MatErosion

Une étude du charriage dans une rivière à forte pente - Cas d'étude de la Navisence (Val d’Anniviers, Valais)

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 au travers du projet cantonal MatErosion dont le but était d’aboutir à une meilleure compréhension des processus de production et de transport des sédiments issus des têtes de bassins dans les vallées latérales. Pour les besoins du projet, 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.

 

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Crue dévastatrice de la Navisence, août 2013, Val d'Anniviers, Valais. Photo: Eric Travaglini | © crealp 2013

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.

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Station de mesure "Swiss Plate Geophones" de la Navisence - site de Zinal - installée en partenariat avec le WSL. Photo: Eric Travaglini | © crealp 2011

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La Navisence à l'amont de la station de mesure. Photo: Eric Travaglini | © crealp 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 évènements. 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.

Le projet MatErosion, initié en 2009 par le Canton du Valais (SRTCE), s’est terminé en 2014. Basé sur ces résultats, un nouveau projet SismoRiv a été mis en place en collaboration avec l’OFEV (Office Fédéral de l’Environnement). 

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).


pour aller plus loin

Ancey, C., Bohorquez, P. and Bardou, E., 2014. Sediment transport in mountain rivers. ERCOFTAC bulletin 100 (September), 37–52. [Infoscience]

Bardou, E. and Travaglini, E, 2015. Rivières et flux sédimentaires dans les Alpes : adaptation de l'échelle spatiotemporelle d'analyse basée sur l'exemple de la Navisence, sud-ouest des Alpes suisses. 15°Congrès Français de Sédimentologie, Association des sédimentologistes français, Livre des résumés ASF2015, Chambéry, France, p. 54. [Résumépdf] [Posterpdf]

Goldin, B., Rudaz, B. and Bardou, E., 2014. Sediment connectivity evolution on an alpine catchment undergoing glacier retreat, EGU General Assembly Conference Abstracts, Vienna, Austria, p. 6720. [Résumépdf]

Rickenmann, D., Turowski, J.M., Fritschi, B., Wyss, C., Laronne, J., Barzilai, R., Reid, I., Kreisler, A., Aigner, J., Seitz, H. and Habersack, H., 2014. Bedload transport measurements with impact plate geophones: comparison of sensor calibration in different gravel-bed streams. Earth Surface Processes and Landforms 39, 928–942. doi:10.1002/esp.3499 [DOI]

Travaglini, E. and Bardou, E., 2015a. Dynamique sédimentaires et échelle  temporelle : Observations de 4 bassins versants des alpes suisses. 15°Congrès Français de Sédimentologie, Association des sédimentologistes français, Livre des résumés ASF2015, Chambéry, France, p. 402. [Résumé pdf]

Travaglini, E. and Bardou, E., 2015b. Ajustements morphologiques des cours d'eau de montagne : Implication pour la gestion de mesures récentes effectuées dans les Alpes suisses. 15°Congrès Français de Sédimentologie, Association des sédimentologistes français, Livre des résumés ASF2015, Chambéry, France, p. 403.  [Résumépdf] [Posterpdf]

Travaglini, E., Bardou, E., Ancey, C. and Bohorquez, P., 2015. Analysis of sediment transport from recorded signals of sediments in a gravel-bed river: role of sediment availability. Engineering Geology for Society and Territory 3, 477–481, doi:10.1007/978-3-319-09054-2_98. [DOI] [Infoscience]

 

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