Ressources · 2ⁿᵈᵉ · SVT
Érosion et activités humaines : risques et aménagements
Produits de l’érosion et de la sédimentation utilisés par l’être humain, activités qui accélèrent ou freinent l’érosion des sols, barrages, extractions et ouvrages littoraux, zones d’érosion et risques, quantification et aménagements de prévention.
À propos de cette page
Les produits de l’érosion et de la sédimentation, des matériaux du quotidien
Rappel. En 6e, tu as relié chaque matériau à sa roche (verre et sable, tuile et argile, béton et granulats : « Les roches et les paysages ») ; en 3e, tu as vu que les granulats sont la ressource la plus extraite du sous-sol français (« Ressources géologiques »). En 2nde, on remonte plus loin : quel processus d’érosion ou de sédimentation a fabriqué ces produits, et où il les a accumulés.
Chaque produit garde la trace du processus qui l’a formé :
— le quartz résiste à l’altération chimique : libéré en grains, il forme les sables riches en silice ;
— les argiles naissent de l’altération chimique (hydrolyse) des feldspaths et des micas ; très fines, elles voyagent en suspension et se déposent en eau calme ;
— les graviers et galets sont arrachés en amont, usés et triés par le courant, puis déposés dans les plaines des rivières : ce sont les alluvions.
Ces dépôts se sont accumulés pendant des milliers d’années : à l’échelle humaine, ce sont des ressources non renouvelables.
| Produit de l’érosion ou de la sédimentation | Processus qui l’a formé | Matériaux du quotidien |
|---|---|---|
| Sables et graviers d’alluvions | arrachés en amont, roulés et triés par les cours d’eau, déposés dans les plaines alluviales | granulats du béton, des routes, des remblais |
| Sable très riche en quartz | quartz épargné par l’altération, concentré par le tri des grains | verre (vitres, bouteilles), silice de l’industrie |
| Argiles | hydrolyse des feldspaths et des micas, dépôt des particules fines en eau calme (lacs, marais, plaines inondables) | briques, tuiles, poteries ; une argile blanche, le kaolin, donne la porcelaine |
| Grès | sable enfoui, tassé et cimenté | pierre de taille, pavés |
| Sables marins et sables de dunes | sables triés par les vagues ou par le vent | granulats marins dragués au large |
Deux origines pour les granulats. Les granulats d’alluvions sont des produits naturels de l’érosion, déjà triés et arrondis, souvent proches des villes bâties dans les vallées : on les a exploités les premiers. Les granulats de roches massives (granite, calcaire dur) sont obtenus en concassant la roche dans une carrière : ils n’ont pas été façonnés par l’érosion. Pour protéger les rivières, les extractions dans le lit des cours d’eau sont interdites en France depuis 1994 (partie 3), et les roches massives et les matériaux recyclés prennent le relais.
Remonter la chaîne d’un sable de vallée. Des granites altérés en montagne libèrent leurs grains de quartz ; un torrent puis une rivière les transportent, les usent et les trient ; dans la plaine, où le courant ralentit, ils se déposent en couches. Des milliers d’années plus tard, une sablière les exploite pour le béton d’un immeuble.
La part des produits de l’érosion dans un béton. Un mètre cube de béton contient (valeurs choisies pour l’exemple) 340 kg de ciment, 760 kg de sable, 1 120 kg de gravillons et 170 kg d’eau, soit 2 390 kg. Granulats : 760 + 1 120 = 1 880 kg ; 1 880 ÷ 2 390 ≈ 0,787, soit environ 79 % de la masse du béton.
Réflexe — devant un matériau, je remonte la chaîne : matériau → produit d’érosion ou de sédimentation → processus (altération, transport, tri, dépôt) → lieu où il s’est accumulé.
Attention — tous les granulats ne sont pas des produits de l’érosion : un granite ou un calcaire concassé en carrière a été broyé par l’être humain. Seuls les sables et graviers d’alluvions, de plages, de dunes ou de moraines sont des produits naturels de l’érosion et de la sédimentation.
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L’activité humaine accélère ou freine l’érosion des sols
Sur un versant, la pluie qui ne s’infiltre pas ruisselle : c’est elle qui arrache et emporte la terre. Tout ce que l’être humain change à la surface du sol change donc la vitesse de l’érosion, dans un sens ou dans l’autre.
Elle peut aussi la freiner : couvert végétal permanent ou entre deux cultures, paillis, haies et bandes enherbées perpendiculaires à la pente, cultures en terrasses ou selon les courbes de niveau, fascines (rangées de branchages qui ralentissent l’eau boueuse), reboisement.
La part de la pluie qui ruisselle s’appelle le coefficient de ruissellement (ruissellement ÷ pluie) : faible sous une prairie ou une forêt, forte sur un sol nu ou bitumé.
Une perte de sol se mesure en tonnes par hectare et par an (t/ha/an) ; on la convertit en épaisseur : volume = masse ÷ masse volumique, puis épaisseur = volume ÷ surface (1 ha = 10 000 m² ; 1 km² = 1 000 000 m² = 100 ha).
Des ordres de grandeur. Dans l’Union européenne, l’eau enlève en moyenne 2,46 t de sol par hectare et par an sur les terres exposées à l’érosion, et environ 4 millions d’hectares de cultures en perdent plus de 5 t/ha/an ; or un sol se forme en moyenne à moins de 1,4 t/ha/an (Centre commun de recherche de la Commission européenne, Panagos et al., 2015). En France, 70 % des haies des bocages ont disparu depuis 1950, et il s’en perdait encore environ 23 500 km par an entre 2017 et 2021 (rapport du ministère de l’Agriculture, CGAAER, 2023).
Une action ancienne : la restauration des terrains en montagne. Au XIXe siècle, des versants déboisés et surpâturés des Alpes et des Pyrénées alimentent des crues torrentielles chargées de blocs. Les lois de 1860 sur le reboisement des montagnes, puis du 4 avril 1882 sur la restauration et la conservation des terrains en montagne (RTM), permettent à l’État de reboiser ces versants et de construire des seuils dans les torrents, pour casser leur pente et limiter l’érosion de leur lit.
Ce que change un couvert d’hiver. Une parcelle en pente de 5 ha, laissée nue l’hiver, perd 8 t de sol par hectare et par an ; avec un couvert végétal et une bande enherbée, elle n’en perd plus que 1,5 (valeurs choisies). Perte évitée : (8 − 1,5) × 5 = 32,5 t par an.
Convertir en épaisseur. Sans couvert, avec une masse volumique du sol de 1,25 t/m³ : 8 ÷ 1,25 = 6,4 m³ par hectare ; 6,4 ÷ 10 000 = 0,00064 m, soit environ 0,64 mm de sol par an, bien plus que ce que la pédogenèse reforme.
Réflexe — je cherche ce que l’activité change sur le versant : le sol reste-t-il couvert ? L’eau s’infiltre-t-elle ou ruisselle-t-elle ? Un obstacle (haie, bande enherbée, fascine, terrasse) la freine-t-il dans la pente ?
Attention — labourer selon les courbes de niveau (en travers de la pente) freine l’eau, labourer dans le sens de la pente la canalise. Et une perte en t/ha/an n’est pas une épaisseur : je convertis avec la masse volumique et 1 ha = 10 000 m².
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Barrages, extractions, ouvrages : le transport des sédiments modifié
Un cours d’eau ou une côte ne s’érode pas seulement parce que l’eau y est forte : il s’érode quand il perd plus de sédiments qu’il n’en reçoit. Barrages, extractions et ouvrages changent ce bilan.
— Un barrage ralentit le courant : les sédiments se déposent dans la retenue, qui s’envase et perd du volume. En aval, l’eau privée de sa charge en reprend au fond et aux berges : le lit s’enfonce, c’est l’incision. Plus loin, les deltas et les plages, moins alimentés, reculent.
— L’extraction de sables et graviers dans le lit crée un déficit : le lit s’incise, la nappe voisine baisse, les piles de ponts et les pieds de digues se déchaussent. En France, ces extractions sont interdites dans le lit mineur des cours d’eau (hors travaux d’entretien) depuis l’arrêté du 22 septembre 1994 sur les carrières.
— Sur une côte, les vagues qui arrivent en biais déplacent le sable le long du rivage : c’est la dérive littorale. Un épi, ouvrage perpendiculaire au rivage, retient une partie de ce sable : la plage s’élargit du côté d’où vient la dérive et maigrit juste après l’épi. Derrière un brise-lames, ouvrage construit au large parallèlement au rivage, les vagues sont amorties : l’eau plus calme y laisse le sable se déposer. Une digue ou un mur réfléchit les vagues et peut creuser le pied de la plage.
À l’échelle du monde. Selon une étude parue dans Science en 2005 (Syvitski et al.), l’érosion des sols due aux activités humaines a augmenté d’environ 2,3 milliards de tonnes par an les sédiments transportés par les fleuves ; mais les retenues des barrages réduisent d’environ 1,4 milliard de tonnes par an ce qui atteint les côtes, et plus de 100 milliards de tonnes de sédiments y sont stockés, dans des retenues construites pour l’essentiel au cours des cinquante années précédentes. Le delta du Nil en est un exemple : depuis la fermeture du haut barrage d’Assouan, au milieu des années 1960, les sédiments du fleuve restent dans la retenue (le lac Nasser) ; le promontoire de Rosette, à l’embouchure d’une branche du Nil, a reculé de plus de cent mètres par an jusqu’à la construction d’un mur de protection, entre 1989 et 1991 selon les études.
L’envasement d’une retenue. Une retenue de 48 millions de m³ reçoit chaque année 600 000 m³ de sédiments, dont 85 % s’y déposent (valeurs choisies). Dépôt : 600 000 × 0,85 = 510 000 m³ par an, soit 510 000 ÷ 48 000 000 ≈ 1,06 % du volume par an. La moitié de la retenue serait comblée en 24 000 000 ÷ 510 000 ≈ 47 ans.
Lire le schéma des épis. Le sable arrive de la gauche avec la dérive : il s’accumule contre chaque épi, côté gauche. Juste à droite de l’épi, la plage reçoit moins de sable qu’avant mais les vagues en emportent autant : son bilan devient négatif et elle maigrit.
Réflexe — je fais le bilan : qu’est-ce qui arrive (apports) ? Qu’est-ce qui part ? Un ouvrage qui retient des sédiments ici en prive un autre endroit, plus loin.
Attention — un barrage ne supprime pas l’érosion : il la déplace vers l’aval. L’eau qui en sort n’est pas « calmée » : privée de sa charge, elle attaque son lit.
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Zones d’érosion et risques : identifier et quantifier
Rappel. En géographie, tu as défini l’aléa, les enjeux, la vulnérabilité et le risque (« Les sociétés face aux risques »). En SVT, on étudie l’aléa lui-même : quel processus d’érosion, où, à quelle vitesse, et quelle part revient aux activités humaines.
| Zone | Processus | Risques | Ce que l’être humain peut aggraver |
|---|---|---|---|
| Littoraux sableux | vagues de tempête, dérive littorale, vent sur les dunes | recul du trait de côte, brèche dans la dune puis submersion des terres basses | déficit de sable (barrages, extractions, épis), dunes piétinées |
| Côtes à falaises | sapement du pied par les vagues, eau infiltrée, gel | écroulements de pans entiers, bâtiments au bord | constructions de plus en plus proches du bord |
| Versants de montagne | gravité aidée par l’eau infiltrée et le gel : chutes de blocs, éboulements, glissements, coulées | routes coupées, habitations, rivière barrée par un éboulement | déboisement, talus de routes, terrassements |
| Sols cultivés et urbanisés | ruissellement | coulées de boue, perte de fertilité, envasement des retenues | sols nus, haies arrachées, imperméabilisation |
| Déserts et leurs marges | vent : la déflation emporte les particules fines, le sable avance | tempêtes de poussière (santé, transports), routes et cultures ensablées | surpâturage, défrichement, cultures sur sols secs, lacs asséchés |
Quantifier. On compare des images datées d’un même lieu (photographies aériennes, images satellites) ramenées à la même échelle (au 1/20 000, 1 cm sur l’image représente 20 000 cm, soit 200 m sur le terrain) : taux de recul = distance de recul ÷ durée (en m/an). Pour isoler la part humaine, on compare avant et après un aménagement, ou un site aménagé et un site témoin semblable resté naturel.
Des bases de données. L’indicateur national de l’érosion côtière du Cerema compare la position du trait de côte à environ cinquante ans d’intervalle : près de 20 % des côtes de France sont en recul, soit environ 900 km, et quelque 30 km² de terres ont disparu en cinquante ans. Dans le monde, environ 2 milliards de tonnes de sable et de poussières sont soulevées chaque année, dont au moins un quart à cause des activités humaines (Convention des Nations unies sur la lutte contre la désertification, 2023).
Un taux de recul. Sur des photographies aériennes de 1971 et de 2021, le bord d’une falaise est à 52 m puis à 37 m d’une route (valeurs choisies). Recul : 52 − 37 = 15 m en 50 ans, soit 15 ÷ 50 = 0,3 m par an. Une maison située à 12 m du bord en 2021 serait atteinte, si la tendance se maintenait, vers 2021 + 12 ÷ 0,3 = 2061.
Nommer le processus. Après un hiver pluvieux, une route de montagne est coupée par des blocs tombés d’une paroi fissurée : l’eau infiltrée et le gel ont ouvert les fissures, la gravité a fait le reste. C’est une chute de blocs, un aléa d’érosion des versants.
Réflexe — pour un risque lié à l’érosion, je décris le processus (quel agent, où), je mesure (distance ÷ durée, volume, masse), puis je cherche la part humaine en comparant avant et après, ou avec un témoin.
Attention — un taux moyen n’est pas une date : une falaise recule souvent par pans entiers lors d’une tempête, une dune par brèches. Et un recul n’est attribué à l’activité humaine que si un témoin ou un avant-après le montre.
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Prévenir et aménager pour limiter les risques
On ne supprime pas l’érosion : on cherche à en limiter les effets sur les populations. Chaque aménagement a un coût, une durée de vie et des effets ailleurs.
Agir sur le phénomène :
— sur les côtes, des ouvrages « durs » (enrochements, digues, épis, brise-lames) protègent un site mais coûtent cher, vieillissent et reportent souvent l’érosion plus loin ; des méthodes « souples » accompagnent la dynamique naturelle : rechargement des plages en sable, à renouveler ; ganivelles (clôtures basses de lattes qui piègent le sable soufflé) et plantation d’oyats pour fixer les dunes ; transfert du sable accumulé contre un épi vers la plage qui en manque ;
— sur les versants, purge des blocs instables, filets et grillages plaqués, merlons (talus de terre qui arrêtent les blocs), drainage de l’eau infiltrée, reboisement, seuils dans les torrents ;
— dans les campagnes, haies, fascines, bandes enherbées et couverts végétaux (partie 2).
Agir sur les enjeux : protéger ce qui est exposé, ou le relocaliser (déplacer bâtiments et routes vers l’intérieur des terres ou hors de la zone dangereuse).
Un choix collectif. Selon le Cerema (2024), si le recul du trait de côte suit sa tendance actuelle, il pourrait atteindre environ 5 200 logements et 1 400 locaux d’activité d’ici 2050, même en entretenant tous les ouvrages de protection ; et près de 450 000 logements d’ici 2100 dans le scénario le plus défavorable (mer plus haute d’environ un mètre, ouvrages abandonnés). Protéger partout n’est pas possible : on compare le coût, l’efficacité, la durée de vie, les effets sur les sites voisins et sur les milieux, et l’on décide avec les habitants.
Un rechargement suffit-il ? Une plage perd en moyenne 18 000 m³ de sable par an ; la commune y apporte 80 000 m³ tous les 4 ans (valeurs choisies). Apport moyen : 80 000 ÷ 4 = 20 000 m³ par an, plus que les 18 000 m³ perdus : la plage est maintenue, à condition de recommencer tous les 4 ans.
Juger un épi. Un épi élargit la plage d’une station balnéaire, mais la plage voisine, en aval de la dérive, recule plus vite qu’avant : l’ouvrage a reporté l’érosion. On peut transférer régulièrement le sable accumulé contre l’épi vers la plage voisine.
Réflexe — pour juger un aménagement, je me demande : agit-il sur le phénomène ou sur les enjeux ? Où l’érosion va-t-elle se reporter ? Combien coûte-t-il par an, et combien de temps dure-t-il ?
Attention — protéger une plage peut faire reculer la plage voisine ; et aucun ouvrage ne supprime le risque : il le réduit pour un temps, sur un site donné.
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Pour aller plus loin
Ces notions touchent au chapitre, mais elles sont traitées dans d’autres chapitres.
- Les mécanismes de l’érosion (altération physique et chimique, rôle du climat, de la roche, du relief et de la végétation, modes de transport et diagramme de Hjulström) : chapitre « Érosion : altération, facteurs et transport ».
- Le dépôt des sédiments, les milieux de sédimentation et le passage du sédiment à la roche (compaction, cimentation) : chapitre « Sédimentation : dépôt, milieux et diagenèse ».
- Le sol, sa formation, sa fertilité et sa dégradation : chapitre « Sols : caractéristiques et production de biomasse » ; les pratiques agricoles durables (couverts, rotations, agroécologie) : chapitre « Agrosystèmes : vers une gestion durable ».
- Les risques à l’échelle du monde, la vulnérabilité, la prévision et la résilience des sociétés : en géographie, « Les sociétés face aux risques ».
- L’être humain utilise les produits de l’érosion et de la sédimentation : sables et graviers d’alluvions (granulats), sable riche en quartz (verre), argiles issues de l’hydrolyse des feldspaths (briques, tuiles, kaolin de la porcelaine). Accumulés en milliers d’années, ils sont non renouvelables à l’échelle humaine.
- Déforestation, sols nus, labour dans le sens de la pente, haies arrachées, surpâturage et imperméabilisation augmentent le ruissellement et accélèrent l’érosion des sols ; couverts, haies, bandes enherbées, terrasses, fascines et reboisement la freinent. Perte en t/ha/an → épaisseur : masse ÷ masse volumique ÷ surface.
- Bilan sédimentaire = apports − départs. Barrages (envasement en amont, incision en aval, deltas et plages qui reculent), extractions dans le lit et épis (dépôt d’un côté, érosion de l’autre) déplacent l’érosion.
- Zones d’érosion : littoraux, falaises, versants de montagne, sols, déserts. On quantifie avec des images datées (taux = distance ÷ durée) et des bases de données ; la part humaine se montre par un avant-après ou un témoin.
- Limiter les risques : connaître, surveiller, ne pas construire en zone dangereuse ; agir sur le phénomène (ouvrages durs ou méthodes souples) ou sur les enjeux (protéger, relocaliser), en comparant coût, durée et report de l’érosion.
Questions fréquentes
Quels matériaux du quotidien viennent de l’érosion ?
Les granulats du béton et des routes sont des sables et graviers d’alluvions, transportés et triés par les rivières ; le verre vient d’un sable riche en quartz, le minéral qui résiste à l’altération ; briques, tuiles et porcelaine viennent d’argiles formées par l’hydrolyse des feldspaths. Ces dépôts se sont accumulés en milliers d’années : ils ne se renouvellent pas à l’échelle humaine.
Comment l’activité humaine accélère-t-elle l’érosion des sols ?
En laissant le sol nu ou en augmentant le ruissellement : déforestation, sol nu entre deux cultures, labour dans le sens de la pente, haies arrachées, surpâturage, routes et bâtiments qui imperméabilisent le sol. À l’inverse, couverts végétaux, haies, bandes enherbées, terrasses, fascines et reboisement la freinent.
Pourquoi un barrage fait-il reculer les plages ?
Dans la retenue, le courant ralentit et les sédiments se déposent : la retenue s’envase. L’eau qui sort du barrage, privée de sa charge, creuse son lit, et les deltas et les plages, moins alimentés, perdent plus de sable qu’ils n’en reçoivent. Le barrage ne supprime pas l’érosion : il la déplace vers l’aval.
Comment mesure-t-on le recul d’une côte ?
On compare des photographies aériennes ou des images satellites d’un même lieu, prises à des dates éloignées et ramenées à la même échelle : taux de recul = distance ÷ durée. Pour connaître la part due aux activités humaines, on compare avec un site témoin resté naturel, ou avant et après un aménagement.
Comment limiter les risques liés à l’érosion ?
En surveillant les sites actifs et en évitant de construire en zone dangereuse ; en agissant sur le phénomène (enrochements, épis, rechargement des plages, ganivelles, drainage, merlons, reboisement) ; ou en agissant sur les enjeux, par exemple en relocalisant des bâtiments. Chaque solution se juge sur son coût, sa durée de vie et le report de l’érosion qu’elle peut provoquer.
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