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L’influence de la végétation sur le cycle de l’eau

Le cycle de l’eau, c’est quoi ? 

Le cycle de l’eau correspond à l’ensemble des transferts d’eau (sous forme liquide, solide ou gazeuse) entre les réservoirs d’eau sur Terre (océans, atmosphère, lacs, cours d’eau, nappes d’eau souterraine, glaciers). Le moteur de ce cycle est l’énergie solaire qui, en favorisant l’évaporation de l’eau, entraine tous les autres échanges.

Dans le détail, l’eau contenue dans les grands réservoirs d’eau tels que les océans, les lacs ou les rivières, s’évapore (sous forme de vapeur d’eau) sous l’action du soleil (via la chaleur) dans l’atmosphère (Fig. 1). Par la suite, cette vapeur d’eau se condense pour former des nuages qui, en se refroidissant, engendrent des événements pluvieux. Une partie de cette eau va être inclue au sein des écoulements de surfaces (rivières, fleuves, lacs) ; l’autre partie va percoler dans les sols. Cette dernière va alors, être utilisée par la végétation pour son besoin en eau. La végétation va ensuite transpirer (ou évapotranspirer) sous l’action du climat et de son métabolisme sous forme de vapeur d’eau, qui va être de nouveau intégrée à l’atmosphère.

Schéma du cycle de l'eau

Quel est le rôle de la végétation dans le cycle de l’eau ?

Il est primordial de prendre en compte la végétation dans le cycle de l’eau car elle fait partie intégrante de ce cycle. Il a été estimé qu’à l’échelle du globe, environ 70 billiards de litres d’eau s’évaporent des ecosystèmes terrestres chaque année (Stoy et al. 2019). Environ 70% (variant entre 62 et 74% selon les localités) de cette eau est redistribuée sous forme de pluie sur les écosystèmes terrestres (Tuinenburg et al. 2020). Des modèles ont également mis en évidence que le couvert végétal pouvait, au maximum, transpirer 7,5 millions de litres d’eau par hectare et par an (Vose et al. 2003). Ces chiffres sont fortement dépendants des espèces présentes et des conditions environnementales du site étudié. Par conséquent, la transpiration de la part de la végétation, couplée à l’ombre générée par le couvert, permet de réduire la température de l’environnement via l’augmentation de l’humidité relative de l’atmosphère. Ce paramètre correspond à la tenur en vapeur d’eau de l’atmosphère. Plus l’atmosphère est saturée en vapeur d’eau (proche de 100%), plus la température ressentie va être « fraîche ».

 

C’est un bénéfice écosystémique de premier intérêt pour lutter contre les îlots urbains de chaleur, notamment dans un contexte de changement climatique. En effet, la température au sein des zones urbaines est, en général, plus importante de 2,5°C par rapport aux zones rurales (Nuruzzaman 2015). Grâce à l’évapotranspiration et l’ombre, une zone végétalisée peut réduire, localement, la température de 1,5 à 2°C. Cet effet peut être plus important en fonction des conditions climatiques de la zone étudiée et du type de végétation implantée (jusqu’à 4 à 6°C, Perini and Magliocco 2014).

L’urbanisation et son impact sur le cycle de l’eau

Un autre phénomène lié aux zones urbaines est l’artificialisation des sols, due à l’étalement de l’urbanisation. Cela consiste à transformer un sol naturel, agricole ou forestier, par des opérations d’aménagement, entrainant une imperméabilisation partielle ou totale. Cela peut, à termes, perturber le cycle de l’eau, au niveau local, en diminuant la percolation des eaux pluviales dans le sol et intensifier les éventuels problèmes d’inondation d’un territoire. Ainsi, la renaturalisation via l’implantation de zones forestières, peut être un moyen économique et efficace d’améliorer le cycle de l’eau à l’échelle locale et de réduire les risques d’inondation. En effet, il a été démontré que la présence de systèmes racinaires dans les sols permettait de diminuer la résistance (paramètre permettant de déterminer la résistance des sols à une pression) de ces derniers (Nawaz et al. 2013). Ainsi plus un sol est résistant, moins la percolation de l’eau dans ce dernier va être effective.  Par conséquent, l’ajout d’un couvert végétal permet le maintien d’une bonne percolation de l’eau et une diminution des écoulements de surface.

 

Pour conclure, une plantation forestière peut réduire les phénomènes d’ilots urbains de chaleur mais également améliorer l’écoulement des eaux de pluie à l’échelle locale.