en suspension (moyens et maximaux) multiannuels (afin de montrer tout l’écart des valeurs, celles-ci ont été normalisées)
276
Figure V.53. Exemples de boucles d’hystérésis représentatives pour les crues analysées. A (relation
linéaire): s.h. Turburea, r. Gilort (Avril 2006) 280
Figure V.54. Exemples de boucles d’hystérésis représentatives pour les crues analysées. B (relation
directe): s.h. Turburea, r. Gilort (Novembre 2004) 280
Figure V.55. Exemples de boucles d’hystérésis représentatives pour les crues analysées. C (relation
indirecte) : s.h. Turceni, r. Jilț (Novembre 2007) 280
Figure V.56. Exemples de boucles d’hystérésis représentatives pour les crues analysées. D (relation
sous la forme de 8) : s.h. Iscroni, r. Jiu (Avril 2003) 281
Figure V.57. Exemples de boucles d’hystérésis représentatives pour les crues analysées. E (relation complexe) - E1 : s.h. Bărbățeni, r. Jiu de l'Ouest (Novembre 2004) et E2 : s.h. Podari, r. Jiu (Novembre 2004)
281
Figure V.58. Relations hystérétiques dominantes aux stations hydrométriques du bassin de la Jiu 283 Figure V.59. La localisation des 22 bassins versant en amont des stations hydrométriques utilisées 284 Figure V.60. Flux de travail de l’analyse des relations entre les débits solides et les paramètres
morpho-lithologiques des bassins versants 286
Figure V.61. Les relations entre les MES multi-annuelles et différents paramètres morpho-lithologiques des bassins versant étudiés : : A – MES ~ l’altitude moyenne ; B – MES ~ la superficie ; C – MES ~ la densité de drainage ; D - MES ~ les formations sédimentaires argileuses
287
Figure V.62. Les résultats de l’analyse en composantes principales de la relation entre la concentration des matières en suspension et les paramètres morpho-lithologiques étudiés 287 Figure V.63. Les résultats de l’analyse Cluster sur les groupes d’appartenance de sous-bassins (stations hydrométriques) aux mêmes caractéristiques morpho-lithologiques 289 Figure V.64. Les paramètres morpho-lithologiques explicatifs les plus corrélés avec les MESmax.multiannuels et MESmoy.multiannuels
289 Figure VI.1. Synthèse sur la notion de budget sédimentaire en relation avec les enjeux de la recherche 297 Figure VI.2. Modes de transport des sédiments dans une rivière 299
Figure VI.3. Schéma de sédimentation 300
Figure VI.4. L’effluence sédimentaire (flux des alluvions en suspensions) aux stations hydrométriques du bassin de la rivière Jiu (Wanuel.2001 – 2010, t/an) 301 Figure VI.5. Sortie des gorges – Târgu Jiu : Secteur de réglage entre l’équilibre et le déséquilibre
sédimentaire de la rivière Jiu 302
Figure VI.6. Le secteur Târgu Jiu – Rovinari, en aval des réservoirs Târgu Jiu et Vădeni. 303 Figure VI.7. Les deux types de batomètres (piège vs. écran) utilisés en Roumanie pour la mesure des sédiments transportés par charriage. A – Batomètre pièce (capcane) ; B – Batomètre écran 304 Figure VI.8. Échelles de temps associées aux dépôts alluviaux 306 Figure VI.9. Colluvions vs. Alluvions. Définition schématisée 308
Figure VI.10. Localisation de l’archive sédimentaire étudiée 309
Figure VI.11. L’archive alluviale de Podari : des couches avec des caractéristiques différentes 310 Figure VI.12. La place du dépôt alluvial de la rivière Jiu, secteur aval, proximité de la s.h. Podari, sur
l’échelle de temps 310
Figure VI.13. Conditions de la vitesse de déposition des particules supérieure à leur maintenance en
turbulence et la formation de la berge d’accumulation 312
Figure VI.14. Variation des caractéristiques d’une succession de couches sédimentaires en fonction
des facteurs quantitatifs et qualitatifs 313
Figure VI.15. Schématisation de la déformation verticale des dépôts en réponse aux mécanismes de la
crue et de la décrue 314
Figure VI.16. La berge au droit de la tranchée à plusieurs moments dans les dernières années (Images
aériennes géoréférencées) 315
Figure VII.1 Succession des phases d’augmentation du niveau de débordement - dépôt des sédiments 320 Figure VII.2. Lois de régression des débits pour la station hydrométrique de Podari 323 Figure VII.3. Période de retour des débits à la station hydrométrique de Podari 324 Figure VII.4. Les courbes de tarage disponibles pour la période 2005 – 2014 et l’incertitude liée à l’absence d'équivalence du débit d'une rivière pour le même niveau d'eau à partir d'un certain seuil 326 Figure VII.5. Le profil en travers de la rivière Jiu à la station hydrométrique de Podari et les cotes à
xviii
Figure VII.6. Les cotes d’alerte et les débits correspondants à la station Podari et les courbes de taragede 2010 et 2014 (CA – 300 cm, CI – 400 cm, CP – 460 cm) 328
Figure VII.7. Les courbes de tarage de 2010 et 2014 329
Figure VII.8. Le débit à plein bord sur le tronçon de la rivière Jiu entre la s.h. Podari et la tranchée 331 Figure VII.9. Relation théorique entre le débit efficace et la courbe de magnitude – fréquence 332 Figure VII.10. La section en travers à la station hydrométrique de Podari, la rivière Jiu 333 Figure VII.11. Figure VII.11. Les deux sections en travers avec les deux aires mouillées considérées, en fonction de l’extension du débordement jusqu’à la berge droite (Sp) ou jusqu’à la digue (St) 334 Figure VII.12. La courbe de répartition du diamètre des particules de l’échantillon prélevés du lit de
la rivière Jiu à s.h. Podari 335
Figure VII.13. Schéma et flux de travail du modèle de la courbe de tarage dans Hec RAS au droit de
la tranchée de Podari 339
Figure VII.14. Mise en submersion de la berge lors de la crue de mai 2014 (Q = 859 m3∙s-1 ; H = 857 cm). Le volume total de la crue (1-11 mai 2014) a été de 4561∙103 l 340 Figure VII.15. Chronique des débits journaliers (2000 – 2016) et nombre de crues avec des débits
supérieurs à 600 m3∙s-1 342
Figure VII.16. Les hydrogrammes de crue (au niveau horaire) des crues d’octobre 1972 et d’avril 2013 345 Figure VII.17. Nombre des jours à Qmoyen.journalier (m3∙s-1) > 600 m3∙s-1 par tranches de débit en relation avec la durée de la crue (à gauche) et répartition mensuelle des crues sélectionnées (à droite) 345 Figure VII.18. Contribution de chaque bassin versant par rapport au débit à Podari. Un complément
de bilan été aussi calculé 348
Figure VII.19. Courbe des volumes cumulés des 5 stations étudiés pour l’année 2007 348 Figure VII.20. Le bilan des débits liquides de la crue de novembre 2007 349 Figure VII.21. La chronique des concentrations des alluvions en suspension (MES, g/l) au niveau
journalier de l’année 2006 à la station Grenoble Campus sur la rivière Isère 350 Figure VII.22. La chronique des concentrations des alluvions en suspension (MES, g/l) chaque 30 min pour la crue de 1 – 25 mai 2006 à la station Grenoble Campus sur la rivière Isère 350 Figure VII.23. La relation hystérétique entre la concentration des alluvions en suspension (MES, g/l) et les débits liquides (Q, mc/s), chaque 30 min pour la crue de 1 – 25 mai 2006 à la station Grenoble Campus sur la rivière Isère
351
Figure VII.24. Schéma des niveaux d’analyse de la contribution des sous-bassins versant de la rivière
Jiu à la formation des crues 354
Figure VII.25. Les bassins versant des rivières Tismana et Amaradia Pietroasa 356 Figure VII.26. Corrélations linéaires entre les débits sur les périodes communes des stations hydrométriques : A. Câlnic et Godinești (rivière Tismana), respectivement B. Iasi – Gorj et Ohaba (rivière Amaradia Pietroasă)
357
Figure VI.27. Représentation schématique du Modèle GR4J avec de nouveaux ajouts sur le couplage
des deux modèles 358
Figure VII.28. Les erreurs quadratiques carrés de la modélisation GR4J des débits moyens journaliers aux stations hydrométriques de Câlnic (r. Tismana) et de Iasi – Gorj (r. Amaradia Pietroasă) 360 Figure VII.29. Histogramme des débits moyens journaliers (m3s-1) de la rivière Jiu à Podari 361 Figure VII.30. Représentation graphique du volume entre deux données, au-dessus d'un certain seuil 363 Figure VII.31. Représentation graphique du volume entre deux dates, entre deux seuils de débit 363
Figure VII.32. L’indice 1 pour les trois niveaux d’analyse 365
Figure VII.33. L’indice 2 pour les trois niveaux d’analyse 367
Figure VII.34. L’indice 3 pour les trois niveaux d’analyse 369
Figure VII.35. L’indice 4 pour les trois niveaux d’analyse 371
Figure VII.36. L’indice 5 pour les trois niveaux d’analyse 372
Figure VII.37. L’indice 6 pour les trois niveaux d’analyse 373
Figure VII.38. L’indice 7 pour les trois niveaux d’analyse 374
Figure VII.39. L’indice 8 pour les trois niveaux d’analyse 375
Figure VII.40. L’indice 9 pour les trois niveaux d’analyse 378
Figure VII.41. L’indice 10 pour les trois niveaux d’analyse 379
Figure VII.42. L’indice 11 pour les trois niveaux d’analyse 380
Figure VII.43. L’indice 12 pour les trois niveaux d’analyse 381
Figure VII.44. L’indice 13 pour les trois niveaux d’analyse 382
Figure VII.45. Atténuation du débit de pointe de la crue d’avril 2013 sur la rivière Jiu entre les stations
xix
Figure VIII.1. Schéma des deux catégories de sites d’échantillonnage des sédiments : dans les bergeset dans les lits des rivières 394
Figure VIII.2. Concept général de l’échantillonnage des sédiments des lits des rivières 397 Figure VIII.3. Échantillonnage des sédiments des lits des rivières 399 Figure VIII.4. Carte des points d’échantillonnage des sédiments fins du lit des rivières 400 Figure VIII.5. Lieux d'échantillonnage privilégiés des berges d’accumulation 401 Figure VIII.6. Localisation du site de la berge côté gauche (Tamont) et coté droite (Taval) de la rivière Jiu, en amont et en aval de la station hydrométrique de Podari. Zoom sur les couches sédimentaires 402 Figure VIII.7. Schéma théorique – hypothétique de la relation crues – dépôts des alluvions 404
Figure VIII.8. La géomorphologie locale à Podari 405
Figure VIII.9. La berge en coupe transversale. Modèle numérique utilisé - résolution ALOS Palsar de
12,5 m (2012) 406
Figure VIII.10. L'évolution morphologique du site entre 2004 et 2018. Le cliché de mai 2014, lors de l'une des épisodes les plus fortes en crue, montre clairement le lien entre l’agrégation des berges et les inondations
407
Figure VIII.11. Schéma d’un échantillonnage systématique fictif 409 Figure VIII.12. Carte des points d'échantillonnage du charbon en vrac dans le bassin de la rivière Jiu 411 Figure VIII.13. Particules de sable vs. le charbon – des formes et des tailles différentes 416 Figure VIII.14. Schéma de mesure et d'ajustement de la granulométrie laser pour un échantillon
exemple 417
Figure VIII.15. Protocole de la mesure de la colorimétrie 420
Figure VIII.16. Différences entre la couleur d’un échantillon propre (sans charbon) et un autre avec
des particules de charbon 421
Figure VIII.17. Le schéma d’analyse colorimétrique 422
Figure VIII.18. Un exemple de protocole et résultat de la classification 424 Figure VIII.19. Les instruments de travail de la pétrologie organique 428
Figure VIII.20. Les composants de la pétrologie du charbon 429
Figure VIII.21. Ce qu’on peut voir à travers de l’analyse d’image et ce qu’on peut (mieux) voir à travers l’analyse pétrographique (Anticipation des résultats) 430 Figure VIII.22. Etapes de préparation des échantillons pour l’analyse en carbone totale 433 Figure VIII.23. Etapes de préparation et d’analyse de la proportion de N et C des échantillons. A. Les capsules de 5 mg sur le plateau à échantillons ; B. Le réacteur d’oxydation ; C. La courbe standard des pics d’azote et carbone à la base du calcul des %N et %C
433
Figure VIII.24. Etapes de la spéciation des formes de charbon: A. Tri granulométrique des échantillons bruts de diamètre <1mm ; B. La séparation par densité -> houille – lignite – autres minéraux ; C. Sur les résidus de houille / four 850°C (calcination) / élimination de la matière volatile, afin de distinguer différents types de houille: Jiu de l’est, Jiu de l’Ouest
436
Figure VIII.25. A. Schéma du mode de génération du signal (rayons X caractéristiques) dans l’analyse FRX (Source : Metallurgist) et B. Description du fonctionnement du tube à rayons X 440 Figure VIII.26. Spectre typique émis par un tube à rayons X en 441 Figure IX.1. Variation de l’épaisseur des couches des deux tranchées 445 Figure IX.2. Les spectres visibles moyens des tranchées Taval et le Tamont 447 Figure IX.3. a. Distribution granulométrique (cumulative et volumétrique) des 11 échantillons de la tranchée aval (valeurs moyennées) ; b. Exemples de diagrammes ternaires des Robinson, Shepard et Folk : b1. – distribution des particules grossières ; b2. – distribution des particules fines
450
Figure IX.4. Variation verticale des diamètres caractéristiques des grains le long de la tranchée Taval 451 Figure IX.5. La variation des valeurs des différents indices des 11 échantillons de la tranchée (Taval de
Podari) 453
Figure IX.6. Variation de la valeur de L* le long des tranchées. 453 Figure IX.7. Diagramme de chromaticité et les 11 points correspondant aux couches de la tranchée
Taval de Podari 454
Figure IX.8. Variation de la teneur en lignite et houille dans la tranchée Taval de Podari 455 Figure IX.9. Relation entre la teneur en charbon et les indices colorimétriques à travers l’analyse en composantes principales pour les 11 échantillons de la tranchée Taval de Podari 457 Figure IX.10 Variation de la quantité des métaux lourds dans la tranchée Taval de Podari 457 Figure IX.11. Synthèse des résultats sur les couches sédimentaires au droit de la tranchée Taval de Podari 458
xx
Figure IX.12. Le mécanisme du phénomène de luminescence. Version adaptée selon Aitken (1985),Timar – Gabor et al. (2013), Duller (2008) et le site internet de la compagnie Landauer 461 Figure IX.13. La représentation schématique de la datation par stimulation stimulée optiquement des sédiments (schéma adapté selon Timar – Gabor et al., 2013 et Cordier, 2010) 463 Figure IX.14. Matériel de collecte d'échantillons utilisé pour la datation par luminescence des
sédiments de la tranchée de Podari 466
Figure IX.15. Schéma et procédure d’échantillonnage 467
Figure IX.16. Exemple de résultat préliminaire d’un cycle SAR d’une aliquote acceptée (P1, 63 – 90 μm) : a – l’évolution du signal OSL; b – L’interpolation de la dose estimée en fonction des doses régénératives ; c – le rapport Tx/Tn le long du cycle SAR
474
Figure IX.17. Les courbes de réponse du signal OSL (naturel et régénératif) de trois aliquotes
représentatives des échantillons, P1, P2, P3 475
Figure IX.18. Les courbes de réponse en fonction de la dose régénérative des signaux OSL pour les échantillons P1, P2 et P3. Dans les trois cas, le signal naturel est bien en dessous du niveau de la courbe de saturation. Des aliquotes représentatives des trois échantillons ont été sélectionnées pour la démonstration
476
Figure X.1. La géométrie de la correspondance entre les profils en travers et le site de la tranchée 483 Figure X.2. La courbe de tarage réalisée pour la section de la tranchée Taval et les débits minimaux à
atteindre pour déposer chaque couche 485
Figure X.3. Estimation de l’altitude équivalente à la côte « 0 » à l’échelle limnimétrique, pour la section de la tranchée Taval, 295 m en aval de la station hydrométrique de Podari 485 Figure X.4. Le spectre colorimétrique des échantillons de charbon 492 Figure X.5. Boites à moustaches de la distribution spectrocolimétrique des quatre échantillons de
charbon 493
Figure X.6. Comparaison entre le spectre colorimétrique des échantillons de charbon et de sédiments
mélangés 493
Figure X.7. Le modèle idéal de mélange charbon-sédiments basé sur la colorimétrie 495 Figure X.8. Arbres de décision de la classification à 3 catégories : Jiu, affluents et charbon 497 Figure X.9. Arbres de décision de la classification à 4 catégories (les sédiments de la Jiu, les sédiments de la rivière Jilț, les sédiments des autres affluents et le charbon 498 Figure X.10. Arbres de décision de la première classification à 5 catégories : les sédiments de la rivière Jiu, le lignite, la houille, les sédiments de la rivière drainant des bassins carbonifères et les échantillons des autres affluents
499
Figure X.11. Arbres de décision de la deuxième classification à 5 catégories : la rivière Jiu (la tranchée à Podari + les sédiments de la rivière Jiu en aval de la dépression de Petroșani), les sédiments de la Jiu de l’Ouest et de la Jiu de l’Est, les sédiments de tous les affluents, le lignite, la houille
500
Figure X.12. Arbres de décision de la classification à 6 catégories : la rivière Jiu (la tranchée à Podari + les sédiments de la rivière Jiu en aval de la dépression de Petroșani), les sédiments de la Jiu de l’Ouest et de la Jiu de l’Est, le lignite, la houille, les sédiments de la rivière drainant des bassins carbonifères et les échantillons des autres affluents
501
Figure X.13. Arbres de décision de la classification à 7 catégories : les sédiments sur la rivière Jiu dans le secteur extramontan (en aval des gorges), les sédiments de la rivière Jilț, affluents drainant des zones charbonnières (autres que ceux du bassin de la rivière Jilț), les sédiments des autres affluents sans charbon, les sédiments de la tranchée de Podari, les sédiments de la Jiu de l’Ouest et de la Jiu de l’Est
501
Figure X.14. Récapitulation des résultats des 6 classifications avec la méthode CHAID 503 Figure X.15. Résultats de l’analyse d’image pour les sédiments à la tranchée à Podari 504 Figure X.16. Résultats de l’analyse d’image pour les sédiments des rivières en amont de Podari 505 Figure X.17. Exemples de réflectogrammes de la matière charbonneuse des zones de source et de dépôt
(Rr (%) - réflectance moyenne, SD - écart type 508
Figure X.18. Profil vertical des dépôts alluviaux de Podari : a. Corrélogramme entre le lignite, la houille et le charbon altéré dans les analyses pétrographiques / de réflectance ; b. Teneur totale en charbon (%) et Rr moyen (%)
509
Figure X.19. Photomicrographes de microscopie optique. Exemples de macéraux identifiés dans des échantillons de sources (en amont: charbon brut, lit de rivière / environnement) et de dépôts alluviaux (en aval: profil de la rivière Podari). Les microphotographies ont été prises en lumière blanche réfléchie et en mode de fluorescence avec l'objectif d'immersion dans l'huile 50×
510
Figure X.20. Regroupement des points d’échantillonnage en 6 zones reflétant les principales