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Mythes, enjeux et perspectives pour une agriculture durable

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Article initialement publié dans la revue Agriculture et Environnement, écrit par Fiona Shaw, Coordinatrice technique & scientifique pour l’ANDHAR avec le soutien d’Emmanuel Chalumeau

Drainage agricole : une technique ancestrale au service des sols

Le drainage agricole est une technique d’aménagement permettant la gestion de l’excès d’eau dans les sols. En recueillant les eaux libres gravitaires, il permet de mieux exploiter les terres agricoles : régularité et sécurisation des rendements, facilitation des interventions sur les parcelles, diversification de la production… Autant d’avantages qui améliorent à la fois la situation économique des exploitations et la qualité de la production.

 

Bien que le drainage ait aujourd’hui mauvaise presse, souvent par manque de connaissances, il s’agit d’une technique historique qui était utilisée dès l’époque romaine. On retrouve encore régulièrement d’anciennes tranchées remplies de graviers ou de branches puis recouvertes, ou encore des drains en poterie dans les parcelles. D’abord appelé assèchement puis assainissement (termes qui participent à la confusion autour de ce qu’est le drainage), le terme actuel est issu du verbe anglais « to drain ». Aujourd’hui, on distingue le drainage, qui concerne les travaux dans la parcelle, de l’assainissement, qui concerne plutôt les ouvrages collectifs à l’extérieur de la parcelle – et ce, quels que soient les types d’ouvrages concernés : rigoles, fossés ou drains enterrés.

 

Le drainage par drains enterrés s’est généralisé grâce à la mécanisation de la pose. Il a connu un essor sans précédent dans les années 1970 et 1980, subventionné par l’Etat en parallèle du remembrement. Les réseaux de drainage et d’assainissement étaient alors conçus collectivement, à l’échelle des bassins versant.

 

La fin des subventions dans les années 1990 a été suivie d’une montée en pression progressive des contraintes réglementaires dans les années 2010. En 2010, environ 10% de la surface agricole utile française était drainée. Bien qu’environ 10 000 ha soient encore drainés par an, les professionnels constates un ralentissement considérable du rythme du drainage agricole – dans les années 2010, ce chiffre était d’environ 30 000 ha/an. 

 

Pourtant, il reste une technique incontournable pour la gestion de l’eau sur les parcelles hydromorphes. En réduisant les excès d’eau qui asphyxient les cultures et empêchent d’intervenir dans de bonnes conditions, il diminue le ruissellement, favorise l’infiltration et limite le tassement – autant de sujets encore au goût du jour. 

Chalumeau Drainage et l’ANDHAR : pionniers d’un drainage responsable

L’histoire de l’entreprise de drainage Chalumeau débute en 1973, quand Noël Chalumeau décide de drainer lui-même une parcelle hydromorphe difficilement exploitable sur sa ferme. Dès le début, le drainage ne fonctionne pas – de la recherche de solutions pour le réparer, naît une collaboration longue d’une dizaine d’années avec le département de Sciences du sol de l’INRA de Dijon. Riche de cette expertise, Noël décide de créer en 1981 la S.A.S Chalumeau Drainage. Spécialisée dans le drainage sur-mesure, l’entreprise arrive à se démarquer de la concurrence rude dans les années 80 et à survivre à la crise du drainage suite à l’arrêt des subventions dans les années 1990.

 

En 2010, l’entreprise devient l’un des membres fondateurs de l’ANDHAR, ou Association Nationale de Drainage et d’Hydraulique Agricole Responsable. L’objectif de l’association est de fédérer tous les acteurs du drainage agricole en France, entreprises de drainage et coopératives mais pas que : les adhérents comptent aussi des chercheurs, chambres d’agriculture, pédologues, bureaux d’études… L’ANDHAR se veut porte-drapeau d’une autre image du drainage : un drainage agricole raisonné, partie intégrante des solutions répondant aux enjeux de la gestion de l’eau en agriculture dans un contexte de changement climatique et de transition agroécologique. 

champ drainage agricole

Drainage agricole : ce que l’on croit… et ce qu’il en est

Zones humides et drainage : démêler le vrai du faux

Dans les années 70 et 80, les drainages effectués dans le cadre du remembrement résultaient d’une volonté de conquête de terres agricoles sur les espaces naturels. Dans ce contexte, de nombreuses zones humides ont été drainées afin d’implanter des cultures – c’est le cas par exemple du marais poitevin, où 2 000 à 4 000 ha ont été drainés par an entre 1988 et 1992 dans le cadre du Schéma d’aménagement des marais de l’Ouest.

 

Aujourd’hui, ce genre de drainage n’est plus pratiqué, d’une part car la réglementation est devenue fortement prohibitive, et d’autre part à cause de contraintes techniques et financière. En effet, par définition, les zones humides stockent l’eau car il n’y a pas d’exutoire : faute de point de sortie, il est impossible de drainer sans mettre en œuvre d’importants moyens techniques. Le coût de ce genre de travaux d’aménagements ne pouvant pas être assumé à l’échelle d’une ou de quelques parcelles, il n’est pas possible de les mettre en œuvre faute de subventions publiques et de travaux collectifs. Ainsi, plus que les contraintes réglementaires, ce genre d’atteinte aux zones humides n’est plus d’actualité hors du contexte de remembrement agricole.

 

Il est bien sûr important de préserver les zones humides, qui remplissent de nombreuses fonctions hydrologiques, biogéochimiques et écologiques : stockage et restitution de l’eau, rôle de filtration, stockage de carbone, réservoir de biodiversité… De nos jours, le drainage ne concerne ni les zones humides ni le rabattement de nappes phréatiques, mais uniquement les zones sujettes aux stagnations d’eau de subsurface. Sur ces parcelles à faible drainage naturel, un plancher imperméable ralentit voire empêche la percolation de l’eau en profondeur. L’eau s’accumule dans les horizons supérieurs où elle asphyxie les plantes et la vie biologique, puis ruisselle ou stagne à la surface. Le drainage permet d’évacuer les eaux gravitaires en excès sans affecter la capacité au champ, et diminue les stagnations et ruissellements au profit de l’infiltration de l’eau dans le sol.

 

Ainsi, que ce soit à cause de contraintes réglementaires, techniques ou tout simplement la responsabilité envers la protection de l’environnement, le drainage agricole ne concerne plus les zones humides. Il permet simplement de restaurer un équilibre hydrique sur les parcelles à stagnations de surface et de subsurface. C’est ce drainage responsable qui est promu et soutenu par l’ANDHAR à travers ses actions. 

Drainage et crues : mythe ou réalité ?

Le drainage est souvent accusé non seulement d’assécher les sols, mais aussi d’aggraver les crues. Pourtant, en restaurant un fonctionnement hydrique optimal à l’échelle parcellaire, le drainage favorise l’infiltration de l’eau dans le sol. Les eaux de drainage sont les eaux gravitaires, qui ne sont pas retenues dans le sol, et qui autrement stagnent ou ruissellent sur les parcelles hydromorphes. 

 

Quant à l’effet du drainage sur les crues, bien qu’il soit difficile à quantifier, il est admis qu’il est multifactoriel : il va dépendre de la nature des sols, du dimensionnement du réseau et de l’intensité de la pluie. Bien que l’eau circule plus rapidement dans un sol drainé pour les petites pluies, c’est tout le contraire pour les crues moyennes. Pour ces dernières, le réseau de drainage joue un rôle de stockage temporaire de l’eau, ce qui va ralentir la montée de la crue et écrêter le pic de crue. Enfin, pour les crues exceptionnelles, le drainage n’a plus d’effet : l’hydrosystème est saturé, le ruissellement prend le dessus. 

 

Un réseau de drainage est conçu pour évacuer efficacement une certaine quantité d’eau, correspondant à des pluies d’occurrence moyenne. Cette quantité d’eau correspond généralement à des précipitations journalières entre 12 et 17 mm. Lorsque les précipitations dépassent cette capacité, le système de drainage atteint sa limite de débit. Autrement dit, le drainage ne peut pas écouler plus d’eau vers l’exutoire que la quantité pour laquelle il a été dimensionné. L’excès va alors s’accumuler en surface et ruisseler.

 

Pour limiter l’impact des crues, il faut plutôt réfléchir à l’échelle des bassins versants et regarder du côté des réseaux d’assainissement : fossés rectilignes et approfondis qui accélèrent la circulation de l’eau, manque de zones d’expansion des crues…

Prairies et drainage : qui fait quoi ?

Le retournement de prairies est l’un des chevaux de bataille dans la lutte contre la pollution des eaux par les nitrates. Le drainage est parfois accusé de contribuer au retournement des prairies. Mais est-ce qu’on retourne les prairies parce qu’on veut les drainer, ou est-ce qu’on draine les prairies parce qu’on veut les retourner ?

 

La diminution de la surface en prairie est avant tout la conséquence d’une déprise agricole qui affecte plus particulièrement l’élevage. Les systèmes de polyculture-élevage connaissent un fort recul à partir des années 60, au profit des grandes cultures plus rentables. L’intensification de l’élevage conduit à diminuer les surfaces toujours en herbe pour produire des céréales.

 

Les prairies sont souvent plutôt situées dans des zones peu propices à la culture. Ainsi, leur retournement est parfois accompagné d’un drainage de la parcelle lorsque celle-ci est sujette aux stagnations d’eau. Le drainage permet de diversifier les cultures mises en place, par exemple en mettant en place des cultures d’hiver comme le blé, le colza. Sur une prairie retournée, le drainage aide à éviter la monoculture de maïs qui, étant une culture de printemps, n’est pas affecté par les excès d’eau hivernaux.

 

Sans parler du fait que toutes les prairies drainées ne sont pas forcément retournées : le drainage apporte aussi son lot de bénéfices sur prairie pâturée. Que ce soit une meilleure portance du sol qui évite le tassement, une diminution du parasitisme qui permet d’améliorer la santé des animaux tout en réduisant l’usage de produits vétérinaires, le drainage peut être une clé pour protéger et améliorer l’état des prairies.

Drainage et agriculture moderne : un outil de transition

Pluies, sécheresses et drainage : un allié pour les sols

Dans un contexte de changement climatique, on pourrait penser que le drainage, qui fonctionne essentiellement en hiver, de novembre à mars, ne servira plus à rien – et pourtant, justement, c’est tout le contraire.

 

L’effet du changement climatique sur les pluies reste incertain. Globalement, elles devraient diminuer dans le Sud en été, et augmenter dans le Nord en hiver. Les épisodes de pluie extrême deviendront plus intenses et plus fréquents, et les précipitations seront plus variables d’une année à l’autre. Dans l’historique récent, ces tendances sont déjà visibles, avec un hiver très sec en 2022-2023 et très pluvieux en 2023-2024.

 

Lors des épisodes pluvieux, le drainage permet un ressuyage plus rapide des parcelles : il diminue la période d’asphyxie et donc les pertes de rendement, et améliore la portance du sol pour permettre d’intervenir dans la parcelle au bon moment, sans tasser le sol. Quant aux épisodes de sécheresses, le drainage n’est pas néfaste, au contraire. En diminuant les périodes d’asphyxie, il permet une meilleure exploration racinaire du sol et donc une augmentation de la réserve d’eau utilisable par les plantes. L’expérience montre que même lors des épisodes de sécheresse estivale, les cultures se portent mieux au-dessus de la tranchée de drainage grâce à un meilleur enracinement.

Figure 1 – Exemple du meilleur développement des cultures apporté par une tranchée de drainage (Source : A.T.M.O)

Drainage responsable : vers une agriculture plus durable

L’un des enjeux de la transition agroécologique est de diminuer l’impact de l’agriculture sur l’environnement, et notamment la qualité de l’eau. Pour ce faire, il faut d’une part adapter les pratiques en diminuant le recours aux intrants, et d’autre part limiter le lessivage et la lixiviation qui viennent polluer les milieux naturels.

 

Avant de venir diminuer la quantité d’intrants utilisés, il faut d’abord améliorer l’efficience de leur application en évitant une inadéquation entre les quantités appliquées et les quantités réellement utilisées par les cultures. Pour ce faire, il faut d’abord éviter les pertes de rendement et aussi pouvoir venir appliquer les engrais ou produits phytosanitaires au bon moment, lorsque les plantes en ont besoin. Le drainage, en facilitant l’accès aux parcelles grâce à un meilleur ressuyage, permet d’augmenter les jours disponibles pour les interventions et de mieux planifier les interventions culturales. Par ailleurs, le drainage peut devenir un allié du passage au bio : le recours au désherbage mécanique impose en effet des dates d’intervention très précises.

 

Concernant l’enjeu de pollution des cours d’eau, le drainage permet aussi de diminuer les phénomènes de ruissellements et d’érosion, et donc le lessivage des intrants par l’arrivée de matières en suspension dans l’eau. En effet, les ruissellements sont responsables d’environ 90% des exportations de matières en suspension. La diminution du lessivage des matières en suspension permet aussi de limiter l’exportation en produits phytosanitaires et en phosphore, ces éléments peu solubles restant liés aux particules de sol.

Figure 2 – Exemple d’érosions consécutifs à de fortes pluies (Source : A.T.M.O)

Le drainage facilite la circulation de l’eau et est donc souvent associé à une perte d’éléments solubles, dont les nitrates. Cependant, on peut se demander si le drainage contribue à lixivier les nitrates, ou alors est-ce qu’il permet simplement d’observer la lixiviation ? En effet, sur les parcelles à fort drainage naturel (réseaux karstiques notamment), on ne peut pas contrôler les éléments solubles entraînés par la percolation de l’eau en profondeur. Dans tous les cas, les pratiques agricoles adaptées restent le premier levier pour empêcher la lixiviation, que ce soit sur une parcelle drainée ou non : fractionnement des apports en dehors de la saison de drainage intense (novembre à mars), éviter de laisser les sols nus en hiver, et tenir compte des reliquats et des besoins des cultures.

 

Il est aussi important de noter que le drainage permet de ramener une pollution diffuse par les ruissellements, difficile à mesurer ou à traiter, en un exutoire ponctuel : la sortie de drainage. Ainsi, le drainage permet d’une part un suivi des éléments exportés, et d’autre part, une remédiation de l’eau avant son rejet dans le milieu naturel. C’est le rôle des Zones Tampon Humides Artificielles, ou ZTHA, qui peuvent être aménagées en sortie de drainage. Elles vont stocker temporairement les eaux de drainage, permettant de sédimenter les matières en suspension et de réduire la concentration en contaminants agricoles. Il a été montré qu’une ZTHA permet d’abattre la charge en nitrates de 11%, en produits phytosanitaires de 37%.

 

Ainsi, lorsqu’il est bien pensé, bien dimensionné, et avec les aménagements adaptés à l’exutoire, le drainage agricole peut devenir un allié de la qualité de l’eau dans un contexte de transition agroécologique.

RÉUTILISER L’EAU DE DRAINAGE : UNE PISTE POUR DEMAIN

Le drainage n’appartient pas au passé de l’agriculture, il peut au contraire jouer un rôle moteur dans une transition vers l’avenir. Avec des perspectives de tension croissante autour de l’usage de l’eau, le concept de réutilisation des eaux fait son chemin.

 

Le drainage diminue les ruissellements diffus et ramène les eaux gravitaires en un exutoire. Avec une lame d’eau drainée qui représente environ 200 mm d’eau par hectare par an, l’idée de récupérer les eaux de drainage pour les réutiliser semble plus qu’intéressante. Pour mettre cette quantité en perspective, pour une saison d’irrigation, il faut 300 à 400 mm d’eau pour de la pomme de terre, 400 à 500 mm pour le maïs, 200 à 700 mm pour les arbres fruitiers… Réutiliser les eaux de drainage permettrait donc de couvrir une partie des besoins d’irrigation, en plus de limiter les flux de polluants vers les cours d’eau.

 

Cependant, ces perspectives restent difficilement envisageables à l’échelle parcellaire et nécessiteraient des travaux collectifs, à l’échelle des bassins versants. Pour améliorer l’efficacité de la gestion de l’eau à grande échelle, il est nécessaire que les politiques publiques tiennent compte de tous les enjeux – que ce soit le drainage ou l’irrigation.

Conclusion

Le drainage agricole, loin d’être une pratique d’un autre temps, nuisible à l’environnement, apparaît aujourd’hui comme un outil non négligeable pour une gestion raisonnée de l’eau et des sols. Associé à tort à l’intensification agricole, en dépassant les idées reçues il peut pourtant contribuer à sécuriser les rendements, améliorer la qualité des prairies et limiter le ruissellement, tout en s’intégrant dans le cadre de pratiques agricoles plus responsables. Bien pensé et accompagné d’aménagements adaptés tant à l’échelle de la parcelle que du bassin versant, il ouvre la voie à une agriculture plus durable, plus résiliente face aux aléas climatiques, et capable d’allier productivité et respect de l’environnement.

Sources :

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