En milieu Alpin, le transfert de sédiments participe à la définition des équilibres morphologiques des vallées en alternant zones de dépôt et zones d’érosion. Une meilleure connaissance du phénomène permet de diminuer le risque lié aux cours d’eau de montagne et facilite certaines actions d’aménagement du territoire.

La thématique du charriage est étudiée par le CREALP depuis 2009 afin d’obtenir une meilleure compréhension des processus de production et de transport des sédiments issus des têtes des bassins versants dans les vallées latérales. Dans ce cadre, les projets cantonaux MatErosion (2009-2014), puis SismoRiv dès 2015, ont été mis en place et pilotés par le CREALP.

Pour les besoins du projet MatErosion, une station de mesure expérimentale basée sur une méthode d’écoute sismique utilisant la technique des Swiss Plate Geophones a été installée, en partenariat avec l’Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage (WSL), sur le site de Zinal (Val d’Anniviers). Rivière à forte pente, la Navisence est reconnue pour ses crues dévastatrices.

Lors de leur transport, les sédiments émettent des vibrations dans le lit de la rivière. Ces vibrations peuvent être mesurées et utilisées comme un estimateur de la charge solide transitant dans le cours d’eau. Des géophones, liés chacun à une plaque métallique fixée sur le fond de la rivière, ont ainsi été installés pour mesurer les signaux bruts inhérents aux débits solides. Le monitoring du transport solide de la Navisence se poursuit depuis 2011.

Différentes méthodes de terrain, telles que le jaugeage au sel et l’utilisation d’un système de piégeage des sédiments, ont permis de mettre en relation ces signaux bruts et les grandeurs physiques, et ainsi de calibrer les débits liquides et solides. Des outils de modélisation hydrologique (RS MINERVE) ont également été confrontés aux mesures de terrain dans le but de spécifier les débits liquides.

L’un des atouts principaux de ce type d’installation est la présence de capteurs sur l’ensemble de la largeur du lit de la rivière. Il est alors possible d’observer la variabilité spatio-temporelle des flux sédimentaires en fonction des événements. Ces observations nous offrent également des informations précieuses sur les débits morphogènes qui sont largement utilisés en éco-morphologie. L’influence du retrait glaciaire sur l’évolution spatiale des flux sédimentaires (connectivité sédimentaire) a par exemple été mise en évidence dans le bassin versant de la Navisence.

Ces travaux de recherche ont été réalisés, et se poursuivent, avec l’appui de Christophe Ancey (EPFL), Dieter Rickenmann (WSL), Alain Recking et Frederic Liebaut (IRSTEA) et Patricio Bohorquez (Universidad de Jaén).