Des chercheurs de l'IIT Mandi mesurent l'impact de la bio-ingénierie contre l'érosion des sols

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Des chercheurs de l'Institut indien de technologie, IIT Mandi, ont récemment examiné le potentiel des plantes et des fibres dans la lutte contre l'érosion des sols. Les résultats de ces travaux ont été récemment publiés dans le célèbre Journal of Soil and Sediments, dans un article co-écrit par le Dr Kala Venkata Uday, professeur agrégé à l'École de génie civil et environnemental de l'IIT Mandi, et le Dr Arnav Bhavsar Vinayak, professeur agrégé. École d'informatique et de génie électrique, IIT Mandi, et leurs chercheurs Charu Chauhan, Manvendra Singh.

L’érosion des sols, un problème environnemental mondial complexe, a retenu l’attention du monde entier. Le Partenariat mondial sur les sols, dirigé par la FAO, fait état d'une érosion annuelle de 75 milliards de tonnes de sols dans le monde, entraînant une perte financière estimée à 400 milliards de dollars par an. Ce problème touche particulièrement l’Inde, où près de 60 pour cent des terres sont confrontées à l’érosion.

Environ 145 millions d'hectares de terres dans le pays sont nécessaires aux efforts de conservation immédiats sur une superficie totale déclarée de 305,9 millions d'hectares.

L’érosion des sols a des conséquences considérables, notamment une perte de fertilité des sols, une capacité de rétention d’eau réduite, une baisse des rendements agricoles, une augmentation du ruissellement et des dommages environnementaux dus à la sédimentation des masses d’eau. De plus, l’érosion des sols déstabilise le sol, le rendant plus sensible aux glissements de terrain sur les pentes abruptes.

On sait depuis longtemps que les racines des plantes peuvent réduire efficacement l’érosion des sols en améliorant leurs propriétés, en empêchant leur détachement par les gouttes de pluie et en réduisant le ruissellement. La pratique de la bio-ingénierie utilise des plantes et des fibres vivantes pour stabiliser le sol et atténuer l'érosion. Au-delà de la sauvegarde des sols, la bio-ingénierie favorise également la biodiversité en introduisant des espèces végétales indigènes. L'équipe de l'IIT Mandi a conçu des méthodes pour évaluer l'efficacité des solutions de bio-ingénierie dans le contrôle de l'érosion.

Les chercheurs ont mis en place un laboratoire rentable pour les études d'érosion dans des conditions de pluie simulées. Cette configuration permet de tester de manière contrôlée les effets de l'intensité des précipitations, de l'inclinaison de la pente, de la texture du sol et de la couverture végétale sur l'érosion des sols. L’équipe utilise l’analyse d’images pour quantifier l’érosion des sols et montrer l’efficacité des méthodes de bio-ingénierie pour la prévenir. Leur étude fournit également des informations sur les mécanismes de détachement, de transport et de dépôt du sol.

Le Dr Arnav Bhavsar Vinayak a déclaré : « L'analyse d'images fonctionne bien pour les petites zones telles que les remblais routiers, les pentes et les courts tronçons naturels. Mais pour les zones plus grandes, les véhicules aériens sans pilote (UAV) et l'imagerie de télédétection sont meilleurs. Notre approche, qui utilise La détection et le remplissage des contours sont meilleurs que les techniques existantes qui sont souvent complexes et coûteuses. »

L’étude a montré que les racines naturelles de la végétation et les fibres ajoutées peuvent travailler ensemble pour améliorer considérablement la cohésion du sol. Le type de sol, la teneur en humidité et le renforcement influencent collectivement les taux d’érosion, offrant ainsi un aperçu des stratégies de conservation des sols. Cette approche multidisciplinaire, combinant bio-ingénierie et analyse d’images, offre une voie prometteuse pour relever le défi de l’érosion des sols.

Les chercheurs ont montré comment la végétation naturelle et l'ajout de fibres d'oie d'Inde peuvent transformer une zone d'érosion intense en une zone pratiquement « sans érosion ». L'étude montre que le choix du bon matériau (fibre ou végétal) et sa quantité dépendra du type d'érosion (causée par éclaboussures ou ruissellement) et de la forme d'érosion (feuille ou rigole). Ces recherches visent à rendre les méthodes de contrôle de l'érosion plus efficaces et à promouvoir l'utilisation de matériaux naturels.

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En termes d'implications pratiques et de travaux futurs, le Dr KV Uday a déclaré : « Nous avons développé une méthode simple pour évaluer le caractère convaincant des solutions naturelles d'atténuation de l'érosion. Notre méthode permet de différencier l’érosion induite par les éclaboussures et l’érosion induite par le ruissellement, une capacité qui manque aux méthodologies actuelles. En outre, les études numériques contribuent à améliorer les stratégies spécifiques de contrôle de l’érosion des sols dans les grands champs.