Une méthode d'entretien des bords de route connaît un regain d'intérêt. Quelles sont ses fonctions techniques, routières, écologiques et paysagères ?

Le fauchage-exportation est une pratique récente de gestion différenciée. Elle consiste à faucher une surface en herbe et à collecter l'herbe coupée pour l'exporter, autrement dit l'emporter hors de la parcelle.

Pourquoi tester la technique

Les dépendances routières, de quoi s'agit-il ?

Le réseau routier français (1 million de kilomètres) est constitué à 62 % de routes communales et 36 % de routes départementales. Les routes nationales représentent 1 % du réseau, et les autoroutes concédées et non concédées moins de 1 % chacune (CGDD, 2015).

Les dépendances routières sont constituées par l'ensemble du domaine public routier à l'exception des chaussées (Setra, 1994). Elles sont qualifiées de vertes si elles sont pourvues de végétation et de bleues pour le réseau des équipements d'assainissement (fossés, noues, bassins...).

Leur surface totale est difficile à évaluer. Les dépendances vertes peuvent varier de moins d'un mètre de large de chaque côté des routes communales à plus de 10 mètres de chaque côté des autoroutes.

Cependant, les derniers outils cartographiques et connaissances permettent aujourd'hui de mieux estimer ces surfaces. Elles auraient une superficie entre 4 500 et 5 000 km2 (évaluation interne Cerema Dter Ouest).

Les dépendances routières, milieux de transition entre la chaussée de la route et le paysage environnant, assurent différentes fonctions (voir Figure 1). Elles offrent des milieux végétalisés très différents : pelouses rases sur substrats peu profonds en bord de route, végétations prairiales, formations arbustives jusqu'au stade forestier en passant par les milieux humides du réseau d'assainissement (voir Figure 2).

L'entretien des dépendances

On appelle gestion des dépendances vertes les actions de planification des opérations d'entretien dans l'espace et le temps en fonction d'objectifs et de contraintes définis (voir Figure 3). L'entretien des dépendances permet de maintenir la végétation (herbacée, arbustive, arborée) à un niveau compatible selon les espaces avec les objectifs de gestion et les éventuelles contraintes spécifiques locales (incendies, avalanches, échardonnage).

Les termes de gestion extensive, raisonnée, écologique ou différenciée des dépendances vertes ont été largement utilisés pour décrire la gestion des bords de route mise en place depuis les années 1980. Le terme de gestion différenciée est celui qui représente le mieux la gestion actuelle des bords de routes basée sur le respect des paysages et de l'environnement tout en maintenant les fonctions et usages de la route.

Cette gestion connaît un regain d'intérêt depuis les années 2010 en raison :

- des réflexions issues du Grenelle de l'environnement, notamment sur les aspects trame verte et bleue ;

- des nouvelles possibilités offertes par le développement de certains outils mécaniques (technique d'élagage, aspiration) ;

- des nécessités sanitaires, environnementales et réglementaires de limiter les usages des produits phytosanitaires ;

- de la volonté des gestionnaires de rationaliser les sommes consacrées à l'entretien des routes et de leurs dépendances.

Techniques et matériel d'entretien

Pour les gestionnaires routiers, le terme de fauchage regroupe les opérations consistant à réduire la hauteur de l'herbe des dépendances vertes et à supprimer les espèces ligneuses : coupe, broyage, et évacuation éventuelle des déchets (Setra, 2008).

Dans la pratique, on parle de fauche mais les outils utilisés s'apparentent à des outils de broyage. À l'image des techniques de fauche des prairies agricoles, la fauche-broyage des bords de route a connu depuis les cinquante dernières années de profondes modifications avec la mécanisation des interventions. Autrefois récoltée manuellement à la faux ou pâturée, la gestion de l'herbe des bords de route doit de nos jours se faire rapidement, notamment pour répondre aux contraintes de trafic et de sécurité.

Les principaux outils de fauche-broyage se différencient de par leurs équipements (marteaux, fléaux, couteaux), largeur, sens et vitesse d'avancement. Deux types de matériels de fauchage normalisés sont fréquemment utilisés sur les dépendances (Setra 2008) : les roto-faucheuses et les faucheuses-débroussailleuses à bras articulé (ou FDBA). Leurs dénominations et leurs caractéristiques sont décrites par la norme NF EN 15436-1 (Sétra, 2010).

Le fauchage-exportation

Depuis peu, de nouveaux matériels permettent le ramassage de l'herbe des bords de route. La recherche de solutions énergétiques alternatives au pétrole devient notamment dans le cadre de la transition énergétique des territoires de plus en plus nécessaire.

Dans ce contexte, la DIR Ouest a inscrit dans son projet de service, à la suite de la révision de sa directive « dépendances vertes », une expérimentation à partir de 2015 de valorisation énergétique de la biomasse des bords de route. Cette gestion repose sur l'usage d'un matériel spécifique, avec un système de fauche-broyage classique combiné à un système d'aspiration et un caisson de ramassage (voir photo 1).

La DIR Ouest a donc chargé le Cerema Dter Ouest de proposer un protocole expérimental de suivi d'une expérience de valorisation de la biomasse prévue sur trois ans sur les dépendances vertes de la RN164 de la DIR Ouest, à Loudéac. Cette mission complète le travail réalisé depuis 2014 en termes d'assistance à maîtrise d'ouvrage du Cerema Dter Ouest sur la mise en place de la nouvelle directive « dépendances vertes ».

Le fauchage-exportation est une technique de gestion différenciée dont l'impact sur l'évolution des communautés végétales à long terme a été jusqu'ici peu étudié (Vende, 2016). Seuls quelques travaux, notamment dans l'ouest de la France, y sont consacrés (Rouault H.-P., 2013, Lebot N., ou Vallet J., 2014).

L'analyse de ces études nous indique plusieurs hypothèses relatives aux effets des techniques de fauche sur la végétation et de l'intérêt du fauchage exportation par rapport au broyage classique sur la biodiversité qu'il convient de vérifier et de compléter :

- intérêt écologique des dépendances vertes routières, corridors écologiques pour la faune et la flore (De Redon, 2008) ;

- intérêt écologique de l'exportation des résidus de fauche avec la diminution de l'apport de nutriment azotée dû à la décomposition de l'herbe (Schaffers et al., 1998) ;

- ralentissement de la pousse de l'herbe (Cauwer et al., 2005) ;

- augmentation de diversité végétale spécifique avec la diminution des poacées à croissance rapide au profit d'espèces moins exigeantes en azote (Gentiana, 2005).

L'intérêt du fauchage-exportation peut donc être multiple et nécessite une évaluation pour comprendre ses avantages et inconvénients par rapport à la fauche classique sur :

- les coûts d'entretien à court et long terme (curage, décapage, usure du matériel...) ;

- la fonction habitat et corridor pour la faune et la flore des dépendances vertes ;

- les problématiques d'eutrophisation de l'eau (érosion et pollution par lessivage des résidus de fauche/broyage) et d'inondation ;

- la gestion des espèces indésirables comme le chardon des champs, ou des espèces exotiques envahissantes ou patrimoniales.

Le travail réalisé

Lancement en 2015

L'objectif a donc été de suivre une expérimentation réalisée sur la RN 164 en utilisant des indicateurs permettant de juger des résultats sous les aspects énergétique, technique, organisationnel, environnemental, sécuritaire, financier et ainsi de pouvoir extrapoler les conditions et opportunités d'une généralisation de ces nouveaux modes de gestion.

La zone d'étude se situe en majeure partie sur la RN 164, entre les communes de Trémorel et Mûr-de-Bretagne, dans le département des Côtes-d'Armor.

L'année 2015 a été consacrée à la mise en place de l'expérimentation, d'un point de vue technique d'exportation et d'organisation ainsi qu'à une première description des faciès de végétation rencontrés. Un recalage technique et organisationnel a été fait sur la campagne 2016.

Cet article présente les aspects liés au protocole pour mesurer les effets de la technique de gestion sur les végétations de bords de route et les résultats sur la campagne de relevé effectuée sur la passe 1 d'accotement (richesse, intérêt pollinisateurs, effet gestion...) en juin 2016.

Suivi de la végétation

En 2016, un protocole de suivi, programmé sur plusieurs années, d'un panel de placettes sur accotement et délaissés a été élaboré. Le suivi concerne à la fois les accotements et les délaissés entretenus par fauchage-broyage classique, tonte répétée, ou fauchage-aspiration.

Vingt sites ont été physiquement marqués sur le revêtement en limite de fauche (voir photo 2) et géoréférencés. Ils ont fait l'objet de relevé de végétation afin de les suivre durant trois ans.

Des quadrats de 20 m² ont été ensuite étudiés et localisés pour les faire correspondre aux différentes zones entretenues par fauchage-exportation (voir Figure 4), c'est-à-dire la passe 1 dite de sécurité (deux fauches par an) et la passe 2 dite d'entretien (une fauche par an). Chaque station a été décrite suivant les paramètres physiques (sol, géologie, exposition...). Des relevés phytosociologiques utilisant les coefficients d'abondance Braun-Blanquet et permettant de lister et quantifier les espèces présentes ont été réalisés sur chaque quadrat.

Des informations complémentaires ont été recensées : type de route, profil et largeur des accotements, hauteur et pourcentage de recouvrement de la végétation, présence de haie et environnement à proximité (cultures, forêt, haies...).

Résultats

Richesse spécifique

Lors de la première campagne de relevés (passe 1-accotements), 84 espèces ont été répertoriées sur un total de 20 placettes inventoriées. Elles font toutes parties de la strate herbacée. Ces espèces appartiennent à 21 familles différentes.

On observe une dominance des espèces de la famille des poacées (graminées) dans chaque relevé. En effet, l'entretien régulier des bords de route et les perturbations du trafic routier sont favorables aux espèces prairiales et empêchent la succession écologique effectuée au sein des écosystèmes naturels (voir Figure 5).

Type de pollinisation

À l'aide du référentiel « Baseflor » (Programme Catminat), le spectre biologique et le type de pollinisation de chaque espèce a pu être représenté (voir Figure 6).

Un peu plus de 50 % des espèces recensées sont entomogames, c'est-à-dire pollinisées par des insectes. Ce sont des dicotylédones herbacées. Mais leur coefficient de recouvrement n'est pas très élevé et dépasse rarement les 15 % (coefficient 2) dans l'ensemble des relevés.

Au sein des placettes, les espèces dominantes en termes de recouvrement sont celles de la famille des poacées. Or elles sont en majeure partie anémogames (pollinisées par le vent) et ne présentent donc pas d'intérêt particulier pour les insectes pollinisateurs. Néanmoins, des bourdons et des abeilles ont été observés à de nombreuses reprises sur certaines plantes mellifères.

Évaluer les paramètres influençant la composition floristique

Une analyse factorielle des correspondances (AFC) a été réalisée sur les placettes P1 (accotement) pour comparer les relevés en fonction du coefficient de recouvrement des espèces présentes dans chacun d'entre eux.

L'AFC consiste à réaliser une analyse des correspondances entre les lignes et les colonnes de la base de données brutes. Elle permet de réaliser une photo instantanée de la position des relevés en fonction de leur composition floristique. Les espèces présentes dans moins de trois relevés n'ont pas été intégrées pour éviter les distorsions et l'éclatement du nuage de points.

L'analyse de ces positions permet de détecter les paramètres principaux qui influencent la composition floristique (type de fauche, pédologie, exposition, humidité), mais notre objectif est de voir si en premier lieu la technique de fauche est un paramètre qui influe sur la composition floristique.

La plupart des relevés ont été fauchés par la méthode de fauchage-exportation, hormis deux placettes témoins : R2 tondue par une entreprise et R13 broyée par un agriculteur. Les espèces présentant la plus forte contribution relative aux axes sont Poa annua et Matricaria recutita (matrec). Concernant les relevés, le deuxième (R2) présente clairement la plus forte contribution relative aux axes (figures disponibles dans la communication exposée à la conférence AFPP).

Quatre groupes définis

D'après les résultats de la première AFC, quatre grands groupes ont été définis.

- Groupe 1 : il est représenté par le relevé 2 et lui seul, éloigné des autres sur le plan factoriel du fait du fort recouvrement de Matricaria recutita (62,5 %). Il s'agit d'une placette témoin tondue régulièrement par une entreprise, ce qui traduit le fait que ce mode d'exploitation (tonte répétée et récupération de l'herbe) à un impact fort sur la composition floristique.

- Groupe 2, 3 et 4 : ces groupes sont composés de relevés dont la composition floristique est relativement similaire même si la fréquence d'apparition de nombreuses espèces est différente. Cela est surtout dû au fait qu'ils se trouvent dans la même région biogéographique. Cependant, les relevés 11 et 12, 8 et 9, ainsi que 18, 19 et 20 sont proches sur le plans factoriel et géographiques. Cela vient du fait qu'ils ont des paramètres abiotiques similaires, comme la pédologie, l'exposition ou encore l'humidité.

Ces paramètres seront examinés ultérieurement et permettront d'apporter plus de précisions sur la position des points sur l'AFC. Le relevé 13 (témoin), broyé de façon traditionnelle, ne semble pas présenter pour l'instant de différence de composition floristique par rapport aux autres. Cela traduit le fait que l'exportation des résidus n'a pas d'effet significatif à court terme (deux ans), d'où la nécessité de réaliser un suivi à plus long terme.

Évolution de la végétation

La comparaison pluriannuelle des AFC permettra de voir dans quelle mesure la position des relevés évolue en fonction du mode de fauche. Ce paramètre devra obligatoirement être associé à l'étude des paramètres météorologiques qui influencent beaucoup le cycle de vie des espèces végétales. À long terme, cela permettra de déterminer plus précisément comment le mode de fauche fait évoluer les végétations. À ce titre, il serait intéressant de diversifier les types de relevés, c'est-à-dire réaliser des relevés floristiques sur davantage de placettes témoins (tonte ou broyage traditionnelle) ou encore sur des passes 2 ou des délaissés pour étudier l'effet du type et de la fréquence de fauche dans l'espace et dans le temps.

Discussion

Des différences, mais...

Ces premiers résultats constituent l'année zéro du suivi, les effets des différentes gestions semblent se percevoir (tonte, broyage). En revanche, il est encore difficile de vérifier l'effet du changement de pratique et ainsi de vérifier les données de la bibliographie. Les suivis des placettes sur plusieurs années devraient permettre de confirmer les hypothèses. En effet, l'exportation du produit de fauche ou de broyage peut, sur le long terme, favoriser la diversification de la flore en diminuant la charge azotée restituée au sol.

Les expérimentations menées sur le réseau de la DIR Ouest permettent d'évaluer la productivité de ces végétations herbacées de l'ordre, en moyenne, de 5 tonnes de matières brute/ha (variation de 3 à 8 tonnes/ha), un tonnage assez similaire à celui trouvé dans les prairies agricoles naturelles.

Rappel sur la fauche sans exportation

Le broyage des végétaux de une à trois fois par an sur certains secteurs sans exportation participe à l'enrichissement progressif du sol, notamment en azote.

Il favorise alors les plantes les plus concurrentielles vis-à-vis de l'azote pour aboutir à des végétations banales eutrophes souvent pauci-spécifiques (graminées, orties, chardon des champs, oenanthe safranée) et très peu de mellifères. Ces végétations sont basées essentiellement sur des plantes à pollinisation anémophile comme les graminées (poacées) ray-grass, dactyle, fétuque, pâturin sur 70 à 95 % du couvert.

Les quelques suivis disponibles montrent clairement que le fauchage-exportation (broyage-exportation) ou la fauche sont favorables à la diversification du couvert herbacée.

Fauche-exportation : que faire de la biomasse récoltée ?

La technique du broyage aspiration permettra non seulement de diminuer la charge azotée au sol, en limitant les pollutions et le comblement des fossés, mais favorisera également le développement d'espèces moins concurrentielles que les graminées et plus propices aux pollinisateurs.

L'exportation des résidus permet donc d'obtenir une plus grande diversité floristique et une croissance ralentie de la végétation.

Cette technique, en plus d'un changement de pratique interne au gestionnaire (modifications d'organisation, de matériel...) oblige ce dernier à se tourner vers l'extérieur afin de trouver des débouchés locaux à sa biomasse en cherchant des solutions de compostage, retour au sol, ou de méthanisation.

À cette « démarche commerciale » s'ajoute la nécessité de réfléchir à la problématique des coûts énergétiques associés à ces nouveaux débouchés, notamment relatifs aux transports.

Des évaluations en cours doivent permettre dans les prochaines années de cadrer les conditions optimales de valorisation extérieures : matériels et techniques les plus appropriés, distance maximale de valorisation, modes opératoires...

Méthodes alternatives

D'autres techniques de gestion sont également susceptibles de faire évoluer les couverts végétaux des dépendances routières : la date, la fréquence, la hauteur ou le type d'outil de fauche.

La mise en place de la gestion différenciée permet, en séparant les espaces et en adaptant la date de gestion, d'offrir des milieux variés au gré de la saison pour la réalisation du cycle de vie des espèces.

De plus, le passage d'une hauteur de fauche-broyage de 5-7 cm à 12 cm fait faire des économies de carburant, de matériel (moins d'usure au sol) et augmente la sécurisation des opérations d'entretien (limitation des projections). L'augmentation de la hauteur de fauche et le fauchage tardif permettent également de favoriser la faune du sol et de modifier la composition floristique. Ces modifications de pratiques donnent la possibilité à certains végétaux de s'installer définitivement dans les formation prairiales. Un couvert herbacé plus stable s'installera progressivement et limitera ainsi la venue des espèces exotiques envahissantes qui profitent souvent des perturbations au sol du couvert.

Conclusion

Étude sur la végétation en cours

La végétation des accotements routiers est la résultante des conditions stationnelles et de l'historique de gestion. Les changements de pratique comme le fauchage-exportation ou de la date et la hauteur de fauche induisent des changements de végétation sur le long terme. Le protocole de suivi mis en place en 2016 et sa répétitivité sur plusieurs années doit nous permettre d'étudier la cinétique d'évolution selon la nature et le positionnement des dépendances.

Études en parallèle

En complément de l'évaluation globale de la technique qui est faite sur l'organisation des chantiers, la sécurité, son intérêt économique, un projet de recherche (Carmen), financé par l'Ademe et coconstruit avec l'Ineris et l'Aile, étudie la problématique des composés hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et des éléments-traces métalliques (ETM) dans la biomasse issue des bords de route. L'objectif, en suivant les dépendances vertes d'un panel de trafic de 5 000 à 100 000 véhicules/jour, est de connaître la pollution de l'herbe des bords de route et son effet dans le processus de méthanisation.

Enfin, il existe d'autres champs d'effets à analyser, comme par exemple l'impact de ces techniques et matériels sur la faune. Mais le champ est vaste et difficile à étudier pour tous les groupes faunistiques. Un travail est toutefois en cours (projet Pollinéaire) dans le cadre du programme Ittecop avec Ifsttar, l'Inra et le Cerema Dter Ouest et Sud Ouest. Il vise à connaître pour les dépendances d'infrastructure le rôle des dépendances vertes pour les pollinisateurs sauvages.

Les dépendances vertes des infrastructures linéaires de transport sont devenues, grâce aux techniques et matériels de gestion différenciée, partie intégrante de la trame verte et bleue d'un territoire en offrant des milieux intéressants pour la biodiversité. Elles constituent également des lieux de transition énergétique en offrant une biomasse végétale pour la production d'énergie : l'objectif à venir est de concilier les deux et leurs intérêts respectifs tout en garantissant les fonctions et usages de la route !