Zones humides et marais d'eau douce

National audienceCet article d'ouvrage de deux pages développe des notions de base sur le fonctionnement, la dynamique et le devenir des zones humides et marais d'eau douce, dans le contexte du changement global et de l'anthropocène

Caractérisation géomorphologique du chenal court-circuité de Poutès, haut Allier (France) : résultats préliminaires avant le démantèlement du barrage

International audienceIn the context of impact assessment related to the removal of the Poutès dam (upper Allier river, France), the geomorphology of the bypass channel was studied on the basis of geomorphological mapping and LIDAR Digital Elevation Modelling. Three major geomorphic units were identified: rapids/riffles, pools and bars. Morphometric variables were derived from the geomorphological study and were subject to a spatial analysis to identify upstream-downstream changes of the bypass channel characteristics. The study gives special attention to the size and position of rapids/riffles and pools in order to identify the impact of external controls on the spatial pattern of forms and fluvial geomorphology.Dans le cadre de l'étude d'impact liée au démantèlement du barrage de Poutès, la géomorphologie du tronçon court-circuité (TCC) a été étudiée sur la base d'une cartographie géomorphologique et de l'exploitation d'imagerie LIDAR. Trois principales unités géomorphologiques ont été identifiées : seuils/rapides, mouilles et bancs. Des variables morphométriques ont été dérivées de l'étude géomorphologique et ont fait l'objet d'une analyse spatiale afin d'identifier l'évolution amont-aval des caractéristiques du TCC. L’étude accorde une attention toute particulière aux dimensions et à la position des seuils/rapides et mouilles de manière à identifier l’incidence des contrôles externes sur l’agencement des formes et la géomorphologie fluviale

Geomorphic and vegetation changes in a meandering dryland river regulated by alarge dam, Sauce Grande River, Argentina

International audienceThis paper investigates post-dam geomorphic and vegetation changes in the Sauce Grande River, a meandering dryland river impounded by a large water-conservation dam. As the dam impounds a river section with scarce influence of tributaries , sources for fresh water and sediment downstream are limited. Changes were inspected based on (i) analysis of historical photographs/imagery spanning pre-(1961) and post-dam (1981, 2004) channel conditions for two river segments located above and below the dam, and (ii) field survey of present channel conditions for a set of eight reference reaches along the river segments. Whilst the unregulated river exhibited active lateral migration with consequent adjustments of the channel shape and size, the river section below the dam was characterized by (i) marked planform stability (93 to 97%), and by (ii) vegetation encroachment leading to alternating yet localized contraction of the channel width (up to 30%). The present river displays a moribund, stable channel where (i) redistribution of sediment along the river course no longer occurs and (ii) channel forms constitute a remnant of a fluvial environment created before closing the dam, under conditions of higher energy. In addition to providing new information on the complex geomorphic response of dry-land rivers to impoundment, this paper represents the very first geomorphic assessment of the regulated Sauce Grande and therefore provides an important platform to underpin further research assessing the geomorphic state of this highly regulated dryland river

Analyse de la Structure Morphologique des Cernes de Croissance et Détermination Des Âges de Deux Espèces Sahéliennes : Acacia Tortilis (Forsk.) Hayne Ssp. Raddiana (Savi) Brenan, Acacia Senegal (L.)Willd

La connaissance de la dendrochronologie des espèces sahéliennes est très limitée. Néanmoins, elle peut constituer une voie pour mieux améliorer la connaissance de la dynamique de croissances des espèces en zone sèche africaine. Cette étude vise à mieux connaitre la structure anatomique des cernes de croissances d’espèces sahéliennes comme moyen de datation et d’estimation de l’âge des arbres et arbustes. Elle a été réalisée dans la zone du Ferlo situé au Nord du Sénégal sur 14 et 12 rondelles de bois de Acacia tortilis (Forsk.) Hayne ssp. raddiana (Savi) Brenan, et de Acacia senegal (L.)Willd. Des méthodes d’identification et de datation des cernes ont été utilisées en vue d’étudier leur structure morpho-anatomiques des cernes et de déterminer l’âge des individus. Les cernes ont été identifiés et des photos à très haute résolution (1200 dpi) ont été prises à l'aide d'une loupe binoculaire Leica (M80) équipée d’une caméra digitale. Les photos prises ont été assemblées avec le logiciel Adobe Photoshop. Les résultats ont montré que les deux espèces présentent des cernes de croissances distinctes marquées par des cellules de parenchymes. Des corrélations statistiquement significatives comprises entre 0,33 à 0,82 ont ainsi été calculées entre les rayons d’un même individu. Les âges estimés chez les Acacia raddiana sont compris entre 10 à 27 ans alors que les Acacia senegal paraissent plus âgés entre 13 à 35 ans. La lecture des cernes plus ou moins difficile chez les Acacias est liée à la structure anatomique du bois dont les limites entre les cernes sont souvent cachées par des groupes de parenchymes. Cette étude contribue à mettre en place des stratégies et des méthodes permettant de maitriser la dynamique de croissance de ces espèces afin de les valoriser. Knowledge of the dendrochonology of Sahelian species is very limited. However, dendrochronology may be a way of furthering the knowledge of the growth dynamics the African dry area species. The purpose of the study was to better understand the anatomical structure of the tress rings of the Sahelian species in order to determine the age and estimation of trees and shrubs. It was conducted out in the Ferlo, an area located in the north of Senegal, and focused on 14 and 12 wood slices of Acacia tortilis (Forsk.) Hayne ssp. raddiana (Savi) Brenan and from Acacia senegal (L.) Willd respectively. Identification and dating methods were used to study the morpho-anatomical structure of the ring and determine the age of individuals. The rings were identified and very high-resolution (1200 dpi) pictures taken with a Leica (M80) binocular magnifier equipped with a digital camera. Then the pictures were assembled with the Adobe Photoshop software.The results showed that both species had distinct growth rings with parenchymal cells. Significant correlations between 0.33 and 0.82 was then calculated between the radii of the same individual. Estimated ages of the Acacia raddiana ranged from 10 to 27 years, whereas the Acacia senegal seemed older white 13 to 35 years of age. The difficulty to read the rings of the Acacias is related to the anatomical structure of the wood because boundaries between dark circles are often hidden by parenchyma clusters. The study helps put in place strategies and methods which enable to control the growth dynamics of the species in order to valorize them. &nbsp

Utilisation de la photogrammétrie pour l’étude de la végétation riveraine

International audienceThis study presents the results of methodological tests in aerial photogrammetry with the objective of a diachronic survey of riparian vegetation in three dimensions, i.e. its spatial distribution and height. The study is undertaken at two complementary scales. The first one corresponds to a 10 km reach of the Allier river floodplain. At this scale, aerial photographs were taken from a small airplane. The second level of analysis corresponds to a wooded point bar located within the 10 km reach. At this scale, the photographs were taken from an unmanned aerial vehicle (UAV). Canopy height models (CHM) are produced at two scales of analysis. The accuracy of the CHMs is then analysed by comparison with vegetation height measurements collected during a filed campaign. The results show significant agreement for the models derived from two approaches, with an error of one meter at the floodplain scale and few centimetres at the bar scale. This variation in error is mainly due to different photographic resolutions. The two approaches appeared to be complementary. The first one is adequate for mapping vegetation structure at the floodplain scale, the second for mapping vegetation in smaller areas but at a higher resolution.Cette étude présente les résultats de tests méthodologiques réalisés en photogrammétrie aérienne avec pour objectif le suivi diachronique de la végétation riveraine dans ses trois dimensions, c’est-à-dire sa distribution spatiale et sa hauteur. L’étude est menée à deux échelles d’analyse. La première échelle est celle d’un tronçon longitudinal de 10 km de la plaine alluviale de la rivière Allier. À cette échelle de travail, un avion a été utilisé pour les prises de vue aérienne. La deuxième échelle d’analyse est celle d’un banc boisé, localisé dans la zone de 10 km. À cette échelle, la couverture photographique a été faite à l’aide d’un drone. Pour les deux objets d’étude des modèles de hauteur du couvert végétal (MHC) sont produits. La précision des MHC est ensuite vérifiée à partir de la mesure de la hauteur d’arbres sur le terrain. Les résultats révèlent une très bonne précision des modèles pour les deux approches, de l’ordre du mètre à l’échelle du tronçon de 10 km et de quelques centimètres à l’échelle du banc. Cette inégalité s’explique surtout par des résolutions photographiques différentes pour les deux missions. Il ressort de ce travail que les deux approches sont complémentaires. La première permet de cartographier la structure de la végétation à l’échelle de la plaine alluviale, la deuxième permet une cartographie de la végétation à plus haute résolution mais seulement à une échelle plus réduite

Research in progress on the Allier river (France): present and past dynamics of former channels - Focus on hydrological processes

International audienceCette présentation propose les diapositives montrées dans le cadre du colloque. Elles synthétisent les résultats de recherche acquis dans les annexes hydrauliques de l'Allier : 1) paléoenvironnements historiques reconstruits à partir des archives sédimentaires ; 2) études sur l'hydro-sédimentologie des bras morts récemment recoupés et abandonné

Approche géographique de la dynamique spatio-temporelle des sédiments d'un cours d'eau intra montagnard : l'exemple de la plaine alluviale de l'Arve (Haute-Savoie)

In this work, the fluvial dynamics of an Alpine gravel-bed river are examined as an indicator of sediment transport activity. The Arve River was selected as study area: the stream is the first tributary of the upper Rhône River, downstream from Lake Geneva; water is supplied by glaciated mountains of the Mont-Blanc massif, and abundant and rapid run-off give rise to a high energy river. Changes of the fluvial dynamics in space and time are studied:1) the intramountain alluvial plain is divided into six homogeneous reaches which are considered as open and process/response systems. Channel pattern and sediment balance in each section are controlled by: a) water and sediment supply; b) change in the base level; c) intrinsic fluvial processes and/or anthropogenic activities, which cause temporary or long-time storage of the load, or erosion of previous deposits; 2) the fluvial geomorphology of the Arve river is investigated in the context of three different time periods using in each case a specific methodology : a) a reconstruction of Holocene fluvial environments is attempted, mainly by field investigations on palaeochannel deposits ; b) the high activity of the fluvial dynamics during the “historic” period ( 1730-1950) is demonstrated by the analysis of old maps and texts ; c) the dramatic "contemporaneous" incision ( 1950-1987) of the river, caused by multiple anthropogenic disturbances, is revealed by a survey of the long profile, the study of series of aerial photographs and engineers reports.The first part of this work focuses on the fluvial dynamics of the alluvial plain. In chapter one, Holocene palaeoenvironments are investigated on two reaches of the Arve valley: a) on the lower Arve River, the geomorphology of terraces and the sedimentary fill of three palaeomeanders allowed the reconstruction of their dynamics, before and after the meander cutting. The pattern of river incision during the Holocene was determined by radiocarbon dating of palaeochannels; b) on the middle Arve River, a thick formation of fine sediments was laid bare by the present-day channel degradation. Collation of the results of different bore-holes studies, grain-size analyses and the dating of fine sediments show that they were deposited by a low energy stream, before the Boreal period. Chapter two analyses the braided pattern of the Arve River prior to anthropogenic impacts: a) the synchronic survey of the channel pattern describes downstream changes of the braiding caused by decreases of the slope and the torrential character of the hydrological regime; b) on the middle Arve River during the 18th and 19th centuries, the diachronic survey of the fluvial pattern demonstrates an increase of the stream activity, which resulted partly from an overloading during the climatic degradation of the Little Ice Age. Chapter three, the impacts of man on the fluvial dynamics are investigated. First, embankment works carried out during the 19th century and affecting certain sections of the river were responsible for the tilting of the long profile and a major reworking of gravel accumulations. Second, present-day changes of the river regime and sediment transport dynamics caused by hydroelectric power-plants, gravel extractions... have caused a general entrenchment of the river, in all sections of the alluvial plain. In the reaches not embanked, river-bed incision, which locally attains more than 10 meters, has been associated with a spectacular channelization, whereas in embanked sections, it was associated with a complex change of the migration pattern of bars.The second part of this work examines if a decrease of sediment brought by the Arve R. by tributaries has been observed since the last century. In the fourth chapter, the sediment dynamics in the torrential systems are investigated. Improvement works torrents, such as the reforestation or the creation of storage areas behind weirs, to control erosion and debris-flow production are described ; they are responsible for a decrease in the sediment yield since the end of the 19th century. Chapter five studies fluvial dynamics on the alluvial fans of two major tributaries, the Giffre R. and the Borne R. The cartographic reconstruction of the fluvial dynamics shows: a) an increase in the amount of sediment transported during the 18th and the 19th centuries, which resulted in an increase of river instability; b) a deep contemporaneous channel incision caused by gravel extractions, by dam construction on the upper reaches of the tributaries and probably by the reforestation of slopes and associated reduction of erosion.The third part of this research examines outputs of sediments downstream from the Arve system. Chapter six describes solute, suspended and bed-load dynamics in Geneva at the beginning of the 19th century and presents measurement, made at this time, of the volumes transported. Today, despite the lack of data, it appears that the dynamics of the suspended load and the bed- load are considerably modified by human activities; causes of this change are discussed. The seventh and last chapter focusses on the sedimentation in the reservoir of Verbois . The reservoir, created by the first dam of the Upper-Rhône downstream from Lake Geneva (located immediately downstream from the Arve-Rhône confluence) become filled, after some years, by the load of the Arve River. Since 1944, 15 releases of sediment have been effected to restore the reservoir capacity: the characteristics and results of these releases of sediments are described; bathymetric surveys of the reservoir's geometry give quantitative informations about the load supplied from the Arve River. In June 1987, during the last release, a survey of sediments deposited in the reservoir was undertaken. Results of this study demonstrate a downstream decrease in the grain-size of deposits and a strong correlation between the grain size and the geometry of the reservoir.Dans cette étude, la dynamique fluviale d'une rivière graveleuse alpine est examinée, comme indicateur de l'activité des transports solides. L'Arve a été choisie comme terrain d'étude: le cours d'eau est le premier affluent du Rhône supérieur, en aval du lac Léman : le flux hydrique est délivré par les montagnes englacées du massif du Mont-Blanc, et l'écoulement rapide et abondant donne naissance à une rivière fortement énergique. Les changements de la dynamique fluviale dans l'espace et dans le temps sont étudiés :1) la plaine alluviale intra-montagnarde est divisée en six sections homogènes qui sont considérées comme étant des systèmes ouverts à processus/réponse. Le modèle du chenal et le bilan sédimentaire dans chacune des sections est contrôlé par : a) la fourniture hydrique et sédimentaire ; b) l'évolution du niveau de base ; c) les processus fluviaux intrinsèques et/ou les activités anthropiques qui entraînent un stockage temporaire ou à long terme de la charge, ou l'érosion d'anciens dépôts ;2) la géomorphologie fluviale de l'Arve est étudiée sur trois périodes, chacune nécessitant la mise en œuvre d'une méthodologie spécifique : a) une reconstitution des environnements fluviaux holocènes est tentée, principalement par des investigations de terrain sur les dépôts des paléochenaux ; b) la forte activité de la dynamique fluviale pendant la période “historique” (1730-1950) est démontrée par l'analyse de vieilles cartes et textes anciens ; c) la dramatique incision "contemporaine" (1950-1987), causée par de multiples perturbations anthropiques, est révélée par un suivi du profil en long, l'étude de séries de photographies aériennes et de rapports d'ingénieurs.La première partie de ce travail met l'accent sur la dynamique fluviale de la plaine alluviale. Dans le chapitre un, les paléoenvironnements holocènes sont étudiés sur deux sections de la vallée de l'Arve : a) sur la basse-Arve, la géomorphologie des terrasses et le remplissage sédimentaire de trois paléoméandres ont permis la reconstitution de leur dynamique, avant et après le recoupement des sinuosités. Le modèle de l'incision de la rivière au cours de l'Holocène est déterminé par la datation radiocarbone des paléochenaux ; b) sur l'Arve moyenne, une épaisse formation de sédiments fins a été mise à nu par l'incision récente de la rivière. Le recensement des sondages effectués sur le site, l'analyse granulométrique et la datation des sédiments fins montrent qu'ils ont été déposés par un cours d'eau faiblement énergique, avant la période boréale. Le chapitre deux analyse le style tressé de l'Arve avant les premiers impacts anthropiques : a) le suivi synchronique du modèle du chenal met en évidence l'évolution amont-aval du tressage, causé par une diminution de la pente et de la torrentialité du régime ; b) sur l'Arve moyenne aux 18ème et 19ème siècles, le suivi diachronique du modèle du chenal démontre un accroissement de l'activité fluviale, qui résultait pour partie d'une charge fluviale surabondante pendant la péjoration climatique du Petit Age Glaciaire. Dans le chapitre trois, les impacts anthropiques sont étudiés. Les travaux d'endiguement, effectuées pendant le 19ème siècle, sont responsables de processus de basculement du profil en long dans les sections corrigées et ont causé d'importants remaniements sédimentaires. Les changements actuels du régime de la rivière et de la dynamique des transports solides causés par les usines hydroélectriques, les extractions de gravier dans le lit etc. ont provoqué une incision générale de la rivière, dans toutes les sections de la plaine alluviale. Dans les sections non-endiguées, l'incision, localement supérieure à 10 mètres, a été accompagnée d'une spectaculaire chenalisation, tandis que dans les sections endiguées, elle a été associée à un changement complexe du modèle de migration des bancs.La deuxième partie de ce travail examine si, outre les interventions directes de l'homme dans la plaine alluviale de l'Arve depuis le siècle dernier, il ne s'est pas également produit une diminution des apports sédimentaires fournis par les affluents de la rivière : elle pourrait être l'une des causes de la profonde incision contemporaine de l'Arve dans sa plaine alluviale. Dans le quatrième chapitre, la dynamique des sédiments dans le système torrentiel est étudiée. Les aménagements des bassins torrentiels, tels que le reboisement ou la création de zones de stockage des sédiments en arrière de barrages, afin de contrôler l'érosion et la production des laves, sont décrits; ils ont favorisé une diminution de la fourniture sédimentaire, depuis la fin du 1 9ème siècle. Le chapitre cinq analyse la dynamique fluviale sur les cônes alluviaux de deux affluents majeurs de l'Arve, le Giffre et du Borne. La reconstitution cartographique du modèle géomorphogique montre : a) un accroissement des transports solides pendant les 18ème et 19ème siècles résultant d'une augmentation de l'instabilité fluviale : b) une profonde incision contemporaine du chenal causée par les extractions de gravier, la construction de barrages sur les cours supérieurs des affluents et probablement par le reboisement des pentes et la réduction des érosions.La troisième partie de ce travail étudie la charge fluviale à Genève, extrémité aval du sous-système Arve. Le chapitre six décrit la dynamique de la charge dissoute, de la charge en suspension et des charriages et présente les calculs des volumes transportés, réalisés au début du 20ème siècle. Aujourd'hui, en dépit d'un manque de mesures, il apparaît que la dynamique de la charge en suspension et de la charge de fond sont profondément modifiées par les perturbations anthropiques; les causes de ce changement sont discutées. Le septième et dernier chapitre met l'accent sur la sédimentation dans la retenue de Verbois, le premier des huit barrages du haut-Rhône en aval du lac Léman. Le réservoir, qui reçoit les écoulements fortement chargés de l'Arve, subit un alluvionnement intense, Depuis 1944, 15 chasses ont été réalisées afin de reconstituer la capacité du réservoir : les procédures et les résultats des chasses sont décrits : des levés bathymétriques de la géométrie du réservoir donnent des informations quantitatives sur la charge fournie par l'Arve. En juin 1987, au cours de la dernière chasse, une investigation sédimentologique a été entreprise dans la retenue ; les résultats de cette étude démontrent une décroissance amont-aval de la granulométrie des dépôts et une forte corrélation entre leur granulométrie et la géométrie du réservoir

Approche géographique de la dynamique spatio-temporelle des sédiments d'un cours d'eau intra montagnard : l'exemple de la plaine alluviale de l'Arve (Haute-Savoie)

In this work, the fluvial dynamics of an Alpine gravel-bed river are examined as an indicator of sediment transport activity. The Arve River was selected as study area: the stream is the first tributary of the upper Rhône River, downstream from Lake Geneva; water is supplied by glaciated mountains of the Mont-Blanc massif, and abundant and rapid run-off give rise to a high energy river. Changes of the fluvial dynamics in space and time are studied:1) the intramountain alluvial plain is divided into six homogeneous reaches which are considered as open and process/response systems. Channel pattern and sediment balance in each section are controlled by: a) water and sediment supply; b) change in the base level; c) intrinsic fluvial processes and/or anthropogenic activities, which cause temporary or long-time storage of the load, or erosion of previous deposits; 2) the fluvial geomorphology of the Arve river is investigated in the context of three different time periods using in each case a specific methodology : a) a reconstruction of Holocene fluvial environments is attempted, mainly by field investigations on palaeochannel deposits ; b) the high activity of the fluvial dynamics during the “historic” period ( 1730-1950) is demonstrated by the analysis of old maps and texts ; c) the dramatic "contemporaneous" incision ( 1950-1987) of the river, caused by multiple anthropogenic disturbances, is revealed by a survey of the long profile, the study of series of aerial photographs and engineers reports.The first part of this work focuses on the fluvial dynamics of the alluvial plain. In chapter one, Holocene palaeoenvironments are investigated on two reaches of the Arve valley: a) on the lower Arve River, the geomorphology of terraces and the sedimentary fill of three palaeomeanders allowed the reconstruction of their dynamics, before and after the meander cutting. The pattern of river incision during the Holocene was determined by radiocarbon dating of palaeochannels; b) on the middle Arve River, a thick formation of fine sediments was laid bare by the present-day channel degradation. Collation of the results of different bore-holes studies, grain-size analyses and the dating of fine sediments show that they were deposited by a low energy stream, before the Boreal period. Chapter two analyses the braided pattern of the Arve River prior to anthropogenic impacts: a) the synchronic survey of the channel pattern describes downstream changes of the braiding caused by decreases of the slope and the torrential character of the hydrological regime; b) on the middle Arve River during the 18th and 19th centuries, the diachronic survey of the fluvial pattern demonstrates an increase of the stream activity, which resulted partly from an overloading during the climatic degradation of the Little Ice Age. Chapter three, the impacts of man on the fluvial dynamics are investigated. First, embankment works carried out during the 19th century and affecting certain sections of the river were responsible for the tilting of the long profile and a major reworking of gravel accumulations. Second, present-day changes of the river regime and sediment transport dynamics caused by hydroelectric power-plants, gravel extractions... have caused a general entrenchment of the river, in all sections of the alluvial plain. In the reaches not embanked, river-bed incision, which locally attains more than 10 meters, has been associated with a spectacular channelization, whereas in embanked sections, it was associated with a complex change of the migration pattern of bars.The second part of this work examines if a decrease of sediment brought by the Arve R. by tributaries has been observed since the last century. In the fourth chapter, the sediment dynamics in the torrential systems are investigated. Improvement works torrents, such as the reforestation or the creation of storage areas behind weirs, to control erosion and debris-flow production are described ; they are responsible for a decrease in the sediment yield since the end of the 19th century. Chapter five studies fluvial dynamics on the alluvial fans of two major tributaries, the Giffre R. and the Borne R. The cartographic reconstruction of the fluvial dynamics shows: a) an increase in the amount of sediment transported during the 18th and the 19th centuries, which resulted in an increase of river instability; b) a deep contemporaneous channel incision caused by gravel extractions, by dam construction on the upper reaches of the tributaries and probably by the reforestation of slopes and associated reduction of erosion.The third part of this research examines outputs of sediments downstream from the Arve system. Chapter six describes solute, suspended and bed-load dynamics in Geneva at the beginning of the 19th century and presents measurement, made at this time, of the volumes transported. Today, despite the lack of data, it appears that the dynamics of the suspended load and the bed- load are considerably modified by human activities; causes of this change are discussed. The seventh and last chapter focusses on the sedimentation in the reservoir of Verbois . The reservoir, created by the first dam of the Upper-Rhône downstream from Lake Geneva (located immediately downstream from the Arve-Rhône confluence) become filled, after some years, by the load of the Arve River. Since 1944, 15 releases of sediment have been effected to restore the reservoir capacity: the characteristics and results of these releases of sediments are described; bathymetric surveys of the reservoir's geometry give quantitative informations about the load supplied from the Arve River. In June 1987, during the last release, a survey of sediments deposited in the reservoir was undertaken. Results of this study demonstrate a downstream decrease in the grain-size of deposits and a strong correlation between the grain size and the geometry of the reservoir.Dans cette étude, la dynamique fluviale d'une rivière graveleuse alpine est examinée, comme indicateur de l'activité des transports solides. L'Arve a été choisie comme terrain d'étude: le cours d'eau est le premier affluent du Rhône supérieur, en aval du lac Léman : le flux hydrique est délivré par les montagnes englacées du massif du Mont-Blanc, et l'écoulement rapide et abondant donne naissance à une rivière fortement énergique. Les changements de la dynamique fluviale dans l'espace et dans le temps sont étudiés :1) la plaine alluviale intra-montagnarde est divisée en six sections homogènes qui sont considérées comme étant des systèmes ouverts à processus/réponse. Le modèle du chenal et le bilan sédimentaire dans chacune des sections est contrôlé par : a) la fourniture hydrique et sédimentaire ; b) l'évolution du niveau de base ; c) les processus fluviaux intrinsèques et/ou les activités anthropiques qui entraînent un stockage temporaire ou à long terme de la charge, ou l'érosion d'anciens dépôts ;2) la géomorphologie fluviale de l'Arve est étudiée sur trois périodes, chacune nécessitant la mise en œuvre d'une méthodologie spécifique : a) une reconstitution des environnements fluviaux holocènes est tentée, principalement par des investigations de terrain sur les dépôts des paléochenaux ; b) la forte activité de la dynamique fluviale pendant la période “historique” (1730-1950) est démontrée par l'analyse de vieilles cartes et textes anciens ; c) la dramatique incision "contemporaine" (1950-1987), causée par de multiples perturbations anthropiques, est révélée par un suivi du profil en long, l'étude de séries de photographies aériennes et de rapports d'ingénieurs.La première partie de ce travail met l'accent sur la dynamique fluviale de la plaine alluviale. Dans le chapitre un, les paléoenvironnements holocènes sont étudiés sur deux sections de la vallée de l'Arve : a) sur la basse-Arve, la géomorphologie des terrasses et le remplissage sédimentaire de trois paléoméandres ont permis la reconstitution de leur dynamique, avant et après le recoupement des sinuosités. Le modèle de l'incision de la rivière au cours de l'Holocène est déterminé par la datation radiocarbone des paléochenaux ; b) sur l'Arve moyenne, une épaisse formation de sédiments fins a été mise à nu par l'incision récente de la rivière. Le recensement des sondages effectués sur le site, l'analyse granulométrique et la datation des sédiments fins montrent qu'ils ont été déposés par un cours d'eau faiblement énergique, avant la période boréale. Le chapitre deux analyse le style tressé de l'Arve avant les premiers impacts anthropiques : a) le suivi synchronique du modèle du chenal met en évidence l'évolution amont-aval du tressage, causé par une diminution de la pente et de la torrentialité du régime ; b) sur l'Arve moyenne aux 18ème et 19ème siècles, le suivi diachronique du modèle du chenal démontre un accroissement de l'activité fluviale, qui résultait pour partie d'une charge fluviale surabondante pendant la péjoration climatique du Petit Age Glaciaire. Dans le chapitre trois, les impacts anthropiques sont étudiés. Les travaux d'endiguement, effectuées pendant le 19ème siècle, sont responsables de processus de basculement du profil en long dans les sections corrigées et ont causé d'importants remaniements sédimentaires. Les changements actuels du régime de la rivière et de la dynamique des transports solides causés par les usines hydroélectriques, les extractions de gravier dans le lit etc. ont provoqué une incision générale de la rivière, dans toutes les sections de la plaine alluviale. Dans les sections non-endiguées, l'incision, localement supérieure à 10 mètres, a été accompagnée d'une spectaculaire chenalisation, tandis que dans les sections endiguées, elle a été associée à un changement complexe du modèle de migration des bancs.La deuxième partie de ce travail examine si, outre les interventions directes de l'homme dans la plaine alluviale de l'Arve depuis le siècle dernier, il ne s'est pas également produit une diminution des apports sédimentaires fournis par les affluents de la rivière : elle pourrait être l'une des causes de la profonde incision contemporaine de l'Arve dans sa plaine alluviale. Dans le quatrième chapitre, la dynamique des sédiments dans le système torrentiel est étudiée. Les aménagements des bassins torrentiels, tels que le reboisement ou la création de zones de stockage des sédiments en arrière de barrages, afin de contrôler l'érosion et la production des laves, sont décrits; ils ont favorisé une diminution de la fourniture sédimentaire, depuis la fin du 1 9ème siècle. Le chapitre cinq analyse la dynamique fluviale sur les cônes alluviaux de deux affluents majeurs de l'Arve, le Giffre et du Borne. La reconstitution cartographique du modèle géomorphogique montre : a) un accroissement des transports solides pendant les 18ème et 19ème siècles résultant d'une augmentation de l'instabilité fluviale : b) une profonde incision contemporaine du chenal causée par les extractions de gravier, la construction de barrages sur les cours supérieurs des affluents et probablement par le reboisement des pentes et la réduction des érosions.La troisième partie de ce travail étudie la charge fluviale à Genève, extrémité aval du sous-système Arve. Le chapitre six décrit la dynamique de la charge dissoute, de la charge en suspension et des charriages et présente les calculs des volumes transportés, réalisés au début du 20ème siècle. Aujourd'hui, en dépit d'un manque de mesures, il apparaît que la dynamique de la charge en suspension et de la charge de fond sont profondément modifiées par les perturbations anthropiques; les causes de ce changement sont discutées. Le septième et dernier chapitre met l'accent sur la sédimentation dans la retenue de Verbois, le premier des huit barrages du haut-Rhône en aval du lac Léman. Le réservoir, qui reçoit les écoulements fortement chargés de l'Arve, subit un alluvionnement intense, Depuis 1944, 15 chasses ont été réalisées afin de reconstituer la capacité du réservoir : les procédures et les résultats des chasses sont décrits : des levés bathymétriques de la géométrie du réservoir donnent des informations quantitatives sur la charge fournie par l'Arve. En juin 1987, au cours de la dernière chasse, une investigation sédimentologique a été entreprise dans la retenue ; les résultats de cette étude démontrent une décroissance amont-aval de la granulométrie des dépôts et une forte corrélation entre leur granulométrie et la géométrie du réservoir

Approche géographique de la dynamique spatio-temporelle des sédiments d'un cours d'eau intra montagnard : l'exemple de la plaine alluviale de l'Arve (Haute-Savoie)

In this work, the fluvial dynamics of an Alpine gravel-bed river are examined as an indicator of sediment transport activity. The Arve River was selected as study area: the stream is the first tributary of the upper Rhône River, downstream from Lake Geneva; water is supplied by glaciated mountains of the Mont-Blanc massif, and abundant and rapid run-off give rise to a high energy river. Changes of the fluvial dynamics in space and time are studied:1) the intramountain alluvial plain is divided into six homogeneous reaches which are considered as open and process/response systems. Channel pattern and sediment balance in each section are controlled by: a) water and sediment supply; b) change in the base level; c) intrinsic fluvial processes and/or anthropogenic activities, which cause temporary or long-time storage of the load, or erosion of previous deposits; 2) the fluvial geomorphology of the Arve river is investigated in the context of three different time periods using in each case a specific methodology : a) a reconstruction of Holocene fluvial environments is attempted, mainly by field investigations on palaeochannel deposits ; b) the high activity of the fluvial dynamics during the “historic” period ( 1730-1950) is demonstrated by the analysis of old maps and texts ; c) the dramatic "contemporaneous" incision ( 1950-1987) of the river, caused by multiple anthropogenic disturbances, is revealed by a survey of the long profile, the study of series of aerial photographs and engineers reports.The first part of this work focuses on the fluvial dynamics of the alluvial plain. In chapter one, Holocene palaeoenvironments are investigated on two reaches of the Arve valley: a) on the lower Arve River, the geomorphology of terraces and the sedimentary fill of three palaeomeanders allowed the reconstruction of their dynamics, before and after the meander cutting. The pattern of river incision during the Holocene was determined by radiocarbon dating of palaeochannels; b) on the middle Arve River, a thick formation of fine sediments was laid bare by the present-day channel degradation. Collation of the results of different bore-holes studies, grain-size analyses and the dating of fine sediments show that they were deposited by a low energy stream, before the Boreal period. Chapter two analyses the braided pattern of the Arve River prior to anthropogenic impacts: a) the synchronic survey of the channel pattern describes downstream changes of the braiding caused by decreases of the slope and the torrential character of the hydrological regime; b) on the middle Arve River during the 18th and 19th centuries, the diachronic survey of the fluvial pattern demonstrates an increase of the stream activity, which resulted partly from an overloading during the climatic degradation of the Little Ice Age. Chapter three, the impacts of man on the fluvial dynamics are investigated. First, embankment works carried out during the 19th century and affecting certain sections of the river were responsible for the tilting of the long profile and a major reworking of gravel accumulations. Second, present-day changes of the river regime and sediment transport dynamics caused by hydroelectric power-plants, gravel extractions... have caused a general entrenchment of the river, in all sections of the alluvial plain. In the reaches not embanked, river-bed incision, which locally attains more than 10 meters, has been associated with a spectacular channelization, whereas in embanked sections, it was associated with a complex change of the migration pattern of bars.The second part of this work examines if a decrease of sediment brought by the Arve R. by tributaries has been observed since the last century. In the fourth chapter, the sediment dynamics in the torrential systems are investigated. Improvement works torrents, such as the reforestation or the creation of storage areas behind weirs, to control erosion and debris-flow production are described ; they are responsible for a decrease in the sediment yield since the end of the 19th century. Chapter five studies fluvial dynamics on the alluvial fans of two major tributaries, the Giffre R. and the Borne R. The cartographic reconstruction of the fluvial dynamics shows: a) an increase in the amount of sediment transported during the 18th and the 19th centuries, which resulted in an increase of river instability; b) a deep contemporaneous channel incision caused by gravel extractions, by dam construction on the upper reaches of the tributaries and probably by the reforestation of slopes and associated reduction of erosion.The third part of this research examines outputs of sediments downstream from the Arve system. Chapter six describes solute, suspended and bed-load dynamics in Geneva at the beginning of the 19th century and presents measurement, made at this time, of the volumes transported. Today, despite the lack of data, it appears that the dynamics of the suspended load and the bed- load are considerably modified by human activities; causes of this change are discussed. The seventh and last chapter focusses on the sedimentation in the reservoir of Verbois . The reservoir, created by the first dam of the Upper-Rhône downstream from Lake Geneva (located immediately downstream from the Arve-Rhône confluence) become filled, after some years, by the load of the Arve River. Since 1944, 15 releases of sediment have been effected to restore the reservoir capacity: the characteristics and results of these releases of sediments are described; bathymetric surveys of the reservoir's geometry give quantitative informations about the load supplied from the Arve River. In June 1987, during the last release, a survey of sediments deposited in the reservoir was undertaken. Results of this study demonstrate a downstream decrease in the grain-size of deposits and a strong correlation between the grain size and the geometry of the reservoir.Dans cette étude, la dynamique fluviale d'une rivière graveleuse alpine est examinée, comme indicateur de l'activité des transports solides. L'Arve a été choisie comme terrain d'étude: le cours d'eau est le premier affluent du Rhône supérieur, en aval du lac Léman : le flux hydrique est délivré par les montagnes englacées du massif du Mont-Blanc, et l'écoulement rapide et abondant donne naissance à une rivière fortement énergique. Les changements de la dynamique fluviale dans l'espace et dans le temps sont étudiés :1) la plaine alluviale intra-montagnarde est divisée en six sections homogènes qui sont considérées comme étant des systèmes ouverts à processus/réponse. Le modèle du chenal et le bilan sédimentaire dans chacune des sections est contrôlé par : a) la fourniture hydrique et sédimentaire ; b) l'évolution du niveau de base ; c) les processus fluviaux intrinsèques et/ou les activités anthropiques qui entraînent un stockage temporaire ou à long terme de la charge, ou l'érosion d'anciens dépôts ;2) la géomorphologie fluviale de l'Arve est étudiée sur trois périodes, chacune nécessitant la mise en œuvre d'une méthodologie spécifique : a) une reconstitution des environnements fluviaux holocènes est tentée, principalement par des investigations de terrain sur les dépôts des paléochenaux ; b) la forte activité de la dynamique fluviale pendant la période “historique” (1730-1950) est démontrée par l'analyse de vieilles cartes et textes anciens ; c) la dramatique incision "contemporaine" (1950-1987), causée par de multiples perturbations anthropiques, est révélée par un suivi du profil en long, l'étude de séries de photographies aériennes et de rapports d'ingénieurs.La première partie de ce travail met l'accent sur la dynamique fluviale de la plaine alluviale. Dans le chapitre un, les paléoenvironnements holocènes sont étudiés sur deux sections de la vallée de l'Arve : a) sur la basse-Arve, la géomorphologie des terrasses et le remplissage sédimentaire de trois paléoméandres ont permis la reconstitution de leur dynamique, avant et après le recoupement des sinuosités. Le modèle de l'incision de la rivière au cours de l'Holocène est déterminé par la datation radiocarbone des paléochenaux ; b) sur l'Arve moyenne, une épaisse formation de sédiments fins a été mise à nu par l'incision récente de la rivière. Le recensement des sondages effectués sur le site, l'analyse granulométrique et la datation des sédiments fins montrent qu'ils ont été déposés par un cours d'eau faiblement énergique, avant la période boréale. Le chapitre deux analyse le style tressé de l'Arve avant les premiers impacts anthropiques : a) le suivi synchronique du modèle du chenal met en évidence l'évolution amont-aval du tressage, causé par une diminution de la pente et de la torrentialité du régime ; b) sur l'Arve moyenne aux 18ème et 19ème siècles, le suivi diachronique du modèle du chenal démontre un accroissement de l'activité fluviale, qui résultait pour partie d'une charge fluviale surabondante pendant la péjoration climatique du Petit Age Glaciaire. Dans le chapitre trois, les impacts anthropiques sont étudiés. Les travaux d'endiguement, effectuées pendant le 19ème siècle, sont responsables de processus de basculement du profil en long dans les sections corrigées et ont causé d'importants remaniements sédimentaires. Les changements actuels du régime de la rivière et de la dynamique des transports solides causés par les usines hydroélectriques, les extractions de gravier dans le lit etc. ont provoqué une incision générale de la rivière, dans toutes les sections de la plaine alluviale. Dans les sections non-endiguées, l'incision, localement supérieure à 10 mètres, a été accompagnée d'une spectaculaire chenalisation, tandis que dans les sections endiguées, elle a été associée à un changement complexe du modèle de migration des bancs.La deuxième partie de ce travail examine si, outre les interventions directes de l'homme dans la plaine alluviale de l'Arve depuis le siècle dernier, il ne s'est pas également produit une diminution des apports sédimentaires fournis par les affluents de la rivière : elle pourrait être l'une des causes de la profonde incision contemporaine de l'Arve dans sa plaine alluviale. Dans le quatrième chapitre, la dynamique des sédiments dans le système torrentiel est étudiée. Les aménagements des bassins torrentiels, tels que le reboisement ou la création de zones de stockage des sédiments en arrière de barrages, afin de contrôler l'érosion et la production des laves, sont décrits; ils ont favorisé une diminution de la fourniture sédimentaire, depuis la fin du 1 9ème siècle. Le chapitre cinq analyse la dynamique fluviale sur les cônes alluviaux de deux affluents majeurs de l'Arve, le Giffre et du Borne. La reconstitution cartographique du modèle géomorphogique montre : a) un accroissement des transports solides pendant les 18ème et 19ème siècles résultant d'une augmentation de l'instabilité fluviale : b) une profonde incision contemporaine du chenal causée par les extractions de gravier, la construction de barrages sur les cours supérieurs des affluents et probablement par le reboisement des pentes et la réduction des érosions.La troisième partie de ce travail étudie la charge fluviale à Genève, extrémité aval du sous-système Arve. Le chapitre six décrit la dynamique de la charge dissoute, de la charge en suspension et des charriages et présente les calculs des volumes transportés, réalisés au début du 20ème siècle. Aujourd'hui, en dépit d'un manque de mesures, il apparaît que la dynamique de la charge en suspension et de la charge de fond sont profondément modifiées par les perturbations anthropiques; les causes de ce changement sont discutées. Le septième et dernier chapitre met l'accent sur la sédimentation dans la retenue de Verbois, le premier des huit barrages du haut-Rhône en aval du lac Léman. Le réservoir, qui reçoit les écoulements fortement chargés de l'Arve, subit un alluvionnement intense, Depuis 1944, 15 chasses ont été réalisées afin de reconstituer la capacité du réservoir : les procédures et les résultats des chasses sont décrits : des levés bathymétriques de la géométrie du réservoir donnent des informations quantitatives sur la charge fournie par l'Arve. En juin 1987, au cours de la dernière chasse, une investigation sédimentologique a été entreprise dans la retenue ; les résultats de cette étude démontrent une décroissance amont-aval de la granulométrie des dépôts et une forte corrélation entre leur granulométrie et la géométrie du réservoir