CHAPITRE 7. Action du filet en toile de jute sur la texture du substrat

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1 CHAPITRE 7 Action du filet en toile de jute sur la texture du substrat 1. INTRODUCTION En végétalisation, l'utilisation d'un matériau provisoire fixé au sol est prévue pour servir de points d'ancrages aux semences, et pour stabiliser momentanément les premiers centimètres de sol, le temps que les racines se développent. Nous avons vu que, sur les marnes noires, le filet en toile de jute est efficace quant à la fixation de quelques centimètres de plaquettes. Sur un tel substrat, il apparaît très intéressant d'étudier si la composition granulométrique est modifiée, et dans quelles proportions. 2. MATERIELS ET METHODE La démarche envisagée est simple : elle consiste à prélever un échantillon de substrat recouvert par le filet et un échantillon de substrat non recouvert par le filet, de faire les analyses granulométriques et de comparer les résultats obtenus. Les prélèvements sont réalisés sur les sites expérimentaux les plus anciens (14 mois). Les échantillons sont récoltés à la truelle, et correspondent aux 3 premiers centimètres du substrat. La zone de prélèvement est indiquée sur la figure 78. C'est à cet endroit que la dénivelée est la plus importante entre le substrat couvert et le substrat non couvert (plusieurs centimètres).

2 filet A pente (%) Figure 78. Emplacement de la zone de prélèvement des échantillons de substrat. Les analyses granulométriques sont réalisées au laboratoire du Cemagref. Les 19 tamis en acier inoxydable (diamètre de cm) sont répartis en 3 colonnes ; chaque partie est passée au tamiseur mécanique pendant minutes. Les échantillons sont tamisés à sec. Il existe différents indices qui permettent de caractériser de manière chiffrée les résultats d'une analyse granulométrique, notamment à partir de la courbe granulométrique cumulative. Le quartile 1 (Q1) est la valeur du diamètre à % de la courbe, la médiane (Md) est la valeur du diamètre à % de la courbe, le quartile 3 (Q3) est la valeur du diamètre à 7 % de la courbe. Toujours à partir des courbes cumulatives, un indice de classement So (sorting-index de Trask) peut être calculé : So = Q3 Q1 Cet indice So permet d'apprécier le degré de classement d'un sédiment : valeur de l'indice So So <. degré de classement extrêmement bien classé. < So < 1 très bien classé 1 < So < 2. bien classé 2. < So < 3 normalement classé 3 < So < 4 faiblement classé 4 < So très mal classé

3 Pour les échantillons dont l'histogramme des fréquences relatives est uni modal, un autre indice peut être calculé. Il s'agit de l'indice (ou coefficient) d'asymétrie Sk ("Skewness" de Trask) : Q1 Q3 Sk = 2 Md Il exprime la symétrie du mode de l'histogramme par rapport à la médiane : si Sk < 1, le classement est maximum vers les fines ; si Sk = 1, la symétrie est parfaite ; si Sk > 1, le classement est maximum vers les grossiers. 3. RESULTATS Trois prélèvements ont été effectués. Chaque prélèvement est constitué de 2 échantillons, le premier correspond au substrat situé sous le filet (SF), le deuxième correspond au substrat non recouvert, le témoin (T). Le prélèvement 1 (P1) est réalisé sur une pente de 24 %, le prélèvement 2 (P2) sur une pente de 72 %, et le prélèvement 3 (P3) sur une pente de 92 %. Les résultats complets des analyses granulométriques sont donnés à l'annexe Influence de la pente sur la texture du substrat La figure 79 rassemble les résultats des analyses granulométriques pour les 6 échantillons sous forme d'histogrammes des fréquences relatives des refus (quantité de matériaux qui ne passe pas au travers d'un tamis). Le tableau 3 donne les différents indices déduits des courbes cumulatives et ceux calculés. Les échantillons T2 et T3 montrent incontestablement un histogramme uni modal et centré sur les matériaux grossiers (Sk2 =.78, Sk1 =.1) ; les échantillons T1, SF1 et SF2 ont une répartition (presque) bi modale, et l'échantillon SF3 est certainement le plus mal classé. Les échantillons T sont tous bien classés, avec des indices de classement inférieurs à 2.4. Les indices Q1, Md et Q3 augmentent quand la pente augmente. La relation entre ces 3 indices et la pente est donnée à la figure 8. Le petit nombre de données ne permet pas de tenter la modélisation la relation pente-granulométrie ; néanmoins nos analyses semblent indiquer que les relations entre Q1, Md, Q3 et la pente sont du type exponentiel.

4 T SF T SF T SF Figure 79. Histogramme des fréquences relatives pour les 6 échantillons de substrat

5 Echantillons T1 SF1 T2 SF2 T3 SF3 Pente (%) Q Md Q So Sk.78.1 Tableau 3. Valeurs des différents indices en fonction de la pente pour les 6 échantillons prélevés Q3 Valeurs des indices Md Q Pente (%) Figure 8. Relation du type exponentiel entre les indices Q1, Md, Q3 et la pente. Ainsi, le substrat superficiel étudié a une composition granulométrique dont les variations sont en relation avec la pente ; plus la pente est forte, moins le substrat contient d'éléments fins.

6 Influence du filet sur la texture du substrat Les échantillons SF sont tous moins bien classés que les échantillons T (avec un So de 3.3 l'échantillon SF 3 est faiblement classé). Cela pourrait être la traduction d'une granulométrie en cours d'évolution pour les échantillons dont le substrat est couvert par la toile de jute. Sur la figure 79, il apparaît que les échantillons de substrat recouvert par le filet contiennent moins d'éléments grossiers et par conséquent plus d'éléments fins que les échantillons témoins ; ceci est principalement vrai pour les prélèvement 2 et 3. La figure 81 donne les courbes granulométriques cumulatives pour les 6 échantillons. Les courbes des échantillons SF sont systématiquement au dessus de celle des échantillons T. En d'autres termes, cela confirme que les échantillons prélevés sous le filet contiennent une plus grande proportion de matériaux fins. Pour chaque maille des tamis, la différence des fréquences relatives entre l'échantillon T et SF d'un même prélèvement a été quantifiée. Les résultats sont donnés à la figure 82 et dans le tableau 36. La première constatation est qu'il existe une maille de tamis, que l'on peut appelé "diamètre seuil", au dessous duquel les proportions de matériaux sont systématiquement plus grandes pour l'échantillon SF que pour l'échantillon T. Ceci est vrai pour les trois intensités de pente. La deuxième constatation est que les différences maximales entre les classes (T-SF), ainsi que le "diamètre seuil" augmentent lorsque la pente augmente (tableau 36) : les différences maximales peuvent atteindre presque 3 % lorsque la pente est de 92 % alors qu'elles ne dépassent pas 2 % lorsque la pente est de 24 %. La différence de texture entre les échantillons T et SF semble donc être d'autant plus grande que la pente est forte. Néanmoins cela n'est pas la traduction d'une plus grande influence du filet. En effet, alors que les indices Q1, Md et Q3 augmentent lorsque la pente augmente pour les échantillons T, ceux ci ne montrent pas d'évolution particulière pour les échantillons SF (tableau 3). Ainsi la présence du filet inhibe ou ralentit le tri granulométrique naturel des versants et tend à induire une homogénéité de texture du substrat quelle que soit la pente considérée. La différence granulométrique entre le substrat recouvert et non recouvert augmente donc lorsque la pente augmente parce que la granulométrie du substrat non couvert varie avec la pente et que celle du substrat couvert tend à être la même quelle que soit la pente.

7 Fréquence cumulée (%) Prélèvement 1 (pente = 24%) sous filet 7 témoin Fréquence cumulée (%) Prélèvement 2 (pente = 72%) sous filet 7 témoin Fréquence cumulée (%) Prélèvement 3 (pente = 92%) sous filet 7 témoin Figure 81. Courbes granulométriques cumulatives des 3 prélèvements.

8 T1-SF1 (%) Pente de 24 % T2-SF2 (%) pente de 72 % T3-SF3 (%) Pente de 92 % Figure 82. Variations de la différence de la fréquence relative entre les échantillons T et SF en fonction de la pente.

9 Pente 24% 72% 92% Diamètre seuil (mm) [.8-1] [1.6-2.] [2.-4] Différences maximales (%) Tableau 36. Influence de la pente sur les caractéristiques granulométriques. 4. CONCLUSION Le filet en toile de jute biodégradable a une influence considérable sur les terrains de marnes noires qu'il recouvre : sous son couvert, il y a une diminution des matériaux grossiers au profit des matériaux plus fins. Dans un premier temps, le filet retient en place le substrat naturel qui se désagrège progressivement, et dans un deuxième temps retenir les produits de dégradation plus fins. Ainsi, outre son action de réduction de l'érosion (chapitre 6), il tend à inhiber le tri granulométrique dynamique le long des versants ; en d'autres termes il tend à annihiler l'effet de la pente et à rendre homogène la texture du substrat qu'il recouvre. L'impact du géojute sur la texture est d'autant plus intéressante que l'on a vu, au chapitre 3, que la vitesse de croissance du système racinaire est plus rapide lorsque la granulométrie du substrat est fine. L'utilisation d'un tel matériau peut donc augmenter considérablement la réussite d'une opération de végétalisation.