Fixation de la végétation dans le chenal des cours d'eau

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Résumé
Le déficit sédimentaire induit par extractions et les ouvrages hydroélectriques a provoqué
l’incision du lit de nombreuses rivières de piémont. Ces rivières à lit initialement mobile
ont actuellement un chenal unique d’écoulement figé. Les bancs de galets,
anciennement mobiles, sont perchés par rapport aux lignes d’eau et ne sont plus remaniés
par les crues. Ils se sont végétalisés. Le problème est alors de savoir, en cas de crue qui
submerge ces îles, comment la végétation influence les paramètres hydrauliques (vitesses,
hauteurs d’eau, mécanismes de propagation) et plus généralement comment la
végétation, le transport solide et l’écoulement interagissent dans le lit de la rivière.
Ce phénomène est étudié sur une portion de 50 km sur l’Isère et fait intervenir différents
domaines : hydrologues, hydrauliciens, géomorphologues, biologistes. Un site
expérimental, constitué d’une île végétalisée et de son chenal d’écoulement, est suivi
depuis 1994, où l'on mesure et observe en particulier la topographie, la végétation, et les
hauteurs d’eau. D’autres mesures sont faites en cas de crue : hauteurs et granulométrie des
dépôts, direction des vitesses. Ces mesures, ajoutées à des données à l’échelle de l’Isère
(topographies, débits) ont permis d’analyser l’évolution du lit pendant la dernière décennie
en relation avec l’occupation végétale. Elles ont également permis de modéliser
l’influence du frottement dans la végétation sur les paramètres hydrauliques.
Une étude à l’échelle locale des relations entre végétation, écoulement et transport solide
complète cette approche d’un site naturel : basée sur une analyse bibliographique et sur
des expérimentations, elle permet de proposer une formulation des écoulements et du
transport solide dans une végétation rigide, en vue de comprendre l’influence de la
végétation sur les dépôts de sédiments.
Abstract
RELATIONSHIP BETWEEN VEGETATION, FLOW AND SOLID TRANSPORT IN RIVER
BEDS
Because of human modifications like hydroelectric dams or in-channel gravel mining, that
induce sedimentary deficit, mobile-bed rivers have dug their beds, often reduced to a
single channel. Gravel banks, that were mobile, remained un-reshaped on the side of
channel and have been vegetalised. In the case of important floods, the question is to
know how those islands covered by vegetation will influence hydraulic parameters such as
velocities, water level, propagation time and how vegetation, hydraulics and sediment
transport will interact .
This phenomenon is studied on the Isere river in the French Alps and implies several fields
of research like hydrologists, hydraulicians, geomorphologists and biologists. An
experimental site, made of a recently vegetalised island and its channel, has been studied
for more than 6 years. Its topography and vegetation are measured every winter and water
levels all year through. At every flooding of the site, velocities directions (thanks to prone
vegetation), maximal water levels, grain size and thickness of new sediment layer are
measured. Observations and different measures about the evolution of those islands are
made on a 50 km long section of the Isere river. The bed evolution has been studied, in
Fixation de la végétation dans le chenal des cours d'eau juin 2002
Philippe Belleudy - LTHE