IX. METHODE D'EVALUATION DES VITESSES DE DEGRADATION, DE DEPRECIATION DES TERRES ET DU VOLUME DE SEDIMENTS PRODUIT PAR L'EROSION EN RAVINES 1/

par

Département de l'Agriculture des Etats-Unis

Service de la Conservation des Sols Division du Génie Civil

1. GENERALITES

Ce document technique constitue un guide en matière de détermination des vitesses futures de dégradation et de dépréciation potentielles des terres, ainsi que des alluvionnements produits par l'érosion en ravines. Le terme "ravine", tel qu'il est employé ici englobe les ravines de montagnes et de versants de vallées ainsi que les chenaux entaillés dans les plaines d'inondation et que l'on appelle couramment des "ravines de vallée". Les mesures d'ordre structural entreprises en vue de stabiliser les ravines se justifient en fonction de l'atténuation des dégâts que l'on peut en attendre pour l'avenir.

La méthode décrite ici montre comment l'on peut prédire l'érosion en ravine; elle constitue donc un pas en avant en matière de prévision de la sédimentation provenant de zones de ravinement localisées ainsi qu'en matière d'établissement des priorités de restauration.

Cette méthode peut valablement être utilisée pour ajuster la vitesse future probable d'évolution des ravines d'après la vitesse historique, en se basant sur les facteurs mesurables qui caractérisent le terrain en avant d'un bord d'arrachement actif. Chacun des facteurs premiers susceptibles d'influer sur la vitesse de l'érosion en ravine est pris en considération et trouve place,dans la mesure du possible, dans cette méthode. Là où l'on n'assigne pas de valeurs quantitatives à des facteurs déterminés, on propose des critères permettant de sélectionner les valeurs appropriées. Les méthodes présentées ici correspondent aux normes techniques minimales que le SCS emploie pour prédire la future vitesse d'évolution d'une ravine existante et pour estimer la superficie de terrain érodé ainsi que l'emplacement et la superficie du terrain déprécié.

1/ Le texte original a été publié comme "Technical Release No 32 (Geology)" juillet 1966, par le SCS. Il est reproduit ici avec l'autorisation du SCS, compte tenu de corrections mineures et d'observations complémentaires ajoutées pour les besoins de la présente publication FAO.

Cette méthode a été mise au point pour des régions situées à l'est des Montagnes Rocheuses des Etats-Unis, pour l'étroite bande côtière qui longe le Pacifique, et pour les zones montagneuses plus élevées de l'ouest des Etats-Unis, Pour l'appliquer à des régions plus arides (c'est-à-dire recevant moins de 500 mm de précipitations) il faut la modifier. Néanmoins, nombre des principes énoncés ici s'appliquent aussi bien aux zones humides qu'aux zones arides.

2. NATURE DES DEGATS PROVOQUES PAR L'EROSION EN RAVINES

2.1 Dégradation des terres

La dégradation des terres par le ravinement est un dommage durable, en grande partie irréversible. Le géologue l'exprime en termes physiques, en parlant de la superficie érodée par une ravine ou un réseau de ravines.

2.2 Dépréciation des terres

Par dépréciation on entend la perte de revenu net imputable à une baisse de la production et au système d'utilisation des terres tel qu'il résulte de l'érosion en ravines. La dépréciation se produit sur des terres non endommagées physiquement mais adjacentes à une ravine ou subissant son influence. (Note: par exemple, abaissement des nappes phréatiques consécutif à un ravinement profond, et influant sur les terrains environnants, ainsi dans les "dambo" ravinés d'Afrique).

2.3 Dommages dûs à la sédimentation

La sédimentation produit des dégâts quand des zones productives situées en aval pâtissent de l'accumulation ou du transport des alluvions. Citons par exemple les dommages causés par des dépôts de sédiments sur les terres, les rues et les routes, la formation de marécages, l'envahissement des réservoirs et des chenaux, l'augmentation du coût du filtrage de l'eau.

3. CONDITIONS INFLUANT SUR L'EROSION EN RAVINES

Les ravines commencent à se former quand les conditions qui influent sur les caractéristiques hydrauliques de l'écoulement ou les forces qui résistent aux écoulements érosifs se modifient. Une fois que le chenal de la ravine s'est formé, l'écoulement se concentre de manière suffisante pour entretenir l'érosion. Ensuite, la ravine continue à se creuser en remontant et à s'élargir jusqu'à ce qu'elle se soit adaptée à un nouvel ensemble de conditions d'équilibre et devienne relativement stable.

En général, la vitesse annuelle de progression de la ravine varie, étant plus rapide durant certains stades de son cycle que dans d'autres. on a observé que la vitesse diminue graduellement durant les derniers stades d'évolution de la ravine. Les facteurs qui influent sur la vitesse de progression d'une ravine à un moment donné de son histoire sont divers et complexes. Nos connaissances concernant l'importance relative des causes de ce phénomène ne sont pas suffisamment avancées pour que nous puissions attribuer des valeurs quantitatives précises à toutes les variables qui sont supposées jouer un rôle dans le ravinement. C'est pourquoi, la prévision concernant la vitesse de progression est plus ou moins satisfaisante selon l'expérience et le jugement du géologue qui évalue les facteurs régulateurs et assigne des valeurs quantitatives appropriées à certains de ces facteurs qui n'ont pas encore été évalués statistiquement.

L'expérience montre que si l'on veut prédire la vitesse future d'une ravine en se basant sur la vitesse passée uniquement, on risque de commettre de graves erreurs de prévision et d'évaluation, à moins de tenir dûment compte de facteurs susceptibles d'avoir une influence majeure sur la vitesse d'érosion. Certains facteurs régulateurs, comme les caractéristiques des matériaux géologiques, la topographie, l'utilisation des terres et le volume du ruissellement déterminent la vitesse de progression de la ravine. Toute modification de ces conditions en amont du départ d'une ravine en évolution modifie la vitesse de progression.

L'influence de ces facteurs sur la vitesse de progression vers l'amont est bien connue. Toutefois, dans la méthode exposée ici, on utilise uniquement les relations faisant intervenir la super icie et les precipitations. Ces relations ont été mises au point à la suite de mesures réalisées in situ Dar le SCS sur 210 ravines réparties dans six zones agricoles très dispersées à l'est des Montagnes Rocheuses, aux Etats-Unis. Nous avons déjà donné, dans un rapport précédent, un résultat analytique de ces études 1/. La relation ci-après entre la progression vers l'amont et les facteurs premiers du processus résulte d'une analyse plus récente 2/

où

R = Vitesse de progression vers l'amont (régressive), en pieds par an (voir ci-dessous table de conversion en unités du système métrique)

W = superficie moyenne de l'aire drainée par la ravine au-dessus du bord d'arrachement, en acres

P_0,5 = somme des précipitations journalières égales ou supérieures à 0,5 pouee se produisant pendant la durée de vie de la ravine, exprimée comme moyenne annuelle, en pouces.

 

1/ Thompson, J.R. 1964 "Quantitative Effect of Watershed Variables on Rate of Gully-Head Advancementl' Trans. of ASAE, Vol. 7, No 1, pp. 54-55.

2/ Données analysées par le Statistical Reporting Service, USDA, Washington, D.C.

On sait que quatre autres facteurs au moins, non inclus dans les mesures ci-dessus, influent sur la vitesse de progression amont des ravines. Ce sont: (1) les différences d'érodabilité du matériau pédologique à travers lequel la ravine chemine, (2) la pente du chenal d'approche au-dessus du bord d'arrachement, (3) les variations du ruissellement dues à des changements dans le mode d'utilisation des terres et les pratiques agronomiques dans le bassin versant et (4) l'influence de l'eau souterraine. Pour tenir compte de l'effet de ces facteurs, on ajustera, par raisonnement, la vitesse de progression future du départ de la ravine telle que calculée par la méthode cidessus.

En disposant des éléments qui précèdent.et en appliquant le principe de la proportionnalité, on peut établir une équation qui prédit la vitesse future d'érosion vers l'amont, si l'on connaît la vitesse passée, et si l'on peut prévoir suffisamment les variations futures des conditions. L'équation de prédiction se présente comme suit:

où

R_f = vitesse annuelle moyenne future calculée de progression du départ de la ravine pour un tronçon donné, en pieds par an (voir conversion en mesures du système métrique)

R_p = vitesse annuelle moyenne passée de progression du départ de la ravine, en pieds par an

A = rapport entre la superficie moyenne de l'aire drainée dans un tronçon amont donné (W_f) et la superficie moyenne de l'aire drainée dans le tronçon à travers lequel la ravine a progressé (W_p) (superficie en acres)

P = rapport entre la pluviométrie annuelle moyenne à long terme (en pouces) calculée d'après les précipitations journalières égales ou supérieures à 0,5 pouce (P_f) et la pluviométrie annuelle moyenne (en pouces) calculée d'après les précipitations journalières égales ou supérieures à 0,5 pouce pour la période (si elle est inférieure à 10 ans) pendant laquelle le départ de la ravine a progressé (P_p).

On utilisera l'équation 2 pour évaluer la vitesse future d'évolution des ravines et déterminer, cas par cas, sur la base des dégâts potentiels, l'importance des dépenses qui peuvent se justifier.

Normalement, la stabilisation d'une ravine dans ses premiers stades de développement, lorsqu'elle comporte un gros risque de dégâts futurs, peut se justifier économiquement. Si la ravine a pratiquement atteint son stade maximum de développement, les mêmes mesures de lutte ne se justifient généralement pas sur le plan économique.

L'érosion en ravines se présente comme un cheminement régressif, un déplacement vers l'amont de points de rupture secondaires, et comme un élargissement du chenal de la ravine. Lorsqu'on calcule et analyse les vitesses de développement pour les projeter dans l'avenir, il convient d'examiner séparément chacun de ces types de développement.

Le point de départ de chaque ravine (ou tête de ravine) principale ou secondaire, doit être traité à part. De même, lorsque le réseau hydrographique aboutissant à une ravine indique la probabilité de formation de ravines affluentes, il faut étudier la forme que pourrait prendre le développement de ce ravinement dans les affluents et calculer les vitesses de croissance estimées.

4. VALEURS DES FACTEURS COMPOSANT L'EQUATION

Nous allons décrire maintenant les paramètres de la formule. On trouvera à la section 5 ci-après des exemples de leur emploi.

4.1 Vitesse passée de l'érosion en ravines

Pour utiliser cette méthode, il faut déterminer la vitesse annuelle antérieure de progression de la ravine, soit la valeur Rp. Il s'agit du tronçon de ravine existant, désigné comme tronçon A-B sur la figure 1. La distance sur laquelle la ravine a progressé est déterminée à l'aide de photographies aériennes, de cartes, de visites sur le terrain ou autres moyens. on établit l'âge d'une ravine en interrogeant les gens, en examinant d'anciennes photos aériennes ou en recourant à toute autre solution. "Rp" ou vitesse annuelle moyenne de progression amont en pieds par an, se calcule comme suit:

4.2 Ajustement en fonction de modifications de la surface drainée contribuant au ravinement

En analysant un grand nombre de ravines, on a constaté que la vitesse de progression est approximativement en rapport avec la racine carrée de l'aire drainée.

C'est pourquoi, on délimite une série de tronçons en amont de la naissance actuelle de la ravine, pour évaluer l'effet de variations de la surface drainée sur les futures vitesses de progression.

Chaque tronçon aura, selon les surfaces drainées, un effet différent sur le ruissellement total en avant de la ravine. Les rapports entre la superficie moyenne drainée correspondant aux différents tronçons et celles de chacun des tronçons à travers lesquels la ravine a cheminé (tronçon A-B, figure 1) sont représentés par la lettre "A".

DISTANCE HORIZONTALE (pieds)

Figure 1. Surface drainée par la ravine. La figure montre les tronçons choisis, la distance horizontale, les affluents et les "us-bassins versants.

(Note: n'pieds x 0,30 = mètres)

 

On peut lire A^0,46 directement sur la figure 2.

Figure 2. Graphique donnant la puissance 0,46 du rapport A (pour faire les ajustements correspondant aux variations de la superficie dues au cheminement de la ravine).

4.3 Ajustement en fonction des précipitations

Le facteur précipitations est un rapport qui met en relation les précipitations moyennes futures prévues à long terme avec la précipitation annuelle moyenne enregistrée pendant la progression de la ravine actuelle. La précipitation annuelle moyenne correspondant aux précipitations journalières égales ou supérieures à 0,5 pouce pour la période de progression antérieure peut se calculer d'après des données climatologiques.  1/

(Note: 0,5 pouce = 13 millimètres).

1/  Pour établir la carte de la figure 3 on a utilisé les "Monthly Summaries", "Climatological Data" du U.S. Dept. of Commerce, Weather Bureau.

Figure 3. Hauteurs annuelles moyennes des pluies (en pouces) calculées d'après les précipitations journalières égales ou supérieures à 0,5 Pouces (13 millimètres); exemple concernant les Etats-Unis et montrant les isohyètes établis d'après les relevés de précipitations (soit la valeur P_f).

On ne procèdera ainsi que si la ravine a moins de dix ans, surtout si les années les plus récentes ne sont pas des années "moyennes" mais correspondent par exemple à une période de sécheresse. On peut calculer la valeur des précipitations annuelles moyennes prévues à long terme d'après les précipitations journalières égales ou supérieures à 0,5 pouce en utilisant une carte comme celle de la figure 3, exemple dérivé des relevés des précipitations.

On peut lire directement sur la figure 4 les valeurs correspondant à P^0,20 (à utiliser pour les calculs).

Figure 4. Graphique donnant la puissance 0,20 du-rapport P.

4.4 Ajustement en fonction du type de matériau

Si la future ravine doit progresser à travers des matériaux semblables ceux qu'elle a traversés dans le passé, la vitesse de progression ne changera pas puisque les matériaux ne changent pas et aucun ajustement n'est nécessaire. Par contre l'indice peut être supérieur ou inférieur à 1,0 si lies matériaux pédologiques en amont de la ravine actuelle se modifient considérablement. Si les matériaux des tronçons amont contiennent moins de matériaux argileux, ils sont généralement plus faciles à éroder et il faut utiliser un facteur supérieur à 1. Si le matériau devient plus cohérent en amont, il résiste généralement mieux à l'érosion et la progression future sera ajustée en moins (indice inférieur à 1). Les ajustements se font en multipliant la vitesse de progression calculée par le coefficient d'ajustement.

4.5 Ajustement en fonction de l'eau souterraine

La vitesse de progression du départ de la ravine peut changer si celleci coupe un plan phréatique ou si un chenal de ravine émerge au-dessus d'une nappe phréatique. On a constaté que la vitesse de déplacement du départ de la ravine peut augmenter dans des zones où il existe une infiltration souterraine au pied du déversoir ou diminuer quand elle progresse au-dessus d'un plan d'eau. On ne possède pas de mesures quantitatives permettant d'évaluer les effets de l'eau souterraine sur la vitesse du déplacement du départ des ravines. Lorsqu'on ne prévoit aucune modification des conditions hydrogéologiques, on ne fait aucun ajustement. Quand un départ de ravine intercepte un vlan phréatique ou si l'on s'attend à ce que le plan phréatique remonte Deir suite de mesures agronomiques, il peut être nécessaire d'ajuster en plus la vitesse d'érosion. Inversement, à mesure qu'une ravine progresse, elle peut s'élever au-dessus de la nappe phréatique et il faudra alors ajuster en moins la vitesse d'érosion.

L'évaluation de chaque ravine doit constituer un cas particulier sous lie rapport des caractéristiques des matériaux, de la stratigraphie et des conditions phréatiques. L'attribution d'une valeur réaliste est une question de jugement. Comme pour le type de matériau, on procède aux ajustements en multipliant la vitesse de progression calculée par le coefficient d'ajustement pour l'eau souterraine.

5. METHODE D'ESTIMATION DES FUTURES VITESSES DE PROGRESSION DES RAVINES (EXEMPLES)

Voici un protocole détaillé de la méthode utilisée pour calculer les vitesses de progression amont des ravines. Un tableau comportant un certain nombre de colonnes aux titres appropriés (figure 5) constitue une présentation commode pour calculer les vitesses futures de progression de la ravine. La figure 1 montre une carte schématique de ravine que l'on peut utiliser avec la méthode ci-après:

PREMIERE ETAPE

a) Déterminer sur photographies aériennes, cartes ou par tout autre moyen, la longueur de ravine érodée sur un laps de temps donné.

Exemple

D'après des photographies aériennes,corroborées par des données approximatives de terrain, on constate que la longueur totale de ravine érodée sur le tronçon A-B (figure 1) est de 1 200 pieds. (Voir table de conversion ci-dessus).

b) Etablir, par des enquêtes ou tout autre moyen, l'âge de la ravine.

Exemple

Age de la ravine = 15 ans

c) Calculer la vitesse annuelle moyenne passée d'allongement de la ravine.

Exemple

La vitesse annuelle moyenne de la progression antérieure est égale à "R"

d) Inscrire ces chiffres dans la colonne 8, figure 5. "R_p" a la même valeur pour chacun des tronçons délimités en avant de la ravine actuelle.

DEUXIEME ETAPE

a) A l'aide de photographies aériennes ou de cartes topographiques, dresser une carte indiquant les limites du bassin versant contribuant à la ravine (figure 1); confirmer ce tracé par des vérifications au sol.

b) Indiquer l'emplacement de: 1) la position la plus ancienne de la ravine active (station A) à une date connue, position déterminée au cours de l'étape la, et les limites de la zone fournissant un ruissellement à cette tête de ravine, 2) la naissance actuelle de la ravine active (B) et les limites de la zone fournissant un ruissellement en ce point, 3) les points où pourraient se situer les futurs départs d'entaillement (logiquement situés aux points de jonction d'affluents existants ou potentiels, aux endroits où l'utilisation des terres accuse des changements importants, et aux endroits probables d'interception ou d'éloignement de nappes phréatiques par exemple en C, D, E, etc.), 4) les limites des zones fournissant un ruissellement à chacun de ces points, et 5) le sommet du bassin versant (voir figure 1).

Figure 5. Tableau pour le calcul des vitesses de progression des têtes de ravines

Sur une période d'évaluation de 50 ans, la ravine avancera de:

1400 pieds*/ + 1200 pieds**/ + (10 ans x 44 pieds) ±/ = 3040 pieds en cinquante ans.

*/ 1400 pieds pendant les premiers vingt ans

**/1200 pieds pendant les vingt années suivantes

±/ 50 ans - (20 ans + 20 ans) = 10 ans

c) Inscrire les positions des têtes (stations), désignées par A, B, C, etc. dans la colonne 2 de la figure 5.

d) Les positions des têtes de ravines, ou stations, sont les points qui jalonnent les "tronçons" (A-B, B-C, C-D, etc.). Inscrire les dénominations de chaque tronçon dans la première colonne, comme sur la figure 5.

e) Noter, dans la colonne 3 de la figure 5, la distance horizontale entre les positions des têtes pour représenter la longueur des tronçons.

f) Mesurer la superficie d'où provient le ruissellement arrivant à la naissance de chaque ravine, et inscrire ces valeurs dans la colonne 4 de la figure 5.

Exemple

g) Calculer la surface drainée moyenne correspondant à chaque tronçon (c'est la moyenne entre les stations successives). Inscrire ce chiffre dans la colonne 5 de la figure 5.

Exemple

La surface drainée moyenne correspondant au tronçon C-D

h) Calculer A, c'est-à-dire le rapport entre la surface drainée moyenne de chaque tronçon successif et la surface drainée moyenne du tronçon A-B (le tronçon A-B représente la ravine actuelle ou une portion de la ravine actuelle dotée d'une vitesse de progression annuelle moyenne connue). Inscrire les valeurs A correspondant à chaque tronçon dans la colonne 6 de la figure 5.

Exemple

La valeur A correspondant au tronçon C-D =

 

i) A l'aide de la figure 1, trouver les valeurs correspondant à (A)^0,46. inscrire ces valeurs dans la colonne 7 de la figure 5.

Exemple

A^0,46 = (0,52)^0,46 = 0,74

TROISIEME ETAPE

Consulter les données climatologiques disponibles (précipitations). Choisir la station la plus proche de la zone de ravinement en cours d'évaluation. Faire un tableau des précipitations journalières égales ou supérieures à 0,5 pouce pour la période pendant laquelle la ravine actuelle a progressé. Additionner ces valeurs et diviser par le nombre d'années de relevés. on trouve ainsi la hauteur annuelle moyenne (en pouces) de précipitations journalières égales ou supérieures à 0,5 pouce. Consulter la carte de la figure 3 et choisir la valeur appropriée correspondant à la hauteur annuelle moyenne prévue à long terme des précipitations journalières totales égales ou supérieures à 0,5 pouce. Lorsque les relevés de précipitations pour la période de progression de la ravine égalent ou dépassent 10 ans, il ne faut pas faire de comparaison (en d'autres termes, il est probable que des ravines ayant plus de 10 ans d'âge ont déjà connu la précipitation "moyenne").

Exemple

a) Dans cet exemple, les relevés de précipitations correspondant à la période de progression de la ravine s'étendent sur plus de dix ans. Etant donné que certains points de la carte (figure 3) sont établis d'après des relevés d'une dizaine d'années seulement, on ne fait pas de comparaison. Dans ce cas, le rapport P égale 1. On inscrit cette valeur dans la colonne 9 de la figure 5. on utilise la même valeur pour évaluer chaque tronçon successivement.

b) Autre exemple: on suppose que la période d'évolution de la ravine n'a été que de 5 ans. Dans ce cas, en se basant sur les données disponibles concernant les précipitations pour l'ensemble de la zone intéressée par la ravine, on trouverait que la somme des pluies journalières égales ou supérieures à 1/2 pouce pendant les cinq années de progression de la ravine a été, par exemple, de 95 pouces. En conséquence, la hauteur annuelle moyenne des pluies journalières égale ou supérieure à 1/2 pouce pendant les cinq années de relevés a été de 95/5 soit 19 pouces. D'après la figure 3, la valeur des précipitations annuelles moyennes à long terme, obtenue par interpolation entre les lignes, est de 18,0 pouces.

D'après la figure 4, on voit que la puissance 0,20 de 0,95 est de 0,99. Cette valeur entrerait dans la colonne 9 de la figure 5 pour le tronçon futur.

QUATRIEME ETAPE

Les données numériques nécessaires pour résoudre l'équation (2) sont désormais disponibles. Sur la figure 5, multiplier les valeurs portées sur chaque ligne dans les colonnes 7, 8 et 9 (A^0,46 x R_p x P^0,20); le produit donne R_f, vitesse calculée de progression future de la ravine, inscrite dans la colonne 10. On détermine le nombre d'années qu'il faudra à la ravine pour franchir chaque tronçon en divisant les valeurs figurant dans la colonne 3 par celles qui se trouvent dans la colonne 10. On marque les résultats dans la colonne 11. Dans la colonne 12, on inscrit les années cumulées. D'après ces calculs, on peut évaluer la distance que la ravine va parcourir pendant les 50 ans sur lesquels porte l'évaluation.

Exemple

Il faudra 20 ans pour que la tête de la ravine parcoure le tronçon B-C, soit 1400 pieds, et 20 ans pour que le tronçon C-D, soit 1200 pieds, s'érode.

Pendant les 10 dernières années, l'érosion continuera à la vitesse de 44 pieds par an dans le tronçon D-E, sur une distance de 440 pieds.

La méthode que nous venons de décrire ne tient pas compte des conditions physiques susceptibles d'entraver ou d'arrêter la progression de la ravine à l'exception de la superficie du bassin versant. Certains obstacles physiques, par exemple des saillies rocheuses enterrées, peuvent modifier la vitesse d'érosion. Les ouvrages de stabilisation ou les ponceaux routiers constitueront le point final de l'évaluation de la progression de la ravine.

6. DEPLACEMENT DES TETES DE RAVINES DANS LES VOIES D'EAU AFFLUENTES

Dans les étapes 1 à 4 ci-dessus, on a estimé que la tête de la ravine avancerait de 3040 pieds pendant la période d'évaluation de 50 ans. Sur la figure 4, on voit que le réseau hydrographique principal comporte plusieurs affluents. Quand la tête d'une ravine, qui remonte le réseau hydrographique principal, arrive à la jonction avec les affluents, les niveaux de base de ces derniers sont abaissés et les têtes de ravines commencent parfois à remonter le long des affluents. on évalue la vitesse de déplacement des ravines le long des affluents en utilisant la même méthode que celle qui a été décrite dans les étapes 1 à 4, avec une différence toutefois en ce qui concerne la durée d'évolution des ravines dans les affluents sur la période d'évaluation de 50 ans.

Exemple

On voit que l'affluent 1 pénètre dans le réseau hydrographique principal à 1 a station C. On a estimé (ligne 4, colonne 11, figure 5) que la tête de la ravine évoluant dans le réseau hydrographique principal atteindrait le point C en 20 ans. Etant donné que la ravine ne commencera à remonter le long de l'affluent I qu'après avoir atteint le point C sur le réseau hydrographique principal, la période d'évaluation de la progression de la ravine le long de l'affluent I sera de 50-20 ans, soit 30 ans, Les périodes d'évaluation du déplacement des ravines dans les affluents II et III seront de plus en plus brèves.

Quand les affluents sont nombreux, il est parfois impossible d'évaluer une par une toutes les ramifications. En ce cas, on choisit quelques secondaires représentatives pour évaluation. Les vitesses de progression des ravines au cours de la période d'évaluation peuvent éventuellement s'appliquer aux éléments secondaires.

7. DEPLACEMENT DES POINTS DE RUPTURE

Calculer la vitesse de migration des points ce rupture. Ce que l'on appelle "point de rupture" désigne généralement le "bord d'arrachement" d'un cycle tardif de dégradation se produisant dans une ravine existante. L'évolution des points de rupture se poursuit dans la plupart des ravines jusqu'à ce que le fond atteigne le niveau de base. La vitesse de progression des' points de rupture est un élément important du point de vue des sédiments produits, car elle agit sur la profondeur finale et, partant, sur la largeur de la ravine. En général, les variables qui influent sur la vitesse d'avance de la tête de la ravine, influent également sur la vitesse de déplacement d'un point de rupture jusqu'à ce que s'établisse une situation d'équilibre ou que soit atteint le niveau de base. Au-delà de ce stade, le travail d'approfondissement cesse. Un élargissement mineur peut se poursuivre une fois atteint le niveau de base en raison de processus tels que l'érosion en nappe, de l'activité des animaux, du gel-dégel et du tassement.

Le profil d'équilibre auquel le lit d'une ravine se stabilise dépend de la nature des matériaux du lit du chenal, ainsi que de la hauteur et de la vitesse de l'écoulement. Toutes autres conditions étant par ailleurs égales et l'âge étant considéré comme un facteur, le gradient du lit d'une ravine est normalement (sauf dans le cas de matériaux fortement érodables tels que les sables fins à moyens) inversement proportionnel à la surface drainée. Plus la surface drainée est petite, plus le gradient est fort. Il faut donc évaluer le profil d'équilibre, ou niveau de base, pour déterminer l'extrémité de l'avancée du point de rupture.

8. METHODE D'ESTIMATION DE L'ELARGISSEMENT DES RAVINES

Il existe une méthode qui permet de déterminer l'élargissement qui se produira au cours des 50 années à venir; elle consiste à projeter en amont l'élargissement qui s'est déjà produit sur une distance égale à celle du futur mouvement remontant calculé.

Exemple

Dans l'étape 4, on a calculé que la tête de la ravine avancera de 3040 pieds par rapport à son emplacement présent durant les 50 années de la période d'évaluation. En conséquence, l'élargissement s'effectuera sur la même distance vers l'amont en partant de l'emplacement actuel.

Beaucoup de ravines en cours de progression ne conservent pas, toutefois, des largeurs et profondeurs de sommet uniformes. Souvent, des points de rupture secondaires élargissent et approfondissent le fond de la ravine; on peut généralement évaluer le gradient du niveau de base en mesurant in situ des ravines voisines, plus anciennes, dans la zone considérée. Quand on compare les largeurs et profondeurs de sommet d'un grand nombre de ravines, on note les relations ci-après:

1. En moyenne, quand la ravine avance à travers des matériaux cohérents, sa largeur est environ le triple de sa profondeur.

2. Dans des matériaux non cohérents, la largeur de la ravine représente environ 1,75 fois la profondeur.

Quand un point de rupture remonte le long d'un chenal existant, le chenal s'élargit pour s'adapter aux nouvelles conditions de stabilité des talus créés par l'approfondissement du chenal. On peut utiliser les figures 6 ou 7 pour évaluer la future largeur de sommet du chenal d'une ravine en en fonction de la nouvelle profondeur résultant du déplacement d'un point de rupture.

Exemple

Le chenal d'une ravine creusé dans des matériaux cohérents, mesurant actuellement 15 pieds de profondeur environ et 45 pieds de largeur, se creuse jusqu'à 20 pieds à la suite du déplacement d'un point de rupture. Si l'on se reporte à la figure 6, on voit que la largeur du chenal de la ravine passera à 60 pieds environ à la suite de cet approfondissement supplémentaire de 5 pieds.

Il existe une autre méthode pour déterminer dans quelle mesure le chenal de la ravine va s'élargir. S'il existe de nombreuses ravines dans la même zone que celle qu'on est en train d'évaluer, on peut mesurer plusieurs de ces ravines pour établir un rapport moyen profondeur/largeur de sommet et utiliser ce rapport pour évaluer les futures dimensions (largeur (de sommet) des ravines qui se modifient à la suite du déplacement d'un point (de rupture.

Calculer, au moyen de la méthode ci-dessus, la superficie totale (en acres) de terre qui sera enlevée par la ravine pendant la période d'évaluation. Calculer également la perte de terre (en acres par an) pendant la même période.

9. DEGATS

9.1 Détérioration des terres

Etant donné que la notion de dégât s'exprime en termes physiques, d'après la superficie érodée par le réseau de ravines, la future superficie ravinée calculée d'après la méthode décrite ci-dessus représente l'étendue des dégâts infligés aux terres, Cette superficie, exprimée en acres, doit être fournie à l'économiste pour que celui-ci évalue la dégradation des 'terres.

9.2 Dépréciation des terres

L'évaluation de la future dépréciation des terres incombe conjointement à l'économiste et au géologue, ou au gérant d'exploitation. L'exploitant ou le géologue contribueront à cette évaluation en fournissant une carte ou un croquis montrant l'extension prévue du ravinement à la fin d'une période donnée (indiquer la période réelle) et englobant la ravine principale et ses ramifications prévues. Les limites attribuées à l'évolution des ravines, ramifications comprises, seront indiquées en traits pleins sur les cartes et dessins; celles de toutes les zones dépréciées seront indiquées Dar des lignes en tirets. Les photographies aériennes, les cartes pédologiques, les cartes de vocation agricole des terres, ainsi que les cartes d'utilisation des terres conviennent parfaitement pour ce travail car elles fournissent des informations supplémentaires. Toutefois, les fonds de carte et les cartes topographiques restent acceptables. on complètera la carte ou le croauis en indiquant les limites approximatives des propriétés, pour définir plus facilement les zones dépréciées.

Le géologue peut jouer un rôle particulièrement utile en &,.limitant les zones dépréciées où les conditions physiques se modifieront par suite de baisses de rendement dues au développement des ravines. Ainsi, si le chenal d'une ravine doit avancer jusqu'en un point où il interceptera et abaissera le niveau de l'eau du sol en sorte qu'il en résultera une baisse de rendement, il convient de délimiter approximativement son aire d'influence pour calculer la dépréciation. Il n'est pas rare, par exemple, que le ravinement des prairies de montagne aboutisse au remplacement du couvert de graminées par des espèces moins intéressantes.

Le cheminement d'une tête de ravine jusqu'à une dépression ou voie d'eau naturelle pouvant servir, présentement ou à l'occasion, d'exutoire pour des terres susceptibles d'être façonnées en terrasses, déprécie tout le terrain qui serait desservi par l'exutoire des terrasses.

9.3 Autres dégâts

Quand des ravines potentielles remontent jusqu'à un aqueduc routier, on peut supposer que leur mouvement remontant sera stoppé en ce point. S'il s'agit de ponts routiers par contre, cette progression peut se poursuivre au-delà de la route, sapant l'ouvrage et nécessitant un entretien énorme ou de gros frais de remplacement.

Il existe d'autres formes de dégâts, tels que ceux qui menacent les bâtiments agricoles et autres ouvrages. Dans tous les cas, le géologue et l'économiste doivent travailler de concert pour prévoir et évaluer les dégâts potentiels.

10. PRODUCTION DE SEDIMENTS

on calcule le volume de sédiments produits d'après le volume total érodé ramené à un taux annuel moyen. Le volume de sol enlevé se calcule en multipliant la superficie du terrain endommagé, obtenue auparavant, par la profondeur moyenne. Il faut faire ces calculs pour chaque tronçon séparément si la ravine n'a pas une forme régulière. On fera à part les calculs concernant les affluents. Le volume de sol érodé doit ensuite être converti en poids équivalent afin d'exprimer la production de sédiments en tonnes totales ou tonnes par unité de superficie (quand il s'agit de réservoir, il peut être intéressant de calculer les volumes d'envasement).

Largeur au sommet (pieds)

Figure 6. Comparaison entre largeur et profondeur de ravine dans des sols cohérents.

Figure 7. Comparaison entre largeur et profondeur de ravine dans des sols non cohérents.

Quand il ne s'agit pas d'évaluer les dégâts et la dépréciation des terres, on utilise d'autres méthodes pour calculer le rendement en sédiment, afin de déterminer les besoins de stockage des sédiments ou d'évaluer les dégâts dûs au phénomène d'accumulation. En effet, il n'est pas nécessaire d'employer cette méthode pour calculer le rendement en sédiments car, dans la plupart des cas, et notamment dans les grands bassins versants, la quantité de sédiments provenant de l'érosion en ravines ne représente qu'une part minime du volume total des sédiments qui englobe ceux provenant de l'érosion en nappe. Les petites différences qui pourraient apparaître dans le total ne justifient pas l'effort supplémentaire qui exige cette méthode quand on veut affiner les résultats.

Quand on calcule les rendements en sédiments provenant de l'érosion en ravines pour évaluer les dégâts en aval, il faut faire intervenir l'appréciation personnelle pour déterminer le taux d'apport de sédiments par rapport à l'emplacement occupé en aval par les zones endommagées.

Figure 8. Grave érosion en ravines due à de mauvaises pratiques d'aménagement des terres (noter la silhouette en haut de la photo). C'est un problème courant.