CHAPITRE PREMIER

EROSION ET ENVASEMENT

DES BARRAGES DANS LES PAYS DU MAGHREB

1.1 Généralités

L'accroissement de l'exploitation des ressources en eaux au Maroc, en Algérie et en Tunisie, en vue de satisfaire les divers besoins en eau potable, agricole et industrielle, incite à un besoin de connaissances aussi bien, du point de vue théorique que pratique, dans les domaines de l'érosion, du transport des sédiments dans les rivières et de l'envasement des retenues de barrages.

L'érosion hydrique est le facteur primordial à prendre en considération par les décideurs dans le domaine environnemental. Cet intérêt réside dans le fait que les impacts de ce phénomène aléatoire et récurrentielle peuvent se présenter dans plusieurs domaines, développés en détail par la suite. L'érosion naturelle et anthropique (induite par les activités humaines) développent l'ablation de matériaux solides de bassins versants, générant ainsi le transport solide dans les fleuves, et entraînant des dépôts de sédiments dans les lacs et les barrages.

Les taux d'érosion dans le Maghreb sont parmi les plus élevés à l'échelle mondiale : ceci est dû au fait que toutes les conditions sont réunies pour le développement de ce phénomène. On cite, en particulier :

- les irrégularités et l'agressivité climatiques élevées ;

- la nature géologique constitutive du substratum des bassins versants ; (formations marneuses et calcairo-marneuses peu résistantes et sensibles à l'érosion) ;

- la nature du réseau de drainage (relief, pente, densité, forme) ;

- la torrentialité des écoulements dans le réseau hydrographique ;

- la faible densité du couvert végétal ;

- la surexploitation des terres et les pratiques agricoles adoptées ;

- la déforestation, le défrichement et le surpâturage.

Les conséquences induites par le phénomène de l'érosion sont diversifiées et portent sur les aspects vitaux du développement économique. Ce sont, en particulier :

* l'appauvrissement des terres agricoles et de leur productivité ;

* le rehaussement des lits de cours d'eau et l'augmentation des risques d'inondation ;

* la menace pour les voies de communications ;

* l'envasement des retenues de barrages ainsi que de leurs ouvrages annexes (évacuateurs des crues, galerie de vidange de fond, canaux d'irrigation et de production hydroélectrique) ;

* l'eutrophisation des eaux de lacs et de retenues de barrages ;

* l'ensablement des infrastructures portuaires.

Nous remarquons, à la lumière de ces conséquences néfastes, que le phénomène de l'érosion revêt un intérêt particulier pour le développement économique des pays nord africains.

A l'échelle internationale, les relations complexes entre l'érosion des bassins versants amont, le transport solide dans les fleuves par suspension, charriage et saltation, ne sont pas encore clairement établies.

1.2 Types d'érosions observées dans les pays du Maghreb

•  Erosion en nappe : elle se caractérise par un décapage superficiel du sol, sous l'effet de l'énergie de battance de la pluie et du ruissellement diffus.

•  Erosion par ravinement : les griffes d'érosion apparaissent dès que les filets d'eau réussissent à se concentrer et à inciser le sol ; on distingue :

- les ravines individualisées : ce sont d'anciens rills qui se sont approfondis.

- les ravines hiérarchisées comportant de nombreuses ramifications.

- les bad-lands : ce sont les "mauvaises terres", caractérisées par des entailles trop ramifiées et une destruction complète de la surface topographique ancienne.

•  Erosion par mouvement de masse

- les mouvements généralisés des versants : la solifluxion humide, par le biais de la percolation des eaux, diminue la cohésion des formations superficielles meubles. C'est le cas en particulier du Rif marocain et de toutes les régions situées au Nord de l'Algérie et de la Tunisie.

- les mouvements brutaux locaux, dus aux fortes pentes (exemple : mouvements de glissement généralisé, et coulées boueuses).

•  Erosion par reprise des matériaux

- les sapements des berges de terrasses

- les sapements de pieds de versants

1.3  Mesures de traitements anti-érosifs

1.3.1 Mesures de lutte contre l'érosion à appliquer dans le réseau hydrographique

- Correction des ravines: petits seuils de sédimentation et traitements biologiques d'accompagnement, par reboisement.

- Mesures de conservation des sols à appliquer à des terres fruitières ou à la production fourragère :

- aménagements de terrasses traditionnelles affectées aux cultures annuelles irriguées ;

- banquettes pour les terres de cultures annuelles ;

- murettes en pierres sèches ;

- bandes fourragères pérennes.

Mesures de conservation des sols à appliquer à des terres affectées partiellement ou totalement à des cultures fruitières :

- éléments de banquettes ;

- bandes fourragères pérennes ;

- murettes et cordons de pierres.

Mesures de conservation des sols à appliquer à des terres affectées partiellement ou totalement à la production fourragère :

- aménagement pastoral ;

- prairies artificielles ;

- introduction de la culture fourragère dans l'assolement.

1.3.2 Exemples de mesures de protection par reboisement

Ce sont les traitements biologiques de manipulation de la végétation à moyen et long termes.

L'inconvénient majeur de ces traitements anti-érosifs réside dans le fait que leur pleine efficacité ne peut être immédiate et peut porter sur plusieurs années.

Ci-après sont représentés quelques schémas directeurs d'aménagements des bassins versants pour la défense et la restauration des sols au Maroc.

- Bassin versant du Loukkos  (1976) 180 000 ha. ;

- Bassin versant du Nekor  (1977) 78 000 ha ;

- Bassin versant de Tleta  (1978) 18 000 ha ;

- Bassin versant de Tessaout  (1977) 154 000 ha ;

- Bassin versant du N'Fis (1981) 170 000 ha ;

- Bassin versant de l'Inaouène 150 000 ha.

Les tableaux 1.1 et 1.2 et les photos 1.1 et 1.2 indiquent les interventions anti-érosives dans le bassin versant du Nekor (ce bassin a été choisi pour le fait qu’on y trouve les dégradations spécifiques les plus élevées dans le monde).

1.4 Formules prévisionnelles pour la détermination de l'érosion spécifique dans les pays du Maghreb

Le tableau 1.3 donne les modèles prévisionnels, des érosions spécifiques moyennes annuelles D en fonction des surfaces des bassins versants S et de la lame d'eau écoulée moyenne annuelle L, pour deux ensembles de formations différenciées à peu résistantes et résistantes à l’érosion. Ces modèles ont été établis à partir de l'envasement systématique de 75 retenues de barrages dans le Maghreb du Nord et en considération des caractéristiques physiques et d'écoulement observées à ce jour.

Les figures 1.1, 1.2 et 1.3 donnent la relation entre la dégradation et la surface du bassin versant pour différents types de formation.

1.5 Erosion hydraulique en Algérie

En Algérie septentrionale, les conditions physiques des sols,  ainsi que celles géomorphologiques, hydroclimatiques, et socio-économiques, sont toutes favorables à l'accélération du processus de l'érosion. Les écarts climatiques inter-annuels et inter-saisons, la fréquence des précipitations maximales instantanées (par exemple 228 précipitations de 30 mm ont été enregistrées en 24 heures à la station météorologique de Kerrata, située dans le bassin versant d’Agrioum) ainsi que l'existence d'autres facteurs précisés antérieurement accélérant l'érosion, font que 85 % de la surface totale des terres cultivables est soumise à une dégradation élevée intéressant 6 millions d'hectares. Le tableau 1.6 fournit le taux d'envasement annuel des principaux barrages algériens. On observe ainsi une sédimentation élevée dans les réservoirs suivants :

* Barrage Ighil Emda, envasement moyen annuel E = 3,4 x 106m3/an

* Barrage Fodda  E = 2,6 x 106m3/an

* Barrage Hamiz  E = 0,33 x 106m3/an

* Barrage Foum El Gharza E = 0,7 x 106m3/an

* Barrage Ksob E = 0,27 x 106m3/an

Source : SAIDI A., 1991

A partir de ces valeurs d'atterrissements de sédiments dans les retenues, les érosions spécifiques correspondantes ont été quantifiées : 7200 t/km2/an (Ighil Emda), 2900 t/km2/an (Oued Fodda), 2300 t/km2/an (Oued Hamiz), 900 t/km2/an (Foum El Gharza).

1.6 Erosion hydraulique et envasement des barrages en Tunisie

En Tunisie, les phénomènes de l'érosion affectent 62 % des terres plus ou moins fertiles (Centre-Nord)

- Le Nord-Ouest est la région la plus érodée de la Tunisie (78 %), tandis que le Nord-Est est la région la moins soumise à l'érosion (avec 44 % de l’érosion globale).

- les zones affectées par l'érosion sont situées au Nord (comme au Maroc et en Algérie) avec 13 % à l'Ouest et 6 % à l'Est, alors que dans le Sud l'érosion est plus faible (4,5 % à l’Ouest et 1 % à l'Est) : ces pourcentages représentent le total des sols dégradés par rapport à l’érosion totale nationale.

1.7 Méthodes utilisées dans le Maghreb pour réduire l'envasement des barrages

En vue de réduire la quantité de sédiments censés se déposer dans les retenues de barrages, plusieurs méthodes résumées dans le tableau 1.4 ont été appliquées dans les pays maghrébins.

 1.8 Envasement moyen annuel des retenues de barrages dans les pays du Maghreb

L'alluvionnement moyen annuel des retenues de tous les barrages au Maroc, en Tunisie et en Algérie (tableaux 1.5, 1.6 et 1.7), déterminé par les diverses méthodes précitées, est comme suit :

- l'envasement moyen annuel de tous les réservoirs au Maroc, s'élève à 60 millions de mètres cubes (Mm3) par an (LAHLOU A., 1996) ;

- celui de la Tunisie est de 33 Mm3/an  (LAHLOU A., 1996) ;

- et l'atterrissement moyen annuel des retenues des barrages est de 40 Mm3/an pour l'Algérie (SAIDI A., 1991).

Ainsi, par an, la capacité utile en eau des retenues des 3 pays est réduite de 133 Mm3/an. L'équivalent de la capacité d'un grand barrage est perdue annuellement par sédimentation dans le Maghreb. Depuis leur mise en service, l'envasement total de tous les barrages algériens est estimée à 460 Mm3 (11 % de la capacité totale initiale), l'alluvionnement de tous les barrages marocains depuis leur exploitation s'élève à 800 Mm3 (soit 8 % de la capacité totale initiale). L'atterrissement total de sédiments dans tous les réservoirs tunisiens, depuis leur création ,est de 270 Mm3 (soit 13 % de la capacité totale initiale).

L’interprétation scientifique de ces travaux est que l’envasement dans les pays du Maghreb est trop élevé, en comparaison avec ce qui est observé à l’échelle internationale. Certes, les érosions spécifiques dans ces pays sont parmi les plus élevées dans le monde. Par ailleurs, le tableau 1.8 fournit la projection de l’évolution des impacts socio-économiques et environnementaux de l’envasement des retenues des barrages dans les pays du Maghreb jusqu’à l’horizon 2030. 

Les taux d'envasement ont été estimés en utilisant des travaux bathymétriques (et d'autres méthodes en parallèle et précités) entrepris en 1975 et en 1991-92 par la Direction des Ressources en Eau (voir Référence N° 24). En 1975, les travaux pour la détermination de la sédimentation ont été réalisés pour les barrages suivants : Nebhana, Bezik, Chiba, Masri, Lakhmess, Mellegue ; en 1991-92 les réservoirs suivants ont été analysés par bathymétrie : Sidi Salem, Masri, Lakhmess, Sidi Saad, Bir M'cherga. L'envasement moyen annuel des retenues des grands barrages en Tunisie s'élève à 28 millions de mètres cubes par an.