Il y a un moment où le randonneur s’arrête, regarde le sentier devant lui et se dit : « on dirait un escalier ». Des marches irrégulières, hautes, usées, avec des pierres en vrac entre elles. Ce n’est pas une impression. C’est le résultat d’un mécanisme physique identifié, mesuré, et qui n’a rien d’un hasard.
Et ce mécanisme a une propriété dérangeante : il ne s’arrête pas tout seul.
La chaîne de causalité, étape par étape
Le point de départ est le passage des pieds. Le piétinement répété dénude le sol : il fait disparaître la végétation, puis la couche de litière, puis les premiers centimètres de terre organique. Ce faisant, il compacte ce qui reste.
Première conséquence, contre-intuitive : un sol nu et compacté absorbe moins bien l’eau. L’infiltration chute. L’eau qui ruisselle augmente.
Deuxième étape : cette eau ne se disperse pas au hasard. Le sentier nu forme une bande continue, plus lisse et plus basse que les côtés. Il fonctionne alors comme un chenal. La littérature anglo-saxonne parle de la concentration du ruissellement le long de la bande de roulement.
Troisième étape : cette eau concentrée creuse. C’est ce que les chercheurs appellent l’incision du sentier. Plus la pente est forte, plus l’eau va vite, plus elle arrache.
Quatrième étape, et c’est la plus importante : le sentier ainsi creusé draine encore mieux. Sa forme en gouttière capte davantage d’eau, qui descend plus vite et creuse encore plus. Le mécanisme s’entretient lui-même.
Les chercheurs le qualifient par une expression précise : un processus non auto-limitant. Dans la littérature, il n’existe pas de plateau mesuré : le sentier ne trouve pas spontanément un équilibre.
Des chiffres qui donnent la mesure du phénomène
Une revue de référence publiée en 2020 synthétise les taux d’érosion mesurés sur des sentiers dans le monde. La fourchette va de 6,1 à 2 090 mégagrammes par hectare et par an. Une mégagramme, c’est une tonne. La borne haute représente donc plus de 2 000 tonnes de terre par hectare et par an sur une bande de sentier.
Une étude sur un sentier de course à pied, suivie sur quatre ans, donne 180,3 tonnes par hectare et par an sur un versant nord, 128,9 sur un versant sud, et 107,6 sur une portion plate. L’écart entre les deux versants, sur un même sentier, montre à quel point l’exposition et l’humidité pèsent.
Et pour visualiser concrètement ce que cela donne, un travail mené dans le parc national de Rocky Mountain aux États-Unis a mesuré l’état réel du réseau : une profondeur moyenne d’incision de 7,1 centimètres, un maximum de 19,1 centimètres, une pente moyenne de 11,4 %, et surtout, 24 % des sentiers dépassaient 15 % de pente.
C’est ce chiffre qui compte pour comprendre la formation des marches. Un quart du réseau se situe déjà au-delà du seuil où l’érosion s’emballe.
Pourquoi ça finit en marches plutôt qu’en rigole
Ici, il faut être honnête sur les limites de la science. La vérification n’a pas trouvé d’étude quantitative dédiée expliquant la formation de marches régulières sur les sentiers de randonnée. Le mécanisme global est documenté, la forme finale l’est moins.
Ce que la littérature propose, ce sont deux voies complémentaires.
Voie un : les marches sont construites. Là où la pente est trop forte, les gestionnaires de sentiers installent des marches, posent des pierres, aménagent des lacets. Une grande partie des « escaliers » de montagne ne sont pas nés de l’érosion : ils ont été bâtis, souvent il y a longtemps, par des bergers ou des services forestiers.
Voie deux : l’érosion différentielle. Quand un sentier s’incise, l’eau ne creuse pas de façon uniforme. Elle attaque les zones de faiblesse : l’endroit où le sol est meuble, celui où une racine a été coupée, celui où le ruissellement se concentre déjà. Certaines parties résistent, un bloc rocheux, une racine, un sol plus compact, et deviennent des marches, tandis que le reste se creuse et devient la contremarche.
Un analogue naturel est documenté pour les « marches » créées par le piétinement du bétail en montagne, décrites dès 1994. Le principe est le même : une dégradation concentrée qui finit par produire une structure régulière, presque géométrique, à force de répétition.
Pourquoi la pente change tout
Le facteur le plus déterminant est la pente, et son effet n’est pas linéaire.
Sur un terrain plat, l’eau s’étale, ralentit, dépose. L’érosion existe, on l’a vu avec le chiffre de 107,6 tonnes sur la portion plate, mais elle est diffuse.
En montée, chaque mètre gagné augmente la vitesse d’écoulement, donc la force d’arrachement. Et à partir d’un certain seuil de pente, la bande de roulement devient un canal presque parfait : l’eau n’a plus d’obstacle pour ralentir, elle prend de la vitesse, et l’incision s’accélère.
C’est là que le concept de processus non auto-limitant prend tout son sens. Sur un terrain plat, l’érosion se stabilise parce que l’eau s’étale. Sur un terrain raide, plus le sentier s’enfonce, plus il canalise, donc plus il s’enfonce.
Ce que ça change quand on marche
Comprendre ce mécanisme change trois choses dans la pratique.
Ces marches ne sont pas un défaut du sentier, c’est le sentier qui se dégrade. Un sentier en escalier est un sentier qui vieillit mal. Le savoir aide à lire un itinéraire : un chemin à marches hautes et instables annonce un terrain mal drainé, glissant par temps humide, et usé par un passage important.
Les marches sont les endroits où on se blesse. Une marche haute et déversante, c’est une réception asymétrique, souvent avec le pied qui glisse. C’est cohérent avec ce que montrent les mesures de contraintes en descente, que nous détaillons dans notre article sur les contraintes du genou : la descente sollicite en freinage, et un appui instable amplifie le problème. Notre dossier sur les itinéraires dangereux traite du même sujet sous l’angle de la lecture du terrain.
Le hors-sentier n’aide pas. Contourner une portion dégradée en marchant à côté revient à créer un nouveau sentier parallèle, qui dénudera à son tour. C’est précisément ainsi que les sentiers s’élargissent et que l’érosion s’étend latéralement.
Pour limiter l’impact de la pratique, nos repères sur la préparation en conditions difficiles et notre dossier pour un premier trek rappellent les principes de base : rester sur le tracé, éviter les périodes de sol gorgé d’eau, et respecter les aménagements existants.
Ce qu’on ne peut pas affirmer
- Aucune étude quantitative dédiée aux marches régulières de sentier n’a été retrouvée. Le mécanisme global est documenté, la formation de la forme en escalier l’est moins, et une partie de l’explication repose sur des analogues.
- Le terme « self-accelerating » n’est pas un terme technique standardisé pour les sentiers. La littérature utilise l’expression de processus non auto-limitant, ce qui n’est pas exactement la même chose.
- Les valeurs d’érosion varient énormément selon le climat, le sol, la pente, le type de fréquentation. La fourchette de 6,1 à 2 090 tonnes par hectare et par an le montre : aucun chiffre unique ne décrit « un sentier ».
- Une partie des mesures porte sur des sentiers de course à pied ou de VTT, dont l’impact au sol diffère de celui de la randonnée pédestre.
- Toutes les marches ne sont pas érosives. Beaucoup sont construites, et leur présence est une réponse de gestion, pas un symptôme de dégradation.
L’idée à retenir
Quand un sentier de montagne finit par ressembler à un escalier, ce n’est pas une impression ni un caprice du relief. Le piétinement dénude et compacte le sol, ce qui réduit l’infiltration et augmente le ruissellement. Le sentier nu devient alors un chenal : l’eau s’y concentre, s’y accélère avec la pente, et l’incise. Et comme un sentier creusé draine encore mieux, le mécanisme s’entretient lui-même : la littérature le décrit comme un processus non auto-limitant. Les chiffres sont considérables, avec une fourchette mondiale de 6,1 à 2 090 tonnes de terre par hectare et par an, et une étude menée dans le parc national de Rocky Mountain relève une profondeur d’incision moyenne de 7,1 cm, un maximum de 19,1 cm, et 24 % du réseau au-delà de 15 % de pente. Il faut cependant être honnête : la formation de marches régulières n’a pas fait l’objet d’une étude quantitative dédiée, et beaucoup d’escaliers de montagne ont simplement été construits.
Sources
- Salesa D & Cerdà A, revue sur l’érosion des sentiers récréatifs, 2020
- Švajda J et al., mesures d’incision des sentiers dans le parc national de Rocky Mountain, Solid Earth, 2016
