Edition n° 3 / 2025

Effet stabilisateur de la végétation riveraine

Les racines des plantes riveraines et la pratique du génie biologique – Combler le fossé entre larecherche et la mise en application.

La   un élément clé pour stabiliser les berges, atténuer l’érosion et contribuer à la résilience dynamique des cours d’eau, en raison de l’effet multiplicateur de ses fonctions écologiques. Pourtant, malgré des décennies de recherches démontrant les rôles hydrauliques, géotechniques et écologiques des plantes riveraines, l’intégration de ces connaissances dans les approches d’ingénierie reste partielle et fragmentée. L’une des raisons est que l’utilisation des arbres repose en partie sur des mécanismes de renforcement racinaire difficiles à quantifier. De nouvelles théories se développent lentement, mais demeurent largement inaccessibles en raison de leur complexité et de la difficulté à quantifier les paramètres. Les articles rassemblés dans ce numéro spécial reflètent à la fois les avancées réalisées en sciences forestières, en géotechnique et en écohydraulique pour quantifier le rôle des racines, et les défis persistants pour les traduire en solutions de génie biologique efficaces et interdisciplinaires.

Faire progresser les calculs quantitatifs en génie biologique demeure un défi, notamment en raison du manque d’outils de modélisation capables de prédire le développement des racines dans les sols riverains. Un premier pas dans cette direction est l’interface graphique conviviale (GUI) proposée par Perona et Calvani, qui implémente le modèle stochastique de Tron et al. (2014) pour prédire le profil vertical attendu de densité racinaire à proximité des cours d’eau. Les interactions complexes entre racines, sol et eau le long des berges résultent en deux tropismes principaux, l’hydrotropisme et l’aérotropisme, moteurs essentiels de la croissance racinaire. Le modèle fournit donc un profil racinaire vertical attendu en fonction de grandeurs physiques telles que les séquences temporelles de niveaux d’eau, la texture du sol et l’espèce végétale, soit autant d’informations facilement disponibles. De cette manière, la GUI permet de dépasser la difficulté d’application de la solution analytique de Tron et al. (2014), tout en la rendant accessible à la pratique de l’ingénierie.

L’érosion des berges illustre bien la complexité de relier fonctions écologiques et pratique en ingénierie. Elle menace les infrastructures, les terres agricoles et la qualité de l’eau, tout en exacerbant les risques d’inondation. Les interventions de génie écologique, telles que la protection végétalisée des berges, offrent des alternatives prometteuses aux mesures purement structurelles. L’étude présentant l’application de BankforNET illustre comment la modélisation probabiliste peut intégrer le renforcement racinaire dans l’évaluation de l’érosion hydraulique en fonction de la biomasse racinaire et de sa distribution verticale et horizontale dans le sol. En offrant un outil d’aide à la décision, cet article contribue à combler le fossé entre les connaissances conceptuelles et les besoins des acteurs de la gestion des rivières et des forêts de protection.

Le passage des modèles à l’application réelle exige une collaboration interdisciplinaire. Comme le souligne l’article sur la planification des projets de protection contre les crues et de revitalisation, l’intégration d’objectifs écologiques et hydrauliques n’est possible que lorsque ingénieurs, écologues et autorités locales travaillent conjointement. Les études de cas montrent que les éléments végétaux, lorsqu’ils sont planifiés de manière interdisciplinaire, peuvent simultanément satisfaire des objectifs de protection, d’écologie et même de drainage urbain. Ce passage à une conception coopérative est crucial pour intégrer la végétation riveraine dans les solutions d’ingénierie courantes, nécessitant une meilleure compréhension de la réponse et de l’évolution de la biomasse souterraine.

Parallèlement, les investigations de terrain demeurent indispensables. L’étude sur l’exposition des racines de haies multifonctionnelles démontre comment une documentation précise de l’architecture racinaire éclaire la stabilisation des sols, la tolérance à la sécheresse et la compatibilité entre espèces. Ces résultats guident non seulement la sélection d’espèces pour le contrôle de l’érosion, mais révèlent aussi des interactions avec les pratiques agricoles, telles que les rotations culturales et la compétition avec les adventices. Ce travail empirique est essentiel pour ancrer les modèles dans la réalité biologique et rendre les recommandations concrètes pour les praticiens. De même, la pratique de longue date des fascines de saule pour la stabilisation des berges, documentée par 470 cas de terrain et des essais physiques, met en lumière la robustesse mais aussi les limites de cette méthode de génie biologique largement utilisée. Si les fascines réussissent dans la plupart des cas, les échecs proviennent souvent d’une reprise végétale insuffisante et d’une érosion du pied de berge non contrôlée, en relation avec le développement réel des racines. Sur ce cas, l’application de la GUI de Perona et Calvani et de l’outil BankforNET a été documentée afin d’évaluer le profil vertical attendu de densité racinaire et la biomasse, ainsi que leurs effets sur l’érosion hydraulique. Enfin, nous présentons un travail décrivant des produits innovants fabriqués en laine de bois suisse. Les nappes de laine de bois formant un matelas fibreux (commercialisées sous le nom Howolis) sont utilisées pour la protection contre l’érosion, tandis que les fascines de laine de bois (Q-Faschine), produites par compression de fibres de bois dans un maillage de coton, servent à stabiliser pentes et berges. Cet effort de recherche de longue date montre comment la laine de bois peut être utilisée en génie biologique pour développer des bases techniques permettant d’adapter la technologie aux conditions régionales (essences de bois, caractéristiques du sol).

Pris ensemble, les articles de ce numéro mettent en évidence à la fois les progrès réalisés et les lacunes persistantes. D’une part, des modèles innovants et des données de terrain permettent de mieux quantifier et prédire les effets de la végétation. D’autre part, leur application en pratique reste limitée par des approches disciplinaires, des simplifications excessives et une faible adoption par les praticiens. Le défi à venir est à la fois technique et institutionnel : encourager la collaboration, aligner les résultats de la recherche sur les besoins d’ingénierie et développer des cadres de suivi permettant de valider les solutions de génie écologique sur le long terme. Ce numéro spécial appelle ainsi à un dialogue renforcé entre chercheurs et praticiens. En ancrant les principes écologiques dans la pratique de l’ingénierie – tout en reconnaissant les contraintes concrètes de mise en œuvre – il sera possible de progresser vers des stratégies de gestion des rivières plus résilientes, tirant pleinement parti du potentiel des plantes riveraines dans le génie biologique moderne.