341

Comment prouver le rôle de laforêt vis-à-vis de l’érosion

hydrique sur un bassin versant ?

par Louis-Michel DUHEN

Prouver les interrelations « forêt et eau »

Plusieurs partenaires européens, dont les Centres régionaux de lapropriété forestière (CRPF) de Provence-Alpes-Côte d’Azur et deLanguedoc-Roussillon, ont décidé de travailler ensemble, sous « leregard des autres » dans le cadre du projet européen Sylva Med,« Mediterranean Forest for All » (2010-2013), (Cf. encadré page sui-vante).Les partenaires du projet doivent conduire des opérations pilotes

démontrant les services apportés par la forêt, pour ensuite susciter ledébat afin d’obtenir des mesures de compensation et de soutien finan-cier.Le CRPF de Provence-Alpes Côte d’Azur, chargé plus particulière-

ment des relations forêt-eau, a rapidement fait le constat qu’il n’y avaitpas de réelles demandes de la part des acteurs de l’eau, la forêt jouantparfaitement et (trop !) discrètement son rôle. Comment les engageralors sur la voie ouverte par la Déclaration de Varsovie « Engagementdes Etats membre de faciliter le développement et la mise en œuvre demesures telles que le paiement pour les services environnementaux […]afin de maintenir les fonctions protectrices des forêts » affirmée enFrance par la Loi Grenelle et transcrite dans le Code forestier ?Dans le contexte méditerranéen, il nous est apparu que, si la forêt

offrait des services, ceux-ci pouvaient décliner ou même disparaître à lasuite d’interventions inadéquates, de surexploitation ou de destruction

La forêt procure de nombreuxservices environnementaux, mais

parfois de façon si discrète,qu’il est difficile de les évaluer !

Ainsi, le rôle du couvert forestierdans la lutte contre l’érosion, surla qualité des eaux ou encore surla gestion de la ressource en eau

n’est plus à prouver, mais des éle-ments concrets doivent pouvoir

être apportés. C’est ce que proposecette étude, réalisée sur le bassin

versant de la Siagne. Le modèleconstruit conduit à des préconisa-

tions de gestions favorables à lalutte contre l’érosion et la turbi-

dité qui pourront être généraliséesvoire intégrées, pourquoi pas, àun futur dispositif de Paiementdes services environnementaux.

forêt méditerranéenne t. XXXIII, n° 4, décembre 2012

342

par le feu, la sécheresse ou la maladie. Lerecours à un modèle pouvant simuler cesdiverses hypothèses s’est donc imposé.Mais il fallait l’insérer à une probléma-

tique concrète. L’opportunité fut la rencon-tre, lors du colloque « Forêt et Eaupotable » 1, de la chargée de mission duSchéma d’aménagement et de gestion del’eau (SAGE) au SIIVU 2 de la Haute Siagne.En effet, et comme l’a dit Olivier Ferry, del’Office national des forêts, dans le cadred’un autre projet européen Life : « Les fores-tiers doivent pouvoir apporter des élémentsconcrets pour peser dans les débats des com-missions locales de l’eau (CLE) lors de l’éta-blissement des SAGE ».Il a donc été convenu d’étudier la sensibi-

lité à l’érosion des sols et le rôle joué par lecouvert forestier sur le bassin versant de laSiagne, pour mettre en relief les impacts sui-vants :– impact sur l’érosion (meilleure tenue des

sols et réduction des effets des précipita-tions),– impact sur la qualité des eaux (une forte

érosion augmente la turbidité des eaux),– impact pour une meilleure gestion de la

ressource : en retenant localement l’eau, laforêt limite l’exportation rapide d’eau parruissellement.Deux élèves ingénieurs, Carine Poncelet

(Montpellier SupAgro) et Marine Dalmasso(Bordeaux Sciences Agro) ont, au cours deleur stage, construit et appliqué le modèle,développé la méthode, rédigé un rapportavec l’appui de leurs professeurs et sous laconduite de Louis-Michel Duhen, ingénieurau CRPF.

Contexte et constructiondu modèle

LocalisationLe modèle est appliqué au bassin versant

de la Siagne qui regroupe 30 communes pourune superficie d’environ 520 km2 entre lesdépartements du Var et des Alpes-Maritimes. 70% de cet espace sont occupéspar la forêt, 10% par l’agriculture et 20% pardes espaces urbains (classification CorineLand Cover), Cf. Fig. 1.La zone est située à un carrefour clima-

tique, entre les climats montagnard et médi-terranéen, avec des altitudes allant de 0 à1642 mètres. La pluviométrie moyenne estde 950 mm/an. Les sécheresses estivales sontfréquentes et les précipitations les plusfortes ont lieu principalement en novembreet en mars, mais ne sont pas uniformémentréparties au sein du bassin versant.

Rappels sur le processusd’érosion hydriquePour qu’il y ait érosion, il faut d’abord un

détachement des particules, puis leur trans-port. On distingue principalement (YACOUBA,2004) :– l’effet « splash » : l’impact de la goutte

d’eau au sol provoque le départ autour dupoint d’impact de particules de sol.L’intensité de ce phénomène dépend dudegré de protection du sol, de son érodibilitéet de l’érosivité 3 de la pluie ;– le ruissellement : lors d’une pluie, une

fraction de celle-ci pénètre dans le sol. Cetteinfiltration est fonction de la porosité, de laperméabilité et de la capacité de drainage dusol. Si la capacité d’infiltration du sol estinsuffisante par rapport à la pluie, il y ad’abord la formation de flaques puis leurmise en mouvement : c’est le phénomène deruissellement. Son intensité dépend de larugosité du sol, de la pente, de la capacité dusol à infiltrer l’eau et de la quantité de pluie.La forêt grâce au couvert arboré, mais

aussi au sol forestier, joue donc un rôledéterminant (Cf. Fig. 2).Sur le bassin versant considéré, l’arra-

chage et le transport de particules de sol ontplusieurs origines : une origine « naturelle »à cause des précipitations (pluies et neige) oudu vent et une origine anthropique (exploita-tion forestière, fréquentation des espaces

Les objectifs du projet• Intégrer dans les politiques régionales les services environnementaux apportéspar les forêts. Les écosystèmes forestiers méditerranéens fournissent des biens etservices multiples et contribuent au développement socio-économique des zonesrurales et au bien-être des populations urbaines, des avantages collectifs essen-tiels qui ne sont pas à ce jour reconnus.

• Proposer, en fin de programme, aux autorités publiques, des mesures compen-satoires et/ou d’autres instruments normatifs au bénéfice des propriétaires fores-tiers, pour les services environnementaux collectifs que génère leur gestion. Il estprévu une publication en fin de programme sur les services environnementaux desforêts méditerranéennes qui sera présentée lors d’un colloque final en Ligurie.

• Fournir des arguments, aussi bien techniques que stratégiques, au discoursdéfendant les forêts méditerranéennes en Europe.

1 - Organisé à Marseilleau Conseil régional,

en novembre 2011, par leCRPF, en partenariat avec

l’Institut de développe-ment forestier (IDF)

2 - Syndicat interdéparte-mental intercommunal

à vocation unique

3 - Capacité d’une pluieà éroder le sol

4 - Logiciel de SIG libreSAGA (System for

Automated GeoscientificAnalyses)

343

forestiers par VTT, motocross, 4x4...). Cettedernière reste cantonnée à des secteurs où lafréquentation du public est importante et oùdes travaux de prévention incendie sont réa-lisés.

Choix des critèreset justificationPour passer de la connaissance des proces-

sus naturels à leur description à l’échelle dubassin versant, il faut modéliser l’érosion àpartir des facteurs influant les phénomènesérosifs : le sol, l’occupation du sol, la topogra-phie et le climat. L’objectif a donc été dechoisir des critères discriminants reliés auxprocessus naturels, selon le schéma explica-tif de la figure 3.Le choix des critères s’est inspiré en partie

d’un travail de forestiers slovènes (ŠpelaPLANINŠEK, 2011), grâce au partenariat deSylva Med.

Présentation de la méthodede modélisationLes critères retenus pour modéliser l’éro-

sion sont ensuite intégrés à un Système d’in-formation géographique (SIG) sous forme decouches d’informations raster (résolution25x25m). Ils sont ensuite combinés, toujourssous SIG 4, pour caractériser et spatialiser lasensibilité du sol à l’érosion hydrique et lacapacité de protection du couvert forestier.Le principe général du modèle est deconfronter ensuite ces deux informationspour en déduire la sensibilité globale dumilieu (le sol et le couvert forestier associé) àl’érosion hydrique et aux risques de turbidité(Cf. Fig. 4).

De haut en bas :

Fig. 1 :Occupation des sols

de la zone d’étude Corine Land CoverÉchelle 1/90000e

Fig. 2 :Rôles hydrologiques joués par la forêt sur le plan

de l’érosion et la turbidité (Marine Dalmasso)

Fig. 3 :Cohérence entre les processus naturels de l’érosion

et les critères retenus pour leur évaluation.Les ellipses représentent les critères choisis.

Les rectangles représentent la manière dont la forêtet le sol interviennent sur l’érosion hydrique.

Figures Carine Poncelet

344

Les critères de sensibilitédu solLa topographieLe paramètre de topographie est évalué à

partir de deux critères : la pente et la mor-phologie, calculés à partir d’un modèlenumérique de terrain (MNT) de l’IGN(Institut géographique national) de résolu-tion 25 mètres.Le critère de pente est utilisé pour mettre

en évidence la capacité d’un ruissellement àdétacher et transporter des particules desol : plus la pente est importante, plus leruissellement érodera le sol.Le critère de forme morphologique est uti-

lisé pour décrire l’impact de la position dupixel au sein du bassin versant. En effet, surles zones plus hautes que leurs voisines(formes convexes), l’effet sur les particules desol est plutôt l’arrachement. A l’inverse dansles zones plus basses que leurs voisines(zones concaves), l’effet est plutôt un dépôtde particules.La combinaison de ces deux critères sem-

ble donc pertinente pour décrire la topogra-phie à l’échelle du pixel.La méthode de classement est illustrée

pour la topographie dans l’encadré page sui-vante.

PorositéLa porosité décrit la capacité d’un sol à

infiltrer et conserver l’eau issue des précipi-tations. Ainsi, à précipitation constante, unsol très poreux retarde la formation deflaques et donc le départ de l’eau en ruissel-lement 5.

ErodibilitéL’érodibilité 6 des sols est un indicateur de

la facilité avec laquelle les particules de solse détachent. Il dépend de la structure dusol, de sa granulométrie, de sa quantité dematière organique, de sa perméabilité.

Photo 1 :La turbidité peut être réduite grâce à la présence de la forêt qui piège les sédiments.

Fig. 4 :Méthode générale utilisée pour caractériser les relations forêts - érosion des sols

5 - La porosité est extraite des couches de pédopay-sages de Provence-Alpes-Cote d’Azur (INRA, SCP) etde la base de données DONESOL6 - Il faut distinguer l’érodibilité de l’érodabilité duterrain qui caractérise la résistance du milieu et quidépend de l'érodibilité du sol, du couvert végétal, destechniques culturales et de la pente et éventuellementdes aménagements existants.

Pour les scores concernés Sensibilité à l’érosion Indice SIG

111 ; 112 ; 113 ; 121 ; 122 ;123 ; 211 Sensibilité faible 10

212 ; 213 ; 131 ; 132 ; 133 ; 311 ;223 ; 231 ; 312 ; 321 ; 221 222 Sensibilité moyenne 20

223 ; 232 ; 233 ; 313 ; 322 ; 323 ;331 ; 332 ; 333 Sensibilité forte 30

Tab. I :Classement du milieu physique en fonction de la sensibilité à l’érosion des pixels.

Les nuances de gris correspondent à celles utilisées pour les cartes

345

Pour la quantifier, la clé de déterminationdu modèle MESALES, créée pour mesurer lasensibilité à l’érosion des sols agricoles, a étéappliquée. Elle discrimine selon la teneur enéléments grossiers, la texture, la quantité dematière organique.

Combinaison des troisparamètres exprimantla sensibilité des sols précédentsDans le cadre du SIG, nous utilisons la

fonction somme pour combiner les trois para-mètres. Par exemple un pixel de topographie« fortement sensible », de porosité« moyenne » et d’érodibilité « faible » a pourscore 321. Vingt sept combinaisons des troisparamètres d’entrée sont ainsi envisagées.Pour faciliter la lecture de la carte, nousregroupons ces 27 combinaisons en 3 classesde sensibilité du milieu physique à l’érosionselon le tableau I.

Paramètres exprimantla capacité de protectiondu couvert forestier

Interception des précipitationsCe paramètre est apparu le plus discrimi-

nant car il permet de mettre en évidence laréduction de la quantité de pluie arrivant ausol et l’atténuation de son intensité (effet« splash »), ce qui réduit « l’attaque du sol ».Ce paramètre décrit la quantité de feuil-

lage présent au-dessus du sol. Son estima-tion se fait par combinaison de deuxcritères : la densité des peuplements et l’es-sence majoritaire du peuplement.La densité des peuplements caractérise la

quantité d’arbres présents au sein du peu-plement par unité de sol. Toutes choseségales par ailleurs, plus il est dense, et plusles précipitations sont interceptées ou ralen-ties. En fonction des données de l’Inventaireforestier national, il a été créé trois classes :forêt fermée, forêt ouverte, garrigues oumaquis boisé.De la même manière, à densité constante,

ce qui va discriminer les peuplements dupoint de vue de l’interception des pluies estla quantité de feuillage portée par uneessence ou une combinaison d’essences com-posant le peuplement. Ainsi, les peuple-ments ont été séparés en trois classes :mélange de conifères et feuillus (hêtres,cèdres), conifères, feuillus.

Méthode de classification :exemple pour la topographieSous SIG, chaque critère est codé sous la forme d’un score qui décrit une classe.Pour combiner deux critères entre eux, on ajoute au sens mathématique lescouches raster correspondantes puis on regroupe le résultat en classe (reclassifi-cation). L’ensemble des pixels 25x25, ainsi classifiés et affectés d’une couleur,fournit des cartes informatives selon diverses sélections.

Calcul de la penteLa pente est calculée automatiquement sous SAGA à partir du Modèle numé-rique de terrain (MNT) : on obtient la valeur de la pente en pourcentage pourchaque pixel.L’étape de reclassification1 correspond au regroupement des valeurs de penteobtenues en trois classes (décrites par un indice, ou score) basées sur le modèleMESALES (Modèle d’Evaluation Spatiale de l’ALéa Erosion de Sols) (CERDAN O.,2006), étudié par grande classe d’occupation des sols dont une classe forêt, nondifférenciée en peuplements.

Classes de pente Indice décrivant Indice décrivant(en %) la classe sous SIG la classe selon

(=valeur numérique du pixel) sa sensibilité à l’érosion

[0 ; 15] 10 Faible[15 ; 30] 20 Moyen

>30 30 Fort

Tab. 1 : Classification du critère pente

Déduction de la forme morphologiqueEn parallèle, on calcule sous SAGA — toujours à partir du MNT — l’Indice deposition topographique (TPI). Le TPI compare l’altitude de chaque pixel à l’altitudemoyenne des pixels voisins. Ainsi, des valeurs de TPI positives indiquent des pointshauts, des valeurs négatives des points bas et des valeurs nulles des espaces platsou de pente constante. Dans un second temps, les valeurs de TPI sont standardi-sées et regroupées par le logiciel pour identifier 10 formes morphologiques listéesdans le tableau 2 ci-dessous. De même, ces formes morphologiques sont regrou-pées en trois classes (reclassification 2) :

Classes de forme Indice décrivant Indice de sensibilitémorphologique la classe sous SIG à l’érosion

Vallées en U, plaines 1 FaibleVersants, collines et points

hauts locaux, petites collines 2 MoyenFond de canyon, cours d’eau amont,

cours d’eau intermédiaire, Hautes crêtes,plateaux et haut de pente 3 Fort

Tab. 2 : Classification du critère forme morphologique

Combinaison des deux critèresLa troisième étape de l’obtention du paramètre de topographie est la combinai-son des deux critères précédents. En termes de traitement SIG, cela se traduit parla somme des deux couches raster des critères « pente » et « forme morpholo-gique ». Par exemple, un pixel de pente faible et de forme morphologiquemoyenne (versant) se verra attribuer un score de 12. Comme le montre letableau 3, les pixels sont regroupés selon leur score (reclassification 3).

Classes de topographie Indice SIG Indice de sensibilité(=valeur numérique du pixel) à l’érosion

11 100 Faible12, 13, 21, 22, 31 200 Moyen

23, 32, 33 300 Fort

Tab. 3 : Obtention du paramètre de topographie

5 - Le détail complet des classifications des autres critères figure dans le rapport complet téléchargeablesur http://www.ofme.org/crpf/documentation.php?NoIDT=14

StructureLa structure du peuplement correspond à

son degré d’organisation ; plus la structureest développée, meilleure est l’emprise dupeuplement sur le sol. Ce paramètre se basesur deux critères : le degré de stratificationet la quantité de litière.Le nombre de strates présentes au sein

d’un peuplement permet de bien mettre enévidence le niveau de protection du sol. Eneffet, la présence des trois strates (herbacée,arbustive et arborée) constitue un véritableemboîtement, à la fois des couverts (meil-leure interception des pluies) et des surfacesracinaires (meilleur maintien du sol). Ce cri-tère est relevé sur le terrain, puis divisé entrois classes, selon le nombre de strates pré-sentes au sein de chaque peuplement :arboré, arbustif et herbacé, arboré et arbus-tif, arboré et herbacé.La litière joue plusieurs rôles. Tout

d’abord, une litière épaisse permet de proté-ger le sol des gouttes de pluie incidentes et,de ce fait, limite l’érosion par effet splash.L’épaisseur de la litière dépend des essencesprésentes et du taux de minéralisation.La litière a aussi un effet indirect sur l’éro-

dibilité, car sa présence se traduit par un solplus riche en matière organique et doncmoins érodible. La quantité de litière pourchaque peuplement est relevée sur le terrainet divisée en trois classes en fonction del’épaisseur : présence importante >1cm ; pré-sence faible <1cm ; absence.

PérennitéCe paramètre permet de mettre en évi-

dence la capacité du peuplement à survivredans le temps. Ce paramètre d’entrée dumodèle permet de tempérer les paramètresprécédents en indiquant si le peuplement estsusceptible de conserver ses caractéristiquesou si celles-ci peuvent changer à plus oumoins court terme. Les critères étudiés sontles suivants : nombre de troncs tombés etétat sanitaire.La stabilité du peuplement peut être esti-

mée par la quantité de troncs tombés visiblessur une parcelle (R. SCHWITTER, 2009).L’instabilité potentielle présente est néfastevis-à-vis de l’érosion, puisque la chute d’unarbre provoque non seulement une perturba-tion du sol au niveau de son ancien systèmeracinaire, mais peut aussi provoquer lachute de ses voisins. Ce critère est évalué surle terrain et est divisé en trois classes, selonle nombre de troncs tombés (absence, entre 0et 5, plus de 5).De la même manière, un peuplement

malade est plus vulnérable et assure moinsbien sa fonction de protection et de maintiendu sol. Ce critère a aussi été relevé sur le ter-rain et divisé en trois classes en fonction dupourcentage d’arbres malades (absence ;moins de 10% d’arbres malades ; plus de 10%).

Combinaisons des troisparamètres exprimantla capacité des peuplementsà protéger le sol de l’érosionDe la même manière que pour le raster de

la sensibilité du sol à l’érosion, les valeursdes pixels des trois paramètres sont som-mées pour donner le raster de la capacité despeuplements à protéger le sol de l’érosion.Les valeurs obtenues sont réparties en troisclasses (Cf. Tab. II).

Croisement cartographiquepour obtenir la sensibilitéglobale du bassin versantà l’érosionL’obtention de la carte de sensibilité glo-

bale du bassin versant à l’érosion se fait enconfrontant la carte de sensibilité des sols àl’érosion à la carte de capacité des peuple-ments à protéger le sol de l’érosion. Le croi-sement de ces deux cartes est détaillé dans letableau III selon 5 classes.

346

Scores concernés Indice décrivant la classe Indice décrivantselon la capacité la classe sous SIG

du peuplement à protéger (=valeur numériquele sol de l’érosion du pixel)

111; 112 ; 113 ; 121 ; 122 ;131 ; 211 ; 212 ; 221 Capacité faible 1

123 ; 132 ; 133 ; 213 ; 222 ;231 ; 311 ; 312 ; 321 Capacité moyenne 2

223 ; 232 ; 233 ; 313 ; 322 ;323 ; 331 ; 332 ; 333 Capacité forte 3

Sensibilité du solCapacité faible moyenne fortedu peuplement forestierà protéger le sol de l’érosion

faible Moyenne Forte Très Fortemoyenne Faible Moyenne Forte

forte Très Faible Faible Moyenne

Tab. II :Obtention de la carte de

capacité des peuplementsforestiers à protéger le sol

de l’érosion hydrique.

Tab. III :Obtention de la cartede sensibilité globale

du bassin versantà l’érosion des sols

347

Un modèle qui livre des carteset une clé de déterminationCarte de sensibilité des solsà l’érosionEn ne retenant que les paramètres phy-

siques, il est possible d’éditer une carte desensibilité des sols du bassin versant de laSiagne, à une précision de 25x25 mètres.D’après la carte 1, il apparaît que 18% de

la surface du bassin versant présentent unesensibilité forte, 47% une sensibilitémoyenne et 35% une sensibilité faible.Les sols situés au nord, dans des zones

plus montagneuses, et dans les gorges de laSiagne, apparaissent comme fortement sen-sibles à l’érosion. La sensibilité du massif duTanneron ressort également à cause de latopographie et l’érodibilité liée aux solssableux peu épais, issus du gneiss duTanneron et à la sensibilité du gneiss,lorsqu’il affleure.

Carte de capacitédes peuplements forestiersà protéger le sol de l’érosionLe modèle montre que la capacité des peu-

plements forestiers du bassin versant de laSiagne à protéger le sol de l’érosion est majo-ritairement forte et moyenne.D’après la carte 2, il apparaît que 49% de

la surface du bassin versant présente unecapacité forte, 23% une capacité moyenne,4% présente une capacité très faible.Les zones de capacité faible sont majoritai-

rement des zones de landes ou de peuple-ments lâches de feuillus. L’interprétation estdélicate : soit on conclut que c’est l’absencede peuplements forestiers bien établis quiexplique la faible capacité, soit on considèreque le modèle conçu pour des peuplementsforestiers pleins, s’applique mal à ces zonespeu forestières.

Cartes de sensibilité globaleà l’érosion hydriqueEn croisant les deux cartes précédentes, on

obtient la carte de sensibilité globale (elletient compte de la couverture forestière)actuelle du bassin versant de la Siagne àl’érosion en cinq niveaux.

Carte 1 :Sensibilité des sols dubassin versant de laSiagne à l’érosionhydrique.

Carte 2 :Carte de capacité despeuplements forestiers àprotéger le sol de l’éro-sion hydrique.

D’après la carte 3, la répartition par sensi-bilité à l’érosion hydrique est la suivante :

sensibilité très faible 70 km² (13%)sensibilité faible 205 km² (40%sensibilité moyenne 170 km² (33%)sensibilité forte 45 km² (10%)sensibilité très forte 22 km² (4%)

Si on compare ces résultats avec les résul-tats de la carte de la sensibilité du sol à l’éro-sion, il apparaît que grâce à la présence despeuplements forestiers :– la classe de sensibilité forte diminue de

33 km2 ;

– la classe de sensibilité moyenne diminuede 70 km2 ;– la classe de sensibilité faible augmente

de 95 km2.Tout confondu, 137 km2, soit 26% de la

surface totale du bassin versant, ont vu leursensibilité diminuer. La présence d’un peu-plement forestier, quelles que soient sescaractéristiques, a donc globalement unimpact positif sur la sensibilité du bassinversant à l’érosion.

Simulations effectuées grâceau modèleUne fois les données rentrées dans le

modèle, il est possible d’effectuer diversessimulations.

Influence du couvert forestiersur la sensibilité des solsDe la carte de la sensibilité globale à l’éro-

sion, il est procédé à une soustraction descritères physiques. La carte met ainsi en évi-dence les secteurs où la forêt a une influencepositive (gris clair), neutre (gris moyen) ounégative (gris foncé).On retrouve un impact positif au niveau

des zones où la pente des terrains est impor-tante. C’est un point positif en ce quiconcerne la fiabilité des résultats du modèlecar on retrouve les mêmes conclusions quecelles qui ont conduit aux mesures de reboise-ment des terrains de montagne (Cf. Carte 4).

Conséquences de modificationde l’état boisé sur la sensibilitéà l’érosionLe modèle peut être utilisé pour prendre

en compte d’éventuels changements affec-tant les peuplements forestiers et en déduireles conséquences sur la sensibilité à l’éro-sion. Il suffit de faire varier certains paramè-tres que l’on veut tester.Ainsi, en soustrayant des peuplements

forestiers par simulation, on peut montrer

348

Carte 3 :Sensibilité globaledu bassin versant

à l’érosion hydrique.

Photo 2 :En région Provence-Alpes-Côte d’Azur, la forêt fournitsi discrètement les biens et les services, notammentpour le cycle de l’eau, qu’on évoque à peinesa présence lors des démarches comme les SAGE.Son rôle est vraiment démontré lorsque la couvertureforestière a disparu, par exemple comme à la suited’un incendie, ici à Esparron-de-Verdon (04).

349

que des zones actuellement faiblement sensi-bles ou moyennement sensibles deviennentmoyennement ou fortement sensibles.

Création d’une clé dedétermination de la sensibilitéglobale d’un peuplementforestier à l’érosionLa méthode précédemment expliquée a

été développée dans un but de modélisation.Lors de visites de terrain, il peut être inté-ressant d’estimer directement la sensibilitéde la parcelle à l’érosion. Sur une zone don-née et en présence d’un peuplement donné,un propriétaire forestier, un gestionnaire,un élu ou un agent technique d’une collecti-vité peut déterminer la sensibilité à l’éro-sion, grâce aux arbres de décision quireprennent les divers paramètres et qui sontmesurables sur le terrain.

Un modèle utile à une gestionplus intégrée des territoiresUn modèle utile pourdémontrer le rôle de la forêtL’objectif du modèle, à savoir « caractériser

le rôle joué par les forêts sur la réduction dela sensibilité des sols à l’érosion », estatteint. Du fait de la présence de la forêt, lessurfaces de sensibilité forte ont été réduitesde 26%. Le modèle fournit des informationsspatialisées grâce à une cartographie relati-vement fine (précision 25x25 m, pour un bas-sin versant de 520 km2) de la sensibilité glo-bale du bassin versant de la Siagne àl’érosion. Des simulations peuvent être réali-sées en faisant par exemple disparaître laforêt sur tel ou tel secteur. Enfin, un outil deterrain permet de caractériser une parcelledonnée grâce à un arbre de décision simple.

Un modèle fiable et à coûtmodéréCe résultat est obtenu avec une relative

fiabilité dans un laps de temps et avec desmoyens qui autorisent son utilisation surd’autres sites.A l’avenir, l’application de la méthode pro-

posée pour modéliser la sensibilité d’unautre bassin versant à l’érosion devraitprendre de 3 à 4 semaines de travail en

fonction de sa superficie, de la précisionnécessaire à l’échantillonnage des peuple-ments forestiers et de la disponibilité desdonnées pour l’étude. Ainsi, la reproductibi-lité de la méthode est possible.

Une phase de consolidationà prévoirCependant, pour valider définitivement le

modèle, certaines démarches qui n’ont puêtre réalisées pendant le stage, vont êtreengagées. La validation et l’analyse de sensi-bilité du modèle permettront de s’assurer desa fiabilité et de sa généralisation à d’autreszones. En particulier, l’acquisition des para-mètres forestiers et les valeurs seuils doiventêtre étudiées de plus près.

Une méthode d’aideà la décision utile pour uneétude de SAGELes résultats de cette étude offre plusieurs

perspectives, en particulier dans le cadre duSAGE de la Siagne et de Sylva Med.La méthode peut être appliquée à diverses

échelles. A grande échelle, elle établit unétat des lieux global. Appliquée à une unitéde gestion pertinente (sous-bassin), elle peutêtre utilisée plus finement pour hiérarchiserdes zones.

Carte 4 :Influence de la forêtsur la sensibilité des solsà l’échelle du bassinversant.

On peut en attendre des applicationsconcrètes.Elle peut alerter les pouvoirs publics et

leurs représentants techniques sur la vulné-rabilité à l’érosion de certaines zones du bas-sin versant.Elle permet de situer très clairement sur

les cartes, l’accroissement éventuel de cettevulnérabilité à l’érosion en simulant la dis-parition ou la dégradation du couvert fores-tier à la suite d’évènements probables : aléasclimatiques (sécheresse), incendies ou mau-vaise gestion.Elle permet de raisonner la sensibilité des

sols à l’échelle de l’unité de gestion appro-priée.

Élaborer des préconisationsde gestion forestièrepour réduire la sensibilitédes sols à l’érosionFace aux résultats de ce modèle, on peut

mettre en évidence plusieurs types de sec-teurs où il serait souhaitable de conduire desinterventions forestières adaptées à la pré-vention de l’érosion et donc de prévenir l’aug-mentation de la turbidité des eaux. Les pré-conisations concernent à la fois le typed’intervention et les précautions à prendrelors de la phase de réalisation.Les pouvoirs publics seront alors en

mesure d’apprécier l’enjeu du point de vuede la protection des sols contre l’érosion etde la ressource en eau potable pour déciderl’inscription éventuelle dans le SAGE demesures garantissant la fourniture de ceservice de la forêt.

Une étape vers une démarchede paiement de servicesécosystémiquesLes préconisations de gestions favorables à

la lutte contre l’érosion et la turbidité pour-ront être intégrées à un futur dispositif dePaiement des services environnementaux(PSE). Pour cela, il faudra évaluer les avan-tages obtenus par cette gestion spécifique.Les propriétaires forestiers et leurs gestion-naires disposeraient alors des moyens finan-ciers pour pouvoir appliquer les pratiquesdécrites ci-avant.La modélisation permet aussi la superposi-

tion géographique d’autres enjeux (préven-tion contre les incendies, paysage...) pourune gestion plus intégrée et éventuellementune répartition entre bénéficiaires des coûtspour l’ensemble des services fournis.

Plus-value des partenariatsL’élaboration de cette méthode a été l’occa-

sion de montrer la fécondité des projets euro-péens et l’importance de créer des liens entreles instituts de recherche et d’enseignementet les organismes de développement commele CRPF, pour mettre au point de nouveauxoutils. On peut souligner la disponibilité enFrance de précieuses bases de données.Ce travail démontre l’évidence qu’une

meilleure communication entre les différentsacteurs des territoires est nécessaire pourtendre vers une gestion plus intégrée etmieux adaptée.

L.-M.D.

BibliographieAussenac G. - Action du couvert forestier sur ladistribution au sol des précipitations - Annals offorest science. - 1970. - 27. - pp. 383-399.Cerdan O., Le Bissonnais Y., Souchère V., King C.,Surdyk N., Dubus I., Arrouays D., Desprats J.F.- Guide méthodologique pour un zonage départe-mental de l’érosion des sols - Rapport n°3:Synthèse et recommandations générales :BRGM-RP-55104-FR. - 2006. - p. 85.Colmar A., Walter C., Le Bissonnais Y. etDaroussin J. - Démarche de validation régionalepar avis d’experts du modèle MESALES d’esti-mation de l’aléa érosif - Etude et gestion des sols.- 2010 - 1 : Vol. 17.Desprats J.F., Bourgignon A., Cerdan O., LeBissonnais Y., Colmar A. - Guide méthodologiquepour un zonage départemental de l'érosion dessols - Rapport n°1: Etude de sensibilité sur le

350

Louis-Michel DUHENCRPF PACA

Impasse Ricard Digne13004 Marseille

Tél. : 04 95 04 59 04Mél : paca@crpf.fr

www.ofme.org/crpf

Photo 3 :La Siagne prend sa source

au pied de ce cirque.La résurgence fournit une

eau retenue, filtréed’abord par les peuple-

ments forestiersdes versants et plateauxdes Préalpes de Grasse,

puis par son parcourssouterrain en milieu

karstique.

351

département de l’Hérault - 2006. - p. 67. -BRGM-RP-55049.EFIMED - L’eau pour les Forêts et les Homes en

méditerranée, un équilibre à trouver CollectionEFIMED « Ce que la science peut nous dire » -Rédacteurs: Yves Birot, Carlos Gracia, MarcPalahi – Anglais, Français, Espagnol.http://www.efimed.efi.int/portal/events/mfw2011/tu5/2._water_and_forests/Ferry O. 2004 — Projet Life eau et forêt, Étatactuel des politiques publiques concourant à laprise en compte des forêts dans la mise en œuvrede la Directive cadre sur l’eau.Gracia C., Sabaté S., Vayreda J., Ibaniez J. -Above ground Biomass Expansion Factors andBiomass Equations of forests in Catalogna. -2002. - COST E21, BEF meeting in Besalu.King D., Le Bissonnais Y., Hardy R., Eimberck M.,Maucorps J., King C. - Spatialisation régionalede l’évaluation des risques de ruissellement. -Revue des Sciences de l’informationGéographique et de 1’Analyse Spatiale. - 1992. -Vol. 2. - pp. 229-246.Ladier J., Rey F., Dreyfus Ph.– Guide des sylvicul-

tures de Montagne Alpes du Sud françaises –ONF, IRSTEA, INRA, CRPF – p 300 Janvier2012.Lanly J-P - La gestion forestière durable: leçons del'histoire et développements récents - Food andAgriculture Organisation, 1995. - 2012. -http://www.fao.org/docrep/v6585f/v6585f00.htm. -Série Unasylva, version 182.Planinsek Š, Ferreira A., Japelj A. - A model forevaluation of the hydrological role of a forest -Preliminary communication / Slovenian ForestryInstitute. - Ljubljana : [s.n.], 2011. - p. 12.Pôle-Azur-Provence Les restanques - Guide de

bonnes pratiques pour la préservation des pay-sages de restanques [Guide pratique]. - 2010.Schwitter R., Bucher H. - La forêt protège-t-ellecontre les crues ou les arbres causent-ils eux-même des inondations - La forêt. - 2009. - 62. -pp. 21-25.Syndicat Interdépartemental et Intercommunal àVocation Unique (SIIVU) de la Haute Siagne.Vers un Schéma d’Aménagement et de Gestiondes Eaux sur le bassin versant de la Siagne,Dossier préliminaire : présentation du contextegénéral, proposition de périmètre - janvier 2011p. 101 http://www.gorgesdesiagne.fr/?q=node/436Le Bissonnais Y., Dubreuil N., Daroussin J., GorceM. - Modélisation et cartographie de l’aléa d’éro-sion des sols à l’échelle régionale - exemple dudépartement de l’Aisne - Etude et gestion dessols. - 2004. - 3 : Vol. 11. - pp. 307-321.Sylva Med - State of Art Forest and Water : CRPFPaca/Ninon Sicard– (AgroParisTech) - 2011. - p.33 format pdf. Téléchargeable sur le site SylvaMed - http://www.sylvamed.eu/docs/AIGUA.pdfUlrich E., Lelong N., Lanier M., Schneider A. -Interception des pluies en forêt : facteurs déter-minants. Interprétation des mesures réaliséesdans le sous-réseau CATAENAT de RENECO-FOR - ONF Bulletin technique. - 1995. - 30.Wischmeier W.H., Smith D.D. - Predicting rainfallerosion losses - a guide to conservation planning- Agriculture Handbook. - 1978. - 537. - p. 58. -U.S. Department of Agriculture.

Yacouba Hamma - Processus de l’érosion hydrique- CES pour les ingénieurs de l’équipement ruralet de l’agronomie. - décembre 2004. - Juin 2012. -http://www.bf.refer.org/toure/pageweb/erohy-dry.htmZianis D., Muukkonen P., Mäkipää R., MenucciniM. - Biomass and Stem Volume Equation forTree Species in Europe - Silva Fennica. - 2005. -p. 63.

Photo 4 :Une surexploitationde bois à proximitéde la source, avant soncaptage par le canal,peut se traduire par dela turbidité qui favorisele développementdes bactéries.

Photo 5 :L’eau de la Siagne est prélevée tout près de sa source pour un usage en eau potable,en hydroélectricité et comme source de loisirs (Lac de St-Cassien). Un débit estréservé pour le lit naturel de la rivière, mais la pression est forte. La forêt qui retardeles ruissellements joue un rôle essentiel, même si elle est, elle aussi, une consomma-trice d’eau.

352

Resumen

Résumé

Summary

Cet article propose une méthode d’évaluation de la sensibilité d’un bassin versant forestier à l’érosionhydrique, testée sur le bassin versant de la Siagne. Celui-ci se situe dans le sud-est de la France, à che-val entre les départements des Alpes Maritimes et du Var. L’analyse de la sensibilité repose sur la carto-graphie de caractéristiques liées au sol et au milieu physique (topographie, porosité, érodibilité) d’unepart et liées aux forêts (interception des pluies, structure et pérennité du peuplement) d’autre part. Lesrésultats obtenus se présentent sous la forme de trois cartes : une carte caractérisant le sol, une autre laforêt et la dernière la sensibilité globale du bassin versant à l’érosion, obtenue en croisant les deux pre-mières. Plusieurs conclusions sont tirées de ces résultats : en particulier, le rôle de protection joué parles forêts est prouvé, les zones où le sol est particulièrement sensible sont localisées et un outil de diag-nostic direct sur le terrain est créé. L’interprétation des résultats permet de proposer des préconisationsde gestion forestière favorables au maintien des paysages, à la qualité des eaux, des sols et des peuple-ments forestiers.

Mots-clés : SIG, érosion, forêt, eau, sol, gestion intégrée, Sylva Med, services écosystémiques

Proof for the role of forests in preventing erosion in a watershedThe aim of this article is to put forward a method for evaluating the vulnerability of a watershed to ero-sion. The method was first developed in, then applied to the Siagne watershed which is located in theSouth-east of France where it straddles the Alpes Maritimes and the Var (two French “départements”).Vulnerability was mapped using the criteria of terrain and soil (topography, porosity, erodibility) on theone hand and the forest’s features (rainfall interception, structure and durability) on the other. Threemaps were obtained: one representing the vulnerability of soils to erosion, a second representing thecapacity of the forest to protect the soil from erosion, and, finally, a third, deriving from the other two,representing the vulnerability of the whole watershed to erosion. Key findings were: proof that theforest plays a protective role, the very sensitive areas were clearly identified and a tool for field diagno-sis was developed. Based on these maps, several recommendations are made to help improve forestmanagement in relation to landscape, the water resource, soils and forest stands.

Keywords: GIS, erosion, forest, water, soil, integrated management, Sylva Med, environmental services

forêt méditerranéenne t. XXXIII, n° 4, décembre 2012

¿Cómo demostrar el papel que juega el bosque en la protección contra le erosión hídrica deuna cuenca?

Este artículo propone un método de evaluación de la sensibilidad de una cuenca forestal a la erosiónhídrica, probado en la cuenca de la Siagne. Ésta se sitúa en el sudeste de Francia conjuntamente entrelos departamentos de los Alpes Marítimos y del Var. El análisis de la sensibilidad se basa, por un lado,en la cartografía de características relacionadas con el suelo y el ambiente físico (topografía, porosidad,erodabilidad) y, por otro lado, en los bosques (intercepción de lluvias, estructura y perennidad delpoblamiento). Los resultados obtenidos se presentan bajo la forma de tres mapas: un mapa caracteri-zando el suelo, otro el bosque, y el último, obtenido cruzando los dos primeros, caracteriza la sensibili-dad global de la cuenca expuesta a la erosión. Se pueden sacar varias conclusiones de dichos resulta-dos: en particular se puede probar el rol de protección que juegan los bosques, las zonas donde elsuelo es particularmente sensible son zonas localizadas y una herramienta que permite el diagnósticodirecto sobre el terreno es así creada. La interpretación de los resultados permite proponer preconiza-ciones de gestión forestal favorables a la protección de los paisajes, la calidad de las aguas, de los sue-los y de los poblamientos forestales.

Palabras clave: SIG, erosión, bosque, agua, suelo, gestión integrada, Sylva Med, servicios eco sistémicos