Processus Fluviaux et de Versant

Les rivières et les versants sont les principaux sculpteurs de la plupart des paysages, l'eau et la gravité transportant les matériaux altérés des pentes vers les chenaux et creusant des vallées au fil du temps.

Definition

Les processus fluviaux désignent les actions de l'eau courante d'érosion, de transport et de dépôt de sédiments dans les chenaux et les plaines inondables, tandis que les processus de versant sont les actions d'altération, de reptation (creep) et de mouvements de masse qui déplacent les matériaux le long des pentes vers ces chenaux.

Scope

Ce sujet couvre les processus qui façonnent les versants et les systèmes fluviaux : l'altération et les mouvements de masse sur les versants, la mécanique de l'écoulement de l'eau et du transport des sédiments dans les chenaux, la formation des vallées et des réseaux de drainage, ainsi que le concept de profil d'équilibre (grade). Il constitue le cœur de la géomorphologie dynamique dans les paysages humides et la plupart des paysages tempérés.

Core questions

• Comment les rivières érodent-elles, transportent-elles les sédiments et façonnent-elles leurs chenaux et leurs vallées ?
• Quels processus déplacent les matériaux le long des versants ?
• Comment les versants et les chenaux s'ajustent-ils vers l'équilibre, ou le profil d'équilibre (grade) ?

Key theories

Rivières à profil d'équilibre (graded river) et équilibre dynamique

Gilbert a soutenu que les rivières et les versants tendent vers un état d'équilibre (graded condition) où la forme s'ajuste de manière à ce que l'apport sédimentaire et la capacité de transport soient équilibrés, une première formulation de l'équilibre dynamique dans les paysages.

Géométrie hydraulique des rivières

Leopold et ses collègues ont montré que la largeur, la profondeur et la vitesse des chenaux varient de manière régulière et prévisible en fonction du débit, établissant des relations quantitatives qui sous-tendent la géomorphologie fluviale moderne.

Mechanisms

Sur les versants, l'altération désagrège la roche et le sol qui se déplacent vers l'aval par reptation (creep), ruissellement de surface et mouvements de masse tels que les glissements de terrain et les coulées de débris. Ces matériaux atteignent les chenaux où l'eau courante les entraîne et les transporte sous forme de charge de fond, de charge en suspension et de charge dissoute, érodant le chenal et construisant des plaines inondables. Les chenaux ajustent leur géométrie en fonction du débit et de l'apport sédimentaire, tendant vers un profil d'équilibre (profil de grade) en équilibre dynamique.

Clinical relevance

La compréhension des processus fluviaux et de versant est essentielle pour la gestion des risques d'inondation et de glissement de terrain, la conception de chenaux et d'infrastructures stables, le contrôle de l'érosion et de l'envasement des réservoirs, ainsi que la restauration des rivières et des bassins versants.

History

Les études de Gilbert au XIXe siècle dans l'Ouest américain ont jeté les bases mécaniques de la géomorphologie fluviale et de versant. Au milieu du XXe siècle, Leopold, Wolman et Miller ont établi la géométrie hydraulique quantitative, orientant résolument le domaine vers une science basée sur les processus et mesurable.

Key figures

• Grove Karl Gilbert
• Luna Leopold
• M. Gordon Wolman

Seminal works

• gilbert1877
• leopold1964

Frequently asked questions

Que signifie pour une rivière d'être à profil d'équilibre (graded) ?

Une rivière à profil d'équilibre (graded river) est une rivière dont la pente et la forme du chenal se sont ajustées de manière à ce que, au fil du temps, elle puisse juste transporter les sédiments qui lui sont apportés ; elle est en équilibre dynamique où l'érosion et la sédimentation sont équilibrées.