Bruno TASSIN Bruno TASSIN Martin SEIDL Martin SEIDL ISIGE 2004 ISIGE 2004

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Hydrosyst

Hydrosystè èmes mes

Bruno TASSIN Bruno TASSIN Martin SEIDL Martin SEIDL ISIGE 2004 ISIGE 2004

ISIG Hydrosystèmes

ISIG Hydrosystèmes 22

Approche historique Approche historique

Ann

Annéées 70es 70: é: écosystcosystèèmes riverains mes riverains --vers le cours dvers le cours d’’eau principaleau principal Ann

Annéées 80es 80, approche holistique -, approche holistique -relations entre les différelations entre les différents rents syst

systèèmes mes --de la plaine dde la plaine d’’inondation et les cours dinondation et les cours d’’eaueau ann

annéées 90, es 90, le terme dle terme d’’hydrosysthydrosystèèmemess’’impose :impose :

«

«Portion de l'espace oPortion de l'espace oùù, dans les trois dimensions, sont superpos, dans les trois dimensions, sont superposéés les s les milieux de l'atmosph

milieux de l'atmosphèère, de la surface du sol et du sousre, de la surface du sol et du sous--sol, sol, ààtravers lesquels travers lesquels les flux hydriques sont soumis

les flux hydriques sont soumis ààdes modes particuliers de circulation. des modes particuliers de circulation.

L'

L'hydrosysthydrosystèèmemeest le siest le sièège, sous l'effet de l'eau, de transformations car, en ge, sous l'effet de l'eau, de transformations car, en toutes ses phases, le cycle de l'eau a d'

toutes ses phases, le cycle de l'eau a d'éétroits rapports avec d'autres cycles troits rapports avec d'autres cycles physiques, g

physiques, gééochimiques et biologiques de l'environnement terrestreochimiques et biologiques de l'environnement terrestre»» dictionnaire CNFSH.

dictionnaire CNFSH.

Processus, bilans, stocks, flux Processus, bilans, stocks, flux

Approche globale et prise en compte des interf

Approche globale et prise en compte des interféérences et influencesrences et influences Objet qui se prête

Objet qui se prête ààla modla modéélisationlisation

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Quatre dimensions Quatre dimensions

longitudinale longitudinale transversale transversale bidirectionnelle bidirectionnelle verticale verticale temporelle temporelle socioculturelle socioculturelle

(Amoros & Petts, 1993)

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Dimension longitudinale Dimension longitudinale

Zones de production Zones de production

introduction de l

introduction de l’’eau et des seau et des séédimentsdiments forte pente, courant fort, d forte pente, courant fort, déébit faiblebit faible forte

forte éérosionrosion eaux fra

eaux fraîîches, bien oxygches, bien oxygéénnééeses

•

•rhytronrhytron: salmonidé: salmonidés, pas de planctons, pas de plancton

Zone de transfert Zone de transfert Zone de stockage Zone de stockage

D

Déépôt des matpôt des matéériaux transportriaux transportééss pente faible, courant faible, d pente faible, courant faible, déébit fortbit fort eaux chaudes et risque de d eaux chaudes et risque de déésoxygsoxygéénationnation

•

•potamonpotamon: cyprinid: cyprinidéés, planctons, plancton

Continuum fluvial Continuum fluvial

4

6

ProductionTransfertStockage

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Dimensions transversale et Dimensions transversale et

verticale verticale

paysage en mosa paysage en mosaï ïque que

bras secondaires, bras morts, plan d bras secondaires, bras morts, plan d’ ’eau, marais eau, marais forêts humides,

forêts humides, à à bois dur bois dur action anthropique (gravi

action anthropique (graviè ères, d res, dé éboisements, boisements, … … é

échanges verticaux changes verticaux sous

sous é écoulements coulements nappes phr nappes phré éatiques atiques eaux karstiques

eaux karstiques

Fonctionnement du fleuve

Fonctionnement de la nappe Fonctionnement

de la plaine

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Dimensions transversale Dimensions transversale

Chaque pi

Chaque piè èce est homog ce est homogè ène ne é

échange de mati change de matiè ère et d re et d’é ’énergie nergie eau eau « « ressource ressource » »

eau eau « « contrainte contrainte » » vitesse

vitesse

hauteur

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Dimension temporelle Dimension temporelle

É

Échelle br chelle brè ève et al ve et alé éatoire : crue atoire : crue

Perturbation physique => peuplements Perturbation physique => peuplements

É

Échelle annuelle : hautes eaux et chelle annuelle : hautes eaux et é étiages tiages

moteur des flux bidirectionnels moteur des flux bidirectionnels

de 10

de 10 à à 100 ans : 100 ans : morphodynamique morphodynamique fluviale fluviale

modification des biotopes modification des biotopes interf

interféérences avec les successions rences avec les successions éécologiquescologiques

de 1000

de 1000 à à 10000 ans : processus 10000 ans : processus g

gé éomorphologiques globaux omorphologiques globaux

changements climatiques changements climatiques affectent l

affectent l’’ensemble de lensemble de l’é’écosystcosystèèmeme

ISIG Hydrosystèmes

secteurs fonctionnels

Un syst

Un systè ème hi me hié érarchis rarchisé é

unités fonctionnels

D ’après Amoros et Petts, 1993

micro habitats

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É

Échelles spatiales et temporelles chelles spatiales et temporelles

Nom d’unité Superficie m² Echelle de temps (ans) Secteur fonctionnel 10⁷ à 10⁸ 10² à 10⁴ Ensemble

fonctionnel

10⁴ à 10⁶ 10¹ à 10³ toposéquences 10² à 10⁴ 10⁰ à 10² microhabitats 10⁰ à 10³ 10^-1 à 10¹

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Bassin versant Bassin versant

Le bassin versant qui peut être considéré comme un " système " et une surface élémentaire hydrologiquement close, c'est-à-dire qu'aucun écoulement n'y pénètre de l'extérieur et que tous les excédents de précipitations s'évaporent ou s'écoulent par une seule section à l'exutoire.

hydram.epfl.ch

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Hydrologie : ordre de

Hydrologie : ordre de Strahler Strahler

1 1- -4 : amont / production 4 : amont / production 4

4- -6 : transfert 6 : transfert

7 7- -: fleuve de plaine : fleuve de plaine stockage stockage

* Tout cours d'eau dépourvu de tributaires est d'ordre un.

* Le cours d'eau formé par la confluence de deux cours d'eau d'ordre différent prend l'ordre du plus élevé des deux.

* Le cours d'eau formé par la confluence de deux cours d'eau du même ordre est augmenté de un.

hydram.epfl.ch

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Bassins

Bassins - - dé d ébits bits

Bassins versants hypothétiques de différents rapports de confluence RB et schématisation des hydrogrammes correspondant.

hydram.epfl.ch

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R Ré égimes hydrologiques gimes hydrologiques

D ’après Amoros et Petts, 1993

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Cascade hydrologique Cascade hydrologique

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Interventions humaines Interventions humaines

XVIII XIX XX

sur les rivi sur les riviè ères res action syst action systé ématique matique souvent irr souvent irré éversible versible canalisation canalisation d dé éviation viation sur les bassins

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Hydrosyst

Hydrosystè èmes mes