Brin de Science : Crues et nappes phréatiques : comprendre le rôle clé des sols agricoles
Pourquoi observe-t-on des crues importantes en France alors que les nappes phréatiques ne sont pas encore pleines ? En réalité, ces épisodes dépendent surtout du ruissellement et de l’état des sols. Structure, couverture végétale, travail du sol et battance influencent directement la capacité d’infiltration et la vitesse de transfert de l’eau vers les rivières.
Quand les sols saturés accélèrent les crues
L’idée selon laquelle une crue serait liée à des nappes phréatiques « pleines » est trompeuse. En réalité, une crue dépend d’abord du ruissellement de surface et de l’état des sols, bien plus que du niveau des nappes profondes.
Une crue survient lorsque l’eau de pluie arrive dans les rivières plus vite qu’elles ne peuvent l’évacuer. Ce phénomène repose surtout sur deux facteurs : l’intensité des pluies et la saturation des horizons superficiels. Quand les premiers décimètres du sol sont déjà gorgés d’eau, la pluie supplémentaire ne peut plus s’infiltrer. Elle ruisselle vers les fossés et les cours d’eau, ce qui provoque une montée rapide des débits.
À l’inverse, la recharge des nappes phréatiques est un processus lent. Elle dépend de l’infiltration progressive d’une partie de l’eau, sur plusieurs semaines ou mois. Il est donc tout à fait possible d’observer des crues importantes alors que de nombreuses nappes restent proches des normales, voire encore en phase de reconstitution.
Toutes les nappes ne réagissent pas de la même manière. Les nappes peu profondes, alluviales ou karstiques, peuvent monter rapidement après les pluies et contribuer localement aux crues. En revanche, les nappes profondes, dites inertielles, comme celles du Bassin parisien, évoluent lentement, sur plusieurs années. Elles ne sont généralement pas responsables des crues rapides observées après des épisodes pluvieux intenses.
Autre point important, les pluies très fortes génèrent beaucoup de ruissellement mais ne sont pas toujours efficaces pour recharger les nappes. Une part importante de l’eau repart en surface avant d’avoir le temps de s’infiltrer.
Le rôle clé de l’état des sols agricoles
Entre la pluie et la rivière, le premier régulateur reste le sol. Sa structure conditionne la capacité d’infiltration. Pas de recharge possible pour les nappes dans les zones artificialisées, où les eaux de pluie ruissèlent sur le goudron ou les toitures et finiront leur course dans les rivières.
A la campagne, un sol récemment labouré ou très finement préparé pour le semis présente une forte porosité initiale. Les premières pluies s’infiltrent facilement. Mais cette structure est fragile. Sous l’impact des gouttes, les agrégats éclatent, les particules fines migrent et colmatent les pores. Une croûte de battance peut alors se former en surface.
Cette croûte, généralement épaisse de quelques millimètres à 1 cm, réduit fortement l’infiltration. Même 2 à 3 mm suffisent à favoriser le ruissellement et l’érosion. Ce phénomène est fréquent sur les limons peu couverts.
À l’inverse, les sols couverts par des résidus ou des couverts végétaux amortissent l’impact des pluies. La matière organique améliore la stabilité des agrégats et les galeries de vers de terre favorisent l’infiltration. Les systèmes en travail réduit ou en semis direct conservent ainsi plus longtemps une capacité d’absorption efficace.