ø 0,25 à 0,35 Sols moyennement sensibles à l'érosion Ø 0,35 à 0,45 Sols assez sensibles à l'érosion Ø >0,45 Sols très sensibles à l'érosion I.1.3 Le facteur LSC'est le facteur de longueur et d'inclinaison de la pente. Ilreprésente un rapport des pertes de terre sous des conditions données, aux pertes de terre en un endroit caractérisépar une inclinaison « standard » de 9 % et une longueurde pente de 72,6 pieds(Stone et Hilborn, 2000).Il est reconnu que plus la pente est élevée plus le ruissellement et l'érosion est important (Charman et Gallarcher, 2000). En théorie, plus la pente est grande plus l'érosion est importante avec un ordre de grandeur exponentielle (Roose, 1994). Cependant, il semble que son influence sur la naissance de rigoles dépend de diverses interactions avec larugosité et la perméabilité du sol, le type et l'abondance du couvert végétal(Roose et al., 1998).La longueur de la pente selon Wischmeier et Smith (1978) peut être définie comme la distance entre le point où l'écoulement de l'eau commence jusqu'au point où soit le l'inclinaison diminue de telle manière qu'il y'a début de sédimentation, soit qu'il y'a présence d'un obstacle naturel ou artificiel qui empêche l'écoulement de l'eau. D'après Smith et Wischmeier (1960) repris par Roose (1994), on a la relation suivante : LS = vL/l00 (0.76 + 0.53 S + 0.076 S2)avec L en pied et S en pourcentage. Un abaque (voir annexe) permet directement de calculer le facteur LS en projetant la valeur de la longueur de la pente sur la courbe de la pente correspondante. La détermination du facteur LS se fait en considérant que la pente est uniforme, alors que la forme de la pente (concave ou convexe) influe également sur l'érosion (Wischmeier et Smith, 1978). Cependant Roose (1994) affirme qu'il est très difficile d'estimer leur effet sur l'érosion en parcelle. Les parcelles d'érosion soumises à une forte dégradation ont tendance à devenir concave au niveau du milieu de la parcelle.Chaque année donc on la nivelle ; ce qui fausse les résultats par défaut. I.1.4 Le facteur CC'est le facteur qui mesure l'effet combiné entre la couverture végétale et son système de gestion sur l'érosion (Wischmeier et Smith, 1978) ; il ne se détermine rien qu'expérimentalement. Lefacteur C pour une culture en particulier, et ne tient pascompte des rotations des cultures, du climat ni de la répartitionannuelle des précipitations dans les différentes régionsagricoles du pays. Toutefois, ce facteur C, donnedes chiffres relatifs pour différents assolements et systèmesde travail du sol; il aide ainsi à évaluer les avantages respectifsde chaque système (Stone et Hilborn, 2000).Pour arrêter l'érosion, un couvert végétal est d'autant plus efficace qu'il absorbe l'énergie cinétique des gouttes de pluie, qu'il recouvre une forte proportion du sol durant les périodes de l'année où les pluies sont les plus agressives, qu'il ralentit l'écoulement du ruissellementet qu'il maintient une bonne porosité à la surface du sol (Roose, 1994). C'est ainsi que dans une forêt dense primaire on peut avoir un taux d'érosion entre 0.004 et 0.05 T/ha/an (Pimentel et Kounang, 1998) et dont la valeur de C est de 1/1000. Ce qui est très faible. Ainsi pour chaque type de culture on a une valeur de C. D'après Wischmeier et Smith (1978), ce facteur est fonction de la densité de la canopée, du niveau de paillage, des résidus incorporés, du type de labour. I.1.5 Le facteur PIl reflète les effets des pratiques qui réduisent la quantité d'eau de ruissellement et la vitesse de ruissellement, diminuant ainsi l'importance de l'érosion(Stone et Hilborn, 2000).Il varie entre 1 sur un sol nu sans aucun aménagement antiérosif à 1/10èmeenviron, lorsque sur une pente faible, on pratique le billonnage cloisonné (Roose, 1994). Ce facteur ne se détermine qu'expérimentalement. Un certain nombre de pratiques conservatoires comme le billonnage dans le sens de la pente, le terrassement, les cultures en bandes alternées (Wischmeier et Smith, 1978) entre autres possèdent donc leurvaleur de P. I.4 Applications du modèle USLELes applications du modèle USLE sont divers, il s'agit de : ü Prédire les pertes en terre sur les terrains agricoles à pente modérée (Lu et al.2004) ü Déterminer les meilleures utilisations durables des terres vis-à-vis de l'érosion (Roose, 1994) ü Permettre le choix des sites de construction qui contribue le moins à l'érosion dans une zone donnée (Wischmeier et Smith, 1978) ü D'estimer la contribution des régions en amont dans le rendement en sédiment de leur bassin versant (El Garouaniet al., 2003). I.5 Limites du modèle USLETout oeuvre ne pouvant être parfaite, USLE connait quelques limites notamment : · Ce modèle ne s'applique qu'à l'érosion en nappe puisque la source d'énergie est la pluie, il ne s'applique donc jamais à l'érosion linéaire, ni à l'érosion en masse (Villemure, 2006). · Ce modèle a été testé et vérifié dans despaysages de pénéplaines et de collines sur des pentes de 1 à 20 % à l'exclusion des montagnes jeunes, en particulier des pentes supérieures à 40 % où le ruissellement est une source d'énergie plus grande que les pluies et où les mouvements de masse sont importants (Roose 1994). · Les relations entre l'énergie cinétique etl'intensité des pluies utilisées généralement dans ce modèle ne sontvalables que dans la plaine américaine (Roose, 1994). · Ce modèle ne s'applique que pour des données moyennes sur 20ans. Elles ne sont donc pas valables à l'échelle de l'averse (Roose, 1994). I.6 Autres modèles d'estimation de l'érosion pluvialeAprès le modèle USLE, un grand nombre de modèles ont été développés de par le monde avec des applications diverses et spécifiques.On peut citer entre autres: · Le RevisedUniversal Soil loss Equation (RUSLE) version 1 et 2 développé respectivement par Renard et al.(1991) et Forster et al.(2002) repris par Villemure (2006) qui sont des modèles empiriques d'améliorations du USLE, et élargisse les méthodes de détermination du facteur K, C (analyse spectrale) et LS (Mutuaet al., 2006). · Water ErosionPrediction Project (WEPP) développé par NRCS (Natural Research Conservation Service) et ARS (Agricultural Research Service) aux Etats Unis. Ce modèle étant ses compétences en foresterie, en hydrologie (Flanagan et al., 2007). · Soil Loss Equation Model for South Africa (SLEMSA) a été mis au point au Zimbabwe, en tenant compte des conditions particulières (relief, érodibilité, végétation et érosivité des pluies) de la région australe de l'Afrique (Igweet al., 1999). VII. MONOGRAPHIE DU BANANIERI.1 Origine et dispersion du bananierLe mot banane vient du mot arabe bananqui veut dire doigt.L'histoire de la domestication du bananier est assez complexe depar le fait que ses diverses étapes s'échelonnent sur des milliers d'années et à des régions différentes (De Langheet al., 1999). Le bananier est originaire de l'Asie du Sud Est probablement de la Chine ; aux Philippines, en Papouasie-Nouvelle-Guinée, en Indonésie (Anonyme, 1998), onle trouve encore à l'état sauvage avec des graines (Anonyme, 2006). Il a ensuite migré vers la péninsule indienne, l'Afrique de l'Est et les îles duPacifique à travers le déplacement des Hommes (Anonyme, 2008). Au cours de cet incroyablevoyage, il s'est métamorphosé : ila progressivement perdu ses graineset s'est rempli de pulpe. Le bananieren se propageant s'est diversifié(Anonyme, 1998).Les variétés se sont répandues dans toutes les zones intertropicales humides et chaudes, des plaines jusqu'à 2 000 m d'altitude, débordant parfois dans certaineszones subtropicales. Des centres de diversification secondaire existent en Afrique del'Ouest et centrale (bananiers plantains) et sur les hauts plateaux d'Afrique de l'Est(bananes à cuire et à bière) (Anonyme, 2006).La demande en bananes s'accroîtdès la fin du XIXe siècle.En 1915, l'Europe importait plusde 100000 tonnes de fruits en provenance de Jamaïque .À l'époque, on cultivait surtout une variété de bananes dessert, appeléeGros Michel. Mais, en 1940, une grave maladie, dite«de Panama», décima les plantations, entraînant sadisparition progressive. À partir de 1960, la GrosMichel fut systématiquement remplacée par desbananes résistantes à la maladie, appartenant au sous-groupeCavendish.Aujourd'hui, la quasi-totalité des bananes dessert d'exportation est encore detype Cavendish.Elles proviennent des Canaries, d'Afrique ou de l'Amérique Latine. (Anonyme, 1998). I.2 Classification botaniqueSelon Anonyme (2006), Le bananier a la taxonomie suivante :
Le genre Musa, se divise en espèces séminifères à fruits non comestibles et variétésà fruits charnus sans graines (parthénocarpiques).Ce dernier sous genre a quatre sections : Australimusa, Callimusa, RhodochlamysetEumusa.Dans la section Eumusa, se trouvent Musa acuminata(symbole de génome : A) et Musa balbisiana(symbole de génome : B), espèces qui sont à l'origine de tous les variétéscultivées (Anonyme, 2006). Le genre Musa compte plus de 1000 variétés regroupées en 50 groupes (Anonyme, 1998).La classification des cultivarsde bananiers permet de distinguer : · Les diploïdes (AA, BB) qui sont beaucoup plus cultivés comme bananes dessert ; · Les triploïdes (AAA, AAB, ABB) : le génome AAA comprend la majorité des bananes dessert dont la Gros Michel et les Cavendish ; ABB regroupe surtout les bananes à cuire dont les plantains ; · Les tétraploïdes : AAAA, AAAB, AABB, ABBB I.3 Morphologie, croissance et développement de la planteLe bananier est une herbe géante dont le pseudo-tronc est formé par l'emboitement des gaines foliaires. Les feuilles sont émises par le méristème terminal de la tige vraie souterraine improprement appelée « bulbe » (Lassoiset al., 2009).La taille du pseudo tronc varie de 1,50 à 8m de hauteur selon les espèces et les variétés (Anonyme, 2006) et de 2 à 9 pour les bananiers cultivés (Anonyme, 2008).Le méristème terminal de la souche reste au-dessus du niveau du sol au cours de la période végétative, pendant laquelle quinze à vingt-cinq feuilles (jusqu'à quarantepour certains plantains) fonctionnelles sont émises au rythme d'une par semaine environ.Leurs gaines s'imbriquent, en une phyllotaxie spiralée, pour former le pseudotronc (improprement appelé tronc). Elles se prolongent par un pétiole épais puis unenervure centrale séparant un vaste limbe en deux parties sensiblement égales (Anonyme, 2006). Dans un cycle, le bananier produit une trentaine de feuilles fonctionnelles au rythme d'une feuille tous les 6 à 15 jours suivant la température,l'ensoleillement et le taux d'humidité du sol. A la fin de l'émission foliaire, la vraie tige croîtdans le pseudo-tronc et l'inflorescence se développe pendant près de 3 mois. Poussé par lavraie tige, le bourgeon floral (futur régime et popote) apparaît au sommet du faux-tronc, puisse recourbe vers le sol (Khamsouk, 2001).L'inflorescence est un épi de cymes : l'axe inflorescentiel porte des bractées violacées à l'aisselle desquelles les fleurs sont en général insérées sur deux rangs. L'ensemble d'unebractée et des fleurs correspondantes forme ce que l'on appelle communément unemain, chaque fleur représentant alors un doigt. Les premières fleurs développées sur lessix à douze premières mains sont dites femelles et donneront ultérieurement les fruitsdu régime. Les fleurs des mains qui suivent sont dites mâles. Elles dégénéreront aprèsla floraison et ne donneront jamais de fruits (Anonyme, 2006). L'ensemble des mains enroulées en hélice autour de la hampe forme le régime et celui-ci est généralement récolté avant maturation.Après la récolte, le faux-tronc du pied-mère est généralement coupé pour laisser la repoussede rejets ou jeunes plants - issus de ramification latérale à partir du bulbe. Un seul rejetsuccesseur ou fille est sélectionné tandis que les autres sont éliminés par oeilletonnage, assurantainsi la pérennité du bananier. Le cycle complet d'évolution du bananier dessert dure environ 9 mois: de la plantation à la récolte du fruit. C'est une plante pérenne et la vie d'un pied peut varier de 5 à 20 ans (Khamsouk , 2001). I.4 Ecologie du bananierI.1.1 L'eauEn climat chaud et humide, on considère généralement que les besoins sont couverts avec 125 à 150 mm par mois. Mais l'évapotranspiration maximale peut être plus élevée et dépasser 200 mm.Les besoins sont plus élevés en régions sèches et chaudes ou en situations très ventées (Anonyme, 2006).Le bananier craint la sécheresse. I.1.2 La températureL'optimum est voisin de 28°C (température interne). Au-delà de 35-40°C des anomaliessurviennent. En dessous de 24°C, la vitesse de croissance baisse pratiquement defaçon linéaire avec la température jusqu'à 15-16°C. Elle s'annule complètement vers10-11°C. Les feuilles jaunissent à des températures de 4 à 6°C, certains cultivars résistantun peu mieux que d'autres. La souche ne meurt que par gel. I.1.3 La lumièreLe bananier supporte de fortes insolations, si l'approvisionnement hydrique est satisfaisant. La nébulosité ralentit la végétation et augmente la taille des rejets. 1 500 à 1800 heures d'insolation est un seuil limite et 2 000 à 2 400 heures sont favorables. Une insolation brutale avec un déficit hydrique provoque un palissement des limbes puis des nécroses (brûlures), notamment sur les jeunes bananiers (Anonyme, 2006). I.1.4 Le ventLe bananier craint les vents violents: ceux-ci peuvent provoquer des dégâts considérables dans les bananeraies comme la verse de ceux-ci. Il existe deux techniques complémentaires pour éviter le bris des plants: l'une consiste à entourer les parcelles de haies d'érythrine (Erythrinafusca) jouant le rôle de brise-vent tandis que l'autre, appelée haubanage, consiste à attacher les bananiers entre eux à l'aide de ficelles (Khamsouk, 2001). I.1.5 Le solLes racines étant peu pénétrantes, le sol doit être meuble, bien aéré. Le manque de structure, le mauvais drainage, la compacité sont des défauts graves pour la culture. Les sols ayant un horizon durci ou gravillonnaire, et ceux dont la nappe phréatique est trop superficielle sont impropres à la culture du bananier. La nappe doit se trouver au moins à 80 cm de profondeur(Anonyme, 2006). Sur le plan chimique, le bananier requiert des sols très fertiles avec pH variant de 3,5 à 8.
I.5 Maladies et ravageurs· Maladies virales Le Bunchy top (BBTV) est la maladie virale la plus grave des bananiers. Elle est transmisepar des pucerons (surtout Pentalonianigronervosa). Elle est présente dans les îlesdu Pacifique, en Asie. Elle est en expansion dans certains pays africains, mais estabsente du continent américain. On doit éradiquer les pieds malades et les détruire. Entre autre nous avons la mosaïque en plage (CMV), la mosaïque en tirets (BSV), la mosaïque des bractées (BBVM : Philippines, Inde, Pacifique), et un virus de type filamenteux récemment identifié(BanMMV). · Maladies fongiques La fusariose (Fusariumoxysporum F. Sp. cubense), agent de la maladie de Panama, provoque l'obstruction des canaux vasculaires des plantes : les sols infestés ne peuventplus être plantés avec des variétés sensibles. Les variétés Cavendish sont tolérantes sauf pour la race 4 (présente en Asie, Afrique du Sud, Australie et aux Canaries). Aucun remède n'est disponible .La maladie de Sigatoka ou cercosporiose jaune, affecte les feuilles des variétés de Cavendish et d'autres telles que les variétés du groupe AAB comme les Figue-Pomme. La maladie des raies noires (ou cercosporiose noire) est plus agressive que la précédente qu'elle a remplacée dans presque toutes les zones de production. Elle affecte une gamme plus large de bananiers incluant les plantains. Les traitements contre ces deux maladies se font généralement par voie aérienne (parfois avec pulvérisateur à dos) pour atteindre les dernières feuilles émises. Il est préférable de déclencher ces traitements sur avertissement biologique (et éventuellementclimatique). · Maladies bactériennes La maladie de Moko, causée par Ralstoniasolanacearum, est surtout présente en zone américaine et aux Philippines. D'autres maladies bactériennes apparentées sont présentes en Asie (maladie de Bugtok, Blood disease). La seule forme de lutte consiste à éradiquer les aires infectées et à pratiquer des rotations culturales. Des pourritures humides du pseudotronc ou du bulbe peuvent être causées par Erwiniasp. · Les ravageurs Les plus dangereux sont lesnematodes parasites des racines. Les deux espèces les plus dangereuses sont Radopholus similis et Pratylenchuscoffeae(parfois Meloidogynesp.), endoparasites destructeurs des racines : les infestations ne se manifestent que par la baisse progressive des rendements et la chute partielle des bananiers. On évalue rapidement le degré d'infestation par des comptages sur échantillons de racines. On a aussi le Cosmopolites sordidus, le charançon du bananier ; les femelles pondent à la surface des rhizomes dans lesquels les larves se développent, en creusant des galeries caractéristiques. Les dégâts sont l'augmentation de la sensibilité à la verse, la destruction du rhizome. I.6 CultureI.1.1 Les systèmes de cultureD'après Anonyme (2006), Il existe deux grands systèmes de culture de la banane dans le monde : · La culture des bananiers pour l'exportation est presqu'exclusivement basée surles variétés du sous-groupe Cavendish. Cette production est faite en monocultureintensive et nécessite des intrants et investissements importants : irrigation, traitementsaériens, station d'emballage. · Les productions pour les marchés locaux (plantains, bananes à cuire et autres bananesdessert) s'inscrivent dans une gamme très large de systèmes de culture qui vont de l'extensiffondé sur le brûlis forestier à des associations complexes avec des culturespérennes (cacao, café, palmier...), vivrières (macabo, manioc, arachide, maïs) et fruitières(agrumes, avocatier, papayer, manguier, arbre à pain...). Ces systèmes, économesen intrants, peuvent être intensifs en travail. I.1.2 Itinéraire techniqueLassoiset al. (2009) présente ici l'itinéraire de la banane dessert d'exportation de type Grande Naine (sous-groupe Cavendish AAA) tel que rencontré dans la région de Njombé au Cameroun : · De la plantation à la floraison. Le premier cycle de culture est mis en place au champ par la plantation, en ligne ou en touffes, de rejets, de souches ou de plants issus de la culture in vitro. L'objectif principal de l'utilisation de vitroplants est de disposer au champ d'un matériel sain, en particulier indemne de nématodes, de virus et de bactéries. Au cours de sa croissance végétative, le bananier émet des rejets latéraux. Un unique rejet sera sélectionné, par une technique appelée oeilletonnage, afin d'assurer le cycle de culture suivant tout en conservant au maximum une structure de population constante. · De la floraison à la récolte. Dès l'émergence de l'inflorescence commencent les soins aux régimes. Ces soins vont conditionner la qualité des fruits au moment de la récolte. Les feuilles susceptibles de gêner le développement du régime, ou risquant d'abimer les fruits par frottements, sont dégagées. Cette opération consiste à découper ou écarter les feuilles en contact avec l'inflorescence. Dans la mesure du possible, cette pratique est limitée au maximum afin de ne pas diminuer le potentiel photosynthétique du bananier.Au stade « doigts horizontaux », le bourgeon mâle et les dernières mains sont supprimés afin de privilégier la croissance des mains supérieures. Seuls deux doigts, appelés « tire-sèves », sont préservés. Ces derniers permettent d'arrêter les remontées de pourritures dans le rachis. Les restes des pièces florales sénescentes présentes à l'extrémité des fruits sont également supprimés. Cette opération, nommée épistillage, permet d'éviter une source importante d'inoculum pathogène et de limiter les blessures par contact avec les autres doigts. Les régimes sont ensuite gainés à l'aide d'un film de polyéthylène permettant de tamponner les variations de température, d'assurer une meilleure croissance des fruits, de présenter une barrière mécanique contre les parasites et de protéger les fruits contre les agressions mécaniques dues, par exemple, aux frottements des feuilles. · La récolte : Traditionnellement, la récolte s'effectue lorsque le grade commercial est atteint. C'est-à-dire lorsque le fruit de référence, représenté par le doigt médian du rang externe de la deuxième ou de la quatrième main, a un diamètre de respectivement 36 ou 34 mm. Les fruits sont à ce stade remplis aux ¾ et sont encore verts et durs. Le seul critère du grade n'est pas suffisant pour décider du stade optimal de récolte. En l'absence de facteurs limitant, le grade de coupe est atteint lorsque le fruit a accumulé 900 °C jours au seuil de 14 °C depuis le marquage au stade doigts horizontaux. Il est ainsi possible de prévoir la récolte à partir de la date de floraison et de l'utilisation de données météorologiques. L'intervalle de temps entre la floraison du bananier et la récolte du régime, appelé « intervalle fleur-coupe » (IFC), est donc théoriquement constant lorsqu'il est exprimé en somme de températures. Il est par contre très variable en jours en fonction de la zone de production, de la saison et surtout des pratiques culturales.La récolte s'effectue à la machette avec toutes les précautions nécessaires pour éviter les chocs et meurtrissures aux fruits. Les régimes sont portés à l'extérieur des parcelles dans des berceaux matelassés positionnés sur la tête. Le régime est alors déposé avec le berceau dans une remorque ou accroché à un système de câbles qui traverse la bananeraie jusqu'au hangar d'emballage. CHAPITRE III : MATERIELS ET MEHODEI. PRESENTATION DE LA STRUCTURE D'ACCUEILI.1 La Plantation du Haut Pendja (PHP)Le siège social de la PHP se trouve à Njombé, dans l'Arrondissement de Njombé-Penja ; Département du Moungo ; Région du littoral, à environ 70 km de Douala. La PHP gère une surface en production de près de 4 500 hectares pour une production de 120 000 tonnes. Un système intensif de production de banane dessert des variétés du groupe Cavendish (la Grande Naine, la William) y est pratiqué en monoculture dans des dispositifs en lignes simples ou en lignes jumelées. Elle a une vingtaine de plantations dans le département du Moungo et à Tiko avec une masse salariale de près de 6000 employés permanents et temporaires (Bon, 2011). Formée par fusion / rachat des sociétés SPNP (Société des Plantations Nouvelles du Pendja), de la SBM (Société des bananeraies de la M'Bomé). Elle fournit environ 45 % de la production en banane dessert camerounaise. Financièrement, elle est rattachée à la Compagnie Fruitière. Celle-ci est implantée au Cameroun depuis les années 1983/84. Elle occupe une place non négligeable sur le marché européen. Elle s'est liée au groupe Américain DOLE pour pouvoir rester dans la course. En tant que société française, elle est historiquement avantagée pour conclure des accords avec les producteurs africains de la zone francophone (Cameroun et Côte d'Ivoire). I.2 Politique environnementale de la PHPLa PHP de par ses activités agroindustrielles pour la production de la banane, de l'ananas (bientôt à l'abandon), du poivre, et des plantes ornementales, se doit de réduire son impact écologique dans ses zones d'exploitation et les environs. Pour cela, elle s'est inscrite dans une politique environnementale axée sur les points suivants : Ø Pratique d'une agriculture raisonnée, Ø Assurer la collecte, maitriser la gestion et favoriser le recyclage des déchets, Ø Améliorer la récupération et le traitement des effluents, Ø Maitriser les consommations d'énergie, Ø Améliorer l'hygiène, la santé et la sécurité sur les lieux de travail, Ø Sensibiliser les populations environnementales à la protection de l'environnement, Ø Assurer la sécurité alimentaire des consommateurs et, Ø Optimiser les moyens de production et garantir la qualité des fruits II. MATERIELSI.1 Présentation de la zone d'étudeI.1.1 Localisation géographiqueLa zone d'étude se trouve dans la ville de Loum et ses environs, plus précisément dans la Plantation de Loum et la Plantation de Nassif, tous deux limitrophes. Suivant les références géographiques, elles sont situées entre 4° 41' 45'' - 4° 43'19'' Latitude Nord et 9°40' 51''- 9°43' 14'' Longitude Est. Leur altitude varie entre 280 m à 465m. Plantations de bananiers de Loum et de Nassif
Figure 3 : Image satellitaire de la zone d'étude après traitement et carte du Cameroun, adaptée de Bon (2011) I.1.2 Organisation structurelle des plantations de Loum et de NassifLes plantations de Nassif et de Loum sont limitrophes et s'étendent respectivement sur 444, 11 hectares (dont 301 hectares cultivées et le reste en jachère) et 407 hectares (dont la totalité est cultivée). La plantation de Nassif a à sa tête un Chef de plantation qui gère deux secteurs de production : Nassif Haut (251, 43 hectares) et Nassif Bas (192,68 hectares). La Plantation de Loum n'a plus de Chef plantation depuis cette année 2012, mais possède deux secteurs de production (ayant à leur tête des chefs secteurs), il s'agit de : Loum 1 (217 ,93 hectares) et Loum 2 (208,22 hectares). Les plantations de Nassif et de Loum font partie du domaine de production Nord (en plus de la plantation de Mantem) de la PHP. Notre étude sur l'évaluation du risque d'érosion s'est limitée au secteur Nassif Haut et Loum 1. I.1.3 Contexte écologique de la zone d'étudeCette localité se trouve dans la zone agro-écologique de forêt dense humide à pluviométrie monomodale (zone IV); et aux sols sur cendres et tephras volcaniques. Le tableau 3, montre quelques caractéristiques climatiques de Loum.
P = Pluviométrie; HR moy = Humidité Relative moyenne; T moy = Température moyenne Le climat qui règne dans la localité est de type équato-guinéen à deux saisons. Une saison sèche relativement courte, allant de Novembre à Février et une saison pluvieuse allant de Marsà Octobre. Les températures sont relativement élevées et constantes tout au long de l'année avec des pics pendant la saison sèche. I.2 Matériels de terrain utilisés pour l'étudeLe matériel utilisé correspond en fait à celui utilisé couramment pour la prospection des ressources en Terres, il s'agit de : ü Matériels de forage tels que la tarière et la machette ; ü Une règle graduée en bois (d'une longueur de 30 cm) pour mesurer la profondeur des trous creusés ; ü Des sachets en polyéthylène pour emballer les échantillons de sol prélevés ; ü Un guide pour la description des sols (Directives pour la description des sols de la FAO) ; ü Des cartes de localisation des Plantations de Loum et de Nassif ; ü Un récepteur GPS (Global positionning system) de marque Garmin pour géoréférencer en 3 dimensions (Latitude, Longitude, et Altitude) les points cotés et les points de prélèvement des échantillons. Les données du Récepteur GPS, sont utilisées par les logiciels SIG (Mapsource, Global mapper, Vantagepoint, et MAPINFO 7.5) ; ü Un appareil photographique digital. Pour les besoins de prospection, les déplacements se sont faits à pied pour prendre un maximum de points cotés et avoir ainsi un bon nombre d'observations qui pourrait servir à interpréter les résultats par la suite. III. METHODOLOGIEL'étude sur l'évaluation du risque d'érosion pluviale nécessite de prendre en compte diverses sources d'informations souvent sous forme brutes et complexes qu'il faut savoir utiliser et intégrer. Pour cela, il est tout à fait important de disposer d'une méthodologie scrupuleuse pour aboutir à des résultats qui ne laissent aucune équivoque et se rapprochent le plus possible de la réalité. A cet effet nous avons adopté une méthodologie qui suit la chronologie suivante : ü Echanges verbaux avec les responsables sur leur perception de l'érosion pluviale, ü Recherche documentaire et de reconnaissance sur le terrain, ü Collecte des données, ü Analyse et de traitement des données collectées I.1 Echanges verbaux avec les responsables sur leur perception de l'érosion pluvialeAvant qu'un médecin n'examine un patient, il lui demande d'abord de décrire lui-même ses symptômes avant tout examen approfondi. C'est la même démarche que nous avons abordée afin d'évaluer l'intérêt que portent les chefs de plantation pour le contrôle de l'érosion pluviale ainsi que leur capacité de diagnostic des causes dudit phénomène. Les questions posées, s'articulaient comme suit : v Où se situent les régions où l'érosion pluviale est active ? v Les causes de l'érosion pluviale ? v Quelles sont les impacts de cette érosion sur les activités de la plantation ? v Quelles méthodes de lutte antiérosive sont mises en place et leur efficacité ? Les réponses à ces questions nous serviront de base de comparaison avec nos résultats pour proposer des recommandations adaptées. I.2 Recherche documentaire et reconnaissance sur le terrainAvant de se lancer dans toute entreprise, il est important de s'imprégner au préalable des documents apportant des éléments qui faciliteront le déroulement de l'activité dans laquelle on s'est engagé. En ce qui concerne notre étude, nous nous sommes référés aux documents internes tels que la carte des sols des plantations, la carte géologique du Moungo, le répertoire des parcelles contenant leur statut (production, jachère, planting, âge, précédents culturaux), etc. En plus de cela, il a fallu exploiter d'autres informations provenant des rapports et productions scientifiques traitant de la pédologie, la dégradation et la prospection des terres, et de la cartographie numérique. Après avoir extrait les informations de la littérature, on a pu effectuer une reconnaissance de la zone d'étude. En effet, durant cette phase, il a été question de recueillir quelques informations liminaires en relation avec l'érosion pluviale des sols sur le terrain. Nous avons donc pu recenser les états de quelques dispositifs antiérosifs (drains, bourrelets de terre, billonnage et terrasses) et les traces d'érosion comme les piédestaux, les rigoles et début de ravinement. Sur la base de toutes les informations préliminaires, nous avons donc conçu un plan de prospection pour la collecte des données sur le terrain. I.3 La collecte des donnéesComme il a été mentionné plusieurs fois plus haut, l'étude sur l'évaluation de l'érosion nécessite une intégration des données venant de divers horizons. Le processus de l'érosion pluviale est la conséquence d'une interaction entre le climat, le sol, la topographie, le système de culture et les pratiques conservatoires. Il s'agissait donc pour nous de collecter les données relatives à chaque facteur comme on le voit dans le tableau 4.
Pour parvenir à nos fins, nous avons divisé notre prospection en deux phases : la première étant consacrée à la collecte de données liées à la topographie, système de culture et pratique conservatoire. La seconde pour collecter les données pluviométriques et pédologiques. I.1.1 Les données liées à la topographiePour avoir un aperçu réaliste du relief de la zone d'étude, il nous a fallu concevoir un modèle numérique de terrain (MNT). Le MNT en question est une représentation numérique du relief en deux (carte topographique) ou trois dimensions. C'est à partir de celui-ci que l'on peut déterminer les intensités et les longueurs des pentes majeures d'une région donnée. Pour élaborer un MNT, il est important d'avoir, les altitudes d'un grand nombre de points pour accroitre la précision du produit final dans le SIG. La prise des données d'altitude s'est faite sur toute la superficie de la zone d'étude, c'est-à-dire à peu près 470 hectares ; nous avons ainsi géoréférencé (c'est-à-dire attribuer des coordonnées longitude, latitude et altitude) près de 2000 points. En pratique, la densité de points cotés croit avec la complexité de la structure géomorphologique rencontrée sur le terrain. En d'autres termes, on a géoréférencé plus de points pour des montagnes à pentes raides ou douces que pour des plaines ou des bas-fonds. I.1.2 Les données liées à la couverture du solLa couverture de surface est représentée dans l'USLE par le facteur C. Ce facteur peut lui-même se diviser en plusieurs sous facteurs. D'après le Soil Survey Staff (1993), la couverture du sol dépend des végétaux et des fragments rocheux à sa surface. Les végétaux vivants peuvent être caractérisés par leur canopée et ceux morts constituent le paillage. Dans le cadre de notre étude nous avons retenu trois sous facteurs à savoir : la canopée, le taux de paillage et la pierrosité de surface. Pour décrire la canopée, nous nous sommes référés au répertoire des parcelles ainsi qu'aux autres rapports internes de l'entreprise et observations sur le terrain ; nous y avons retenu un certain nombre d'informations. Il s'agit de : ü l'âge de la plantation en année, ü la densité de plantation, ü le cultivar, ü statut agronomique : jeune plantation (? 8 mois), production, et jachère, En ce qui concerne la détermination du taux de paillage, le Soil Survey Staff (1993) préconise l'évaluation visuelle de l'occupation de la surface du sol. De ce fait, nous avons estimé la proportion relative de la surface paillée sur la surface totale. Pendant la phase de prospection, il a été question d'évaluer le taux de couverture du sol par la paille dans chaque lot en le rangeant dans les intervalles suivants : Ø 0 à 75% de couverture du sol (paillis minimum) Ø 76% à 100% de couverture du sol (bon paillage ou paillage complet). Egalement, nous avons pris en compte la pierrosité de surface dont les effets bénéfiques sur la protection du sol sont non négligeables ; en effet les pierres jouent le rôle de barrière mécanique contre la battance du sol par les gouttes de pluie d'une part et ralentissent l'action abrasive du ruissellement d'autre part (ISSS, 1996). Pour cette raison, nous avons aussi classé les lots en fonction de leur pierrosité de surface, en adoptant la classification en fragments rocheux du Soil Survey Manual : · Classe 0 : Non ou très peu pierreux, les pierres couvrent moins de 0,01% de la surface ; · Classe 1 : Assez pierreux, les pierres couvrent entre 0,01% et 0,1% ; · Classe 2 : Pierreux, les pierres couvrent entre 0,1% et 3% ; · Classe 3 : Très pierreux, les pierres couvrent entre 3% et 15% ; · Classe 4 : Excessivement pierreux, 15% et 90% ; · Classe 5 : pierres, la surface couverte de pierres à plus de 90%. I.1.3 Données des Pratiques conservatoiresLes pratiques conservatoires recensées lors de notre étude sont : le billonnage, les drains collecteurs, et les andains. Dans chaque parcelle, nous avons identifié leurs caractéristiques vis-à-vis de leur impact sur la conservation du sol ; il s'agit de : Ø Leur orientation par rapport à la plus grande pente ou par rapport à la largeur de la parcelle ; Ø Leur densité c'est-à-dire leurs écartements respectifs ; I.1.4 Les données pluviométriquesElles ont été synthétisées, à partir des données brutes hebdomadaires relevées au poste météorologique de la plantation de Loum. Celles-ci n'étaient disponibles que pour les années allant de 2001 à 2011 ; ce qui est suffisant pour déterminer le facteur R. I.1.5 Les données pédologiquesLes données pédologiques que nous avons collectées sont utiles pour la détermination du facteur K (érodibilité du sol) de l'USLE. Les caractéristiques que nous avons retenues sont : ü La structure ; ü La perméabilité ; ü La granulométrie ; ü Le taux de matière organique. Afin de prendre les données les plus représentatives, une méthodologie particulière a été adoptée. Avant la descente sur le terrain, il a fallu découper la zone d'étude en unités cartographiques qui représentent des surfaces relativement homogènes vis-à-vis des paramètres que nous voulons évaluer. Nous avons pris comme base, le type de sol (en se référant sur la carte des sols de la zone), la topographie (à partir du MNT que nous avons nous même réalisé) et l'âge des plantations. Il est à noter que seul le secteur de Loum 1 dispose d'une carte de sol, le secteur Nassif Haut n'en possède pas donc nous nous sommes reposés sur nos observations de la phase de reconnaissance du terrain. Au total, on a recensé 25 unités cartographiques dont 15 pour Nassif Haut et 11 unités pour Loum 1 comme les montre les Figures ci-dessous.
Figure 4 : Unités cartographiques du facteur K et lieux de collecte des échantillons de sol à Nassif Haut
Figure 5: Unités cartographiques du facteur K et lieux de collecte des échantillons de sol à Loum 1 Dans chaque unité cartographique, nous avons pris un échantillon de sol à une profondeur de 20 cm ; tous ont été conduits au laboratoire pour analyse granulométrique et de détermination du taux de matière organique. La perméabilité et la structure se sont évaluées in situ dans les mêmes sites de forage des échantillons de sol. En effet, ISSS (1996) définit la perméabilité du sol comme étant la vitesse potentielle de l'eau d'un sol limité par l'horizon ou la couche la moins perméable. Celle-ci peut être rangée en classes comme dans le Tableau 5.
Source : Wischmeier et Smith (1978) L'on peut aussi rapprocher l'infiltration ou la conductivité hydraulique (volume d'eau qui peut passer à travers unité de surface transversale de sol, par unité de temps et pour une unité de différence en potentiel hydrique) de la texture du sol. Le tableau 6 illustre la relation entre l'infiltration et les textures du sol.
Source : Beernaert et Bitondo (1993) C'est grâce à la texture et à la structure que nous avons pu déterminer l'infiltration et par la suite attribuer la classe de perméabilité adéquate pour chaque site de prélèvement des échantillons. En ce qui concerne, la structure, celle-ci représente le mode d'assemblage des agrégats du sol à un moment donné. D'après le Soil Survey Division Staff (1993), la structure peut être classée en fonction de trois propriétés à savoir : la forme, la taille et le grade. Dans le cadre de l'étude de l'érosion, nous avons retenu la taille et la forme comme recommandées par Wischmeier et Smith (1978) pour le calcul de l'érodibilité. Ils admettent les classes structurales suivantes : Ø Classe 1 : granulaire très fine (?1mm) ; Ø Classe 2 : granulaire fine (1-2mm) ; Ø Classe 3 : granulaire équilibré ou grossier (2-10mm) ; Ø Classe 4 : structure en blocs ; lamellaire, et massive I.4 Analyse et traitement des donnéesI.1.1 Analyse au laboratoireI.1.1.1 Taux de matière organiqueLe dosage de la matière organique a été réalisé par la méthode de Walkley et Black suivante : ü L'oxydation du carbone organique par le dichromate de potassium (K2SO4) en milieu fortement acide (K2SO4) ; ü Le titrage de retour de l'excès de K2Cr2O7 par le sulfate ferreux (FeSO4.7H2O) permet de calculer la quantité de dichromate qui a été neutralisée par le carbone organique. Le point d'équivalence est indiqué par le virage du diphénylamine [(C6H5)2NH], du violet au vert. Le pourcentage de carbone organique est calculé par la formule suivante :
Le taux de matière organique est tiré de
l'équation suivante : I.1.1.2 GranulométrieL'étude des différents constituants granulométriques à travers une analyse mécanique a permis de déterminer la distribution pondérale des différentes fractions texturales (sable, limon et argile). Le processus suit les étapes suivantes : ü Destruction de la matière organique du sol par oxydation avec l'eau oxygénée (H2O2, 35 % p/p) sous l'effet d'un chauffage doux sur plaque chauffante ; ü Désagrégation des ciments (sesquioxydes amorphes) qui lient surtout les fractions colloïdale par une attaque à l'acide chlorhydrique (HCl, 0.02 N) porté à ébullition modérée, cette étape est suivie d'un lavage à l'eau distillée ; ü Les fractions très fines sont séparées du sable par tamisage sous eau sur un tamis de 50 um. La granulométrie des fractions sableuses se fait par tamisage à sec. Les prélèvements du limon et de l'argile s'effectuent moyennant la pipette de Robinson - Köhn après dispersion de la suspension colloïdale avec l'hexamétaphosphate de sodium et agitation de la suspension (limons + argiles), avec un agitateur rotatif. Le temps et la profondeur de prélèvement sont déduits de la loi de Stokes. ü La classe texturale est déterminée à partir du triangle texturale de classification USDA. I.1.2 Utilisation du logiciel SIG et utilitairesLe logiciel SIG utilisé dans cette étude est MapInfo Professional version 7.5 ; en effet c'est l'un des logiciels les plus réputés pour l'analyse géographique, il a été développé par la firme New yorkaise, MAPINFO Corporation. La facilité d'utilisation et la simplicité de l'interface utilisateur-logiciel qui malgré l'importante masse d'informations collectées permet des analyses complexes et des présentations simplifiées et attrayantes sous forme de cartes. Ce sont ces raisons qui justifient notre choix pour cette application. L'environnement de travail de MapInfo est appelé Table. C'est dans celle-ci que s'effectuent toutes les opérations de l'utilisateur. Dans ces tables, on peut générer des fenêtres dans lesquelles sont affichées, introduites ou analysées les données géographiques et autres attributs. Il existe des fenêtres de données (pour introduire des données alphanumériques dans des tableaux), graphiques (pour la représentation graphique des données après analyse statistique sommaire), et cartes (pour visualiser les objets géographiques sur une carte). Le concept de couche s'illustre dans la fenêtre carte, en effet les cartes numériques sont structurées en couches, chaque couche est un aspect individuel de la carte finale. Par exemple la carte du réseau hydrographique d'un pays comportera une couche représentant les frontières du pays et des départements, une couche référençant les villes importantes, une couche avec les noms des cours d'eau et enfin une couche représentant le tracé de ces cours d'eau. La carte finale est la superposition de toutes ces couches, chacune d'elles agissant comme un papier transparent. Les données des couches sont rattachées à des champs de données dans la fenêtre de données, de telle manière que toute modification dans cette fenêtre, se visualise directement dans la fenêtre carte et vice versa. L'on peut enregistrer plusieurs couches dans une même table, et l'ouvrir dans une autre table pour les besoins d'intégration. Un autre concept très important utilisé lors de notre étude est la cartographie thématique.C'est en fait le processus de mise en évidence d'une carte selon une analyse particulière. Les données de la fenêtre données sont la pierre angulaire de l'analyse thématique. Les analyses thématiques représentent les données avec des teintes de couleur, des motifs de remplissage, des symboles ou des graphiques à barres et à secteurs.Des phénomènes et des tendances pratiquement impossibles à détecter dans des listes de données deviennent évidents lorsque nous affichons ces données sur une carte sous forme thématique. MapInfo nécessite d'autres applications logicielles pour optimiser son utilisation et pour effectuer des opérations beaucoup plus complexes. Les logiciels en question utilisés dans le cadre de notre étude sont : Ø Google EarthTM : c'est un logiciel qui permet de télécharger et de sauvegarder les images satellitaires depuis la base de données géographiques en ligne de Google EarthTM. Les images sont prises dans le spectre de la lumière visible ; leur qualité dépend du moment de la journée où elles ont été prises ainsi que de la nébulosité de l'atmosphère à ce moment - là. Les images de Google EarthTM peuvent être enregistrées dans l'un de format RASTER, reconnaissables par MapInfo. Néanmoins, l'ouverture et l'utilisation d'une image Raster nécessite le calage de la dite image.la calage étant cette opération qui permet de positionner l'image dans l'un des repères géographiques de MapInfo pour que celui-ci puisse le considérer comme une couche à part entière. Ø MapSourceTM et VantagepointTM : les deux permettent d'extraire les coordonnées géographiques et les altitudes depuis un récepteur GPS et de les visualiser sur un plan de repère géographique donné. Avec VantagepointTM , les coordonnées géographiques peuvent être converties en unité reconnaissable par MapInfo. Ø MapBasicTM : C'est un logiciel de programmation. L'utilisateur peut lui - même commander et personnaliser des tâches ou des opérations à travers un langage de programmation et de requêtes. Grâce à cette application, on a pu générer de nouveaux champs de données à partir de celles collectées sur le terrain, en introduisant des modèles mathématiques de détermination de certains facteurs (LS et K) de l'USLE. I.1.3 Elaboration des différentes couches des facteurs de l'érosionen utilisant leur base de données géographiquesL'obtention des couches de facteurs nécessitent un traitement plus ou moins complexe des données brutes collectées sur le terrain. Chaque facteur de l'érosion, se détermine soit par une méthode de calcul particulière (modèle empirique) soit en utilisant directement des valeurs constantes développées à la suite d'expériences ultérieures. I.1.1.1 Couche du facteur d'érosivité pluviale (R)A partir des données pluviométriques mensuelles et annuelles, nous pouvons déterminer l'indice d'érosivité. En effet, d'après Fournier (1993), les travaux de Roose (1975 à 1981; compilation et analyse de 20 à 50 années de mesures) ont abouti à la proposition de relations empiriques simples, liant l'indice Ram (indice d'érosivité annuelle moyenne) et la hauteur de pluie annuelle moyenne mesurée (Ham) sur la même période (5à 10 ans sont nécessaires au minimum). En fonction des zones étudiées (en Afrique centrale et occidentale), il a mis au point les relations suivantes : · Ram = 0.35 Ham +/- 0.05 (en région montagneuse) · Ram = 0.60 Ham +/- 0.05 (en frange côtière) · Ram = 0.50 Ham +/- 0.05 (pour les autres zones) La zone d'étude correspond au cas où Ram = 0.50 Ham +/- 0.05, c'est donc cette relation que nous avons utilisée pour déterminer l'indice d'érosivité. Nous avons adopté de prendre 11 années de mesure annuelle de pluviométrie pour déterminer R. Etant donné que la pluviométrie ne peut pas varier significativement à l'échelle de la zone étudiée, nous avons opté pour une seule valeur de R pour tout le site. Ainsi la couche représentant ce facteur sera uniforme et aura une apparence unique. I.1.1.2 Couche du facteur d'érodibilité du sol (K)Wischmeier et Smith (1978), ont établi une équation qui lie l'érodibilité K et quelques propriétés intrinsèques au sol, elle s'illustre comme suit : K = 2,1 M1.14 (10-6) (12 - a) + 0.0325 (b - 2) + 0.025 (c - 3) Avec : M= est le paramètre de taille des particules (texture), a= taux de matière organique, b= code relatif à la structure de surface, c= classe de perméabilité. NB : pour avoir K en unité métrique, on multiplie l'équation sus mentionnée par 1,29. Dans notre base de données (fenêtre données), nous attribuons à chaque unité cartographique ses valeurs de M, a, b, et c dans le champ correspondant. Le dernier champ est K, c'est dans celui-ci qu'on introduit la formule ci-dessus, à l'aide de MapBasicTM. L'application réalise l'opération automatiquement pour toutes les unités cartographiques. Les valeurs de K trouvées, l'on peut demander à MapInfo de générer la couche de K avec une apparence bien définie dans la fenêtre carte, grâce à l'analyse thématique. I.1.1.3 Couche du facteur topographique (LS)Lors de notre phase de prospection sur le terrain, nous avons pris près de 2000 points géoréférencés (longitude, latitude, et altitude) au GPS. Nous avons transféré les coordonnées géographiques grâce à MapSourceTM et VantagepointTM dans une base de données Access et Excess puis dans la base données propre de MapInfo. Une analyse thématique (coloration continue) dans le logiciel nous a permis de modéliser le relief, en utilisant la méthode d' interpolation TIN (TriangularIrregular Network). Elle utilise un maillage triangulaire qui relie dans l'espace tous les points de données originaux entre eux. Les points sont reliés entre eux en fonction du critère de Delaunay (le cercle passant par les sommets de chaque triangle ne contient aucun autre point coté).La grille lissée est alors drapée sur ce maillage triangulaire. La valeur de chaque noeud de la grille, se trouvant à l'intérieur d'une facette triangulaire, est estimée à partir des valeurs des sommets du triangle, points de données originaux. La méthode d'interpolation TIN est fréquemment utilisée pour traiter des données qui ne nécessitent pas le calcul d'une moyenne pour la zone, comme des relevés d'altitude. Ainsi MapInfo, a généré une modélisation du relief (encore appelé Modèle numérique de terrain) en 2 dimensions avec des courbes de niveau et mais aussi en 3 dimensions. Grâce à cette carte, nous avons découpé la zone d'étude en unités de pente de même direction et d'intensité. A chaque unité de pente (polygone) créée, correspond une ligne dans la base de données où l'on peut introduire des attributs descriptifs de cette unité. Nous avons par ailleurs crée des champs pour la longueur de pente(L) et intensité de pente (S) dans la base de données. Unité après unité, nous avons mesuré la longueur de la plus grande pente sur la carte et déterminer l'intensité de la plus forte pente ; Dénivellation entre deux points dans une même unité de pente Distance entre ces deux points sur la carte NB : Cette relation correspond à
la tangente d'un angle, normalement c'est le sinus de l'angle qui constitue la
pente, mais On peut donc introduire un nouveau champ dont les données seront générées grâce à MapBasicTM par l'équation de Smith et Wischmeier (1960) repris par Roose (1994) : LS = vL/l00 (0.76 + 0.53 S + 0.076 S2) avec L en pied et S en pourcentage. Un abaque (voir annexe) permet directement de calculer le facteur LS en projetant la valeur de la longueur de la pente sur la courbe de la pente correspondante. Une analyse thématique a permis de visualiser notre couche en classes de valeur du facteur LS. I.1.1.4 Couche du facteur de couverture du sol (C)La couverture du sol prend en compte : la canopée, le paillage du sol et la pierrosité de surface. Ainsi, d'après Lewis (1988), le facteur C du bananier est égal à 0,04 ; nous avons adopté cette valeur pour toutes les bananeraies bénéficiant d'un paillis minimal. Les travaux de Rishirumuhirwa (1990) , sur l'effet de l'écartement et du niveau de paillage sur le facteur C dans les bananeraies ( au Burundi), nous ont permis de déterminer le facteur C avec une valeur de 0,001 pour un paillage complet du sol. Toutes les bananeraies présentant un paillage complet du sol ont donc reçu un facteur C= 0.001 Nous avons aussi déterminé le facteur C pour les mêmes parcelles considérées précédemment en fonction de leur pierrosité de surface. Pour cela, nous avons pris pour référence les travaux de Collinet et Valentin (1984) en Côte d'Ivoire repris par ISSS (1996). Les chercheurs ont mis en évidence l'effet de la pierrosité de surface sur le taux d'érosion pluviale comme le montre la figure 7.
A travers ce graphique l'on a pu déterminer le facteur C (érosion relative) en fonction de la pierrosité de surface estimée (en considérant la moyenne de la classe de pierrosité) dans chaque parcelle prospectée. En conséquence nous avons donc déterminé deux valeurs du Facteur C par parcelle et choisi uniquement celui dont la valeur était la plus faible. En effet celle-ci, révèle la composante de la couverture du sol qui est la plus efficace pour lutter contre l'érosion pluviale dans chaque cas. En ce qui concerne les jachères, nous avons retenu un facteur C = 0,01 correspondant à une savane ou prairie en bonne condition (Roose, 1975). En effet, la flore des jachères rencontrées, est dominée par la strate herbacée (les convovulaceae, les leguminoseae et les Poaceae) avec un maximum de 2m de hauteur couvrant complètement la surface du sol. Enfin une analyse thématique, a été réalisée à partir notre base de données du facteur C pour représenter la couche spatiale de ce facteur à l'échelle de notre zone d'étude. I.1.1.5 Couche du facteur pratique conservatoire (P)Un certain nombre de pratiques conservatoires sont utilisées dans notre zone d'étude à savoir : · Le billonnage ; · L'andainage (andains d'ananas de 2 mètres de large) ; · Le réseau de drains. L'efficacité de ces mesures antiérosives dépend de leur orientation par rapport à la pente et à leur densité sur le site. Un certain nombre de travaux de recherche, ont permis de déterminer le facteur P pour les structures antiérosives les plus couramment utilisées. Dans le cadre de notre étude, nous avons utilisé les valeurs du facteur P comme présentées dans le tableau 7.
En ce qui concerne, les drains, nous les avons considérés comme des obstacles (lorsque ceux-ci, sont perpendiculaires à la pente) ; en effet, ils réduisent la longueur de la pente, ce qui nous donne une nouvelle longueur que nous utilisons pour trouver le nouveau facteur LS. Le rapport entre ce nouveau facteur LS et le facteur LS calculé à partir de la longueur totale de la pente, nous donne le facteur P du réseau de drain pour chaque parcelle où celui-ci existe et est perpendiculaire à la pente. L'absence de structure antiérosive ou son inefficacité correspond à un Facteur P = 1. Après avoir déterminé le facteur P par lot et introduit dans notre base de données, une analyse thématique a permis de le visualiser à l'échelle de Nassif Haut et de Loum 1. I.1.4 Principe d'intégration des couches d'informationsComme il a été mentionné dans le point précédent, une couche est un aspect de carte finale ; dans notre cas nous voulons obtenir la carte du risque d'érosion à partir des facteurs de l'USLE où : A= R K LS C P A= Taux d'érosion annuelle ; R= indice d'érosivité ; K= indice d'érodibilité du sol ; LS= facteur de la longueur et de l'intensité de pente ; C= facteur de couverture du sol, P= facteur de pratique conservatoire. Chaque facteur de l'équation constitue une couche d'information à référence spatiale que l'on doit élaborer. L'on a donc le schéma du principe global d'intégration des couches de facteurs dans le SIG, dans la figure 7. Figure 7: Principe d'intégration des couches de facteurs USLE dans le SIG I.1.5 Cartographie du risque d'érosionISSS (1996) conseille d'élaborer des cartes de risque d'érosion d'une échelle de 1/10 000 à 1/25 000 lorsque l'on désire faire la prospection sur une seule plantation agricole, dans le but d'obtenir un niveau de détails suffisamment important afin d'établir un plan de conservation des sols au cas par cas. Nous avons utilisé une échelle de 1/20 000, ce qui nécessite une estimation de la perte en terre tous les 125m (l'unité métrique en cartographie des sols étant égale à 6mm sur la carte d'après le Soil Survey Manual). A cet effet, nous avons conçu une grille avec des mailles de 125 m de côté dans notre SIG où nous avons centré dans chaque une d'elles nos points géoréférencés d'estimation quantitative de perte en terre. 125m Point d'estimation des Pertes en terre Figure 8 : Localisation des points d'estimation des pertes en terre Pour chaque Point centré de la maille, nous avons calculé la perte en terre grâce aux produits des différentes couches de facteurs que nous avons déjà élaborées auparavant. Une analyse thématique en grille continue (raster) par la méthode d'interpolation IDW (Inverse Distance Weighted) dans MapInfo, nous a permis de modéliser les pertes en terre sur tout l'espace de l'étude et d'obtenir de ce fait la carte du risque d'érosion en pixels. I.1.6 Classification du risque d'érosion pluvialeNous avons utilisé la classification du risque d'érosion de Houghton et Charman (1986) repris par ISSS (1996) et qui s'illustre dans le tableau suivant
I.1.7 Relation entre les pertes en terre et la productivitéAprès avoir catégorisé les unités de terre, en fonction du niveau de perte, il était question de déterminer les implications de l'érosion sur la productivité des pertes en terre en nous axant sur 2 points : · La durabilité : connaissant l'épaisseur moyenne des horizons A (35 cm) estimée sur le site d'étude et la densité apparente (0,85 g/cm 3) telle que définit par Yerima et Van Ranst (2005) pour les andosols ; nous avons estimé le temps qu'il faudrait à l'érosion pluviale pour consommer totalement la couche arable. · Les pertes en nutriments (NPK) : grace aux analyses chimiques du sol de la zone (sols sur cendres volcaniques anciennes) suite aux travaux d' Anonyme (2000), nous avons pu déterminer pour chaque classe de risque d'érosion, les pertes en nutriments. Nous avons par-là estimé, les quantités d'engrais simples correspondantes. D'après Anonyme (2000) on a le tableau suivant :
CHAPITRE IV : RESULTATS ET DISCUSSIONSI. L'EROSIVITE DES PLUIESI.1 La pluviométrieLa hauteur de pluies a grandement varié entre 2001 et 2011, surtout durant ces 5 dernières années avec un pic de 5 834 mm en 2011, une année de pluviométrie exceptionnelle, qui a causé de graves inondations dans les zones d'habitations limitrophes aux plantations de Loum et de Nassif. La figure 6 montre la variation de la pluviométrie observée entre 2001 et 2011 à la station météorologique de la plantation de Loum.
Figure 9 : Evolution de la pluviométrie de 2001 à 2011, dans les plantations de Loum et de Nassif I.2 Calcul de l'érosivité des pluiesL'érosivité (facteur R) exprime la capacité d'une pluie à provoquer l'érosion hydrique. On la détermine par la relation de Roose suivante :Ram = 0.50 Ham +/- 0.05 Où Ram est l'indice d'érosivité annuelle moyenne et Hamla hauteur de pluie annuelle moyenne mesurée sur 11 ans. NB : 0.05 correspond à 5% de
variation aléatoire autour de la moyenne que l'on peut admettre
(écart type) . Le tableau ci-dessous reprend les valeurs de Hi, ainsi que le total de pluviométrie pendant 11 ans.
Donc D'où Nous avons retenu Ram= 1759 f.t/a.i; qui représente le maximum des possibilités, Ce qui permet de prévoir l'érosion provoquée par des érosivités exceptionnelles. Nous avons considéré que l'érosivité est uniforme et unique sur toute l'étendue de la zone d'étude. II. ERODIBILITE DU SOLI.1 Détermination des facteurs de l'érodibilitéLe taux de matière organique, la texture, la perméabilité, et la structure du sol ont été déterminés dans chaque unité cartographique du facteur K et les résultats sont consignés dans les tableaux ci-dessous.
%MO : taux de matière organique
Les taux de matière organique sont relativement élevés dans les deux secteurs de production ce qui confèrent certainement à leur terre, une grande valeur agricole et une bonne résistance à l'érosion pluviale. Néanmoins on constate, que les taux de matière organique de Loum 1 sont en moyenne plus élevés que ceux de Nassif Haut. En effet, une seule valeur du taux de matière organique est inférieure à 8% dans le secteur Loum 1 contre 11 valeurs pour le secteur Nassif Haut. En ce qui concerne, la texture, on remarque que toutes les unités ont une texture limoneuse ce qui implique une grande capacité de rétention en eau disponible pour les plantes dans les sols considérés. Néanmoins ces sols, ont tendance à vite se saturer en eau au cours d'averses importantes avec comme risque un ruissellement important. Il faut aussi noter que ces sols limoneux sont susceptibles de développer des croûtes de battance (favorisant le ruissellement) surtout dans les cas où le taux de matière organique est faible et/ ou le sol est nu et nouvellement labouré. I.2 Spatialisation de l'érodibilité du sol (Facteur K)Les facteurs de l'érodibilité nous ont permis de déterminer le Facteur K pour chaque unité cartographique. Les figures ci-dessous en montrent la distribution spatiale.
Figure 10 : Distribution spatiale du facteur K à Nassif Haut
Figure 11 : Distribution spatiale du facteur K à Loum 1 A Nassif Haut, 82,83% (240 hectares) de la superficie totale est occupée par les sols assez résistants à l'érosion, 10,44% (30,26 hectares) par les sols très résistants et 6,73% (19,5 hectares) par des sols moyennement sensibles à l'érosion. On remarque que ces derniers sont ceux-là qui possèdent les taux de matière organique les plus faibles ; les prospections sur le terrain ont aussi montré qu'ils présentent des traces d'érosion assez marquées. Aussi ces sols se situent sur des pentes relativement élevées ce qui expliquerait en partie leur fragilité. A Loum 1, 83,8% (209, 86 hectares) de la surface totale est occupée par des sols très résistants à l'érosion et 16,2% (40,57 hectares) par des sols assez résistants à l'érosion. Ce secteur ne possède pas des sols sensibles à l'érosion pluviale vis-à-vis de l'érodibilité du sol, ceci pouvant surtout se justifier par un taux de matière organique assez élevé et une bonne structure du sol de surface. Ces conclusions confirment les observations de certains chercheurs qui affirment que les sols tropicaux en l'occurrence, les andosols, sont résistants à l'érosion pluviale. Cependant les utilisations de ses sols par les hommes peuvent entamer cette résistance naturelle, lorsque les mesures conservatoires adéquates ne sont pas adoptées. III. IV. FACTEUR LSI.1 Distribution des intensités de penteL'analyse thématique dans Mapinfo, a permis de répertorier les intensités de pente et de les classer par intervalle de valeur dont la représentation s'illustre dans les figures suivantes :
Figure 12: Répartition des intensités de pente par classe de valeur du secteur Nassif Haut.
Figure 13: Répartition des intensités de pente par classe de valeur du secteur Loum 1 Au secteur Nassif Haut, le calcul des superficies de chaque intervalle de valeur d'intensité de pente, nous a permis d'avoir les pourcentages suivants :
On remarque que 97% de la superficie totale présente une pente faible à moyenne (1% à 15%), les régions à forte pente (15% à 27%) étant marginales. En ce qui concerne le secteur Loum1, nous avons eu les pourcentages consignés dans le tableau ci-dessous :
Comme dans le cas précédent, le secteur Loum 1 est prédominé à 94% par des pentes d'intensité faible à moyenne. I.2 Répartition spatiale des longueurs de penteLes couches thématiques des longueurs de pente ont été élaborées et s'illustrent comme suit :
Figure 14 : Distribution de longueur de pente par classe de valeur du secteur Nassif Haut
Figure 15: Distribution de longueur de pente par classe de valeur du secteur Loum 1 Les longueurs de pente occupent des superficies variables comme le montrent les tableaux suivants.
Pour les secteurs Loum 1 et Nassif Haut, la majorité des longueurs de pente se situe entre 50m et 200m. Néanmoins 50% de la surface du secteur Nassif Haut comporte des longueurs de pente relativement faible variant entre 50 et 100m. Contrairement à Loum 1 où les pentes sont relativement plus longues avec 54% de la surface occupée par des pentes de longueur allant de 100 à 200m. I.3 Couches thématiques du facteur LS d'USLELe facteur LS a été déterminé pour chaque unité de longueur et d'intensité de pente en appliquant la formule suivante dans le SIG : LS = vL/l00 (0.76 + 0.53 S + 0.076 S2) avec L en pied et S en pourcentage. Les figures suivantes révèlent, la répartition spatiale du facteur LS à Loum 1 et à Nassif Haut.
Figure 16 : Répartition du facteur LS à Loum 1
Figure 17: Répartition du facteur LS à Nassif Haut Grace aux cartes ci-dessus, nous avons pu déterminer l'occupation en surface des différentes unités du facteur LS par classe de valeur.
Globalement les fortes valeurs du facteur LS (supérieures à 4) sont faiblement représentées en termes de surface relative dans les deux secteurs étudiés, soit 11,6% à Loum 1 et 6,16% à Nassif Haut. En fait, nous avons remarqué que le facteur LS était d'autant plus élevé que l'intensité de la pente était grande ; ce qui n'est pas le cas de la longueur de la pente où les valeurs les plus grandes ne sont pas associées aux facteurs LS les plus élevés. Par conséquent, dans le cadre d'une lutte antiérosive qui viserait à réduire l'incidence de la pente et de sa longueur sur l'érosion, il serait judicieux de choisir des méthodes de lutte qui permettent de réduire prioritairement l'intensité de la pente dans les zones où le facteur LS est élevé. V. LE FACTEUR CI.1 Couverture végétale de surfaceLa répartition spatiale de la couverture végétale de surface s'illustre au travers les figures suivantes.
Figure 18: Couverture végétale de surface à Nassif Haut
Figure 19: Couverture végétale de surface à Loum 1 Le couvert végétal de Nassif Haut montre une prédominance de culture de bananiers sur paillis minimum; ce qui ne procure pas une couverture adéquate des sols des lots en question. 5 parcelles, seulement bénéficient d'un paillage complet, assurant ainsi une protection suffisante contre l'érosion pluviale. Nous remarquons aussi quelques lots mis en jachère, cela est déjà une bonne méthode culturale de lutte antiérosive. Loum 1 présente 25 lots avec un paillage complet du sol, soit près de 30% de couverture totale de la plantation. Les lots en question produisent une biomasse foliaire plus importante que les autres parcelles du secteur mais aussi de Nassif Haut où la vieillesse de la plantation (en moyenne 6 ans) comparée à celle de Loum 1 (en moyenne 3 ans), ne permet pas la production d'une biomasse suffisante pour pailler convenablement le sol. D'autres raisons peuvent être aussi évoquées comme : l'absence d'irrigation pendant la saison sèche à Nassif Haut, un sol relativement naturellement moins fertile que celui de loum1 au regard du taux moyen de matière organique (7,1% à Nassif Haut contre 9,56% à Loum 1) entre autre. I.2 Pierrosité de surfaceNous avons classé selon la pierrosité de surface, chaque lot des secteurs Nassif Haut et Loum 1 ; les résultats se présentent sous forme de carte dans les figures qui suivent.
Figure 20 : Pierrosité de surface à Nassif Haut
Figure 21 : Pierrosité de surface à Loum 1 Les sols (andosols) relativement jeunes des deux secteurs d'étude présentent une pierrosité importante qui entrave gravement le labour mécanisé dans la plupart des cas. Par contre la pierrosité élevée permet de protéger le sol contre l'effet Splash des gouttes de pluie et dans certains cas (excessivement pierreux), les pierres peuvent avoir la même efficacité qu'un paillis végétal dans son action antiérosive. I.3 Distribution spatiale du facteur CLe facteur C a été déterminé à partir des informations sur la pierrosité et la couverture végétale du sol, ce qui nous a permis d'élaborer les figures ci-dessous.
Figure 22 : Répartition du facteur C à Nassif haut
Figure 23 : Répartition du facteur C à Loum 1 La majorité des lots de Nassif Haut et de Loum 1ont un facteur C = 0.04, à cause du paillis minimum de la surface du sol. Les parcelles (paillis complet) avec un facteur C = 0.001 ; sont très bien protégées contre l'érosion avec une efficacité 40 fois plus élevé que les parcelles avec paillis minimum. Preuve que le paillage convenable des parcelles est la plus efficace des méthodes de lutte contre l'érosion. Les lots (en bleu) présentent un facteur C = 0.01, dut principalement à la pierrosité excessive de leur surface ; c'est un cas particulier de l'influence prépondérante de la pierrosité sur la protection efficace du sol. Les lots en jachère avec un C = 0.01, présentent un très bon facteur de couverture, ce qui constitue une mesure de lutte antiérosive très recommandable. VI. LE FACTEUR PAprès identification des structures antiérosives dans chaque lot, nous avons attribué un facteur P comme défini dans la littérature, ceci nous a permis d'obtenir les figures qui suivent.
Figure 24 : Distribution spatiale du Facteur P à Nassif Haut
Figure 25 : Distribution spatiale du Facteur P à Loum 1 Nous remarquons dans l'ensemble qu'il existe peu de structures antiérosives que ce soit à Loum 1 ou à Nassif Haut. En fait, celles qui existent ne sont pas assez efficaces car parallèles à la pente, par conséquent ne permettent pas de freiner le ruissellement de l'eau. Le secteur Nassif Haut a un seul lot (rouge rayé) qui possède une structure antiérosive assez efficace ; il s'agit d'andains d'ananas de 2m de large régulièrement espacés entre deux lignes de bananiers. Le secteur Loum 1, les lots en bleu ciel et jaune ont des billons isohypses, et les lots en vert citron, bleu et rose ont un réseau de drain qui est perpendiculaire à la plus grande pente. VII. LES RISQUES D'EROSION PLUVIALE A LOUM 1 ET NASSIF HAUTI.1 Perceptions de l'érosion pluvialeLes chefs de plantation qui ont été questionnés, reconnaissent que l'érosion pluviale a un impact sur les activités de leur plantation ; la dégradation des routes de plantation est aux premières loges de leur préoccupation. Pour enrayer ces effets, ils pratiquent le damage les pistes avec de la pouzzolane et construisent des drains sur leur côté pour collecter l'eau qui ruisselle. Dans certain site de forte pente, les lots sont séparés de la route par des bourrelets de terre pour protéger celle-ci. Aussi la présence de grands étangs de captation d'eau de ruissellement en aval dans les bas-fonds, sont la preuve de la prise en compte des mesures pour contrôler l'érosion. A l'échelle de la parcelle, les pratiques d'épandage des hampes florales de régime de bananier sont encouragées, malgré leur quantité insuffisante. Mais le plan appliqué pour leur épandage est aléatoire et ne prend pas en compte des zones à risque d'érosion. La baisse de la productivité causée par l'érosion pluviale n'est pas percue par les chefs de plantation et nous avons remarqué que ceux-ci ne prennent des mesures que lorsque les dégâts ont déjà agit. I.2 Répartition spatiale des zones à risqueGrâce aux informations obtenues à partir des différentes couches de facteurs de l'érosion élaborées précédemment, nous avons pu après modélisation dans MapInfo, obtenir les cartes des risques d'érosion qui suivent.
Figure 26 : Carte des risques d'érosion pluviale à Nassif Haut
Figure 27 : Carte des risques d'érosion pluviale à Loum 1 Sur la base des cartes des risques d'érosion, MapInfonous a permis de déterminer les surfaces correspondantes à chaque classe du risque d'érosion. Les tableaux 19 et 20 en sont la synthèse.
Les informations des deux tableaux qui précèdent, nous ont permis d'établir la figure qui suit
Figure 28 : Surface relative des différentes classes d'érosion pluviale aux secteurs Loum 1 et Nassif Haut A Loum 1, on remarque que les sites de risque d'érosion faible et très faible occupe une surface relative de 62% soit près de 159, 25 ha. Ce qui implique que pour un seuil de tolérance en perte terre égale à 12 t/ha/an, 62% de la surface totale de la plantation présente une perte en terre tolérable et que celle-ci n'affectera aucunement la productivité des terres cultivées. Par contre 38% soit 99,64 hectares de superficie est à risque et pourrait voir décroitre les rendements en bananes à court et à long terme si aucune mesure de conservation des terres sérieuse n'est prise.
Au secteur Nassif Haut, les zones à risque d'érosion pluviale faible et très faible s'étendent sur une aire de 144 ha soit 51% de la surface totale de la plantation. Quand on fait un rapprochement avec le secteur précédent, on constate que 49% de la surface soit 137,82 ha présentent un risque suffisamment élevé pour nécéssiter une intervention qui elle-même dépendra du niveau du risque des zones considérées.Nassif Haut est plus à risque que Loum 1 en terme de superficie et de proportion relative. I.3 Causes et conséquences de l'érosion pluviale sur les types d'utilsation des terres et mesures de conservation des sols à entrevoirDans les deux secteurs d'étude, les régions présentant un risque d'érosion très faible et faible correspondent aux types d'utilisation des terres où soit : ü Il y'a paillage complet du sol (lots en bleu), ü les parcelles sont en jachères ü la surface du sol est rugueuse (extrêmement pierreux) ü Les intensités de pente sont très faibles (inférieures à 5%). Si l'on prend un seuil de tolérance de perte en terre de 12 t/ha/an (qui correspond au seuil de tolérance maximal pour les sols), les zones en bleu et bleu ciel, maintiendront leur productivité naturelle malgré l'érosion en nappe ; néanmoins les zones (de production) à risque d'érosion faible soit 26% à Nassif Haut et 16% à Loum 1, doivent être paillées convenablement si leur surface n'est pas suffisamment rugueuse pour réduire d'avantage l'érosion. La pratique du paillage se révèle être la méthode quasi idéale pour réduire l'érosion en nappe même sur des pentes élevées. Dans les cas où la biomasse foliaire ne permet pas d'effectuer un paillage complet du sol, d'autre méthode telle que le semis sur couvert végétale (SCV) en utilisant des plantes de couverture adaptées pourraient solutionner efficacement cette restriction. Les zones de risque d'érosion modéré correspondent aux unités d'utilisation des terres où les bananeraies sur paillis minimal, sont situées sur des pentes allant de 10% à 15%. La longueur de pente pouvant aussi accentuer l'effet de l'intensité de la pente. La productivité naturelle des terres de cette zone sera sans doute entamée par l'érosion car celle-ci est supérieure au seuil de tolérance de 12t/ha/an ; néanmoins un paillage adéquat, les SCV et les méthodes de conservation conventionnelle (billonnage et l'andainage isohypse) peuvent ramener les pertes en terre en un niveau acceptable pour permettre une production beaucoup plus durable. Les types d'utilisation des terres dans la région à risque d'érosion pluviale élevé, ont pour caractéristique des intensités de pentes très élevées (entre 15 et 20%) et un paillage minimal de la surface du sol. D'autres formes d'érosion (érosion en rigole) sont déjà très actives dans ces zones. Des méthodes de lutte conventionnelles (paillis abondant, billonnage isohypse et les SCV) peuvent diminuer les pertes en terre sur le court terme mais à long terme, les mesures plus intensives (terrassement ou utilisation des haies vives) visant à réduire l'incidence de la longueur et de l'intensité de la pente sont à préconiser. Enfin, les zones les plus critiques (risque très élevé et extrêmement élevé) bien que faibles en superficie sont celles-là où la priorité d'intervention doit se focaliser pour rapidement réduire les pertes en terre. Elles représentent respectivement 4% (8,57 hectares) et 9,3% (26,09 hectares) de Loum 1 et Nassif Haut.La principale cause de ces risques est l'intensité de pente très élevée (supérieure à 20%) avec un facteur LS entre 10 et 20. En effet, ces régions sont sans doute le point de départ des eaux de ruissellement qui dévalent en aval vers les habitations limitrophes des plantations causant des inondations qui peuvent être fatales. Pour ce type d'érosion, il est recommandé d'utiliser les terrasses ou dans les cas alarmants pour les zones à risque extrême, les méthodes empruntées au génie civil (terrasses à talus stabilisé avec des pierres) si et seulement si celles-ci sont économiquement rentables. I.4 Durabilité des types d'utilisation des terres vis-à-vis de l'érosion pluvialePour évaluer la durabilité des types d'utilisation des terres, nous avons dut adopter un point de vue analytique qui inclus la notion de temps comme paramètre de base pour extrapoler et élaborer des scénarios plausibles. En effet, grâce à la perte en terre (en tonne/ha/an) et à la densité apparente estimée de 0,85g/cm3en moyenne chez les Andosols typiques (Yerima et Van Ranst, 2005), nous avons pu calculer l'épaisseur de terre qui se perd chaque année par classe de risque d'érosion pluviale. A partir de ce résultat, nous avons déterminé le temps qu'il faudrait pour que la totalité de l'horizon A s'érode complètement en prenant une épaisseur moyenne de 35 cm (les Andosols typiques ayant une épaisseur variant de 20 à 50 cm (Yerima et Van Ranst, 2005)). Le tableau ci-dessous restitue les informations que nous avons générées.
Ce tableau révèle des situations intrigantes sur la durabilité des types d'utilisation des terres vis-à-vis du risque d'érosion pluviale. En effet pour des pertes en terre supérieures à 60t/ha/an, correspondant aux risques d'érosion extrêmement élevé et très élevé, la durée de vie des systèmes de production en question sont estimées à 50 ans au maximum : ce sont les systèmes les moins durables ; une absence de prise de mesure de conservation efficace sur ces zones, pourrait à terme rendre ces terres totalement inaptes à la production agricole. La pratique d'une bonne jachère améliorée (de 3 ans minimum) combinée à d'autres mesures conservatoires pendant la période de production telles que sus citées dans le point précédent, pourraient permettre de restaurer efficacement les sols de ces zones. Pour des risques d'érosion variant de 12 t/ha/an à 60t/ha/an, les types d'utilisation des terres sont moyennement durables ; la jachère améliorée et des méthodes de conservation conventionnelles peuvent améliorer leur efficacité. Les risques inférieurs à 12 t/ha/an, sont durables et correspondent aux utilisations des terres où les pratiques conservatoires et surtout le niveau de paillage est élevé ce qui est conforme aux normes de l'agriculture durable sur le plan de la lutte efficace contre l'érosion pluviale. I.5 Estimations des pertes en éléments nutritifsUne autre analyse des pertes en terre, a été abordée pourestimer les quantités de nutriments perdues. Nous avons aussi estimé les équivalents en engrais simples. Le tableau 21 et 22, en font une synthèse.
Les pertes en terre causées par l'érosion pluviale, entrainent un départ important des éléments nutritifs qui est d'autant plus important que le risque d'érosion s'accroîtdans toutes les zones. Les pertes en nutriments dans les régions à risque très faible à faible sont négligeables grace à un bon couvert de surface (paillis complet, jachère et pierrosité élevée);dans les autres zones pour maintenir la production de bananes à un niveau élevé, il faudra non seulement remplacer les exportations des cultures mais aussi les pertes dues à l'érosion. Les figures qui suivent montrent pour chaque classe de risque d'érosion pluviale, les quantités de nutriments (N, P, K) perdues par an dans les secteurs Nassif Haut et Loum 1. Sur un autre plan pratique,les quantités d'engrais simple équivalentes aux nutriments perdus sont révélatrices de l'effet néfaste de l'érosion pluviale sur la fertilité des terres. Par exemple, pour les classes de risque d'érosion de plus de 150t/ha/an, nous avons plus de 489 Kg d'urée (soit à peu près 10 sacs commerciaux), de 6,88 Kg de P2O5 et de 140,6 Kg de K2O perdus annuellement. En deçà de 12 t/ha/an de perte en terre, les pertes en engrais équivalent sont moindres ; preuve que dans tous les cas, les utilisations des terres favorisant un paillage complet du sol réduisent en moyenne de 92 % les pertes en éléments nutritifs qu'on rencontre dans les zones à risque extrêmement élevé et très élevé. CHAPITRE V : CONCLUSION ET RECOMMANDATIONSI. CONCLUSIONLa présente étude avait pour but de contribuer à l'aménagement et à la gestion durable des terres en réduisant les risques d'érosion dans les plantations de la PHP. Pour ce faire les articulations suivantes nous ont permis d'y parvenir ; il s'agit de : Ø Etablir une base de données géographiques interactive et actualisables pour tous les facteurs intervenant dans l'érosion pluviale au sens de Wischmeier et Smith (1978); Ø Cartographier les risques d'érosion pluviale pour déterminer les sites les plus sensibles et les facteurs responsables ; Ø Emettre des solutions pratiques pour réduire le risque d'érosion pluviale. La méthodologie de l'étude était axée sur 3 points : une recherche documentaire et reconnaissance sur le terrain ; la collecte de données (climatiques, morpho pédologiques, système de culture) et ; l'analyse et le traitement de ces données grâce au SIG. L'utilisation du Système d'information géographique (SIG) et de l'équation universelle de perte en terre (USLE) pour prédire le risque d'érosion pluviale, a montré que ce risque varie en fonction d'une part des types d'utilisation des terres (paillage, jachère, mesure conservatoire) et des propriétés morpho pédologiques intrinsèques (intensité de pente, érodibilité du sol, pierrosité de surface) des zones étudiées. Sur la base d'un système de classification, nous avons déterminé six classes de risques d'érosion pluviale sur le plan qualitatif (extrêmement élevé, très élevé, élevé, modéré, faible et très faible) et sur le plan quantitatif (plus de 150 t/ha/an, 60 -150 t/ha/an, 25-60t/ha/an, 12-25t/ha/an, 5-12t/ha/an, et 0-5t/ha/an). Aux secteurs Loum 1 et Nassif Haut, nous avons conclu que 38% (99,64 ha) et 49% (137,82 ha) de la surface totale respectivement présente un risque suffisamment élevé pour que l'on doive intervenir le plutôt possible.L'agressivité des pluies particulièrement importante de la région, accroît globalement le risque d'érosion si des méthodes de lutte antiérosives adéquates ne sont pas adoptées à temps. En effet, il a été montré que l'absence des méthodes de lutte antiérosive, favorisant une bonne couverture du sol et réduisant l'effet de la longueur et de l'intensité de pente sont les principales causes de cette répartition relativement élevée du risque d'érosion. La bonne résistance des sols (du point de vue de l'érodibilité), ne suffit pas pour les préserver des risques d'érosion pluviale dans cette région à pluie très érosive. La durée de vie du sol arable a été estimée et celle-ci montre que 9,3% (26,07 hectares) et 4% (8, 57 hectares) respectivement des terres de Nassif Haut et de Loum 1 sont les moins durables avec une durée de vie inférieure à 50ans et dans les cas extrêmes, inférieure à 20 ans. La productivité légendaire des andosols de cette région est menacée à l'échelle d'une génération humaine. Même l'altération rapide de la roche mère qu'on reconnait aux andosols, ne pourrait remplacer l'importante quantité de terre qui est perdue chaque année dans les zones à risque d'érosion extrêmement élevé et très élevé. La cartographie du risque d'érosion pluviale, nous a aussi permis de localiser les zones de provenance des sédiments et des eaux de ruissellement qui dévalent en aval vers les habitations limitrophes. Elles correspondent aux zones à risque extrêmement élevé et très élevé. La PHP a construit des étangs (protégés par des digues) de captation pour retenir ces eaux de ruissellement en aval, mais il serait plus ingénieux de protéger les terres en amont et réduire ainsi le ruissellement en aval. Face à la forte probabilité d'occurrence d'évènements pluvieux particulièrement érosifs dans un avenir proche (à cause des changements climatiques) ; les responsables de la PHP doivent sérieusement se pencher sur la question de la maitrise de l'érosion pluviale. II. RECOMMANDATIONSEn somme, notre étude a couvert trois plans majeurs pour le développement intégré de l'entreprise et les populations riveraines, à savoir : la durabilité économique de l'activité agroindustrielle, la protection de l'environnement et la sécurité des populations limitrophes. Ainsi nous préconisons ces différentes recommandationsà la PHP sur le plan de la durabilité économique de leur activité économique et de la protection de l'environnement : Ø Pour toute la zone d'étude, il faudrait favoriser un couvert total de la surface du sol en utilisant suffisamment de paille ; dans le cas où celle-ci est insuffisante, nous proposons l'utilisation des plantes de couverture qui ne concurrence pas le bananier ; Ø Pour les zones à risques modérés et élevés,effectuer le billonnage et l'andainage isohypse ; Ø Pour les zones à risques très élevés et extrêmement élevés, il y'a nécessité de construire des terrasses, les talus pourront être stabilisés par des blocs de pierre ou par leur végétalisation ; Ø La pratique de la jachère améliorée, pour permettre la restauration assez rapide des sols dégradés ; Ø Des indicateurs agroenvironnementaux doivent être conçus sur la base des facteurs de l'érosion pluviale principalement pour le suivi du couvert végétal (facteur C) et de pratiques conservatoires (facteur P). Ces indicateurs permettront de mettre à jour la carte des risques d'érosion et d'évaluer ainsi l'efficacité des nouveaux types d'utilisation des terres ; Sur plan de la sécurité des populations voisines vis-à-vis des inondations, il faudra en plus des mesures suscitées : Ø Etablir un programme de curage des étangs de captation d'eau de ruissellement en tenant en compte du rendement en sédiment de son bassin versant grâce à la carte de risque d'érosion et prévoir un exutoire pour permettre l'excès d'eau ; Ø Rénover le réseau de drainage qui est assez vétuste et établir aussi un programme de curage au niveau de drains des parcelles. Lors de notre étude, nous avons utilisé USLE telle qu'appliquée aux états unis et qui ne correspond pas totalement aux conditions tropicales et plus précisément à celles du Cameroun. Les valeurs considérées ici sont à prendre avec relativité. Pour cela, à la communauté scientifique, nous recommandons des travaux de recherche axés sur : Ø Le calibrage d'USLE pour les conditions pédoclimatiques de la région du Moungo et du Cameroun en général. BIBLIOGRAPHIEAnonyme. 1998. Les bananes. CIRAD-INIBAP-ODEADOM, 16 pages. Anonyme.2000. Guide d'utilisation des engrais au Cameroun -Volume 1: Caractérisation des principales terres agricoles du Cameroun. Document technique, MINAGRI , Dschang, 124 pages. Anonyme. 2001.Organicfarming in the tropics and Subtropics-bananas-.Naturlande.v. deuxième edition,2001, 37 pages. Anonyme. 2006. Memento de l'agronome. CIRAD-GRET,Pp 960 - 974. Anonyme. 2008. The biology of Musa L.(banana). Australian ageing office of gene technology regulator,80 pages. Anonyme. 2009. Les politiques agricoles à travers le monde : Quelques exemples. Rapport technique. Ministère de l'alimentation, de l'agriculture et de la pêche, République française, 4 pages. Anonyme. 2012a. 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ANNEXE II: Charte de l'effet de la pente pour détermination du facteur LS
ANNEXE III: Esquisse de la répartition de l'indice d'agressivité climatique annuel moyen (RUSA de Wischmeier) en Afrique de l'Ouest et du Centre - Situation des parcelles d'érosion (d'après les données pluviométriques rassemblées par le Service Hydrologique de l'ORSTOM et arrêtées en 1975)
ANNEXE IV: Le facteur "pratiques antiérosives P" dans le modèle de prévision de l'érosion en nappe de Wischmeier et Smith (Roose (1994))
ANNEXE V: Indice cultural du bananier à différents écartements en culture pure au Burundi (Rishirumuhirwa, (1990))
ANNEXE VI:Facteur C pour certaines cultures au Rwanda. (ISSS (1996))
ANNEXE VII: Carte des sols de la plantation de Loum
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"Là où il n'y a pas d'espoir, nous devons l'inventer" | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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