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Morphodynamique (HU)

De Wikhydro
Version du 27 janvier 2022 à 13:44 par Bernard Chocat (discuter | contributions)

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Traduction anglaise : Morphodynamics

Dernière mise à jour : 27/01/2022

Étude des rapports entre les forces d'une part et les mouvements et les formes d'autre part.

En hydrologie on s’intéresse essentiellement à la morphodynamique fluviale (on parle parfois de géodynamique fluviale) qui étudie l'évolution géomorphologique des cours d'eau en lien avec les flux qui y circulent. La morphodynamique fluviale associée à l'étude des formes résultantes constituent l'hydromorphologie.

Base de la morphodynamique fluviale

Les lits fluviaux sont des enveloppes ajustables qui tendent en permanence à optimiser leur capacité de transfert d’eau et de sédiments. Les ajustements s’opèrent dans les trois dimensions (latérales, transversales et en profondeur) qui constituent les degrés de liberté de la rivière. La morphodynamique fluviale est ainsi régulée par des processus de dépôt et d’érosion du lit qui résultent eux-mêmes de la recherche d’un équilibre dynamique entre les flux sédimentaires et les flux hydriques. Ce principe est bien décrit par la balance de Lane (1955) (voir figure 1). Un tronçon de cours d’eau sera stable si sa capacité de transport solide, contrôlée par le débit liquide de crue et la pente, est exactement compensée par la dissipation d’énergie occasionnée par le transport de la charge solide et la taille des sédiments.

  • Si la capacité de transport solide est excédentaire (par exemple parce que la quantité de sédiments apportée a diminué du fait d'un aménagement), le lit va s'inciser ;
  • Si la capacité de transport solide est insuffisante (par exemple parce qu'un barrage contrôle le débit de crue), le lit va s'exhausser.


Figure 1 : La balance de Lane montre que toute rivière cherche un équilibre entre la charge alluviale imposée caractérisée par son volume (Qs) et sa granulométrie et la capacité de transport qui dépend du débit (Q) et de la pente ; Source : Chocat et al (2013).

Importance de la morphodynamique fluviale

L'importance de la morphodynamique fluviale dépasse largement les simples aspects physiques. En modifiant la morphologie des habitats aquatiques et riverains, elle influe directement sur la biodiversité et les fonctions des hydrosystèmes.

"Ces liens étroits entre hydromorphologie et écologie concernent aussi bien le lit mineur (granulométrie, faciès d’écoulement, bancs plus ou moins végétalisés, etc.), les berges (selon les pentes) et le lit majeur (annexes hydrauliques, forêts riveraines, etc.). Les liens entre mobilité latérale des chenaux et la mosaïque des habitats et biocénoses (différents stades de successions végétales par exemple sont particulièrement marquants. La stabilité de l’ensemble est étroitement liée aux « instabilités locales » (processus d’érosion/dépôt), garantes de la complexité et de la richesse de l’hydrosystème." (Chocat et al, 2013).

Aménagement urbain et morphodynamique fluviale

Les variables de contrôle de la morphodynamique fluviale sont le débit liquide et le débit solide, principalement le transport de fond. Ces variables sont elles-mêmes placées sous le contrôle du bassin versant (relief, géologie, climat, occupation du sol) et des aménagements réalisés sur la rivière.

Les variables relatives au bassin versant et susceptibles de changer à l’échelle de temps humaine sont le climat et, surtout, l’occupation du sol. Toute opération d'aménagement est donc susceptible de modifier une ou plusieurs variables de contrôle, et donc d'affecter la morphodynamique de la rivière ainsi que son équilibre écologique.

Bibliographie :

Pour en savoir plus :

  • Chocat B. (coordonnateur) et groupe de travail de l’ASTEE (2013) : Ingénierie écologique appliquée aux milieux aquatiques : pourquoi ? comment ? Téléchargeable sur le site de l’ASTEE.
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