Incision fluviatile et tectonique dans la Montagne Noire (sud du Massif central français)

Les profils longitudinaux des cours d’eau et les dépôts corrélatifs de l’érosion sont utilisés pour montrer les étapes de la surrection de la Montagne Noire, chaînon ouest-est du sud du Massif central français. L’analyse de 27 cours d’eau accidentés de 117 ruptures de pente permet de les classer en trois ensembles aux caractéristiques différentes : (1) les cours d’eau à faible gradient et faible incision coulent essentiellement dans la couverture sédimentaire, (2) les cours d’eau du versant sud-ouest ont des pentes fortes et sont fortement encaissés dans le socle, et (3) les cours très fortement encaissés sont les plus longs, comme l’Orb, ou ceux qui ont les plus fortes pentes, comme l’Héric. En partant des sources, la première rupture de pente à pente anormalement forte a une localisation qui dépend de la pente amont et de la surface drainée. Elle correspond en fait à la remontée maximale de l’incision régressive stimulée par le soulèvement de la Montagne Noire. Les ruptures de pente à pente anormalement forte et sans origine lithologique témoignent d’un soulèvement récent de la partie centrale et occidentale de la Montagne Noire. Les étapes de la surrection apparaissent ainsi différentes de part et d’autre de la Cesse. À l’est, le soulèvement, essentiellement pliocène, a permis le développement de plusieurs niveaux de glacis d’érosion sur le piémont languedocien et le soulèvement pléistocène, plus limité, a provoqué une incision des cours d’eau d’environ 80 m. À l’ouest, le soulèvement principal pléistocène a déclenché une vague d’érosion régressive qui n’est pas encore parvenue jusqu’aux sources, et l’encaissement des cours d’eau dépasse souvent 500 m.River longitudinal profiles and erosion products are used to reconstruct the uplift stages of the Black Mountain, a west-east-trending ridge of the southern French Central Massif. The analysis of 27 rivers and 117 knickzones allows us to distinguish three different sets : (1) the rivers with low gradient and low incision mainly flow on the sedimentary cover, (2) the rivers on the south-west slope have high gradient and are deeply incised in the basement, and (3) the most incised rivers include long rivers, like the Orb, and short rivers with very high gradient, like the Heric. The first knickzone from the source, with abnormally high gradient resulting from headward incision in response to the Black Mountain uplift, has a location controlled by gradient and upstream drainage area. The location of knickzones with abnormally high gradient and without lithological origin indicates a recent uplift of the central and western part of this range. The uplift stages appear different on both sides of the Cesse River. To the east, the Pliocene main uplift induced the formation of stepped erosion glacis on the Languedocian piedmont, while the moderate Pleistocene uplift caused an 80 m-deep river incision. To the west, the main Pleistocene uplift led to still ongoing regressive erosion, with incision often exceeding 500 m

Les obstacles à l’encaissement des vallées supérieures : l’exemple des bassins de la Petite Creuse et du Cher supérieur (nord du Massif central, France)

L’analyse des profils longitudinaux des cours d’eau actuels et des terrasses dans les bassins du Cher supérieur et de la Petite Creuse, sur la bordure nord du Massif central, vise à déceler les anomalies témoignant de déformations tectoniques. Dans ces régions de socle hétérogène, les déformations tectoniques génèrent des dynamiques fluviales qui varient dans l’espace. Situés dans les bassins tertiaires subsidents de Gouzon, Lavaufranche et Cosne, les drains à pente anormalement faible présentent des profils longitudinaux à forte concavité. Au contraire, les cours d’eau à pente anormalement forte dessinent des profils moins concaves et coulent sur le socle de la Combraille, des Monts de la Marche et du horst de Hérisson–Forêt de Tronçais, dans des régions soulevées. Toujours façonnés dans des roches résistantes, les ruptures de pente reculent très lentement et bloquent le creusement des vallées à l’amont de leur localisation. Ainsi, les vallées supérieures qui traversent les bassins de Cosne, de Gouzon, de Lavaufranche et de Genouillac présentent-elles une forte concavité et un faible encaissement en raison de leur isolement des secteurs aval par des ruptures de pente d’origine tectonique et lithologique.The analysis of longitudinal profiles of river channels and terraces in the upper Cher and Petite Creuse basins (northern Massif Central) aims at detecting anomalies caused by lithology and tectonic distortions. In these regions characterized by heterogeneous basements, tectonics cause fluvial dynamics that vary in space. Rivers with abnormally gentle slopes have highly concave longitudinal profiles and are located in the subsident Cenozoic basins of Gouzon, Lavaufranche and Cosne. On the contrary, steepest-sloped rivers have less concave profiles and flow on the uplifted basement of Combraille, Monts de la Marche and Hérisson–Forêt de Tronçais horst. Knickpoints which are always located in hard rocks, retreat slowly and stop river incision upstream. So, upper valleys that cross basins draw profiles with high concavity and slight incision because of their partition from downstream reaches by tectonical and lithological knickpoints

Les étiages en milieu océanique : exemples dans le bassin de la Maine (France)

L’analyse des données hydrométriques des cours d’eau du bassin de la Maine permet de déterminer la durée et la gravité des étiages durant les années de sécheresse. Les grandes différences dans l’espace mais aussi dans le temps s’expliquent plus par la diversité géologique que par les variations climatiques. Les aquifères jouent un rôle efficace dans le soutien des étiages. Hormis les aménagements réalisés pour régulariser l’écoulement, les autres activités humaines tendent à accentuer les étiages, surtout du fait de l’augmentation des prélèvements d’eau et de la diminution de l’infiltration liée à l’utilisation du sol.Droughts in France during the years 1976, 1989‑1992, 1996‑1998 and 2003 had a marked effect on its hydrology. Analysis of the hydrometric data collected by DIREN Pays de la Loire made it possible to assess the duration and the importance of low water flows during these years in the Maine watershed. We used low flow limits (half of the minimum monthly discharge) to measure the duration of low flow events. A low flow duration frequency model, hydrological profiles and drought coefficients were used to characterize the low water levels.Low flows in 1976 were the most pronounced, but did not last the longest. Maps of rainfall, flow and discharge coefficients for the Maine basin show high spatial and temporal fluctuations. These differences can be accounted for more precisely by geological diversity than by climatic changes. All watersheds with an oceanic climate suffered from pluviometric deficits and ground water played an efficient part in sustaining low water levels. Three types of stream response could be distinguished. First, the drought affects secondary streams flowing on the clay soil of the Armorican basement (Vaige, Oudon, Chéran, Uzure), but also in the Paris basin, such as the Rhonne River, where structure is responsible for the capture of a part of the ground water by other rivers. Second, the Sarthe, Huisne, Braye, Veuve and Narais rivers, which have appreciable ground water reserves, did not dry up and where low flows were not important. Third, between these two groups, the other rivers had more or less pronounced low flows, according to morphostructural conditions and also water consumption patterns.In oceanic regions, low flows mainly take place during the summer when pluviometric deficits and strong evapotranspiration occur. Cumulative rainfall and discharge values show that low water flows occur at the end of the descending stages of the hydrograph. Seasonal rainfall distributions indicate that low flows are strongly favoured by pluviometric deficits occurring during cold seasons. From 1989 to 1992, four consecutive years with pluviometric deficits and especially with insufficient rains during the winter, an increase in the duration of low flow events and droughts was observed. In regions with sedimentary geology, low waters occurred when rainfall during the cold season was insufficient to recharge the aquifers that control base flow. In non-sedimentary basement regions, low flows are more pronounced and lengthy because of the lack of groundwater inputs. Therefore, the schistose areas of the Armorican Massif are particularly susceptible to drying up. Moreover, smaller watersheds appear to be more sensitive to drying up than are larger ones. Note too that apart from work that has been carried out specifically to regularize river flows, human activities tend to accentuate low flows, especially because of increases in irrigation pumping and decreases in water infiltration linked to changes in land use.The study of low flows is a useful method for understanding watershed hydrology and for the management of water resources. The recorded spatial differences suggest that measures that must be taken to reduce the occurrence of low flows are different for the basement and sedimentary regions. For the former, it is necessary to build water reserves, whereas for the latter, the monitoring of water table levels and the implementation of controls should be sufficient for predicting and managing drought periods

Les changements de cours de la Sarthe entre Le Mans et Sablé-sur-Sarthe (France)

Aux confins du Massif armoricain et du Bassin parisien, le tracé actuel de la Sarthe résulte d'une longue évolution depuis le Pliocène, matérialisée par des témoins alluviaux, plus ou moins bien conservés, modelés en terrasses étagées pour la plupart. Le plus haut niveau, de 40 m d'altitude relative par rapport au lit mineur, engendre un plateau d'inversion de relief alluvial qui atteste d'une paléo-Sarthe affluente du Loir, alors que le cours actuel fait un coude à Malicorne pour se diriger, par méandres, vers Sablé. Les analyses sédimentologique et géomorphologique permettent de différencier les nappes et de reconstituer l'évolution paléogéomorphologique de la vallée. Postérieurement à l'épandage continental prétiglien, le réseau hydrographique commence à s'encaisser tout en s'adaptant à la structure. À l'Eburonien, la paléo-Sarthe accumule, dans la dépression subséquente de la cuesta turonienne, la nappe d'origine périglaciaire qui sera ensuite mise en relief. L'abandon du tracé rectiligne est attribuable au soulèvement de la région de La Chapelle d'Aligné qui a contraint la rivière à se déverser vers le nord-ouest lors du creusement ultérieur. Située légèrement en contrebas, la très haute terrasse qui présente la plus forte pente longitudinale entre Auvours et Sablé, se dédouble uniquement dans la région de Malicorne, en raison de la poursuite du soulèvement de ce secteur durant le remblaiement. Les variations climatiques du Pleistocene moyen et supérieur permettent d'interpréter les phénomènes de migration latérale du cours ainsi que les recoupements de méandres. Les haute, moyenne et basse terrasses adoptent en effet des pentes longitudinales plus faibles, sans déformations notables.Located on the borders of the Armorican chain and the Paris Basin, the present day course of the Sarthe is the result of a long evolution, starting at the Pliocene, materialized by more or less well preserved alluvial deposits. The highest, at 40 m above the lowest part of the bed, has generated a plateau with an inverted alluvial relief proving the existence of a palaeo-Sarthe, a tributary of the Loir river, whereas the present-day course bends sharply at Malicorne and meanders to Sablé. Sedimentological analysis associated with the study of form lines on the ground and of aerial photographs is used in order to differentiate the sheets and to reconstruct the palaeogeomorphological evolution of the valley. Subsequently to the settling of the Pretiglian continental sheet in the Laval-Sablé trough, the river system starts caving in. During the Eburonian, in the depression subsequent to the turonian cuesta, the palaeo-Sarthe accumulates periglacial deposits which will form the highest terrace. This straightforward course will be altered with the uplift of the earth's surface in the Chapelle d'Aligné district that forced the river to flow in a NW direction. Located slightly below, the topmost terrace which is longitudinally the steepest between Auvours and Sablé, splits in two parts only in the Malicorne district, where the upthrust has carried on during the filling up period. The climatic variations of the intermediate and upper Pleistocene explains the lateral migration of the course and intersections of meanders. The upper, intermediate and lower terraces have mild longitudinal slopes without deformations.An der Grenze zwischen Massif Armoricain und dem Pariser Becken gelegen geht der gegenwârtige Lauf der Sarthe aus einer langen Entwicklung seit dem Pliozân hervor, welche sich in mehr oder weniger gut erhaltenen Alluvialzeugnissen materialisiert hat, die meist treppenformige Terrassen bilden. Das hochste Niveau, mit einer relativen Hôhe von 40 m in Bezug auf den niedrigsten Teil des Bettes, erzeugt ein Umkehrplateau mit Alluvialrelief, das bestatigt, dass die Paleo-Sarthe ein Zufluss des Loir war, wohingegen der gegenwârtige Lauf bei Malicorne einen Knick macht, urn sich auf Sablé zuzuschlângeln. Analysen der Sedimente und der Géomorphologie ermôglichen die Flâchen zu unterscheiden und die paleo-geomorphologische Entwicklung des TaIs zu rekonstruieren. Nach der kontinentalen Aufschwemmung in der Pràtegelen-Zeit beginnt das Fluss-Netz sich einzuschneiden, wobei es sich gleichzeitig der Struktur anpasst. Wâhrend dem Eburon akkumuliert die Paleo-Sarthe in der auf die turonische Gelândestufe folgenden Niederung die periglaziale Schicht, die dann die hôchsteTerrasse bilden wird. Die Aufgabe des gradlinigen Verlaufs ist auf die Anhebung der Region von La Chapelle d'Aligné zurùckzufùhren, welche den Fluss zwang, bei der spâteren Vertiefung in Richtung Nord-Westen zu fliessen. Die leicht unterhalb gelegene sehr hohe Terrasse, die zwischen Auvours und Sablé den steilsten Làngshang hat, verdoppelt sich nur in der Gegend von Malicorne, weil dieser Abschnitt sich wâhrend der Auffùllung weiter angehoben hat. Man kann die latérale Wanderung des Laufs sowie die Ùberschneidungen der Mâander mit den klimatischen Wechseln im mittleren und spàten Pleistozân erklâren. Die obère, minière und untere Terrasse haben tatsâchlich weniger steile Lângshânge ohne bemerk-enswerte Verformungen

Étude morphologique et dynamique des têtes de vallon en milieux forestiers et cultivés : exemple dans le nord du Massif central français

Des analyses morphométrique et sédimentologique permettent d’étudier la morphologie des têtes de vallon dans le Bocage bourbonnais, région de transition entre le socle du Massif central et la couverture sédimentaire du Bassin parisien, qui juxtapose des espaces forestiers et des milieux cultivés. Le début de l’incision, qui dépend principalement de la pente avant incision et de la surface de l’impluvium, présente des formes différentes selon la lithologie et l’occupation du sol. Des vallons colluviaux en berceau existent entre le début de l’incision et le début de l’écoulement intermittent dans les secteurs cultivés, alors qu’en forêt, l’incision en V et l’écoulement intermittent coïncident le plus souvent. En milieu forestier, les incisions survenues lors de défrichements restent bien conservées et l’érosion continue à se produire après de fortes pluies de saison froide ou à la faveur d’aménagements mal conçus, comme des fossés de drainage acheminant les eaux directement à l’amont des têtes de ravins.A morphometrical and sedimentological analysis was carried out as a basis for studying valley heads in the Bocage Bourbonnais, a transition region between the Massif central basement and the Bassin parisien sedimentary cover, which juxtaposes forested and cultivated areas. The beginning of the incision, which is mainly controlled by the gradient before incision and the drainage surface, has different shapes according to lithology and land use. In cultivated areas, shallow dells without any incision take place between the beginning of the incision and the beginning of intermittent flow, whereas under forest, the V shaped incision and the intermittent flow often coincide. Under forest, the incisions caused by old deforestations are well preserved and erosion still occurs after high intensity winter showers or where drainage ditches collect surface runoff directly upstream gully heads

L’assèchement de cours d’eau dans le bassin de la Maine entre 1989 et 1992

L’étude des débits journaliers des cours d’eau du bassin de la Maine, gérés par la DIREN Pays de la Loire, montre que seuls cinq bassins versants (l’Oudon et ses tributaires, l’Uzure et le Chéran, la Vaige et le Rhonne) ont subi des périodes de tarissement en 1990, 1991 et 1992, mais pas en 1989. Soumis à des précipitations déficitaires par rapport à la moyenne mais relativement homogènes dans l’espace, les bassins enregistrent des durées d’assèchement assez différentes. La plus ou moins grande importance des réserves (sols, nappes superficielles et souterraines), qui dépend essentiellement des conditions morphostructurales et pédologiques, explique ces variations. Lorsqu’elles sont formées de schistes, les régions du socle du Massif armoricain apparaissent très sensibles aux risques de tarissement. Néanmoins, les prélèvements opérés par les ripisylves et l’impact des activités humaines, en particulier les prélèvements d’eau pour l’irrigation, sont à prendre en compte pour comprendre certaines fluctuations rapides de l’écoulement, comme par exemple celles du Rhonne sur la couverture sédimentaire du Bassin parisien.An analysis of the hydrometric data concerning the streams of the Maine basin, which is managed by DIREN Pays de la Loire, shows that only five drainage basins (the Oudon and its tributaries, the Uzure and the Chéran, the Vaige and the Rhonne) suffered periods of drying up in 1990, 1991 and 1992, but not in 1989. With rainfall below average, but relatively homogeneous in space, the drainage basins have different drying up periods. More or less important groundwaters, depending essentially on morphostructural and soil conditions, account for these fluctuations. The schistous areas of the Massif armoricain are particularly liable to drying up. Therefore, water comsumption by the riparian vegetation and the impact of human activities, mainly water-consumption, must be taken into account in order to understand the rapid fluctuations of some streams, such as the Rhonne river on the sedimentary layers of the Paris basin

Évolution quaternaire de la ligne de partage des eaux entre les bassins de la Seine et de la Loire, du Perche à la Puisaye : hydrographie, structure et tectonique

L’analyse morphométrique des réseaux hydrographiques situés de part et d’autre de la ligne de partage des eaux entre les bassins de la Loire et de la Seine indique des anomalies de forme, de tracé et de pente qui résultent de l’interaction entre la dynamique fluviale et l’évolution tectonique. Ainsi, les secteurs soulevés : le Perche, la Puisaye et le nord de Gien, sont caractérisés par des bassins versants à forts indices d’élongation et fortes dissymétries, les cours d’eau présentent des pentes anormalement fortes, des indices de concavité plus faibles et souvent des ruptures de pente. En revanche, les secteurs relativement stables comme la Beauce et une partie de la Sologne, ont des bassins versants plus symétriques et trapus, les rivières sont moins pentues et ont des concavités plus marquées. Depuis l’individualisation des réseaux de la Seine et de la Loire, la ligne de partage des eaux a subi des déplacements qui varient de l’ouest vers l’est. À l’ouest, elle progresse vers le nord sous l’action de l’érosion régressive du réseau de la Sarthe et du Loir. Au centre, en Beauce, la ligne de partage des eaux est relativement stable. À l’est, la migration se fait principalement vers le sud au profit du réseau du Loing, excepté à l’extrémité sud-est où la Haute Trézée a été capturée par la Loire.The morphometric analysis of river networks located on both sides of the Loire-Seine drainage divide reveals shape, direction and slope anomalies. So, the uplifted regions of Perche, Puisaye and North Gien district show catchments with high elongation indices and strong asymmetry, rivers often have knickzones, abnormally high gradients and low concavity indexes. On the other hand, regions relatively stable like the Beauce and a part of the Sologne have more symmetric catchments and rivers with higher concavities and lower gradients. Since the Loire-Seine separation, the drainage divide has migrated differently from west to east. In the west, the divide has north migrated because of headward erosion of the Sarthe and the Loir rivers. In the Beauce, displacements were limited. In the east, the divide progression towards the south favored the Loing network, except to the extreme south-east where the Upper Trézée has been captured by the Loire

L’assèchement de cours d’eau dans le bassin de la Maine entre 1989 et 1992

L’étude des débits journaliers des cours d’eau du bassin de la Maine, gérés par la DIREN Pays de la Loire, montre que seuls cinq bassins versants (l’Oudon et ses tributaires, l’Uzure et le Chéran, la Vaige et le Rhonne) ont subi des périodes de tarissement en 1990, 1991 et 1992, mais pas en 1989. Soumis à des précipitations déficitaires par rapport à la moyenne mais relativement homogènes dans l’espace, les bassins enregistrent des durées d’assèchement assez différentes. La plus ou moins grande importance des réserves (sols, nappes superficielles et souterraines), qui dépend essentiellement des conditions morphostructurales et pédologiques, explique ces variations. Lorsqu’elles sont formées de schistes, les régions du socle du Massif armoricain apparaissent très sensibles aux risques de tarissement. Néanmoins, les prélèvements opérés par les ripisylves et l’impact des activités humaines, en particulier les prélèvements d’eau pour l’irrigation, sont à prendre en compte pour comprendre certaines fluctuations rapides de l’écoulement, comme par exemple celles du Rhonne sur la couverture sédimentaire du Bassin parisien.An analysis of the hydrometric data concerning the streams of the Maine basin, which is managed by DIREN Pays de la Loire, shows that only five drainage basins (the Oudon and its tributaries, the Uzure and the Chéran, the Vaige and the Rhonne) suffered periods of drying up in 1990, 1991 and 1992, but not in 1989. With rainfall below average, but relatively homogeneous in space, the drainage basins have different drying up periods. More or less important groundwaters, depending essentially on morphostructural and soil conditions, account for these fluctuations. The schistous areas of the Massif armoricain are particularly liable to drying up. Therefore, water comsumption by the riparian vegetation and the impact of human activities, mainly water-consumption, must be taken into account in order to understand the rapid fluctuations of some streams, such as the Rhonne river on the sedimentary layers of the Paris basin

Les réorganisations hydrographiques dans le sud du Bassin parisien : l’exemple de la Bouzanne

Cette étude vise à préciser les dates, les processus, les causes et les impacts géomorphologiques des changements de cours qui se sont produits entre la Creuse et l’Indre, dans le sud du Bassin parisien. L’analyse géomorphologique et sédimentologique permet de reconstituer les paléotracés successifs et de les replacer dans le cadre tectonique local, à savoir le soulèvement de la cuesta bajocienne et du dôme de Brion. La capture de la Bouzanne, qui est datée entre 200 et 280 ka à partir des terrasses de la Creuse, est aussi due à l’érosion régressive induite par le creusement de la Creuse, plus rapide que celui de l’Indre. Les impacts géomorphologiques sont importants aussi bien dans la vallée conquérante que dans le système décapité. Ainsi, le recul des knickpoints développés suite à la capture s’est fait à des vitesses très variables en fonction de la résistance du substrat.This study attempts to assess the chronology, the processes and the geomorphological impacts of the river-bed diversions that have occurred between the Creuse and the Indre, in the southern part of the Bassin de Paris. Geomorphological and sedimentological analyses of alluvial deposits were carried out as the basis for correlating the different formations, and for reconstructing the palaeodrainage. The main causes of the diversions are the Pliocene and Pleistocene uplift of the Brion dome and of the “Accident sud du Bassin de Paris”. The Bouzanne capture, which is dated between 200 and 280 ka out of the Creuse terraces material, is also due to upward erosion driven by the Creuse incision which has been faster than that of the Indre. Significant impacts occur in the winner valley as well as in the beheaded system. The Bouzanne knickpoint retreat is controlled by lithology

Origine et diagénèse des clinopyroxènes dans les bassins de la Loire et de la Seine (France) à partir de leur analyse morphoscopique et colorimétrique

L'analyse morphoscopique et colorimétrique des clinopyroxènes contenus dans les alluvions et les formations superficielles de la vallée de la Loire moyenne, du Gâtinais et de la Beauce montre qu'une part notable de ces minéraux provient de retombées volcaniques récentes. Les autres CPX, soit après leur mise en place dans les alluvions, soit lors de leur recyclage dans les colluvions, subissent une altération qui progresse avec l'ancienneté du dépôt. Ainsi, les CPX bruns évoluent vers des tonalités intermédiaires ou affaiblies, entre le vert et le brun, par altération périphérique. L'existence d'une paléo-Loire-Seine quaternaire ap-paraît très improbable car les CPX trouvés dans le bassin de la Seine proviennent, soit du remaniement des dépôts solognots, soit de retombées volcaniques récentes.Variation in the characteristics (color, morphology) of clinopyroxene grains (CPX) in alluvial deposits and other surficial formations in the Loire valley, the Gâtinais and the Beauce show that many are pristine and come directly from recent volcanic eruptions, whereas weathered grains, clearly rewor-ked, come from erosion of Cenozoic and Pleistocene volcanic rocks of the French Massif Central. After deposition, the CPX have been increasingly altered by longer exposures. Weathering of brown CPX yields paler minerals which are greenish-brown, colourless or two-coloured. Similarly, the CPX found in the Seine basin are from recent volcanic ash or old Sologne deposits, and not from Loire alluvial depo-sits, so that a Pleistocene palaeo-Loire-Seine river is improbable