Projet de réseau Beznau – Birr

Le sol est un bien précieux

L’impact des lignes câblées souterraines sur le sol et l’environnement

Auteur invité: Dr. Beat Frey*


Nos sols rendent une multitude de services importants à l’homme et à l’environnement. Des sols sains offrent en effet un large éventail d’avantages. Le cycle des nutriments, par exemple, est essentiel à la production d’aliments et de fibres. Il existe également des liens évidents avec le cycle de l’eau. Lorsque la structure du sol est modifiée ou détruite, la capacité du sol à épurer, à absorber et à retenir l’eau est compromise. Les sols intacts et non compactés peuvent stocker l’eau en cas de fortes précipitations et contribuer ainsi à réduire les dommages causés par les inondations et à fournir de l’eau pendant de longues périodes lors des épisodes de sécheresse.

Ainsi, les sols apportent une contribution essentielle à la fourniture de nombreux services écosystémiques et, par conséquent, au bien-être humain. On entend par services écosystémiques les services écologiques que nous, humains, tirons gratuitement de la nature. Ces services rendus par les sols constituent la base de la production de denrées alimentaires ou de bois, offrent de la place pour les habitations et les infrastructures et sont à la base d’utilisations dans le domaine des loisirs, du sport, de la détente ou du tourisme. Mais pour que les sols soient utilisables à long terme, il faut que leur utilisation soit durable et que leur efficacité écologique soit ainsi garantie. Des sols fonctionnels sont donc essentiels pour le bien-être de l’homme et de l’environnement.

Les organismes du sol sont considérés comme d’excellents systèmes d’alerte précoce en cas de perturbations.

 
Une part importante de ce précieux travail est réalisée par les milliards d’êtres vivants qui vivent dans les sols. Il s’agit de microorganismes et d’animaux qui vivent dans la terre peu visibles qui sont plutôt méprisés que considérés. Parmi eux, on trouve des bactéries, des algues, des champignons, de nombreux vers, des collemboles, des cloportes et bien d’autres encore. Leur représentant le plus célèbre est probablement le ver de terre. Les organismes vivants du sol sont responsables de la formation de nouveaux sols. Les bactéries, les champignons et les vers de terre construisent des sols fertiles et rendent les nutriments disponibles pour la croissance des plantes.

Les organismes du sol réagissent aux activités humaines en modifiant leur diversité et sont donc considérés comme d’excellents systèmes d’alerte précoce en cas de perturbations. Les dangers qui menacent les sols sont multiples. Les principaux facteurs de risque pour les sols sont les transformations physiques comme l’érosion, la perte d’humus et le compactage, ainsi que les transformations chimiques dues aux apports externes de polluants et de produits phytosanitaires. De même, le changement climatique, comme des variations importantes de précipitations (sécheresse ou inondations), peut également avoir un impact sur la biodiversité du sol. Dans toutes les activités humaines liées au sol, il faut toujours garder à l’esprit que le sol n’est guère reproductible, car sa reconstitution est extrêmement lente. Si la diversité des espèces diminue en raison des perturbations du sol, la qualité des biens et services fournis par les écosystèmes diminue également. Nous devons donc nous efforcer de ne pas altérer notre biodiversité dans le sol.


Une ligne à très haute tension souterraine en service

À Bözberg, dans le canton d’Argovie, Swissgrid a enfoui pour la première fois un long tronçon d’une ligne à très haute tension de 380 kV dans la zone «Gäbihübel», dans la région de Bözberg/Riniken. Des stations aéro-souterraines ont été construites aux deux extrémités de ce tronçon d’environ 1,3 kilomètre afin de raccorder la ligne câblée souterraine à la ligne aérienne. Même si la tranchée de câbles a déjà été rebouchée et que les batteries de tubes ne sont plus visibles, les dimensions des batteries de tubes à câbles sont impressionnantes. Il a fallu creuser un trou d’environ 55 000 m3 et évacuer la terre par camion pour les construire. La pose de lignes câblées souterraines dans des batteries de tubes implique donc d’énormes réaménagements du terrain. Ces interventions dans le sol naturel peuvent entraîner un compactage du sol ou une perte d’humus qui ont une influence négative sur la fertilité du sol à long terme.

Après une période de construction d’environ deux ans, le centre de conduite du réseau de Swissgrid a raccordé la nouvelle ligne de 380 kV au réseau de transport le 19 mai 2020. Depuis, d’importants flux d’électricité circulent dans le sol grâce à la première ligne à très haute tension souterraine. La question se pose alors de savoir dans quelle mesure ces changements peuvent entraîner des dégradations à long terme de la qualité des sols. Swissgrid exploite désormais ce câblage partiel afin de tirer des enseignements importants concernant l’exploitation d’une ligne câblée souterraine. Les propriétés physiques des lignes câblées souterraines sont différentes de celles des lignes aériennes. Étant donné que le sol qui se trouve au-dessus de la batterie de tubes à câbles sèche plus vite que le sol alentour, il est possible que le tracé de cette dernière soit visible pendant les périodes de sécheresse. Au printemps, au moment de la fonte des neiges, il se peut également que le sol au-dessus de la batterie de tubes fonde plus tôt, car ce dernier est plus chaud que le sol environnant. Les connaissances sur les effets des émissions de chaleur des lignes câblées souterraines sur la couche de sol active sont rares et n’ont guère été étudiées jusqu’à présent.

Station de mesure
Les stations de mesure surveillent le câble souterrain

Après la fin des travaux de remise en culture en décembre 2019, trois stations de mesure ont été installées le long des tracés pour mesurer la température du sol jusqu’à un mètre de profondeur. La température des conducteurs de la ligne câblée souterraine en fonction de la charge électrique, l’évolution de la température dans le sol au-dessus de la batterie de tubes et dans l’environnement proche ainsi que la biodiversité du sol sont ainsi analysées. Les vers de terre se prêtent à ces études en tant qu’organismes importants du sol ayant des fonctions très importantes au niveau du sol, car les vers de terre sont capables d’échapper aux conditions défavorables du sol. Deux ans après la mise en service des lignes câblées souterraines, les populations de vers de terre ont été recensées le 10 mai 2022 aux stations de mesure 1, 2 et 3 de la zone «Gäbihübel» dans la région de Bözberg/Riniken. En outre, l’activité biologique des sols (respiration du sol, indicateurs de compaction) a été étudiée en laboratoire. L’évolution de la température dans le sol au-dessus de la batterie de tubes et dans l’environnement proche a été documentée pendant les deux années qui ont suivi la mise en service (flux d’électricité à travers les lignes câblées souterraines).


Quel est l’impact des lignes câblées souterraines sur l’environnement du sol? Résultats après deux ans d’électricité

La présente étude pionnière pour la Suisse a permis d’examiner comment les populations de vers de terre et la qualité du sol au-dessus de la batterie de tubes sont influencées deux ans après la mise en service. Les premières données sur l’évolution de la température au-dessus de la ligne câblée souterraine ont également été analysées.

Températures du sol

À partir de juin/juillet 2020, des écarts mineurs mais néanmoins systématiques de la température du sol entre la ligne câblée souterraine et les sols témoins non perturbés sont mesurés à un mètre de profondeur. En général, les écarts de température du sol entre le sol témoin et celui situé au-dessus de la batterie de tubes restent faibles. L’augmentation de la température du sol lors de l’exploitation normale de la ligne est au maximum inférieure à 1 °C pour les deux années de mai 2020 à 2022. Il s’agit de la profondeur de sol mesurée la plus proche de la batterie de tubes à câbles. L’hiver en particulier, il peut faire légèrement plus chaud dans le sol au-dessus des câbles. L’augmentation de la température en été au-dessus des lignes câblées souterraines est plus faible et ne dépasse guère 0,5 °C à une profondeur d’un mètre. Seules des mesures à plus long terme permettront de déterminer si la légère augmentation de la température du sol au-dessus de la batterie de tubes à câbles peut s’expliquer par les émissions de chaleur des câbles.

Diagramme température du sol

Relation entre l’intensité du courant et la température du câble

Il existe une faible relation positive entre l’intensité du courant et la température du câble pendant toute la durée de la mesure (deux ans). Plus l’intensité du courant est élevée, plus la température du câble est élevée. Cette relation était plus marquée en hiver qu’en été.

Relation entre l’intensité du courant et la température du sol

En revanche, il n’y a pratiquement pas de relation entre l’intensité du courant et les températures du sol à un mètre de profondeur sur toute la période de mesure de deux ans. Cela laisse supposer que les éventuelles émissions de chaleur des câbles sont atténuées par la batterie de tubes à câbles isolante. C’est précisément pour cette raison que l’on peut supposer que la légère augmentation de la température du sol autour de la batterie de tubes à câbles n’a pas ou très peu d’effet sur la biologie et la qualité du sol.

Populations de vers de terre (densité d’individus, biomasse et diversité des espèces)

En général, les populations de vers de terre n’ont pas été influencées négativement par les réaménagements du terrain et les lignes câblées souterraines. Des densités d’individus comprises entre 224 et 576, avec une moyenne de 357 Ind. m-2, et des biomasses comprises entre 18,3 et 42,4 g m-2, avec une moyenne de 27,3 g m-2, ont été mesurées. Ces valeurs sont comparables à celles d’autres sites de prairies permanentes au printemps, avec des températures annuelles et des précipitations similaires. En moyenne, six espèces différentes de vers de terre ont été trouvées sur les trois sites, Aporrectodea caliginosa, Aporrectodea longa et Lumbricus terrestris étant les plus fréquemment identifiés. Ces trois espèces de vers de terre sont typiques de ces sols. Il n’y a pas eu de différences significatives entre les sols témoins non perturbés et les sols au-dessus des lignes câblées souterraines. La densité d’individus et les biomasses étaient généralement plus élevées dans les sols au-dessus des lignes câblées souterraines. De même, le nombre d’espèces de vers de terre dans les sols témoins ne diffère pas significativement de celui des sols situés au-dessus de la batterie de tubes à câbles.

Effets sur la qualité des sols

Nos études sur la qualité des sols ne montrent aucun effet négatif des sols remis en culture au-dessus de la batterie de tubes à câbles au cours des deux premières années après la mise en service de la ligne. Les mesures de la respiration du sol (un proxy de l’activité biologique d’un sol) ont révélé peu de différences entre les sols non perturbés et les sols situés au-dessus de la batterie de tubes. Les sols au-dessus de la batterie de tubes à câbles ont même montré une activité respiratoire du sol légèrement plus élevée au-dessus des lignes câblées souterraines par rapport aux sols témoins, ce qui indique une activité biologique accrue dans ces sols.

De même, les sols sont bien aérés et ne sont pas compactés par les grands réaménagements de terrain effectués par des machines lourdes. Les micro-organismes producteurs de méthane ont été étudiés en tant qu’indicateurs de compactage, car ils ne peuvent se multiplier que dans des conditions limitant la présence d’oxygène. Tous les autres organismes vivant dans le sol ont besoin d’oxygène pour produire de l’énergie et se reproduire. Dans tous les échantillons de sol, ces indicateurs de compaction microbienne étaient inférieurs au seuil de détection de la méthode, ce qui indique que les sols sont bien aérés (donc non compactés) après les réaménagements du terrain et qu’ils peuvent être utilisés sans restriction pour l’agriculture.

En conclusion, nous pouvons dire que la qualité du sol et les populations de vers de terre n’ont pas été affectées par les réaménagements du terrain et la légère augmentation de la température du sol au cours des deux premières années après la mise en service de la ligne. Les sols au-dessus de la batterie de tubes à câbles ont été parfaitement remis en culture, ne sont pas compactés et sont biologiquement actifs. Les sols sont bien colonisés par les vers de terre, ce qui s’explique par des conditions de sol favorables. Comme les racines peuvent mettre en danger la ligne câblée souterraine, le sol au-dessus de la batterie de tubes à câbles doit toutefois demeurer exempt d’arbres à haute tige ou à racines profondes. Seules des études à plus long terme (> 5 ans) montreront si l’activité biologique accrue des sols au-dessus de la batterie de tubes entraîne une perte d’humus plus élevée, ce qui pourrait nuire aux fonctions des sols et à la biodiversité.



Auteur invité

Michael Frank
Dr. Beat Frey*

Senior Scientist chez WSL Swiss Federal Research Institute

* Le dialogue est d’une importance cruciale pour Swissgrid. En effet, l’échange mutuelfacilite la compréhension et l’élargissement des connaissances. C'est pourquoi nous publions également sur le blog de Swissgrid des articles d'auteurs invités sur des sujets pertinents.

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