Quantification et modélisation des largeurs de rivières et de leur dynamique
Résumé
Dans les théories récentes sur la dynamique des systèmes géomorphologiques, la principale faiblesse concerne la prise en compte des variations de la largeur des rivières. Ce paramètre, pourtant clé pour établir proprement les flux, est considéré dans les modèles actuels comme déterminé de manière univoque et statique, principalement par le flux d'eau et la pente locale. Cette hypothèse traduit l'incapacité des modèles actuels à prendre en compte la largeur des rivières comme un élément de leur dynamique, alors qu'il est bien connu que les rivières sont capables d'adapter leur géométrie à des perturbations locales (lithologie, par exemple) ou globales (tectonique, climat, ...). Pour faire avancer ce problème, nous avons mené une étude à la fois sur des systèmes naturels (rivières de Nouvelle-Zélande) et sur des modèles numériques dans l'optique de quantifier de manière plus fine la dynamique des largeurs de rivière, et de comprendre la relation entre les formes et les processus qui les créent. Plusieurs rivières en Nouvelle-Zélande, soit en incision (Rangitikei sur l'île du Nord), soit en tresse (plaine de Canterbury sur l'île du Sud) ont été étudiées et leurs variables géométriques quantifiées en utilisant les MNT, images satellitaires haute résolution et photos aériennes disponibles. A l'aide de cette base de données, nous avons recherché les facteurs de déterminisme de la largeur des rivières et du régime hydro-sédimentaire (rivières droites, méandrées ou en tresse). Les résultats ont été mis en parallèle avec ceux obtenus à partir de simulations numériques. Le modèle utilisé (EROS) a été développé à Rennes pour simuler des dynamiques de topographies et d'écoulements fluviatiles sur des échelles de temps géologiques. Contrairement aux modèles équivalents utilisés en géomorphologie, la largeur des rivières est un résultat de la dynamique simulée et non un paramètre d'entrée. Les simulations ont permis de reproduire les lois génériques obtenues sur les systèmes naturels et de quantifier leur sensibilité aux paramètres des lois d'érosion et de transport sédimentaire