Financement du projet de recherche : Les auteurs sont financés par le programme des petits groupes de recherche sous la direction du Décanat de la Recherche Scientifique de l’Université du Roi Khalid (King Khalid University) sous le numéro de subvention de recherche (RGP. 1/235/42)

Remerciements : Les auteurs souhaitent exprimer leur gratitude et leur appréciation au Décanat de la Recherche Scientifique de l'Université du Roi Khalid (King Khalid University) pour le financement de ce travail.

Introduction

1Les pays maghrébins sont considérés parmi les pays considérablement touchés par différentes formes d’érosion hydrique, qui sont à l’origine des pertes énormes en terre et de l’envasement rapide des retenues collinaires. Cette vulnérabilité, exacerbée sous un forçage climatique et anthropique, a mobilisé une collaboration entre différents spécialistes pour lutter contre le problème de l’érosion hydrique, avec ses multiples facettes, à travers des approches qualitatives et quantitatives. Il existe une panoplie de modèles de quantification des pertes en terre répondant à des spécificités locales différentes.

2L’évaluation des pertes en terre à travers le suivi des traceurs isotopiques constitue une méthode prometteuse pour apporter des éléments de réponse supplémentaires en matière de dégradation en terre. À l’échelle des pays maghrébins, la quantification des pertes en terre par la technique du Césium 137, a pris un certain élan au Maroc avec Moukhchane et al., 1998, Sadiki, 2005 ; Bouhlassa et al., 2000 ; Nouira et al., 2003 et 2007 ; Al Katmour, 2004 ; Felah, 2010 ; Damnati et al., 2010 et 2012 et Ben Mansour, 2012. Ces études sont moins nombreuses dans les autres pays, y compris la Tunisie (DGACTA, 2001 ; Ben Slimane, 2013 ; Azaiez, 2016 et 2020).

3Les statistiques du Fonds International de Développement agricole (FIDA) de 2008 montrent que l’érosion hydrique touche environ 3 millions d’hectares de terres agricoles en Tunisie (Souadi, 2011). Une simple comparaison entre deux compagnes de photographies aériennes (1952-2000) fait apparaitre la libération d’un grand potentiel érosif qui ne cesse de s’aggraver avec les pressions humaines.

4Sans nier les acquis et la pertinence des approches hydrologiques et climatiques dans l’étude de l’érosion, la géomorphologie, de son côté, peut contribuer à l’explication de la dégradation des terres (Hamza, 1988 ; Faleh, 2010 ; Azaiez 2016 et 2020). Ce travail prend place dans ce cheminement en vue d’établir une réflexion méthodologique visant à une meilleure stabilisation des versants. L’éclairage géomorphologique prend son appui sur les résultats d’analyse du Césium 137. Cette approche, très récente, renforce les méthodes d’évaluation des pertes en terre dont, entre autres les modèles USLE, RUSLE, MUSLE et la méthode de PAP CAR.

5Elle a été largement testée dans plusieurs pays et elle a fait l’objet de publications (McHenry et Bubenzer, 1985 ; Ritchie et al. 1990 ; Wicherek et al., 1993 ; Mabit et al., 1998 ; Faleh, 2010 ; Ben Mansour et al., 2012). Son efficacité consiste dans la détermination du taux moyen des pertes en terre, de celui de déposition et de leur répartition spatiale en établissant une comparaison entre les secteurs stables d’une part, et les secteurs érodés et les secteurs d’accumulation d’autre part.

6Une relation de proportionnalité existe entre les secteurs érodés et la diminution de l’activité en Césium 137. Selon cette règle de proportionnalité, un diagnostic sédimentaire et une quantification des pertes en terre ont été effectués dans le bassin versant de l’oued El Mssine. L’avantage de cette approche est qu’elle permet de déterminer la part de chaque processus dans le bilan global du fait érosif, d’estimer la part respective de l’érosion en nappe, de ravinement et d’établir une comparaison avec les pays voisins.

7Ce fut une occasion pour réfléchir davantage sur le contexte et la tendance générale de la manifestation érosive dans le domaine méditerranéen, marqué par une perte spécifique variant de 11,8 t/ha/an à 49,19 t/ha/an dans les pays maghrébins (Azaiez, 2016 et 2020).

Caractéristiques physiques et occupation humaine du bassin versant El Mssine

8Le bassin versant El Mssine, affluent de l’oued Nebhana, se situe dans le Nord-Est de la Tunisie (figure 1). Il draine 4 km² et occupe une profonde combe monoclinale évidée dans les argiles oligocènes sous l’effet de l’enfoncement progressif des cours d’eau. Il est marqué par la prédominance d’un matorral mixte et dégradé à cause d’un surpâturage qui s’est exercé aux dépens des anciens écosystèmes forestiers.

Conditions topographique et lithologique

9Le bassin versant montre une hypsométrie modeste (481 m), considérée moins importante que prévu pour amplifier une déstabilisation des versants. Les versants les plus exposés à l’apparition des signes de dégradation sont ceux ayant des pentes moyennes, longues et convexes (figure 2).

10La géologie est en grande partie formée par des roches dures. Les affleurements tendres sont moins étendus (32 %), formés par des argiles grises, légèrement gypseuses et à caractère siliceux et carbonaté, et des marnes gris-verdâtre. L’analyse minéralogique fait apparaître deux types d’argiles (smectite 79 % et kaolinite 21 %). Les sols limono-sableux et limono-argileux ayant un spectre argileux de type smectite sont souvent aptes au gonflement-rétraction et à la suffosion. Le reste du bassin versant est formé de grès grossier et de grès argileux, avec un sol à texture sablo-argileuse (figure 3).

Contexte hydroclimatique

11Le bassin versant subit les influences climatiques caractéristiques de l’Atlas oriental, marqué par un climat méditerranéen typique très contrasté, avec une saison chaude assez longue et une aridité estivale très accentuée. Les flux de retour d’est, généralement orageux, sont responsables des crues les plus graves enregistrées. La forte variabilité des précipitations menace la quasi-totalité du bassin versant, compte tenu de la variation des pluies annuelles qui dépasse 42 %. Les pluies sont non seulement irrégulières, mais également intenses. Les averses de plus de 20 mm/jour représentent une proportion importante du total annuel et s’abattent au cours des mois de septembre et octobre. La dynamique paysagère est déterminée par d’autres facteurs climatiques, d’importance capitale, notamment l’effet conjugué de la température et du vent. (Abdelkhalek, 2009 ; El Melki, 2014).

12Le bassin versant est considéré comme générateur de l’écoulement, compte tenu de sa forme ramassée et de ses conditions hypsométriques très rigoureuses, malgré la modestie de ses altitudes (tableau 1). Les calculs obtenus confirment la compétence des cours d’eau en termes d’arrachement des sédiments, palliant l’incapacité de la méthode du ¹³⁷Cs à estimer le taux des sédiments mobilisés par l’écoulement concentré. Sur les revers gréseux s’installent des cours d’eau en baïonnette, et sur les substratums de résistance uniforme, le réseau hydrographique est de type dendritique. Le temps de concentration et le coefficient de torrentialité reflètent la réponse hydrologique rapide du bassin versant, déterminés par sa forme, sa topographie, sa lithologie et son occupation du sol (Musy et Higy, 1998 ; Laborde, 2009).

Tableau 1. Les conditions morphométrique et hydrologique du bassin versant El Mssine

Rectangle équivalent					Pente m/km	Dénivelée spécifique	Tc	Ct
S (Km2)	P (Km)	Kc	Longueur (Km)	Largeur (Km)
4	8,25	1,15	2,56	1,56	189,4	152,3	115 min	163,8

13S : superficie du bassin versant ; P : périmètre ; Kc indice de compacité ; Tc temps de concentration (en heures et en minutes) obtenu par la moyenne de deux formules de Turazza et celle de Giandotti ; Ct ; coefficient de torrentialité selon la formule de Giandotti Ct = DdXF1, où Dd= densité de drainage et F1 : Fréquence des incisions élémentaires (nombre des cours d’eau d’ordre 1/superficie du bassin versant).

Un couvert végétal en régression face à une forte charge pastorale

14« La Tunisie Centrale était dans le passé une zone focale à vocation strictement pastorale » (Hamza, 1988 ; Le Houérou, 1997). Le bassin versant de l’oued El Mssine n’a pas connu une grande mise en valeur agricole, faute de son relief peu aéré, de ses plaines étroites et de ses sols squelettiques très peu évolués. Sur les hauts-versants prédominent les forêts de thuya de Berbérie, de genévrier oxycèdre et de pin d’Alep, sur les versants les plus humides. Les moyens-versants sont formés d’un matorral de faible taux de recouvrement. Les clairières intraforestières et l’élevage extensif, dans un matorral ouvert, ont causé une difficulté au niveau de la protection du sol (figures 4 et 5). Malgré la régression des parcours sous l’effet du défrichement, le cheptel reste aussi important, et même plus, que par le passé, aboutissant à un surpâturage et un affaiblissement du couvert végétal, protecteur des terres et déjà maigre à cause de la variabilité des pluies. Quant à la charge pastorale, elle varie de 13 têtes/ha pour les bovins à 36 têtes/ha pour les ovins et les caprins. (OEP, 2012)

Un bassin versant peu aménagé

15Seuls 32,5 % des impluviums sont aménagés en cordons de pierres sèches, en banquettes mécaniques et en rideaux de figuiers de Barbarie. Dans quelques secteurs, ces ouvrages ont permis d’assurer une stabilisation de certains versants. Mais la persistance de quelques formes de dégradation, même sur les versants aménagés, exige de donner quelques précisions sur le comportement de ces ouvrages, selon un éclairage géomorphologique, afin de remettre en question les causes de leur échec.

Méthodologie et outils

16L’étude s’est appuyée sur une approche cartographique spatialisée basée sur la photo-interprétation des orthophotos 2000 et sur le suivi du traceur radioactif du Césium 137 présent dans le sol, afin d’envisager une estimation quantitative précise des particules arrachées des impluviums et déposées dans les zones d’accumulation. Cette méthode, à la fois descriptive, cartographique, analytique et expérimentale, est basée sur l’exploitation de données multisources intégrées dans un SIG et sur une approche géomorphologique visant à l’identification des différentes formes d’érosion et d’accumulation, des processus morphologiques et de leur évolution spatio-temporelle. La méthode isotopique a consisté à comparer l’activité du Césium 137 des différentes carottes prélevées à celles d’un site stable. Les secteurs enrichis en Césium 137 sont les zones d’accumulation et ceux qui ont connu une diminution de l’activité du Césium 137 sont considérés comme des secteurs érodés.

Partition du bassin versant en secteurs homogènes

17Il a été nécessaire de faire une homogénéisation des différents secteurs, parfois considérablement contrastés. Le croisement de couches propres aux facteurs intrinsèques de la dynamique érosive a permis de faire un prélèvement sélectif des échantillons, dans la mesure où un échantillonnage exhaustif a été difficile à cause du coût très élevé des analyses. Il s’agit de faire entrer dans un SIG quatre couches : la pente, la lithologie, le type d’occupation et l’exposition. Un croisement pondéré de ces facteurs a été effectué. La pondération est obtenue sur la base de notre connaissance de ces facteurs sur le terrain, et en s’inspirant des résultats des recherches récentes, mais avec suffisamment de souplesse pour mieux s’adapter aux conditions locales du bassin versant. Le résultat obtenu dans chaque carotte sédimentaire est extrapolé sur l’ensemble de l’unité homogène. Pour établir une modélisation de bilan sédimentaire, il a été nécessaire de préciser, sur le terrain, les poches de piégeage de sédiments sur les lobes des méandres convexes, les ruptures de pente, contre les rideaux de figuier de Barbarie, les ados des banquettes mécaniques et ceux des cordons en pierres sèches. Leur repérage s’est effectué en se basant sur des orthophotos (2000) et des images extraites de Google Earth Pro, qui ont permis d’obtenir un échantillonnage plus rationnel, loin d’une extrapolation hasardeuse (figure 6).

18Deux volets sont traités : un volet diachronique, pour suivre l’évolution historique de la dynamique géomorphologique, et un volet quantitatif, basé sur la technique du traceur isotopique Césium 137 afin d’envisager une estimation quantitative plus précise des sédiments arrachés et de ceux déposés dans les zones d’accumulation. L’homogénéisation des différents compartiments du bassin versant a produit 17 unités.

Outils et mode de prélèvement

1917 échantillons ont été retenus en réalisant un carottage au moyen d’un tube de PVC gradué de 5 cm de diamètre sur une profondeur de 35 cm. Une carotte est prélevée dans un secteur stable, considéré comme site de référence, et qui présente une surface presque plane, couverte par un matorral dense, avec un sol évolué, protégé par un pavage caillouteux ancien associé à des touffes de lentisque très denses, non fréquenté par les troupeaux du bétail et très peu soumis à l’action de l’homme.

20Cette carotte a été analysée d’une manière séquentielle, avec un pas de 7 cm jusqu’à 35 cm, afin d’apprécier la distribution du Césium 137 avec la profondeur. Les autres carottes ont fait l’objet d’une analyse portant sur l’ensemble de l’échantillon, avec un prélèvement minutieux représentatif de chaque unité, afin de pouvoir extrapoler les résultats sur l’ensemble de l’unité. En ce qui concerne les zones d’accumulation, elles sont minutieusement choisies à cause de leur signification. Elles renseignent sur la redistribution ultérieure du Césium 137 sous l’effet du ruissellement, après les essais nucléaires au Sahara, notamment en 1963, et, plus récemment, après les émissions de l’accident de Tchernobyl. Le choix de la date de 1963 n’est pas arbitraire, dans la mesure où les deux dates (1963 et 1986) ont donné des retombées nucléaires très disparates. L’activité en Césium 137 fut considérablement plus importante au cours de l’année 1963 et, à l’opposé, les apports additionnels de l’accident de Tchernobyl, fin avril 1986, ont été très infimes, en raison de l’absence de précipitations sur le bassin versant entre le 11 avril et le 6 mai 1986.

L’activité du Césium 137 et les modèles appliqués dans l’estimation de la perte en terre

21Le poids humide initial des échantillons a été relevé, puis le poids sec, après séchage à l’air puis dans une étuve à 80 °C pendant 48 heures afin d’éliminer l’eau et le reste des éléments volatils. Chaque échantillon a ensuite été broyé, homogénéisé, puis tamisé pour séparer la fraction fine inférieure à 0,2 mm et, enfin, conditionné dans une géométrie pour l’analyse par spectrométrie gamma. La mesure de l’activité massique (Am) du Césium 137 en (Bq/kg) est exprimée par l’équation suivante :

22où N net : est le nombre de coups nets sous le pic, Tc le temps de comptage (secondes),

23Iγ : l’intensité du rayonnement γ (85,5 %), m la masse de l’échantillon (kg) et

24ε : l’efficacité de la détection. Une fois le comptage des coups effectué, le calcul du taux d’enrichissement ou de perte en Césium 137 peut être réalisé par comparaison avec un échantillon de référence, prélevé aléatoirement dans une zone stable non cultivée. Trois faits sont à l’origine de la faible activité du Césium 137.

• La lithologie est à prédominance de sols de texture grossière. Seulement 32 % de sa superficie totale est formée par des argiles. Les formations superficielles sont de textures limono-sableuses, en premier lieu, et limono-argileuses, en second lieu. Compte tenu de la forte liaison du Césium 137 avec la fraction fine, on risque d’avoir des valeurs de l’activité du Césium 137 sous-estimées, à cause des infiltrations et du départ du Césium 137 avec les eaux de ruissellement.

• Également, la trajectoire de la masse d’air contaminée suite à l’accident de Tchernobyl, lors de laquelle le Césium 137 est resté à l’état de traces dans le nuage radioactif, surtout sur l’Europe de l’Ouest et l’Afrique du Nord (29 au 30 avril 1986). La bonne prise en compte de ce facteur exige une détermination de la trajectoire de la masse d’air contaminée et de la répartition des régions les plus touchées par les retombées radioactives suite à l’accident. La circulation atmosphérique était de sud-ouest/nord-est, mettant à l’écart l’Afrique du Nord de toute émission radioactive.

• Enfin, la spécificité de l’isotope Césium 137, qui présente une durée de demi-vie estimée à 30 ans (Felah, 2010). L’activité du Césium 137 diminue de moitié tous les 30 ans. À partir de 2014, il s’est écoulé plus de 50 ans et le Césium 137 déposé en 1963 a perdu plus de 75 % de sa valeur initiale.

25De plus, la période fin avril-début mai 1986 n’a pas été suffisamment pluvieuse, ce qui laisse prévoir un dépôt faible du Césium 137, et même s’il a eu lieu, son activité est réduite de 47 % après 28 ans.

26Tous ces facteurs réunis expliquent la faible activité massique du Césium 137 dans tous les échantillons, sans exception. Pour des raisons méthodologiques, deux modèles de quantification ont été sélectionnés :

• le modèle proportionnel :

27Il est utilisé pour les bassins versants agricoles (Zapata, 2002), exprimé comme suit :

28Y : est la perte en terre (t/ha/an), B la densité du sol de la fraction fine <0,2 mm (kg/m³),
d : l’épaisseur de la couche de labour (m),
X : le pourcentage d’enrichissement ou de réduction de l’activité du Césium 137 exprimée par rapport à la référence :

29T : le nombre d’années écoulées depuis 1963 (date de référence pour le début des émissions massives en Césium 137.
A_ref = activité spécifique en Césium 137 (Bq/m²) du site de référence ;
A = activité spécifique en Césium 137 de l’échantillon d’un site dégradé.

• le modèle de Masse-balance II :

30Il est proposé par Walling, en 1990, pour surmonter les limites du modèle proportionnel qui ne tient pas compte des déplacements sélectifs de la fraction fine. Il s’adapte aux secteurs à prédominance de couvert végétal naturel non cultivés (Zapata, 2002). Ce modèle de Masse-balance II propose que les retombées en Césium 137 aient eu lieu en 1963.

31Où P : est un indice correctif lié au départ sélectif de la fraction fine (de l’ordre de 0,93).
(t : nombre d’années entre la date de départ et la date du prélèvement).

32Le modèle proportionnel a été appliqué pour les terres cultivées et pour les terres nues. Le modèle de Masse-balance II a été réservé aux matorrals. La perte est mesurée entre l’activité du Césium 137 dans le site stable et dans les sites dégradés.

33Quant à l’accumulation, elle est calculée par comparaison entre le site stable et le site de déposition (retenue collinaire, ados des banquettes et des cordons en pierres et lobes de méandres convexes).

L’activité du Césium 137 dans le contexte méditerranéen

34La comparaison de l’activité du Césium 137 entre les sites de référence des pays proches a montré qu’elle est étroitement liée au total pluviométrique. Elle est considérable dans les régions les plus arrosées et de plus en plus faible dans les zones semi-arides (tableau 2).

Tableau 2. L’activité spécifique du Césium 137 : une comparaison avec les pays voisins

Chercheurs	Pays	Pluies annuelles moyennes (mm)	Activité du 137C (MBq/cm2)
Bouhlassa et al., 2000	Maroc (subhumide)	800-600	385-167
Navas, 1992	Espagne (tempéré)	1000	400
Sogon, 1999	France (tempéré)	678	317
Felah, 2010	B.V Aknoul (Rif Central)	700-200	370,2
Zouagui et al., 2012	B.V Moulay Bouchta Rif occidental (humide)	605-1770	2704-3554
Damnati et al., 2012	B.V Nakhla (région Tanger-Tétouan) (sub-humide)	601-667	574-3422
Al Katmour, 2004	Maroc (humide)	850	138-416
Azaiez, 2016	B.V El Mssine (semi-aride)	380	174
Azaiez, 2020	B.V Sidi Salah (semi-aride inférieur)	335	135

2.3.4. Répartition de l’activité du Césium 137 entre les secteurs cultivés et non cultivés

35Malgré le manque de mesures de l’activité du Césium 137 sur toute la Tunisie, on a pu clairement constater que l’activité de Césium 137 est nettement différente entre les échantillons prélevés dans des parcelles cultivées et ceux prélevés dans des parcelles non cultivées. Dans les parcelles non cultivées, on a remarqué soit une diminution, soit un enrichissement en Césium 137 selon la position topographique et le type du couvert végétal. Certains secteurs à pente nulle, non fréquentés par les troupeaux de bétail ou par l’homme, ont montré une activité massique constante du Césium 137 (figure 7).

36En contrepartie, tous les échantillons prélevés dans des secteurs cultivés ont montré une réduction nette du taux du Césium 137, étroitement liée à la pente, à la lithologie et à l’occupation du sol. Les secteurs marqués par une activité faible, inférieure à 173 Bq/m², sont les zones d’érosion et ceux ayant une activité supérieure à 173 Bq/m² sont les zones d’accumulation (figure 8).

37L’introduction des ouvrages antiérosifs était potentiellement bénéfique en termes de stabilisation des versants. Ils ont largement contribué à la modification du bilan sédimentaire. Un engraissement progressif des versants aménagés en limon de débordement se fait suite à sa décantation dans les secteurs inter-banquettes. Le modèle de répartition de l’activité en Césium 137, obtenu par l’interpolation, met en valeur les secteurs d’enrichissement qui sont localisés dans les ruptures de pente, en bas des versants, sur les lobes convexes des méandres et sur les ados des cordons en pierres sèches et des banquettes. Les petits replats et les interfluves, très peu soumis à l’action de l’homme, forment les secteurs qui ont gardé une légère stabilité du Césium 137. La comparaison entre les figures 9 et 10 montre que le bassin versant est soumis à une forte dégradation, dans la mesure où les zones d’enrichissement et de stabilité sont moins représentées. Les lits des cours d’eau constituent les axes préférentiels pour les déplacements latéraux des sédiments. Les zones d’enrichissement en Césium 137 coïncident avec les secteurs d’accumulation et les espaces de faible activité du Césium 137 sont localisés dans les zones intensément affectées par l’érosion.

Répartition du Césium 137 en fonction de la profondeur

38L’analyse séquentielle de la carotte prélevée dans la zone stable montre que l’activité du Césium 137 diffère avec la profondeur (figure 11). Dans ce site forestier stable, à couvert végétal dense, 96,3 % de l’activité du Césium 137 se concentre dans les 21 premiers centimètres du sol. Tandis que, dans une parcelle cultivée, 80 % de l’activité du Césium 137 se concentrent entre 15 et 25 cm de profondeur. Ainsi, se voit l’effet de l’érosion mécanique en profondeur (effet de labour sur 20 cm).

39Quoi qu’il en soit de ces résultats quantitatifs, il parait nécessaire d’accorder une priorité aux aspects qualitatifs de l’érosion hydrique, généralement servi d’indicateurs dans le suivi de l’érosion. Cette étape, d’importance capitale, permettra de s’engager dans une phase de vérification, d’évaluation et de classification des différentes mesures obtenues, en fonction des formes et des agents de la morphogenèse responsables.

La dynamique érosive dans le bassin versant El Mssine : Résultats et discussion

Sensibilité du bassin El Mssine à l’érosion hydrique

40La carte de la sensibilité obtenue est le résultat de la superposition de quatre couches : la carte des processus érosifs (figure 12), issue de la photo-interprétation, celle de l’occupation du sol, des pentes et des affleurements lithologiques. Cette méthode permet de distinguer trois secteurs ayant différents degrés de sensibilité à l’érosion.

41Les secteurs fortement soumis au ravinement et à la suffosion sont essentiellement localisés dans la partie sud et sud-est du bassin versant. La forte dégradation affecte la quasi-totalité des argiles et touche presque 35 % de la superficie totale. Cette situation est expliquée par l’effet conjugué de la lithologie, de la pente, des pratiques culturales, du surpâturage et de l’agressivité des pluies sur une courte période.

42Les secteurs moyennement sensibles à l’érosion se caractérisent par des formes de ravinement à évolution spatio-temporelle lente. Il s’agit essentiellement des versants incisés en rigoles et en griffures parallèles, évoluant lentement en ravins élémentaires.

43Ce modelé concerne les versants à pente modérée aménagés en banquettes au nord du jebel Edghafla. Les secteurs les moins affectés sont généralement les versants les moins pentus, les revers gréseux et les interfluves à pente faible, où la dynamique est commandée essentiellement par un décapage indiqué par des sols à texture grossière et un pavage caillouteux, après départ et lessivage des éléments fins. Dans ces secteurs, les cailloux et le matorral dense empêchent toute concentration de l’écoulement. Les versants nord et nord-est sont parmi les moins marqués par les signes d’une érosion sévère.

L’apport de la technique du Césium 137 dans la quantification des pertes en terre

44L’effet de la manifestation érosive a largement dépassé la simple pellicule du sol pour atteindre profondément les affleurements plastiques sous-jacents et a même touché les versants dominés par un couvert végétal forestier. C’est dans ce cadre qu’on propose de faire une estimation de la perte en terre et un diagnostic du cycle érosion-sédimentation.

Cartographie des pertes en terre

45Les recherches effectuées sur le domaine semi-aride ont insisté sur l’érosivité des pluies et l’érodibilité des sols (Nasri, 1995 ; Felah, 2010). C’est le contexte général de l’érosion dans la Tunisie centrale, marquée par une perte spécifique moyenne de 29 t/ha/an (Azaiez, 2016). Ce résultat a été obtenu au sein d’un réseau pilote de lacs collinaires et par l’application des modèles empiriques améliorés et adaptés aux conditions locales (figure 12).

46L’essai sur le bassin versant El Mssine vise à dégager une nouvelle piste en vue de résoudre le problème de l’érosion. Les secteurs qui enregistrent la moindre perte (de 2 à 9 t/ha/an) sont les interfluves plats, les matorrals denses et les revers gréseux aménagés (figure 13).

47Inversement, les zones d’ensellement, les terres nues, les champs céréaliers, les parcours dégradés et les banquettes mises en œuvre dans des terres limono-argileuses ont enregistré des taux de perte plus élevés.

48L’érosion touche principalement les versants très pentus dégagés dans les argiles et les marnes. Les zones d’accumulation sont localisées en contrebas des pentes, à la confluence des cours d’eau et sur les petites banquettes formées au niveau des méandres convexes.

49Les secteurs ayant une faible activité du Césium 137 coïncident avec des parcours dégradés, des terres cultivées, des clairières et notamment des versants soumis à une suffosion accrue. L’avantage de cette approche est qu’elle permet la quantification des pertes en terres et la part de chaque processus érosif dans le bilan morpho-sédimentaire, plus précisément, une estimation de la part de l’érosion en nappe et de celle de l’érosion concentrée.

50L’élaboration de la carte des pertes en terre prévoit d’abord une superposition des pertes mesurées dans les 17 sites, sur les deux cartes des processus érosifs et de celle de la sensibilité à l’érosion hydrique. Après avoir choisi plusieurs coupes, dans la même unité homogène, ayant presque les mêmes caractéristiques, il a été possible de généraliser la même valeur de la perte. À travers une quarantaine de points, il a été possible d’obtenir la répartition spatiale des pertes en terre par interpolation.

Estimations de l’effet des facteurs intervenants

• L’effet de la pente

51Les versants pentus de 0-10° sont les moins sensibles à l’érosion (57 % de la surface totale) et perdent chaque année 18,7 t/ha/an. Ceux pentus de 10-31° enregistrent les pertes les plus fortes (32,3 t/ha/an). Cela confirme le rôle déterminant de la pente, qui augmente l’énergie de ruissellement et son pouvoir érosif. À partir de 10° d’inclinaison, les versants deviennent très sensibles et les pertes sont très proches de la perte spécifique moyenne du bassin versant (34 t/ha/an) (tableau 3).

Tableau 3. Perte en terre par classes de pente dans le bassin versant El Mssine

Classes des pentes (%)	Nombre de points	Surface km2	Surface (%)	Perte moyenne (t/ha/an)
0-5	4	0,46	11,5	15
6-10	2	1,82	45,2	22,5
11-19	8	1,02	25,5	30
20-31	4	0,70	17,5	34,6

L’effet de l’occupation du sol

52Les terres nues et les parcelles à vocation céréalière ont montré une grande sensibilité à l’érosion hydrique et enregistrent des pertes très élevées. En second lieu viennent les parcours dégradés et les secteurs qui ont connu un défrichement (tableau 4). La forêt jeune et les matorrals situés à l’amont du bassin versant ont montré une meilleure conservation du sol. Cette efficacité est particulière aux revers des crêts gréseux, mais elle diminue sur les affleurements tendres des moyens-versants. Sur un site de référence, on a enregistré une teneur en Césium 137 de 188 ml Bq/m² à une altitude de 388 m. Ce site de référence est légèrement exposé au nord-est et il subit l’influence directe des flux de retours d’est, responsables des précipitations automnales et printanières dans le bassin versant de l’oued El Mssine.

Tableau 4. Perte en terre selon le type d’occupation du sol dans le bassin versant El Mssine

Occupation du sol	Nombre de points de mesure	Surface (ha)	Surface (%)	Taux de perte maximale (t/ha/an)	% de la surface	Perte moyenne (t/ha/an)
Céréales	3	98	24,5	55-5,69	0,0368	32
Parcours	3	25	6,25	54	0,0526	30,04
Eucalyptus	2	3	0,75	35	0,011	16,33
Pin d’Alep	3	13,3	3,7	48,6-50	0,066	17,62
Matorral	4	250	65	32	0,304	12,3
Terres dénudées	3	6,3	1,6	55-63	0,0320	44

Effet de l’exposition

53La fixation de l’isotope du Césium 137 n’est pas uniforme sur l’ensemble du bassin versant. Cela s’explique par l’exposition différente des versants aux vents humides dominants (tableau 5)

Tableau 5. Perte en terre selon l’exposition

Exposition	Nb de points de mesure	Surface (km2)	Surface (%)	Perte moyenne (t/ha/an)
Nord-est	3	1,35	33,75	30,4
Nord-ouest	5	1,1	28,5	28,4
Sud-est	6	0,5	12,5	28,1
Sud-ouest	4	1	25,25	22

L’effet de la lithologie

54Les pertes les plus fortes en terres touchent les argiles vertes. La partie sud-est du bassin versant se caractérise par une alternance des grés et des argiles et, par endroits, par des alternances argilo-sableuses. Les sols limono-argileux et les affleurements argilo-sableux contribuent, en grande partie, à la manifestation érosive. Les sols limono-argileux situés sur le moyen versant du front de crêt sont les plus érodables (tableau 6).

Tableau 6. Perte en terre en fonction de la texture

Texture			Perte maximale de 58,7 t/ha		Perte moyenne (t/ha/an)
	Surface (km2)	Surface (%)	Superficie (ha)	%
Limono-sableuse	2,86	71,5	0,074	2,58	40,5
Argileuse	1,14	28,5	0,255	22,36	26,5
Limono-argileuse	3	75	0,56 km2	18,6	30

La corrélation entre les différents facteurs intervenant dans la dynamique érosive

55Le tableau 7 montre les facteurs qui agissent d’une manière conjuguée dans la dynamique érosive, à travers l’application d’une analyse en composantes principales (figure 14).

56Les facteurs de la pente, la pluviométrie et la fraction grossière du sol sont positivement corrélés et semblent avoir un poids important dans la dynamique érosive (tableau 7). Les deux facteurs de la pluies et de la pente, agissent d’une manière conjuguée sur le taux de perte en terre dans les secteurs les plus sensibles, avec un indice de corrélation de 0,946. En second lieu, le sable grossier en fonction de la pente et des pluies annuelles, avec des valeurs respectives de corrélation de 0,785, et 0,759. Les terres nues sont aussi positivement corrélées avec les fortes pentes, avec un indice de 0,779. Le reste de facteurs semblent avoir un impact plus restreint dans la manifestation des processus érosifs.

Tableau 7. Corrélation entre les différents facteurs intervenants

	Terre nue	Pente	Recouvrement végétal	Pluies annuelles	Limon et argile	Sable grossier	Aménagement
Terre nue	1	0,779	-0,488	0,690	-0,200	0,270	-0,194
Pente	0,779	1	-0,267	0,946	-0,665	0,785	-0,290
Recouvrement végétal	-0,488	-0,267	1	-0,211	0,172	-0,116	-0,257
Pluies annuelles	0,690	0,946	-0,211	1	-0,648	0,759	-0,529
Limon et argile	-0,200	-0,665	0,172	-0,648	1	-0.954	0,056
Sable grossier	0,270	0,785	-0,116	0,759	-0,954	1	-0,138
Aménagement	-0,194	-0,290	-0,257	-0,529	0,056	-0,138	1

L’estimation de l’accumulation

57Une carotte a été prélevée sur une profondeur de plus 45 cm au centre de la retenue collinaire. Seuls les 35 premiers centimètres ont été pris en considération, étant donné que l’activité du Césium 137 devient nulle entre 35 et 40 cm. Ceci prouve que les sédiments au-delà d’une profondeur de 37 cm ont été déposés antérieurement à l’année de base. L’accumulation réelle a commencé à partir de 1998, date de la mise en eau du lac collinaire. Néanmoins, il faut signaler que le taux d’accumulation obtenu ne vaut que pour le profil étudié dans la retenue et n’est donc pas extrapolable à tout le bassin versant.

58Le taux d’accumulation calculé au niveau de la retenue collinaire est relativement surestimé par rapport aux sédiments tranchés sur les impluviums. La sédimentation dans la retenue doit être égale à la perte spécifique du bassin versant. La différence observée signifie la provenance d’un surplus sédimentaire causé par d’autres processus.

59Ainsi, les alluvions déposées dans la retenue ne sont pas uniquement issues de l’érosion diffuse, mais aussi de la suffosion, des glissements localisés, ou en coups de cuillère, sur les berges concaves des cours d’eau, du ruissellement de surface et surtout par le sapement des berges et l’approfondissement des cours d’eau. En effet, 75,5 % de la couche érodée est causée par l’érosion diffuse (rigoles et griffures). Les autres processus, liés à la dynamique fluviale et à l’écoulement hypodermique, sont responsables de 24,5 % des pertes. L’apparition de multiples ravins développés ex nihilo en témoigne.

60La technique du Césium 137 s’ajoute à la panoplie de méthodes qui étudient l’érosion de façon quantitative. La mise en place d’une première base de données sur l’activité du Césium 137 pour la Tunisie nord-est suscitera l’intérêt de jeunes chercheurs pour développer les potentiels de cette technique.

61À l’échelle du bassin versant étudié, les estimations des pertes en terre constituent un premier pas vers la connaissance de sa dynamique. Même si les résultats sont potentiellement considérables, ils ne sont pas définitifs en raison du petit nombre d’échantillons prélevés. Le bilan sédimentaire obtenu par comparaison entre le site stable d’une part, et les sites d’accumulation et les secteurs érodés d’autre part, a permis d’estimer la part de certains processus érosifs dans cette dynamique pendant ces quarante dernières années. Cette méthode de diagnostic global permet de comprendre la tendance générale de la dégradation des terres, ainsi que les différents processus morphogéniques mis en jeu dans les pays méditerranéens, marqués par des contextes climatique, topographique et lithologique très variables.

62Globalement, l’activité du Césium 137 est très faible, comparée aux études similaires réalisées en pays méditerranéens. Les différents chercheurs ont insisté sur le rôle primordial du couvert végétal dans la réduction du taux des pertes en terre. Les matorrals procurent une protection importante au sol (Ben Mansour, 2012 ; Azaiez, 2020). De ce fait, le taux d’érosion reste inférieur à 6 t/ha/an dans les matorrals et dans les forêts denses, mais il dépasse 40 t/ha/an dans les terrains cultivés et les terres nues.

63Dans le domaine subhumide du Rif occidental, 64 % des sédiments arrachés et déposés proviennent de l’érosion concentrée et de la dynamique des berges des cours d’eau, et seulement 36 % de ces sédiments sont accordés à l’érosion diffuse et aux griffures, bien que les parcelles cultivées constituent des zones préférentielles pour le départ des particules du sol (Ben Mansour, 2012). Dans le domaine semi-aride, en Tunisie (El Mssine), les sédiments arrachés proviennent à 75 % de l’érosion en nappe, des griffures et des rigoles, alors que le sapement et la suffosion sont responsables de la mobilisation de 25 % seulement des sédiments déposés, d’où l’on voit l’importance du décapage comme premier processus producteur de la matière.

Limites de l’approche et recommandations pour une gestion efficiente des terres

64La technique du Césium 137 est très pratique et précise, mais elle n’est pas sans reproches. Elle prend en considération l’année 1963 comme année de base, ce qui néglige forcément les apports additionnels en Césium 137 au cours de l’année 1986. Le coût très élevé des analyses rend l’homogénéisation des différents secteurs difficile, dans la mesure où l’échantillonnage sélectif ne représente que partiellement la situation réelle de la dynamique érosive dans chaque compartiment.

65Un autre inconvénient de la méthode isotopique, c’est qu’elle ne tient pas compte de la morphométrie du bassin versant et de la compétence des cours d’eau. Elle est uniquement capable de quantifier les pertes liées à l’érosion diffuse, bien que les autres processus semblent capables de mobiliser des quantités impressionnantes en sédiments, notamment lors des crues exceptionnelles.

66Néanmoins, en dépit des limites de la méthode isotopique, les avantages en termes de lutte anti-érosive sont encourageants. La présente étude pourra donner des éclaircissements supplémentaires pour une meilleure compréhension du problème de l’érosion hydrique, notamment dans les secteurs caractérisés par un potentiel érosif assez important, surtout devant les hésitations de la société paysanne et le risque de perdre un ancien savoir-faire dans le contexte des changements climatiques (Hamza, 1988 ; Nasri, 2002 ; Azaiez, 2016 et 2020).

67L’entretien des banquettes et des cordons en pierres sèches et l’application des façons culturales adéquates donnent aussi la possibilité de contrarier le développement des rigoles et empêchent les glissements locaux qui se déclenchent fréquemment sur les versants sud du bassin versant de l’oued El Mssine.

Conclusion

68Au terme de ce travail, le bassin versant El Mssine forme le siège d’une forte dynamique érosive d’ordre physique et humaine. La carte des pertes en terre fait apparaitre la libération d’un potentiel érosif fort et accéléré, notamment dans les secteurs sud-est où les pertes excèdent 45 t/ha/an, soit, selon le ministère de l’Agriculture, une valeur seuil pour délimiter les zones d’intervention prioritaire (Nasri, 1995). La dynamique érosive est commandée, en grande partie, par les processus de l’érosion diffuse sur les versants à pente modérée. Au contraire, sur les versants pentus et à prédominance des affleurements limono-sableux et limono-argileux, le ravinement est préparé par les trous et les tunnels de la suffosion.

69Ce processus traumatise les formations superficielles et déstabilise les versants. En matière de lutte anti-érosive, il faut commencer par des traitements sur les impluviums à texture limono-argileuse et limono-sableuse. L’évaluation des effets des techniques douces de versant (banquettes, cordons en pierres sèches et rideaux de figuier de Barbarie) confirme l’apparition des signes d’une pédogenèse, amorcée dans l’espace inter-banquettes, soulignant l’efficacité des banquettes et des cordons en pierres sèches faisant partie d’un ancien savoir-faire de la société paysanne de ce bassin versant et ses environs.