Dynamique géomorphologique de systèmes en déséquilibres PDF Download
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Author: Léopold De Lavaissière de Verduzan Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
Book Description
Il est maintenant reconnu que de nombreux réseaux hydrographiques à la surface de la Terre sont des systèmes transitoires, évoluant vers un état d'équilibre. Cette évolution se matérialise par des processus géomorphologique locaux maintenant bien connus tel que des captures ou des retraits de front d'érosion dans les profils de rivières (knickpoints), qui s'inscrivent souvent dans un contexte général de croissance de réseau. Malgré un relief relativement faible, le réseau hydrographique de l'Aude (France) montre de nombreuses évidences de mobilités et de déséquilibres, caractéristiques de tels systèmes transitoires. Bien que ces évidences soient reconnues depuis un siècle, aucune étude ne s'était proposée de caractériser cette dynamique à l'échelle du bassin. Nous présentons dans ce travail une étude intégrée du bassin de l'Aude sur la base de la caractérisation et la datation (Résonance Paramagnétique Electronique et isotopes cosmogéniques, 10Be et 26Al) de son système de terrasses. Les vitesses d'érosion moyennes ont également été estimées à partir de la mesure des concentrations en 10Be dans les sables des rivières. Il est complété par des expériences d'érosion de reliefs en laboratoire, développées pour étudier les dynamiques géomorphologiques en contexte de croissance de réseau hydrographique. La géométrie des terrasses fluviatiles de l'Aude permet de mettre en évidence un différentiel d'incision croissant d'aval (50 mm.ka-1) en amont (150 à 200 mm.ka-1) qui signe la croissance du réseau hydrographique de l'Aude au détriment des bassins versants Atlantique. Sur la base de 18 échantillons, 4 niveaux de terrasses sont datés (T3, T4, T5 et T7) et un modèle d'évolution du bassin de l'Aude de 730 ka à nos jours est proposé. Il décrit une croissance du réseau hydrographique de l'Aude non linéaire dans le temps, avec une accélération dans sa phase d'expansion vers 330 ka, marquée par la capture majeure d'un paléo-bassin drainant initialement vers l'Atlantique. Les cortèges de terrasses datés rendent compte d'une cyclicité de l'ordre de 100 ka dans leur formation et sont corrélés aux différents cycles climatiques (MIS 8, MIS 10, MIS 12 et MIS 18). Il apparait ainsi que les étapes de croissance du réseau hydrographique de l'Aude soient fossilisées sous forme de terrasses lors des cycles climatiques du Quaternaire. Les taux d'érosion moyens ont été estimés (10Be) d'amont en aval le long de l'Aude, sur ces principaux affluents, ainsi que sur 3 bassins versants affluents de la Garonne. Les gammes de vitesses d'érosion moyennes (50 à 110 mm.ka-1) sont du même ordre de grandeur que les vitesses d'incision et leurs valeurs sont globalement cohérentes dans la partie avale de l'Aude. Cependant, les données de taux d'érosion semblent désigner le bassin capturé comme un système actuellement en relaxation. Cette dynamique se traduit à cet endroit par une ligne de crête stabilisée, au contraire de la partie amont de l'Aude qui présente un différentiel érosif (30 mm.ka-1) au regard des bassins adjacents atlantiques, signe d'un déplacement de la ligne de partage des eaux Méditerranée-Atlantique toujours actif. En complément, des modélisations expérimentales ont été réalisées sur un dispositif permettant d'appréhender la dynamique de réseaux hydrographiques en contexte de croissance, soumis à une chute constante du niveau de base. [...].
Author: Léopold De Lavaissière de Verduzan Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Il est maintenant reconnu que de nombreux réseaux hydrographiques à la surface de la Terre sont des systèmes transitoires, évoluant vers un état d'équilibre. Cette évolution se matérialise par des processus géomorphologique locaux maintenant bien connus tel que des captures ou des retraits de front d'érosion dans les profils de rivières (knickpoints), qui s'inscrivent souvent dans un contexte général de croissance de réseau. Malgré un relief relativement faible, le réseau hydrographique de l'Aude (France) montre de nombreuses évidences de mobilités et de déséquilibres, caractéristiques de tels systèmes transitoires. Bien que ces évidences soient reconnues depuis un siècle, aucune étude ne s'était proposée de caractériser cette dynamique à l'échelle du bassin. Nous présentons dans ce travail une étude intégrée du bassin de l'Aude sur la base de la caractérisation et la datation (Résonance Paramagnétique Electronique et isotopes cosmogéniques, 10Be et 26Al) de son système de terrasses. Les vitesses d'érosion moyennes ont également été estimées à partir de la mesure des concentrations en 10Be dans les sables des rivières. Il est complété par des expériences d'érosion de reliefs en laboratoire, développées pour étudier les dynamiques géomorphologiques en contexte de croissance de réseau hydrographique. La géométrie des terrasses fluviatiles de l'Aude permet de mettre en évidence un différentiel d'incision croissant d'aval (50 mm.ka-1) en amont (150 à 200 mm.ka-1) qui signe la croissance du réseau hydrographique de l'Aude au détriment des bassins versants Atlantique. Sur la base de 18 échantillons, 4 niveaux de terrasses sont datés (T3, T4, T5 et T7) et un modèle d'évolution du bassin de l'Aude de 730 ka à nos jours est proposé. Il décrit une croissance du réseau hydrographique de l'Aude non linéaire dans le temps, avec une accélération dans sa phase d'expansion vers 330 ka, marquée par la capture majeure d'un paléo-bassin drainant initialement vers l'Atlantique. Les cortèges de terrasses datés rendent compte d'une cyclicité de l'ordre de 100 ka dans leur formation et sont corrélés aux différents cycles climatiques (MIS 8, MIS 10, MIS 12 et MIS 18). Il apparait ainsi que les étapes de croissance du réseau hydrographique de l'Aude soient fossilisées sous forme de terrasses lors des cycles climatiques du Quaternaire. Les taux d'érosion moyens ont été estimés (10Be) d'amont en aval le long de l'Aude, sur ces principaux affluents, ainsi que sur 3 bassins versants affluents de la Garonne. Les gammes de vitesses d'érosion moyennes (50 à 110 mm.ka-1) sont du même ordre de grandeur que les vitesses d'incision et leurs valeurs sont globalement cohérentes dans la partie avale de l'Aude. Cependant, les données de taux d'érosion semblent désigner le bassin capturé comme un système actuellement en relaxation. Cette dynamique se traduit à cet endroit par une ligne de crête stabilisée, au contraire de la partie amont de l'Aude qui présente un différentiel érosif (30 mm.ka-1) au regard des bassins adjacents atlantiques, signe d'un déplacement de la ligne de partage des eaux Méditerranée-Atlantique toujours actif. En complément, des modélisations expérimentales ont été réalisées sur un dispositif permettant d'appréhender la dynamique de réseaux hydrographiques en contexte de croissance, soumis à une chute constante du niveau de base. [...].
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En zone méditerranéenne, d'intenses précipitations automnales sont responsables de crues particulièrement violentes : les crues « éclair ». L'intensité et la variabilité des précipitations ainsi que la complexité des processus hydrologiques responsables de la production des écoulements sur ces bassins limitent la prédictibilité de ces phénomènes. Une meilleure compréhension des processus impliqués dans les réponses hydrologiques des bassins versants et responsables de la variabilité spatio-temporelle des chemins de l'eau peut permettre d'améliorer les modélisations de ce type d'évènement. S'insérant dans le cadre de l'hydrologie spatialisée, cette thèse se propose d'étudier l'apport des potentialités satellitales, et notamment des produits 3D à très haute résolution pour la caractérisation spatiale des bassins et de leurs réseaux hydrographiques, afin d'étudier les origines géomorphologiques des variations spatio-temporelles des réponses hydrologiques et en vue d'améliorer la compréhension des mécanismes responsables des épisodes de crue. Pour cela, ce travail s'articule autour de deux axes. Le premier consiste à caractériser, à partir de données spatiales, le drain « potentiel » représentant le réseau géomorphologique sec formé par la suite continue des lignes de thalweg des bassins. Un algorithme original utilisant une structure de MNT sous forme triangulaire (TIN) a été développé spécifiquement dans ce but, afin d'obtenir un tracé des réseaux fidèle à leur tracé réel et de fournir des éléments sur leur géomorphologie ainsi que sur celle des bassins. Le deuxième axe concerne l'étude de la dynamique drain en eau ou « réel ». Il s'agit d'améliorer la compréhension des dynamiques spatiales de mise en eau des drains à travers différents épisodes de crue. Dans ce cadre, un réseau spatialisé de capteurs légers a été distribué sur deux bassins expérimentaux (
Author: Johanna Mesquita Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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Dans ce travail nous tentons de caractériser la variabilité hydrologique et d’en comprendre les facteurs de contrôle climatique et géomorphologique s.l. Notre approche est basée sur l’analyse comparée de deux régions climatiquement et géomorphologiquement contrastées, la Haute-Normandie (France) et la région d’Austin (USA), au travers de petits bassins versants et de deux grands bassins intégrateurs des fluctuations hydrologiques à l’échelle régionale. L’analyse des séries hydrométéorologiques a mis en évidence: i) une différence majeure entre les deux régions liées à l’influence souterraine, ii) la présence de structures interannuelles pour tous les bassins, que l’on retrouve dans des indices climatiques NAO et SO, plus spécialement pour certains niveaux d’échelle. Ces structures sont en outre discontinues au cours de la période d’étude 1970-2005. L’analyse par ACP de la relation entre variabilité hydrologique et géomorphologie (s.l) met en évidence l’importance du soutien de l’aquifère entre les deux régions, limitant pour la Haute-Normandie les liens entre les indicateurs hydrologiques et géomorphologiques. Ainsi, le contexte géomorphologique est intimement lié au contexte hydrologique. En revanche, lorsque le soutien des nappes devient faible à nul (Région d’Austin) alors la géomorphologie devient un facteur important. Les paramètres géomorphologiques qui apparaissent alors essentiels sont l’altitude (Hmoy), l’intégrale hypsométrique (Ih), la lithologie (surfaces imperméables). Afin d’affiner la compréhension du forçage par le soutien de l’aquifère, il est proposé une nouvelle méthode de séparation de l’hydrogramme permettant la comparaison des réponses en ruissellement entre les deux régions.
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Selon la Directive Cadre européenne sur l'Eau (DCE), le bon état écologique de tous les milieux aquatiques devra être atteint d'ici 2015. Cet état s'évalue en grande partie au moyen de paramètres biologiques, eux-mêmes régis par les conditions physico-chimiques et hydromorphologiques des masses d'eau. Pour atteindre les objectifs de la DCE, l'évaluation de l'état physique du réseau hydrographique apparaît comme une phase essentielle alors que cette question relève encore pour certains aspects de la recherche fondamentale. La mise en oeuvre de cette étape à l'échelle du bassin du Rhône entraîne un certain nombre de questions scientifiques auxquelles il est nécessaire de répondre avant d'envisager toute application. En effet, les connaissances dans les domaines de la géomorphologie ou de l'hydrologie sont aujourd'hui suffisantes à l'échelle locale pour envisager de régionaliser ce type d'informations. Cependant le changement d'échelle est à l'origine de contraintes méthodologiques importantes liées notamment à la très grande hétérogénéité des milieux à caractériser.L'objectif de cette thèse est donc double. D'une part, il s'agit de mettre en place des outils géomatiques permettant d'obtenir une vision globale et homogène des caractéristiques physiques du réseau hydrographique. Pour cela, nous proposons (i) de développer une méthodologie d'extraction de l'information à partir de données vectorielles ou rasters, et (ii) de définir des indicateurs pertinents de caractérisation hydrogéomorphologique. D'autre part, ces outils et cette méthode ont été testés et appliqués sur le réseau hydrographique du Rhône afin d'évaluer leur efficacité et de proposer des éléments fiables de caractérisation des conditions physiques à large échelle.
Author: Nicolas Lhéritier Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 476
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Récemment, l’apparition de la notion de « tête de bassin » montre la volonté de territorialisation de la gestion de l’eau et la prise en compte des régions aux réseaux hydrographiques denses. Dans la bibliographie, ces territoires sont composés des bassins versants de rang 0 et 1, marqués par des restructurations sociales et des « fronts écologiques ». La diversité des petits cours d’eau et zones humides qui s’y trouvent entraîne des définitions scientifiques et surtout écologiques difficilement transposables. Pourtant, les gestionnaires et pouvoirs publics s’efforcent d’en donner une définition cartographique dont dépend la planification d’actions en leur faveur. En effet, les restructurations territoriales ne sont pas sans impacts. La production sédimentaire « naturelle » de la tête de bassin est amplifiée par les activités humaines. Des enjeux forts pour les populations de ces régions sont identifiés, ils seront réellement perçus lorsque l’étendue des têtes de bassins sera connue. Nos principaux résultats de recherche ont été d'effectuer les premiers pas vers la cartographie des petits cours d'eau et des surfaces de têtes de bassin par grand type hydro-géomorphologique à l'échelle mondiale. Nous avons proposé des cartographies des têtes de bassin françaises. Ces cartes constituent un préalable à l'analyse de leur qualité environnementale, ichtyologique, et de la qualité de leurs eaux, en particulier du bassin de la Loire. Nous avons caractérisé les ruisseaux limousins, et plus particulièrement ceux du Pays Monts et Barrages dans le bassin amont de la Vienne d’un point de vue hydromorphologique et hydroécologique en lien avec les activités humaines.
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Les réseaux hydrographiques sont caractérisés par leur structure hiérarchique de type dendritique (ramifié) et l'hétérogénéité spatio-temporelle du milieu. En effet, l'hétérogénéité de l'habitat sur les cours d'eau varie selon le temps (variations saisonnières), la dimension longitudinale (caractéristiques physico-chimiques et courant) et la dimension latérale (connectivité entre le cours principal et les annexes hydrauliques). Ces variations des paramètres environnementaux sont soit graduelles le long des branches du réseau hydrographique (gradient physico-chimique, courant), soit discrètes entre les branches du réseau (diversité de l'habitat). La structure du réseau hydrographique va, par conséquent, influencer la distribution, les déplacements et le flux génique des organismes inféodés aux cours d'eau. Les objectifs de cette thèse étaient de tester (i) l'effet de la topologie du réseau hydrographique sur la dispersion et le flux de gènes, et (ii) l'effet des variations environnementales sur la distribution et les traits phénotypiques des individus liés à la dispersion. Pour répondre à ces objectifs nous avons utilisé une approche empirique, en menant notre étude sur le bassin moyen de la Loire chez une espèce de demoiselle, le Calopteryx splendens (Odonates : Zygoptères). Parallèlement nous avons développé un modèle théorique permettant de simuler la dispersion et le flux de gènes sur des réseaux hydrographiques artificiels. Ainsi nous avons mis en évidence une distribution discontinue des individus sur le cours d'eau et un cline morphologique sur le bassin de la Loire entre l'amont et l'aval. Ce cline est lié aux caractéristiques physico-chimiques de l'eau. Ces variations morphologiques n'influencent pas les capacités de dispersion, mais affectent la survie des individus. La survie et la densité sont les facteurs déterminants de la dispersion chez C. splendens. Les analyses génétiques ont montré un isolement par la distance et une forte structuration génétique sur le bassin versant, mais l'absence d'entités génétiques clairement définies. Ceci peut être expliqué par la présence de flux de gènes entre les sous-bassins et une structure en métapopulation à l'échelle du réseau hydrographique. Ces résultats sont les premiers obtenus à l'échelle d'un bassin versant tel que la Loire sur des populations naturelles. L'étude a également permis de réaliser le logiciel Gene-Net testant l'effet de la géométrie des réseaux hydrographiques sur la structure génétique des populations d'organismes d'eau douce.
Author: Léopold De Lavaissière de Verduzan
Author: Léopold De Lavaissière de Verduzan
Author: Eugène Ferrasse
Author: Denis Maréchal
Author: Jean Baptiste Pierre Antoine de Monet de Lamarck
Author: Johanna Mesquita
Author: 
Author: Elise Wiederkehr
Author: Nicolas Lhéritier
Author: Hugo Campbell
Author: Audrey Chaput-Bardy