Quantification de l’érosion à une échelle pluri-décennale :
4.2. Application aux versants de Monthélie
4.2.2. Cartes d’érosion
Les cartes RUM des 14 parcelles sont présentées sur les Figure 4.4 et Figure 4.6. La Figure 4.4 présente les cartes pour les parcelles dont les pentes sont faibles à modérées (inférieures à 8°), tandis que la Figure 4.6 présente les parcelles dont les pentes sont plus fortes, supérieures à 8°. Associés à chacune de ces cartes, des profils de pente et d’érosion sont respectivement présentés sur la Figure 4.5 et la Figure 4.8. La localisation des profils est indiquée sur les cartes d’érosion (a, b, c…).
La première série présente les parcelles 02-03-04-07-08-09-11-14 (de 3 à 8°). La deuxième série présente les parcelles 01-05-06-10-12-13-14 (de 8.5 à 13.5°).
Parcelles sur pentes modérées.
La parcelle M02 est de dimension réduite (914 m²), et présente une faible variation de pente, qui varie autour de 3°. Cette parcelle est protégée en amont par une bande enherbée. Le RUM atteint 12 cm. L’érosion est plus marquée en aval qu’en amont. Le maximum de déchaussement se situe sur le bord Nord de la parcelle, et il est concentré sur quelques rangs. La vitesse moyenne d’érosion est de 0.37 mm/an.
La parcelle M03 est implantée au pied d’un coteau marneux, végétalisé mais ponctuellement affecté par des ravinements. Cette parcelle en est cependant protégée par une levée de terre. La topographie est concave, et présente une variation de pente importante, de 10 à 2°. L’érosion est décroissante d’amont en aval, avec un maximum de -17cm vers le bord amont et un minimum de 0 centimètres dans la partie inférieure de la parcelle. Sur les profils, la variation de l’érosion se corrèle avec la variation de pente. La vitesse moyenne d’érosion est de 0.74 mm/an.
La parcelle M04 est la plus longue et la plus étroite des parcelles étudiées à Monthélie, la longueur des rangs atteint 200 mètres. La limite amont de la parcelle correspond à un chemin, bordée par une levée en terre qui protège la parcelle des eaux circulant sur le chemin. La topographie est concave et montre une décroissance de pente de 9 à 3°. L’érosion est importante dans les 60 premiers mètres, décroît vers l’aval de 0 à -14 cm, puis augmente légèrement dans les 20 derniers mètres. Cette augmentation est à relier à la présence d’un chemin qui borde la limite inférieure, induisant un probable effet de bord. Inversement, le bord amont est marqué par un faible déchaussement, en relation avec la présence de la butée en terre. Sur les profils, la variation de l’érosion se corrèle avec les variations de la pente. La vitesse moyenne de l’érosion est de 0.11 mm/an.
La petite parcelle M07 est située sous le chemin qui traverse le versant, protégée des écoulements de celui-ci par une levée en terre. Cette parcelle est à pente sub-constante, autour de 8°. Le signal de l’érosion est sub-constant à l’échelle de la parcelle, et montre des maxima sur quelques rangs situé sur le bord Nord de la parcelle. Ces rangs sont marqués par des valeurs de RUM qui atteignent -16 cm. La vitesse moyenne de l’érosion est de 0.52 mm/an.
La parcelle M08 est située sous la précédente, et une bande enherbée sépare les deux parcelles. La longueur est d’une cinquantaine de mètres. Les pentes sont comprises entre 3 et 5°. Le signal de
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l’érosion est contrasté entre une partie Sud marqué par une érosion plus importante que la partie Nord. Le bord aval de la parcelle présente de fortes valeurs de RUM, qui atteignent -15 cm, et cette érosion concentrée sur les derniers mètres de la parcelle pourrait témoigner d’un effet de bord lié à la présence d’un chemin. La vitesse moyenne d’érosion de cette parcelle est de 0.27 mm/an.
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La parcelle M09 est située le long des deux parcelles précédentes. Sa longueur atteint 130 mètres, sa topographie est concave et les pentes varient de 10 à 2°. Le contact avec le chemin supérieur est marqué par une levée de terre qui empêche le ruissellement de s’y écouler. L’érosion est plus importante sur les premiers mètres de la parcelle, avec un maxima de RUM de -17 cm, puis l’érosion est sub-constante jusqu’en aval. L’érosion est plus importante sur le bord Sud que le bord Nord. La vitesse moyenne de l’érosion est de 0.37 mm/an.
La parcelle M11 est située à l’extrême Nord de la Combe Danay. La zone où est implantée cette parcelle a fait l’objet d’un remaniement important au début des années 80. Les terrains étant trop accidentés pour permettre la plantation de vignes, d’importants travaux de terrassement ont été réalisés. Cette parcelle de grande dimension – un hectare – présente une topographie légèrement convexe, où les pentes varient de 4 à 9°, pour une longueur de rangs maximale de 120 mètres. Le RUM atteint -20 cm, et augmente légèrement vers l’aval. Le signal de l’érosion montre une forte variabilité de rangs à rangs, et de nombreux motifs linéaires apparaissent. Quelques rigoles sont présentes dans la zone Ouest de la parcelle, là où l’érosion est plus la plus forte. La vitesse moyenne de l’érosion est de 0.72 mm/an.
La parcelle M14 est située à l’extrémité Sud de la Combe Danay, dans la plaine. Les pentes de cette parcelle sont faibles, comprises entre 2 et 4°. La moitié Sud de la parcelle présente des valeurs de RUM relativement faibles, supérieures à -10cm, tandis que la partie Nord présente les valeurs de RUM les plus importantes, jusqu’à -18 cm. La partie amont de cette zone concentre les maxima d’érosion sur une dizaine de rangs. Cette érosion localisée est à relier avec la présence d’une rigole – non détectée dans un premier temps – qui pénètre la parcelle. Le bord inférieur est affecté par des valeurs de RUM élevées, en relation avec la présence d’un chemin qui induit un effet de bord par rupture topographique. La vitesse moyenne d’érosion de cette parcelle est de 1.3 mm/an.
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Figure 4.5. Profils de pente (°) et d’érosion (mm/an) pour les parcelles à pente modérées. Se reporter à la figure 4.4 pour la localisation des profils et à la figure 4.2 pour les légendes des axes.
Parcelles sur pentes fortes.
La parcelle M01 a été plantée en 1972 suite à un remembrement de plusieurs petites parcelles en vignes et en friche. Elle est entourée par des chemins enherbés sur les bords amont, et par un chemin en terre en aval. Ce chemin ne marque pas de rupture de pente avec la topographie de la parcelle. La topographie générale est marquée par un passage progressif de profils concaves au Sud à des profils convexes au Nord (profil c). Le point d’inflexion est visible sur les profils a et b. Le signal de l’érosion est assez complexe. De manière générale, les variations du RUM se corrèlent avec les variations de pente (profils a, b et c), mais de nombreuses oscillations ne sont pas corrélées avec la topographie. Dans la partie concave, on trouve une zone très peu déchaussée. Le RUM atteint -25 cm, et la vitesse moyenne d’érosion est de 1.11 mm/an.
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De nombreux motifs linéaires se surimposent aux gradients d’érosion de premier ordre ; ils sont très visibles entre les profils a et c (lignes vertes), mais également dans la partie convexe. Ces motifs sont obliques par rapport à l’orientation actuelle des rangs, et n’ont donc aucun rapport avec le sens de la pente générale ou celui des rangs. D’après l’étude de l’évolution du parcellaire entre 1968 et aujourd’hui (Figure 4.7), la présence des motifs linéaires est expliquée par la résurgence du cadastre sur le déchaussement des ceps. Le propriétaire de ces lots a effectué un labour profond (50 cm) avant la replantation en 1972. Ces labours ont été faits dans le sens de l’ancien parcellaire, en état depuis la première guerre mondiale selon le propriétaire. La comparaison des photographies aériennes de 1968 et de 2000 montre que les motifs linéaires se superposent aux limites cadastrales. Elles correspondent pour la partie en vigne à des limites de parcelles, ou bien à des haies qui séparent des pelouses. Cette alternance spatiale dans l’occupation des sols se retrouve dans la modification de la topographie, plus de 30 ans plus tard. Cet effet local d’érosion différentielle nécessiterait d’être caractérisé par l’étude de la structure et de la nature du sol pour expliquer cette résurgence du paléo-parcellaire.
Figure 4.7. Photographies aériennes de la parcelle M001 en 1968 et 2002. La superposition du cadastre se corrèle à la carte de déchaussement, et les motifs linéaires sont interprétés comme la résurgence de l’ancien parcellaire.
La parcelle M05 est située sur le versant Ouest de la Combe Danay. Cette parcelle est concave et très longue (140 mètres), avec des pentes comprises entre 16 et 9°. Le bord amont de la parcelle est pourvu d’une levée en terre qui protège la parcelle des flux amont, en relation avec la présence d’un chemin le long de la falaise. Le bord aval est connecté à un chemin, sans discontinuité topographique. L’érosion augmente d’amont en aval, tandis que les vingt derniers mètres de la parcelle présentent des ceps enfouis (+10 cm), phénomène constituant l’unique exemple sur les 14 parcelles étudiées. Le bord
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Sud de la parcelle présente les maxima de l’érosion concentrés dans les 5 rangs qui bordent la parcelle, et cette érosion atteint -17cm. Cette érosion localisée est expliquée par la présence d’une rigole de débordement qui résulte de l’accumulation d’eau sur le chemin lors des fortes pluies. La vitesse moyenne d’érosion est de 1.48 mm/an.
La parcelle M06 est située au Nord de la parcelle précédente, et toutes les deux appartiennent au même propriétaire. Sa topographie est concave, et les pentes sont toujours supérieures à 10°. Le bord amont de cette parcelle est en contact avec le chemin de haut du versant, et une petite levée la protège des eaux de ruissellement. L’érosion augmente vers l’aval, avec des valeurs d’érosion qui atteignent -13 cm au maximum à 10 mètres du bord inférieur. A mi-longueur, on constate une diminution de l’érosion concentrée sur quelques rangs seulement. La vitesse moyenne de l’érosion est de 1.41 mm/an.
La parcelle M10 est de dimension comparable avec les deux parcelles précédemment décrites, et la topographie leur est identique. L’érosion est très intense sur la partie supérieure de la parcelle, avec des valeurs de RUM qui atteignent -25 cm. Sur les 30 premiers mètres supérieurs, le signal de l’érosion présente une variabilité selon des motifs linéaires. Le reste de la parcelle est globalement moins érodé, mais l’intensité de l’érosion s’organise selon des séries de rangs. Sur les 40 deniers mètres, l’érosion est très faible. Le signal de l’érosion contraste très fortement avec les deux parcelles précédentes malgré des conditions topographiques identiques. La vitesse d’érosion moyenne est de 0.65 mm/an.
Située sur le versant oriental de la Combe Danay, la parcelle M12 présente une topographie plane dont les pentes varient faiblement autour de 9°. L’érosion augmente vers l’aval et atteint -12 cm vers le bord inférieur. Une rupture de pente liée aux aires de retournement semble être à l’origine de la brusque augmentation de l’érosion sur les derniers mètres en aval. Sur l’ensemble de la parcelle, le signal de l’érosion montre une forte variabilité organisée selon des motifs linéaires. La vitesse moyenne de l’érosion est de 0.5 mm/an.
Sur le même versant, la parcelle M13 présente une topographie semblable à la parcelle précédente. Les pentes varient autour de 10°, et augmentent significativement par rupture de pente sur les derniers mètres, en raison de la présence des aires de retournement. L’érosion est sub-constante le long des rangs, et augmente dans la partie inférieure jusqu’à des valeurs de -15 cm. L’érosion est plus marquée dans la partie Sud de la parcelle. La vitesse moyenne de l’érosion est de 0.67 mm/an.
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Figure 4.8.Profils de pente (°) et d’érosion (mm/an) pour les parcelles à pente fortes. Se reporter à la figure 4.6 pour la localisation des profils et à la figure 4.2 pour les légendes des axes.
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L’ensemble des données collectées sur les versants de Monthélie a été analysé, et les résultats sont présentés dans l’Annexe 6. Cette analyse a été synthétisée sous la forme d’un article en préparation.
Article 3 (Article en préparation) : Relations entre la topographie et transfert des sédiments sur des surfaces labourées : analyse spatiale des vitesses d’érosion des versants viticoles (Monthélie, France).
Erosion rates over pluri-decennial scales on tilled vine surfaces: effects of topography on sediment transport processes (Monthélie, France).
Résumé
Cet article présente les résultats de la quantification des phénomènes de l’érosion sur des versants viticoles de Côte d’Or (France). Cette dynamique est à l’origine de l’altération qualitative et quantitative d’un substrat de terroir. Les mesures de l’érosion se sont appuyées sur la lecture du déchaussement de plus de 50 000 pieds de vigne répartis sur 13 parcelles d’un bassin versant viticole. Ce marqueur passif de l’érosion des sols fournit une valeur intégrée des variations de la topographie sur des échelles de temps proportionnelles à l’âge des ceps considérés (de 20 à 52 ans), et avec une résolution spatiale de 1 m correspondant à l’espacement entre les pieds. Cette méthode permet d’établir des bilans très précis de l’érosion et d’obtenir une cartographie de l’érosion.
Cette volumineuse base de données a été analysée pour tester les effets de la topographie (pente moyenne et pente locale, longueur des rangs et distance à l’amont) sur les vitesses d’érosion. Sur le bassin versant étudié, les vitesses sont comprises entre 0.11 et 1.48 mm/an, et sont linéairement reliées aux pentes moyennes des parcelles, comprises entre 2 et 16°. Un résultat majeur de l’analyse de la distribution spatiale des vitesses indique que l’érosion est fonction de la distance à l’amont seulement lorsque les pentes locales sont supérieures à 10°. Lorsque les pentes sont inférieures à ce seuil, l’érosion ne dépend que de la pente locale, et demeurent inférieures à 1 mm/an. L’interprétation donnée à ces deux dynamiques distinctes de l’érosion est rattachée à une dynamique du ruissellement essentiellement diffusive sur pentes douces, tandis qu’une dynamique advective domine les processus d’érosion sur pentes fortes. Cette interprétation corrobore un des résultats obtenus en simulation expérimentale du ruissellement sur des surfaces rugueuses, où la dynamique d’initiation du ruissellement et les transferts de sédiments associés sont dépendants de la pente et de la rugosité. Cette approche de terrain permet en outre de connaître les processus du ruissellement les plus efficaces dans le transport des sédiments sur des surfaces labourées.
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