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Page d'aide sur l'homonymie Pour les articles homonymes, voir Drainage.
Les premiers drainages étaient de simples réseaux de fossés.

En agriculture, sylviculture et parfois dans le domaine de l'urbanisme, le drainage est une opération qui consiste à provoquer artificiellement l'évacuation de l'eau gravitaire présente dans la macro-porosité du sol à la suite de précipitations. Le drainage a été intensivement pratiqué dans presque tous les bassins hydrographiques d'Europe de l’Ouest, dans certaines zones d’Asie, puis d’Amérique du Nord, non sans impacts hydrologiques et écologiques.

Cette évacuation des eaux superficielles peut s'effectuer grâce à des drains et, dans les zones plus humides, des fossés, voire des réseaux de petits canaux, éventuellement associés à des pompes ou à des moulins à vent chargés de relever les eaux (pompe à vent, tjasker dans les polders, dans certains « bas-champs » aussi).

  • Les fossés, creusés dans le sol ou les tourbières, constituent une solution efficace et économique mais peu adaptée à l'agriculture mécanisée. Dans les zones très humides, ils sont plus larges et profonds (becques, watringues, watergangs et canaux du nord, de la Flandre maritime belge et des Pays-Bas par exemple).
  • Les drains agricoles sont enterrés dans le sol à une profondeur et selon un écartement calculés.
    Ils étaient autrefois constitués d'éléments en terre cuite, emboîtés les uns dans les autres, remplacés par des tubes plastiques flexibles perforés et parfois recouverts d'une mousse synthétique (pour empêcher l'entrée des racines à l'intérieur du drain).

La mise en place de grands réseaux de drainage représente une opération coûteuse, nécessitant une collaboration entre agriculteurs, chambre d'agriculture, association syndicale, administrations (DDTM et DREAL en France), communes, conseil départemental, bureau d'étude et riverains. Elle peut être réalisée à grande échelle dans le cadre de remembrements.

Sommaire

UtilitéModifier

Le drainage est préconisé en agriculture pour les sols hydromorphes.

HistoireModifier

 
Les moyens mécaniques permettaient aux XIXe et XXe siècles de creuser de larges canaux de drainage (canal de Chicago), qui étaient également utilisés pour le transport.

Le mot « drainage » est un emprunt à l'anglais, du XIXe siècle (anglicisme).

Le drainage existe depuis la Préhistoire. On en trouve des traces anciennes sur tous les continents. Il a généralement contribué à de nettes améliorations de la productivité.

Souvent confondu avec l’assainissement des milieux, c’est aussi en Europe et en Asie, de la fin du Moyen Âge au XVIIIe siècle, un moyen de faire disparaître les zones humides peu accessibles aux armées : zones où l'Eglise et/ou les royaumes ont plus de mal à étendre leur autorité.

Localement, il est encouragé pour des objectifs de démoustication, comme en Dombes avec Césaire Nivière.

En permettant de constituer des polders, le drainage, avec l'assistance du moulin à vent ou du moulin à aube, animé par des animaux, est également un moyen de gagner du terrain sur la mer, aux Pays-Bas notamment.

Le saule et le peuplier, caractérisés par un bouturage facile, une croissance rapide et un fort pouvoir d'évapotranspiration ont aussi été utilisés pour faire baisser le niveau des nappes superficielles, notamment autour des cultures et vergers. Ainsi, à propos de la Flandre française du milieu du XIXe siècle, le naturaliste J. Macquart écrivait-il en 1851 : « Le bord des chemins est planté de Peupliers de Hollande (Bois-blancs), dont les racines traçantes raffermissent le sol et en absorbent l'humidité, tandis qu'un large fossé préserve de cet effet les champs riverains ».

En France, le travail de dessication des marais, a d'abord été réalisé par les abbayes. Souvent interrompus sous la Guerre de Cent Ans et les guerres de religion, ce travail se poursuit au XVIIe siècle avec le concours des Hollandais (Humphrey Bradley). Sur tous les rivages d'Europe occidentale, de la Hollande aux Fens, et des Charentes aux étangs littoraux d'Italie, les dessécheurs sont au travail, entre 1600 et 1660[1].

Par le Land Drainage Act de 1847 qui ne sera que le dernier, l’Angleterre s'engage dans des travaux de drainage des terres de grande envergure, suivie aussitôt par la France. À l’occasion, un métier apparait celui de « draineur ». Les mots « drainer » « drain » « draineur » « drainage » passent en force dans la langue française, dans une traduction de l'ouvrage de Henry Stephens, « A manual on practical draining [2]», par un certain Auguste Faure (1807-1863)[3]. Une première mention du terme dans le dictionnaire de la langue française (Littré) (Tome 2. 1873) donne cette définition pour drainage: L'« Art d'assainir les terres trop humides au moyen de rigoles souterraines que l'on garnit intérieurement de pierres ou de fascines, de briques ou de tuiles ; on remplace le plus souvent ces rigoles par des tuyaux en terre cuite, dits drains » . Le « drain » nous dit le même dictionnaire est un « tuyau de terre cuite servant à recevoir l'eau dans l'opération du drainage ; les tuyaux, de 30 centimètres de longueur environ, sont placés bout à bout ; et les interstices des jointures suffisent pour laisser filtrer l'eau. »

Un siècle plus tard, au milieu du XXe siècle, le monde agricole parle de valorisation des zones humides par le drainage, alors que les protecteurs de l’environnement dénoncent là un puissant moyen de destruction de ces mêmes zones humides. Les pouvoirs publics dans la plupart des pays favorisent encore le drainage jusque dans les années 1990, généralement sur sollicitation du monde agricole. C'est seulement avec la prise de conscience de la valeur écologique et fonctionnelle des zones humides que beaucoup de collectivités abandonnent leur soutien technique ou financier au drainage. Certaines financent même des restaurations de zones humides et des techniques d'assainissement plus douces (noues, lagunage naturel, etc.).

Des drainages successifs ont souvent été faits au cours des siècles, dont la mémoire a été en grande partie perdue. En France, où ces données étaient plus ou moins conservées par l'administration, les financiers, les agriculteurs et les entreprises de travaux, un observatoire du drainage agricole en ligne est expérimenté en 2017 sur une partie de la Normandie. Les acteurs de terrain peuvent compléter cet observatoire de manière participative, en commençant par le site pilote du bassin-versant de la Charentonne[4].

Impacts environnementauxModifier

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Certains systèmes de drainage, bien que superficiels, peuvent contribuer à la fragmentation écopaysagère (Labrador).
 
Au XXe siècle, la mécanisation des moyens de drainage a permis un drainage plus complet, plus rapide, radical et profond, bouleversant peu à peu les paysages alluviaux et les écosystèmes humides.
 
Le drainage commence parfois assez haut en montagne, dès le haut du bassin versant, là où les embâcles naturels ou les castors auraient retenu l'eau.
 
Drain de plastique et sa gaine anti-colmatage.

Le drainage, bien au-delà de la baisse du plafond de la nappe superficielle, génère des impacts importants, directs et indirects, immédiats et différés, localement et à grande échelle, sur le cycle de l’eau, sur l’écologie du paysage et sur les cours d'eau. Il conduit parfois à une altération écologique et physique du paysage et des milieux naturels ou de certains agrosystèmes lorsqu’il a été pratiqué en vue d'accroître les zones labourables ou l'intensité de l'agriculture, notamment dans le cas du drainage de vastes zones humides.

Quand elles sont importantes ou excessives, les opérations de drainage peuvent provoquer ou exacerber des sécheresses, favoriser des incendies ou la dégradation de sols tourbeux, et affecter certaines essences d'arbres non seulement dans leur croissance (aulne, peuplier, frêne), mais aussi dans la régénération naturelle de leurs peuplements[5].

Sur des millions d’hectares, des siècles ou des millénaires de drainage ont entraîné la disparition quasi totale ou totale de vastes zones humides (dont des zones saumâtres ou salées). Les vallées alluviales et leurs boisements, ainsi que les tourbières, sont les milieux qui ont été les plus drainés. La modernisation des outils permettant le drainage, comme le recours à de puissantes pompes de relevage, a souvent fait disparaître en quelques décennies des réseaux importants de ruisseaux, fossés, noues, zones d’expansion de crues et rivières non régulés. La disparition de ces éléments réduit l'eau disponible localement pour la faune et la flore naturelle et, parfois, pour l'approvisionnement local en eau potable, les loisirs et la pêche. Elle contribue à la dégradation des sols et de la biodiversité et compromet les possibilités de les restaurer.

Le drainage moderne, souterrain, est quasi invisible au regard. Il accentue fortement l'assèchement des sols en période estivale (sécheresses, érosion) et prive les nappes d’une partie de l'eau nécessaire à leur recharge. Il encourage souvent in fine l’irrigation, qui elle-même prélève dans les nappes d'eau au moment où elles sont généralement à leur niveau le plus bas. Toutefois, il permet de libérer régulièrement, y compris en période estivale, des quantités d'eau non négligeables.

Diverses études basées sur des mesures quantitatives et qualitatives des eaux issues de drains agricoles (par exemple : PIREN-SEINE 1996. Études picardes, études canadiennes) montrent que :

  • Les drains sont efficaces dans les situations de "drainage intense" et contribuent à l’exacerbation des écoulements des rivières avec un transfert quasi immédiat des eaux de pluie vers les cours d’eau. Ceci explique dans certains bassins la survenue plus rapide des phénomènes d'inondation.
  • L’évacuation des particules et matières dissoutes est systématique, bien que plus ou moins importante selon la nature du sol et des cultures (engrais et pesticides rendent les sols plus sensibles au lessivage des matières organiques et particules fines), mais irrégulière (variations intra et inter-annuelles). Le drainage agricole contribue néanmoins clairement à l’appauvrissement des sols (horizon Ap), conclut l’étude française PIREN-SEINE 1996.
  • Combinés aux effets des pratiques agricoles telles que le désherbage chimique, le labour et l’utilisation d’engins lourds tassant les sols, le drainage a contribué dans de nombreuses régions d'Europe à l'accroissement considérable des charges sédimentaires des cours d'eau. Cet accroissement de la turbidité et de la sédimentation a de nombreux effets négatifs sur les écosystèmes d'eau douce et estuariens :
  1. En réduisant l'habitat disponible pour la faune et la flore nécessitant une faible turbidité,
  2. En accélérant le comblement des zones humides,
  3. En augmentant les risques sanitaires pour les espèces.

Ce problème est important pour les petites zones humides telles les mares et les petits lacs situés dans des paysages ruraux, qui subissent déjà la pression des activités de drainage (baisse des nappes superficielles).

  • Les MES exportées (matières en suspensions colloïdales ou microparticulaires) sont des particules très fines mais très réactives agronomiquement et chimiquement (absorption des polluants et en particulier des métaux lourds et pesticides qui peuvent agir en synergie et que l’on va retrouver dans les boues de curage, avec possibilité de réactions accentuant le caractère toxique des polluants. Par exemple: la méthylation du mercure fait devenir les MES très bioassimilables).
  • À noter que les drains tubulaires sont en PVC (chlorure de polyvinyle), un des matériaux de produit de consommation les plus dangereux jamais créés, ce qui fait environ 3 millions de km de drains qui libèrent leurs toxiques (en particulier des phtalates) dans les sols et l'eau de drainage...

Le réseau de drainage évacue directement dans les fossés et/ou à la rivière des quantités importantes de nitrates et, surtout, de phosphates. Il y a une diminution parfois trompeuse de la concentration pendant le pic de crue (qui fait une simple dilution) qui se répercute dans la rivière.

Une étude a détecté en Picardie jusqu'à 40 fois plus de pesticides dans les rejets de drainage que dans les eaux de ruissellement d’une partie comparable du bassin, mais non drainée, sachant qu'à cette époque le glyphosate (désherbant le plus utilisé) était très mal mesuré pour des raisons techniques, et sachant que certains pesticides sont très solubles dans l’eau, mais que d’autres sont fortement adsorbés par les particules du sol. Les engrais vont encourager la prolifération d’algues (booms planctoniques, problèmes des algues vertes et algues toxiques dans les mares, fossés, réservoirs et littoraux), parfois jusqu'à la dystrophisation, loin en aval, voire en mer (zones mortes).

L’impact écologique est majeur sur les zones humides et sur les tourbières lorsqu'elles ont été elles-mêmes drainées, même si les canaux de drainage peuvent provisoirement au moins favoriser quelques espèces patrimoniales. L’impact est d'abord discret lorsque le drainage agricole cerne totalement des bois ou massifs forestiers isolés et légèrement en surplomb, ou lorsqu'il concerne les zones aval d’alimentation des forêts (par exemple dans les forêts de Nieppe et de Marchiennes dans le Nord de la France, où la nappe a fortement baissé). Cela met en péril des chênes et une grande partie de la faune et de la flore qui faisaient la richesse de ces forêts parmi les plus productives de France en matière de biomasse et de qualité de bois. Un tiers de la forêt de Nieppe était autrefois inondée au moins 3 mois par an. En 1994, il ne restait qu’une seule mare en eau, mais les communes de l'aval du bassin versant étaient de plus en plus souvent inondées. L’impact du drainage se fait alors d'abord sentir lorsqu'une autre perturbation (en particulier incendie et/ou sécheresse) se conjugue au drainage. Il est alors souvent trop tard pour pouvoir rapidement retourner à la situation antérieure.
Dans son analyse de la loi canadienne visant la protection des habitats fauniques, la Société de la faune et des parcs du Québec considère que le drainage agricole est (avec les grandes coupes forestières) une des premières grandes causes directes ou indirectes de la régression des habitats faunistiques, en particulier des zones humides. En France et en Europe où le drainage agricole a été entamé il y a 8 000 ans environ mais s’est fortement développé ces dernières décennies, de nombreuses analyses vont dans le même sens. La très forte régression des zones humides aux XIXe et XXe siècles est essentiellement liée aux aménagements agricoles, mais aussi hydrauliques destinés à lutter contre les inondations. Certaines collectivités refusent maintenant de subventionner le drainage, comme la région Nord-Pas-de-Calais en France depuis les années 1990, ou la Région wallonne en Belgique[6] pour les forêts de résineux.

L’agronome Dominique Soltner propose comme alternative que, dès les hauts du bassin versant, les drainages agricoles conservent l'eau sortant des drains, dans des mares et zones humides reconstituées, après que cette eau se soit un peu épurée en ruisselant au travers d’une bande enherbée.

Prise en compte du contexteModifier

Pour notamment respecter en Europe la DCE (directive-cadre sur l’eau), une étude préalable du milieu récepteur (croisée avec les données factuelles et prospectives sur les eaux de ruissellement, les eaux issues du drainage agricole et les apports météoritiques (pluies, neige, brumes, rosées…) et issus des stations d’épuration ou évacuations des eaux ruisselant sur les zones imperméabilisées ou polluées) peut permettre d’apprécier le niveau de qualité admissible pour les rejets en fonction de la sensibilité du cours d’eau en tenant compte :

– des objectifs de qualité (le « bon état écologique » est l’objectif de l'Europe) ;
– des débits d’étiage ;
– de l’état physique, biologique et écologique du milieu (ex. : bande enherbées, boisées, etc.).

Irréversibilité ?Modifier

 
Les moulins drainaient quand il y avait du vent, les pompes électriques peuvent fonctionner toute l'année.

La disparition de l’eau superficielle et le système drainage-irrigation quand il est intensif peuvent avoir amorcé des phénomènes irréversibles à échelle de temps humaine (baisse de nappes, surcreusement de rivières, sécheresse chronique avec dégradation des sols, minéralisation des tourbières...). Le génie écologique apporte parfois des alternatives fiables, via la renaturation, le détubage de cours d’eau, la restauration de réseaux de zones humides, (restauration de tourbières au Canada). Lors d'un colloque sur les zones humides, la présidente de l’agence de l’eau Artois-Picardie Annick Delelis a même évoqué le 30 mars 2001 à Douai (Nord, France) qu’il faudrait peut-être aussi commencer à « dé-drainer ».

Certaines tourbes une fois desséchées se minéralisent et ne peuvent plus retenir l’eau. De même, une couche d’argile d’un ou deux mètres d’épaisseur, une fois craquelée et desséchée par les effets d’une saison sèche exacerbée par le drainage, peut mettre plusieurs années à retrouver son pouvoir de rétention d’eau, et le réseau de fentes (qui dans ce cas atteignent couramment un mètre de profondeur et parfois jusqu'à deux) peut parfois accélérer la fuite de l’eau vers les vallées. Ce réseau de fentes peut aussi permettre la circulation privilégiée et accélérée d’eau polluée par accident ou à la suite par exemple d'épandages de lisiers qui sont alors éventuellement directement en contact avec la nappe lorsque cette dernière est sub-affleurante.

En FranceModifier

 
Les peupliers et les saules poussent dans l'eau et ont une grande capacité à pomper l'eau et à l'éliminer par leur évapotranspiration. C'est pourquoi ils ont souvent été plantés le long de fossés de drainage

Les deux derniers recensements agricoles français ont montré une « modernisation » continue des équipements et une progression générale de l'hydraulique agricole (irrigation et drainage). Dans le même temps, l’urbanisme et les routes ont engendré de nombreux remembrements et modifications de l’hydraulique, avec une croissance régulière de la surface des sols imperméabilisés, notamment dans les vallées et sur les littoraux où sont situées la plupart des villes.

Obligations communales et aides financièresModifier

Selon l’article L372.3 du Code des Communes, celles-ci et leurs groupements délimitent, après enquête publique :

- Les zones où des mesures doivent être prises pour limiter l’imperméabilisation des sols et assurer la maîtrise du débit et de l’écoulement des eaux pluviales et de ruissellement (« Maîtriser » ne signifie pas nécessairement se débarrasser de l’eau, au risque d’en manquer ensuite : Les SDAGE et la DCE engagent les acteurs de l’aménagement du territoire à mettre en place une gestion cohérente et partagée de la ressource du haut des bassins versants à la mer.)

- Les zones où il est nécessaire de prévoir des installations pour assurer la collecte, le stockage éventuel et, autant que de besoin, le traitement des eaux pluviales et de ruissellement lorsque la pollution qu’elles apportent au milieu aquatique risque de nuire gravement à l’efficacité des dispositifs d’assainissement (les eaux issues de drainage, souvent polluées par les nitrates et pesticides, ne sont souvent ni considérées comme eaux pluviales ni comme eaux de ruissellement).

De plus en plus, ce sont souvent les départements qui financent le drainage agricole, avec les DRAF. Il leur est souvent reproché de ne pas imposer de véritables études d’impact et mesures compensatoires. Théoriquement, les crédits européens imposent une étude d’impact et le cas échéant des mesures compensatoires, mais ce sont les États membres qui subsidiairement doivent vérifier que l’utilisation des crédits européens n’a pas généré d’impacts négatifs.

GalerieModifier

Notes et référencesModifier

  1. Raphaël Morera. L'assèchement des marais en France au XVIIe siècle. Presses universitaires de Rennes, 2011
  2. A Manual of practical Draining. 2d edition
  3. Traduction de Auguste Faure. Henry Stephens. Guide du draineur, ou traité pratique sur l'assèchement des terres. Mathias, 1850. Lire en ligne
  4. Une base de données sur les drainages agricoles se déploie en Normandie, Environnement magazine le 24/03/2017. Le projet est accompagné par le BRGM et accessible sur le Siges Seine-Normandie (portail d'information consacré aux eaux souterraines du bassin)
  5. S. Dufour, H. Piégay. (2008) Geomorphological controls of fraxinus excelsior growth and regeneration in floodplain forest. Ecology 89:1, 205-215 Online publication date: 1-Jan-2008.)
  6. [PDF] du ministère wallon de l'Environnement sur les services rendus par la forêt, voir le paragraphe sur le drainage (p3/6)

Voir aussiModifier