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Suffosion et érosion hydrique en milieux semi-arides, le cas des Hautes Steppes tunisiennes (Tunisie centrale)

Amor Bkhairi
p. 1-22

Résumés

L'érosion hydrique est très active dans la région des Hautes Steppes tunisiennes, particulièrement dans les plaines alluviales où elle est très largement commandée par la suffosion. Cette dynamique érosive représente une menace sérieuse pour les terres agricoles. Les phénomènes érosifs liés à la suffosion provoquent des ravinements, des sapements de berge et l'élargissement de la section des oueds. Une cartographie morphodynamique détaillée, appuyée sur une prospection fine du terrain, l'exploitation de données spatiales multi-dates et l'étude de quelques cas, montre du reste la forte sensibilité de la région à l'érosion hydrique liée à la suffosion. Les formes de ravinement et le rythme des incisions linéaires mis en lumière par une étude diachronique de photographies aériennes orthorectifiées, pose le problème des facteurs de cette évolution accélérée : agressivité des pluies, érodibilité des sols et des formations à l'affleurement, inclinaison des pentes, modestie du couvert végétal et action anthropique inadaptée.

Hydric erosion is very active in the Upper Steppes area of Tunisia chiefly on the alluvial floodplains where it is largely controlled by suffusion. This erosive dynamic represents a threat for the agricultural lands. The erosive phenomena related to suffusion, causes gullying, banks undermining and enlargement of the section of wadis. A morphodynamic mapping based on field-observations, the exploitation of aerial photos multi-date data, and the study of some examples put moreover in evidence the sensibility of the area to erosion phenomena in relation with suffusion. The forms of gullying and a comparative study of orthorectified air photographs pose the problem of the factors of this accelerated evolution: rainfall aggressivity, soil erodibility, inclination of the slopes, weakness of the vegetal cover and inappropriate human activities.

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Texte intégral

I - Introduction

1Les terres agricoles en milieux semi-arides de l'Afrique du Nord souffrent aujourd'hui d'une crise environnementale, dont l'érosion hydrique constitue la manifestation la plus spectaculaire (H. ATTIA, 1977 ; A. HAMZA, 1988 ;H. AMIRÈCHE, 1994 ; A. LAOUINA, 1995 ; L. KOURI et al., 1997 ; A. TRIBAK, 1997 ; H. EL ABBASSI, 1999 ; A. SADIKI et al. 2004 ; A. BOUCHETATA et T. BOUCHETATA, 2006 ; É. GAUCHE, 2006 ; A. BANNARI et al. 2007).

2En Tunisie centrale, les terres agricoles et sylvo-pastorales ont connu des mutations profondes, au moins depuis le début du XXème siècle, à travers une surexploitation des ressources naturelles qui a abouti à une crise érosive très sévère qui s'est traduite par une multiplication des formes d'érosion hydrique et éolienne (H. ATTIA, 1977 ; H. BANNOUR et al., 1980 ; A. BOUJARRA, 1986 ; A. HAMZA, 1988 ; N. FEHRI, 2003).

3Dans cette région de la Tunisie, le ravinement a pris une place particulière dans les études géomorphologiques, avec pour perspective des travaux antiérosifs.

4Dans les matériaux tendres, le ravinement commandé par la suffosion a été signalé, non seulement en Afrique du Nord, mais dans tous les pays de la Méditerranée (M.P. LAFFAN et E.J.B. CULTER, 1977).

5La suffosion a été bien étudiée aux alentours des dépressions fermées du Sahel tunisien, dans les formations éoliennes argilo-gypseuses (A. BOUJELBEN, 2003 ; H. BEN JEMAA, 2008).

6Dans les plaines alluviales des Hautes Steppes tunisiennes, où se sont déposées des alluvions fines, le ravinement est également fréquent dans les bassins versants des oueds Hatab, Hathob, Sbiba et Sbeïtla (J. DE PLOEY, 1973 ; H. BANNOUR et H. BOUALLAGUI, 1979 ; H. BANNOUR et al. 1980 ; A. BOUJARRA, 1986 ; A. HAMZA, 1988 ; A. BKHAIRI, 2005, 2008 ; K. ZERAI, 2006 ; L. AMAMI, 2011). Les auteurs ont souligné le rôle de la suffosion dans le développement du ravinement. Dans un travail consacré au bassin de Kasserine, J. DE PLOEY (1973) a été le premier à mentionner l'importance du "piping" dans la multiplication de formes variées dues au ravinement sur les berges de l'Oued Hatab. Cependant aucune étude détaillée n'a encore été conduite. Dans cette perspective, nous utiliserons une approche diachronique et multicritère. Appliquée à huit secteurs qui nous ont paru intéressants, cette approche s'appuie sur des analyses sédimentologiques, une cartographie morphodynamique et l'exploitation de données spatiales et statistiques. Elle vise l'analyse de la complexité des formes et des processus de la suffosion sur les berges des oueds et dans les plaines, le suivi de l'évolution du ravinement dans des terrains aux caractères contrastés, l'évaluation de l'ampleur du phénomène dans le système morphogénique actuel et la mise en évidence des facteurs déterminants.

II - Cadre géographique

7Couvrant toute la partie occidentale de l'Atlas central tunisien à grabens, le secteur choisi pour cette étude couvre presque toutes les Hautes Steppes tunisiennes. Cette zone de la Tunisie du Centre-Ouest s'étend sur une superficie de près de 4000 km2 où s'individualisent trois sous-bassins appartenant au bassin versant de l'Oued Zeroud, ceux des oueds Hatab, Sbeïtla et Hathob (Fig. 1). Ces trois unités hydrographiques recoupent obliquement les alignements montagneux de l'Atlas central tunisien de direction générale SO-NE (Fig. 1). Le cadre orographique est marqué par une topographie fortement contrastée dominée par les plus hauts sommets de la Tunisie, les altitudes dépassant 1300 m aux djebels Semmama, Mghila et Selloum, et 1400 m aux djebels Chaâmbi et Biréno. Ces reliefs montagneux sont séparés par des plateaux et des plaines d'effondrement dont les altitudes décroissent progressivement du nord-ouest au sud-est (Fig. 1).

Figure 1 - Localisation de la zone étudiée et cadre orographique régional.

Figure 1 - Localisation de la zone étudiée et cadre orographique régional.

8L'ossature des principaux reliefs est essentiellement constituée par des terrains crétacés, à dominante calcaire, dolomitique, ou marneuse, et localement par des affleurements triasiques d'argiles et de gypses bariolés. Sur les plateaux affleurent essentiellement des sables, argiles et grès mio-pliocènes, ainsi que des roches carbonatées du Quaternaire ancien et moyen (A. HENTATI, 1977 ; H. BANNOUR et H. BOUALLAGUI, 1979 ; A. HAMZA, 1988 ; A. BKHAIRI, 2005, 2009). Les plaines de Foussana, Sahraoui, Kasserine et Rohia- Sbiba correspondent à des fossés d'effondrement liés à une évolution structurale complexe et une activité tectonique active jusqu'à nos jours (A. EL GHALI, 1993 ; L. CHIHI, 1995). Seules les plaines de Sbeïtla et de Mz'ara se trouvent en dehors de ces fossés d'effondrement.

III - Matériel et méthodes

9La méthodologie s'articule autour d'une approche intégrée regroupant des observations de terrain et une cartographie morphodynamique de l'érosion hydrique. Elle s'appuie en outre sur des analyses multi-dates et multi-sources à partir des photographies aériennes et d'une image satellitaire géo-référencées et en partie ortho-rectifiées des principales formes actives de l'érosion hydrique, et par l'analyse des caractères sédimentologiques et minéralogiques des formations quaternaires favorables à la suffosion.

1 ) Observations et suivis de terrain

10Pour cartographier les formes et les processus de l'érosion hydrique liés directement à la suffosion et afin d'évaluer la vitesse d'évolution du ravinement et de comprendre sa dynamique, nous avons effectué des observations systématiques sur le terrain d'étude entre 2005 et 2010. Par la suite, nous avons sélectionné huit zones parmi les plus touchées par la suffosion (Fig. 1). Parmi les zones sélectionnées, les bassins de Kasserine, de Foussana et de Sahraoui ont fait l'objet d'opérations spécifiques : cartographie morphodynamique détaillée des formes en relation avec l'érosion hydrique dans la plaine de Sahraoui, échantillonnage des sédiments à l'affleurement pour des analyses sédimentologiques et minéralogiques dans les plaines de Bled Haria et de Bhiret Foussana-Boulaaba, et mesures répétitives des formes de suffosion (2005-2008) à Bled Haria (bassin de Kasserine). Ces mesures ont permis d'évaluer l'ampleur de l'érosion hydrique et d'avoir des données quantitatives sur la vitesse de progression du ravinement.

2 ) Analyses sédimentologiques

11Les analyses granulométriques et minéralogiques visent à déterminer l'influence des caractères des formations sédimentaires sur le développement de l'érosion hydrique : ravinement, incision linéaire, sapement des berges, et surtout phénomènes spécifiques à la suffosion (soutirage, dissolution chimique, dessiccation). Deux profils, présentant chacun des variations sensibles de texture, ont fait l'objet de ces analyses, dans les bassins de Kasserine et Foussana (voir Fig. 2 et 8).

12Les analyses granulométriques ont été menées au laboratoire des sols du Commissariat Régional au Développement Agricole (CRDA) de Kasserine. Après destruction à l'eau oxygénée de la matière organique sur une prise de 20 g d'échantillon brut, un tamisage par voie humide (pendant 4 heures, avec 4 tamis à mailles de 2 à 0,063 mm) permet de séparer les gravillons (> 2 mm – en fait, pratiquement toujours absents), les sables (2-0,063 mm) et les fractions les plus fines (limons et argile). Les teneurs en gravillons et en sables sont déterminées après séchage et pesée du refus des différents tamis. Celles en limons (63-2 µm) et en argile (< 2 µm) sont obtenues en traitant des prises de 5 g de la fraction inférieure à 63 µm à l'aide d'un analyseur de sédimentation par rayons X SEDIGRAPH, les prises étant préalablement dispersées à froid dans 80 ml d'une solution de pyrophosphate tétrasodique. Chaque échantillon a subi deux à quatre analyses au SEDIGRAPH, afin de s'assurer de la bonne représentativité des résultats.

13Les mêmes échantillons ont fait l'objet d'une analyse minéralogique par diffraction aux rayons X dans le laboratoire de Géochimie Analytique de l'Office National des Mines de Tunis, pour la détermination des minéraux non argileux, en particulier le gypse, très déterminant dans les phénomènes de soutirage et de dissolution.

3 ) Étude diachronique, SIG, télédétection et cartographie morphodynamique détaillée

14La troisième méthode propose une analyse diachronique et quantitative des dynamiques érosives liées à la suffosion sur une période de plus de 50 ans. Elle fait également appel à l'analyse de l'occupation du sol et à l'élaboration d'une carte morphodynamique.

15L'analyse diachronique consiste à intégrer des données multi-sources dans un SIG exigeant un système de projection cartographique et une correction des distorsions géométriques des photos aériennes. Le but est de s'assurer de la superposition de différentes données cartographiques. Ces opérations sont d'une grande importance dans cette recherche qui se base sur l'exploitation de deux missions de prises de vue aériennes : missions de 1948 au 1/10000 et de 2000 au 1/20000. Le cas étudié correspond au micro-bassin de Charket Sidi Mbarek Kouchrid, d'une superficie de 1,71 km2, qui se situe sur la rive droite de l'Oued Hatab, entre Aïn Saboun et Boulaaba (voir Fig. 9).

16Par ailleurs, une carte morphodynamique détaillée de l'érosion hydrique a été réalisée pour les environs de Khanguet Selougui, localité située dans la partie orientale de la plaine de Sahraoui. Dans ce secteur, le barrage Selougui est sérieusement menacé par l'envasement suite à l'aggravation de l'érosion hydrique (voir Fig. 9). La cartographie morphodynamique s'est appuyée sur la prospection systématique des formes d'érosion sur le terrain et sur la photo-interprétation des vues aériennes de la mission 2000.

17La télédétection et le SIG, deux outils pertinents d'analyse spatiale et de suivi des dynamiques morpho-paysagères (S. FELFOUL et al., 2000 ; A. BANNARI et al. 2007), ont été utilisés pour la cartographie de l'occupation du sol dans le bassin de Kasserine à travers une classification supervisée d'une image Spot prise en avril 2000 (voir Fig. 7).

IV - Diversité des formes et des processus de l'érosion hydrique liés à la suffosion

1 ) Suffosion et dynamiques des berges

18Le long des oueds drainant les Hautes Steppes tunisiennes, la dynamique érosive a été largement interprétée comme étant le fait des crues exceptionnelles et brèves en rapport avec des pluies torrentielles qui surviennent généralement après la saison sèche. Ces crues ont pour conséquences le sapement des berges, qui peuvent s'effondrer par pans, et la modification de la largeur et du profil en long des lits (A. BOUJARRA, 1986 ; A. HAMZA, 1988 ; A. BKHAIRI, 2005 ; K. ZERAI, 2006). Nos observations, conduites entre 2005 et 2010, révèlent que la dynamique des berges des oueds drainant les Hautes Steppes tunisiennes est en interaction complexe avec la suffosion (Photos 1).

Photos 1 - Types de berges et trous de suffosion associés.

Photos 1 - Types de berges et trous de suffosion associés.

A : Trous de suffosion alignés sur une berge estompée de l'Oued Hathob (plaine de Jeddliène- Sbiba). B : Trou de suffosion associé à des cicatrices d'un pan d'effondrement de la berge gauche de l'Oued Hatab (Bled Gredok). C : Trous de suffosion servant d'exutoires au-dessus d'une formation imperméable, sur la berge en rive gauche de l'Oued Hatab (Bled Haria).

19Sur les berges estompées des oueds Hatab et Hathob, la suffosion a créé des trous d'un diamètre généralement compris entre 30 et 50 cm, alignés du haut vers le bas de la berge (Photo 1-A). Ces trous de surface sont reliés en profondeur par un tunnel. La genèse des tunnels est liée à l'exportation de matière par les écoulements hypodermiques qui rejoignent les talwegs actuels. Cette suffosion s'exerce à l'interface entre des formations argilo-limono-gypseuses et des argiles imperméables sous-jacentes. Au contraire, sur les berges abruptes, les formes liées à la suffosion sont variées et il est possible de distinguer deux dynamiques majeures. La première correspond à la multiplication des conduits verticaux ou sub-verticaux. D'un diamètre dépassant le plus souvent 50 cm, ils assurent un drainage per descensum, parfois sur plusieurs mètres de hauteur. Cette dynamique est assez répandue sur les berges des oueds Hatab et Hathob, dans les plaines d'Oum Lahowad, Bhiret Foussana-Boulaaba, Bled Haria, Bled Gredok et Jeddliène-Sbiba. Elle constitue aujourd'hui une menace sérieuse pour la population riveraine et ses activités agricoles à Bled Haria et à Bled Gredok où les berges sont souvent hautes et escarpées et s'érodent d'autant plus facilement qu'elles sont dégagées dans des matériaux fins non consolidés. Les exutoires sont souvent associés à des tunnels souterrains et prennent des formes ovales et cylindriques, avec un diamètre plus faible que celui des trous de surface (Photo 1­C).

20Dans des situations particulières où les dynamiques érosives affectent des berges abruptes (comme c'est le cas en rive droite de l'Oued Hatab, dans la plaine de Haria), les tunnels verticaux et sub-verticaux sont reliés à des exutoires dont certains sont ouverts dans les couches sommitales et moyennes. Ces exutoires présentent des dimensions inférieures à celles des exutoires situés plus bas (Fig. 2). Cette dynamique s'explique par la hauteur de la berge, supérieure à 6 m, et par les caractères texturaux et minéralogiques des matériaux qui se superposent sur le profil. On notera que la couche basale se distingue par des teneurs très faibles en gypse, et non par sa richesse en argile et en limons (Fig. 2).

Figure 2 - Les dynamiques érosives liées à la suffosion de la berge droite de l'Oued Hatab à Bled Haria et les conditions litho-stratigraphiques déterminantes.

Figure 2 - Les dynamiques érosives liées à la suffosion de la berge droite de l'Oued Hatab à Bled Haria et les conditions litho-stratigraphiques déterminantes.

Les analyses calcimétriques, granulométriques et minéralogiques portent sur la terre fine. Pour les minéraux non argileux, les teneurs sont exprimées en % de la somme de ces minéraux.

21Un troisième type de dynamique s'exprime dans des secteurs localisés, sur certaines rives concaves de l'Oued Hatab, dans les plaines de Sahraoui, d'Oum Lahowad et de Bled Gredok. Il résulte de l'interaction entre suffosion, mouvements de masse et écoulement concentré. Cette dynamique caractérise les berges hautes et abruptes avec une forte épaisseur de matériaux au-dessus de la couche imperméable. De ce fait, se produisent des mouvements de masse qui ouvrent des fentes parallèles au cours d'eau, fentes par lesquelles s'infiltrent les eaux précipitées sur la rive. Ces cicatrices dégagées en surface évoluent en trous atteignant parfois un mètre de diamètre (Photo 1-B). Cette dynamique érosive complexe témoigne de l'interaction de plusieurs agents morphogéniques et exprime la notion de relais signalée dans plusieurs travaux de part et d'autre de la Méditerranée (A. MARRE, 1998 ; H. EL ABBASSI, 1999).

22D'autres formes d'érosion marquent les berges raides et abruptes. Elles constituent des modelés denticulés où les tunnels verticaux créés par l'écoulement hypodermique se transforment en ravines parallèles qui séparent des pans d'alluvions (Photo 2-A). Les modelés denticulés relèvent d'un stade ultime de l'érosion des berges par suffosion. De telles formes sont omniprésentes sur les berges de l'Oued Hatab à Bled Haria en amont du bassin de Kasserine. Dans les situations où les trous de suffosion sont éloignés les uns des autres, leur évolution aboutit à de grandes excavations d'un diamètre de un à deux mètres et d'une hauteur pouvant atteindre plusieurs mètres, comme sur la berge gauche de l'Oued Hatab à Oum Lahowad et sur la berge droite de l'Oued Hatab à Bled Mz'ara (Photos 2-A et 2-B).

Photos 2 - Les deux formes majeures d'érosion hydrique issues de la suffosion.

Photos 2 - Les deux formes majeures d'érosion hydrique issues de la suffosion.

A : Berge denticulée de l'Oued Hatab à Bled Haria. B: Excavations en "Marmites" résultantes de la suffosion (berge gauche de l'Oued Hatab à Bled Oum Lahowad).

2 ) Rôle de la suffosion dans le ravinement des formations superficielles et des sols

23Dans les plaines alluviales de Sahraoui, Foussana, Kasserine, Gredok, Mz'ara, Sbeïtla, Aitha et Jeddliène-Sbiba, la spécificité de la dynamique érosive dominée par le ravinement provient de l'influence remarquable de la suffosion. Deux dynamiques érosives différentes affectent les formations alluviales d'argiles sablo-limono-gypseuses riches en sels, d'âges pléistocène supérieur et holocène (H. BANNOUR et H. BOUALLAGUI, 1979 ; J. MEDUS et H. LAVAL, 1997 ; A. BKHAIRI, 2005, 2008).

24La première dynamique se traduit par l'apparition d'une série de trous de suffosion qui ont presque tous les mêmes dimensions et qui sont alignés selon une direction imposée par une légère dénivellation (Photo 3-A). Ce dispositif met en jeu un seul conduit souterrain assurant la circulation des eaux infiltrées au niveau des trous. Le tunnel est développé au-dessus d'une couche de matériaux imperméables.

Photos 3 - Les formes majeures d'érosion de surface liées à la suffosion dans les plaines.

Photos 3 - Les formes majeures d'érosion de surface liées à la suffosion dans les plaines.

A : Trous de suffosion alignés à Bled Haria (bassin de Kasserine). B : Multiplication des ravines par suffosion dans la plaine de Aitha (piémont oriental du Djebel Mghila). C : Champ de trous de suffosion à Bhiret Foussana- Boulaaba (plaine de Foussana).

25Dans les plaines alluviales de Kasserine, Foussana et Jeddliène-Sbiba, la partie sommitale des formations superficielles et les sols sont plus riches en chlorures que les matériaux sous-jacents (K. BELKHOUJA et al., 1973 ; A. BKHAIRI, 2005, 2009), ce qui favorise la suffosion. Dans certains cas, la grande densité des trous de suffosion, très proches les uns des autres (Photos 3-B et 3-C), témoigne d'un réseau anastomosé de conduits et de tunnels créés par soutirage d'une masse importante de sédiments. L'évolution de ce réseau de drainage, dont la profondeur peut être pluri-métrique, aboutit à un ravinement généralisé (Photos 4-A et 4-B). Les secteurs affectés atteignent parfois plusieurs centaines de mètres carrés et peuvent se transformer en champs de bad-lands (Photo 4-C).

Photos 4 - Autres exemples d'érosion de surface liée à la suffosion dans les plaines.

Photos 4 - Autres exemples d'érosion de surface liée à la suffosion dans les plaines.

A : Trou de suffosion métrique favorisant le recul d'une tête de ravine à Bhiret Foussana-Boulaaba. B : Ravine active par suffosion à Bled Aitha. C : Ravinement généralisé ou "Chebkas" dans la plaine de Jeddiliène-Sbiba.

26Dans la région de Khanguet Selougui (aval de la plaine de Sahraoui), la suffosion et le ravinement qu'elle a initié ont abouti à la dénudation des terres agricoles et à des formes d'érosion remarquables en bordure de l'Oued Hatab et son affluent l'Oued Rmila. Dans ce secteur, l'évolution des ravines (élargissement et recul de tête) a été jusqu'à modeler un paysage de bad-lands (Fig. 3, Photo 5). Cette dynamique érosive a provoqué, sur une période de 11 ans, un dépôt de sédiments vaseux de plus de 80 cm d'épaisseur dans la retenue du barrage de Khanguet Selougui, d'une superficie de 1,8 ha (Fig. 3). Ce secteur connaît une crise environnementale majeure.

Figure 3 - Dynamiques érosives et envasement du barrage de Khanguet Selougui

27(aval de la plaine de Sahraoui).

Photo 5 - Ravins actifs et bad-lands dans la région de Khanguet Selougui.

Photo 5 - Ravins actifs et bad-lands dans la région de Khanguet Selougui.

28Dans le bassin de Kasserine et plus précisément à Bled Haria où plusieurs systèmes ravinants sont assez développés, nous avons suivi pendant trois ans la transformation d'une fente de dessiccation en ravine sous l'effet de la suffosion, puis son évolution en un ravinement généralisé stérilisant aujourd'hui les sols. D'août 2005 à mai 2008, l'évolution s'est opérée en quatre étapes (Fig. 4) :

  • Dans un premier temps, des fentes de dessiccation s'ouvrent dans les formations superficielles argilo-limono-sableuses riches en sels sous l'effet de la sécheresse d'été.

  • Puis ces fentes s'élargissent et s'approfondissent sous l'effet d'un écoulement permettant le soutirage des dépôts fins et donc la formation de tunnels au-dessus du premier plan de stratification marquant la présence d'une couche relativement imperméable. Ce tunnel rejoint, vers l'aval, une ravine, elle-même connectée au réseau hydrographique.

  • Dans une troisième phase, après les pluies torrentielles tombées au cours des orages de septembre 2007, les couches superficielles s'effondrent, ce qui détermine la formation d'une ravine d'une dizaine de mètres de longueur et de 30 à 40 cm de profondeur.

  • Enfin, de nouveaux trous apparaissent de part et d'autre du ravin principal et évoluent en rigoles et en ravines. Ces dernières s'organisent selon des directions perpendiculaires et obliques par rapport au ravin principal et aboutissent à un système de ravinement généralisé.

Figure 4 - Évolution du ravinement par suffosion à Bled Haria (plaine de Kasserine) entre 2005 et 2008.

Figure 4 - Évolution du ravinement par suffosion à Bled Haria (plaine de Kasserine) entre 2005 et 2008.

29Certes, la vitesse et la durée d'une évolution de ce type dépendent des conditions environnementales et intrinsèques, mais la même succession d'étapes a été signalée dans d'autres régions de Tunisie (M.R. KARRAY, 1977).

V - Des conditions environnementales et intrinsèques favorables à la suffosion

1 ) Les conditions environnementales extrinsèques

a. Les facteurs bioclimatiques

30Sur le plan bioclimatique, les Hautes Steppes tunisiennes correspondent à une région de transition entre la Tunisie septentrionale à climat subhumide ou humide et la Tunisie méridionale à climat aride. Elles se caractérisent par un climat semi-aride avec une pluviosité qui augmente du sud-est au nord-ouest (A. BOUJARRA, 1986 ; A. HAMZA, 1988 ; A. BKHAIRI, 2005 ; K. ZERAI, 2006) : les précipitations annuelles moyennes vont de 250 mm au sud (Khanguet Zazia et Mz'ara) à 350 mm au nord (à Jeddliène et Sbiba). Cette région est soumise à des conditions climatiques contraignantes marquées par de forts contrastes saisonniers et des fluctuations interannuelles très nettes des précipitations (Fig. 5). La moyenne pluviométrique annuelle moyenne dans la station de Kasserine est de 285 mm (sur une période de 32 ans) et de 230 mm à Garaat Atech (sur une période de 73 ans). Les enregistrements pluviométriques montrent des irrégularités interannuelles (Fig. 5). Les quantités mesurées en 1969-70 ont atteint 698 mm à Garaat Atech. En revanche, les pluies annuelles n'ont pas dépassé 126 mm en 1995-96 à la même station (A. BKHAIRI, 2005). L'irrégularité interannuelle est encore plus remarquable aux échelles saisonnière et mensuelle (Tab. I). Le régime saisonnier est bimodal ; il se caractérise par la prédominance des pluies d'automne et de printemps (L. HENIA, 1993).

Figure 5 - Pluies annuelles à Kasserine de septembre 1969 à août 2001 (source : INM, 2003).

Figure 5 - Pluies annuelles à Kasserine de septembre 1969 à août 2001 (source : INM, 2003).

Tableau I - Variation et variabilité saisonnière des pluies à Kasserine sur la période 1948-1999 (source : H. BEN CHAABANE, 2000 – modifié).

Tableau I - Variation et variabilité saisonnière des pluies à Kasserine sur la période 1948-1999 (source : H. BEN CHAABANE, 2000 – modifié).

Les valeurs sont exprimées en mm. Coefficient de variation = Écart-type / Moyenne.

31L'analyse des données pluviométriques mensuelles fournies par l'Institut National de Météorologie montre une variabilité assez prononcée entre les mois. À titre d'exemple, au cours du mois de septembre 1969, la hauteur des pluies dans la station de Kasserine a dépassé 219 mm en trois jours. Les précipitations ont lieu le plus souvent sous forme d'orages violents et courts, avec possibilité de chute de grêle, qui lorsqu'ils prennent un caractère exceptionnel s'accompagnent de dynamiques morpho-paysagères catastrophiques (A. HAMZA, 1988 ; A. OUESLATI, 1999 ; K. ZERAI, 2006). À l'échelle mensuelle, le mois de septembre est en moyenne le mois le plus pluvieux, or il se place après la saison estivale sèche responsable de dessiccation. Les pluies et les ruissellements qui se produisent au cours de ce mois sont favorables au soutirage des formations fines et à l'élargissement des formes de suffosion.

32À ces conditions climatiques favorables à l'érosion hydrique s'ajoute la présence d'une végétation très dégradée expliquant la fragilité actuelle du milieu. Les études phytoécologiques signalent la présence d'une couverture forestière héritée des périodes humides du Quaternaire, qui occupe les sommets de Chaâmbi, Semmama, Biréno, Selloum, Mghila et Nouguiza. Il s'agit d'une forêt dégradée et très claire constituée de pin d'Alep, de chêne vert et de genévrier de Phénicie (H.N. LE HOUEROU, 1969 ; A. EL HAMROUNI, 1978). Elle disparaît en dessous de 800 m, pour céder la place à des espèces traduisant une dégradation plus poussée du couvert végétal : romarin, globulaire, genêt et alfa. Les steppes d'alfa couvrent les piémonts et les plateaux bordant les plaines alluviales (G. LONG, 1955). Celles-ci sont occupées très largement par une steppe ouverte d'armoise ou par des halophytes sur les terrains salés (voir Fig. 7). Cette végétation très clairsemée est en grande partie la conséquence de l'exploitation du milieu, surtout à l'époque romaine (A. HAMZA, 1988 ; R.B. HITCHNER et al., 1990). Dans les plaines alluviales de Sahraoui, Foussana, Kasserine, Mz'ara, Aitha et Jeddliène, les terrains salés à végétation halophile et les terres dénudées servent de parcours d'élevage. Le surpâturage, associé à une déforestation importante sur les versants, contribue fortement au déclenchement de l'érosion hydrique.

b. Les facteurs clinographiques

33Si les versants et les piémonts des reliefs qui bordent les plaines alluviales des Hautes Steppes tunisiennes montrent des pentes fortes, qui dépassent 70 % sur les escarpements rocheux, les plaines présentent au contraire des inclinaisons faibles, avec des valeurs le plus souvent inférieures à 3 %. C'est seulement à proximité des oueds que les pentes peuvent être un peu plus fortes. Au total, les pentes ne dépassent pas 3 % sur plus de 80 % du terrain d'étude (Fig. 6) et l'on trouve même des terrains absolument plats dans la plaine de Bled Haria.

Figure 6 - Carte des pentes du bassin de Kasserine (source : Modèle Numérique de Terrain issu de la carte topographique de Kasserine au 1/50000).

Figure 6 - Carte des pentes du bassin de Kasserine (source : Modèle Numérique de Terrain issu de la carte topographique de Kasserine au 1/50000).

34Ces surfaces planes et/ou faiblement inclinées favorisent le ruissellement diffus au détriment du ruissellement concentré. Dans ces conditions, les eaux peuvent en grande partie s'infiltrer par les fentes de dessiccation. Il en résulte, par soutirage des matériaux fins et dissolution du sel et du gypse, la formation de conduits souterrains.

c. L'action anthropique

35Dans un travail antérieur sur toute la région des Hautes Steppes tunisiennes, H. ATTIA (1977) a noté le changement radical des modes d'occupation du sol dans cette région depuis la période coloniale, du fait de la mutation d'une société pastorale en une société d'agriculteurs. Cela signifie la sédentarisation de la population locale, le passage d'une agriculture extensive basée sur le pâturage et la céréaliculture sporadique à une agriculture intensive basée sur la mécanisation où se combinent la céréaliculture, l'arboriculture, l'élevage et les cultures maraichères (H. ATTIA, 1977 ; A. HAMZA, 1988). Il résulte de ces changements spatio-économiques une pression anthropique renforcée sur les ressources naturelles (sol, végétation et eau) et une plus grande vulnérabilité des terres agricoles vis-à-vis de l'érosion hydrique et éolienne.

36Les prospections géomorphologiques que nous avons effectuées dans les plaines alluviales, et tout particulièrement dans les secteurs les plus ravinés, ainsi que l'examen de la carte d'occupation du sol réalisée pour le bassin de Kasserine permettent d'affirmer que les terres les plus dégradées et ravinées en bad-lands correspondent à des parcours d'élevage qui souffrent d'une surcharge pastorale dégradant les formations végétales steppiques et limitant leur rôle protecteur à l'égard des formations superficielles (Fig. 7). Outre de la surcharge pastorale, ces terrains souffrent de l'absence ou de l'inefficacité des travaux antiérosifs. Ainsi les banquettes et gabions en pierres sèches réalisés dans les parcours d'élevage de la plaine de Foussana, entre Bhiret Foussana et Ain Saboun, loin de bloquer l'érosion, ont contribué au contraire à l'accentuation des processus de suffosion (Photos 6).

Figure 7 - Carte d'occupation du sol dans le bassin de Kasserine (classification supervisée d'une image Spot d'avril 2000).

Figure 7 - Carte d'occupation du sol dans le bassin de Kasserine (classification supervisée d'une image Spot d'avril 2000).

Photos 6 - Inefficacité de certains travaux antiérosifs dans la lutte contre la suffosion.

Photos 6 - Inefficacité de certains travaux antiérosifs dans la lutte contre la suffosion.

A : Multiplication des trous de suffosion le long d'une banquette (rive gauche de l'Oued Hatab aux environs d'Aïn Saboun). B : Alignement de trous de suffosion le long d'un gabion (rive gauche de l'Oued Hatab à Bhiret Foussana).

2 ) Les facteurs intrinsèques

a. Les conditions pédologiques

37Les études pédologiques réalisées en Tunisie du Centre-Ouest mettent en lumière des contrastes pédologiques nets entre les versants des reliefs et les piémonts, aux sols calcimagnésimorphes et isohumiques, et les plaines alluviales, où l'on trouve des sols halomorphes, hydromorphes et non évolués (E. LE FLOC'H et R. GADDAS, 1967 ; K. BELKHOUJA et al. 1973). Les sols halomorphes et hydromorphes s'étendent de part et d'autre des oueds Hatab et Hathob et de certains de leurs affluents dans les plaines de Sahraoui, Bhiret Foussana, Bled Haria, Bled Gredok, Bled Aitha et Jeddliène-Sbiba. Ces sols, de texture argilo-limono-sableuse, riches en gypse et en chlorures, sont pauvres en matière organique (1 à 2 %). Ils sont donc sensibles à la suffosion.

b. Les conditions litho-stratigraphiques

38Dans les plaines, les formations argilo-limono-sableuses et gypseuses quaternaires ont des épaisseurs visibles dépassant parfois 10 m. Elles ont été déposées dans des conditions endoréiques à semi-endoréiques (H. BANNOUR et H. BOUALLAGUI, 1979 ; J. MEDUS et H. LAVAL, 1997 ; A. BKHAIRI et M.R. KARRAY, 2008 ; A. BKHAIRI, 2009). Deux profils, dans les plaines de Foussana et de Kasserine, ont fait l'objet d'analyses granulométriques et minéralogiques. Pour le profil de Bhiret Foussana, les analyses granulométriques mettent en évidence une texture équilibrée, avec des pourcentages très proches de sables, de limons et d'argile, et des teneurs élevées en gypse, en particulier dans les couches sommitales où elles dépassent 30 % (Fig. 8). La présence de gypse dans tous les matériaux étudiés, sur une épaisseur supérieure à 5 m, a favorisé la multiplication des trous de suffosion de surface, des conduits verticaux et des exutoires.

Figure 8 - Log lithostratigraphique des formations quaternaires en affleurement à Bhiret Foussana.

Figure 8 - Log lithostratigraphique des formations quaternaires en affleurement à Bhiret Foussana.

Les analyses calcimétriques, granulométriques et minéralogiques portent sur la terre fine. Pour les minéraux non argileux, les teneurs sont exprimées en % de la somme de ces minéraux.

39Pour le second profil, celui de Bled Haria (bassin de Kasserine), la texture est sablo-argileuse dans les deux couches sommitales, puis elle devient équilibrée dans la partie moyenne (voir Fig. 2). Les teneurs en gypse sont fortes dans la partie sommitale (50 à 85 %), moins dans les couches moyennes (30 à 50 %). Ces teneurs élevées en gypse expliquent la forte érodibilité du matériel, liée à la dissolution, à laquelle s'ajoute la présence d'argiles expansives (F. LOPEZ BERMUDEZ et al., 1989). En revanche, la couche basale, très pauvre en gypse, se comporte en couche imperméable, d'où la position des exutoires au contact de son toit (voir Fig. 2).

VI - Étude de cas : le sous-bassin de Charket Sidi Mbarek Kouchrid

40D'une superficie de 1,71 km2, le sous-bassin versant de l'Oued Charket Sidi Mbarek Kouchrid, situé dans les environs de Boulaaba, draine le versant et le piémont nord du Djebel Zeubbès, en rive droite de l'Oued Hatab. Ce sous-bassin versant présente à l'affleurement quatre unités litho-stratigraphiques d'âges différents (Fig. 9-A). Sur le versant septentrional, les formations triasiques associent des argiles bariolées, des dolomites, des grès et des gypses. En contrebas de ce versant, s'étendent des sables et des grès miocènes, ainsi que des conglomérats encroûtés du Pliocène (A. ROUMIGUIÈRES et D. UGUET, 1946). Enfin, dans la vallée drainée par l'Oued Charket Sidi Mbarek Kouchrid, se sont déposées des formations argilo-sablo-limoneuses riches en gypse du Pléistocène supérieur. Dans ces terrains meubles, le ravinement marque largement le paysage, la suffosion ayant abouti à la formation de bad-lands.

Figure 9 - Évolution du ravinement par unité lithostratigraphique dans le sous-bassin de l'Oued Charket Sidi Mbarek Kouchrid entre 1948 et 2000.

Figure 9 - Évolution du ravinement par unité lithostratigraphique dans le sous-bassin de l'Oued Charket Sidi Mbarek Kouchrid entre 1948 et 2000.

A : Carte de l'évolution du ravinement entre 1948 et 2000. B : Quantification de ravinement entre 1948 et 2000. C : Paysage actuel dans le sous-bassin de l'Oued Charket Sidi Mbarek Kouchrid (mars 2010).

41La présence d'un système de ravines qui laisse aujourd'hui les terres dénudées et stériles, nous a poussé à une étude diachronique, afin de mettre en évidence l'évolution de la densité de drainage sur une période de plusieurs décennies (Fig. 9-B). La dynamique ravinante liée à l'érosion hydrique a été déterminée par le taux d'évolution des ravins dans le sous-bassin étudié entre 1948 et 2000 (Fig. 9). À ce propos, la densité de drainage a évolué de 6,42 km/km2 en 1948 à 12,37 km/km2 en 2000, soit une augmentation de 92 % (Fig. 9-B). Toutefois, les situations diffèrent sensiblement selon les unités lithostratigraphiques. De fait, l'unité argilo-limono-sableuse riche en gypse de la vallée de l'Oued Charket Sidi Mbarek Kouchrid concentre 94 % des ravinements. Les bad-lands y forment actuellement un réseau dendritique, aux formes fraîches, où les fonds de ravines sont très étroits (10 à 50 cm) (Fig. 9­C).

VII - Conclusion

42L'érosion hydrique dans les plaines alluviales des Hautes Steppes tunisiennes se manifeste aujourd'hui par un ravinement généralisé commandé, sur les berges des oueds et dans les plaines, par la suffosion. Une étude diachronique fondée sur l'exploitation de vues aériennes montre fait ressortir combien l'érosion hydrique s'est aggravée depuis les années 1950. Mais elle montre aussi, ce qui est confirmé par les suivis de terrain, que l'ampleur du phénomène est étroitement liée à la nature du terrain. Les formations argilo-limono-sableuses riches en gypse du Pléistocène et de l'Holocène, les plus érodibles et les plus sensibles à la suffosion, sont les plus touchées par le ravinement.

43L'analyse des conditions environnementales et des facteurs intrinsèques révèle que cette dynamique érosive résulte de la conjonction de différents facteurs : irrégularité des pluies, faiblesse de la pente et richesse en gypse et en sels. À ces facteurs, s'ajoute la pression anthropique qui, à travers les mutations de l'utilisation du sol et la mise en place des techniques antiérosives inappropriées (banquettes et gabions en pierres sèches), est responsable de l'exacerbation récente de l'érosion hydrique et donc de la dégradation environnementale des Hautes Steppes tunisiennes.

Remerciements : J'exprime ma reconnaissance au Professeur Raouf KARRAY pour le soutien qu'il m'a toujours accordé. Je suis également reconnaissant à mes réviseurs, Noômène FEHRI, Michel MIETTON et Éric ROOSE, ainsi qu'à Claude MARTIN pour leurs conseils et leur aide.

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Titre Figure 1 - Localisation de la zone étudiée et cadre orographique régional.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2246/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 376k
Titre Photos 1 - Types de berges et trous de suffosion associés.
Légende A : Trous de suffosion alignés sur une berge estompée de l'Oued Hathob (plaine de Jeddliène- Sbiba). B : Trou de suffosion associé à des cicatrices d'un pan d'effondrement de la berge gauche de l'Oued Hatab (Bled Gredok). C : Trous de suffosion servant d'exutoires au-dessus d'une formation imperméable, sur la berge en rive gauche de l'Oued Hatab (Bled Haria).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2246/img-2.jpg
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Titre Figure 2 - Les dynamiques érosives liées à la suffosion de la berge droite de l'Oued Hatab à Bled Haria et les conditions litho-stratigraphiques déterminantes.
Légende Les analyses calcimétriques, granulométriques et minéralogiques portent sur la terre fine. Pour les minéraux non argileux, les teneurs sont exprimées en % de la somme de ces minéraux.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2246/img-3.jpg
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Titre Photos 2 - Les deux formes majeures d'érosion hydrique issues de la suffosion.
Légende A : Berge denticulée de l'Oued Hatab à Bled Haria. B: Excavations en "Marmites" résultantes de la suffosion (berge gauche de l'Oued Hatab à Bled Oum Lahowad).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2246/img-4.jpg
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Titre Photos 3 - Les formes majeures d'érosion de surface liées à la suffosion dans les plaines.
Légende A : Trous de suffosion alignés à Bled Haria (bassin de Kasserine). B : Multiplication des ravines par suffosion dans la plaine de Aitha (piémont oriental du Djebel Mghila). C : Champ de trous de suffosion à Bhiret Foussana- Boulaaba (plaine de Foussana).
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Titre Photos 4 - Autres exemples d'érosion de surface liée à la suffosion dans les plaines.
Légende A : Trou de suffosion métrique favorisant le recul d'une tête de ravine à Bhiret Foussana-Boulaaba. B : Ravine active par suffosion à Bled Aitha. C : Ravinement généralisé ou "Chebkas" dans la plaine de Jeddiliène-Sbiba.
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URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2246/img-7.jpg
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Titre Photo 5 - Ravins actifs et bad-lands dans la région de Khanguet Selougui.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2246/img-8.jpg
Fichier image/jpeg, 332k
Titre Figure 4 - Évolution du ravinement par suffosion à Bled Haria (plaine de Kasserine) entre 2005 et 2008.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2246/img-9.jpg
Fichier image/jpeg, 328k
Titre Figure 5 - Pluies annuelles à Kasserine de septembre 1969 à août 2001 (source : INM, 2003).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2246/img-10.jpg
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Titre Tableau I - Variation et variabilité saisonnière des pluies à Kasserine sur la période 1948-1999 (source : H. BEN CHAABANE, 2000 – modifié).
Légende Les valeurs sont exprimées en mm. Coefficient de variation = Écart-type / Moyenne.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2246/img-11.jpg
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Titre Figure 6 - Carte des pentes du bassin de Kasserine (source : Modèle Numérique de Terrain issu de la carte topographique de Kasserine au 1/50000).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2246/img-12.jpg
Fichier image/jpeg, 180k
Titre Figure 7 - Carte d'occupation du sol dans le bassin de Kasserine (classification supervisée d'une image Spot d'avril 2000).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2246/img-13.jpg
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Titre Photos 6 - Inefficacité de certains travaux antiérosifs dans la lutte contre la suffosion.
Légende A : Multiplication des trous de suffosion le long d'une banquette (rive gauche de l'Oued Hatab aux environs d'Aïn Saboun). B : Alignement de trous de suffosion le long d'un gabion (rive gauche de l'Oued Hatab à Bhiret Foussana).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2246/img-14.jpg
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Titre Figure 8 - Log lithostratigraphique des formations quaternaires en affleurement à Bhiret Foussana.
Légende Les analyses calcimétriques, granulométriques et minéralogiques portent sur la terre fine. Pour les minéraux non argileux, les teneurs sont exprimées en % de la somme de ces minéraux.
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2246/img-15.jpg
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Titre Figure 9 - Évolution du ravinement par unité lithostratigraphique dans le sous-bassin de l'Oued Charket Sidi Mbarek Kouchrid entre 1948 et 2000.
Légende A : Carte de l'évolution du ravinement entre 1948 et 2000. B : Quantification de ravinement entre 1948 et 2000. C : Paysage actuel dans le sous-bassin de l'Oued Charket Sidi Mbarek Kouchrid (mars 2010).
URL http://physio-geo.revues.org/docannexe/image/2246/img-16.jpg
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Pour citer cet article

Référence électronique

Amor Bkhairi, « Suffosion et érosion hydrique en milieux semi-arides, le cas des Hautes Steppes tunisiennes (Tunisie centrale) », Physio-Géo [En ligne], Volume 6 |  2012, mis en ligne le 26 février 2012, Consulté le 01 novembre 2014. URL : http://physio-geo.revues.org/2246 ; DOI : 10.4000/physio-geo.2246

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Auteur

Amor Bkhairi

Laboratoire de Cartographie Géomorphologique des Milieux, des Environnements et des Dynamiques (CGMED), Institut des Études Appliquées en Humanités de Sbeïtla (ISEAH).
Courriel : bkairi_amor@yahoo.fr

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