Origine du ruissellement à l’exutoire

Le premier constat qui ressort des observations concerne le réseau de transfert. Celui-ci est constitué non par des biefs mais par des routes d’exploitation de ce milieu

1 _{Dans la suite du chapitre et les chapitres suivants, les termes « délimitation (du bassin) 2005 »}

(ou 2006), « réseau 2005 » (ou 2006), ou « réseau », font référence à l’ensemble des routes contributives et parcelles potentiellement contributives à l’exutoire du bassin versant de Rouffach, tel que définis dans la Figure 2-1. C’est le réseau observé en 2005 qui est pris en compte pour les années 2003 et 2004.

CHAPITRE 3 1. Le comportement hydrologique du bassin versant de Rouffach (Haut-Rhin, France)

- 160 -

fortement anthropisé. Le « réseau hydrographique » est actif uniquement lors d’un événement pluvieux et le bassin est caractérisé par une réponse « nerveuse ».

* Les parcelles à pois sont les parcelles dont la connexion à l’exutoire n’a pas pu être rejetée avec certitude sur la base des observations de terrain.

Figure 3- 1 Routes contributives et parcelles potentiellement contributives à l’exutoire du bassin versant de Rouffach (Haut-Rhin, France) – réseaux observés en 2005 et en 2006.

La nappe phréatique est relativement profonde au droit du piémont. Sur plusieurs parcelles, des mesures de teneur en eau du sol après simulation de pluie montrent des teneurs en eau finale voisines de 30% seulement. Le ruissellement observé n’est donc pas du à une saturation du sol. Enfin, l’absence de fossé drainant et de structure favorisant l’apparition d’un écoulement hypodermique dans la proche surface (couche d’argile, semelle de labour) écarte une possible contribution de cette source à l’écoulement total. Il semble donc que la seule source de ruissellement de surface au sein du bassin soit un ruissellement hortonien sur les routes et les parcelles.

Rappelons que les routes, pour la plupart imperméables, ont une capacité d’infiltration nulle. Elles sont donc susceptibles de jouer un rôle important dans la production du ruissellement de surface, comme nous l’avons souligné chapitre II-1.2. La contribution des parcelles, quant à elle, dépend de la capacité d’infiltration sur ces parcelles mais également de la nature de sa connexion avec le réseau de routes, comme nous l’expliquons ci-après.

CHAPITRE 3 1. Le comportement hydrologique du bassin versant de Rouffach (Haut-Rhin, France)

- 161 - 1.3 Bassins versants contributifs

Le deuxième constat concerne la connexion des parcelles au réseau de transfert : toutes les parcelles en bordure du réseau n’y sont pas connectées. Deux

obstacles interviennent fréquemment (Figure 3- 2) : les talus (les parcelles sont en hauteur par rapport à la route) et les connexions enherbées, concaves. Ces dernières piègent le ruissellement potentiellement issu des parcelles, le dirigent parallèlement au réseau de transfert et infiltrent ce ruissellement.

Figure 3- 2 Obstacles à la connexion parcelle/route : talus et connexions enherbées concaves. Campagne de terrain du 29 juin 2006 avant l’orage. Bassin versant de Rouffach (Haut-Rhin, France).

CHAPITRE 3 1. Le comportement hydrologique du bassin versant de Rouffach (Haut-Rhin, France)

- 162 -

Le troisième constat concerne la différence entre le « réseau hydrographique » et le réseau de routes d’exploitation. Si les routes d’exploitation constituent le support du réseau hydrographique, toutes ne contribuent pas à l’exutoire (Figure 3- 3). Certaines, concaves, piègent le ruissellement, d’autres débouchent sur des zones de forte infiltration, ou des aires de perte du ruissellement (bosquet d’arbres).

Figure 3- 3 Obstacle au transfert du ruissellement à l’exutoire du bassin : route concave piégeant le ruissellement. Campagne de terrain du 29 juin 2006 après l’orage. Bassin versant de Rouffach (Haut-Rhin, France).

Le dernier constat concerne la délimitation variable du bassin versant hydraulique (Figure 3- 4). Le réseau de transfert, et donc la délimitation du bassin versant hydraulique, peut varier au cours du temps à la faveur de perturbations locales, souvent d’origine anthropique. Ainsi, en 2005, un agglomérat de terre et de graviers déposé sur une portion de route à pente faible (<1%) entraîne une déviation du ruissellement, qui se perd dans un fossé végétalisé débouchant sur un bosquet d’arbres, ne contribuant pas de ce fait à l’exutoire. Les parcelles drainées par la partie du réseau de routes en amont de ce point sont donc exclues du bassin versant hydraulique. En 2006, cet agglomérat disparaît, laissant l’écoulement se poursuivre naturellement sur la route et élargissant le bassin versant hydraulique.

L’identification des parcelles non connectées au réseau de transfert est réalisée essentiellement par temps sec, sur les critères de non connexion identifiés pendant l’orage du 29 juin 2006. L’identification du réseau de routes de transfert est en revanche réalisée sous pluie, par trois fois. Il est impossible de dater précisément l’apparition de la perturbation présentée Figure 3- 4, donc de dater la transition entre le réseau observé les 29 juin et 25 juillet 2005 et celui observé le 29 juin 2006. Nous considérons dans la suite de l’étude que la délimitation 2005 du bassin observée le 29 juin et le 25 juillet 2005 est valable pour toute l’année 2005 et que le réseau 2006 observé le 29 juin

CHAPITRE 3 1. Le comportement hydrologique du bassin versant de Rouffach (Haut-Rhin, France)

- 163 -

2006 est valable pour toute l’année 2006. Pour les années 2003 et 2004, au vu des délimitations de Domange (2005), nous considérons dans la suite de l’étude que le

réseau 2005 est valable pour les années 2003 et 2004.

Figure 3- 4 Obstacle modifiant la délimitation du bassin versant. Campagnes de terrain des 29 juin 2005 et 29 juin 2006 pendant l’orage. Bassin versant de Rouffach (Haut-Rhin, France).

Enfin, seules les parcelles ruisselant pendant un événement, parmi celles qui sont connectées au réseau de transfert, sont réellement contributives à l’exutoire pour cet événement (Figure 3- 5) et nous observons souvent une contribution majeure des traces de roue au ruissellement produit par une parcelle (Figure 3- 6).

CHAPITRE 3 1. Le comportement hydrologique du bassin versant de Rouffach (Haut-Rhin, France)

- 164 -

Figure 3- 5 Exemple de parcelle connectée au réseau de transfert et effectivement contributive à l’exutoire du bassin versant (production de ruissellement). Campagne de terrain du 29 juin 2006 pendant l’orage. Bassin versant de Rouffach (Haut-Rhin, France).

Figure 3- 6 Contribution majeure des traces de roue à la production du ruissellement sur une parcelle connectée au réseau de transfert. Campagne de terrain du 29 juin 2006 pendant l’orage. Bassin versant de Rouffach (Haut-Rhin, France).

CHAPITRE 3 1. Le comportement hydrologique du bassin versant de Rouffach (Haut-Rhin, France)

- 165 -

Les campagnes de terrain des 29 juin 2005, 25 juillet 2005 et 29 juin 2006 permettent de préciser la délimitation du bassin versant hydraulique à Rouffach par le relevé des routes et des parcelles potentiellement contributives à l’exutoire du bassin.

Des fiches méthodologiques pour la détermination des chemins de l’eau et des parcelles potentiellement contributives à l’exutoire d’autre bassins versants viticoles (alsaciens) sont proposées en annexe 2.

Une conclusion importante apparaît avec la définition de deux délimitations hydrauliques du bassin versant de Rouffach, une pour l’année 2005 (et par extension pour les années 2003 et 2004) et une pour l’année 2006: la délimitation du bassin versant hydraulique n’est pas pérenne et peut varier à la faveur de petites perturbations d’origine anthropique.

Le ruissellement de surface est essentiellement d’origine hortonienne et les routes d’exploitation, imperméables, qui supportent le réseau hydrographique peuvent jouer un rôle important dans la production du volume ruisselé à l’exutoire du bassin. Parmi les parcelles connectées au réseau hydrographique, seules les parcelles ruisselant lors d’un événement contribuent effectivement au volume total ruisselé à l’exutoire, et la distribution des parcelles ruisselantes peut varier d’un événement à l’autre.

Nous déterminons donc la capacité d’infiltration des parcelles et quantifions l’importance des routes dans la génération des débits par une modélisation spatialisée des débits à l’exutoire du bassin versant. Si la contribution des parcelles doit s’avérer faible, et donc difficile à détecter, pour certains événements, cela laissera augurer des difficultés dans l’étude des transferts de pesticides à l’exutoire du bassin puisque nous considérons les parcelles comme source principale de pollution.

Le comportement hydraulique du bassin de Rouffach, bien que particulier, semble être partagé par les bassins versants viticoles alsacien, d’après la description de Bezler (2002) du comportement hydrologique du bassin versant de Guebwiller. Ce constat va dans le sens d’une transposabilité des résultats acquis dans le cadre de notre étude sur le bassin versant de Rouffach.

Nous présentons maintenant l’instrumentation et les données acquises sur le site d’étude. Ce sont ces données (pluie, débit et concentrations en diuron, glyphosate et AMPA à l’exutoire) qui servent de base à l’étude des transferts de pesticides. C’est pourquoi nous apportons un soin particulier à la caractérisation des erreurs potentielles sur ces données, en lien avec l’instrumentation utilisée, et à leur mise en forme dans un objectif de modélisation, en lien avec les problèmes engendrés par la résolution temporelle de la pluie et l’échelle d’observation des processus mentionnés dans le chapitre II-3.

CHAPITRE 3