S La charge de fond et son origine

(1)

S

i les concepts de puissance sont assez bien définis, il n’en va pas de même pour ceux liés à la charge solide, deuxième variable majeure de l’équilibre géodynamique. Nous ne développerons ici que les processus liés au charriage, donc à la production et au transport de la charge solide dite « de fond » oubed loadet nous ne traiterons pas des modalités de mobilisation et de transport de la charge fine (suspended load ouwashload).dd

Apports externes

Comme leur nom l’indique, ce sont les apports de charge venant de « l’extérieur » du cours d’eau ou de sa plaine alluviale.

■

Production primaire

Il s’agit de la production de sédiments grossiers qui arrivent quasi-directement au cours d’eau (en montagne : érosion de moraines, cônes d’éboulis ou d’avalanches, glissements de terrain, apports de torrents de versant, colluvions, etc.).

Ce type de production primaire ne se rencontre que dans des conditions particulières : têtes de bassins montagnards pas ou peu végétalisés, vallées encaissées aux versants proches du cours d’eau. Ces sources de production primaires se tarissent de plus en plus dans les montagnes d’Europe sous l’effet du reboisement des pentes, dû en partie au réchauffement climatique qui a suivi la crise érosive du Petit Âge Glaciaire et dû pour une large part aux nombreuses interventions anthropiques visant à limiter les apports solides (stabilisation des pentes par des plantations, seuils, plages de dépôt torrentiel, etc.).

La figure 16 (page suivante) présente les relations entre la dynamique du chenal et la base d’un versant.

L a charge de fond et son origine

21

Exemples d’apports externes par production primaire. (a) Cône d’avalanche et blocs éboulés descendus par gra- vité. (b) Sapement de la base d’un cône d’avalanches par le torrent, blocs éboulés ou morainiques.

a- b- © J.R. Malavoi

Figure 15

a b

(2)

■

Production secondaire

Il s’agit des apports des affluents, constitués eux-mêmes d’apports externes et internes.

géométrie du chenal à ses caractéristiques (augmentation de largeur) de sorte que la friction contribue à réduire les processus érosifs (rétroaction négative). (b) La déstabilisation de la base du versant par augmentation de la largeur du chenal et/ou par une forte crue introduit des matériaux qui eux-mêmes surélèvent le fond du chenal ainsi que les hauteurs d’eau en crue, et entretiennent l’érosion de la base du versant (rétroaction positive), (Marston, 1993).

Figure 16

caillouteuse par un affluent qui construit son cône alluvial dans le cours d’eau principal.

Figure 17

22

a- b © J.R. Malavoi

a

b b

(3)

Apports internes

Conceptuellement, les apports internes sont ceux mobilisables au sein du cours d’eau lui-même, ou de son lit majeur. On parlera aussi de « stock alluvial interne ».

Ce stock se présente sous deux formes :

■ le stock disponible dans le lit mineur lui-même ;

■ le stock du lit majeur et des terrasses,déposé lors de périodes climatiques actives, notamment lors des glaciations quaternaires (on parle d’un stock « fossile ») et réinjecté progressivement dans le cours d’eau par les processus d’érosion latérale.

■

Stock en lit mineur

Deux sous-types peuvent être distingués.

Les macroformes alluviales

Il s’agit des masses sédimentaires de volume important, mises en place par le charriage des particules lors des crues, et qui migrent plus ou moins rapidement vers l’aval. On peut les identifier assez facilement sur le terrain ou sur des photographies aériennes car il s’agit généralement d’entités « discrètes » présentant une forme particulière.

Leur quantité (fréquence des formes), leur forme, leur répartition spatiale sont fonction de la quantité des apports externes et internes. Lorsque ces apports sont très importants, le lit mineur peut n’être constitué que d’une succession de macroformes (figure 18a). Si les quantités augmentent encore et que les berges sont très érodables, une morphologie de tressage peut se développer (figure 18b).

Ces macroformes constituent l’essentiel du débit solide observable et mesurable.Elles peuvent transiter intégralement, sans échange de matière avec le fond, notamment lorsque le fond est protégé par une forte

« armure » granulométrique (voir encadré) ou par un tapis végétal (figure 19).

23

Exemples de macroformes en transit. (a) Nombreux bancs médians dans un lit aux berges peu érodables ; leur forme tridimensionnelle, avec une contre-pente vers l’amont, les apparente à des dunes.

(b) Nombreux bancs coalescents sur une rivière à berges non cohésives. Un tressage se développe.

Figure 18

a b

(4)

(a) Front de dune active sur la Loire sableuse (l’écoulement vient de la droite). (b) Dune graveleuse active sur le Doubs (l’écoulement vient de la droite).

Dans les deux cas, la dune migre sans reprise du stock local protégé par la végétation.

Le fond du lit

En dehors des macroformes, qui sont à la fois des unités de stockage et des formes de transport des alluvions fluviatiles, une partie de la charge de fond peut être mobilisée directement sur le fond du lit mineur, si celui-ci est alluvial et s’il n’existe pas de pavage.

Lorsque ce prélèvement sur le fond n’est pas compensé par un apport de l’amont, il y a alors incision du lit mineur. Si ce processus se pérennise (par exemple, suite à la mise en place d’un barrage ou au piégeage des apports amont dans une ancienne fosse d’extraction), le déséquilibre initialement temporaire se transforme en déséquilibre à long terme.

■

Stock du lit majeur et des terrasses

Sous nos latitudes, l’essentiel du stock alluvial grossier potentiellement disponible au transport se trouve aujourd’hui dans les terrasses des fonds de vallée.Seules certaines têtes de bassin de rivières de montagne disposent encore d’apports solides importants provenant d’une production externe « primaire ».

Les terrasses sont constituées d’énormes volumes d’alluvions déposées par les cours d’eau du Pléistocène (essentiellement lors des périodes froides) et que l’on identifie facilement sur les cartes géologiques du BRGM ; Fyz et Fy : terrasses du Würm, Fx à Fu : formations quaternaires plus anciennes.

Le code Fz caractérise la plaine alluviale holocène, qui s’est mise en place depuis la fin de la dernière glaciation, il y a environ 15 000 ans.

Toutes ces formations et particulièrement les formations Fy à Fz peuvent constituer un stock disponible si elles sont suffisamment proches du lit mineur actif pour être soumises aux processus d’érosion latérale qui vont réinjecter dans le cours d’eau ce stock alluvial « fossile ».

Figure 19

24

(5)

L

■

L

Figure 20 Figure 20

25