Les R

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Les Réseaux Fluviaux
Maîtrise

• José Darrozes, Fred Christophoul et J-C Soula
• 05 61 55 88 94
• darrozes_at_lmtg.ups-tlse.fr

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Les Réseaux Hydrographiques
1 Architectures fluviatiles 1.1
Généralités 1.2 Classifications des réseaux
hydrographiques 1.3 Profil latéral 1.4
Profil longitudinal 1.5 Caractérisation des
cours et des bassins versants 1.6 Les
 knickpoints  1.6 Lintégrale
Hypsométrique 1.7 La relation Pente-Aire
drainnée 1.8 La relation Pente-distance à
léxutoire
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1.1 Généralités
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Morphologie 2D des cours deau
Campy et Macaire, 1989
En Tresses
Méandriforme
Anastomosé
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1 Architectures fluviatiles 1.2 En tresse
(Braided) Caractéristiques Les cours deau en
tresse présentent des chenaux multiples dans le
lit mineur. Ces chenaux symétriques
sentrecroisent à intervalles plus ou moins
réguliers. Les barres sableuses qui séparent les
chenaux sont de forme losangiques ou
parallélépipédiques. Ces barres migrent dans le
sens du courant, elles sont instables et par
conséquent peu ou pas végétalisées. Braiding
parameter Ce paramètre permet de donner, par
une simple donnée numérique, un aperçu de la
complexité dun réseau en tresse. Il se calcule
de la manière suivante
Lv
Lc2
Lc3
Lc1
n
Lcn
B (S Lcn) / Lv
1
6
Rivière en tresse Slims River (Yukon, Canada)
7
Parc national Denali, Alaska, USA
8
Chenal secondaire sinuosité plus
forte, braiding parameter plus fort, plus de
barres Sableuses courant plus faible
Bhramapoutre, Inde, photo Landsat 5
9
Braided / Wandering / Meandering Successions
et Transitions
Brierley and Hickin, 1991
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1 Architectures fluviatiles 1.3
Méandriforme Caractéristiques Les cours deau
méandriformes se caractérisent par le présence
dun seul chenal actif dans le lit mineur. Leur
sinuosité est importante (gt1.5). Le chenal est
dissymétrique, limité par des levées. Les barres
sableuses qui se forment dans le chenal sont
caractérisées par une croissance latérale (barres
de méandre ou point bar, perpendiculaire au
courant principal). Lors des crues, le fort débit
peut faire éclater les levées, ménageant un
chenal de crevasse. Les sédiments se déversant
dans ces chenaux vers la plaine dinondation
constituent les crevasse splay . Calcul de la
sinuosité
11
(No Transcript)
12
1 Types fluviatiles 1.3 Méandriforme
(meandering)
Origine de la méandrisation La méandrisation
est due à la nature des courants dans le chenal
actif. Ces courants ont une trajectoire
hélicoïdale (Einstein, 1953 Schumm, 1967).
Cette trajectoire hélicoïdale est à lorigine de
la dissymétrie du chenal.
Leeder, 1996
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(No Transcript)
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Amazonie Péruvienne, photo Landsat 5
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Rivière Williams (Alaska)
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Crevasse Splay
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Rivière Anastomosée
Le rivière Columbia au Canada
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1 Architectures fluviatiles 1.5 Anastomosé
(Anastomosed)
Caractéristiques Les cours deaux anastomosés
présentent les pentes les plus faibles. On les
trouve, classiquement dans les grandes plaines
alluviales et les plaines cotières. La
granulométrie de leurs sédiments est fine à très
fine. Ils comportent un ou plusieurs chenaux très
faiblement divagants. Ces chenaux sont séparés
par des barres sableuses ou de boues qui, du fait
de la faible divagation, sont végétalisées,
stabilisant ainsi la position des chenaux. Dans
les chenaux eux-mêmes aucune barre nest
visible. Leur sinuosité est faible. Elle diminue
avec la pente. Dans les plaines alluviales où la
pente est infinitésimale (0,01), les cours
deau anastomosés forment une réseau de chenaux
important et complexe délimitant une zone
marécageuse. Du fait de leur stabilité dans le
temps, les chenaux ont tendances à sempiler les
uns sur les autres au fur et à mesure de la
subsidence. On les dit aggradants.
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Amazonie Brésilienne, Photo Landsat 5
20
Makaske (1998)
21
Et les différences dapport ?
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• Modèle de système fluvial
• Cest un modèle simple et idéalisé qui aide a
  comprendre lorganisation, la structure et les
  processus qui régissent
• les rivières.
• Lunité de base est le bassin de drainage, il
  varie en taille
• et en complexité.
• Un petit bassin versant est une partie dun
  bassin plus grand.
• Ici une représentation à petite, moyenne et
  grande échelle
• Dr. Zbigniew Zwolinski http//main.amu.edu.pl/sg
  p/gw/sf/sf.html
• Zone 1 Drainage Basin or Watershed
• Aire principale de collecte des eaux de
  ruissellement
• Aire principale doù proviennent les particules
  dissoutes
• et érodées que lon trouve dans le cours deau
• Zone 2 Area of Transfer
• Le flux entrant flux sortant

• Bassin versant Surface délimitée par des lignes
  de crêtes dont les eaux de ruissellement ont un
  seul exutoire.

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Classification des réseaux hydrographiques en
fonction des contrôles structuraux Il existe 2
types de contrôles structuraux  - actif  Il y a
une activité tectonique actuelle ou récente qui
modifie le relief et commande la forme du réseau
hydrographique - passif  La structure du relief
qui témoigne dune déformation passée influe sur
la forme du réseau. Les deux peuvent être
conjoints et donc se chevaucher.
                                                      le réseau sans contrôle structural type. Réseau dendritique  Il présente un arrangement arborescent sans orientation préférentielle des drains. On le rencontre sur des sédiments horizontaux ou des roches cristallines homogènes de résistance uniforme et qui ne contrôle donc pas la structure du réseau.
          Réseau parallèle  Les drains principaux sont régulièrement espacés et plus ou moins parallèles entre eux avec des angles de confluences très aigus. On rencontre ce type de réseaux dans des faisceaux de failles, de monoclinaux et des plis isoclinaux serrés.
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Réseau radial  Les drains divergent depuis un centre généralement sur un cône ou un dôme volcanique. A linverse, les réseaux centripètes présentent des drains orientés vers un centre à lintérieur de caldeira, cratère et bassin tectonique.
Réseau en baïonnette ou en treillis  Les drains présentent une direction dominante et une direction perpendiculaire secondaire. Les confluences se font à angle droit et les affluents sont perpendiculaires aux drains principaux. On les rencontre dans des unités sédimentaires de résistance alternée, basculée ou plissée.
      Réseau orthogonal ou rectangulaire  Le réseau est orthogonal, avec un égal développement des deux directions et se forme dans des failles ou des diaclases.
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1.2 Classifications
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Classification du réseau hydrographique selon le
système de Strahler (1957).
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.
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Classification selon les rapports de confluences
Rb ou rapport de forme Rf
Rf L/l
Rf1,5
Rf2
Rf3
Influence de la forme du bassin versant sur
l'hydrogramme de crue
Bassins versants hypothétiques de différents
rapports de confluence RB et schématisation des
hydrogrammes correspondant. D'après Chow,
Handbook of applied hydrology, Mc Graw-Hill,
1964.
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1.3 Profil latéral
29
Profil latéral et terrasses dune rivière
Coque, 2002

• Terrasse fluviale Une terrasse est une partie
  dun lit fluvial ancien, rocheux ou alluvial, à
  surface plane ou peu inclinée,
• abandonné et perché au dessus du lit majeur
  actuel. Elle sexplique par de alternances de
  creusements et dalluvionnement
• liées à des variations du niveau de base
  (terrasses eustatiques) ou du climat (terrasses
  climatiques) ou à des déformations
• (terrasses tectoniques).

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Terrasses emboîtées   Lors de la formation de
terrasses emboîtées, l'érosion ne se fait pas
jusqu'au substratum. Au départ, le cours d'eau
dépose une grande quantité d'alluvions dans sa
plaine d'inondation. 
Dépôt d'alluvions
Site de Géomorphologie   http//geosciences.geol.u
-psud.fr/ObjectifTerre/Geomorphologie/
Suite à un changement de dynamique, ce même
cours d'eau se met à creuser ses
alluvions                             
Creusement des alluvions
La dynamique du cours d'eau change, l'érosion
faiblit, et la sédimentation prend le dessus
Dépôt dans l'incision
La dynamique change à nouveau, l'érosion reprend,
mais avec une intensité plus faible  le cours
d'eau creuse ses alluvions, mais n'est pas assez
érosif pour creuser sur toute leur épaisseur.
L'érosion ne se fait pas jusqu'au substratum.
Ces alternances de phases d'érosion et de
sédimentation se poursuivent, pour donner des
terrasses emboîtées les unes dans les autres,
sans jamais atteindre le substratum.
Érosion
31
(No Transcript)
32
Terrasses étagées   Ce type de terrasses
implique des alternances de phases érosives très
importantes et des phases de sédimentation moins
importantes. Elles suggèrent une nette dominance
de l'érosion. Les terrasses étagées se forment
avec l'encaissement du cours d'eau.
Au départ, le cours d'eau dépose ses alluvions
sur sa plaine d'inondation.
Site de Géomorphologie   http//geosciences.geol.u
-psud.fr/ObjectifTerre/Geomorphologie/
Dépôt dans la plaine d'inondation.
La dynamique du cours d'eau change, le cours
d'eau incise le dépôt n1 sur toute son
épaisseur, ainsi que le substratum.
Incision du dépôt et du substratum
Un nouveau changement de dynamique amène le
cours d'eau  à déposer de nouvelles alluvions,
dans l'incision du substratum.
Suite à un autre changement de dynamique, le
cours d'eau se met à inciser le dépôt n2 sur
toute son épaisseur, et atteint le substratum,
qu'il incise également. Par la suite, il dépose
de nouvelles alluvions dans cette incision puis
etc
Dépôt dans l'incision
Érosion du dépôt et du substratum
33
Profil Longitudinal
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Profil en long théorique des rivières
Profil déquilibre  Un cours deau aménage
constamment son profil en long, par érosion ou
par dépôt, en fonction de son énergie W et du
travail J à effectuer. Si W gt J, il apparaît une
énergie résiduelle ou  capacité dérosion ,
utilisable pour le creusement et lélargissement
du lit. Si W lt J, la rivière, incapable
dentraîner la charge, dépose des alluvions. Si
WJ, il ny a ni érosion, ni dépôt, la rivière
sécoule sur une pente déquilibre assurant le
travail minimal pour évacuer les eaux et tout ou
partie de charge. Le  profil déquilibre  est
constitué par lenchaînement des pentes
déquilibre réalisées à chaque instant et à tous
lieux. Cest donc un profil mobile, très
différent du  profil déquilibre limite  idéal
et théorique, branche concave de parabole dont la
pente diminue régulièrement de lamont à laval.
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Profil théorique hors équilibre
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(No Transcript)
37
(No Transcript)