Sont ici exposés les résultats relatifs aux évolutions surfaciques de la bande active et à la mobilité du tracé du lit au cours de deux périodes consécutives : 1830-1950 et 1950-2005.
La très longue durée de la première période résulte de l’absence de données intermédiaires entre 1830 et 1950. Bien que disposant pour la seconde période de campagnes de photographies aériennes pour 6 dates différentes, nous nous nous sommes intéressés dans un premier temps aux seules bandes actives de 1950 et 2005. Travailler d’emblée à partir des sous périodes composant la période 1950-2005 aurait empêché toute comparaison avec la période 1830-1950. La non linéarité des processus évolutifs ici envisagés rend en effet délicat le rapprochement de résultats portant sur des durées aussi hétérogènes. Comparer 1830-1950 et 1950-2005 parait en revanche plus approprié, même si le différentiel de durée demeure encore élevé.
2.1. 1830-1950 :
RETRACTION DU LIT ET FAIBLE MOBILITE DES MEANDRES2.1.1. RETRACTION DE LA BANDE ACTIVE
Sur chacun des secteurs, le lit subit une forte rétraction de sa largeur entre 1830 et 1950 puisque les superficies stabilisées par végétalisation dépassent amplement celles touchées par érosion (Tableau 5.3, Figure 5.4 à Figure 5.7). Ainsi, sur le secteur 1, la végétalisation est 3,5 fois plus élevée que l’érosion. Sur les secteurs 2 et 3, ces valeurs atteignent 2,9 et 3,6.
De plus, l’ampleur de la rétraction diminue en direction de l’aval (Tableau 5.3, Figure 5.4). Par ailleurs, le lit ne se referme pas symétriquement mais en alternance sur chacune des rives du chenal. Si la rétraction prend parfois place le long des concavités, en particulier sur le secteur 3, elle se manifeste néanmoins préférentiellement le long des convexités (Figure 5.5 à Figure 5.7).
Tableau 5.3 Superficies érodées et végétalisées entre 1830 et 1950 exprimées en m² et en % de la superficie initiale du lit mineur.
Secteur 1 Secteur 2 Secteur 3
Brut % Brut % Brut %
Erosion 152 065 23 163 435 26 286 145 17
Végétalisation 534 540 80 478 802 76 1 032 708 61
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Figure 5.4 Superficies érodées et végétalisées annuellement entre 1830 et 1950 exprimées en % par an de la superficie initiale du lit mineur.
Le bilan correspond à la différence entre érosion et végétalisation.
La rétraction ici constatée est surestimée puisque la comparaison effectuée porte sur des objets de nature sensiblement différente (lit mineur pour 1830 et bande active pour 1950) (cf. Chapitre 5 A.1.1). Pour contourner ce biais, et ainsi quantifier plus précisément la fermeture du lit, nous avons mesuré l’évolution de sa largeur entre 1830 et 1950. Ceci a nécessité de convertir au préalable la largeur de bande active de 1950 en largeur de lit mineur (cf. Chapitre 5 A.1.1).
En procédant de la sorte, les valeurs de rétraction sont de 35 % sur le secteur 1, 44 % sur le secteur 2 et 23 % sur le secteur 3 (Tableau 5.4). Le secteur 2 est donc cette fois-ci le plus touché. Cela est lié au fait que la différence de largeur entre bande active et lit mineur y est plus faible que sur les autres secteurs. Le secteur 3 demeure celui sur lequel la fermeture est la moins marquée. Tableau 5.4 Evolution de la largeur du lit mineur entre 1830 et 1950.
Secteur 1 Secteur 2 Secteur 3
Largeur Evolution Largeur Evolution Largeur Evolution
1830 68 m 82 m 113 m
1950 44 m -35 % 46 m -44 % 87 m -23 %
2.1.2. FAIBLE MOBILITE DES MEANDRES
Les tracés de 1830 et 1950 sont assez nettement superposables (Figure 5.5 à Figure 5.7). Cela confirme la mobilité réduite des méandres initialement supposée. Ces derniers manifestent cependant des signes d’une certaine activité morphodynamique. Le taux de recul moyen annuel (Superficie des polygones érodés / Longueur de berge érodée (Micheli et Kirchner, 2002 ; Micheli et al., 2004), atteint ainsi 0,34 m.an-1 sur le secteur 1, 0,31 m.an-1sur le secteur 2 et 0,42 m.an-1 sur le
secteur 3 (Tableau 5.5). Par ailleurs, d’amont en aval, ce sont respectivement 19,3 %, 18,8 % et 12,9 % du linéaire de chacun des secteurs qui a été touché par l’érosion latérale sur au moins une des rives (Tableau 5.5). Si l’on prend en compte ce dernier critère ainsi que celui du taux de recul moyen
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annuel pondéré (taux de recul moyen exprimé en % de la largeur initiale du lit mineur), il apparait que l’intensité de l’activité morphodynamique diminue en direction de l’aval.
Tableau 5.5 Taux de recul moyen annuel, taux de recul moyen annuel pondéré (exprimé en % de la largeur initiale du lit), gamme des taux de recul et % du linéaire de berges touché par l’érosion latérale entre 1830 et 1950.
Taux recul moyen annuel
(m.an-1)
Taux recul moyen annuel pondéré
(%)
Gamme des taux de recul (m.an-1) % longueur berges érodées % longueur berges érodées / an Secteur 1 0,34 0,50 0,1-0,65 19,3 0,16 Secteur 2 0,31 0,38 0,19-0,75 18,8 0,15 Secteur 3 0,42 0,37 0,15-0,7 12,9 0,1 2.1.3. LES MODIFICATIONS MORPHOLOGIQUES
Sur les trois secteurs réunis, migration, migration confinée et croissance sont les types d’évolution de boucles le plus couramment survenue (Figure 5.5 à Figure 5.7).
Par ailleurs, sur le secteur 1, huit boucles ou portions de boucles de méandres (sur un total de 19) se sont suffisamment déplacées pour que l’intégralité de l’espace occupé en 1833 par le lit mineur soit occupée en 1950 par la plaine alluviale (Figure 5.5). Trois d’entre elles, contigües (numéros 3, 4 et 5 sur la Figure 5.5), ont migré et se sont très nettement déformées.
Sur le secteur 2, sept boucles ou portions de boucles (sur un total de 11) se sont suffisamment déplacées pour que l’intégralité de l’espace occupé en 1827 par le lit mineur soit occupée en 1950 par la plaine alluviale (Figure 5.6). L’activité érosive s’est concentrée sur les deux premiers tiers amont du secteur. Une nouvelle boucle, en cours de recoupement en 1950, s’est formée. Elle réoccupe sans doute ce qui constituait jusqu’alors un bras-mort du Cher. Celui-ci est clairement matérialisé sur le cadastre napoléonien. Le tiers aval du secteur est en revanche resté stable. Sur ce même tronçon terminal, le bras secondaire de la seule île véritable répertoriée sur le cadastre s’est refermé. A l’extrémité amont du secteur, le bras principal de la première boucle, s’apparentant à un chenal de recoupement, a été également comblé.
Sur le secteur 3, cinq boucles ou portions de boucles (sur un total de 20) se sont suffisamment déplacées pour que l’intégralité de l’espace occupé en 1825 par le lit mineur soit occupée en 1950 par la plaine alluviale (Figure 5.7). L’érosion est quasi inexistante sur le tiers aval du secteur. Seule une petite île a disparu après 1825. La partie amont apparaît en revanche bien plus dynamique. Quatre boucles consécutives présentent un fonctionnement « classique » de boucles de méandres avec translation du lit en direction de l’aval. Enfin, l’essentiel des îles de 1825 a été intégré à la plaine alluviale par comblement sédimentaire des bras secondaires, alors qu’une nouvelle génération d’îles, plus petites, est apparue.
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Figure 5.5 Evolutions planimétriques, taux de recul et types de changements morphologiques des boucles de méandres sur la partie amont du secteur 1 entre 1833 et 1950.
A gauche, la partie amont du secteur, à droite la partie aval. 1 : Erosion. 2 : Végétalisation. 3 : Erosion et végétalisation. 4 : Lit mineur 1833.
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Figure 5.6 Evolutions planimétriques, taux de recul et types de changements morphologiques des boucles de méandres sur le secteur 2 entre 1827 et 1950.
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Figure 5.7 Evolutions planimétriques, taux de recul et types de changements morphologiques des boucles de méandres sur le secteur 3 entre 1825 et 1950.
En haut la partie amont du secteur, en bas la partie aval. 1 : Erosion. 2 : Végétalisation. 3 : Erosion et végétalisation. 4 : Lit mineur 1825 .
Au final, nous retiendrons que trois principaux traits caractérisent l’évolution des méandres du Cher entre 1830-1950 :
- une forte rétraction de la largeur de leur lit, - une faible mobilité globale de leur tracé,
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2.2. 1950-2005 :
ELARGISSEMENT DE LA BANDE ACTIVE ET FAIBLE MOBILITE DES MEANDRESDeux constats majeurs émergent ici : un élargissement de la bande active d’une part, une mobilité réduite des méandres d’autre part. Dans le même temps qu’ils sont exposés et détaillés, ces résultats sont comparés avec ceux de la période précédente.
2.2.1. ELARGISSEMENT DE LA BANDE ACTIVE
Entre 1950 et 2005, la largeur de la bande active augmente de 13,8 % sur le secteur 1, de 31,4 % sur le secteur 2 et de 10,2 % sur le secteur 3 (Tableau 5.6). Le secteur 2 est de loin le plus touché. La différence de largeur aux deux dates est systématiquement significatives (Tableau 5.6).
Tableau 5.6 Evolution des largeurs de bande active entre 1950 et 2005 exprimée en m et en % de la largeur initiale de la bande active.
Significativité des différences à partir du test de Mann-Whitney (n=nombre d’individus). Secteur 1 Secteur 2 Secteur 3
Evolution +3,8 m (+13,8 %) +11,8 m (+31,4 %) +6,4 m (+10,2 %) n 1950 355 227 248 n 2005 362 208 233 p-value (bilatérale) < 0,0001 < 0,0001 0,0005
Sur chacun des secteurs, les périodes 1830-1950 et 1950-2005 se différencient donc nettement en termes d’évolution morphodynamique (Figure 5.4, Figure 5.8, Tableau 5.3, Tableau 5.7). Au cours de la première, la végétalisation l’emporte largement sur l’érosion. Lors de la seconde, les superficies végétalisées annuelles moyennes diminuent fortement et les superficies érodées évoluent inversement, mais de façon moins intense. L’érosion devient néanmoins légèrement supérieure à la végétalisation. Les modifications constatées entre 1950 et 2005 auront été trop faibles pour compenser celles survenues entre 1830 et 1950. De ce fait, la largeur du lit en 2005 demeure largement inférieure à celle de 1830.
Sur le secteur 1, la végétalisation annuelle entre 1950 et 2005 est 4,7 fois plus faible et l’érosion annuelle 1,4 fois plus forte qu’entre 1833 et 1950. Sur le secteur 2, la végétalisation entre 1950 et 2005 est 9,4 fois plus faible (4,9 en considérant la fermeture du bras-mort) et l’érosion 1,8 fois plus forte qu’entre 1827 et 1950. Sur le secteur 3, la végétalisation entre 1950 et 2005 est 3,7 fois plus faible (2,7 en considérant la fermeture du bras-mort) et l’érosion 1,4 fois plus forte qu’entre 1825 et 1950 (1,7 en considérant le recoupement de boucle). Pour les deux périodes, les secteurs 1 et 2 sont les plus actifs. Il convient ici de préciser que toutes ces différences sont surestimées pour l’érosion et sous-estimées pour la végétalisation. Les superficies érodées et végétalisées au cours de la période 1830-1950 sont en effet respectivement sous-estimées et surestimées (cf. Chapitre 5 A.1.1).
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Tableau 5.7 Superficies érodées et végétalisées entre 1950 et 2005 exprimées en m² et en % de la superficie initiale de la bande active.
Le bilan correspond à la différence entre érosion et végétalisation.
Secteur1 Secteur 2 avec bras-mort Secteur 2 sans bras-mort Secteur 3 avec bras-mort Secteur 3 sans bras-mort
Brut % Brut % Brut % Brut % Brut %
Erosion 99839 35 128724 40 128724 40 218082 23 176156 19
Végétalisation 53768 19 44024 14 22756 7 166213 17 122528 13
Bilan 46071 16 84701 26 105969 33 51869 5 53628 6
Figure 5.8 Superficies érodées et végétalisées annuellement entre 1950 et 2005 exprimées en % par an de la superficie initiale du lit mineur.
Le bilan correspond à la différence entre érosion et végétalisation. 2.2.2. FAIBLE MOBILITE DES MEANDRES
Comme lors de la période 1830-1950, la dynamique des méandres entre 1950 et 2005 est caractérisée par une très faible mobilité (Figure 5.9 à Figure 5.12). Bien que les tracés de 1950 et 2005 se confondent encore plus nettement que ceux de 1830 et 1950, l’érosion brute annuelle est plus importante lors de la période 1950-2005. Il en va de même pour les pourcentages annuels de longueurs de berges érodées (2,9 fois plus forts en 1950-2005 sur le secteur 1 ; 3,9 fois sur le secteur 2 ; 3 fois sur le secteur 3). Les taux de recul moyen annuel des berges, compris entre 0,31 et 0,34 m.an-1 selon les secteurs, sont en revanche similaires à ceux de la période 1830-1950 (Tableau 5.5, Tableau 5.8).
Il convient cependant de garder ici à l’esprit que l’ensemble de ces comparaisons doit être considéré avec toute la prudence nécessaire. Les évolutions surfaciques calculées pour la période 1830-1950 sont en effet associées à une incertitude relativement élevée du fait de la relative imprécision du cadastre napoléonien.
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Tableau 5.8 Taux de recul moyen annuel, taux de recul moyen annuel pondéré (exprimé en % de la largeur initiale de la bande active), gamme des taux de recul et % du linéaire de berges touché par l’érosion latérale entre 1950 et 2005.
Taux recul moyen annuel (m.an-1)
Taux recul moyen annuel pondéré (%) Gamme des taux de recul (m.an-1) % longueur berges érodées % longueur berges érodées / an Secteur 1 0,31 1,12 0,1-0,77 26,6 0,48 Secteur 2 0,34 0,90 0,09-0,66 32,5 0,59 Secteur 3 0,34 0,54 0,09-0,64 17,1 0,31
Figure 5.9 Tracés du lit mineur de 1830 et des bandes actives de 1950 et 2005.
1 : Lit mineur 1833 (secteur 1), 1827 (secteur 2) et 1825 (secteur 3). 2 : Bande active 1950. 3 : Bande active 2005.
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2.2.3. LES MODIFICATIONS MORPHOLOGIQUES
Les modifications morphologiques des boucles de méandres entre 1950 et 2005 sont mineures et de bien moindre ampleur que celles survenues lors de la période antérieure. Leur rattachement à un type de changement donné est par ailleurs rendu problématique du fait des faibles superficies végétalisées. Les érosions de berges n’ont en effet été que rarement compensées par une végétalisation sur une emprise équivalente en rive opposée. On assiste ainsi très fréquemment à une augmentation localisée de la largeur du lit sans véritable changement de position du tracé. A l’exception de trois courtes portions de boucles sur le secteur 1 (numéros 5, 6 et 7 sur la Figure 5.10), aucun tronçon du lit de 1950 ne s’est suffisamment déplacé pour se trouver intégralement occupé par la plaine alluviale en 2005. Deux faits majeurs sont néanmoins à relever. Sur le secteur 2, une boucle de méandre, déjà recoupée en 1950, est comblée. Sur le secteur 3, une boucle est recoupée puis comblée.
Par ailleurs, sur les secteurs 1 et 3, les modifications observées apparaissent spatialement très discontinues. Les zones affectées sont séparées les unes des autres par de longs tronçons à l’activité morpho-sédimentaire réduite, voire inexistante. La plupart des zones végétalisées sont localisées à proximité des secteurs d’érosion, très souvent au droit de ces derniers. Sur le secteur 1, de « micro » sinuosités se surimposent parfois à la sinuosité initiale. Sur le secteur 3, l’activité est beaucoup plus intense sur la partie amont du secteur que sur la partie aval (l’érosion des grandes îles sur la partie aval résultent de pratiques d’entretien du lit (cf. Chapitre 5 A.3.1)). Les processus d’érosion latérale sont quasiment inexistants sur cette dernière. La végétalisation y est également très faible. Le secteur 2 diffère quelque peu des deux autres secteurs. L’activité y est moins fragmentée et elle résulte presqu’exclusivement de phénomènes érosifs. Les surfaces végétalisées sont très localisées et occupent de faibles superficies. Abstraction faite du comblement du bras-mort, la végétalisation s’avère donc insignifiante.
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Figure 5.10 Evolutions planimétriques, taux de recul et types de changements morphologiques des boucles de méandres sur le secteur 1 entre 1950 et 2005.
A gauche la partie amont du secteur, à droite, la partie aval. 1 : Erosion. 2 : Végétalisation. 3 : Erosion et végétalisation. 4 : Bande active 1950.
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Figure 5.11 Evolutions planimétriques, taux de recul et types de changements morphologiques des boucles de méandres sur le secteur 2 entre 1950 et 2005.
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Figure 5.12 Evolutions planimétriques, taux de recul et types de changements morphologiques des boucles de méandres sur le secteur 3 entre 1950 et 2005.
En haut la partie amont du secteur, en bas la partie aval. 1 : Erosion. 2 : Végétalisation. 3 : Erosion et végétalisation. 4 : Bande active 1950.
99
S
YNTHESE SUR L’
EVOLUTION DIACHRONIQUE DES FORMES EN PLAN DES MEANDRES ENTRE1830-1950
ET1950-2005
L‘analyse diachronique de l’évolution du tracé des méandres à partir des cartes et photographies aériennes de 1830, 1950 et 2005 a permis de confirmer leur faible mobilité latérale.
Par ailleurs, les bilans érosion/végétalisation des deux périodes étudiées se différencient très nettement. Alors que le lit subit une forte rétraction entre 1830 et 1950 (environ 35 % sur le secteur 1, 45 % sur le secteur de 2 et 25 % sur le secteur 3), il s’élargit sensiblement entre 1950 et 2005 (environ 15 % sur le secteur 1, 30 % sur le secteur 2 et 10 % sur le secteur 3).
En dépit de cette relative fixité des tracés, on constate la manifestation de processus érosifs latéraux non négligeables. Le linéaire de berges touché par l’érosion est ainsi compris entre 13 et 19 % au cours de la première période, et ente 17 et 33 % au cours de la seconde. Les reculs de berges atteignent quant à eux de 0,31 à 0,42 m.an-1. Les modifications morphologiques les plus
notables se sont produites entre 1830 et 1950.
Maintenant que les grandes tendances de l’évolution planimétrique des méandres ont été établies, il convient de s’attarder sur leurs modalités d’évolutions à une échelle temporelle plus fine. Ce travail a été réalisé pour la période 1950-2005 à partir de six campagnes de photographies aériennes séparées les unes des autres par une durée comprise entre 9 et 15 ans.