Dynamique fluviale

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Aller à : navigation, rechercher

La dynamique fluviale, ou « géodynamique fluviale », étudie l'évolution géomorphologique des cours d'eau (les formes en résultant relevant de la « morphologie fluviale »). Elle est pluridisciplinaire, empruntant des éléments de méthode et diagnostic à la géographie physique (dont géomorphologie), à la géologie, la sédimentologie, l'hydraulique, l’hydrologie, la biologie et l'écologie fluviale[1].

En Europe, la Directive cadre sur l'eau (DCE) a introduit la notion d'« hydromorphologie fluviale » dans le droit.

Hydromorphologie fluviale[modifier | modifier le code]

Autrefois souvent désignée par l'expression « géomorphologie fluviale » (fluvial geomorphology chez les Anglo-Saxons) et plus anciennement « potamologie » qui inclut effets et causes que sont les crues et inondations.

En France, le mot « hydrogéomorphologie » a été utilisé de manière précise pour désigner une méthode particulière de détermination des zones inondables (Masson et al., 1996), fondée sur des caractéristiques topographiques et géomorphologiques de fond de vallée (lit mineur, lit moyen et lit majeur en contrebas de terrasses fluviatiles non-inondables).
En Europe, la Directive Cadre Européenne (DCE) a introduit la notion d'« hydromorphologie fluviale » dans le droit, corrélativement au bon fonctionnement écologique du bassin versant et du compartiment hydrologique en particulier.

Le transport des sédiments[modifier | modifier le code]

Anse d'érosion sur une rivière torrentielle à lit en tresse (la Méouge - Hautes-Alpes)

Le transport des sédiments[2] par les cours d'eau est souvent nommé « transport solide » ou « transit sédimentaire ».

Le transport des sédiments prend deux formes bien différenciées : le charriage et la suspension. Le charriage est le transport des sédiments plutôt grossiers sur le fond du lit par roulement ou saltation. La suspension est le transport des sédiments dans la masse du flot.

Dans une situation hydraulique donnée, le comportement des sédiments varie selon la taille des particules :

  • les graviers et galets sont toujours transportés par charriage sur le fond, sauf sur de très fortes pentes (au-delà de 2 à 3 %, où on peut rencontrer des mécanismes de charriage hyperconcentré et de laves torrentielles),
  • les limons et sables fins (jusqu'à 200 μm) sont transportés en suspension franche, c'est-à-dire que la concentration varie peu le long de la colonne d'eau tant que le courant est sensible (c'est-à-dire sur des pentes supérieures à 0,1 ‰ - 10 cm par km - environ)
  • les sables, principalement, connaissent une situation intermédiaire : le transport en suspension est possible, mais la concentration décroît rapidement lorsqu'on s'éloigne du fond.

La taille des matériaux qui sont ainsi en situation intermédiaire varie peu avec la pente. C'est pourquoi, pour la majeure partie des cours d'eau (si on excepte les cours d'eau très lents au-dessous de 0,1 ‰ et les torrents au-dessus de 3 %), la gamme de transition recouvre les sables moyens à grossiers, entre 200 et 700 μm.

Les observations des dépôts en crue montrent bien ce mécanisme :

  • sur le fond, le lit est formé principalement de graviers et galets (et de sables grossiers lorsque les pentes s'abaissent au-dessous de 0,3 ‰), qu'on ne retrouve pas sur les berges
  • sur les berges, les dépôts sont constitués de sables ou de limons selon le contexte géologique et l'intensité des débordements.

Bande active ; Lit actif / lit passif[modifier | modifier le code]

Dans les grandes vallées et la plaine alluviale, la bande active est la zone des bancs alluviaux pas ou peu végétalisés, remaniés par les crues annuelles ou biennales, encore importante et relativement naturelle dans une partie de la Loire par exemple.

Dans la « plaine alluviale », le fond de vallée ou le delta, on parle de lit actif lorsque le lit est en interaction permanente (ou tout au moins fréquente) avec les sédiments transportés par le cours d'eau. Cette interaction a les conséquences suivantes :

  • le lit est mobile dans l'espace et dans le temps ;
  • il s'ajuste aux apports et exports de sédiments ;
  • la géométrie du lit est le reflet des caractéristiques du bassin versant : régime hydrologique, volumes des apports, taille des sédiments, etc.
  • en retour, les paramètres géométriques du lit permettent de quantifier le transit sédimentaire, puisqu'ils en sont l'image.

On parle au contraire de lit passif quand le fond du lit est fixe et que le transit sédimentaire se produit sans interaction avec le lit. Le lit peut être fixé :

  • par des affleurements du substratum rocheux
  • par des apports grossiers des versants (éboulement) ou des affluents (apports torrentiels) que la rivière est incapable de reprendre
  • par la présence de galets issus de phases climatiques antérieures (période glaciaire, notamment) que le régime hydrologique actuel ne permet plus de reprendre comme la Moselle au débouché des Vosges.

Des situations intermédiaires sont bien sûr possibles :

  • le pavage du lit est une fixation partielle du lit par une sélection des plus gros éléments des alluvions, qui ne sont plus repris que par les crues exceptionnelles
  • le fond du lit peut être fixé par des galets que la rivière ne parvient plus à transporter, mais les berges constituées de limons restent mobiles.

Quantification du transit sédimentaire[modifier | modifier le code]

Les styles fluviaux[modifier | modifier le code]

On appelle « style fluvial » la forme générale du lit, qui se rattache à des types très différenciés :

Évolution du lit en altitude[modifier | modifier le code]

Articles détaillés : Érosion régressive et Aggradation.

Notion de profil d'équilibre[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Profil d'équilibre.

Loi d'alignement des charges[modifier | modifier le code]


Évolution du lit en plan[modifier | modifier le code]

Notion d'espace de mobilité (ou espace de liberté).

Les sources de perturbation[modifier | modifier le code]

L’hydrologie et la naturalité d'un cours d'eau peut être altérés par divers facteurs, dont (pompages, barrages et débits réservés, éclusées, modification du régime des crues, artificialisation des berges, etc.).

Les barrages[modifier | modifier le code]

Les dérivations[modifier | modifier le code]

Les extractions[modifier | modifier le code]

Les rectification, recalibrage, etc.[modifier | modifier le code]

Les endiguements[modifier | modifier le code]

Les endiguements peuvent conduire à l'augmentation de la capacité de transport du cours d'eau. L'endiguement provoque un rétrécissement de la section d'écoulement et peut conduire à un creusement du lit.

Autres sources de perturbation[modifier | modifier le code]


Les interactions avec les milieux naturels[modifier | modifier le code]

Les relations avec l'écoulement des crues[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. ONEMA, L’ hydromorphologie fluviale : les contours d’une discipline
  2. B.Couvert(Sogreah) et alii, Guide méthodologique du transport solide et des atterrissements, Agences de l'Eau, 1999 en ligne

Articles connexes[modifier | modifier le code]