humides étudiées.
7. COMMENT S’INTÈGRENT LES ZTHA DANS LE BASSIN VERSANT ?
Selon les objectifs définis dans le plan d’action pour la réduction de la pollution diffuse (objectif nitrate ou pesticide), on distingue deux types de gestions hy-drauliques des ZTHA basées sur la dynamique d’exporta-tion des pesticides ou sur celle des nitrates (figure 19). Dans le cas où l’on cherche à réduire la concentration en nitrates dont les flux ont lieu avec tous les écoulements de drainage, la ZTHA pourra être prioritairement pla-cée en continuité avec l’exutoire (stratégie dite en série).
Dans ce cas, l’ensemble des eaux drainées transite dans la ZTHA. Cette configuration sera moins efficace pour les pesticides en raison d’une dilution trop importante.
Ce cas a été étudié pendant 3 ans sur le site de Chan-temerle en Seine et Marne. Une synthèse est disponible (Fesneau et al., 2010). Le ratio de volume de ZTHA par rapport à la surface du versant connecté est de 300 m3 par hectare drainé.
Dans le cas où l’on s’attache à réduire la concentration en pesticides, la connaissance de leur dynamique sai-sonnière est essentielle. Généralement, les plus gros flux ont lieu consécutivement aux applications qui sont réa-lisées à la fin de l’automne et au début du printemps.
Dans ces conditions, un dispositif placé en parallèle de l’exutoire (soit d’un collecteur, soit d’un fossé), associé à une gestion hydraulique dynamique, par l’installation par exemple d’un simple vannage, permettra d’inter-cepter les eaux les plus chargées. L’implication de
l’agri-figure 19 irstea
ZTHA
Bassin de stockage Profond
Non végétalisé Usage irrigation et remédiation
EN SÉRIE
Parcelles drainées
3m
Zone tampon amménagée Peu profonde
Végétalisée Usage remédiation
EN PARALELLE
Parcelles drainées
Ouvrage de gestion hydraulique COLLECTEUR DE DRAINAGE
OU FOSSÉ DE DRAINAGE
1m
ZTHA
Schéma des stratégies en série, et en parallèle de gestion des eaux en sortie de système drainé (basé sur les expérimentations de Chantemerle, en Seine et Marne, et de Bray en Indre et Loire)
culteur pour la gestion hydraulique est essentielle car il connaît précisément ses itinéraires techniques et donc les périodes les plus sensibles. Cette configuration aura aussi un impact positif sur les nitrates, mais limité en rai-son des plus courtes périodes d’interception des eaux de drainage au cours de la saison. Cette configuration a été testée et évaluée pendant le projet Life ArtWET, de 2006 à 2010 (Passeport, 2010). Le ratio de volume de ZTHA par rapport à la surface du versant connecté est de 7 m3 par hectare drainé.
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538. LOCALISATION
Considérant la dynamique des concentrations dans un versant drainé, nous recommandons une mise en place de ZTHA à la sortie de groupement de par-celles drainées pour environ 100 ha. Une connaissance préalable des réseaux de collecteurs enterrés est né-cessaire pour positionner au mieux la ZTHA en situation d’interception des flux. Sur le terrain, en tenant compte d’une acceptation des aménagements par les agricul-teurs, il peut être conseillé de privilégier les zones non cultivées du bassin versant et de répartir l’effort fon-cier sur l’ensemble des acteurs. Les localisations poten-tielles peuvent être soumises à de fortes modifications dans une deuxième étape de faisabilité basée sur des aspects plus techniques.
9. LES ÉTUDES GÉOTECHNIQUE ET TOPOGRAPHIQUE
L’étude géotechnique est une phase nécessaire pour identifier les différentes strates du sol et appré-cier leur étanchéité naturelle. La qualité du sol défini-ra si une importation d’argile est nécessaire. On privi-légiera les sols limoneux à limono argileux, sols qui se rencontrent classiquement parmi les sols hydromorphes dans le contexte du drainage. Le compactage peut se faire par simple passage d’engins. Si une étanchéité ar-tificielle par géomatériau est requise, la géomembrane (PEHD ou EPDM) doit résister aux rayonnements ultra-violets et devra être recouverte d’au moins 200 mm de sol afin d’éviter la perforation par les racines et de fournir un substrat pour la végétation. Compte tenu des coûts d’une telle étanchéité, cette solution est plutôt ré-servée aux aménagements industriels.
La gestion des volumes d’eau issue des crues impose des contraintes topographiques. En considérant que l’augmentation du temps de séjour peut être réalisée en augmentant la taille ou le volume des ZTHA, que les hauteurs d’eau généralement conseillées pour mainte-nir une végétation de type macrophyte, sont de l’ordre de 0,5 à 0,9 m, il est nécessaire de pouvoir bénéficier d’un dénivelé d’au moins 0,5 m (l’idéal étant 1 m). En sec-teur drainé, relativement plat, de nombreux sites ont été exclus des sites potentiels, car ne répondant pas à ces contraintes techniques.
Lorsque la disponibilité foncière de la terre est faible, il est possible de mettre en place des digues de façon
à augmenter le chemin de l’eau au travers des ZTHA (Persson, 2000). Il est important d’éviter de positionner de front les structures d’entrée et de sortie des écoule-ments ce qui limiterait l’utilisation de certaines zones de la ZTHA (exemple en figure 21).
10. VÉGÉTATION ET MAINTENANCE
La plantation des ZTHA après leur construc-tion permet d’accélérer la colonisaconstruc-tion par la végéta-tion et ainsi favoriser la mise en place des foncvégéta-tions qui lui sont associées. Toutefois, il faut éviter de créer des
«patch» de végétation, notamment en bordure de la ZTHA, ce qui favoriserait les court-circuits hydrauliques au centre de la ZTHA. Par principe d’auto-organisation, la ZTHA développera sa propre dynamique de végéta-tion comme le montre la figure 21. L’entretien sera mi-nimum considérant que la végétation en décomposition sera source de carbone, propice aux processus de bio-dégradation aussi bien pour les nitrates que pour les pesticides. Toutefois après une période longue, la néces-sité de procéder à un curage ne peut être exclue du fait de notre retour d’expérience trop limité dans le temps pour y répondre.
11. DIMENSIONNEMENT – EFFICACITÉ
A ce jour, les règles d’ingénierie pour le dimen-sionnement ne sont pas encore produites. La bibliogra-phie présente un ratio empirique de surface de ZTHA sur une surface de versant contributif de 1% (Moreno et al., 2009). Le retour d’expérience des travaux d’Irs-tea montre un raisonnement plutôt axé sur un volume de stockage de crues typiques pendant les périodes de transfert par unité de bassin versant drainé. Dans les deux exemples que nous exploitons, ces ratios valent 300 m3/ ha drainé pour le cas en série, et 7 m3/ ha drai-né pour le cas en parallèle. Le ratio optimal devant se situer entre les 2, plutôt proche de 100 m3/ ha drainé.
Des travaux sont en cours pour apporter des réponses.
Nous pouvons néanmoins apporter des éléments de ré-flexion quant à l’efficacité mesurée sur les nitrates et les pesticides. Sur la ZTHA en série, une réduction de 50% du flux annuel des nitrates a été mesurée entre 2007 et 2010, ce qui représente une élimination équi-valente à 13 kg N/ ha. Concernant les pesticides, les ré-sultats présentés dans la figure 22 (le détail des résul-tats est présenté dans Tournebize et al., 2013) montrent
bassin de décantation amont
enrochements OUVRAGE D'INTERCEPTION DES
COLLECTEURS haie
Dégrillage aval sommaire Ouvrage de vidange
Débit de fuite Surverse
Diguette végétalisée
Chemin de l'eau
Filtre et diffuseur végétal CH
EM IN A
GR ICO
LE
VOIE COMMUNALE 2
figure 20
figure 21
aqui’brie / ciae / irstea
irstea