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Zones tampons : définition et typologie

Employées pour intercepter et atténuer les transferts de contaminants d’origine agricole vers les milieux aquatiques, les zones tampons peuvent prendre des formes multiples. L'enjeu : bien comprendre les processus en jeu pour déterminer le ou les types(s) de dispositif(s) les mieux adapté(s) à chaque contexte.

Définition

Le terme de zone tampon (« buffer zone » en anglais) désigne ici tout espace interstitiel du paysage rural, maintenu ou expressément mis en place pour assurer une fonction d’interception et d’atténuation des transferts de contaminants d’origine agricole vers les milieux aquatiques. Il s’agit généralement de dispositifs rustiques, conçus pour être facile à aménager, engendrer un minimum de coûts et nécessiter peu d’entretien.

De par cette définition, une zone tampon peut inclure différents types d’éléments du paysage : surfaces enherbées, haies, ripisylves et plans d’eau pour les plus connus. Les spécificités de chacune, en termes de fonctionnement et selon leur positionnement dans le bassin et le contexte associé, leur confère une plus ou moins bonne efficacité face aux différents types de transfert et catégories de contaminants à l’origine de la contamination des milieux aquatiques.

Ainsi, toutes les zones tampons ne permettent pas de répondre aux mêmes objectifs et il est indispensable de bien connaître les processus en jeu (ainsi que les contraintes de faisabilité) pour déterminer quel(s) dispositif(s) mobiliser en fonction de l’objectif recherché. Par ailleurs, ces éléments du paysage peuvent jouer d’autres rôles (préservation de la biodiversité, lutte contre les inondations…) ; une prise en compte de ces bénéfices supplémentaires peut également orienter le choix de tel ou tel aménagement.

Les rubriques suivantes reprennent en grande partie des éléments issus du guide édité par le CORPEN « Les fonctions environnementales des zones tampons : les bases scientifiques et techniques de protection des eaux ».

Typologie

Les différents types de zones tampons peuvent être classés selon diverses caractéristiques : type de végétation en place, géométrie, état hydrique… Cette classification n’a qu’une valeur descriptive (il existe un certain nombre de cas particuliers, intermédiaires ou mixtes) et il est avant tout nécessaire de faire appel à une bonne compréhension des processus en jeu pour déterminer quel(s) type(s) de dispositif doivent être mobilisé(s) pour répondre aux objectifs recherchés.

Classement selon le type d'éléments du paysage

L’aspect visuel est l’une des entrées les plus simples pour illustrer et décrire la diversité des éléments du paysage pouvant jouer le rôle de zone tampon. On distingue ici 5 catégories principales :

Les dispositifs enherbés

Ils comprennent l'ensemble des zones tampons dont la végétation, spontanée ou implantée, est constituée d'espèces herbacées (graminées principalement).

Les dispositifs ligneux

Dispositifs dont la végétation est principalement constituée d'espèces arborées et arbustives.

Talus

Les talus correspondent à de petites levées de terre en bordure de parcelle, d’une hauteur généralement comprise entre 50 cm et 1,5 m. Qu’ils soient enherbés ou plantés de haies, ils ont avant tout une influence importante sur les chemins hydrauliques dans les territoires ruraux :

  • en faisant obstacle aux écoulements superficiels,
  • en favorisant l’infiltration de l’eau,
  • ou en retenant l'eau de manière temporaire.

Fossé

Ce type de dispositif constitue typiquement une catégorie de zone tampon intermédiaire, partageant des caractéristiques communes avec les dispositifs enherbés et les dispositifs de type plan d’eau. Leur fonction principale est généralement de recueillir l’eau de ruissellement ou de drainage issue des parcelles agricoles pour l’acheminer au réseau hydrographique.

Au premier abord, ils constituent donc une voie préférentielle pour le transfert rapide de contaminants agricoles vers le milieu récepteur. En tant qu’espaces interstitiels, souvent préexistants dans les paysages agraires, ils offrent néanmoins une opportunité : une conception et un entretien appropriés permettent l’installation et le maintien d’une végétation propice à leur faire jouer un rôle tampon de manière à ralentir les écoulements et favoriser ainsi les processus de rétention et de dégradation des contaminants.

Plan d’eau

Ce type de dispositif inclut tout plan d’eau à surface libre, artificiel ou non, destiné à intercepter et stocker temporairement les flux d’eau et de contaminants en provenance des parcelles agricoles situées à l’amont. Ces dispositifs conviennent particulièrement à la gestion des écoulements concentrés, qu’il s’agisse de transferts par ruissellement déjà organisés (fossés) ou de transferts par drainage agricole. Dans ce cas, c’est le temps de résidence de l’eau contaminée au sein du dispositif qui constitue le critère déterminant pour son efficacité.

Classement selon un gradient sec-humide

Parmi les critères de classification descriptifs, l’état hydrique constitue un critère intéressant puisqu’il détermine en grande partie le fonctionnement et les processus mis en jeu au sein du dispositif :

  • les zones tampons « sèches » correspondent à des zones tampons composées d'une végétation herbacée ou ligneuse des milieux terrestres qui ralentissent le ruissellement et favorisent son infiltration. Leur efficacité dépend de la rugosité de la surface du sol, de sa capacité d’infiltration, et des conditions biogéochimiques qui contrôlent l’adsorption et la transformation des substances dans le sol.
  • les zones tampons « humides » présentent généralement un plan d’eau libre plus ou moins temporaire accompagné d’une végétation spécifique des milieux humides. Leur efficacité dépend avant tout du temps de séjour des contaminants, des conditions physico-chimiques (température, pH, teneur en oxygène et en carbone organique dissous, potentiel redox) et de l’activité biologique permettant la dégradation des contaminants.

Bien entendu, il existe entre ces deux pôles toute une série de situations intermédiaires selon que le dispositif connaît des conditions humides ou sèches plus ou moins temporaires.