Bedload transport and obstacles to sediment continuity in Morvan Rivers

Abstract

En France, les récentes évolutions réglementaires (DCE, 2000 ; LEMA, 2006) obligent à assurer une certaine continuité sédimentaire au droit des barrages. L’exigence se pose singulièrement dans le massif du Morvan, où une dizaine de barrages se sont installés depuis le milieu du XIXe siècle. Les questionnements y sont complexes : plusieurs des cours d’eau sur lesquels les ouvrages ont été édifiés ont été assez peu étudiés (lit plat de moyenne énergie à substrat grossier mixte). En outre, les systèmes fluviaux étudiés – l’Yonne supérieure, la Cure et le Chalaux – sont marqués par une anthropisation ancienne, caractérisée notamment par des usages multiples antérieurs aux barrages (moulins, flottage du bois). L’énergie de ces rivières, en partie régie par les barrages, est un facteur important mais insuffisant pour comprendre le charriage actuel. Celui-ci s’avère particulièrement influencé par certains paramètres morphologiques (substrat très grossier, structures sédimentaires, pente). Or les conditions morphologiques actuelles paraissent largement résulter de plusieurs décennies de modification des apports liquides et solides par les barrages. Leurs effets sur les processus fluviaux doivent donc être appréhendés à plusieurs échelles temporelles. Les travaux indiquent qu’ils dépendent également des influences héritées des anciens usages hydrauliques. La trajectoire hydromorphologique passée de la rivière semble aussi jouer sur les impacts morpho-sédimentaires qui ont pu être observés à la suite d’un démantèlement de barrage. Plutôt qu’une table rase ou un retour en arrière, les barrages ou leur démantèlement représentent ainsi davantage une nouvelle évolution de la trajectoire fluviale, faite de ruptures, de continuités et de mutations.In France, recent regulatory developments (WFD, 2000; LEMA, 2006) require sediment continuity across the dams to be ensured. This requirement is particularly acute in the Morvan massif, where a dozen dams have been installed since the middle of the 19th century. The questions are complex: several of the rivers on which the structures have been built have only been poorly studied (medium energy plane bed with mixed coarse substrate). In addition, the fluvial systems - the Upper Yonne, the Cure and the Chalaux - are marked by a long anthropogenic influence, characterized in particular by multiple uses prior to the dams (mills, log driving). Those rivers’ energy, partly governed by the dams, is an important factor but insufficient to understand current bedload transport. The latter is indeed significantly influenced by certain morphological parameters (very coarse substrate, sedimentary structures, slope). However, current morphological conditions appear to be largely the result of several decades of disturbance in liquid and solid inputs by dams. Their effects on river processes must therefore be understood on several time scales. The study indicates that they also depend on the influences inherited from previous hydraulic uses. The past hydromorphic trajectory of the river also seems to influence the morpho-sedimentary impacts that were observed following a dam removal. Rather than a clean slate or a step backwards, dams or their removal thus represent a new evolution of the river trajectory, made up of ruptures, continuities and mutations