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Rapport

1. Figure 3 4 Les donn es caract ristiques des habitats aquatiques le pourcentage de surface occup e du chenal principal MC et des chenaux secondaires SC le pourcentage de surface occup e des chenaux d connect s AL chenaux alluviaux connect s uniquement l aval GW chenaux phr atiques MIX chenaux connect s seulement l amont P bras d connect s T affluents WL zones humides l indice de diversit de Shannon H Chapitre Premiers r sultats O1 CO 2 Caract ristiques planim triques de la bande active BA On fait ici le lien entre les caract ristiques de la tresse les apports s dimentaires provenant du bassin versant et l histoire hydrologique r cente Dans ce contexte on analyse la largeur de la bande active et de la bande fluviale et la dynamique v g tale les On fait ainsi l hypoth se que la largeur de la bande active est contr l e par le r gime des crues avec une diminution progressive de cette largeur au fur et mesure que l on s loigne de la derni re crue morphog ne A l instar de Pi gay et al 2009 nous observons que la surface du bassin versant joue un r le dans la d termination de la largeur de la bande active Figure 3 5 dans cette relation la surface du bassin versant repr sente la quantit de s diments disponibles pour la construction de la bande active Cette relation peut ainsi tre utilis e pour la normalisation des valeurs de l
2. d les pionni res C d les D nombre d les par km Les axes X et Y repr sentent les coordonn es kilom triques Si on observe la distribution totale des les v g talis es bois es matures et pionni res confondues Figure 3 7 C on constate que les tron ons des Alpes du sud rhodaniens duranciens et maritimes Chapitre Premiers r sultats O1 O sont moins v g talis s par rapport aux tron ons de l Oisans et de Haute Savoie une des raisons peut r sider dans la variable climatique qui complique l installation d une v g tation durable en zone m diterran enne Toutefois on peut distinguer une opposition entre les tron ons des Alpes du sud est rhodaniens et du sud ouest duranciens et maritimes si on compare la cartographie de la distribution totale des les Figure 3 7 C et la distribution d les par tron ons Figure 3 7 D nous constatons que les tron ons duranciens et des Alpes maritimes ont peu d les en comparaison aux tron ons rhodaniens o on observe une plus grande variabilit r gionale et des tron ons plut t v g talis s en nombre par kilom tre carr Au contraire les les v g talis es de l Oisans et de Haute Savoie sont en g n ral plus grandes en taille mais peu nombreuses au sein d un tron on En ce qui concerne les habitats terrestres proprement dits et leur structure paysag re l analyse sera finalis e en ann e 2 int grant notamment la compara
3. ge R2 0 0031 1 3 1 2 1 1 1 a e T 0 9 I 0 8 _ 0 7 jere 0 5 D 04 _ R 0 3 T 0 2 amp 0 1 I l 0 1 3 5 7 9 0 00 0 20 040 O60 O80 1 00 Pttw Fa C 2200 H 2150 B RP amp 2100 0o O O 0 3 1 5 c V 2050 D Cc O 2 2000 O O O gt 1950 1900 1850 750 800 850 900 950 1000 X coordonn es est km Figure 3 13 Relation logarithmique entre l indice de diversit de Shannon H et le taux de tressage total Pttw B Rapport entre l indice de diversit de Shannon H et la fr quence de d passement du d bit observ le jour de la prise de vue C Cartographie de l indice de diversit de Shannon H sur l ensemble des tron ons d tude le cercle rouge indique la zone de diversit d habitats maximale Chapitre Il Premiers r sultats O ms B REPONSE DE LA BANDE ACTIVE FLUVIALE AUX EPISODES DE CRUES L objectif de cette partie est d analyser la dynamique de colonisation et d expansion v g tale des bandes fluviales des rivi res en tresses partir d images satellitaires et tr s haute r solution afin de mettre au jour la variabilit de cette dynamique au niveau r gional Ces r flexions sont aliment es par les travaux r cents de Toone 2009 qui a montr sur la Dr me qu apr s chaque grande crue 1951 1978 1994 2003 on observe un largissement du lit suivi d une retraction Malgr tout la vitesse du
4. Extractions Sources de versants Impact faible Impact fort Berges rodables Berges fixes ee hera Sources IGN la ES s Auteur Cemagref 2010 g ye 1 TERSA rn h Pm lt vid Figure 2 4 Exemple d inventaire cartographique des sources et pr l vements de s diments sur le site de l Ubaye M thode oo Chapitre II _ 3 Analyse morphometrique 2D Une analyse morphom trique du profil en long r cent a t conduite afin d valuer l influence du r gime s dimentaire aggradation vs d gradation sur la forme g n rale du profil caract ris sur une distance quivalente 20 fois la largeur de la bande de tressage Les profils ont t normes formules 2 et 3 et un indice de forme F a t calcul pour chaque point formule 4 F Z D 4 Avec Zi l altitude norm e du point i Zi l altitude du point i et Zn l altitude maximale du profil Di la distance norm e du point i Di la distance du point i et Dn la distance maximale du profil Lorsque F est negatif le segment est concave et lorsque F est positif le segment est convexe La variabilit de F en fonction de l volution altitudinale a ensuite t analys e partir d un test statistique M thode Chapitre II _ C MORPHOLOGIE DES BANDES DE TRESSAGE L tude du profil en long permet de distinguer les tresses incis es exhauss es et stables l chelle du si cle L objectif de l an
5. cosyst mes aquatiques Caissie 2006 Acuna amp Tockner 2009 Il a t montr que la temp rature de l eau peut avoir des impacts sur la r partition des esp ces en milieu fluvial Vannote et al 1980 Du fait de leur faible profondeur les rivi res en tresses peuvent enregistrer en p riode estivale des temp ratures tr s lev es Mosley 1983 Elles pr sentent galement une importante variabilit thermique aussi bien spatialement que temporellement Arscott et al 2001 Mosley 1983 Pour un m me tron on Mosley 1983 observe des variations thermiques jusqu 17 7 C entre les diff rentes entit s du cours d eau Une particularit de ce type de rivi res est que la variabilit thermique lat rale est susceptible de d passer en t et en automne la variabilit longitudinale de toute la rivi re Arscott et al 2001 Outre les diff rences de profondeur qui jouent sur le taux de radiation re u par le cours d eau les changes entre les eaux des chenaux et des eaux souterraines permettent d expliquer cette variabilit thermique Mosley 1983 En effet les flux hyporh iques et phr atiques peuvent influencer la thermie de la rivi re Pool amp Berman 2001 Les bancs de galets affectant les flux hyporh iques ainsi que leur disposition peuvent affecter la temp rature de l eau Malard et al 2002 De plus les mares en p riph rie du cours d eau sont susceptibles de pr senter elles aussi des condition
6. 11222 13 3048 04 2442 81 814 95 1789 64 953 88 3998 32 4260 22 10183 48 3232 79 4581 26 1389 00 32456 99 12576 87 1871 26 6237 62 5260 99 5823 49 10174 54 1211 53 2680 19 266 63 1846 51 10483 97 226 77 96 93 83 36 848 73 6054 29 21372 06 6848 58 2061 58 938 98 1475 33 243 09 3806 81 20608 83 73 19 109 59 13 18 1793 31 213 39 135 00 214 26 280 45 1126 78 5785 79 462 18 1664 11 9003 80 173 60 118 42 0 00 29 79 11 10 11491 86 2848 72 5332 64 2618 81 4645 68 73 04 24406 17 7022 14 331 45 0 00 21146 92 24025 96 7941 76 3605 23 365 11 2374 49 35882 59 15501 79 85977 35 8963 14 13118 09 26577 39 10945 18 9025 64 6898 14 23286 42 28407 96 83519 32 22057 62 36111 27 13211 63 18038 28 13964 27 40234 67 80809 08 17871 41 45056 05 7062 44 15657 18 14159 70 5045 05 5750 79 11557 58 26454 44 47313 15 22268 39 17135 08 24307 61 19640 86 9223 40 11201 96 5143 70 8633 24 44591 56 42313 44 52318 01 186621 09 13722 57 15401 94 75915 14 27019 50 8692 87 0 00 74335 98 47888 99 78962 13 53250 73 9247 12 24911 00 428565 52 56977 09 98 58 332 39 2049 23 10565 56 2602 79 1063 88 271 79 3227 88 1548 17 622 43 515 87 5963 47 2532 03 2059 87 1926 65 765 92 1634 57 8671 54 67 50 349 83 1528 25 1592 67 902 12 112 56 662 75 6378 67 11656 00 4144 82 1306 41 315 25 504 75 107 75 6947 16 238 50 2740 75
7. 13449 33 15095 14 31367 46 13032 82 2296 07 16166 52 33315 13 3463 58 6405 34 31968 65 8973 08 5277 68 13720 35 14266 99 1913 62 695 29 560 26 444 16 4351 53 2982 17 16718 08 549 07 31481 57 8048 26 2439 47 3193 81 6355 37 6271 72 17317 14 19241 10 50792 74 164 62 7896 28 151518 34 8991 20 385 85 871 98 21636 57 8099 97 55182 12 19168 02 3235 48 11432 71 67535 79 29909 65 873 27 8328 55 38534 18 20135 64 58496 17 11752 06 12281 01 4545 94 2089 39 3359 12 25362 04 5321 47 13914 05 8864 28 27685 92 13946 12 8748 91 4272 53 3548 76 5804 20 11387 66 11413 18 22288 91 13898 31 41363 10 8741 86 4751 67 1612 85 3228 82 2700 83 17490 46 10762 34 37981 42 16383 80 16310 39 2793 31 143072 21 32843 01 3308 23 20909 04 19626 01 20996 72 21520 04 37300 72 601 64 0 00 1073 49 1080 95 84 72 1553 08 3395 10 3859 26 8192 19 2088 62 779 10 2532 40 5701 86 747 96 1491 00 6844 20 1444 94 1328 62 2812 82 1965 53 586 88 167 33 195 48 211 38 1167 65 843 93 0 00 3629 36 168 67 5993 66 1668 59 0 00 728 65 1172 02 1312 64 1568 37 4094 94 4824 99 3768 30 60 32 1430 97 18455 10 1436 71 181 14 335 62 4103 60 947 97 2563 55 14886 16 7637 53 437 71 3444 06 9860 77 7187 48 10736 94 4039 03 3882 73 1950 19 1086 75 1872 98 9918 12 2357 85 4224 27 4143 61 7070 52 3598 38 3021 16 2084 45 1528 74 2357 02 4068 93 4277 56 9685 67 4069 16
8. Ceci corrobore les r sultats obtenus en canal exp rimental par Germanoski and Schumm 1993 Ils ont d montr qu en r gle g n rale le BRI de Smith des rivi res en tresses en incision et en exhaussement augmente par rapport la valeur en stabilit Pour les rivi res en exhaussement le relief augmente car il y a cr ation de nouveaux bancs en incision il est augment par l incision du chenal principal dans les bancs L tude de la largeur des diff rentes unit s chenaux et bancs na pas montr e de diff rence significative entre les diff rentes tresses Dans les tudes exp rimentales en canal l augmentation moyenne de la taille des bancs est cependant d crite comme un indicateur morphologique solide des situations d incision dans les lits graveleux Germanoski and Schumm 1993 Ainsi cette observation ne semble pas tre perceptible en tudiant les profils en travers Une cartographie en plan des unit s sur l chelle d un tron on permettrait peut tre d aboutir a une telle conclusion La non lin arit de l volution altitudinale des profils en long dans le temps explique la difficult a d finir des indices morphom triques robustes de pr diction du r gime s dimentaire L tude diachronique du profil en long compare un tat initial un tat final mais ne permet pas de mettre en vidence les fluctuations entre les deux tats mesures Or dans la pr sente tude l analyse diachronique porte sur un pa
9. active Figure 3 11 D dans la bande active De fait ni la sinuosit du bras principal ni la position de ce m me bras ou de la zone de tressage au sein de la bande active ne semblent pas tre li es la p riode s parant l observ de la derni re crue morphog ne respectivement r 0 02 r 0 07 r 0 007 en relation Q10 Chapitre Il Premiers r sultats OD N 4 Les habitats aquatiques Le r seau de chenaux se traduit l chelle d un tron on en tresses par une grande richesse d habitats aquatiques on peut retrouver une combinaison de chenaux permanents et ph m res dans les plaines glaciaires Tockner and Malard 2003 Malard et al 2006 ou la coexistence de chenaux permanents semi connect s et d connect s en zone de pi mont Van der Nat et al 2003 Karaus 2004 Karaus et al 2005 Tockner et al 2006 aliment s la fois en surface et par la nappe phr atique Comme on l observe dans le graphique ci dessous Figure 3 12 il existe une structure d habitats aquatiques tr s diff renci s entre tron ons Lu Lu gt PR 6 BE SES GO BS oe pat SOO St BANS SONG COS GOT Gos ova et se sg ae oFO Je ln oO Jo Gone cS VOSS EM OFF De Cooa oOtNS 5 O 5 cmo lt x O C Oc O CODCOD 0 m DOOD JIDOCHOSGINEMSFVSF ESL OE COOL IoOTODLIST So ES o 2 5 o CO om Q gt lt O o lt 2 SOQ mimMm ESSI O Oe gt oO OF 5 wW O
10. ceux ci verdoyants en 2007 apparaissent d sormais gris donc deperissants Etant donn que la seule diff rence locale entre ces deux secteurs est l altitude relative par rapport la rivi re on soul ve l hypoth se d j formul e selon laquelle la germination qui s est d roul e de fa on id ale au printemps 2007 gr ce des conditions pluviom triques avantageuses n a pu donner naissance a une v g tation tablie que si les jeunes arbres ont le temps d atteindre la nappe d accompagnement de la rivi re avant de subir l tiage et le stress hydrique associ Cette prolif ration de la v g tation en 2007 ne se remarque pas instantan ment dans la num risation des contours de la bande fluviale En revanche la croissance associ e se retrouve partir de 2008 avec sur la Dr me un r tr cissement notable de la surface de sa bande fluviale Chapitre Premiers r sultats NJ lt BF aval m gt BF tranch e m e BA aval m E M a gt O 3 BA tranch e m 2005 2006 2007 2008 2009 ann e Figure 3 18 Evolution des largeurs de la bande fluviale et de la bande active sur les deux secteurs aval r unissant les sites 1 et 2 et tranch e o se trouvent les sites 3 et 4 de la Dr me Il est int ressant de constater ici les comportements diff rents des secteurs tranch e et aval de la Dr me si dans les deux cas l
11. ma de classification et d finition des habitats aquatiques Cette classification d taill e permet une analyse fine du patron de tressage notamment travers le calcul d indices comme l indice de tressage la sinuosit du chenal en eau les indices de diversit des habitats aquatiques etc En ce qui concerne l indice ou taux de tressage qui permet la carct risation de l intensit du tressage on reconnait en literature differents fa ons de le calculer ils existent les indices qui prennent en compte la fois le nombre de chenaux comptabilis s sur des sections transversales de longueur d finie Howard et al 1970 ou les indices qui utilisent la longueur des les ou des bancs de galets braid bars par rapport la longueur du tron on consid r Brice 1964 ou encore les indices qui consid rent la longueur des chenaux par rapport la longueur du tron on Hong et Davies 1979 Mosley 1981 ces derniers tant nomm s indices de sinuosit totale par exemple Richards 1982 Dans cette tude nous avons utilis l indice de sinuosit totale de Hong et Davies 1979 figure ci dessous qui consid re la longueur totale des chenaux en eau divis e par la longueur du tron on M thode Chapitre II CO Hong amp Davies 1979 P ELL Figure 3 10 Indice de sinuosit totale de Hong et Davies 1979 Figure extraite de Egozi et Ashmore 2008 On a diff renci l indice d intensit du t
12. n cessaire Chapitre II M thode NO O Ensuite les polygones class s ont t fusionn s sous ArcGis9 2 sur la base des analyses envisag es en bande active et bande fluviale Par bande active AC active channel nous entendons la zone comprenant les chenaux en eau et les bancs de galets non v g talis s Figure 3 5 gauche Cette zone est obtenue suite la classification puis par fusion des objets eau et bancs de galets qui la composent La bande fluviale TA total channel area correspond la zone comprise entre deux berges Figure 3 5 droite l int rieur du corridor de v g tation riveraine qui concerne donc la bande active plus les les v g talis es et toutes les taches de v g tation Toone 2009 DIS Ae tala LT 7 Figure 3 5 A gauche la bande active AC active channel droite la bande fluviale TA total channel area Pour terminer les chenaux principal et secondaires ont t agr g s et fusionn s en liminant les espaces vierges correspondant aux bancs de galets et aux les de v g tation pour d terminer une zone de tressage active Figure 3 6 Figure 3 6 Zone de tressage active comprise entre le chenal principal et secondaire Chapitre II M thode NO N L identification de cette zone part de la constatation faite par Egozi et Ashmore 2008 2009 lors d exp riences en flume selon lesquelles seule une partie du r seau de chenaux ac
13. 50 00 939 50 68 00 246 26 1932 00 1870 03 51 50 1639 71 323 25 48 75 294 25 1900 3040 46 4288 54 78 75 6939 73 433 31 15341 03 4207 59 22 00 926 10 4052 23 12951 00 9170 00 2995 25 2682 00 2858 43 37220 90 8361 25 11423 14 2596 23 2184 37 8512 10 3214 82 3067 68 5894 59 6730 46 19431 34 17732 08 19078 62 4501 60 8072 82 1882 69 3085 64 12974 53 20175 74 1679 16 4515 97 270 02 1864 70 642 63 400 79 312 16 90 40 8213 17 8894 47 1993 57 4820 30 3737 34 3053 52 102 16 2847 20 127 84 259 11 29150 02 24808 19 43277 43 34525 82 0 00 865 65 14459 99 10764 03 1256 90 51362 22 46150 52 23415 80 37998 94 3681 16 5018 93 46349 35 45578 13 341 52 214 41 768 02 7216 23 339 08 77 19 137 45 744 03 4773 70 8990 92 4688 65 1204 71 533 10 1153 95 332 03 2949 60 4905 61 102 98 94 47 26 68 1551 90 219 44 201 99 113 44 191 66 877 93 3319 63 506 83 1220 00 6803 51 217 96 191 98 0 00 35 29 19 60 6886 84 1156 03 3314 49 1507 97 3271 54 123 22 9753 63 4068 11 366 26 9527 16 13921 98 4771 09 2147 33 365 11 1856 13 8850 57 9005 63 3679 24 3581 03 9694 22 5661 91 5314 43 3461 31 7933 44 9971 23 15789 26 6620 51 7195 37 5306 60 4641 60 5828 53 9311 99 8474 65 5987 73 7213 84 5113 12 6824 61 5665 10 3044 44 2920 96 5712 08 5243 44 8442 79 8495 01 5198 92 11874 37 6599 00 6103 87 5120 89 4231 24 3805 90
14. Aigue_C et dans les alpes du sud Buech_A Bleone_av Asse de Blieux La s lection des tron ons est bas e sur la richesse et la diversit des habitats chapitre Il p 63 Chaque zone sera imag e une fois durant l t 2010 puis une autre campagne sera r alis e plus tard dans l ann e ou l t prochain sur un tron on de chaque zone Les acquisitions seront effectu es l aide d une cam ra thermique VarioCAM hr head de r solution thermique meilleure que 0 1 C Coupl a un appareil photo cette cam ra sera embarqu e sur un h licopt re t l command Dr lio de l Universit de Lyon 1 permettant une acquisition tr s haute r solution meilleure que 15 cm la fois visible et thermique Un vol test a Premi res conclusions et Chapitre III perspectives 00 deja t effectu en avril 2010 sur le tron on Drome Liv au cours duquel de tr s faibles h t rog n it s thermiques lt 0 5 C ont t observ es Un autre vol test est encore pr vu pour s assurer que la cam ra d clenche correctement malgr les vibrations li es au vol Chapitre Ill Premi res conclusions et perspectives O0 CO REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES Trajectoires geomorphologiques Ashmore P E 1988 Bedload transport in braided gravel bed stream models Earth Surface Processes and Landforms 13 677 695 Bravard J P and Peiry J L 1993 La disparition du tressage fluvial dans les Alpes fran a
15. D Dijo D 1 Avec Dij la distance rectifi e entre les points i et j du profil GFH Dj la distance entre les points i et j du profil GFH D la distance entre les points de contr le du profil actuel D la distance entre les points de contr le du profil GFH Les profils ont ensuite t superpos s et segment s en une cinquantaine de points quidistants Figure 2 2 Apr s interpolation lin aire des altitudes de chaque point la variation altitudinale entre M thode Chapitre II 00 les deux profils a t calcul e 1755 valeurs Le seuil de d tection de l incision et de l exhaussement a t fixe 50 cm Il int gre le D90 de l erreur altim trique 18 cm auquel il faut rajouter les fluctuations d altitudes li es la variabilit hydrologique et au recalage des distances Ces deux derni res composantes de l incertitude ne peuvent tre quantifi es mais seulement valu es de mani re experte quelques dizaines de centim tres Cette analyse permet de capturer le changement altitudinal et de d terminer le r gime s dimentaire de la tresse Les tresses en exhaussement ou aggradation t moignent d un r gime exc dentaire alors que les tresses en incision ou d gradation ont un r gime d ficitaire M thode Chapitre II O Disponibilit des profils en longs des tron ons ES 1 Aigue_C 29 Eygues_milieu 2 Ardeche dis 30 Eygues_R 3 Arrondine 31 Fier 4 Ar
16. Dynamique des macroformes s dimentaires en rivi res de montagne forte charge solide qui s int ressera aux m mes aspects a partir d exp rimentations de terrain et qui s appuie sur les r sultats morphologiques de l ann e 1 Premi res conclusions et Chapitre III perspectives O0 La th se s int ressera a la compr hension des m canismes de contr le de la mobilit des macroformes s dimentaires qui est un des objectifs du projet Afin de mieux isoler certains ph nom nes qui ne peuvent tre observ s sur le terrain pour des raisons videntes d chelles d espace et de temps ces m canismes seront tudi s exp rimentalement en laboratoire Ces exp rimentations qui permettent d analyser les processus en fonction de diff rents contextes hydrauliques et s dimentaires pente granulom trie abondance de charge r gime hydrologique seront confront es aux observations de terrain que d autres chercheurs conduisent dans le cadre des projets list s pr c demment Les macroformes seront consid r es travers l exemple des tresses qui sont int ressantes plusieurs titres i elles sont pr sentes tous les niveaux hi rarchiques du bassin versant depuis les zones de production en altitude jusqu aux zones de confluence en plaine et jouent un r le majeur dans la r gulation du transfert de la charge s dimentaire par stockage et d stockage ii sur le terrain elles sont un lieu privil
17. apr s chaque grande crue 1951 1978 1994 2003 on observe un largissement du lit de la Dr me suivi d une r traction cette retraction tant n anmoins variable la suite d un pisode ou d un autre L observation des photos drone permet d un peu mieux comprendre le ph nom ne et sa variabilit De fait une analyse r gionalis e permettant de replacer cette dynamique dans un cadre comparatif est ainsi conduite maintenant partir des images LANDSAT et SPOT De fa on assez empirique on sait que la largeur de la rivi re tend diminuer au fil des ans ce qui traduit l avanc e de la v g tation dans la bande fluviale Le graphique ci dessous Figure 3 19 pr sente en abscisses et en ordonn es les coordonn es g ographiques de 10 rivi res tudi es entre 2002 ou 2003 selon la date de la derni re crue sur le tron on et 2009 dont on a calcul la superficie puis la largeur de la bande fluviale La taille des cercles est proportionnelle leur variation de largeur donc leur v g talisation annuelle En blanc sont repr sent es les rivi res dont la largeur diminue en bleu celles dont la largeur augmente et o donc la v g tation riveraine recule au profit des bancs de graviers la suite d une crue 2003 g n ralement Une tendance Est Ouest semble se dessiner le recul de la bande fluviale parait plus ou moins prononc selon la r gion g ographique et donc le contexte hydroclimatique des rivi res 1
18. cette tude ne fait que renforcer a l chelle r gionale les conclusions des investigations conduites l chelle d une vall e Gautier 1994 Landon et al 1998 Marston et al 2003 Miramont et al 1998 Pi gay and Peiry 1997 En revanche notre analyse montre statistiquement l importance des for ages torrentiels sur la trajectoire morphologique des tresses une id e exprim e dans plusieurs tudes Landon et al 1998 Li bault et al 2008 mais qui n tait pas vraiment consolid e par des statistiques robustes Il est interessant de constater que seule la prise en compte des torrents les plus actifs ceux ayant un impact visible sur la morphologie du cours d eau principal permet de mettre en vidence un effet sur l volution altim trique s culaire des tresses Ces torrents taient beaucoup plus nombreux au d but du si cle Ceci renforce la conclusion selon laquelle l extinction de l activit des torrents sous l effet combine de la reconqu te foresti re des versants des travaux RTM et du r chauffement climatique post PAG a contribu acc l rer la disparition du tressage dans les Alpes Aujourd hui les extractions en lit mineur sont interdites depuis la loi sur l eau de 1992 Seules les extractions n cessaires la s curit des biens et des personnes sont autoris es selon une r glementation stricte durcie avec la directive cadre sur l eau et son application fran aise avec la directive no 2006 1772 et la
19. cherchera a mettre en vidence ce qui est d au processus purement rosifs changement de connexions entre canaux existants destruction des bancs aux forts d bits et ce qui est d au tri granulom trique production de nappes de charriage p riodicit des rosion aggradation locales aux d bits faibles mod r s Ces exp riences permettront de couvrir une large gamme de sc narios Dans un troisi me temps des exp riences longues seront r alis es sur la plate forme torrentielle de la Sogreah Ces exp riences permettront d approfondir dans des conditions optimales une s lection de quelques uns des essais pr c dents jug s les plus repr sentatifs Toutes ces exp riences permettront galement de tester les lois de transport solide existantes et ventuellement de proposer des adaptations de ces derni res pour les coulements en tresses Chapitre Ill Premi res conclusions et perspectives NO B LA CARACTERISATION DES HABITATS ET DU PAYSAGE 1 Finalisation de l tude synchronique de la mosa que paysag re Suite l tude du comportement du patron de tressage qui varie signicativement a l int rieur m me de chaque bande de tressage nous avons pr vu de finaliser les analyses en sous troncons d termin s selon le crit re d homog n it de largeur de bande active Cette partie aura comme objectif de compl ter l tude du fonctionnement de la morphologie en plan des rivi res en tresses a l c
20. de berge rodable sur l ensemble du lin aire de berge du tron on tudi fournit un degr d rodabilit et donc une estimation quantitative indirecte de la recharge s dimentaire par rosion lat rale Cette analyse a port sur un lin aire de 825 km 51 du lin aire digitalis est constitu de berges rodables Caract risation des pr l vements s dimentaires Les principaux sites d extractions actuels et pass s ont t cartographi s sur le tron on d tude et sur un lin aire de 10 km de part et d autre du tron on Figure 2 4 Nous avons retenu comme site d extraction les gravieres en activit dans la plaine alluviale et les anciennes traces d activit mini re majeure visibles sur les orthophotographies r centes Le nombre de sites par tron ons fournit une information qualitative sur l importance des pr l vements s dimentaires Cette analyse a permis de localiser 79 sites d extractions af Ht q 4 gt i 7 a peta AY he L 4 tr Caract risation des sources s dimentaires E r Ag Un exemple sur le tron on de l Ubaye He SL LE se rie ae we A TRHY ehir ia N SA F7 lt s pa AEs f PA er is RS ee Pyr x ar One ai GAMD f nu al ua Fos ie gt he 2 4 i sa a aa ML 4 n re a f so x AE LS 2 E r gt a up gt D a gt x d n c ve a o i a 3
21. de colonisation de la bande active La structure du corridor fluvial et son volution sur 50 ans les r sultats de cette partie seront pr sent s en ann e 2 Les donn es brutes utilis es dans cette tude proviennent de diff rents supports Pour la caract risation de la structure paysag re nous avons utilis les orthophotographies a riennes r centes et les photos a riennes en noir et blanc des ann es 1950 qui proviennent de l IGN BDOrtho pour la premi re Pour la caract risation g ographique des tron ons position altitude pente nous avons utilis la BD Carthage et les donn es du r seau piscicole Valcon Pont amp Rogers 2004 Des donn es SIG compl mentaires proviennent d tudes pr c dentes r alis es au sein l UMR 5600 comme par exemple le fond de vall e d termin par Alber et Pi gay 2008 En ce qui concerne les donn es hydrologiques nous avons exploit les donn es provenant du r seau de la Banque Hydro http www hydro eaufrance fr Les stations hydrologiques Annexe Il ont t s lectionn es sur la base de leur proximit aux tron ons d tude et en fonction de la disponibilit des donn es Lorsqu il tait impossible de rep rer une station proche des tron ons d tude ou que la station ne pr sentait pas de donn es disponibles M thode Chapitre II N O nous avons utilis des stations d autres bassins versants spatialement proches
22. de la v g tation pr existante et des individus nouvellement apparus il est possible de faire plusieurs observations Figure 3 15 Le nombre de polygones total relev augmente r guli rement sauf en 2009 ou la crue de l hiver pr c dent a entrain l arrachage de quelques individus La v g tation d j pr sente sur le secteur cro t chaque ann e de mani re remarquablement r guli re entre 7 et 15 an La faiblesse de l expansion de 2009 s explique par la disparition de quelques ligneux au moment de la crue de l hiver pr c dent L apparition de nouveaux individus et la surface conquise respective ne suivent pas une tendance interannuelle Si l on exclut les ann es 2005 et 2009 qui ne peuvent permettre confirmation de l apparition de nouveaux arbres l ann e 2007 a t l ann e la plus favorable Les ann es 2006 et 2008 ont galement vu des taches de v g tation apparaitre La surface conquise cumul e de ces nouveaux individus est quant elle presque lin aire 27 en moyenne par an Chapitre Premiers r sultats O gt N S g o 2005 7 E 2006 E 2007 E 2008 E E 2009 c nombre S polygones polygone nouvel S nouveaux Scumul e polygones 100m individu individus m 10m Figure 3 15 Evolution de diff rents param tres de v g tation pr sents dans la Dr me Les ann es extr mes sont interpr ter avec
23. gi d observation de la mobilit des macroformes o elles sont pr sentes en grand nombre et sont fr quemment remobilis es ce qui facilitera une comparaison avec les r sultats du laboratoire iil lorsque replac e sur un gradient actif deliquescent la dynamique de tressage peut s av rer tre un pr cieux outil de diagnostic de l tat de sant s dimentaire d un cours d eau La these sera bas e sur des exp rimentations de laboratoire L objectif ne sera pas de construire un mod le physique d une tresse en particulier mais de travailler en similitude de Froude afin que les coulements observ s en canal soient repr sentatifs des conditions naturelles d coulement En toute rigueur il faudrait galement travailler avec des coulements turbulents rugueux Re gt 70 afin de ne pas modifier les conditions de d but de mouvement des mat riaux Cet aspect impose de trouver un compromis entre la taille des mat riaux et la taille et la pente du canal et pourrait donc tre une contrainte forte au choix des s diments N anmoins les tests r alis s ce jour indiquent que les conditions de tressage ne seraient que faiblement affect es par ce param tre s il nest pas trop loign de Re 70 Ashmore 1988 Hoey 1992 Les exp riences seront r alis es sur la plate forme torrentielle du Cemagref 6m de long sur 1m de large et sur la plate forme torrentielle de la Sogreah 17m de long sur 5m de large Chaque exp rienc
24. in bedload transport rates and sediment storage in gravel bed rivers Progress in Physical Geography 16 319 338 Lisle T E Iseya F Ikeda H 1993 Response of a channel with alternate bars to a decrease in supply of mixed size bed load A flume experiment Water Resources Research 29 3623 2629 Recking A 2006 Etude exp rimentale de l influence du tri granulometrique sur le transport solide par charriage These de doctorat M canique des Fluides INSA Lyon 261 p Thermie Acuna V amp Tockner K 2009 Surface subsurface water exchange rates along alluvial river reaches control the thermal patterns in an Alpine river network Freshwater Biology 54 306 320 Arscott D B Tockner K amp Ward J V 2001 Thermal heterogeneity along a braided floodplain river Tagliamento River northeastern Italy Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 58 2359 2373 Caissie D 2006 The thermal regime of rivers a review Freshwater Biology 51 1389 1406 Karaus U Alder L amp Tockner K 2005 Concave Islands Habitat Heterogeneity of Parafluvial Ponds in a Gravel bed River Wetlands 25 26 37 Malard F Tockner K Dole Olivier M J amp Ward J V 2002 A landscape perpective of surface subsurface hydrological exchanges in river corridors Freshwater Biology 47 621 640 Mosley M P 1983 Variability of water temperatures in the braided Ashley and Rakaia rivers New Zealand jo
25. l transformation Hue Brigthness Eri ry yee aos and min GLEM Homegensity quick S11 all dir Brigthness Standard d viation Layer2 GLOOM Homogeneity quick 17 fall dir EBriqthness Brigthness H l transformation Hue GRAYEL BAR Plax Diff rence Standard deviation Layerc Brigthness EBrigthness Brigqthness GLEM Homoqencity Pquick 17 fall dir Standard deviatio Layerc Erigthnes LL GLEM Homogeneity quick S171 fall dir H l transformation Hue Erigthn sz Erigthn sz WATER or max Standard d viation Layert Plax Difference Standard deviation Layere Erigthnes a La Ti Le mn aa Pc DL on Len os Fin fe D D ApS O e en La moo 97 ll Stations hydrologiques par tron on et zone g ographique ST _HYDRO 1 Distance Tributaires Chronique Dispo DEPARTEMENT Station Amont Aval im Arrondine 73 Savoie W0425010 LA CHAISE a UGINE PONT DE SONEY S_autreBassin 8 tributaire de Arrondine Arve_ dis 74 haute savoie V0222010 L ARVE a ARTHAZ PONT NOTRE DAME av 1967 2009 42 Cheran dis 73 Savoie V1255010 LE CHERAN ALLEVES LA CHARNIAZ av 1950 2010 60 Dranse 74 haute savoie V0325010 LA DRANSE DE MORZINE SEYTROUX PONT DE COUVALOUP av 1964 2009 45 noData1973 Fier 74 haute savoie V1214010 LE FIER DINGY SAINT CLAIR av 1906 2010 104 noData1914 20et1951 61 Giffre 74 haute savoie V0144010 LE GIFFRE TANINGES PRESSY av 1948 2008 60 Arvan 73 Savoie W10
26. la Dr me entre 1948 et 2006 Toone 2009 B Evolution de la largeur moyenne et C du taux de sinuosit de la bande active D Evolution des pics de crue annuels entre 1948 et 2009 avec les crues de 1951 Q16 de 1978 Q17 1994 Q100 et 2003 Q45 Suite ces r sultats et aux observations faites dans la partie A 2 comparaison des bandes actives des 50 rivi res en tresses plusieurs approches compl mentaires sont ainsi consid r es tude des processus de v g talisation partir d images drone afin de comprendre le ph nom ne et sa diversit tude inter annuelle de l volution de la largeur de la bande fluviale partir d images satellites permettant de voir le comportement plus large chelle du patron de recolonisation v g tale la suite d une crue 1 La dynamique fine de colonisation de la v g tation La question est ici de savoir de quelle fa on la v g tation rivulaire colonise les bancs de galets ann e apr s ann e la suite d une crue importante en observant le ph nom ne Cette question est abord e sur un tron on de la Dr me entre le pont Recoubeau et celui de Luc en Diois entre 2003 date de la crue comme indiqu e sur la figure pr c dente et 2009 sur une p riode durant laquelle aucune crue n a eu lieu si ce n est un petit v nement de p riode de retour 1 5 an au cours de l hiver 2008 2009 Figure 3 14 B Apr s une cartographie par photo interpr tation
27. la creation d arcs hydrographiques selon la proc dure d Alber et Pi gay sous presse La bande fluviale a ensuite t segment e de fa on r guli re tous les 50 m gr ce la construction de segments perpendiculaires cet axe m dian Chapitre II M thode NO 1 UGO boundaries splitting 2 Thiessen s polygonalisation 3 Thiessen polygons generalization and converting to points and converting to polyline a DEA z N UGO skeleton Alber et Pi gay sous presse Ces segments orthogonaux laxe m dian de la bande fluviale ont t utilis s pour le calcul de la largeur de la bande active elle m me ainsi segment e en polygones de 50m de longueur L objectif est de cr er des sous troncons de bande active homog nes par leur largeur ces polygones tant ensuite successivement agr g s test de Pettitt 1979 La cr ation de l axe m dian de la bande active n a pas t possible de fa on automatis e la diff rence de la bande fluviale cause de l absence d les et de taches de v g tation dans la bande active En ce qui concerne la partie aquatique des habitats chenaux en eau la classification a t r alis e manuellement par photo interpr tation afin de distinguer les diff rents chenaux sur la base de leur connexion au chenal principal Figure 3 9 Les habitats aquatiques correspondent tous les chenaux en eau class s en fonction de leur interconnexion et de leur connexion ave
28. milieux aquatiques OF8 g rer les risques d inondations en tenant compte du fonctionnement naturel des cours d eau Dans ce contexte un projet scientifique interdisciplinaire a t construit collectivement entre Scientifiques et gestionnaires sur le th me de la caract risation fonctionnelle des rivi res en tresses L objectif g n ral est d tablir une typologie biomorphologique des tresses du bassin du Rh ne C est en effet dans ce bassin que se concentrent la plupart des rivi res de ce type sur le territoire m tropolitain plus de 600 km recens s voire m me en Europe Cette typologie est fond e sur l analyse d une cinquantaine de tron ons en tresses repr sentatifs des diff rentes hydro cor gions du bassin Rh ne M diterran e Slater 2007 plusieurs d entre eux seront ensuite s lectionn s pour faire l objet d analyses plus fines Les questions pos es sont les suivantes 1 existe t il des indicateurs simples permettant de replacer une tresse sur un gradient actif d liquescent de d finir son tat physique et d identifier ainsi les principales actions promouvoir en mati re de s curit publique et de gestion s dimentaire 2 quels sont les crit res d valuation et les actions pr coniser pour pr server ou restaurer ces types fonctionnels L tude est programm e sur une p riode de 4 ans abordant successivement les trajectoires g omorphologiques sous la responsabilit du Cemagref G
29. non pris en compte dans l analyse diachronique au pas de temps s culaire 45 40 39 25 20 15 EXHAUSSEMENT INCISION STABILITE Figure 2 11 Distribution de la taille m diane des particules selon la cat gorie du transect EXHAUSSEMEN INCISION STABILITE O 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 A kre Figure 2 12 Relation entre le taille m diane des particules et la superficie drain e A Chapitre Premiers r sultats D ice PARTIE 3 CARACTERISATION DE LA STRUCTURE PLANIMETRIQUE DU CORRIDOR FLUVIAL R dacteurs B Belletti A Hervouet S Dufour H Pi gay Dans cette partie nous pr sentons les r sultats relatifs a la caract risation de la structure planim trique des 50 tron ons l chelle de la bande active et a celle des habitats aquatiques l objectif est de comprendre les m canismes a la base de la structure paysag re des tresses et la dynamique de ces structures afin d identifier et d finir une organisation spatiale au niveau r gional De plus nous analyserons une chelle multi temporelle l volution du corridor fluvial en termes de taux de colonisation de la v g tation ANALYSE DES ORTHOPHOTOS 1 Caract ristiques du jeu de donn es Donn es de contr le hydromorphologique On r sume ici les variables de contr le hydromorphologique que nous avons pris en compte dans la caract risation de la mosa que paysag re de nos tron ons et des habitats aqu
30. per u comme le r sultat d une charge s dimentaire en exc s par rapport la capacit de transport du lit ou comme une morphologie optimis e pour v hiculer de fortes charges s dimentaires impos es par l amont Ces deux visions s opposent car dans le premier cas la tresse ne peut perdurer que si le r gime s dimentaire reste exc dentaire alors que dans le deuxi me cas le tressage est consid r comme une forme d quilibre dynamique Les tresses du SE de la France offrent un cadre exceptionnel pour aborder ces questions du fait de la diversit morphologique des lits en tresses qui caract rise la r gion et de l abondance des sources historiques disponibles pour caract riser les r gimes morphologiques archives topographiques photographies a riennes L objectif de cette partie est de caract riser et d analyser le r gime s dimentaire des tresses alpines et m diterran ennes du bassin Rh ne M diterran e l chelle du si cle partir de l tude des changements morphologiques et des for ages en jeu Nous pensons en effet que le r gime s dimentaire est un l ment d cisif en mati re de pr diction des trajectoires morphologiques du tressage Trois types de situations peuvent tre rencontr s r gime en quilibre lit stable r gime d ficitaire lit incis et r gime exc dentaire lit exhauss Nous suspectons que la g n ralisation des situations d ficitaires est un l ment explicatif majeur de la disparit
31. processus et sa variabilit r gionale ne sont pas encore comprises L analyse de l volution de la bande active entre 1948 et 2006 a largement b n fici d un bon positionnement des clich s dans la s rie chronologique des crues De fait on voit bien le r le que celles ci jouent dans le processus de respiration lat rale du lit La Figure 3 14 donne une image g n rale de l volution du lit entre 1948 et 2006 entre le pont de Luc et le pont de Recoubeau On constate notamment que les alternances tresses chenal unique ne sont pas stables au cours du temps L analyse d taill e de l volution de ce secteur permet de mettre en lumi re trois ph nom nes marquants la bande active s largit syst matiquement lors des v nements de crue dans ce cadre on voit tr s bien que les crues de 1951 de 1978 de 1994 et de 2003 expliquent les r largissements constat s sur les photographies de 1956 1981 1996 et 2006 alors que les p riodes enregistrant peu ou pas de crue se caract risent par une r traction du chenal 1956 1971 1981 1991 1996 2001 malgr tout l intensit des largissements n est pas forcement corr l e l intensit de la crue la crue de 1951 Q 6 a eu ainsi le m me impact morphologique que la crue centennale de 1994 14m d largissement en moyenne inversement la crue de 1978 qui a la m me intensit que celle de 1951 n a pas du tout eu le m me impact 3m seulement le trac e
32. que celle n utilisant que les valeurs des pixels Les r sultats de la m thode orient e objet sont similaires a ceux que l on pourrait obtenir suite a une classification par photo interpretation La proc dure d extraction des classes d objets selon la m thode orient e objet se fait en deux tapes Wong et al 2003 La segmentation de l image il s agit de l identification a priori des objets de l image compos s de plusieurs pixels les images sont alors subdivis es en r gions homog nes selon le principe de croissance des r gions Perez Correa 2004 La classification travers l agglom ration des objets pr sentant les m mes valeurs spectrales et structurales La logique de classification est dite floue les objets sont assign s chaque classe selon une valeur d appartenance ou de probabilit entre 0 et 1 Wiederkehr et al 2009 Principes de la segmentation sous le logiciel eCognition Le processus de segmentation des images a requis l utilisation de l algorithme de segmentation multi resolution Barbier 2006 Dans la creation des objets a partir des images cette segmentation se sert de la combinaison de trois param tres chelle forme et lissage Le param tre d chelle contr le l h t rog n it maximale permise pour la cr ation des objets Le param tre de forme est obtenu par la pond ration de deux facteurs couleur facteur spectral et forme stricto sensu C e
33. thode Chapitre II _ n 1 BRI Hoey kz 22 20 xn x J Gn x1 6 l avec zi la diff rence entre l altitude du point i et l altitude moyenne du transect et xi la distance du point i 1 ia A i 0 E 0 50 100 150 200 250 2 D 2 2 3 4 Distance relative m L gende Classe de Chenaux en eau v g talisation des bancs LC Chenaux sec Figure 2 5 Exemple d identification des unit s pour le profil en travers Var Ti M thode Chapitre II Tableau 2 2 Liste et description des variables calcul es sur chaque transect Variables Symboles Unit s Surface drain e A km Pente du lit S m m Largeur du fond de vall e remplissage alluvial W m Largeur de la bande naturelle bande active v g tation riveraine Wn m Largeur du transect W m Largeur de la bande active chenaux en eau chenaux secs et bancs non v g talis s Wa m Largeur de la bande semi active bande active bancs v g talis s entre 0 et 25 We m Evolution altitudinale s culaire d termin e partir du profil GFH AZ m Largeur cumul e des chenaux en eau We m Largeur cumul e des chenaux sec Wes m Largeur cumul e des bancs non vegetalises Woo m Largeur cumul e des bancs v g talis s entre 0 et 25 Wbo 25 m Largeur cumul e des bancs v g talis s entre 25 et 50 Wb25 50 m Largeur cumul e des bancs v g talis s entre 5
34. 0 4 et donc 0 6 pour le param tre couleur sauf pour des largeurs de chenal sup rieures 40 m tres forme 0 3 couleur 0 7 Le param tre lissage a t fix 0 5 pour toutes les images Echelle 200 Echelle 100 Figure 3 3 Exemple de segmentation bas e sur le param tre d chelle Les fl ches rouges indiquent une meilleure extraction de l eau l chelle 100 droite par rapport l chelle 200 gauche Classification des objets sous eCognition Deux methodes sont disponibles pour la classification des objets sous le logiciel eCognition de Definiens Perez Correa 2004 une classification experte dans laquelle l op rateur introduit les fonctions discriminantes sur la base par exemple des param tres spectraux texturaux et d homog n it et une classification supervis e pour laquelle le logiciel d termine automatiquement les fonctions sur la base de quelques chantillons s lectionn s pour chaque classe d objets Pour notre tude nous avons utilis une classification experte fond e sur une classification manuelle par photo interpr tation d un chantillon de 6 sites s lectionn es dans l ensemble du r seau Les chantillons ont t s lectionn s afin d avoir une bonne repr sentativit des caract ristiques spectrales et spatiales Cette premi re classification a t utilis e comme mod le pour la classification semi automatis e du reste du jeu de donn es La premi r
35. 0 et 75 Wp50 75 m Largeur cumul e des bancs v g talis s entre 75 et 100 W575 100 m Largeur cumul e des bancs vegetalises 100 Wb100 m Largeur de la bande active normalis e W W W Profondeur moyenne de la bande active dp m Profondeur maximale de la bande active Grey m D nivellation maximale de la bande semi active Pay m Altitude moyenne des chenaux en eau Z m Altitude moyenne des chenaux sec Zos m Altitude moyenne des bancs non v g talis s Z 50 m Altitude moyenne des bancs v g talis s entre 0 et 25 Z 60 25 m Altitude moyenne des bancs v g talis s entre 25 et 50 25 50 m Altitude moyenne des bancs v g talis s entre 50 et 75 250 75 m Altitude moyenne des bancs v g talis s entre 75 et 100 2575 100 m Altitude moyenne des bancs v g talis s 100 Z5100 m Altitude moyenne de la haute terrasse Zy m Altitude moyenne de la basse terrasse Zio m Altitude moyenne de la bande active Zs m Altitude moyenne de la bande semi active Zp m D nivellation entre la bande active et les chenaux en eau Z Z Hha m Ratio largeur profondeur W d war Bed Relief Index de Smith quation 5 on Bed Relief Index de Hoey et Sutherland equation 6 eas M thode Chapitre II 2 Echantillons granulom trique Pour affiner la caract risation morphologique des sites nous avons pr lev des chantillons granulometriques de surface Compte tenu du grand nombre de transects chantillonner dans un temps
36. 02010 LE VERDON a DEMANDOLX CASTILLON 1948 2008 Ardeche dis 07 Ard che V5014010 L ARDECHE VOGUE 1967 2010 Bes Dr 26 Drome V4225010 LE BEZ CHATILLON EN DIOIS 1963 2010 Calavon dis 84 Vaucluse X3434010 LE COULON SAINT MARTIN DE CASTILLON COSTE RASTE 1964 2010 Drome_ dis 26 Drome V4214010 LA DROME LUC EN DIOIS 1907 2010 103 noData1934 Drome LenD 26 Drome V4214010 LA DROME LUC EN DIOIS Bes 1907 2010 103 noData1934 Drome Liv 26 Drome V4264010 LA DROME SAILLANS 1966 2010 44 noData1996 Durance O 84 Vaucluse X3200010 LA DURANCE MEYRARGUES PONT PERTUIS amenag 1994 2010 Ouveze 84 Vaucluse V6052010 L OUVEZE VAISON LA ROMAINE Ouveze av 05 hautes alpes V6052011 L OUVEZE VAISON LA ROMAINE Roubion 26 Drome V4414010 LE ROUBION SOYANS 1965 2010 Drac amont 05 hautes alpes W2222010 LE DRAC CORPS LE SAUTET av Seveirasse 1969 1999 incomplete Drac middle 05 hautes alpes W2222010 LE DRAC a CORPS LE SAUTET av Seveirasse 1969 1999 incomplete Drac Noir 05 hautes alpes W2035010 LE TORRENT DE MALCROS CHAMPOLEON O autreBassin 1982 2010 Zone G ographique Stations certaines Veneon 38 Isere Romanche E autreBassin valid Diren E Bleone am
37. 04 alpes de haute provence Bes Bl 6km am Bleone av 04 alpes de haute provence Bes Bl 35km am 5 Sasse 04 alpes de haute provence Bes Bl 24km S E F PetitBuech 05 hautes alpes X1034020 LE BUECH SERRES LES CHAMBONS 5km down 1969 2009 40 Lez 26 Drome Roubion 15km N Lez A 05 hautes alpes Roubion 15km N Sure 26 Drome V4275010 LA GERVANNE BEAUFORT SUR GERVANNE 10km O autreBassin CES o Diren 04 alpes de haute provence Asse fem S E Bans 05 hautes alpes X0015010 LA GUISANE AU MONETIER LES BAINS LE CASSET 18km Nord_autreBassin 1978 2009 Fournel 05 hautes alpes X0015010 LA GUISANE AU MONETIER LES BAINS LE CASSET 22km Nord_autreBassin 1978 2009 Aigue C 84 Vaucluse V5324010 L AYGUES SAINT MAY PONT DE LA TUNE 40km am 1967 1995 incomplete r prise en 2008 Escoutay 07 Ardbche Eygues R 26 Drome V5324009 L AYGUES SAINT MAY PONT DE LA TUNE 13km av 1967 1995 incomplete r prise en 2008 Eygues milieu 26 Drome V5324010 L AYGUES SAINT MAY PONT DE LA TUNE 25km am 1967 1995 incomplete r prise en 2008 o Jabron_2 04 alpes de haute provence Asse 33km Meouge 26 Drome Buech 25km N E Trt de Maraise 05 hautes alpes Buech 9km W_aval o Var 06 Alpes Maritimes Y6002030 LE VAR VILLENEUVE D ENTRAUNES PONT D ENAUX 15km am 2000 2009 9 Verdon pour cronique 5 N NO station 98 lll Tableau de donn
38. 1 Presentation de l chantillon A Les tron ons dans le bassin RMC B Caracterisation hydrologique Partie 2 Les trajectoires g omorphologiques R gimes s dimentaires des tresses B Indicateurs morphom triques du r gime s dimentaire Partie 3 Caract risation de la structure planimetrique du corridor fluvial A Analyse des orthophotos B R ponse de la bande active fluviale aux episodes de crues CHAPITRE III PREMIERES CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES Partie 1 Premi res conclusions A Trajectoires g omorphologiques B Caract risation de la structure spatial e des tresses et des habitats aquatiques __ Partie 2 Perspectives 6 8 15 20 20 22 32 34 39 39 38 40 40 45 50 50 65 76 17 17 19 80 Suivis experimentaux B La caracterisation des habitats et du paysage 80 83 C Sp cificit s et structure de la diversit des invert br s dans les rivi res en tresses 85 D Thermie REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES TRAJECTOIRES GEOMORPHOLOGIQUES CARACTERISATION DES HABITATS SUIVI EXPERIMENTAUX THERMIE ANNEXES I ARBRE DE CLASSIFICATION OPTIMISE ll STATIONS HYDROLOGIQUES PAR TRON ON ET ZONE GEOGRAPHIQUE Ill TABLEAU DE DONNEES 88 90 92 95 95 97 98 99 90 97 CHAPITRE METHODE 3 Partie 1 Recensement des rivi res en tresses partir de photographies a riennes et de ca
39. 2 MUR ee Tae pe ip sy 4 oo a1 oO ane aes em oy i es ee Lee AL pH CA 3 7 ieh RE a AS i bet ay L EN if aie Ss nt Figure 3 12 Num risation de la v g tation ligneuse sur la Dr me entre 2005 et 2008 partir d images prises par drone Chapitre II M thode CO CO CHAPITRE II PREMIERS RESULTATS 34 Partie 1 Presentation de l chantillon 35 A Les tron ons dans le bassin RMC 35 B Caracterisation hydrologique 38 Partie 2 Les trajectoires g omorphologiques 40 R gimes s dimentaires des tresses 40 B Indicateurs morphom triques du r gime s dimentaire 45 1 FORME du profil en long sruron lisses 45 2 G om trie transverse iii 46 3 Granulom trie de SUITACE 0 cccccccececcececcececcecsccecsccucsccusecausecaueecass 49 Partie 3 Caract risation de la structure planimetrique du corridor fluvial 50 Analyse des orthophotos 50 1 Caract ristiques du jeu de donn es 50 2 Caract ristiques planim triques de la bande active BA 54 3 Caract ristiques des chenaux en eau au sein de la bande active 57 A Les habitats AQUATIQUES Ronnie a OR E EEG 63 B R ponse de la bande active fluviale aux pisodes de crues 65 1 La dynamique fine de colonisation de la v g tation cccccccsseeees 67 2 Analyse r gionalis e de la colonisation de la bande fluviale par la v g tation cons cutivement un pisode de crue 79 Chapit
40. 2 25 466403 90 411849 25 497848 37 299829 25 148214 54 76026 75 1439545 10 384259 00 60152 69 230842 75 623185 44 223045 08 233847 22 BA Largeur m BA Largeur Norm m km0 43 km 202273 50 42950 98 67409 58 513486 59 361477 79 146568 78 94925 70 330619 07 65256435 1212634 74 246251 93 229176 03 217598 32 62702 48 104542 47 522094 56 258866 05 108274 73 172346 63 137638 17 291995 74 98132 45 32081 54 30865 92 79141 48 162034 58 280030 68 330155 23 103982 14 512830 17 131304 61 70711 67 131461 82 50877 13 59478 45 490166 08 439928 72 555070 89 404306 51 164689 55 86716 34 1734135 65 426093 21 63846 77 252623 77 264307 65 262943 91 311260 66 BF largeur m BF Largeur Norm m km0 38 BANDE ACTIVE ET FLUVIALE BF Surface BF Sinuosit 99 lll Tableau de donn es 2 CON DO OF UO N Ardeche Arrondine Arvan Asse BM Asse av Averole Bans Bes Bl Bleone_am Buech_L Drac_am Drac_middle Drac_noir Dranse Drome_dis Drome_LenD Durance_A Escoutay Fier Fournel Jabron_2 Jabron_ 3 Lez A Lez L Meougue Ouveze_ am Ouveze av PetitBuech Romanche Sasse Seveirasse Sure Tinee TrtDeMaraise Vanson_SS Var Veneon Verdon Arve_dis Asse_Blieux Buech dis Buech A Eygues_ milieu Eygues R Roubion Aigue_C Bleone_av Drome_Liv Giffre Verdon dis Bes Dr Durance O Ubaye 3200 23 11495 62 4054 05 381 19 5989 77
41. 34010 L ARC SAINT MICHEL DE MAURIENNE am_autreBassin 1948 2008 60 Durance A 05 hautes alpes X0130010 LA DURANCE L ARGENTIERE LA BESSEE am 1910 2010 100 noData1930 51et1979 83et1987 Romanche 05 hautes alpes W2714010 LA ROMANCHE MIZOEN CHAMBON AMONT av 1948 2008 60 Severaisse 05 hautes alpes W2114010 LA SEVERAISSE VILLAR LOUBIERE 1969 2010 A I ea a Tinee 06 Alpes Maritimes X2002020 LE VERDON ALLOS LA FOUX 26km W_autreBassin 1978 2009 noData1979 04 alpes de haute provence X1424010 LASSE a BEYNES CHABRIERES 1953 2009 56 noData1978 04 alpes de haute provence X1424010 LASSE a BEYNES CHABRIERES 1953 2009 56 noData1979 04 alpes de haute provence X1424010 LASSE a BEYNES CHABRIERES 1953 2009 56 noData1980 04 alpes de haute provence X1225010 LE BES aLA JAVIE ESCLANGON PEROURE 1963 2010 47 noData1970 04 alpes de haute provence X1034020 LE BUECH SERRES LES CHAMBONS 1969 2009 04 alpes de haute provence X1034020 LE BUECH SERRES LES CHAMBONS 1969 2009 05 hautes alpes X1034020 LE BUECH SERRES LES CHAMBONS 1969 2009 83 Var X2305010 LE JABRON COMPS SUR ARTUBY PONT DE L EVESCAT 1975 2010 04 alpes de haute provence X0434010 L UBAYE BARCELONNETTE ABATTOIR 1967 2009 04 alpes de haute provence X2202010 LE VERDON DEMANDOLX CASTILLON 1948 2008 Verdon _ dis 04 alpes de haute provence X22
42. 4 Channel patterns and terraces of the Loup River in Nebraska Geological In Egozi R Ashmore P 2008 Defining and measuring braiding intensity Earth surface processes and landforms 33 2121 2138 Egozi R Ashmore P 2008 Defining and measuring braiding intensity Earth surface processes and landforms 33 2121 2138 Egozi R Ashmore P 2009 Experimental analysis of braided channel pattern response to increased discharge Journal of Geophysical Research Earth Surface 114 Ferguson R I 1993 Understanding braiding processes in gravel bed rivers progress and unsolved problem In Braided rivers Best J L and Bristow C S eds Geological Soiety special pubblication p 73 87 Francis R A Corenblit D Edwards P J 2009 Perspectives in biogeomorphology ecosystem engineering and self organisation in island braided fluvial ecosystem Aquatic science 92 Griffiths G A 1979 Recent sedimentation history of the Waimakariri River New zeland J Hydrology 18 6 28 In Ashmore P 1987 Bed load transfer and channel morphology in braided streams Erosion and Sedimentation in the Pacific Rim Proceedings of the Corvaiillis Symposium August 1987 333 341 Howard A D Keetch M E Vincent C L 1970 Topological and geometrical properties of braided streams In Egozi R Ashmore P 2008 Defining and measuring braiding intensity Earth surface processes and landforms 33 2121 2138 Hong L D Davies T R H 1979 A study of s
43. 62 0 5128 0 0344 0 0084 0 4382 26 38 57 46 Bes_Bl 0 0265 0 7283 0 0140 0 0207 0 2105 55 30 33 42 Bleone_am 0 0925 0 0496 0 4340 0 0297 0 0974 0 2968 39 32 33 44 Buech_L 0 1490 0 0087 0 5823 0 0550 0 0813 0 1236 63 56 29 38 Drac_am 0 1282 0 4130 0 0238 0 0776 0 3573 64 26 49 54 Drac_middle 0 0465 0 8147 0 0078 0 0295 0 1016 78 63 21 49 Drac_noir 0 0232 0 5690 0 0466 0 0136 0 3477 32 07 27 00 Dranse 0 0655 0 8006 0 0280 0 0224 0 0836 46 63 14 94 Drome _dis 0 0140 0 8025 0 0062 0 1773 66 33 14 10 Drome LenD 0 0585 0 0025 0 6180 0 0150 0 1067 0 1993 57 19 39 82 Durance _A 0 1667 0 6536 0 0146 0 0019 0 1632 103 14 61 58 Escoutay 0 0037 0 9078 0 0032 0 0000 0 0853 45 87 16 33 Fier 0 0020 0 8250 0 0401 0 0502 0 0827 63 39 22 50 Fournel 0 0018 0 9549 0 0068 0 0365 20 63 5 37 Jabron_2 0 0828 0 0426 0 7226 0 0226 0 0434 0 0861 29 93 8 43 Jabron_3 0 0139 0 9208 0 0191 0 0044 0 0418 50 04 10 10 Lez_A 0 0238 0 8906 0 0148 0 0708 33 41 5 84 Lez_L 0 0341 0 9161 0 0497 25 24 6 12 Meougue 0 0221 0 9125 0 0387 0 0194 0 0071 97 13 5 79 Ouveze_am 0 0295 0 0036 0 6927 0 0085 0 0506 0 2151 63 72 26 86 Ouveze_av 0 0870 0 7112 0 0401 0 0281 0 1337 85 35 26 12 PetitBuech 0 0150 0 1395 0 7245 0 0544 0 0017 0 0649 40 02 10 00 Romanche 0 0675 0 6946 0 0425 0 1954 35 45 17 07 Sasse 0 2247 0 6065 0 0347 0 0409 0 0933 28 95 13 86 Seveira
44. 64 2209080 27 1111607 11 4908248 40 5253066 46 366912 24 1914570 36 4966077 77 3356705 08 11638737 54 2151183 32 1293065 22 1134686 21 32805585 94 FDV Largeur m 160 00 1029 90 624 90 583 10 762 00 1787 00 1654 00 685 00 710 00 500 00 1104 95 852 50 1412 75 799 95 505 00 440 95 900 75 81 45 937 05 1568 50 477 00 737 55 394 95 394 95 721 50 195 00 77 10 766 45 1690 00 557 65 841 15 537 45 1597 00 1017 30 726 00 748 35 958 60 917 20 436 00 394 65 766 80 557 55 217 10 570 00 171 85 75 30 445 00 184 40 639 80 1264 30 497 00 95 85 9 03 BV Surface km 626 60 65 65 222 49 443 15 355 00 279 10 77 50 228 96 317 78 1481 90 264 00 545 00 98 59 152 51 280 78 629 52 1185 95 165 56 221 49 36 69 207 00 117 00 96 00 96 12 163 56 587 34 725 00 321 00 179 96 327 33 221 06 54 82 40 00 68 00 91 47 342 43 311 01 421 10 1567 82 625 00 321 48 1171 00 864 00 150 51 346 61 1008 69 908 62 1537 94 261 48 254 31 276 80 12972 27 0 80 Qj Module m3 s m s BA Surface km 179905 25 39715 50 44481 25 441896 75 331186 96 139705 75 73147 81 276989 75 601061 25 1141105 75 232203 80 200728 50 179737 25 57149 50 94778 00 463106 50 244571 50 89083 00 149762 00 95685 25 276136 00 88688 25 27248 75 26873 00 68985 75 147664 75 268617 50 291148 24 89534 75 439985 50 114514 50 65960 00 127409 50 44454 50 5042
45. 9304 40 7199 76 10081 51 10102 60 7426 61 4380 71 18014 84 9056 18 4219 67 11276 51 13243 41 13105 58 6754 13 9247 12 8486 54 25152 34 201 56 1063 00 1330 15 58 00 1445 28 349 00 40 00 272 00 1703 43 1453 27 2149 14 68 00 4797 41 433 55 7761 37 3337 75 23 00 526 16 2671 85 8317 00 6315 00 2350 2682 00 1975 66 10595 64 3158 07 2045 38 1069 39 5708 20 2549 48 2120 47 4503 96 4001 80 12094 45 6616 11 8888 32 1931 84 6426 25 1067 63 2619 37 6754 77 6018 25 863 96 1813 64 360 91 880 78 470 86 468 51 227 06 91 72 3989 03 3981 81 1438 00 3265 36 2376 26 1926 11 146 90 1885 24 133 88 282 91 15160 75 7456 28 15944 11 8473 35 556 08 4104 32 5079 38 1066 40 15733 70 22072 70 9319 65 12105 75 3681 16 3680 35 6654 45 100 lll Tableau de donn es 3 INDICES DE DIVERSITE CHENAL PRINCIPAL ZONE DE TRESSAGE ACTIVE Shannon Amplitude Longueur distance Largeur Largeur distance AL MC MIX SC Evenness Dominance A centerline normalis centerline H m d onde m m mkm o63 Ardeche 0 0120 0 0264 0 8482 0 0007 0 1127 49 99 57 52 Arrondine 0 0217 0 7281 0 0110 0 0284 0 2109 46 31 14 16 Arvan 0 0987 0 7015 0 0012 0 0817 0 1168 58 36 15 95 Asse_BM 0 1973 0 5000 0 1126 0 0300 0 1602 38 53 22 79 Asse_av 0 0138 0 6637 0 0729 0 0547 0 1950 43 74 5 05 Averole 0 0079 0 7363 0 0056 0 0000 0 2502 22 29 8 67 Bans 0 00
46. 980000 1 1970000 1960000 1950000 etit Bu ch 1940000 1930000 O S rie1 1920000 1910000 1900000 1890000 Sud Ouest 1880000 780000 800000 820000 840000 860000 880000 900000 920000 940000 960000 980000 X Figure 3 19 Variations moyennes annuelles de largeur de la bande fluviale en de la largeur initiale en fonction de la localisation g ographique de la rivi re cf carte ci dessous La taille des cercles est proportionnelle l intensit de leur r traction en blanc ou de leur largissement en bleu Chapitre Premiers r sultats NJ CO Ces r sultats sont tr s encourageants mais sont difficiles d interpr tation cause de la mauvaise qualit des images LANDSAT grain grossier et d gradation de l image suite lendommagement du satellite en 2003 Ainsi l analyse a t elle t compl t e avec les sc nes SPOT figure ci dessus et Tableau 3 1 120 110 e Bu ch_A s Bu ch L Jabron 2 lt Sasse e Bl one_av Bes Bl Asse BM largeur de la BF 90 80 2001 2002 20038 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 ann e Figure 3 20 Evolution relative de 7 rivi res tudi es avec SPOT R f rence toutes les rivi res ont une bande fluviale de largeur 100 au d but de l tude On n observe pas qu une seule tendance d volution de
47. Distribution spatiale des amplitudes normalis es par la largeur du chenal principal selon la relation en A les trois points en noir repr sentent 3 rivi res l Ardeche dis l Arve dis et le Jabron 3 qui ne suivent pas la loi C et D Cartographie de la position du bras principal et de la zone de tressage active respectivement dans la bande active Dans la Figure 3 11 B nous observons la distribution spatiale des amplitudes relatives du chenal principal obtenues selon la loi pr sent e en Figure 3 11 A Pour les rivi res naturelles les valeurs d amplitude fluctuent entre 5 et 20 fois la largeur du chenal principal les rivi res plus actives comme les rivi res en tresses ont normalement des valeurs d amplitude faibles notre jeu de donn es r v le d une mani re pr cise cette relation Figure 3 11 Toutefois trois de nos tron ons ne suivent pas cette loi classique ce sont deux rivi res o le patron de tressage a disparu au cours des derniers si cles lArdeche et l Arve et le Jabron 3 situ dans les Alpes du sud est Les deux premi res sont peu sinueuses par rapport la largeur de leur chenal principal inversement le Jabron_ 3 est plus sinueux Cependant nous n observons pas une structuration spatiale des amplitude relatives dans notre jeu de donn es Figure 3 11 B On ne distingue pas non plus une organisation r gionale concernant les indicateurs de position du bras principal Figure 3 11 C et de la zone de tressage
48. Geomorphology 55 65 74 Miramont C Jorda M and Pichard G 1998 Evolution historique de la morphogen se et de la dynamique fluviale d une rivi re m diterran enne l exemple de la moyenne Durance France du Sud Est G ographie physique et Quaternaire 52 3 1 13 Nicholas A P 2000 Modelling bedload yield in braided gravel bed rivers Geomorphology 36 89 106 Peiry J L Salvador P G and Nouguier F 1994 L incision des rivi res dans les Alpes du nord tat de la question Revue de G ographie de Lyon 69 1 47 56 Piegay H Alber A Slater L and Bourdin L 2009 Census and typology of braided rivers in the French Alps Aquatic Sciences 71 3 371 388 Piegay H and Peiry J L 1997 Long profile evolution of a mountain stream in relation to gravel load management example of the middle Giffre River French Alps Environmental Management 21 6 909 919 Roberts R G and Church M 1986 The sediment budget in severely disturbed watersheds Queen Charlotte Ranges British Columbia Canadian Journal of Forest Research 16 5 1092 1106 Slater L 2007 Caract risation des rivi res en tresses fran aises Unpublished MSc Thesis ENS Lyon 57 pp Smith N D 1970 The braided stream depositional environment comparison of the Platte River with some Silurian clastic rocks North Central Appalachians Geological Society of America Bulletin 81 2993 3014 91 Caracterisation des h
49. H y f ey Ae dS TOR An Dr me Be 25 Bes Drac oe Durance PAM HN ABLE IL porc Noir Len Ardeche moulon t 4 ves a CLS f A Em f Sasse CE Jabront 22 PER 0510 20 30 40 O y LEE _ E Kilometres Figure 1 1 Localisation des tron ons d tude Chapitre Il M thode O1 PARTIE 2 REGIME SEDIMENTAIRE ET MORPHOLOGIE DES RIVIERES EN TRESSES ALPINES ET MEDITERRANEENNES Le Cemagref de Grenoble pilote le volet trajectoires geomorphologiques du projet dont l essentiel des actions est programme la premiere ann e Les r sultats obtenus permettent de fournir un contexte physique sur lequel devrait s appuyer le volet potentiel cologique qui a v ritablement d marr cet automne et dont les premiers r sultats seront v ritablement pr sent s en deuxi me ann e TAT DE L ART ET OBJECTIFS Les tresses sont des formes fluviales tr s dynamiques caract ris es par la multiplicit des chenaux et la pr sence de bancs actifs qui assurent le stockage temporaire de la charge s dimentaire en transit Toujours associ es de forts apports solides elles sont particuli rement fr quentes dans les milieux de montagne o elles assurent une fonction importante de r gulation du transport solide par charriage On les trouve notamment dans les environnements proglaciaires sur les c nes de d jections dans les vall es intramontagnardes et les zones de pi mont D un point de vue physique les mor
50. SEMENT INCISION STABILITE Figure 2 7 Distribution statistique de la variable Hy pour les differents regimes s dimentaires Ce ph nom ne d enfoncement des chenaux en eau dans les bandes de tressage incis es s observe aussi par rapport d autres unit s morphologiques comme les bancs v g talis s et les terrasses Pour les rivi res en incision un syst me d tagement est donc visible Figure 2 8 A Pour les rivi res en exhaussement la d nivellation entre les diff rentes unit s de la bande de tressage est faible Figure 2 8 B Cette observation permet d expliquer une submersion moins fr quente des bancs dans les tresses incisees qui ont donc tendance a se v g taliser et se r tracter Ce m canisme a t d j mentionn pour expliquer la r traction des bandes actives observ e dans les torrents des Pr alpes du Sud interpr t e comme une consequence de l incision des lits Li bault and Piegay 2002 Chapitre Premiers r sultats iN O Re Br te Pe RD E JE are Figure 2 8 A Systeme d tagement observ dans un secteur incis de la Bl one amont au premier plan le chenal en eau puis successivement les bancs non v g talis s et la terrasse bois e B d nivellation faible entre les diff rentes unit s de la bande de tressage observ dans un secteur exhauss de la Bl one amont N Talaska L tude de la largeur de la bande active normalis e W a mis en vidence une occu
51. Z ABR Zone Atelier Bassin du Rh ne Typologie de rivi res en tresses du bassin RMC Rapport de l Ann e 1 yY 7 syy os LE Action n 14 du Programme 2008 au titre de LLC 7 l accord cadre Agence de l Eau ZABR g pe a die Coordination H Pieaav B Belletti F Li bault n Z ABR R Ru RAPPEL DES OBJECTIFS Dans le cadre de la convention de recherche qui lie la ZABR Zone Atelier Bassin du Rh ne et l agence de l eau RMC une action a t initi e sur la gestion des rivi res en tresses du SE de la France L objectif est de d finir pour les ann es a venir des travaux de recherche interdisciplinaire permettant de mieux caract riser les rivi res en tresses au niveau physique et cologique et proposer des actions de restauration fond es sur des bases plus solides Ces travaux doivent servir la fois d finir des priorit s d actions territoriales lors de la mise en uvre de la DCE et affiner les diff rentes mesures pr conis es l chelle des sch mas locaux pour la pr servation ou la restauration cologique et la satisfaction des usagers en mati re de s curit et de disponibilit de la ressource en eau Elle doit apporter des l ments de connaissance r pondant aux orientations fondamentales suivantes OF2 concr tiser la mise en uvre du principe de non d gradation des milieux aquatiques OF6 pr server et red velopper les fonctionnalit s naturelles des bassins et des
52. a tendance globale est la r traction de la largeur de la bande active et de la bande fluviale celles ci r pondent diff remment la v g talisation du tron on La bande fluviale volue de fa on faible dans la partie aval avec une diminution peine marqu e entre 2006 et 2008 5 En revanche dans la partie o la tranch e a t construite la largeur de la bande fluviale diminue fortement en 2008 9 puisque les individus en marge de la bande fluviale trop jeunes pour tre comptabilis s en 2007 sont d sormais consid r s comme matures et int gr s comme tels la for t alluviale en 2008 Le m me sch ma de r traction brutale de la bande fluviale se retrouve dans la diminution de surface de la bande active des deux secteurs Ici galement les nombreux lots de v g tation form s en 2007 commencent faire sentir leur pr sence en 2008 On remarque sur ce graphique galement l rosion qu a caus e la crue de l hiver 2008 2009 sur les lots de v g tation d j not pr c demment La colonisation de la bande fluviale des rivi res s op re donc selon deux patrons par d veloppement de la for t alluviale vers l int rieur de la bande fluviale et par l apparition d lots de v g tation au c ur du corridor fluvial des lots qui apres une ann e particuli rement favorable peuvent devenir suffisamment tablis pour ne plus tre consid r s comme faisant partie de la bande active L observation d t
53. abitats Alber et Pi gay 2008 D veloppements m thodologiques pour une analyse des discontinuit s longitudinales structurant un r seau hydrographique Alber A Pi gay H sous presse Spatial aggregation procedure for characterizing physical structure of fluvial networks application to the Rh ne basin France Geomorphology Ashmore P 1987 Bed load transfer and channel morphology in braided streams Erosion and Sedimentation in the Pacific Rim Proceedings of the Corvaiillis Symposium August 1987 333 341 Ashmore P 1985 Process and form in gravel bed streams laboratory modeling and field observation Ph D Thesis University of Alberta 414 pp In Ashmore P 1987 Bed load transfer and channel morphology in braided streams Erosion and Sedimentation in the Pacific Rim Proceedings of the Corvaiillis Symposium August 1987 333 341 Ashmore 1991 Channel morphology and bed load pulses in braided gravel bed streams Geografiska Annaler 73A 1 37 52 Ashmore P 2009 The intensity and characteristic length of braided channel patterns Canadian Journal of Civil Engineering 36 10 1656 1666 Barbier A M 2006 Elaboration de methodologies innovantes dans traitements des donn es satellitales dans un cadre agro environnemental M moire de Master SIGMA ENSAT Toulouse 73 p Bertoldi W Zanoni L Tubino M 2009 Planform dynamics of braided streams Earth surf Process Landfroms 34 547 557 Brice J C 196
54. age Suite ces observations nous avons pr vu de finaliser les analyses en sous tron ons sur l ensemble des sites o les sous tron ons ont t identifi s par largeur homog ne de bande active Chapitre III Partie 2 B 1 Ce travail est en cours Cette tude permet de souligner ainsi les l ments suivants le taux de tressage est un indicateur moins li au d bit que pr vu et plus li aux conditions de transfert des s diments un instant t ou l affleurement de la nappe phr atique Il est donc judicieux distinguer le tressage total du tressage actif afin de mettre en evidence ce dernier facteur d apr s nos observations il semble galement d licat d utiliser pour caract riser un tron on un taux moyen de tressage compte tenu de sa forte variabilit interne au sein d un corridor de bane active pourtant caract ris par une largeur constante Figure 3 10 Chapitre Il Premiers r sultats O gt O Trac en plan et position du chenal principal dans la bande active Le taux de tressage ne d pend donc pas uniquement du d bit au moment de l observ mais bien de la morphologie de la tresse Dans ce contexte d autres indicateurs g om triques peuvent tre analys s et rendre compte de l tat morphologique du chenal Nous avons ainsi tudi de mani re exploratoire le patron g ographique de deux autres indicateurs d crivant la planim trie des tresses la sinuosit du chenal pr
55. aill e de la colonisation la suite de la crue de 2003 sur la Dr me permet de formuler les remarques suivantes la colonisation v g tale post crue est complexe elle ne s exprime pas syst matiquement l ann e v g tative suivant la crue et de mani re lin aire en fonction du temps ensuite Chapitre Il Premiers r sultats N elle d pend de conditions hydroclimatiques printani res favorables et d un contexte morphologique permettant aux plantules de survivre la s cheresse de la premi re ann e Une tresse ou les contrastes topographiques sont faibles a donc plus de chance d tre rapidement colonis es si les conditions hydroclimatiques permettant l tablissement des plantules sont r unies Si les conditions de survie ne sont pas r unies les jeunes plants meurent et la tresse ne se v g talise pas Les conditions hydroclimatiques sont donc importantes et le contexte r gional joue donc un r le dans la capacit de recolonisation v g tale au m me titre que le rajeunissement par les crues Chapitre Premiers r sultats N N 2 Analyse r gionalis e de la colonisation de la bande fluviale par la v g tation cons cutivement un pisode de crue L hypoth se de travail tait que la largeur de la bande fluviale des rivi res en tresses tr s rapidement soumise une recolonisation v g tale suite une crue importante Les travaux de Toone 2009 ont en effet montr sur la Dr me qu
56. alyse morphologique des bandes de tressage est d tudier les caract ristiques morphom triques de ces diff rents groupes afin d aboutir des indicateurs simples permettant de replacer une tresse sur un gradient actif d liquescent Elle repose sur la r alisation de profils en travers et de pr l vements granulom triques de surface 1 Transects topographiques D apr s les r sultats de l analyse diachronique du profil en long les tron ons ont t red coup s selon leur r gime s dimentaire Pour chaque sous tron on des profils en travers de la bande de tressage ont t r alis s Pour les sous tron ons en exhaussement les profils ont t d cupl s afin d obtenir une r partition quilibr e entre les transects en incision et en exhaussement Sur le terrain le transect est choisi selon sa repr sentativit du sous tron on et de pr f rence sur le secteur o la bande de tressage presente la plus forte diversit d unit bancs chenaux Les morphologies particuli res sont exclues de m me que les sites perturb s par des am nagements ou interventions anthropiques Pour la r alisation des lev s topographiques le mat riel utilis est le niveau de chantier 46 sites sur 48 ou le tach om tre 2 48 Les points ont t positionn s a chaque rupture de pente et d unit Les types d unit sont d crits terrasse chenal principal banc Les bancs sont d crits selon leur degr de vegetalisation avec les cl
57. ancs par formation d une armure Cependant cette observation tait bas e sur une dur e tr s courte 10h alors que les exp riences de Recking 2006 sur des coulements contraints lat ralement avaient montr que lorsque les exp riences sont suffisamment longues 60h l armure est p riodiquement d truite pour laisser place a de tr s fortes erosions verticales l origine de nappes de charriage On reproduira sur le canal du Cemagref les exp riences de Lisle et al 1993 sur une dur e de 100h minimum afin de v rifier si des rosions p riodiques en plan se superposent aux rosions verticales lorsque l coulement n est pas contraint lat ralement Cette exp rience simple permettra de finaliser le protocole de suivi des macroformes pour les exp rimentations plus complexes sur les tresses Une seconde s rie d exp riences toujours r alis es au Cemagref permettra d tudier la r ponse du tressage aux conditions d alimentation Ces exp riences seront r alis es a une pente relativement forte de 1 3 et avec des sables grossiers en granulom trie tendue afin de pallier aux faibles dimensions du canal Diff rentes combinaisons de d bits liquide et solide seront test es On cherchera reproduire les formes susceptibles d tres pr sentes sur tout le gradient volutif des tresses depuis la d liquescence avec d bit solide impos nul l aggradation avec d bit solide impose lev Pour chaque exp rience on
58. apport l eau 0 5m Ces 3 clich s successifs soulignent que l ann e 2007 a t d cisive dans l tablissement de la v g tation sur la Dr me alors qu en 2006 le banc de galets tait totalement d pourvu de verdure en 2007 la quasi totalit de sa surface est recouverte par de jeunes ligneux des arbres qui en grande majorit survivent en 2008 Le microrelief visible une chelle de 1 500 sur le clich de 2006 a t dessin en orange Ces lignes sont parfaitement reconnaissables suite l apparition de la v g tation en 2007 On remarque enfin sur le clich de 2008 que les jeunes arbres apparus en 2007 ont pour la plupart surv cu tel point que les lignes de microrelief que l on num risait en 2006 sont toujours visibles Chapitre Premiers r sultats O O 2008 Figure 3 17 Evolution de la v g talisation d un banc de galets sur la Dr me sur trois ann es successives Secteur amont du chenal unique S rie 2 juste l amont altitude du banc de galets par rapport l eau 1m environ Des remarques similaires sont a faire pour cette s rie de clich s l ann e 2007 est vraiment une ann e prolifique en ce qui concerne le d veloppement de la v g tation qui sur ce secteur encore s tablit de fa on pr f rentielle selon le microrelief observable sur le banc de galets nu en 2006 En revanche en 2008 la mortalit des jeunes ligneux apparus en 2007 est nettement plus lev e
59. argeur de bande active ici bande active normalis e afin de permettre la comparaison entre sites et s affranchir de l effet taille B 2200 largeur BA 2150 normalis e X 2100 ars p 10000 p 2050 2 9 i y 2 5718x 1169 R 0 4552 m 8 2000 1000 we O 2 ee 8 mi gt 1950 D 100 amp 1900 1 1850 10 100 1000 750 800 890 900 950 1000 taille bassin versant km X coordonn es est km Figure 3 5 Relation statistique entre la largeur de la bande active m et la taille du bassin versant km Cartographie de la largeur normalis e de bande active observ e sur les tron ons d tude La distribution g ographique de la largeur normalis e Figure 3 5 B souligne une organisation assez claire 1 opposition ouest est des rivi res des pr Alpes du sud qui semble en contradiction avec l histoire hydrologique r cente Les rivi res duranciennes qui n ont pas subi de crues depuis longtemps tant plus larges que les rivi res du corridor rhodanien 2 Les rivi res de haute montagne Oisans qui n ont pas subi de crues depuis longtemps sont galement rest es tr s larges Seules les rivi res de Haute Savoie ont une bande active tr s troite et n ont pas enregistr de crues depuis longtemps Premiers r sultats Chapitre II O1 ms En 2009 en se basant sur l tude de l volution d
60. asses suivantes 0 10 25 125 50 150 75 175 100 100 Pour les terrasses l paisseur de limon est not e Figure 2 5 Les donn es acquises sur le terrain ont permis de calculer diff rentes variables Tableau 2 2 Les diff rentes unit s ont t caract ris es par leur altitude moyenne et leur largeur La bande active a t caract ris e par sa largeur pleins bords Au vu de la complexit g om trique des rivi res en tresses les profondeurs moyennes et maximales n ont pu tre calcul es que sur une bande active largie incluant les bancs peu v g talis s 0 25 Des indices de rugosit altitudinale Bed Relief Index ont t calcul s en utilisant les formules de Smith 1970 et Hoey and Sutherland 1991 Tableau 2 2 Le BRI de Smith Formule 5 exprime la somme des changements altitudinaux le long du profil en travers rapport e la longueur du profil Celui de Hoey et Sutherland Formule 6 mesure la d viation standard du profil en travers par rapport l l vation moyenne du lit Des analyses Statistiques bivari es ont t r alis es partir de ces variables et celles de l analyse granulom trique BRI Smith A Z e ta cute 199 5 avec Z1 Zn la somme des altitudes des points hauts du transect z1 zn la somme des altitudes des points bas du transect L la longueur de la ligne de mesure et ze1 et ze2 l altitude des 2 points d extr mite de la ligne de mesure M
61. atiques les coordonn es kilom triques de latitude et longitude km la taille du bassin versant km le fond de vall e la pente m km altitude m le contexte hydrologique cf suivant La description de la variabilit de ces param tres au sein du notre jeu de donn es a t pr sent e lors de la caract risation de l chantillon p 35 Contexte hydrologique La Figure 3 1 montre la fr quence de d passement du d bit relev le jour de la prise de vue des photos et indique que pendant la m me saison de prise de vue t les tron ons pr sentent des tats hydrologiques contrast s la fr quence varie de 0 05 pour le Buech d bit d pass 95 des jours de l ann e d bit donc tr s faible un maximum de 0 8 pour le Giffre d bit d pass 20 du temps d bit de hautes eaux La variabilit des fr quences est coh rente avec les r gimes hydrologiques d crits p 38 Ainsi tant donn que les campagnes d acquisition des photos sont g n ralement conduites pendant l t juin juillet les tron ons influence glacio nivale pro glaciaires et des Alpes internes sont en situation de hautes eaux c est dire avec une fr quence lev e contrairement aux tron ons du sud qui enregistrent des fr quences typiques de basses eaux Chapitre Il Premiers r sultats O1 Ce r sultat souligne la n cessit de prendre en compte cette variabilit dans l analyse g o
62. babilit d atteindre la nappe Il est possible qu une opposition ouest est soit observ e avec un contexte occidental rhodanien plus favorable la v g talisation que le contexte durancien s cheresse moins prononc e p riode plus favorable ann e 2007 pour cette r gion durant la p riode d observation concern e Chapitre Il Premiers r sultats N O1 CHAPITRE Ill PREMIERES CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES 76 Partie 1 Premieres conclusions 77 Trajectoires g omorphologiques 77 B Caract risation de la structure spatial e des tresses et des habitats aquatiques ___ 79 Partie 2 Perspectives 80 Suivis experimentaux 80 B La caracterisation des habitats et du paysage 83 1 Finalisation de l tude synchronique de la mosa que paysag re 83 2 Analyse de l volution pluri d cennale nnssseenossseennnnnnnenreeeennennna 83 3 LeS CHOC GCS VASE nee oran dont 84 C Sp cificit s et structure de la diversit des invert br s dans les rivi res en tresses 85 D Thermie 88 Premi res conclusions et Chapitre III perspectives NJ O gt PARTIE 1 PREMIERES CONCLUSIONS A TRAJECTOIRES GEOMORPHOLOGIQUES Cette tude a permis de montrer que la majorite 56 des tresses du bassin Rh ne M diterran e pr sente une tendance l incision l chelle du si cle ce qui traduit un bilan s dimentaire d ficitaire Les exportations solides grossi res transport
63. c le chenal principal Tockner et Malard 2003 Van der Nat et al 2003 La figure ci dessous montre les diff rents types de chenaux identifi s e chenal principal MC main channel le plus large chenal en eau o le flux d eau est continu e chenal secondaire SC secondary channel connect l amont et laval au chenal principal mais de taille plus reduire que le precedent e chenal alluvial AL alluvial channel chenal naissant dans la bande active connect uniquement laval au chenal principal ou aux chenaux secondaires et th oriquement aliment principalement par la nappe phr atique e chenal mixte MIX mixed channel connect l amont au chenal principal chenaux secondaires mais pas l aval e plan d eau P pond masse d eau pr sente dans la bande active mais non connect e au r seau de chenaux actifs e chenal phr atique GW groundwater channel chenal naissant dehors de la bande active connect uniquement l aval qui re oit des apports soit de la nappe phr atique soit des versants e zone humide WL wetland area zone non connect e au r seau hydrographique et g n ralement situ e hors de la bande active bande fluviale Chapitre II M thode NO O e affluent T tributary channel Exemple de classification des habitats aquatiques L Alluvial channel chenal alluvial Groundwater anne Tributary ang ris Figure 3 9 Sch
64. d incertitude et sont consid r s comme stables On note une grande variabilit avec une amplitude des valeurs observ es de 18 m de 8 10 m ASSE_BLIEUX AIGUES_C BEZ DROME VAR DRAC_AM BUECH_AIL BES _BLEONE DROME LenD DURANCE UBAYE PETIT _BUECH TINEE SASSE BLEONE_AM ARVAN VANS ON EYGUES R DRANSE MORZINE GIFFRE VERDON VENEON SE VERAISSE ROUBION JABRON_2 ASSE_AV ASSE_BM DROME_ dis BLEONE AV ARRONDINE z O or LU O A Figure 2 1 Distributions statistiques de l volution altim trique reconstitu e sur les diff rents sites d tude les traits discontinus correspondent au seuil de d tection du changement altitudinal les bo tes correspondent l intervalle interquartile la position de la m diane est indiqu e l int rieure des bo tes les moustaches repr sentent 1 5 fois l intervalle interquartile La distribution g ographique des r gimes s dimentaires montre que toutes les rivi res en exhaussement se situent dans les Alpes du Sud Figure 2 2 Figure 2 3 Les valeurs moyennes d exhaussement s chelonnent entre 0 53 m pour l Asse de Blieux et 7 5 m pour la Tin e Dans cette r gion des rivi res pr sentent aussi de fortes valeurs moyennes d incision comme le Vanson avec 3 12 met la Dr me de Livron avec 4 m Dans les Alpes du Nord les rivi res sont toutes en incision Les rivi res les plus incis es sont le Fier l Arrondine et lArvan avec de
65. de la confluence pr sence d un c ne de d jection largissement de la bande active en aval de la confluence Figure 2 3 Cette analyse permis de recenser 414 sources torrentielles caract ris es par l importance de leur contribution s dimentaire Sur ces 414 sources 61 ont t reconnues comme des sources s dimentaires majeures pr sence d impact sur le cours principal N 0 50 100 200 Metres LOS ET EH Source IGN Auteur Cemagref 2010 PR i P at 5 i vs JE i i er Figure 2 3 Confluent torrentiel avec impact fort sur le cours d eau principal a l aval des apports s dimentaires du Salso Moreno la bande active de la Tin e pr sente un fort largissement M thode No Chapitre Il Le lin aire des berges a t syst matiquement digitalis sur l ensemble des sites a partir des orthophotographies r centes Figure 2 4 Les berges sont diff renci es selon deux modalit s berges rodables et berges stables Sont consid r s comme stables les berges prot g es par des am nagements digues enrochements ou en contact direct avec les versants Les am nagements ne sont pas toujours clairement identifiables Dans ces cas ils sont consid r s comme probables lorsque des infrastructures routes b timents se situent proximit imm diate de la bande de tressage Le lin aire de berge ne r pondant pas aux crit res de stabilit est consid r comme rodable Le ratio du lin aire
66. de leur forte variabilit inter sites Une typologie de rivi res en tresses au niveau r gional ne semble pas identifiable uniquement sur la base de ces l ments mais doit int grer d autres composantes du syst me travail qui sera realis dans la suite de ce projet Premi res conclusions et Chapitre III perspectives N Co PARTIE 2 PERSPECTIVES Une r union de travail collective a eu lieu en f vrier 2010 afin de caler la d marche cologique thermique et exp rimentale Cette visite de terrain a permis d changer les points de vue et de recaler les op rations pour l ann e 2 De fait les perspectives pour l ann e 2 vont reposer sur plusieurs SUIVIS suivi experimental travail d Alain Recking et Pauline Leduc Suivi thermique travail de these de V Wawrziniak en partenariat avec P Allemand Suivi des communaut s d invert br s travail de Florian Malard Thibault Datry et C cile Capderrey Par ailleurs on finalisera le travail de caract risation diachronique de Ihabitat terrestre sur l chantillon de 50 tron ons Nous avons pris le parti de dissocier g ographiquement les sites d tude afin de tenir compte des contraintes d chantillonnage de chacun consid rant que celles ci taient plus fortes que les gains scientifiques attendre de collecter toutes les informations sur les m mes sites Par contre l echantillonnage de chacun est justifi scientifiquement pour r pondre aux ques
67. du tron on observe Chapitre Premiers r sultats O CO La relation positive entre la diversit des habitats repr sent e par l indice de Shannon H et le taux de tressage total Pttw Figure 3 13 A montre comme cela tait attendu qu une augmentation de l intensit de tressage se traduit en une diversit plus lev e des habitats aquatiques c est dire que diff rents types de chenaux se mettent en eau Pourtant comme pour le taux de tressage la diversit des habitats n est pas li e la fr quence du d bit au moment de l observation Figure 3 13 B encore une fois on observe aucune relation l chelle r gionale entre l organisation des habitats aquatiques dans la tresse et la variable hydrologique De plus il ne semble pas exister une organisation spatiale de la diversit des habitats m me au sein du bassin RMC toutefois nous pouvons observer un hot spot de diversit des habitats correspondant aux tron ons situ s dans la partie ouest des Alpes du sud est Figure 3 13 C rivi res duranciennes o on avait aussi observ une importante contribution de la nappe phr atique dans l alimentation des chenaux en eau Figure 3 9 ce qui est une observation tout fait originale qui devrait avoir des cons quences importants en terme de strat gie e pr servation 1 7 1 6 A 15 B a y 0 0721x 0 8755
68. e tape a consist en la s lection de classes eau bancs de galets et v g tation et ombres la classe v g tation a t subdivis e en 3 classes prairie v g tation pionni re et for t Figure 3 4 Chapitre II M thode NO O1 Figure 3 4 Exemple de classification en vert la for t en orange la v g tation pionni re en jaune les bancs de galets en bleu l eau Une analyse visuelle des valeurs spectrales de texture et d homog n it a ensuite t effectu e sur les 6 images classifi es par photo interpr tation l objectif tait de s lectionner les fonctions discriminantes les plus pertinentes pour laborer un arbre de d cision sous SPSS Cet arbre de d cision a ainsi permis de d terminer quels fonctions et seuils relatifs des param tres permettent d optimiser la classification Ces fonctions et les valeurs seuil correspondantes ont ainsi t utilis es pour laborer l arbre de classification optimis Annexe qui nous a permis d obtenir 72 3 de polygones bien class s Tableau 3 2 Tableau 3 2 Synth se des r sultats de l arbre de classification optimis n objets per classe V g tation pionni re Le mod le de classification ainsi obtenu a ensuite t appliqu l ensemble des images avec l outil d eCognition hierarchical classification Cependant compte tenu du pourcentage d erreur g n r par cette m thode une phase de nettoyage des cartes obtenues a t
69. e croissance des racines des jeunes arbres parfois trop faible pour pouvoir atteindre le niveau de la nappe d accompagnement de la rivi re D apr s Francis et al 2009 les jeunes saules sont capables de suivre un abaissement de nappe de 1 1 5cm par jour et les peupliers de 2 2 5cm jour En effet si le printemps 2007 a t assez pluvieux sur la Dr me et a permis la germination des graines de Salicac es dans de bonnes conditions le mois de juillet lui a t relativement sec Les jeunes plants les moins bien enracin s ont pu ne pas survivre cette p riode de stress hydrique Le graphique parle de lui m me le nombre de polygones total augmente r guli rement sauf en 2009 o la petite crue de l hiver pr c dent a arrach quelques individus ainsi que la surface de la Chapitre Il Premiers r sultats O O0 vegetation pr existante Si la surface qu occupent les nouveaux individus durant l ann e en cours varie leur importance relative dans l ensemble de l ilot de v g tation elle augmente r guli rement Banc de galets vierge 2006 Le m me banc en voie de colonisation 2007 La vegetation devient tablie 2008 Figure 3 16 Evolution de la v g talisation d un banc de galets sur la Dr me sur trois ann es successives Secteur aval du chenal unique S rie 1 juste laval du chenal unique que pr sente la Dr me sur notre secteur d tude altitude du banc de galets par r
70. e la mobilit lat rale de 29 tron ons en tresses entre 1975 et 2000 Pi gay et al 2009 ont galement fait l hypoth se que la chronologie des crues avait une influence significative sur la largeur de la bande active observ e un instant t Selon eux de plus grandes largeurs de bande active devraient tre observ es sur les tron ons qui ont enregistr des crues morphog nes r centes et vice versa des bandes actives plus troites sur les secteurs pour les sites qui n ont pas subi de crues depuis longtemps Nous avons galement observ que le taux de sinuosit de la bande fluviale est lui m me li la largeur de la bande active et donc la dur e de la p riode s parant l observe de la derni re crue morphog ne Dans le cas pr sent nous observons une bande active normalis e plus large et moins sinueuse sur les tron ons n ayant pas enregistr de crues depuis longtemps Figure 3 6 cercle rouge gauche et au contraire l o il y a r cemment eu des crues une bande active plus troite et plus sinueuse Figure 3 6 cercle rouge a droite 100 On mois depuis derniere Q10 10 largeur bande active normalisee 1 1 05 1 1 1 15 1 2 Sinuosite bande fluviale Figure 3 6 Relation statistique entre la largeur de la bande active normalis e m km 0 43 et la sinuosit de la bande fluviale les cercles proportionnels repr sentent le nombre de mois depuis la derni re Q recurrence d cennale L i
71. e sera r alis e avec des conditions impos es en entr e de canal d bit liquide et solide granulom trie du m lange La vitesse d coulement sur la base d observations de surface le d bit solide en sortie de canal et l volution de la granulom trie de surface et de la topographie seront mesur s a des intervalles r guliers Pour mesurer la topographie du lit une m thode simple et couramment utilis e consiste balayer le lit avec une pointe jaugeuse Cependant cette technique est laborieuse et des discussions sont en cours en interne mais aussi avec d autres laboratoires partenaires sur la possibilit d utiliser des m thodes modernes plus performantes capteurs ultra son projection de franges lasers Le d bit solide de sortie sera mesur par chantillonnage manuel compl t par une mesure en continue par analyse d images Frey et al 2003 La surface du lit et la Chapitre Ill Premi res conclusions et perspectives O0 granulom trie seront suivis par coloration des mat riaux et suivi photographique Des techniques de coloration pourront galement tre utilis es pour suivre les coulements Dans un premier temps on s appuiera sur l hypoth se de processus communs aux bancs et aux tresses pour essayer de mettre en vidence un effet du tri granulom trique Lisle et al 1993 avait montr en travaillant une pente de 3 que le tri granulom trique avait pour effet de r duire la mobilit des b
72. ec un largissement des bandes de tressage ce qui traduit bien la formation de grandes zones d atterrissements qui contribuent d porter l coulement sur les marges de la tresse et largir la bande active A D B Graphe en bo tes Variable s groupe CAT e Exhaussement s group e Stabilit 00 incision D od fab SO D 2 EL BO E D D TD 2 2 t 2 q g D dp O 7 N oc D D EXHAUSSEMENT INCISION STABILITE 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 Distance normalis e Figure 2 6 A Forme des diff rents profils en long r cents normalis s et B distribution statistique des valeurs de l indice de forme F Chapitre Premiers r sultats D O1 2 G om trie transverse Parmi l ensemble des variables tudi es certaines ont montr des diff rences significatives permettant de discriminer les tresses en exhaussement de celles en incision La d nivellation entre l altitude moyenne de la bande active et celle des chenaux en eau Hba presente une diff rence significative p 0 0158 test U de Mann Whitney entre les rivi res incis es et exhauss es Figure 2 7 Les chenaux en eau des rivi res en incision sont donc plus enfonc s dans la bande active que ceux des rivi res en exhaussement Pour les rivi res stables les valeurs chevauchent celles des cat gories d incision et d exhaussement 0 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 1 Hba EXHAUS
73. ement automatique M thode co Chapitre Il PARTIE 3 CARACTERISATION DU CORRIDOR FLUVIAL R dacteurs B Belletti A Hervouet S Dufour H Pi gay A OBJECTIFS Cette partie a pour objectif de faire le lien entre la premi re partie trajectoire s culaire et la ae partie communaut s en abordant la caract risation de l habitat a diff rentes chelles celle du corridor fluvial et celle de l habitat aquatique afin d identifier une typologie de rivi res en tresses sur l ensemble du bassin RMC En ce qui concerne la premi re ann e l objectif tait la caract risation des structures paysag res habitats riverains et aquatiques a partir d orthophotographies a riennes et de la dynamique grande chelle temporelle 50 ans des secteurs en tresses sur la base d une comparaison entre les images r centes et des photographies a riennes en noir et blanc des ann es 50 La distinction d une typologie l chelle r gionale doit passer par la compr hension approfondie des structures paysag res et de la dynamique de ces structures Pour cela il faut analyser les indicateurs g n ralement utilis s dans l analyse des rivi res en tresses largeur de la bande active indice de tressage etc et conna tre les liens avec les param tres de contr le Elle doit donc tre bas e sur l tude de plusieurs l ments La structure de la bande active L organisation des habitats aquatiques La dynamique
74. emi res conclusions et Chapitre III perspectives IN C SPECIFICITES ET STRUCTURE DE LA DIVERSIT DES INVERTEBRES DANS LES RIVIERES EN TRESSES Cette partie s inscrit dans le cadre de l tude de la structuration et de l assemblage des communaut s dans les cosyst mes dynamiques II existe un cas extr me de dynamisme au sein des cosyst mes dul aquicoles les rivi res en tresse Le fort taux de renouvellement des rivi res en tresse et leur structure particuli re impactent fortement les communaut s d invert br s peuplant ces milieux Les travaux r alis s jusqu pr sent atteignent leur limite quand il s agit d expliquer les peuplements de milieux dynamiques Ceux ci sont en effet plus d pendants de ph nom nes al atoires que de facteurs environnementaux tels que la temperature ou la disponibilit en nourriture Dans ce contexte l tude sera centr e sur la d termination des liens entre la trajectoire g omorphologique structure tr s particuli re des rivi res en tresse et les modalit s d assemblage des communaut s d invert br s aquatiques Une approche exp rimentale et une approche de g n tique des populations permettront de r pondre aux questions suivantes 1 Quels sont les effets du taux de renouvellement de ces syst mes sur la structure de la diversit 2 Quelle est l importance relative des diff rents types de dispersion voies de recolonisation des invert br s dans l h t
75. emple est donn ci dessous dans le cas de la Dr me Figure 3 11 les deux premieres images sont brutes telles qu on peut les obtenir gr ce a Landsat le polygone vert correspond au tron on auquel on s int resse Sur le 3 clich on a superpos les contours de la bande fluviale de la rivi re telle qu elle tait en 2004 en bleu avec sa morphologie de 2009 en gris Les donn es Landsat tant insuffisantes nous avons t amen s commander galement des images SPOT M thode Chapitre II CO N La Dr me en 2003 La Dr me en 2004 La Dr me en 2009 Figure 3 11 Num risation de la bande fluviale sous ArcGis 9 2 partir d images Landsat 2 Les images drone Chaque ann e depuis 2005 le CNRS proc de l acquisition d images tr s haute r solution de l ordre de la dizaine de cm sur la Dr me par drone petit a ronef sans pilote quip d une camera A l inverse des images Landsat ces photos sont d une qualit telle que l on peut non seulement tudier la v g tation poussant l int rieur et l ext rieur de la bande active mais m me raisonner l chelle de l individu la diff rence des images Landsat on num rise cette fois pour chaque ann e les polygones des diff rentes entit s vegetatives v g tation s re v g tation naissant d une laisse de crue ligneux confirmer l ann e suivante sous syst me d information g ographique ici ArcGis 9 2 Figure 3 1
76. enant de la zone amont Tockner et al 2006 Elles sont dynamiques temporellement et spatialement ce trait distinctif implique une grande richesse d habitats terrestres et aquatiques eux m mes galement dynamiques On peut ainsi rencontrer une mosa que d habitats a diff rents stades d volution o les nombreux chenaux se connectent entre eux selon les conditions hydrologiques ou de morphologie locale Ce dynamisme complique la compr hension des m canismes de contr le de l volution de la morphologie des rivi res en tresses Bertoldi et al 2009 Malgr leur rar faction continue depuis la multiplication des infrastructures aux 19 et 20 si cles Pi gay et al 2009 on d nombre encore dans le bassin RMC de nombreuses rivi res en tresses 650 km Ces secteurs sont localis s dans la zone alpine et p rialpine du bassin du Rh ne principalement dans le bassin de la Durance on peut donc observer parmi nos tron ons une variabilit spatiale galement lev e l chelle r gionale Cinquante cing tron ons ont t s lectionn s Figure 1 1 au sein du r seau RMC ceux ci couvrent une large gamme diraltitudes de 75 3 m 1787 m de pente de 2 5 52 5 m km et de surface drain e de 36 7 a 12972 km 2 Le r gime hydrologique est variable aussi comprenant des secteurs de haute montagne fonctionnement glaciaire jusqu aux rivi res m diterran ennes des Alpes du Sud pr sentant des tiages s v res v
77. ent une relation forte avec l volution altitudinale moyenne du profil en long Figure 2 5 A B et C Les tests Statistiques non param triques Kruskall Wallis confirment pour chaque facteur une influence sur l volution altitudinale Tableau 2 1 Chapitre Premiers r sultats iN NO Variation altitudinale m O Variation altitudinale m 2 2 5 4 4 Valeur de p lt 0 0001 Valeur de p lt 0 0001 6 5 0 15 0 45 0 45 0 60 0 60 0 95 0 1 3 4 8 Ratio d rodabilit lat rale Nombre de sites d extractions Variation altitudinale m Valeur de p lt 0 0001 0 1 2 3 4 4 7 7 Nombre de sites torrentiels a forte recharge s dimentaire Figure 2 5 Influence des for ages s dimentaires sur l volution altitudinale moyenne du profil en long A L rosion lat rale B Les extractions C Les sources de versants Chapitre Premiers r sultats iN 89 Tableau 2 1 R sultats des tests statistiques pour chaque facteur DDL Groupes 3 Nombre Somme des rangs Moy des rangs ex aequo H ane 0 15 0 45 441304 000 778 314 en TE 0 45 0 60 477168 000 777 147 aleur de el 060 068 E H corrig pour ex aequo p corrig pour ex aequo lt 0001 EXTRACTIONS DDL Groupes 3 p 4 Nombre Somme des rangs Moy des rangs aequo SABE 296462 000 1359 917 ene Cu 717660 000 938 118 u P _ lt 0007 525013 000 680 951 H corrig pour ex aequo 324 846
78. es 1 Altitude Pente CON OOF OUO N Ardeche Arrondine Arvan Asse BM Asse_av Averole Bans Bes_BI Bleone am Buech L Drac_ am Drac_middle Drac_noir Dranse Drome dis Drome LenD Durance A Escoutay Fier Fournel Jabron_ 2 Jabron_ 3 Lez A Lez L Meougue Ouveze_ am Ouveze av PetitBuech Romanche Sasse Seveirasse Sure Tinee TrtDeMaraise Vanson SS Var Veneon Verdon Arve dis Asse_Blieux Buech dis Buech_A Eygues_milieu Eygues_R Roubion Aigue_C Bleone_av Drome_Liv Giffre Verdon dis Bes Dr Durance O Ubaye Longueur tron ons 2476 98 1236 83 1152 44 3214 79 2757 14 1838 56 985 94 2657 83 3332 82 4739 05 2324 80 2463 56 1912 46 1604 45 2112 15 3198 40 2794 88 1832 52 2470 39 1532 37 2264 68 1587 37 1136 85 1049 19 2033 34 1908 43 2886 96 2800 85 1707 97 4199 76 2217 13 2293 41 1577 63 1566 00 1327 35 3191 33 2556 48 3616 75 3264 81 2187 55 1789 34 5816 82 3119 68 1558 92 2504 74 3800 00 4293 11 4006 58 2280 75 3106 12 3220 75 7890 00 1387145 62 FDV Surface km2 2166415 49 212785 68 228699 27 2015461 16 601428 26 334190 79 56895 87 498745 80 1624220 18 3251929 37 2329230 72 722202 78 793574 74 365305 04 1108162 79 2100461 70 1769415 66 764087 44 937639 97 982817 03 787374 23 350414 57 336852 29 455692 35 949719 47 18592162 82 1506737 12 1463871 94 576050 43 746463 54 291446 13 562106 96 1631056 21 1135042 24 4691174
79. es port es des particules Figure 2 6 Echantillonnage granulom trique in situ et traitement automatique de l image par Digital Gravelometer le cadre pos au sol d limite la surface photographier la photographie est ensuite g or f renc e dans DG l issue de plusieurs tapes le logiciel d limite le contour de chaque particule avant de les mesurer et de calculer une distribution granulom trique Dans la mesure du possible chaque unit morphologique travers e par le transect a fait l objet d un chantillonnage repr sentatif de la granulom trie dominante Tous les chantillons granulom triques d un transect ont ensuite t agglom r s et pond r s selon l importance de l unit chantillonn e Nous disposons de 45 granulom tries composites repr sentant les caract ristiques granulom triques des transects Nous avons galement affin les r sultats en g n rant des granulom tries composites pour les diff rents espaces de la bande alluviale transect entier bande active largie bande active stricte M thode oo Chapitre II Le traitement des images par le logiciel s est r v l peu satisfaisant pour 80 des chantillons Les erreurs li es au mauvais traitement des images induisent une sous estimation de la taille r elle des particules du fait de la sur segmentation des particules grossi res Les r sultats ont donc t corrig s a l aide d un mod le statistique Les distribu
80. es se distingue tr s nettement des tresses pro glaciaires de l Oisans de Haute Savoie et dans une moindre mesure des tresses rhodaniennes et des Alpes Maritimes Une difference locale inter trongons est aussi observ e dans les differents ensembles regionaux 2200 O Sites 2150 phr atiques 3 N pat xX TK 2050 D A 0 2 3 3 O oO C 8 2000 O e O gt 1950 1900 O 1850 750 800 850 900 950 1000 X coordonn es est km Figure 3 9 Distribution g ographique des sites potentiellement phr atiques L indice est calcul comme soustraction entre les indices de tressage total et actif Le cercle rouge indique les sites aliment s par la nappe phr atique De plus l observation des images a riennes indique une forte variabilit interne du taux de tressage m me Figure 3 10 Nous avons proc d l analyse du taux de tressage en sous tron ons chaque tron on tant subdivis en 6 tron ons de m me longueur en commen ant par un chantillon de sites individualis s parmi ceux qui montraient par simple observation photographique une forte variabilit intra site du patron de tressage Premiers r sultats Chapitre II O1 CO Bl one am EE i Figure 3 10 Exemple de 2 tron ons ou nous avons effectu le calcul de l intensit du tressage par sous tron ons 6 sous tron ons par site A noter la diversit longitudinale du patron de tress
81. es sur la dynamique du lit fluvial et de son aquifere In Les for ts riveraines des cours d eau cologie fonction et gestion Piegay H Pautou G Ruffinoni C eds Institute pour le Developpement Forestier p 94 122 Piegay H Alber A Slater L Bourdin L 2009 Census and typology of braided rivers in the French Alps Aquatic Sciences 71 371 388 93 Pettitt A N 1979 Non Parametric Approach to the Change Point Problem Applied Statistics 28 126 135 Pont D Rogers C 2004 Mod lisation des distributions piscicoles l chelle du r seau fran ais Comparaison avec les Contextes Etude r alis e pour le compte du Conseil Sup rieur de la P che Rapport Final 116 pp Richards K S 1982 Rivers Form and processes in Alluvial Channels In Egozi R Ashmore P 2008 Defining and measuring braiding intensity Earth surface processes and landforms 33 2121 2138 Slater L 2007 Caract risation des rivi res en tresses fran aises M moire de Master 2 Universit de Lyon 2 53 pp Tockner K Malard F 2003 Channel typology In Ecology of a glacial floodplain edited by Ward J V Uehlinger U 57 73 Tockner K Paetzold A Karaus U Claret C Zettel J 2006 Ecology of braided rivers In Braided rivers process deposit ecology and management 2006 Edited by Sambrook Smith G H Best J L Bristow C S Petts G E Special publication of the International Association of Sedimentol
82. et ayant ainsi des propri t s comparables en terme de fr quences de d bits class s Les stations consid r es comme fiables sont finalement au nombre de 33 les stations incertaines de 11 onze autres secteurs restant probl matiques en terme de caract risation hydrologique La rivi re Escoutay localis e en rive droite du Rh ne dans le bassin de l Ard che n a aucune station hydrologique correspondante et aucune station hydrologique proche ne peut v ritablement rendre compte des conditions hydrologiques de ce bassin Les donn es des stations s lectionn es ont permet de d terminer les d bits suivants Le d bit moyen journalier m s au jour de prise de vue de la photo uniquement pour les stations certaines Les d bits moyens mensuels calcul s sur plusieurs ann es et le module afin d obtenir le r gime hydrologique de chaque tron on Les fr quences des d bits class s Les valeurs de d bit pour les crues de fr quences biennale Qe quinquennale Qs d cennale Q10 et vingtennale Q20 et le nombre de mois qui s parent chaque photo de ces v nements extr mes M thode Chapitre II NO B ANALYSE SYNCHRONIQUE LES ORTHOPHOTOS 2000 La figure ci dessous Figure 3 1 montre le sch ma avec les diff rentes phases de caract risation des objets g ographiques extraits des ortho photographies Masque S i Crit re de segmentation largeur du egmentation ES S ARE large
83. graphique des rivi res en tresses partir de photos dans la mesure o il n est pas possible de comparer les cours d eau pour un m me d bit De la m me mani re nous avons pr sent sur la figure Figure 3 1 B et C les tron ons en fonction de la p riode de temps qui les s pare de la derni re crue morphogene Q10 Q5 Tr s clairement les tresses rhodaniennes et maritimes ont enregistr plus r cemment une crue d cennale comparativement aux tresses duranciennes de Haute Savoie ou encore de l Oisans Ces observation seront videmment a prendre en compte lorsque nous interpr terons les caract ristiques g om triques de la bande active et de la bande fluviale 2200 2200 n mois 2150 2150 depuis Q10 2100 2100 xX SS p a 2050 a 2050 g 2000 8 2000 O O 8 O gt 1950 5 1950 1900 1900 1850 l 1850 750 800 850 900 950 1000 750 800 850 900 950 1000 X coordonn es est km X coordonn es est km 2200 C On mois 2150 depuis Q5 O 2100 o g O 2050 O D SO Cc Cc D 2000 e gt 1950 D Sr 1900 CP 1850 750 800 850 900 950 1000 X coordonn es est km Figure 3 1 D bits caract risant les 55 tron ons A fr quence des d bits le jour de l acquisition B et C nombre de mois s parant le j
84. hannel morphology and bedload pulses in braided rivers a laboratory study Earth Surface Processes and Landforms 16 5 447 462 Landon N Piegay H and Bravard J P 1998 The Dr me River incision France from assessment to management Landscape and Urban Planning 43 119 131 Li bault F and Clement P 2007 La mobilit de la charge de fond des rivi res torrentielles m diterran ennes G ographie Physique et Quaternaire 61 1 7 20 90 Li bault F Gomez B Page M Marden M Peacock D Richard D and Trotter C M 2005 Land use change sediment production and channel response in upland regions River Research and Applications 21 739 756 Li bault F and Piegay H 2002 Causes of 20th century channel narrowing in mountain and piedmont rivers of Southeastern France Earth Surface Processes and Landforms 27 4 425 444 Li bault F Pi gay H Frey P and Landon N 2008 Tributaries and the management of main stem geomorphology In S P Rice A Roy and B L Rhoads Editors River Confluences Tributaries and the Fluvial Network John Wiley and Sons Chichester pp 243 270 Madej M A and Ozaki V 1996 Channel response to sediment wave propagation and movement Redwood Creek California USA Earth Surface Processes and Landforms 21 911 927 Marston R A Bravard J P and Green T 2003 Impacts of reforestation and gravel mining on the Malnant River Haute Savoie French Alps
85. helle fine et de mieux comprendre les facteurs r gissant la structure planim trique d une tresse Pour compl ter l analyse des habitats aquatiques nous envisageons l exploitation des valeurs radiom triques du chenal principal segment tous les 10 m tres L objectif sera d en d duire la structure longitudinale l chelle des m so habitats seuils et mouilles pour chercher finalement a identifier l existence d une r gionalisation de cette structure longitudinale Les donn es sont pr tes mais n ont pas encore t exploit es Cette variable devrait tre moins influenc e par le d bit au moment de l observation La structure paysag re sera ensuite analys e dans sa globalit afin d identifier un patron r gional d organisation des rivi res en tresses La mosa que v g tale du corridor fluvial fera aussi partie de cette analyse Nous envisageons l utilisation d indices de diversit de rapport des surfaces d indices de contact entre unit s paysag res ou de forme des unit s m mes Des analyses statistiques exploratoires seront r alis es pour faire merger les facteurs qui contr lent la structuration paysag re des tresses 2 Analyse de l volution pluri d cennale Le traitement des photographies a riennes et leur classification ont d j t r alis s ce jour L analyse de la dynamique pluri d cennale reste faire Elle sera finalis e en deuxi me ann e Nous allons ainsi comparer la tresse obser
86. i t rep r s Trois campagnes de terrain ont ensuite t effectu es en F vrier mars et avril 2010 33 mois homme afin de visiter chacun de ces secteurs et d valuer leur aptitude r pondre l hypoth se devant tre test e Cette aptitude a t qualifi e de mani re d croissante et comment es Les crit res de s lection utilis s ont t la nature de la constriction rocheuse la perm abilit et la taille des s diments appr ci es visuellement l existence de signes visuels d infiltration et d exfiltration dans les bandes de tressage amont et aval et la richesse de la faune hyporh ique notamment souterraine valu e Premi res conclusions et Chapitre III perspectives O0 O a partir de pr l vements par pompage Bou Rouch dans les s diments Au total 36 pr l vements hyporh iques ont t r alis s dans le cadre de cette campagne de prospection La s lection finale des 12 secteurs a eu lieu en Mai 2010 au cours d une r union de concertation et comprend 1 des secteurs r partis sur l ensemble de la zone d tude objectif de g n ralisation 2 Un couple de secteur amont et aval sur une m me rivi re Lez Eygues Ouveze Bu ch l influence des coulements hyporh iques pouvant d pendre de la taille du bassin versant consid r Chapitre Ill Premi res conclusions et perspectives O0 N D THERMIE Le r gime thermique des cours d eau joue un r le important sur les
87. i rement disparu et a t remplac par un lit chenal unique ceux o il se maintient sous une forme d grad e et ceux peu nombreux caract ris s par un tressage encore tr s actif Bien que la m canique du tressage ait fait l objet de nombreux travaux a la fois th oriques et exp rimentaux beaucoup de zones d ombre subsistent sur la dynamique g omorphologique des tresses et ses relations avec les principaux param tres de contr le que sont les flux solides la M thode Chapitre II OD capacit de transport fonction de la pente et du d bit liquide et la v g tation riveraine L intensification du tressage sous l effet d apports solides intenses est aujourd hui clairement tablie gr ce notamment aux analyses historiques des r ponses fluviales Church 1983 Li bault et al 2005 Madej and Ozaki 1996 Les approches exp rimentales ont galement permis de montrer que l exhaussement des tresses est associ e la multiplication des anabranches et l accr tion des bancs alors que la d gradation s accompagne d une simplification du tressage et du perchement des bancs Germanoski and Schumm 1993 Hoey and Sutherland 1991 En revanche le lien entre l intensit du tressage et le transport solide par charriage est loin d tre evident certains auteurs montrant une corr lation positive Nicholas 2000 et d autres l inverse Ashmore 1988 Ceci rend difficile l interpr tation fonctionnelle du tressage
88. iale et les conditions hydrologiques nous avons galement pris en compte les unit s v g tales pr sentes dans la bande fluviale iles et taches de v g tation On constat clairement une structure spatiale Figure 3 7 et B qui semble tre li e avec l histoire hydrologique Figure 3 1 Les tresses rhodaniennes et les tresse des Alpes maritimes qui ont enregistr des crues r cemment pr sentent peu d ilots bois s matures et des lots plus pionniers comparativement aux tresses duranciennes de Haute Savoie et de l Oisans qui elles n ont pas enregistr des crues morphog nes r centes 2 50 C B 2150 z For t O O v g tation pionni re 2100 2100 2050 2050 p Y z z g g 2000 2000 S Z Q D D 8 gt 1950 lt 1950 1900 1900 1850 1850 vob E00 Hop aw 290 1000 750 800 850 900 950 1000 A en OreOnngeas est ET X coordonne s est km 2150 C 2150 D O o O les O niles km 2100 2100 O O lt 2050 2050 Ps O p g 68 2 4536 Q am 8 8 o O 2000 2000 6 O O D O A 1950 1950 x O O o e 1900 a 2 j 1900 A O 50 1850 1850 750 800 850 900 950 1000 750 800 850 900 950 1000 X coordonne s est km X coordonne s est km Figure 3 7 Cartographie des unit s v g tales observ es sur l ensemble des tron ons A d les bois es matures B
89. incipal et plus pr cis ment sa longueur d onde et son amplitude par rapport la bande active la position du chenal principal et de la tresse zone de tressage active dans la bande active Ce qu on souhaite mettre en vidence ici c est l influence des remaniements des crues sur le trac en plan de la tresse et de son bras principal 2200 Amplitude normalis e 2150 O 2100 C D 0 2 3 O A 2050 100 D yt 2897x 1 S 2000 O Q R 0 8092 8 o Gyro gt o 1950 X aai o 2 p e Ge owe 1900 lt i 1 1850 1 10 100 750 800 850 900 950 1000 largeur MC X coordonn es est km C 2200 D 2200 O position de la position du chenal zone de tressage 2150 principal 2150 actve CB 2100 _ i g 2100 AATA g g O O 2050 2050 D KZ A o e 0 01 0 34 3 34 5 5 O D 2000 D 2000 3 o es 7 1950 7 1950 an a e Oo O 1900 1900 O Q e 1850 T T T T 1850 T T T T 750 800 850 900 950 X coordonn es est km 1000 750 800 850 900 950 X coordonn es est km 1000 Chapitre Il Premiers r sultats O gt Figure 3 11 Indicateurs de l agencement planim triques de chenaux en eau dans la bande active A Relation statistique caract risant les amplitudes en fonction de la largeur du chenal principal B
90. ion progressive du tressage dans le bassin Rh ne M diterran e Les objectifs poursuivis sont les suivants 1 fournir des l ments objectifs permettant de d terminer pour chaque tron on n 30 dans quelle situation il se trouve l chelle des derni res d cennies quilibre exc dent d ficit 2 mettre en relation le r gime s dimentaire avec la morphometrie des bandes de tressage 3 coupler les types de r gimes s dimentaires avec les apports et pr l vements s dimentaires du bassin versant M thode Chapitre II N B EVOLUTION DU PROFIL EN LONG L objectif est de caract riser le r gime s dimentaire des tresses du bassin Rh ne M diterran e sur un pas de temps s culaire partir de l tude diachronique du profil en long Cette analyse repose sur 32 sites parmi les 55 initialement pr s lectionn s Figure 2 1 Tableau 2 1 Il s agit galement d interpr ter la variabilit des r gimes s dimentaires la lumi re des for ages ayant influenc le bilan s dimentaire des tresses pr l vements et sources s dimentaires Enfin l analyse morphometrique du profil en long permet de proposer un indicateur morphom trique 2D du r gime s dimentaire 1 Analyse diachronique du profil en long Tous les sites s lectionn s n ont pas t int gr s car certains sites ne disposent pas d ancien lev et d autres pr sentent des conditions jug es d favorables pour l acquisition topographique ter
91. ises sous l effet de l am nagement des cours d eau 19 20eme si cles Zeitschrift fur Geomorphologie Supplement Band 88 67 79 Church M 1983 Pattern of instability in a wandering gravel bed channel In J D Collinson and J Lewin Editors Modern and ancient fluvial systems Special publication of the International Association of Sedimentologists 6 Blackwell Oxford pp 169 180 Church M and Jones D 1982 Channel bars in gravel bed rivers In R D Hey J C Bathurst and C R Thorne Editors Gravel bed Rivers John Wiley and Sons Chichester pp 291 338 Gautier E 1994 Interference des facteurs anthropiques et naturels dans le processus d incision sur une rivi re alpine l exemple du Bu ch Alpes du sud Revue de G ographie de Lyon 69 1 57 62 Germanoski D and Schumm S A 1993 Changes in braided river morphology resulting from aggradation and degradation The Journal of Geology 101 451 466 Graham D J Reid and Rice S P 2005a Automated sizing of coarse grained sediments Image processing procedures Mathematical Geology 37 1 1 28 Graham D J Rice S P and Reid l 2005b A transferable method for the automated grain sizing of river gravels Water Resources Research 41 7 1 12 Graham D J Rollet A J Piegay H and Rice S P 2010 Maximizing the accuracy of image based surface sediment sampling techniques Water Resources Research 46 Hoey T B and Sutherland A J 1991 C
92. ison des images r centes avec celles des ann es 50 3 Caract ristiques des chenaux en eau au sein de la bande active Les indices de tressage L objectif de cette partie est d explorer le patron des chenaux en eau au sein de la bande active On fait ici lhypoth ese que le taux de tressage Chapitre Partie 3 B 3 d pend du d bit au moment de l observation par ex Ashmore 1991 2009 Egozi et Ashmore 2008 Ferguson 1993 Bertoldi et al 2009 Si toutes les tresses sont semblables r gionalement le taux est d autant plus fort que le d bit est l v L intensit du tressage par d finition d crit la complexit du patron des chenaux dans les rivi res en tresses pour un d bit un instant t Egozi amp Ashmore 2008 son utilisation classique comme indicateur du patron de tressage reste valider notamment l chelle r gionale Le tressage est il li au d bit au moment de l observ ou d autres facteurs locaux caract risant la bande alluviale elle m me En d autres termes pour un m me d bit deux tron ons peuvent avoir un taux de tressage totalement diff rent Afin de permettre la comparaison entre tron ons nous avons utilis les fr quences de d passement de d bit enregistr es au moment de l observation car le d bit lui m me est influenc par la taille du syst me et est d ailleurs li la taille du bassin versant r 0 16 alors que les tats hydrologiques obser
93. la bande fluviale sur ce graphique Si certaines rivi res comme la Bl one aval sont presque des cas d cole avec une augmentation radicale de la largeur de leur bande fluviale suite la crue de 2003 avant une diminution r guli re par la suite d autres fluctuent sans forc ment de raison apparente Cependant certains tron ons connaissent un creux plus marqu en 2007 Bl one aval Jabron Bes ou en 2008 Sasse Il s agit peut tre l d un ph nom ne similaire celui tudi sur la Dr me Tableau 3 1 R sum des caract ristiques de chaque tron on et des volutions lat rales observ es Les volutions en m sont obtenues par r gression lin aire sur chaque tron on et les volutions relatives par un calcul de la moyenne annuelle longueur largeur dernier volution perte relative X Y tron on m BA m Qio BF m an moyenne 2 2 ee pee pe TE 57 gt 42 C Md el Be bel BA i Premiers r sultats Chapitre II N D ai toutes les rivi res observ es ont connu au moins un Q voire un Q en 2003 et des v nements inf rieurs au Q depuis 897158 1917723 1327 900000 1899721 4293 D une mani re g n rale il appara t que la bande fluviale tend se r tracter au cours du temps en moyenne absolue 1 14m an mais que ce ph nom ne montre une forte variabilit d un cours d eau l autre Par exemple 3 rivi res enregistrent un largi
94. lu s qualitativement partir des orthophotographies a riennes r centes Caract risation des sources s dimentaires Deux grands types de sources s dimentaires alimentent les tresses en graviers 1 les sapements de berges qui remobilisent des stocks alluvionnaires terrasses plaine alluviale 2 le transport solide des torrents sous forme de charriage ou de lave torrentielle L identification des apports s dimentaires s est appuy e sur l analyse d orthophotographies r centes sur SIG Une cartographie syst matique des sources s dimentaires a t r alis e sur un lin aire comprenant le tron on d tude auquel nous avons rajout un lin aire de 10 km en amont de fa on prendre en compte les apports susceptibles d avoir influenc l volution du profil sur les 20 derni res ann es en consid rant une vitesse de propagation de la charge grossi re de quelques centaines de m tres par an Li bault and Clement 2007 Ceci permet de caract riser le potentiel de restauration s dimentaire du cours d eau depuis l arr t th orique des extractions de graviers loi sur l eau de 1992 L ensemble des confluences torrentielles ont t cartographi es et caract ris es selon deux crit res 1 visibilit de la bande active du torrent selon 3 modalit s non visible visible de mani re discontinue visible de mani re continue 2 impact des apports du torrent sur la morphologie du cours d eau r cepteur l aval
95. mos 2 lt on L A GO gt X 6 aX 50 2S Toor FF DA A gt l ao 7 2s 2 LUI BMC OSC BMX GAL mGW mP aT mWL Figure 3 12 Distribution de la proportion des habitats aquatiques sur l ensemble des tron ons d tude en surface Les habitats repr sent s MC chenal principal SC chenaux secondaires MIX chenaux connect s uniquement l amont AL chenaux alluviaux connect s seulement l aval GW chenaux phr atiques P chenaux d connect s T affluents WL zones humides Pour l ensemble des tron ons l habitat dominant est le chenal principal Dans ce contexte le Roubion repr sente une vraie particularit car au moment de l observation sur ce tron on il y avait seulement quelque tang isol et l absence totale d un r seau de chenaux actifs En ce qui concerne d autres sites seul un chenal principal unique caract rise ainsi le Fournel ou le Torrent de Maraise pourtant observes pour un d bit lev Inversement l Asse de Blieux pr sente une plus forte diversit d habitats le chenal principal n occupant alors que 50 de la surface totale en eau Cette m me observation est valable pour la Bl one aval et amont ainsi que pour le Var le Drac amont le Verdon et le V n on Ceci peut indiquer une contribution variable de la nappe phr atique dans la structuration et l alimentation du r seau hydrographique in situ qui expliquerait l absence d une relation entre le taux de tressage et l tat hydrologique
96. n plan de la bande active se modifie profond ment entre 1971 et 1980 il devient beaucoup plus rectiligne qu auparavant expliquant sans doute les differences observ es pr c demment Figure 3 14 C il est fort probable que la crue de 1978 n ait pas enregistr d rosion lat rale marqu e car le chenal est alors rectiligne ce trac tant impos localement par des travaux en rivi res lev s prot geant certaines parties de la bande active soumises des extractions de granulats Chapitre Premiers r sultats OD O1 1948 1956 1971 1981 1991 1996 2001 2006 VARIATION AVERAGE CHANNEL IN WIDTH imi ESTIMATES ABSOLUTE AND 90 CHANGE DURING EPOCH mi 65 1 18 E B o 60 Su a Sz S 55 FA T 1 14 o 4 3 Oz 112 S 5 J amp SE 1 10 2 45 Gi NS E 1 08 D 40 2 1 06 S a 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 YEAR 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 Evolution des pics de crue annuels entre 1948 et 2009 mis 110 100 90 8 Oo 7 6 5 4 3 2 1 O O O O QO O 6 1960 1968 nu i y 1970 i 1978 1982 EU 1984 1962 1964 1966 1972 1974 1976 1980 aN 8 amp m 8 S 1950 1952 1954 1956 1958 e Q N N S S m m m m m N N 2008 2006 Chapitre II Premiers r sultats OD O Figure 3 14 A Evolution du trac en plan de
97. nce de nappes de charriage Un dernier cas de figure est celui des tresses exhauss es qui maintiennent un fort potentiel de recharge s dimentaire On peut citer a titre d exemple la Tin e la basse vall e de l Asse ou encore le Bes Bl one On peut imaginer ici une plus grande souplesse en mati re d autorisation de curages a condition que ceux ci soient clairement destin s am liorer la s curit d enjeux menac s par la formation des engravements a i AaS r a ae sale m enr Rae y age Br oe EN Figure 1 1 Extraction de granulats dans le lit du Petit Bu ch N Talaska L analyse morphologique des tresses a permis de mettre en vidence des liens statistiques entre des indicateurs morphometriques et le regime s dimentaire Les indicateurs les plus performants sont lencaissement des chenaux dans la bande de tressage la pr sence de convexit s marqu es sur le profil en long ou encore la largeur normalis e de la bande active Il faut n anmoins rester prudent sur l utilisation de ces indicateurs car l tude repose sur une population statistique de taille mod r e et sur des situations morphologiques qui peuvent ne pas tre representatives du r gime s dimentaire utilis pour discriminer les groupes nous n avons pas acc s la variabilit dans le temps des r ponses morphologiques L implementation d une approche exp rimentale pr vue en ann e 2 du projet permettra d apporter de nouveaux elements
98. nfirmation de nos hypoth ses initiales peut s expliquer par le fait que m me si a une chelle locale il est d montr que l largissement et le r tr cissement sont sous le contr le des crues Pi gay et al 2003 Toone 2009 la g om trie du chenal et les patrons d ajustement temporels des tron ons peuvent r pondre diff remment aux v nements hydrologiques et sont contr l s par d autres d terminants biophysiques Par exemple la croissance de la v g tation qui r pond elle m me aux conditions locales d habitat type de sediments granulometrie caract ristiques du climat et de lhydrologie peut elle m me jouer un r le variable g ographiquement et que l on sous estime peut tre C est la suite de ces r sultats que nous avons d cid d engager une analyse interannuelle de la croissance de la v g tation dans la bande fluviale Chapitre Il Partie 3 B en calant nos observations par rapport des crues significatives connues afin de comprendre le patron temporel de recolonisation et voir si celui ci se diff rencie g ographiquement Les rivi res pro glaciaires de lOisans par exemple n ont pas enregistr la m me vitesse de recolonisation v g tale N tant pas ou peu t int gr dans le jeu de donn es de Pi gay et al 2009 ce ph nom ne g ographique n avait alors pas t identifi Chapitre Premiers r sultats O1 O1 Afin d analyser le lien entre la dynamique de la bande active fluv
99. observation de la derni re crue morphogene la d cennale notamment et la superficie occup e par les peuplements pionniers L hypoth se d une v g tation poussant de fa on r gionalis e l int rieur de la bande active eau galets a alors t envisag e Le constat que cette v g talisation tait peut tre plus important que le contr le hydrologique pour expliquer la mosa que observ e nous a conduit lancer ce travail compl mentaire Deux approches ont donc t retenues pour tudier la r ponse v g tale des crues de forte intensit via des images satellites archiv es permettant de suivre annuellement l volution planim trique du chenal de plusieurs rivi res et de les comparer via des images drone de r solution centim trique permettant de suivre annuellement la dynamique de recolonisation et de la comprendre un niveau plus processuel 1 Les images Landsat Spot La contrainte majeure des images Landsat est la r solution spatiale 30 m qui ne permet d tudier que les rivi res dont la largeur de la bande active moyenne d passe les 100 m soit 10 rivi res parmi les 50 tron ons s lectionn s Pour la m me raison il est impossible d observer sur ces images ce qu il se passe l int rieur de cette bande active et notamment l apparition de la v g tation pionni re C est pourquoi lors de l analyse des r sultats nous parlerons plus volontiers de bande fluviale Figure 3 5 Un ex
100. ogist Toone J 2009 Geomorphological discontinuities and ecological organisation a case study of the River Drome Unpublished thesis Van Der Nat D Tockner K Edwards P J Ward J V Gurnell A 2003 Habitat change in braided flood plains Tagliamento NE ltaly Freshwater Biology 48 1799 1812 Wiederkehr E Dufour S Piegay H 2008 Apport des techniques d imagerie pour l tude des r seaux hydrographiques Synthese des connaissances et valuation d indicateurs de caract risation agence de l eau RMC ZABR CEREGE rapport non publi 43 pp Wiederkehr E Dufour S Pi gay H 2009 Caracterisation du corridor naturel alluvial du r seau hydrographique du basin du Rhone a partir des orthophotographies de l IGN Premiers retours d exp rience pour l elaboration de mod les hydrog omorphologiques predictifs Agence de l eau RMC ZABR CEREGE rapport non publi 65 pp Wong T H Mansor S B Mispan M R Ahmad N Sulaiman W N A 2003 Feature extraction based on object oriented analysis In Proceeding of ATC 2003 Conference 20 21 May 2003 Malaysia 10 PP 94 Suivi exp rimentaux Ashmore P 1988 Bed load transporrt in braided gravel bed stream models Earth Surface Processes and Landforms 13 677 695 Frey P et al 2003 Fluctuations of bed load solid discharge and grain size distribution on steep slopes with image analysis Experiments in fluids 35 589 597 Hoey T 1992 Temporal variations
101. oire des assecs La s lection des tron ons a du satisfaire a plusieurs crit res Nous avons tout d abord pris en compte l tude de recensement faite par Piegay et al 2009 et localis tous les secteurs en tresses presents avant la p riode de construction des digues et des barrages des 19 et 20 si cles ainsi que ceux encore actuellement en tresses et ceux qui ont aujourd hui disparu Parmi tous ces tron ons nous avons retenu des secteurs encore peu ou pas contr l s par des am nagements anthropiques et qui sont qui r partis sur la zone concern e de mani re rendre compte de toutes les situations possibles au sein du r seau RMC en termes de fonctionnement hydro morphologique Enfin 2 autres types morphologiques ont galement t retenus afin de compl ter l chantillon des tron ons en tresses disparus pour des causes inconnues Pi gay et al 2009 et d autres caract ristiques de hautes vall es et identifi s a partir d une reconnaissance r alis e sur le g oportail de l IGN http www geoportail fr index do La longueur des tron ons a t fix e 20 fois la largeur de la bande active Slater 2007 celle ci tant d finie comme la zone occup e par les chenaux en eau et les bancs de galets non v g talis s Figure 3 5 p 25 M thode Chapitre II D or ps Tron o ons d tude E Tron ons Hydrolineaire N ver 44 47 Romanche eneon 2 il ZA ie Severaizgs
102. oit l effet d interaction de la profondeur soit ces 2 effets d interactions combin s Dans tous les cas nous nous acheminons vers un design d ANOVA du type Effet site facteur al atoire 12 modalit s effet des coulements hyporh iques plurikilom triques facteur fixe 2 modalit s effet des coulements hyporh iques hectom triques facteur fixe 2 modalit s effet de la profondeur facteur fixe 3 modalit s L effet des coulements hyporh iques hectom triques est imbriqu dans le facteur site L ANOVA permettra en fonction du design s lectionn cf consid ration ci dessous de tester a effet site b effet des coulements hyporh iques plurikilom triques imbriqu s dans le site c effet des coulements hyporh iques hectom triques d effet de la profondeur e interaction entre b et c f interaction entre b et d g interaction entre b c et f Selection des secteurs La premi re tape a consist construire un syst me d information g ographique SIG permettant de rep rer des sites potentiels sur les bassins versants de la Dr me du Roubion du Lez de l Eygues de l Ouv ze et de la Durance Ce SIG comprenait notamment les photographies a riennes le r seau hydrographique un mod le num rique de terrain des cartes g ologiques une carte des formations Quaternaire et la liste des secteurs retenus dans le cadre du projet Rivi res en tresse Au total pr s de 60 secteurs potentiels ont ains
103. our de l acquisition de la derni re crue morphog ne respectivement Q10 et Q5 Les axes X et Y repr sentent les cordonn es N et E kilom triques Chapitre Il Premiers r sultats O1 Caract ristiques du corridor des chenaux en eau au sein de la bande active et des habitats aquatiques On pr sente ici bri vement les caract ristiques de notre jeu de donn e r sultant de la proc dure de classification des orthophotographies a riennes Leur extraction et d finition sont d crites au chapitre m thode p 28 Les caract ristiques du corridor prises en compte dans cette tude sont la largeur de bande active et de la bande fluviale normalis es par la taille de bassin versant p 54 le taux de sinuosit de la bande fluviale les les en termes de sourface occup e d les v g talis es d les bois es matures ou pionni res dans la bande fluviale et en termes de fr quence nombre par kilom tre carr ci dessous leur repr sentation graphique BA _largeur m km 0 43 BF_largeur m km 0 38 gt 00 0 BF_sinuosit iles F P jles km Figure 3 2 Les donn es caract ristiques du corridor fluvial largeur de bande active BA normalis e par la taille du bassin versant m km 0 43 largeur de bande fluviale BF normalis e par la taille du bassin versant m km 0 38 sinuosit de bande fluviale pourcentage d les v g talis es d les bois e
104. p corrig pour ex aequo lt 0001 TORRENTS ACTIFS DDL Groupes 222883 000 574 441 e x aeQquo SEG 1113 994277 000 893 331 ena ant 65483 000 897 027 r ee aa lt OT 7 98 126538 000 1291 204 corrig pour ex aequo 365 420 ga 129954 000 1584 805 lt 0001 p corrig pour ex aequo 4 5 Nombre Somme des rangs Moy des rangs Premiers r sultats Chapitre II IN K B INDICATEURS MORPHOMETRIQUES DU REGIME SEDIMENTAIRE 1 Forme du profil en long L indice de forme du profil en long F montre une diff rence significative Kruskall Wallis p lt 0 0001 entre les tresses exhauss es incis es et stables Figure 2 6 A et B Les tresses incis es pr sentent des formes plut t concaves Cette concavit peut tre tr s marqu e comme pour l Arrondine le Giffre ou le V n on Inversement les tresses exhauss es et stables ont des formes plut t convexes qui traduisent probablement la formation de megaformes d accumulation s dimentaire Church and Jones 1982 L influence de ces megaformes sur la structure des pentes du profil en long a t galement observ e sur de petits cours d eau d Am rique du Nord impact s par la propagation de vagues s dimentaires li es l exploitation foresti re des versants Roberts and Church 1986 Ces auteurs utilisent le terme de sediment wedge pour d signer ces formes L examen des orthophotographies montre que les zones de convexit co ncident souvent av
105. pation Significativement plus importante de la bande active dans sa bande naturelle pour les cours d eau en exhaussement p 0 0221 test U de Mann Whitney Figure 2 9 Ceci rejoint et confirme l observation pr c dente les tresses exhauss es se r tractent moins 1 1 1 0 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 EXHAUSSEMENT INCISION STABILITE Figure 2 9 Distribution statistique de la variable W pour les diff rents r gimes s dimentaires Les indices de rugosit montrent des r sultats mitig s quant la discrimination des tresses incis es et exhauss es L indice de rugosit de Smith diminue selon un gradient amont aval Figure 2 10 Ce gradient d j d montr par Smith traduit le changement des types de bancs d amont en aval A l amont il y a une dominance des bancs longitudinaux qui conf re au profil en travers plus de relief Vers laval la proportion de ces bancs diminue au b n fice des bancs transversaux qui pr sentent des profils avec moins de relief Smith 1970 Chapitre Premiers r sultats D N a TO G 0 9 x X 0 8 0 7 0 6 0 5 14 16 1 8 2 22 24 26 28 3 3 2 3 4 log A log BRI Smith 1 315 209 log A R 2 439 p lt 0 0001 Figure 2 10 Relation entre le BRI de Smith et la superficie drain e A Les valeurs de cet indice ne diff rent pas significativement entre les diff rentes cat gories de tresses tout comme celui de Hoey et Sutherland
106. phologies en tresses sont des syst mes naturels fascinants qui m ritent d tre tudi s plusieurs titres 1 leur caract re tres dynamique offre un cadre de premier choix pour tudier les interactions entre la morphologie des lits s dimentaires et les contraintes hydrauliques 2 style fluvial associ un transport solide intense les tresses constituent un l ment essentiel de la cascade s dimentaire dans les zones de montagne 3 le caract re instable des lits en tresses peut tre l origine de situations risques pour les populations des zones de montagne et de piemont Les travaux de g omorphologie historique conduits dans le SE de la France montrent de fa on tr s nette une tendance la disparition du tressage dans les vall es alpines depuis la fin du 19e si cle Bravard and Peiry 1993 Li bault et al 2008 Ce constat am ne se poser la question du caract re relictuel du tressage qui ne serait plus en quilibre avec les conditions environnementales actuelles L artificialisation des plaines alluviales endiguements extractions de graviers barrages ainsi que le tarissement des apports solides des versants sous l effet du reboisement et du r chauffement climatique post PAG contribuent expliquer la d liquescence progressive du tressage au cours du 20e si cle Malgr cette tendance g n rale une grande diversit de situation existe dans le bassin du Rh ne depuis les tron ons o le tressage a ent
107. pliqu e par plusieurs facteurs e contribution variable de la nappe phr atique dans la structuration et l alimentation du r seau hydrographique cela explique que l indice de tressage total n est pas li au FQ e la morphologie des tresses influenc e par des vagues de s diments Griffiths 1979 Ashmore 1985 1987 1991 qui se produisent localement et irr guli rement dans le temps Premiers r sultats Chapitre II O1 Nous supposons qu un indicateur de l occurrence de ces vagues peut tre represent par la largeur de la bande active normalis e On a donc v rifi le rapport entre cette derni re et l intensit de tressage En effet il existe une bonne relation entre l intensit de tressage et la largeur de la bande active normalis e Figure 3 8 C et D de plus il semble que pour une m me largeur de bande active les tron ons avec une intensit de tressage plus lev e a la date de l observation ont des d bits sup rieurs Figure 3 8 D La diff rence entre les deux indices de tressage nous permet d estimer l influence de ces facteurs sur l intensit du tressage notamment l apport de la nappe phr atique qui met en eau sur les marges de la bande active des chenaux alluviaux d connect s la distribution spatiale de ce param tre au sein du bassin RMC Figure 3 9 montre une assez belle r gionalisation des sites influence phr atique La partie Est des tresses durancienn
108. pr caution dans le cas de l apparition de nouveaux individus puisque sans aide r f rente des ann es encadrant Rappel la Dr me a connu une crue d cennale en janvier 2004 et rien sup rieur au Q1 5 depuis Les variables retenues sont le nombre de polygones de v g tation d tect s sous ArcGis la surface S que couvrent les polygones d j existants le nombre de nouveaux individus form s et enfin la surface S que ces derniers occupent l ann e en question ou depuis leur apparition cumul Parmi les nouveaux individus d tect s il est tr s probable que certains naissent de fa on asexu e notamment ceux apparaissant proches d un arbre adulte dans un lot de v g tation Cependant un grand nombre apparaissent galement de fa on lin aire sur les photographies Si certaines lignes pousent la forme du chenal de l ann e pr c dente ou en cours d autres en revanche naissent au milieu d un banc de galets o leau en l absence de crues n a clairement pas pu circuler Cette remarque appuie donc une hypoth se de reproduction sexu e dont le vecteur principal serait le vent les graines de la ripisylve en majorit des Saules et des Peupliers seraient alors arr t es par un microrelief local et germeraient l endroit o elles chouent Cette m me v g tation lin aire gt conna t cependant dans certains cas une mortalit assez forte l ann e suivante Nous y voyons une raison principale la vitesse d
109. r forme de la nomenclature sur l eau comme par exemple sur le Petit Bu ch Figure 1 1 Une id e courante est d admettre que cette r glementation sera suffisante pour obtenir un rehaussement spontan des tresses incis es Cette tude montre que ce ne sera pas le Premi res conclusions et Chapitre III perspectives N N cas partout car les conditions de recharge s dimentaire ne sont pas toujours favorables On peut prendre en exemple la basse vall e de la Dr me le Fier le Giffre ou la Dranse de Morzine Toutes ces tresses sont fortement incis es et leur potentiel de recharge s dimentaire de proximit est faible Dans de tels cas il appara t souhaitable de n autoriser les curages qu de tr s rares exceptions et de promouvoir la restauration d un espace de libert le soutien de la recharge s dimentaire et la pr servation de la continuit du transport solide Inversement d autres rivi res semblent mieux arm es pour restaurer spontan ment leur profil en long Il s agit notamment de l Ubaye de la basse vall e de la Bl one de l Arrondine de Arvan et de la Sasse Malgr une incision forte l chelle du si cle la recharge s dimentaire actuelle semble suffisamment pr serv e pour garantir un rehaussement du lit On retrouve d ailleurs dans certaines de ces rivi res des indices morphologiques qui montrent que cette restauration est en cours faible encaissement des chenaux dans les bancs pr se
110. re Premiers r sultats oO D PARTIE 1 PRESENTATION DE L ECHANTILLON LES TRONCONS DANS LE BASSIN RMC Les 55 tron ons choisis sont distribu s sur tout le r seau du bassin RMC comprenant 4 grands bassins hydrographiques Figure 1 1 t moins de la versatilite du style en tresses 20 tron ons se situent dans le bassin hydrographique du Rh ne 9 dans celui de l Is re 24 dans celui de la Durance et 2 dans le bassin hydrographique du Var Les tron ons se r partissent en 4 hydro cor gions de niveau 1 HER 1 et en 14 hydro cor gions de niveau 2 HER 2 11 sites sont localis s dans la HER 1 Alpes Internes 2 8 sites en HER 1 Jura Pr alpes du Nord 5 13 sites en HER 1 M diterran e 6 23 sites en HER 1 Pr alpes du Sud 7 sins hydrographiques Tron ons WY Hydrolineaire hydro autres NI Durance et Crau YA MN iere fx Rhone a l aval de l isere __ Rhone du Leman a l Ain D ver i ma ee A 47 AE gt L 012525 50 75 100 Kilometres Figure 1 1 Distribution des tron ons au sein de 5 bassins hydrographiques int ress s La surface drain e va de 36 7 km pour le Fournel a 12972 3 km pour la Durance aval Durance_O pour une moyenne de 658 km2 L altitude moyenne est de 708 3 m avec un minimum de 75 3 pour l Aigue aval Aigue_C et un maximum de 1787 m pour l Av role La pente est de 13 9 m km en moyenne la Durance aval Durance_O d tien
111. renoble la caract risation des habitats sous la responsabilit de l UMR 5600 du CNRS et Universit de Rennes evaluation du potentiel cologique partir de l analyse des communaut s d invertebres sous la responsabilit de l UMR 5023 du CNRS Le present rapport restitue l tat d avancement de l ann e 1 pr sente les premieres conclusions op rationnelles r sultant notamment des travaux g omorphologiques conduits et de la caract risation de l habitat Il dresse galement l inventaire des travaux pr vus en ann e 2 Liste des abr viations FDV fond de vall e BV bassin versant Qj d bit journalier F Q fr quence du d bit journalier BA bande active BF bande fluviale Pttw indice de tressage total Ptfw indice de tressage actif MNT mod le num rique de terrain GFH grandes forces hydrauliques SOMMAIRE DU RAPPORT CHAPITRE METHODE Partie 1 Recensement des rivi res en tresses partir de photographies a riennes et de cartes historiques 4 Partie 2 R gime s dimentaire et morphologie des rivi res en tresses alpines et m diterran ennes 6 Etat de l art et objectifs B Evolution du profil en long C Morphologie des bandes de tressage Partie 3 Caracterisation du corridor fluvial A Objectifs B Analyse synchronique les orthophotos 2000 C R ponse de la bande active fluviale aux episodes de crues CHAPITRE II PREMIERS RESULTATS Partie
112. ressage relatif la totalit des chenaux en eau Pttw de indice d intensit du tressage de la zone de tressage active Figure 3 6 d finie par les chenaux principal et secondaires Ptfw Les donn es sont pr sent es au chapitre m thode p Chapitre II 50 et le tableau de donn es est consultable en annexe Ill Chapitre II M thode CO C REPONSE DE LA BANDE ACTIVE FLUVIALE AUX EPISODES DE CRUES Dans cette partie l objectif de caract riser une chelle temporelle plus fine la variabilit des ajustements de g om trie la suite de crues En effet la d finition et la typologie des rivi res en tresses passent par une meilleure compr hension de la dynamique de la v g tation riveraine car les changements de g om trie du lit r pondent invariablement aux comportements de la v g tation vis a vis du transport de s diments et de l hydrologie Comprendre la structure et le r le de la v g tation dans une rivi re en tresses notamment sa dynamique d expansion post crue est donc indispensable Cette analyse repose sur une tude de la dynamique annuelle de colonisation v g tale partir des images satellitaires Landsat et Spot et tres haute r solution images drone Cette question qui n tait pas envisag e au d but des travaux a merg avec les premiers r sultats de l automne 2009 En effet il n existe apparemment pas de relation simple et g n ralisable entre l intervalle s parant la date d
113. restre absence ou inaccessibilite des rep res de nivellement de FIGN L analyse repose sur la superposition de profils en long mesur s 2 dates diff rentes Nous avons utilis le profil en long des Grandes Forces Hydrauliques GFH datant de la fin du 19e et du d but du 20e si cle pour caract riser laltitude des tresses au temps TO http geodesie ign fr PR profils_ rivieres htm Le temps T 1 a t renseign par des acquisitions topographiques propres cette tude r alis es entre mai et ao t 2009 Tableau 2 1 Deux sites font exceptions la Durance et la Dr me de Recoubeau Dr me dis o nous avons pu exploiter des lev s acquis dans le cadre d tudes pr c dentes Les acquisitions topographiques ont t r alis es principalement par nivellement 26 32 et accessoirement la station totale 3 32 et au DGPS 2 32 lorsque les rep res de nivellement taient difficilement accessibles Au global 129 km ont t lev s dont 120 km de tresses Les cheminements topographiques ont t g n ralement cal s sur 2 rep res de nivellement de l IGN de fa on calculer l erreur altim trique globale du profil Tableau 2 1 Les lev s ont t r alis s en conditions de basses eaux et les points de mesure ont t positionn s sur la ligne d eau Les distances des profils GFH ont t rectifi es en utilisant des points de calage communs avec le lev r cent partir de la formule suivante EL Cry Cto Dijo 7
114. restreint nous avons utilis le logiciel Digital Gravelometer DG con u pour le traitement automatis d chantillons granulom triques de surface partir de photographies num riques Graham et al 2005a Graham et al 2005b Graham et al 2010 La rapidit de mise en uvre de cette m thode sur le terrain a permis de collecter 245 chantillons Le protocole de terrain pour la prise des photographies reprend les pr conisations du mode d emploi de DG Nous avons utilis un cadre rectangulaire de 550 x 360 mm afin d chantillonner toujours la m me surface Figure 2 6 Echantillonnage granulom trique in situ et traitement automatique de l image par Digital Gravelometer le cadre pose au sol d limite la surface a photographier la photographie est ensuite g or f renc e dans DG a l issue de plusieurs tapes le logiciel d limite le contour de chaque particule avant de les mesurer et de calculer une distribution granulom trique Les photographies ont t prises avec un appareil num rique r flex Pentax en utilisant le flash une distance focale moyenne pour viter les d formations de l image et une r solution de 6 megapixels Avant la prise de vue la surface d limit e par le cadre est nettoy e si n cessaire enl vement des feuilles et brindilles qui masquent les particules La prise de vue est faite la verticale du sol et la surface chantillonn e est ombrag e l aide d un parasol pour viter les ombr
115. rog n it des communaut s 3 Quelle est la connectivit des habitats au sein de ces milieux dynamiques Existe t il des barri res la dispersion que pourraient r v ler d ventuelles discontinuit s g n tiques Pendant l ann e 2 nous chercherons de repondre principalement la premiere question des sites d chantillonage ont d j t selection s suite des campagnes de terrain en hiver et printemps 2010 Les coulements hyporh iques infiltration d eau de surface puis exfiltration d eau de surface influencent la diversit et la structure des peuplements d invert br s dans les rivi res en tresse Ces coulements s organisent diff rentes chelles spatiales autour d unit s g omorphologiques bien identifi es une chelle plurikilom trique les bandes de tressage non contraintes lat ralement sont des zones d infiltration potentielle alors que les bandes de tressage contraintes lat ralement ou verticalement par une constriction rocheuse sont des zones d exfiltration potentielle A une chelle hectom trique ces coulement s organisent autour de structures g omorphologiques tels que les alternances seuils mouilles les bancs de graviers ou les m andres Ainsi l amont des bancs de graviers sont des zones d infiltration potentielle alors que l aval des bancs de gravier sont des zones d exfiltration potentielle Les coulements hypohr iques aux chelles plurikilom trique et hectometrique interagis
116. rtes historiques ee _ EOE Partie 2 R gime s dimentaire et morphologie des rivi res en tresses alpines et m diterran ennes 6 Etat de l art et objectifs 6 B Evolution du profil en long 8 1 Analyse diachronique du profil en long cccccccssseeeeceeeeeeeeeeeeeees 8 2 For ages s dimentaires ss 12 3 Analyse morphom trique Dani mar 14 C Morphologie des bandes de tressage 15 1 Transects TOPOGFADMIQUES un immune 15 2 Echantillons granulom trique 3 88 0h 18 Partie 3 Caracterisation du corridor fluvial 20 A Objectifs 20 B Analyse synchronique les orthophotos 2000 22 1 Pr traitement des images ccccccceeseeecceeeeeeeeseeceeeeeeesaeeseeeeeeeeessaeeaeess 22 2 Extraction d s classes d oDjetS sssusa sans 24 3 Traitement des donn es et m triques extraites 28 C R ponse de la bande active fluviale aux pisodes de crues 32 1 Les images Landsat Spot ieaiaia eE a TRARA 32 2 Les images drone 33 M thode Chapitre II oO PARTIE 1 RECENSEMENT DES RIVIERES EN TRESSES A PARTIR DE PHOTOGRAPHIES AERIENNES ET DE CARTES HISTORIQUES Les rivi res en tresses sont caract ris es par un patron multi chenal inscrit dans une large zone active de sediments alluviaux ou parfois s installent des les plus ou moins v g talis es Les rivi res en tresses sont pr dominantes en zones de pi mont dans les regions temp r es o il y a une forte disponibilit des s diments prov
117. s de temps s culaire Ainsi une rivi re d crite comme incis e par l tude diachronique peut tre en cours d exhaussement sans avoir atteint l tat initial et inversement Cette rivi re pr sentera donc une morphologie caract ristique d un r gime s dimentaire exc dentaire alors qu elle s est incis e sur le temps long Premiers r sultats Chapitre II iN 3 Granulom trie de surface En collectant des donn es granulom triques nous pensions de pouvoir diff rencier nettement les differents types de regimes s dimentaires en faisant l hypoth se d une granulom trie plus grossi re en contexte d incision En effet le pavage du lit qui caract rise les r gimes d ficitaires se traduit par une augmentation de la taille des particules de surface L examen des distributions granulom triques ne r v lent pas de diff rences significatives entre les trois types de regimes s dimentaires Figure 2 11 et Figure 2 12 De m me que pour l analyse des distributions dans chaque espace de la bande alluviale transect entier bande active et semi active La cat gorisation des tron ons repose sur l analyse diachronique des profils en long un pas de temps s culaire Il est possible que la granulom trie r ponde plus rapidement aux changements de r gime s dimentaire alors que le profil en long s ajuste sur un temps plus long La granulometrie r v le peut tre des changements r cents de r gime s dimentaire
118. s de tressage pr sents dans le bassin RMC Chapitre Il Premiers r sultats CO OD Figure 1 3 Exemple d images qui montrent la diversit du patron de tressage dans les tron ons d tude A Sure B Fournel C Petit Buech D Var Itats 7 Iers resu Chapitre II Premi CO N B CARACTERISATION HYDROLOGIQUE La figure ci dessus pr sente de mani re synth tique les diff rents r gimes hydrologiques caract risant les 55 tron ons ceux ci tant subdivis s en grandes zones g ographiques Figure 1 5 les tron ons du nord versus ceux du sud l est versus l ouest les Alpes internes de haute montagne les tron ons sous influence glaciaire de tr s haute montagne A B Alpes Nord Alpesinternes R gime hydrologique R gime hydrologique O gt 3 on J Alpes SE h amp R gime hydrologique on 2 Regime hydrologique on BG w 9 10 11 12 E Pro glaciaires R gime hydrologique 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Figure 1 4 Les r gimes hydrologiques Rapport entre la moyenne des d bits mensuels moyens des stations r gionales et la moyenne de leurs modules par zones g ographiques A Alpes du nord 6 stations B Alpes internes 5 stations C Alpes SE Alpes du sud est 20 stations Alpes SW D Alpes du sud ouest 13 stations E Pro glaciaires 7 stations Chapitre Premiers r sultats CO O0 Localisation des sta
119. s incisions moyennes respectives de 4 0 3 8 et 3 5 m Figure 2 4 Chapitre Premiers r sultats iN O Evolution altimeirique moyenne mi Alque C Arrondine Aran Asse SM ASSE dv Asse de Bleu Bes El Bes Dr Bleone am Eleone av SEC A L Drac am i k fF Drome dis Drome Lend Drome Liv Durance Eyques R Fier Gire Jabron_2 Severalsse Ubaye Waneon Veneon Verdon ae LE Era 13 19 51 52 z E i El Variation altim trique moyenne y Incision de 2 5 m R seau Hydrographique meee Limite Alpes du NordiAlpes du Sud Y Incision d05a a2m Hydro cor gions Stabilit de 0 5 0 5 m C he Alpes internes Exhaussement de 0 5 a 2 m Jura Pr alpes du Nord Exhaussement de 2 5 m eS rT z M diterran en a A A Exhaussement de 5 8 m Prealpes du Sud 0 30 60 90 120 Km Kinin Camb OU Sra Figure 2 2 Carte de la r partition spatiale des volutions altim triques observ es sur un si cle Chapitre Premiers r sultats D Figure 2 4 Rivi re en incision des Alpes du Nord le Fier pr s de Dingy Saint Clair N Talaska Le r gime s dimentaire est contr l par la charge en s diments grossiers Trois facteurs permettent de caract riser l importance de ces apports les sources de versants torrents actifs l rosion lat rale et les sites d extraction de graviers Consid r de mani re ind pendante chaque facteur pr s
120. s matures F et d les pionni res P nombre d les par kilometre carr Les donn es relatives aux chenaux en eau au sein de la bande active sont Figure 3 3 le taux de tressage total et actif et la diff rence entre eux la sinuosit et l amplitude du chenal principal Chapitre Premiers r sultats Ol NO la position du chenal principal dans la bande active la zone de tressage active et sa position dans la bande active O NWF ODN Oo MC_distance_centerline Os e o y Oo MC_amplitude largeur MC_sinuosity 3 5 b 3 2 5 e 2 s 1 5 1 D 0 ABarea_distanc_ centerline Figure 3 3 Les donn es caract ristiques des chenaux en eau indices de tressage total Pttw actif Ptfw et la difference entre les deux Pttw Ptfw l amplitude du chenal principal MC normalis e par la largeur du chenal principal et la sinuosit du chenal principal la position du chenal principal MC dans la bande active en pourcentage de surface de demi bande active occup e la position de la zone de tressage active ABarea dans la bande active en pourcentage de surface de demi bande active occup e Les caract ristiques des habitats aquatiques Figure 3 4 sont repr sent es en termes de distribution de la proportion entre habitats indice de diversit de Shannon H 1 6 1 4 0 8 0 6 0 4 0 2 SC 0 3 0 25 0 2 0 14 0 09 0 05 AL GW MX P T WL
121. s thermiques diff rentes Karaus et al 2005 montrent que la temp rature est un facteur de contr le essentiel de la diversit de ces mares La large gamme de temp rature qu offrent les rivi res entre tresses offre une grande diversit d habitats Cette derni re est toutefois difficile appr hender avec des dispositifs de mesure in situ La t l d tection infrarouge thermique IRT permet depuis peu de s affranchir de ces limites en fournissant une cartographie continue de la temp rature de surface de l eau Torgersen et al 2001 Les satellites IRT n offrant pas des r solutions spatiales assez bonnes le vecteur d acquisition a rien h licopt res ou avions doit tre privil gi dans l tude de structures thermiques fines comme les diff rentes surfaces en eau des rivi res en tresses La r solution spatiale d pendante des param tres de vols ainsi que des caract ristiques de la cam ra thermique pouvant atteindre le d cim tre et la pr cision en temp rature tant de l ordre de 0 5 C Torgersen et al 2001 ce type de m thode offre de nouvelles perspectives quant l tude des structures thermiques fines des rivi res en tresses 9 sites ont t s lectionn s pour tre images thermiquement Ces tron ons tresses sont localis s dans 3 zones g ographiques distinctes dans le massif des crins avec des rivi res aux r gimes nivaux V n on Drac Noir Bans dans la vall e du Rh ne Drome_Liv Bes_Dr
122. sent pour structurer la diversit et la distribution des peuplements d invert br s Premi res conclusions et Chapitre III perspectives O1 L objet principal de ce travail est de tester l influence des coulements hyporh iques plurikilom triques sur la diversit et la structure des peuplements d invertebr s Il s agit plus particuli rement de tester l hypoth se selon laquelle les zones d exfiltration correspondants a des bandes de tressage contraintes lat ralement ou verticalement par une constriction rocheuse pourraient constituer l chelle du paysage des hotspots de diversit La g n ralisation de cette observation utilisation de nombreux sites d boucherait alors sur la possibilit de d finir l chelle d un bassin versant les zones forte diversit partir d un SIG Le design Afin de tester cette hypoth se 12 secteurs pr sentant chacun l amont une bande de tressage non contrainte lat ralement zone d infiltration potentielle et laval une bande de tressage contrainte lat ralement ou verticalement par une constriction rocheuse zone d exfiltration potentielle en aval ont t s lectionn s L echantillonnage des communaut s d invert br s benthiques et hyporh iques sera men dans les deux bandes de tressage de ces 12 secteurs L chantillonnage dans chacune de ces bandes devra prendre en compte soit l effet d interaction des coulements hyporh iques hectom triques s
123. solide par charriage et pr l vements n ont pas t compens es par les apports en provenance des berges et des torrents Ces situations sont plus fr quentes dans les Alpes du Nord o les pressions anthropiques hydro l ctricit urbanisation des fonds de vall e ont t plus fortes comparativement aux Alpes du Sud Ceci explique d ailleurs pourquoi les tresses se font beaucoup plus rares dans le nord la plupart ayant disparu sous l effet de l am nagement des cours d eau et des extractions de graviers Peiry et al 1994 Piegay et al 2009 L analyse des for ages confirme l influence des extractions de graviers et de la mobilit lat rale sur l volution du profil en long Les tresses qui maintiennent un r gime s dimentaire en quilibre ou exc dentaire sont celles sur lesquelles les pr l vements ont t les plus faibles d apr s les traces laiss es par les anciennes carri res dans le paysage et o le potentiel de divagation lat rale a t le mieux pr serv L exemple le plus frappant est sans doute celui des basses vall es de Asse et de la Bl one qui montrent des volutions altitudinales tr s diff rentes incision en Bl one et exhaussement sur lAsse dans un contexte physique quasi identique L explication se trouve dans l urbanisation beaucoup plus prononc e en Bl one Malijai Digne les Bains qui s est traduite par des pr l vements et am nagements plus importants Tout ceci est d j bien connu et
124. sse 0 0076 0 8558 0 0036 0 1330 52 49 13 75 Sure 0 0121 0 9443 0 0331 0 0105 26 37 4 16 Tinee 0 0000 0 0633 0 7469 0 1898 41 17 13 52 TrtDeMaraise 0 0055 0 9440 0 0181 0 0089 0 0235 21 50 3 54 Vanson_SS 0 0012 0 9059 0 0349 0 0309 0 0272 31 24 7 01 Var 0 1289 0 5000 0 0230 0 0213 0 3269 77 93 71 79 Veneon 0 0314 0 0773 0 4671 0 1166 0 0336 0 2739 153 32 41 42 Verdon 0 0495 0 4852 0 0241 0 0398 0 4014 75 02 77 26 Arve_dis 0 0117 0 8337 0 0004 0 1542 61 62 116 68 Asse_Blieux 0 1762 0 5203 0 0403 0 2631 0 0000 49 65 12 55 Buech_dis 0 0043 0 9036 0 0159 0 0254 0 0508 47 59 9 80 Buech_A 0 1796 0 0189 0 5585 0 0237 0 1129 0 1064 50 82 27 44 Eygues_milieu 0 1389 0 5344 0 0306 0 0832 0 2129 50 97 41 07 Eygues_R 0 0303 0 7956 0 0570 0 0020 0 1150 29 63 8 20 Roubion 0 0000 0 0000 1 0000 Aigue_C 0 1397 0 4909 0 0034 0 0268 0 3392 Bleone_av 0 1692 0 0356 0 3372 0 0420 0 0912 0 3249 Drome_Liv 0 0651 0 6471 0 0208 0 0752 0 1919 Giffre 0 0361 0 5330 0 0206 0 0300 0 3803 Verdon_dis 0 0204 0 5165 0 1076 0 1498 0 2056 Bes_Dr 0 0653 0 0123 0 6848 0 0211 0 0786 0 1380 Durance_O 0 0651 0 0035 0 7770 0 0030 0 0675 0 0840 CON DO OF FP UO N anouwnoanon fF A FP oA BB OO ON O0 fF FTO PTA HN OO OO OM OO OO O1 OO aoa o O1 O 281 54 84 80 44 19 84 80 24 16 O1 O1 OO _ O1 an o Ubaye 101
125. ssement le Vanson la Bl one amont et le B s sa confluence avec la Bl one Parmi ces 3 rivi res l interpr tation des r sultats du Vanson est d licate car sa bande active est tellement peu large qu elle n est repr sent e que par 2 a 4 pixels ce qui la rend sujette de nombreuses erreurs de mesure Par ailleurs en observant la Bl one amont sous G oportail nous nous sommes rendu compte qu elle avait fait l objet d am nagements anthropiques et que la v g tation en marge de sa bande active avait t essart e cela rend galement l interpr tation sujette a caution Finalement seul le B s fait exception la r traction globale remarqu e de sa bande fluviale Mais est ce que 0 4m an est significatif Quel cr dit apporter a l utilisation d images satellite dans l tude de la bande fluviale des rivi res La marge d incertitude due au pixel grossier des images est elle trop grande Ces diff rentes tudes permettent de souligner ainsi les l ments suivants Une r traction de la bande active fluviale est souvent observ e la suite d une crue morphogene Elle ne suit pas une tendance claire avec le temps mais r pond plus ou moins favorablement certaines ann es particuli res au contexte hydro climatique printanier Une fois le recrutement effectu la survie des v g taux d pendra du contexte morphologique de la tresse et des conditions hydro climatiques estivales qui vont contr ler sa pro
126. st ce param tre de forme qui d termine le nombre d objets cr s Le lissage enfin compl te l tape pr c dente en permettant de choisir les objets selon leur r gularit Wiederkehr et al 2009 Le choix des valeurs de param tres a utiliser d pend principalement de l objectif de l tude Des s ries de tests visuels ont t r alis es pour la s lection de la meilleure combinaison des trois param tres le but essentiel tant d identifier correctement les chenaux en eau En effet il est fondamental pour notre tude de bien extraire le r seau hydrographique que ce soit pour la comprehension de la dynamique fluviale ou pour l analyse des habitats aquatiques en tant que support de l tude des communaut s de macro invert br s Sur la base de ces tests le param tre qui permet d optimiser l identification des chenaux en eau est le param tre d chelle Figure 3 3 Des mesures manuelles de largeur du chenal en eau ont t r alis es sous le logiciel ArcGis 9 2 partir de quelques chantillons pour l etalonnage du param tre d chelle Le choix de l chelle a t effectu en fonction de la largeur du chenal pour une largeur inf rieure 8 m tres on retient une valeur d chelle de 50 pour une largeur entre 8 et 40 metres on a choisi une valeur d chelle de 100 M thode Chapitre II NO R et pour des largeurs du chenal sup rieures une valeur de 200 Le param tre de forme a t fix
127. sur ces questions car il sera possible d imposer le r gime Chapitre Ill Premi res conclusions et N perspectives s dimentaire et d observer selon un pas de temps court l ajustement morphologique et s dimentaire des tresses B CARACTERISATION DE LA STRUCTURE SPATIAL E DES TRESSES ET DES HABITATS AQUATIQUES Les premiers r sultats pr sent s dans cette tude ont montr la grande variabilit r gional de la planimetrie des rivieres en tresses Concretement cette premiere ann e a permis de mieux comprendre le sens et la validit d un certain nombre d indicateurs qui pourront par la suite tre utilis s Ou non dans la mise en place d une typologie des tron ons en tresses Plusieurs observations sont ainsi formul es la largeur de la bande active est li e a la taille du bassin versant et constitue donc un bon indicateur de l activit du tressage lorsqu elle est ainsi pond r e par ce param tre Si la relation largeur bande active r gime de crue semble complexe le type et l tendue de la v g tation dans la bande fluviale semble un bon indicateur de l tat de r ajustement de la tresse aux cons quences bio physiques de la derni re crue le taux de tressage est faiblement li au d bit plus probablement la morphologie du tron on mais avec une forte variabilit locale la composition et la diversit en habitats aquatiques pr sente un potentiel d indication int ressant compte tenu
128. t ss 590 nivellement Leone AV 08072009 Cemagret assa asss nivellement 0007 BUECH Acti 18082006 Cemagret CNRS 6868 16863 aers DRAC_AM 10 08 2009 2673 nivellement 0 045 Durance o jitaoamnesmavo fran hao aers me o won arere 28072009 Gemagret 2084 2e68 nivelement 0025 PETIT BUECH 06 05 2009 Cemagret 3280 a20 nivelement 0219 Rousoun 161072009 Gemagret 1438 ras nivelement 0067 sasse 10062008 Gemagret aa00 393 nivelement 0108 SEVERAISSE 02082009 Cemagret 347 242 nivelement 000 ince 20072008 Gemagret 1479 io tch om me jusave ivoso08 cemaat 2771 or nivelement 004 VANSON 09062009 Gemagret 225 2259 nivelement 002 var vo720os Gemagret 347 ser uch om me VENEON 0510872009 Gemagret 3165 205 nivelement 0015 veRDON 22072008 Gomagret 2052 252 tch om me 410 405 pr y sa ge 400 ss LL aa S TTET ore EL LL LS e NGF1917 7 NGF b 2009 390 TL ON e 385 TL ooo a oe oo 380 I I I I 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Distance m Figure 2 2 Exemple de superposition du profil en long des GFH et du profil recent pour l Asse aval M thode Chapitre II _ 2 For ages s dimentaires Le r gime s dimentaire des tresses est conditionn par les apports et pr l vements de graviers Ceux ci ont t va
129. t le minimum avec 2 25 m km et le Bans le maximum avec 52 5 m km Chapitre Premiers r sultats CO O1 Inversement le Bans poss de le fond de vall e le plus troit avec 59 8 m de largeur et la Durance aval le plus large avec 7749 m de largeur la largeur moyenne du fond de vall e est de 693 8 m En ce qui concerne la largeur de la bande active en moyenne de 95 m le minimum est observ pour le Lez amont Lez A avec 23 9 m et le maximum pour le Bu ch aval Buech_A avec 257 5 m La longueur moyenne des tron ons calcul e comme 20 fois la largeur de la bande active est de 2458 m le tron on le plus long est videmment le Bu ch aval Buech A avec 5816 8 m par contre le tron on le plus petit est le Bans si l on consid re comme longueur de tron on la longueur de l axe m dian de la bande fluviale chapitre m thode p 2824 Ci dessous Figure 1 2 un r sum des variables caract risant les tron ons d tude 10000 100000 60 50 10000 i 8 1000 40 1000 30 100 20 100 10 10 10 0 FDV_L m AC L m reach L m altitude m BV km2 pente mkm Figure 1 2 Distribution des principaux param tres g ographique caract risant l chantillon FDV_L largeur du fond du vall e AC _L active channel largeur de la bande active BV surface du bassin versant La figure suivante Figure 1 3 montre des exemples d images parmi les tron ons d tude montrant la variabilit des style
130. tions ant panpe et henry grame hydrographiques Oe Ih Tron ons AS Hydrolineaire ART LANCER y Alpes du nord MB omanche ternes han gt fof a ie ia Alpes duff z Pro glaciaires sud ouest E a A Anco Tines Alpes du sud est Figure 1 5 Localisation des stations hydrologiques et des zones g ographiques Notre jeu de donn es est repr sentatif de la variabilit des r gimes hydrologiques rencontr s dans le bassin du Rh ne Certaines sp cificit s sont nettes un maxima d automne pour les tron ons des C vennes pr sence de deux pics printemps et automne pour les Alpes du Sud est les tron ons des Alpes du Sud ouest ont un pic plus pr coce en mai et ne pr sentent pas un second maxima d automne un seul pic pour les Alpes internes les tron ons pro glaciaires et les Alpes du Nord mais avec un maximum en mai juin pour les Alpes du Nord et Internes et en juin juillet pour les tron ons pro glaciaires Chapitre Il Premiers r sultats CO O Evolution altim tnique m PARTIE 2 LES TRAJECTOIRES GEOMORPHOLOGIQUES R GIMES SEDIMENTAIRES DES TRESSES Les rivi res en tresses tudi es pr sentent une tendance dominante l incision Figure 2 1 entre le d but du XX me si cle et aujourd hui Pr s de 57 des sous tron ons pr sentent une incision significative sup rieure 0 5 m contre 21 pour un exhaussement significatif Les 22 restants sont compris dans l intervalle
131. tions collectives concernant le potentiel cologique et fonctionnel des rivi res en tresses A SUIVIS EXPERIMENTAUX Ces suivis viennent compl ter l tude morphologique de l ann e 1 et apportent des l ments de comprehension des processus permettant d interpr ter les trajectoires morphologiques et l volution probable des rivi res en tresses mais aussi la structure des habitats et sa diversit g ographique Ces suivis s inscrivent dans le cadre d une th se cofinanc e par l ANR Gestrans et intitul e Etude exp rimentale de la dynamique des macroformes s dimentaires en territoires de montagne le cas des rivi res en tresses La th se sera financ e a 50 par ANR projet Gestrans et 50 par l Agence de l Eau Rh ne M diterran e Corse Projet typologie des rivi res en tresses de RMC Le d marrage est souhait au 1 septembre 2010 L objectif est de produire des outils permettant de diagnostiquer la dynamique s dimentaire d un cours d eau par une simple lecture de ses macroformes dimensions granulom trique pente forme vegetation Ces outils font actuellement cruellement d fauts aux op rationnels que ce soit pour la gestion des risques ou pour des aspects li s la qualit des milieux Ils seront diffus s tr s largement au travers des publications scientifiques mais aussi par la publication de guides techniques La th se sera r alis e en troite collaboration avec la th se de Sandrine Tacon
132. tions granulom triques de 10 images pr sentant un traitement non satisfaisant a partir de l analyse automatique sur DG ont t compar es avec une m thode manuelle Les deux m thodes de calculs sont comparables Les r sultats de la m thode manuelle servent de r f rence Le nuage de point Figure 2 7 Mod le de correction des distributions granulom triques par comparaison des r sultats obtenus par l analyse manuelle r f rence et le traitement automatique illustre les carts de r sultats entre les deux m thodes Pour les petits percentiles les carts sont faibles les points sont tr s proches de la droite d galit alors que sur les gros percentiles les carts sont importants Les carts montrent que DG sous estime la taille des particules par rapport la m thode manuelle La droite d ajustement du nuage de point donne une tr s bonne corr lation entre les deux m thodes R proche de 1 L equation de cette droite est utilis e pour corriger les r sultats de l analyse automatique sur les photos pr sentant un traitement non satisfaisant 100 90 80 70 60 90 40 percentiles manuels mm 30 20 10 0 T T T T T T T T T 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Percentiles automatiques mm Figure 2 7 Mod le de correction des distributions granulom triques par comparaison des r sultats obtenus par l analyse manuelle r f rence et le trait
133. tive channel sensu Egozi et Ashmore 2008 l int rieur de la bande active est directement impliqu e dans le transport de la charge de fond 3 Traitement des donn es et m triques extraites A partir des polygones obtenus sous eCognition et export s sous ArcGis 9 2 des traitements g omatiques ont t appliqu s afin d obtenir des m triques et des indices synth tiques de caract risation des structures paysageresFigure 3 7 Axe m dian Sinuosit Amplitude Eau Bancs de galets gt lles pm Segments sue nonce Se g Largeur BA Sous ik sil 50m homogenes Eau Bancs de galets chenal principal Le Segments Statistique 10m snalag radiom trie Eau chenal principal gt et secondaire Figure 3 7 Sch ma op ratoire d extraction des m triques de caract risation des habitats Au niveau de la bande fluviale nous avons extrait l axe m dian c est dire l axe qui passe au centre de la bande fluviale et qui segmente donc en deux parties gales ladite bande La longueur de cet axe m dian a ensuite t utilis e comme mesure de longueur des tron ons La proc dure d extraction de l axe m dian a t d velopp e par Alber et Pi gay sous presse pour l extraction du fond de vall e Figure 3 8 l chelle r gionale du r seau hydrographique La r alisation de cet axe m dian a permis le calcul de la sinuosit et de l amplitude de la bande fluviale a partir de
134. tream braiding In Egozi R Ashmore P 2008 Defining and measuring braiding intensity Earth surface processes and landforms 33 2121 2138 Karaus The Ecology of Lateral Aquatic Habitats along River Corridors 2004 Ph D Thesis University of Heidelberg 177 pp Karaus U Alder L Tockner K 2005 Concave Islands habitat heterogeneity of parafluvial ponds in a gravel bed river Wetlands 1 26 37 Mosley P M 1981 Semi determinate hydraulic geometry of river channel In Egozi R Ashmore P 2008 Defining and measuring braiding intensity Earth surface processes and landforms 33 2121 2138 Lejot J 2008 Suivi des formes fluviales par t l d tection a tr s haute r solution Application aux programmes de restauration de la basse vall e de l Ain et du Haut Rh ne Chautagne These de doctorat Universite de Lyon 2 257 pp Li bault F Pi gay H 2002 Causes of 20th century channel narrowing in mountain and piedmont rivers of southeastern France Earth Surface Processes and Landforms 27 425 444 Malard F Uehlinger U Zah R Tockner K 2006 Flood pulse and riverscape dynamics in a braided glacial river Ecology 87 704 716 Perez Correa M 2004 Classification orient e objet d images tres haute r solution spatiale application la cartographie de l occupation des sols le long des cours d eau CEMAGREF memoire du Master SILAT 43 pp Piegay H Peiry J L Gazelle F 2003 Effets des ripisylv
135. uisition tous les 5 ans moyen terme tous les 3 ans Taille d une dalle 5 km 5 km ou 1 km 1 km Dates d acquisition entre 2003 et 2006 selon les d partements La BD Ortho comporte galement des inconv nients les campagnes d acquisition des photos se d roulent sur plusieurs mois voire plusieurs ann es et donc ne sont pas strictement homog nes sur l ensemble du territoire national On observe notamment des diff rences de luminosit entre dalles M thode Chapitre II NO NO Les images utilis es dans notre tude couvrent une p riode de 4 ans de 2002 2006 et correspondent g n ralement aux mois de juin ou de juillet Le pr traitement des images s effectue en deux tapes fondamentales Le d coupage des images l aide d un masque correspondant au fond de vall e Figure 3 2 Alber et Piegay 2008 l aide de l outil built mask sous le logiciel ENVI 4 5 Les images sont ensuite mosa qu es si n cessaire outil mosaicking gt georeferenced sous ENVI 4 5 Le stretching ou tirage de l histogramme des valeurs spectrales outil r glages niveaux sous Photoshop CS3 afin d effacer les valeurs nulles et de r duire la variabilit spectrale entre images et donc de permettre la comparaison entre sites Lejot 2008 Median axis of 1 Segmentation A Valley altimetric B Relative digital i ve F reference plan elevation model altimetric reference gt 2 Con
136. ur du du FDV A chenal principal MC MC lt 8m chelle50 forme0 4 Mosa 8m lt MC lt 40m chelle100 forme0 4 PES MC gt 40m chelle200 forme0 3 Multi r solution gt Classification Mod le g Streich orient e objet Classification manuelle sur 6 images des images Comparaison visuelle des valeurs spectrales et texturales Logiciels utilis s Arbre de classification ENVI 4 5 Choix des param tres qui optimisent Adobe Photoshop CS3 la classification DefiniensDeveloper 7 Classification automatique sur SPSS 14 0 l ensemble des images _ Figure 3 1 M thode de traitement des images FDV fond de vall e 1 Pr traitement des images Les donn es utilis es pour la caract risation du corridor fluvial sont les orthophotographies de la BD Ortho de l IGN Tableau 3 1 Il s agit de photographies a riennes rectifi es g om triquement dont la resolution spatiale est de 50 cm Elles couvrent de fa on homog ne l ensemble du territoire et permettent d acqu rir des informations relativement actuelles avec une fr quence d acquisition quinquennale Ces images r pondent donc aux exigences d une tude hydromorphologique a large chelle Wiederkehr et al 2008 Tableau 3 1 Caract ristiques de la BD Ortho Wiederkehr et al 2008 G n ralit s R solution spatiale 50 cm R solution spectrale 3 canaux visible rouge vert bleu ou infrarouge rouge vert Fr quence d acq
137. urnal of Marine and Freshwater Research 17 331 342 Poole G C amp Berman C H 2001 An Ecological Perspective on In Stream Temperature Natural Heat Dynamics and Mechanisms of Human caused Thermal Degradation Environmental Management 24 6 787 802 95 Torgersen C E Faux R N Mcintosh B A Poage N J amp Norton D J 2001 Airborne thermal remote sensing for water temperature assessment in rivers and streams Remote Sensing of Environment 76 3 386 398 Vannote R L Minshall G W Cummins K W Sedell J R amp Cushing C E 1980 The river continuum concept Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 37 130 137 96 ANNEXES I Arbre de classification optimise H T transformation Hue Erigthness EBriqthness GLOOM Dissimilarity quick id fall dir GLEM Homoagencity quick S17 fall dir n s H T transformation Hue EBrigthness Brigthness Standard d viation Layers H T transformation Hue EBriqthness ili mn Standard deviation Layers SHADOW H T transformation Hue H T transformation Aue GLEM Homogen itn quick 8 17 all dir H T transformation Hue Eriqthness Briqthness EBriqthness PIONEER GLEM Homogensity quick S11 fall dir SPARSE Standard d viation Layer Erigthn sz igthness EBrigqthness GLOOM Homoqencity Pquick G17 fall dir Standard deviation Layer Erigthnes GLEM Homogqencity quick 7 fall dir GRASSLAND or max H
138. v e sur d anciennes photos a riennes des ann es 1950 1960 avec celle des orthophotos IGN des ann es 2000 Nous devrions ainsi obtenir par comparaison la variation de la surface occup e par diff rentes entit s du corridor fluvial qu il s agisse des flots bois s de la bande active ou encore de la v g tation des marges externes Les les sont ils ainsi p rennes leur v g tation volue t elle Cette exploration sera galement l occasion de mettre en relation les changements planim triques observ s avec les observations g omorphologiques II s agira ainsi de confronter les profils en long et en travers des rivi res incision exhaussement produits par le Cemagref de Grenoble avec le patron de v g talisation du corridor fluvial abord par analyse photographique afin d valuer sa dynamique tresses actives s nescentes disparues Chapitre Ill Premi res conclusions et perspectives O0 CO 3 Les choix des 12 sites Suite la campagne de terrain effectu e en f vrier 2010 nous avons individualis les 12 sites potentiels sur lesquels focaliser l analyse de la dynamique multi temporelle Les crit res retenus pour le choix de ces sites sont e Les patrons morphologiques d cennaux gradient incisions exhaussement e L existence de donn es hydrologiques exploitables sur la p riode de temps concern e e Les types hydrog omorphologiques d finis sur la base des diff rents r gimes hydrologiques Pr
139. v s sont pourtant tr s diff rents Premiers r sultats Chapitre II O1 N A 2200 B 2200 Pttw Ptfw 2150 1 210 e 1 4 4 1 2050 D SO Cc Cc D 2000 r O 8 gt 1950 2 er 1900 1850 I I 1850 750 800 850 900 950 1000 750 800 850 900 950 1000 X coordonn es est km X coordonn es est km C D Pttw Ptfw 1 10 100 1 10 100 BA normalis e n km 0 43 BA normalis e m km 0 43 Figure 3 8 Distribution spatiale des indices de tressage total B actif et relation statistique entre les indice de tressage et la largeur de la bande active normalis e C indice de tressage total D indice de tressage actif Contrairement l hypoth se initiale le taux de tressage qu il s agit de Pttw total ou Ptfw actif Figure 3 8 et B pr sente une grande variabilit g ographique Au sein m me d une region o les frequences du d bit sont pourtant assez homog nes on observe une diff rence inter tron ons significative tresses rhodaniennes ou tresses duranciennes De plus le taux de tressage total ne r pond que partiellement au d bit FQj r 0 005 le taux de tressage actif Ptfw est en revanche plus significativement li a la fr quence du debit FQj r 0 21 La faible relation existant entre l intensit du tressage et les variables hydrologiques peut tre ex
140. van 32 Fournel 5 Arve dis 33 Giffre 6 Ass_BM 34 Jabron_2 7 Asse_av 35 Jabron_3 8 Asse de Blieux 36 Lez dis 9 Av role 37 Lez A 10 Bans 38 Lez_L 11 Bes_Bl 39 Meouge 16 Buech_A 44 Roubion 17 Buech L 45 Sasse 18 Calavon dis 46 Severaisse 19 Drac_am 47 Sure 20 Drac_middle 48 Tin e 21 Drac_Noir 49 Torrent de Maraise Drans 50 22 23 Drome dis 51 Vanson 24 Drome LenD 52 Var 25 Drome Liv 53 Veneon 26 Durance A 54 Verdon 27 Durance O 55 Verdon dis 28 Escoutay 56 Cheran R seau Hydrographique Tron ons d tude D T Hydro cor gions Disponibilit des donn es LPS Alpes internes Profil non lev Ww __ Jura Pr alpes du Nord Profil lev M dit rran en __ Pr alpes du Sud 0 20 40 80 120 Km R alis par Cassel Mathieu en 2009 avec ArcMap Figure 2 1 Localisation des 55 sites initialement retenus dans le projet et des 32 sites ayant fait l objet d une analyse du profil en long Chapitre Il M thode Tableau 2 1 R capitulatif des diff rents tron ons lev s SMAVD Syndicat Mixte d Am nagement de la Vall e de la Durance SITES DATE OPERATEURS LINEAIRE m LINEAIRE TRESSES m TYPE ERREUR IGN m ASSE_BLIEUX 05 06 2009 Cemagref 2874 2583 nivellement 0 160 GES LEONE 0607206 Cemagret ano atio nivellement 002 BEz prome 0505206 Cemagret azsa lasso nivelement 0186 BLEONE AM 07072009 Cemagre
141. vert to Point p z Segmented rectangular ER gt Smooth Va plan 3 Thiessen polygonalisation polygon 4 Split Stream network l Buffer 2 Convert to raster Vectorial data D Buffered hydrographic Absolute DEM gt Multiplication network in raster format Raster data gt Ver bation altimetric reference plan Relative DEM Extraction of pixel inferior to altimetric threshold h pire IL Polygon Valley bottom 2 Convert to polygon 5 3 Manual correction and smoothing O 40 50 a 1 680 Kilometers Figure 3 2 Sch ma op ratoire utilis pour extraire le fond de vall e du MNT Alber et Pi gay 2008 Legende Raw elevations A in meters g M 3 Relative elevations B in meters EM Inferior to 0 Bo IE En En 4 E 4 5 EE s Bs E pE Wi 9 10 C Superior to 10 Chapitre II M thode DO CO 2 Extraction des classes d objets La structure du corridor fluvial est analys e a parti d une cartographie de l occupation du sol la g om trie des diff rentes taches tant alors analys e L extraction des classes d objets d occupation du sol a t effectu e sous le logiciel eCognition de Definiens La m thode utilise une approche orient e objet Il s agit d une m thode qui caract rise les objets en utilisant leurs valeurs radiom triques mais aussi la forme la texture et le contexte des objets cette m thode est donc plus pr cise et compl te

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