Géomorphologie GLST606 Processus fluviatiles

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1 Géomorphologie GLST606 Processus fluviatiles Matthieu Ferry, Bât. 22, Bureau 436,

2 Sommaire Définition et objectifs Erosion Transport Dépôt Le système fluviatile Le bassin versant Le canal de rivière La plaine alluviale

3 Principes fondamentaux Conservation: A l échelle de l observation, le système (volume) reçoit autant qu il perd Changements de phase: L eau est le principal agent d érosion et de transport Pression (kpa) GLACE EAU point triple point critique VAPEUR Temperature ( K)

4 Environnement fluviatile Dominant en régions tempérées Dominant en interglaciaire Présent en périphérie d autre environnements: glaciaire, lacustre, volcanique, tectonique... Marqueurs de la déformation tectonique Associé à de nombreux aléas: inondations, glissements, liquéfaction

5 Diagramme de Hjulström

6 Erosion Processus physico-chimiques Mobilisation des matériaux par intempéries: gélifraction, ruisselement Influence du climat: température, précipitations, altération Apport des systèmes non fluviatiles: glaciers, vent, glissements

7 Erosion par les rivières Dissolution Action hydraulique Abrasion

8 Arrachement (plucking) Combinaison de la contrainte de cisaillement basal et de l impact de blocs/galets Exemple de galets arrondis bloqués dans des fissures

9

10 Abrasion Frottement hydrodynamique Formation de cavités Amplification par galets Création de face soumises à l arrachement

11 Marmites de géants

12 Résistance à l érosion Lithologie Structure Climat Exposition Galets: granite, quartzite, gneiss Sables: quartz Lithologie, taille et forme renseignent sur l origine et le temps (distance) de transport

13 Transport Silt et argile suspendus par turbulence Ions dissous transportés en solution Galets déplacés par reptation Sable déplacé par saltation

14 Dépôt Origine: Chute de l énergie de transport Lieu: Ruptures de pente Plaines alluviales Galets grossiers: crue Sable: fin de crue Galets grossiers: crue

15 Classification des rivières Church, 2006

16 = 600/400 = 1.5 Sinuosité

17 Classification des rivières (Rosgen, 1994) A B C D E F G

18

19 Le système fluviatile Bassin versant (érosion) Canal de rivière (transfert) Plaine alluviale (dépôt)

20 Le bassin versant

21 Ordre des segments de rivière Horton Strahler Shreve Tout cours d'eau sans affluent est d'ordre 1, tout cours d'eau ayant un affluent d'ordre x est d'ordre x + 1, et garde cet ordre sur toute sa longueur. Est d'ordre x + 1 tout tronçon de rivière formé par la réunion de deux cours d'eau d'ordre x.

22 Nature fractale du réseau

23 Nature fractale du réseau génératrice itération

24 Propriétés topologiques Taux de bifurcation: i i+1 (~ 3) Longueurs de rivières: β = L i+1 Li Aire drainée: γ = A i+1 Ai Densité de drainage: LLLLLLLL dd rrrrrrrr AAAA ddddddd

25 Densité de drainage Vitesse d écoulement pente << chenal porosité, films, chemins indirects accélération à l entrée dans le chenal vitesse de propagation de l évènement pluvio 1/(taille du BV) forte densité de drainage crues rapides

26 Le système fluviatile Bassin versant (érosion) Canal de rivière (transport) Plaine alluviale (dépôt)

27 Auto-similarité

28 Incision Indicateur du potentiel de crue Diminue avec la distance au BV Variation rapide indique un forçage externe

29 Profil de rivière La pente diminue vers l aval Forme généralement concave Fraction dominante dépend de la pente Des facteurs externes peuvent modifier le profil avant retour à l équilibre

30 Variations du niveau de base Origine: climatique, tectonique, anthropique Réponse: aggradation, diffusion Retour au profil concave

31 Ajustement du canal L/P = 28 S = 1.8 L/P = 0.5 S = 2.5 L/P = 40 S = 1.7 L/P = 5 S = 1.3

32 Migration des points d inflexion Origine climatique, tectonique ou lithologique

33 Migration des points d inflexion

34 Recul des chutes du Niagara Deux chutes principales Vitesse de retrait de 1 m/an sur l Holocène Idem sur la période historique

35 Incision Variation du niveau de base Origine climatique (baisse du nveau des mers), tectonique (surrection régionale) Relative au niveau local Enregistrée par la géomorphologie (surfaces abandonnées)

36 Incision

37 Le système fluviatile Bassin versant (érosion) Canal de rivière (transfert) Plaine alluviale (dépôt)

38 La plaine alluviale Concentration des activités humaines: habitation, agriculture, industrie Aquifères Accumulation des précipitations Facilement et fréquemment inondable

39 Origines Origine et dimensions contrôlées par: La tectonique Le niveau des mers Côte de Honshu, Japon Corne d or, Turquie

40 Pente très faible (< 1 ) Sédiments principalement fins (sables, silts et argiles) avec passages plus grossiers (crues) Changement de géométrie du canal de rivière

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