ÉVALUATION QUANTITATIVE DE L'ÉROSION
3.1 L'ÉQUATION UNIVERSELLE DE PERTE DE SOL MODIFIÉE
La version modifiée de cette même équation pour son utilisation dans l'evaluation de l'érosion dans le cas de travaux de génie civil se lit ainsi:
A = R . K . (LS) (VM) (2)
La signification des cinq premiers symboles est la même dans les deux équations et est présentée ci-après. Une distinction est cependant faite au niveau des deux derniers symboles.
A = Quantité de sédiments érodés par unité de surface pendant une période de temps déterminée, en tonne/acre.
R = Facteur de pluviosité (moyenne annuelle) ou le nombre d'unités caractérisant l'érosivité des pluies pendant la période de temps considérée.
((X 100) Pieds x Tonne x Pouce) Acre x Heure X Annee
K = Indice de la sensibilité d'un sol donné à l'érosion hydrique ou l'érodabilité du sol lorsque placé dans les conditions suivantes: planche de 22m de long, pente de 9% labourée périodiquement.
Tonne x Acre x Heure
((X 100) x Acre x Pied x Pouce x Tonne)
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L = Facteur de longueur de pente ou rapport de la perte de sol observée sur le terrain étudié avec celle qui aurait lieu si celui-ci avait 22 m de long.
S = Facteur d'inclinaison de pente ou le rapport de la perte de sol observée sur le terrain étudié avec celle qui aurait lieu si celui-ci avait une pente de 9%.
C = Facteur de couverture végétale ou le rapport de la perte de sol observée sur le terrain étudié possé-dant une couverture végétale donnée avec celle qui aurait lieu si le sol était nu et labouré périodi-quement.
P = Facteur de pratique culturale anti-érosion ou le rapport de la perte de sol observée sur le terrain étudié, travaillé mécaniquement afin de le protéger contre l'érosion avec celle qui aurait lieu si le terrain était labouré périodiquement dans le sens de la plus grande pente.
Lors de l'adaptation de l'équation de Wischmeier et al pour une utilisation sur les chantiers de construction routière, les facteurs C et P, qui découlent directement du milieu agri-cole, ont été remplacés par un facteur de contrôle de l'éro-sion appelé (VM). Contrairement à C et P, VM compte pour un seul facteur. Il représente la susceptibilité d'un sol à l'érosion compte tenu de son état (nu, fraîchement retourné, remblai compacté,...) ou de la mesure de mitigation envisagée (ensemencement, paillis végétal ou autre,...)
Les éléments L et S sont aussi combinés pour ne former qu'un seul facteur dans l'équation modifiée. (LS) demeure toutefois un facteur topographique qui varie selon la longueur et la raideur de la pente.
L'équation de Wischmeier et al ainsi modifiée permet, dans un premier temps de prédire l'érosion hydrique susceptible de se produire sur un site de construction donné. Elle permet aussi de déterminer l'efficacité des différentes mesures de pontrôle de l'érosion pouvant être utilisées en fonction du niveau de protection recherché.
3.1.1 LE FACTEUR "R" OU L'ÉROSIVITE DE LA PLUIE ET DU RUIS- SELLEMENT
Le facteur R représente le pouvoir potentiel de la pluie ou du ruissellement de causer de l'érosion pendant une période de temps donnée généralement une(1) année. La représentation nu-mérique de R utilisée dans l'équation de perte de sol doit donc quantifier l'impact des gouttes de pluie tout en compre-nant une certaine information concercompre-nant la quantité et le taux de ruissellement possiblement associés à la pluie (Wisch-meier, W.H. et D.D. Smith, 1978).
Les résultats d'études effectuées par Wischmeier (1959) ont démontré que lorsque tous les autres facteurs sont maintenus constants, les pertes de sol sur terrains cultivés sont direc-tement proportionnelles à un paramètre identifié comme étant ET ou l'indice d'érosivité. Pour arriver à ce résultat, Wischmeier et al ont correlé plus de 40 facteurs climatiques ou météorologiques (hauteur de précipitation, différentes in-tensités caractéristiques, les conditions précédentes de pré-cipitation ou d'humidité,...) et leur interrelation avec l'érosion sur des parcelles standard nues et cultivées dans le sens de la pente (Lagacé R. et al 1980). C'est le produit de l'énergie de la pluie (E) et de son intensité maximale sur une période de 30 minutes (I30) qui a permis d'atteindre la plus grande corrélation, soit 90%.
R peut donc être défini comme étant le nombre d'unités de l'indice d'érosivité (EI30) pour une année normale de pré-cipitation. L'indice d'érosivité étant la mesure de la force érosive d'un orage donné. Les données obtenues pour chaque orage doivent donc être additionnées pour donner la valeur de R sur une année.
La valeur moyenne annuelle de R a été calculée pour chacune des régions des Etats-Unis en se basant sur des données plu-viométriques enregistrées sur une période de 22 ans, et carto-graphiée à l'échelle du pays.
Au Québec, le département de Génie rural de l'Université Laval a réussi à définir par une méthode approximative, un indice d'érosivité pour les différentes régions du Québec. Une carte (voir figure 1) a d'ailleurs été publiée à cet effet en 1980
FIGURE 1 : INDICE D'ÉROSIVITÉ DES PRÉCIPITATIONS (R)
p
pR P
Totales 24h-2ans Ih-2ans tourc• dss donna•a: Ilinl•tbr• des (101 eeeee noitureles du Oudbobc Rob•r1 lag•o• 1571
lors du 8e colloque de Génie rural. Cette carte utilise les données de précipitations totales annuelles en supposant que la fraction nivale fournit une contribution équivalente à cel-le de la pluie. Les vacel-leurs de l'indice d'érosivité obtenues à partir de cette carte ne doivent toutefois être utilisées qu'avec réserve tant qu'aucune étude n'aura été expressément entreprise pour déterminer avec certitude les données corres-pondantes pour le Québec.
Toutefois, les valeurs annuelles moyennes de R ne peuvent tou-jours être directement utilisées dans le cas de construction routière car les périodes de temps critiques pour la produc-tion de sédiments peuvent alors s'échelonner sur moins d'une année (Transportation Research Board, 1980). Il est alors préférable d'utiliser des valeurs de £130 correspondant à une saison, un mois ou même un orage particulier. En fait, R peut être évalué pour tout intervalle de temps désiré selon les besoins d'une étude donnée ou pour la détermination des dimensions du bassin de sédimentation à construire si tel est le cas.
3.1.1.1 DÉTERMINATION DE "R" MENSUEL
La détermination de R pour un mois particulier se fait par le biais de l'abaque du nord-est des Etats-Unis de la figure 2, qui présente le cumul des E130 sur les douze mois de l'an-née, conjointement avec les indices d'érosivité des précipita-tions de la figure 1.
Le tableau 2 présente la distribution mensuelle de l'indice d'érosivité du facteur R pour Montréal.
POURCENTAGE 40
20 00