Dynamique fluviale

La dynamique fluviale étudie l'évolution géomorphologique des cours d'eau.

Le transport des sédiments

Le transport des sédiments^[1] par les cours d'eau est fréquemment appelé "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 systématiquement 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 o/oo - 10 cm par km - environ)
• les sables, essentiellement, 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 o/oo 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 essentiellement de graviers et galets (et de sables grossiers quand les pentes s'abaissent au-dessous de 0.3 o/oo), qu'on ne retrouve pas sur les berges
• sur les berges, les dépôts sont formés de sables ou de limons selon l'intensité des débordements.

Lit actif / lit passif

On parle de lit actif quand 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
• il s'ajuste aux apports 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 lorsque le 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, surtout) 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 formées de limons restent mobiles.

Quantification du transit sédimentaire

(à compléter)

Les styles fluviaux

On nomme "style fluvial" la forme générale du lit, qui se rattache à des types très différenciés :

torrents rivières en tresse rivières à méandres mobiles

rivières à méandres fixes rivières à chenaux anastomosés etc.

(à compléter)

Evolution du lit en altitude

Notion de profil d'équlibre

Les sources de perturbation

Loi d'alignement des charges

Les barrages

Les dérivations

Les extractions

Les endiguements

Autres sources de perturbation

Evolution du lit en plan

Notion d'espace de mobilité

Les interactions avec les milieux naturels

Les relations avec l'écoulement des crues

Notes et références

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