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Bull. Fr. Pèche Piscic. (1989) 315 : 189 -210 — 189 —

TYPOLOGIE DES FACIES D'ECOULEMENT OU UNITES MORPHODYNAMIQUES

DES COURS D'EAU A HAUTE ENERGIE

J.R. MALAVOI

CEMAGREF (Cent re Na t i ona l d u Mact i ln isnne Agr i co le , d u G é n i e Rural, des Eaux et des Forêts )

Division Qua l i t é des Eaux, Pêche e t Pisciculture. LalDoratoIre d ' H y d r o é c o l o g l e Q u a n t i t a t i v e .

3, q u a i C h a u v e a u .

69336 LYON CEDEX 09.

e t

UBORATOIRE DE GEOGRAPHIE PHYSIQUE. D é p a r t e m e n t d e G é o g r a p h i e . Université LYON III.

Reçu le 18 décembre 1989 Received 18 December, 1989 Accepté le 27 décembre 1989 Accepted 27 December, 1989

RESUME

La m é t h o d e des m ic rohab i ta t s d é v e l o p p é e a u CEMAGREF d e LYON p e r m e t a c t u e l l e m e n t

d ' o b t e n i r u n e b o n n e I m a g e d e la c a p a c i t é d ' a c c u e i l d ' u n cours d ' e a u sa lmon l co le à Saimo trutta fario.

Elle consiste à coup le r sur une stat ion d ' é t u d e représenta t ive d ' u n e par t i e d u l inéa i re d e ce lu i c i , d ' u n e

par t un m o d è l e b io l og ique t radu isan t les relat ions en t re la p résence e t la dens i té re la t ive d ' u n s tade

d o n n é d ' u n e e s p è c e d e poisson ( ici la t ru i te ) e t les valeurs des trois var iab les physiques

caractér is t iques d e son h a b i t a t ( la p ro fondeur , la vitesse d u cou ran t e t la g r a n u l o m é t r i e du lit ),

d ' a u t r e par t un m o d è l e hyd rau l i que p e r m e t t a n t à part ir d ' u n e c a m p a g n e d e mesure , d e reconst i tuer

pour di f férents déb i t s , les valeurs des var iab les h y d r o d y n a m i q u e s retenues.

Pour sectoriser un cours d ' e a u , le t ype r e t choisir les stations qu i pe rmet t ron t d ' e n donner

u n e I m a g e f i ab le à u n m o i n d r e c o û t . Il est nécessa i re d e b i e n conna î t r e les d i f férents types d e fac iès

d ' é c o u l e m e n t q u e l 'on peut y rencontrer .

L ' ident i f i ca t ion d e ces uni tés se fe ra sur le ter ra in a u m o y e n d e critères simples te ls q u e la

hau teur d ' e a u , la vi tesse, la g ranu lomé t r i e , la f o r m e des profils e n travers et e n l o n g , la loca l isa t ion e t

le t r a c é e n p l a n . Elle sera si possible réal isée e n pé r i ode d ' é t i a g e m o y e n d e f a ç o n à observer des

cond i t i ons d ' é c o u l e m e n t var iées c e qu i n'est plus le cas lorsque le d é b i t a u g m e n t e e t "lisse" l a surface

l ibre ,

TYPOLOGY OF FLOW FEATURES OR MORPHODYNAMIC UNITS IN HIGH ENERGY STREAMS

. SUMMARY

The m ic rohab i t a t m e t h o d o l o g y d e v e l o p p e d b y t h e CEMAGREF ( LYON ) perml ts t o ob ta in a

c l ea r p ic ture of t h e hab i t a t sultabl i l ty of a t rout s t ream, It consists In l ink ing o n a s tudy r e a c h ,

représenta t ive of a longer par t of t h e s t ream, o n t h e o n e h a n d a b i o l o g i c a l m o d e l ref lect lng

connec t i ons be tv /een t h e p résence a n d t h e re la t ive dens l ty of a g i v e n s tage of d e v e l o p m e n t of a fish

specles ( here t h e b rown trout ) a n d t h e va lues of t h e th ree phys ica l var iab les cha rac te r i z i ng Its h a b i t a t

( t h e w a t e r d e p t h , t h e s t ream ve loc l ty a n d t h e séd imen t slze ), o n t h e o ther h a n d a n hydrau l l c m o d e l

a l l o w l n g w i th o n e survey, t o reconst l tu te for d i f férent d ischarges t h e va lues of t h e h y d r o d y n a m i c

var iab les .

To sector a s t ream, classify It a n d c h o o s e t h e study reaches w h i c h c o u l d g i v e o re l iab le

p i c tu re o f it, It is necessary t o h a v e a g o o d k n o w l e d g e o f t h e m o r p h o l o g i c a l feotures ( faciès) t ypes

llkely t o b e e n c o u n t e r e d .

The Iden t i f i ca t ion o f t hèse units wl l l t>e d o n e In t h e f le ld us ing s o m e s imp le cr l ter lo such as

w a t e r d e p t h , s t ream ve loc l ty , séd imen t size, cross sect ion s h a p e , l ong i t ud ina l prof i le a n d p lan v Iew.

ThIs w l l l be ca r r i ed ou t du r i ng l o w f l o w s tage In o rder t o obse rve t h e m o r e v a r l e d f l ow cond i t ions , w h i c h

Is not t h e c a s e w h e n t h e d i s c h a r g e Increases a n d smoothes t h e free w a t e r sur face.

Article available at http://www.kmae-journal.org or http://dx.doi.org/10.1051/kmae:1989003

Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 315 : 1 8 9 - 2 1 0 - 190 —

INTRODUCTION

Le CEMAGREF d e LYON d é v e l o p p e a c t u e l l e m e n t u n e m é t h o d o l o g i e inspirée d e ce l l e d e

BOVEE (1982) p e r m e t t a n t d e déc r i re e t d e modél lser r " h a b i t a f des c o m m u n a u t é s i ch tyo log iques des

é c o s y s t è m e s d ' e a u c o u r a n t e (FRAGNOUD. 1987, SOUCHON et a l . 1989, MALAVOI et SOUCHON. 1989).

C e t t e m é t h o d e vise à t e r m e la possibi l i té d 'es t ima t ion préc ise des stocks d e poissons d ' u n cours d ' e a u

o u d ' u n e po r t i on d e cours d ' e a u .

Dans un p remie r t e m p s , la recherche a é t é m e n é e sur des rivières d e m o n t a g n e o u d e

P i é m o n t carac té r i sées p a r u n p e u p l e m e n t sa lmon lco le à SaImo trutta fario. e spèce d o n t la p r é s e n c e e t

la d e n s i t é sont cond i t i onnées n o t a m m e n t par trois var iab les m o r p h o d y n a m i a u e s essentiel les : la

h a u t e u r d ' e a u , la vi tesse d u c o u r a n t e t la g ranu lomét r ie d u lit. A c h a q u e s tade d e sa v i e , la t ru i te

e f f e c t u e e n e f fe t , q u e l q u e soit le cours d ' e a u dans leque l e l le se t rouve , un cho i x d é p e n d a n t d e ces

trois p a r a m é t r e s pour exercer u n e f o n c t i o n phys io log ique c o m m e la nutr i t ion, la r e p r o d u c t i o n , le

repos,. .

A f in d e m ieux cerner l 'évo lu t ion a u cours d ' u n c y c l e hyd ro l og ique a n n u e l d e la " c a p a c i t é

d ' a c c u e i l " d ' u n cours d ' e a u pour u n e te l le espèce un p ro toco le d e mesure a é t é é labo ré . Il cons is te

d a n s u n p r e m i e r temps à choisir u n e s ta t ion d ' é t u d e représenta t ive d ' u n e c e r t a i n e p ropo r t i on d u

l i néa i re d u cours d ' e a u cons idé ré , puis à d é c o u p e r c e t t e s ta t ion e n fonc t i on des di f férents t ypes

d ' é c o u l e m e n t présents d e f a ç o n à e f fec tuer les mesures des trois var iab les sus-citées d a n s des

c o n d i t i o n s h o m o g è n e s .

Il a p p a r a î t d o n c Impo r tan t , d a n s l 'op t ique d ' u n e plus la rge ut i l isat ion d e la m é t h o d e

p r o p o s é e , d i t e m é t h o d e des "mlc rohab l ta ts " , de s tandard iser la t e rm ino log ie a p p l i c a b l e a u x fac iès

d ' é c o u l e m e n t rencontrés d a n s les cours d ' e a u à "hau te énerg ie " (pentes m o y e n n e s à fortes) a f i n d e les

Ident i f ie r f a c i l e m e n t e t d e choisir e t déc r i re a u mieux les stat ions d ' é t u d e .

A v a n t c e l a . Il est nécessa i re d e foire r a p i d e m e n t le po in t sur la t e c h n i q u e q u e nous

e m p l o y o n s p o u r "découper" un cours d ' e a u , à par t i r d e critères à la fois g é o m o r p h o l o g i q u e s e t

é c o l o g i q u e s , d e f a ç o n à le sectoriser sur des bases les plus ob jec t i ves possibles.

I. SECTORISATION MORPHO-ECOLOGIQUE

Le cours d ' e a u , en t i t é à pa r t ent ière, p e u t g é n é r a l e m e n t ê t re , que l l e q u e soit sa ta i l l e ,

s e c t i o n n é e n u n ce r ta i n n o m b r e d ' un i t és , déf inies à di f férents n i veaux d ' u n e c lass i f icat ion h ié ra rch isée

( f i g . l ).

1.1. NIVEAU TRONÇON

Il p e u t d ' a b o r d ê t re d iv isé e n TRONÇONS d o n t les l imites seront é tab l ies sur la b a s e d e

p a r a m é t r e s g é o l o g i q u e s , g é o m o r p h o l o g i q u e s , hydro log iques o u tou t autres se t radu isan t pa r d e net tes

m o d i f i c a t i o n s d e la m o r p h o l o g i e g é n é r a l e d e la rivière o u d e sa va l l ée .

( EX ; Passage d ' u n soc le cr istal l in à un t iossln séd imen ta i re , b rusque ar r ivée e n p l a i n e après

u n pa rcou rs m o n t a g n e u x , m o d i f i c a t i o n a n t h r o p l q u e sensible d e la phys ionomie g é n é r a l e d u cours

d ' e a u , d e sa v a l l é e o u d e son bassin versant , ou, c r i tè re le plus souvent uti l isé, a p p o r t h y d r o l o g i q u e

d ' u n a f f l u e n t Impor tan t , )

1.2. NIVEAU SEGMENT

C h a q u e t r o n ç o n p e u t ensu i te ê t re d é c o u p é e n SEGMENTS, caractér isés pa r u n e re la t i ve

h o m o g é n é i t é d e s fac iès o u séquences d e fac iès , ainsi q u e d e la m o r p h o l o g i e e n p l a n .

( EX : Segmen t m é a n d r i f o r m e à séquences RADIER/MOUILLE, segmen t rec t l l lgne à RAPIDES

etc, , , )

Un a u t r e cr i tère d e d é l i m i t a t i o n des segnnents f r é q u e m m e n t e m p l o y é est la largeur d u lit

m o y e n o r d i n a i r e ( non végé ta l l sé ), t xande a c t i v e d 'éros ion e t d e d é p ô t d e la c h a r g e so l ide, q u i Inf lue

p a r t i c u l i è r e m e n t sur la d y n a m i q u e d u s e g m e n t ( n o t a m m e n t e n f onc t i on des déb i ts ),

( EX : Segmen t à lit m o y e n supér ieur à 10 fols la largeur d u lit m ineur , s e g m e n t à lit m o y e n

c o n f o n d u a v e c le Ht m ineur e t c . ) .

C 'es t a u n i veau d u s e g m e n t q u e se fai t le c h o i x d e la s ta t ion d ' é t u d e .

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T R O N C O K 3 " ' " " " '

TRONÇON

FACIES

S E G M E N T

AMBIANCE

S E Q U E N C E

M I C R O - H A B I T A T

t

figure 1. : Sectorisation morphoécologique d'un cours d 'eou

figure 1. : Morphoecological sectoring of a stream

Bull. Fr. Pèche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 - 192 -

Après avo i r é v o q u é s u c c i n c t e m e n t les di f férentes éct ie l les possibles d ' o b s e r v a t i o n d ' u n cours

d ' e a u , nous a l lons d é v e l o p p e r plus f i n e m e n t u n e des not ions pr inc ipa les p e r m e t t a n t c e t t e c lass i f i ca t ion

t i i é ra rc t i l sée ;

LE FACIES D'ECOULEMENT OU UNITE MORPHODYNAMIQUE.

II. LES FACIES D'ECOULEMENT

O n a p p e l l e fac iès d ' é c o u l e m e n t o u unité m o r p t i o d y n a m l q u e , t o u t e por t ion d e cours d ' e a u

p r é s e n t a n t sur u n e c e r t a i n e longueur u n e phys ionomie g é n é r a l e t i o m o g è n e sur le p l a n des hauteurs

d ' e a u , des vitesses et d e la g ranu lomé t r i e .

La longueur des fac iès p e u t ê t re très var iab le , q u e l l e q u e soit la ta i l le d e la r iv ière; u n fac iès

"FOSSE DE DISSIPATION" pour ra fa i re q u e l q u e s m2. u n fac iès "RADIER à Pierres Grossières" q u e l q u e s

c e n t a i n e s , u n fac iès "RAPIDE à blocs" plus d ' u n mil l ier ( pour la n o m e n c l a t u r e des classes

g r a n u l o m é t r i q u e s , se référer à l a n o t e CEMAGREF (1988).

Le p r o b l è m e p r i nc ipa l c o n c e r n a n t la t ypo log ie des fac iès est d e savoir sur q u e l n i v e a u d e

d é b i t sera txasée la descr ip t ion . Il semb le e n effet é v i d e n t q u ' u n fac iès PLAT à PF observé à l ' é t l oge

a u r a u n e p h y s i o n o m i e t ou t à fa i t d i f fé ren te e n eaux m o y e n n e s .

1.3. NIVEAU SEQUENCE

Un s e g m e n t p e u t n 'ê t re représenté q u e par u n t y p e d e fac iès ( Segmen t à RAPIDES ); il l 'est

plus g é n é r a l e m e n t p a r u n e succession répé tée d e faciès q u e l 'on n o m m e SEQUENCE.

( EX ; S é q u e n c e RADIER/MOUILLE, séquence PLAT/RADIER/MOUILLE e t c . . )

1.4. NIVEAU FACIES

Natu re l l emen t c t i a q u e s é q u e n c e peut ê t re f r ac t i onnée e n FACIES D'ECOULEMENT o u UNITES

MORPHODYNAMIQUES d e tai l les très var iab les qui feront l 'objet d u d é v e l o p p e m e n t d e c e d o c u m e n t .

( EX : Faciès RADIER, fac iès PLAT, faciès CASCADE e t c . . )

* Pour af f iner la desc r i p t i on , certains faciès p e u v e n t e n c o r e ê t re subdivisés e n SOUS-

UNITES,(EX ; Tête d e RADIER à g r a n u l o m é t r i e grossière, q u e u e d e RADIER à g ranu lomét r i e plus f i ne ,

m i l i eu d e MOUILLE p résen tan t g é n é r a l e m e n t la p ro fondeur la plus forte etc..)

1.5. NIVEAU AMBIANCE

A c e n i v e a u d e desc r ip t i on c o m m e n c e n t à Intervenir des pa ramè t res plus é c o l o g i q u e s q u e

g é o m o r p t i o i o g i q u e s .

C 'est ainsi qu ' i l nous a semb lé Intéressant d ' In tégre r u n e éc t ie l l e in te rméd ia i re en t re le

f ac i ès e t l ' en t i t é su ivan te ( le m l c r o - h a b l t a t ), q u e nous n o m m o n s AMBIANCE MESOLOGIQUE, e t q u i

p e u t ê t r e c a r a c t é r i s é e p a r e x e m p l e , pa r la prox imi té d e d e u x é c o u l e m e n t s très di f férents ( r a p i d e et

len t I vo i r f i g . l ) qu i sont e n réal i té les condi t ions méso log iques q u e ressent v é r i t a b l e m e n t la

c o m m u n a u t é b i o t i q u e d u cours d ' e a u e t par t i cu l iè rement la f a u n e p isc ico le .

1.6. NIVEAU MICROHABITAT

Le dern ie r n i v e a u d ' o b s e r v a t i o n d u cours d ' e a u , le MICRO-HABITAT, peu t aussi ê t re c o n s i d é r é

c o m m e a y a n t u n e va leur a v a n t tou t é c o l o g i q u e .

Il est déf in i a c t u e l l e m e n t pa r la con jonc t i on d e trois var iab les ab lo t i ques adm ises c o m m e

p r imo rd i a l es p o u r le d é v e l o p p e m e n t d e la c o m m u n a u t é p isc ico le , e t sans d o u t e pour u n c e r t a i n

n o m b r e d ' a u t r e s c o m m u n a u t é s b io log iques ( invertébrés ben th i ques , v é g é t a u x a q u a t i q u e s e t c . . )

* la t iau teur d ' e a u

* la vitesse m o y e n n e d u c o u r a n t

* la g r a n u l o m é t r i e d u substrat

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Nous présenterons Ici les caractér is t iques pr inc ipa les des unités m o r p h o l o g i q u e s les plus

c o m m u n é m e n t rencontrées sur les cours d ' e a u à h a u t e éne rg ie e t à f o n d ca i l l ou teux .

Nous tâche rons , aussi souvent q u e possible, d e met t re e n I tal iques le t e r m e a n g l o s a x o n le

plus f r é q u e m m e n t utilisé pour caractér iser les di f férents fac iès (Hab i ta t Inventory C o m m i t t e e 1985 ).

C h a q u e observa teur pour ra , s'il désire af f iner sa desc r ip t ion , noter e n supp lément la

g ranu lomé t r i e m o y e n n e d u fac iès ( cf. no te p r é c é d e m m e n t c i tée) .

Il lui sera d e m ê m e possib le e n cas d 'hés i t a t i on en t re d e u x fac iès proches o u pour des

unités p résentan t des carac tér is t iques transitoires, d ' a c c o l e r le n o m d e d e u x fac iès e n no tan t e n

p remier ce lu i d o n t la zone e x a m i n é e se r a p p r o c h e le plus.

( EX ; un fac iès transi toire en t re u n RADIER e t un P L M sera n o m m é RADIER-PLAT, m ê m e

c h o s e pou r u n fac iès RAPIDE-CASCADE e t c . ) .

Il pourra en f in d a n s cer ta ins cas comp lexes c o m m e la p résence sur un m ê m e profi l

t ransversal d e d e u x fac iès di f férents ( p h é n o m è n e d û g é n é r a l e m e n t à un o b s t a c l e d isposé

l o n g i t u d i n a l e m e n t et p r o v o q u a n t u n e par t i t ion ne t te d e l ' é c o u l e m e n t ) j o i n d r e a u m o y e n d u signe - i-

le n o m des d e u x faciès e n ques t ion .

( EX ; u n e sec t ion d e cours d ' e a u c o m p o s é e e n rive d ro i te d ' u n P L M et e n rive g a u c h e d ' u n

CHENAL LOTIQUE sera c o d é e P L M + CHENAL LOTIQUE. l 'opéra teur p o u v a n t , s'il le désire, préciser la

largeur o c c u p é e par c h a c u n e des d e u x unités )

Nous avons pris le par t i d e choisir c o m m e d é b i t d e ca roc té r l sa t l on des faciès l 'é t lage

m o y e n ( par e x e m p l e le m o d u l e mensue l m é d i a n d e la p é r i o d e h y d r o l o g i q u e d ' é t i a g e ), l a raison

sous-Jacente é t a n t l ' hypo thèse selon l aque l l e les valeurs d ' h a b i t a t l im i tantes ( pour la t ru i te far io

n o t a m m e n t ) sont cel les co r respondan t a u x basses eaux .

Les g é o m o r p h o l o g u e s et les hydraul ic iens on t eux p lutôt t e n d a n c e à observer les rivières à

un déb i t re la t i vement é l e v é ( g é n é r a l e m e n t le d é b i t "à pleins bo rds ' ) cons idé ré c o m m e celu i

responsable d e la g e n è s e des formes majeures d u lit ( déb i t m o r p h o g é n e ).

Ce t te a p p r o c h e , pour in téressante q u ' e l l e soif, n e p e r m e t q u e l 'observa t ion d e s

p h é n o m è n e s d 'é ros ion les plus Impor tants et é v e n t u e l l e m e n t d u t ranspor t so l ide e n suspens ion; el le a

u n intérêt l imi té d a n s le c a d r e d ' u n e t y p o l o g i e q u e nous n o m m o n s ' m o r p h o - é c o l o g i q u e ' .

Il sera tou t d e m ê m e p ro f i t ab le , si c e l a est possible, d ' a v o i r u n e i m a g e d e l 'uni té o u d e la

s é q u e n c e e n ques t ion à u n d é b i t d i f férent d e ce lu i d e la descr ip t ion (s tade m o d u l a i r e a n n u e l p a r

e x e m p l e ) .

Un ce r ta i n n o m b r e d e critères on t é t é choisis pour d i f férenc ier les fac iès d e la f a ç o n la plus

ob jec t i ve .

Les trois p r inc ipaux , utilisés d 'a i l leurs pour l ' éva lua t ion des hab i ta ts a q u a t i q u e s ( éche l le d u

m ic ro -hab i ta t ) sont ;

* la hauteur d ' e a u m o y e n n e

* la vitesse m o y e n n e

* la g ranu lomé t r i e m o y e n n e

D'autres pa ramè t res p e u v e n t ê t re introduits pour af f iner la c lass i f i ca t ion :

* loca l isa t ion e t t r a c é e n p l a n

* f o rme d u prof i l e n travers

' f o rme d u prof i l e n l ong

* ex is tence d ' a l t e r n a n c e s d ' é c o u l e m e n t

* e t c . .

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2.1. FACIES ASSIMILABLES A DES MOUILLES

C e sont des zones carac tér isées par une forte t iau teur d ' e a u e t une fa ib le vitesse pa r

r a p p o r t a u reste d u s e g m e n t .

2.1.1. Genèse

Il s 'ag i t g é n é r a l e m e n t d 'a i res d e surcreusement, d 'é ros ion a c t i v e , dues à la c o n v e r g e n c e e n

c r u e d e s f lux hydr iques, l ' énerg ie c i n é t i q u e ainsi renforcée se d iss ipant d a n s l 'a f fou i l lement e t

l ' a r r a c h e m e n t des é l émen ts d u substrat.

C e sont d o n c des formes é labo rées à un s tade d e d é b i t é levé .

Deux modè les d e "MOUILLES" ne sont pas toujours liés à ces lois d ' a f f ou l l l emen t : les

MOUILLES A M O N T D'OBSTRUCTION et cer ta ins types d e CHENAUX LENTIQUES.

2.1.2. Caractéristiques physiques

* hauteurs d ' e a u b e a u c o u p plus fortes q u e la m o y e n n e d u t r o n ç o n

* vitesses très fa ib les vo i re p ra t i quemen t nulles e n basses eaux ( mais la t e n d a n c e s'Inverse

à par t i r d ' u n c e r t a i n seuil d e d é b i t , d ' o ù l 'a f foui l lement)

NB : Cer ta ines unités d e surcreusement, n o t a m m e n t sur des cours d ' e a u à for te p e n t e

a m é n a g é s a v e c d igues o u e n r o c h e m e n t s , présentent , m ê m e e n e a u x assez basses, un é c o u l e m e n t

l o t i q u e vo i r e hype r lo t i que .

Ces faciès q u e l 'on p e u t d i f f ic i lement d ' u n po in t d e v u e é c o l o g i q u e assimiler à des

MOUILLES seront c e p e n d a n t codés : MOUILLES LOTIQUES.

2.1.3 Tracé en plan, profils en travers, profils en long.

Ces unités m o r p h o l o g i q u e s p e u v e n t être observées e n di f férents po ints d ' u n cours d ' e a u ,

* Dans des rivières méand r i f o rmes ou sinueuses, les c o n v e r g e n c e s d e flux et les couran ts

s e c o n d a i r e s d a n s les c o n c a v i t é s des c o u d e s p rovoquen t le d é v e l o p p e m e n t des classiques ; MOUILLES

DE CONCAVITE (pooO (f lg.2).

Le prof i l en t ravers t y p i q u e m e n t d issymétr ique d e ces MOUILLES nous o b l i g e à y associer u n

f ac i ès c o n j o i n t à hau teur d ' e a u déc ro i ssan te vers l ' Intérieur d e la courtDe : le BANC DE CONVEXITE

(.point txjr). d o n t t ou t o u pa r t i e p e u t d 'a i l leurs être é m e r g é à l ' é t lage .

rJi4C£' EN PLAN PROFIL EN TRAVERS

figure 2. : Mouille de concavité et banc de convexité

figure 2, : Pool ond point bar

PROfJL EN LONC

Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 315 : 189 -210 — 195 —

• A l ' ava l d e seuils art i f ic iels, d e c t iu tes, d e c a s c a d e s o u d e gros e m b â c l e s , se produit

g é n é r a l e m e n t u n e a u g m e n t a t i o n des forces t ractr ices l iée a u x pertes d e c f i a r g e singulières e t

p r o v o q u a n t u n p t i é n o m è n e d ' a f f ou l l l emen t Ident ique.

Ces fac iès sont a p p e l é s FOSSES DE DISSIPATION (ou BAIGNOIRES d a n s le cas des CASCADES)

(jDlunge pool) (f lg.3).

figure 3. : Fosse d e dissipation

figure 3. : Plunge poo l

* Les obs tac les à l ' é c o u l e m e n t , d a n s les cours d ' e a u d i sposan t d ' u n e é n e r g i e suff isante,

p rovoquen t aussi l ' appar i t i on d e p h é n o m è n e s éroslfs.

Nous n o m m o n s les uni tés q u i e n résultent, d e ta i l l e souven t rédu i te , d e s FOSSES

D'AFFOUILLEMENT D'OBSTACLE ( backwater pool, scourpool) ( f lg.4).

figure 4. : Fosses d'affoulllement d'obstacle

figure 4. : Backwater pools or scour pools

* Sous cer ta ines cond i t i ons h y d r o d y n a m i q u e s ( obs tac les d e g r a n d e ta i l le émergés o u

immergés ) se d é v e l o p p e n t par fo is des é c o u l e m e n t s pa r t i cu l i è remen t érosifs q u i , a u n i v e a u d e s t)erges

n o t a m m e n t , p r o v o q u e n t la c r é a t i o n d 'un i tés proches des p r éc éden tes ma is g é n é r a l e m e n t plus vastes

q u e l 'on n o m m e ANSES D'EROSION ( alcove ) (f ig.5).

Les profondeurs sont souvent assez fortes e t les vitesses fa ib les o u nulles a v e c parfois u n

con t re couran t .

B A ^

\ \ \

) \

figure 5. : Anse d'érosion

figure 5. : Alcove

* A l ' a m o n t d ' obs tac les d e plus g r a n d e d i m e n s i o n , obs t ruant t o t a l e m e n t ou presque le lit

m ineur ( e m b â c l e s , seuils d e moul ins e tc . ) sur des t ronçons à p e n t e m o y e n n e o u fa ib le , l a hauteur

d ' e a u a u g m e n t e e t la p e n t e d e la l igne d ' é n e r g i e d i m i n u e n o t a b l e m e n t d u fai t d ' u n très n e t cont rô le

Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 - 196 —

a v a l . O n est alors e n p résence d ' u n e un i té de t y p e : MOUILLE AMONT D'OBSTACLE ( dammed pool )

( f lg.6) .

E M B A C L E OU A U T R E T Y P E D ' O B S T A C L E

f igure 6. : Mouille omonf d 'obstac le

figure 6. : D a m m e d pool

* Sur des cours d ' e a u à p e n t e m o y e n n e o u f a i b l e d e m o d è l e rec t i l igne o u

l é g è r e m e n t s inueux, o n observe f r é q u e m m e n t des fac iès d e g r a n d e longueur ressemblant a u

p r é c é d e n t e t a y a n t u n e o r ig ine assez p r o c h e , à savoir un t y p e d e con t rô le a v a l mo ins m a r q u é q u ' u n e

o b s t r u c t i o n c o m p l è t e d u lit ma is p resque aussi e f f i c a c e ( resserrement nature l o u ar t i f ic ie l , p o n t à

a r c h e s ét ro i tes etc. ) . Le prof i l e n t ravers est g é n é r a l e m e n t e n a u g e o u p e u d issymét r ique , les

p ro fondeu rs sont é levées e t les vitesses fa ib les ; o n par le alors d e CHENAL LENTIQUE ( les ang losaxons

n e s e m b l e n t pas faire d e d i f f é rence a v e c le faciès p r é c é d e n t ) (f ig.7).

f igure 7. : Chena l lentique

figure 7. : Lentic chonnel

NB : C e t e r m e p e u t ê t re aussi a p p l i q u é à certa ins fac iès rencontrés sur les rivières à fa ib le

p e n t e rect i f iées o u end iguées .

2.2. FACIES DE TYPE RADIER ( riffle )

O n Inscrira d a n s c e t t e c a t é g o r i e , les unités d e longueur fa ib le o u m o y e n n e ( 1 < < 5 fols la

l a rgeu r d u lit m ineu r ) situées d a n s u n e s é q u e n c e ( e x ; RADIER/MOUILLE DE CONCAVITE ) (f lg.8).

Les RADIERS sont g é n é r a l e m e n t b i e n marqués d a n s la t o p o g r a p h i e d u f o n d et p résentent

s o u v e n t u n e n e t t e rupture d e p e n t e à l ' a m o n t et à l ' ava l , la p e n t e m o y e n n e d u fac iès é t a n t toujours

n e t t e m e n t supér ieure à ce l l e d u reste d u s e g m e n L o u d e la s é q u e n c e .

SI le fac iès est l o n g , les ruptures d e pente p e u marquées e t la p e n t e m o y e n n e sens ib lement

I d e n t i q u e vo i re Infér ieure à la m o y e n n e d u segment o n pourra alors l 'assimiler à u n PLAT, m ê m e s'il est

s i tué d a n s u n e s é q u e n c e .

Les RADIERS sont, d e plus, très souvent disposés d e f a ç o n o b l i q u e d a n s le cours d ' e a u .

Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 315 : 189 -210 - 197

2.2 ] Genèse

Les RADIERS sont situés d o n s des zones d e d i v e r g e n c e d u c o u r a n t , e n g é n é r a l à la sortie d e

zones d e c o n v e r g e n c e ( ex : MOUILLES DE CONCAVITE ), les flux f iydr iques s 'é ta lan t , la p ro fondeur

d i m i n u e et les valeurs des forces t ractr ices c h u t e n t c o n s i d é r a b l e m e n t .

O n observe alors le d é p ô t des part icules a r rachées a u x zones d 'é ros ion e t t ransportées p a r

c h a r r i a g e , les é l émen ts les plus grossiers se d é p o s a n t e n t ô te .

Si à l ' é t i age c 'es t sur ces RADIERS q u e s 'obsen/ent les plus fortes vitesses, la t e n d a n c e

s'Inverse à part ir d ' u n c e r t a i n seuil d e déb i t ( e n c rue pa r e x e m p l e ) e t c 'es t à c e m o m e n t q u e se

produ i t le p h é n o m è n e d e d é p ô t .

2.2.2. Caractéristiques physiques

* Hauteurs d ' e a u fa ib les, les é léments les plus grossiers appa ra i ssan t a u ras d e l ' eau .

* Vitesses plus fortes q u e la m o y e n n e d u s e g m e n t ,

* G ranu lomé t r i e re la t i vement é t e n d u e selon le t y p e d e cours d ' e a u ; e l le est ca rac té r i sée p a r

la p résence e n t é t e d ' u n i t é , d e la f rac t ion la plus grossière d i spon ib le a u c h a r r i a g e , le d i a m è t r e des

é lémen ts d i m i n u a n t vers l ' ava l d u RADIER.

SI des fines sont parfois p iégées d a n s les Interstices d u substrat, elles ne f o r m e n t q u ' u n e

par t i e In f ime d e la courtse g ranu lomét r i que .

2.2.3. Tracé en p lan, profils en travers et profils en long

* Sur des cours d ' e a u méandr l fo rmes ou très s inueux, o n les t rouve dans les zones d ' In f lex ion

des courbures, là o u le cou ran t d i ve rge . Le prof i l e n travers est e n a u g e a v e c parfois u n t a l w e g

d ' é t i a g e . Le prof i l e n l ong est ca rac té r i sé par u n e rupture t o p o g r a p h i q u e assez net te .

* Sur des rivières a u x sinuosités moins m a r q u é e s , o n les t rouve aussi à l ' ava l d e zones d e

c o n v e r g e n c e . Si le fac iès d e v i e n t plus é t e n d u o n peu t alors passer a u t y p e PLAT.

figure 8. : Radier

figure S. : Riffle

2.3. FACIES DE TYPE PLAT ( run ou shoal)

Que lques not ions essentiel les sont à retenir pour l ' Ident i f i ca t ion d e c e t y p e d e fac iès :

- les hauteurs d ' e a u sont fa ib les e t très un i formes sur l ' ensemb le d e l 'uni té.

- les vitesses sont moyennes , elles aussi très un i formes.

- la g ranu lomé t r i e n e dépassan t pas la c lasse PG pour les é lémen ts les plus grossiers

est e n c o r e u n e fois e l le aussi tou t à fa i t un i forme.

- le prof i l e n l ong , très lissé, n e présente g é n é r a l e m e n t pas d e ruptures de p e n t e

m a r q u é e s a v e c les autres fac iès d e la s é q u e n c e mais p lu tô t u n c o n t a c t assez d o u x ; la p e n t e d e la

l igne d ' e a u est souvent pa ra l lè le à ce l le d u f o n d e t l ' é c o u l e m e n t est p r o c h e d u rég ime un i fo rme ( les

ang losaxons d is t inguent un t y p e d e PLAT à vitesses fa ib les a v e c p e u o u pas d e t u rbu lence d e sur face

qu ' i ls n o m m e n t glide. flat ou slick. O n peu t ainsi in t rodui re la no t i on d e PLAT LENTIQUE).

Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 - 198 -

2.3 .1 . Genèse .

Les PLATS se loca l isent le plus souvent d a n s des port ions rect i l ignes. Leur f o r m a t i o n est d u e à

l ' un i f o rm i té des vitesses d a n s u n lit m ineur ossez la rge , l iée essent ie l lement à l ' a b s e n c e o u a u fa ib le

d é v e l o p p e m e n t des couran ts seconda i res g é n é r a l e m e n t Induits par les courbures .

Uni formité des vitesses i m p l i q u a n t uni formité des forces t ract r ices, 11 n'y a pas v é r i t a b l e m e n t

d e p t i é n o m è n e d 'é ros ion d ' u n e par t i e d u faciès p a r rapport à une au t re , les pro fondeurs sont alors très

t i o m o g è n e s a ins i a u e la g ranu lomé t r i e .

O n p e u t cons idérer q u e le PLAT est plus une zone d e transit d e ma té r i aux q u e d 'é ros ion o u

d e d é p ô t .

2.3.2 Caractéristiques ptiysiques

* les pro fondeurs sont fa ib les , d a n s la p lupar t des cas Inférieures à d e u x fols le d i a m è t r e des

é l é m e n t s les plus grossiers d u substrat ( co r respondan t a u rég ime un i fo rme o n les n o m m e pro fondeurs

"normales" ) .

* les vitesses sont g é n é r a l e m e n t moyennes .

* la g r a n u l o m é t r i e est e l le aussi m o y e n n e , a l l an t d e CG à PG pour les plus gros é lémen ts .

2.3.3 Tracé en p lan , profils en travers et profils en long.

* Dans les cours d ' e a u méandr i fo rmes o u sinueux, o n observe le fac iès PLAT d a n s les

sec t ions rect i l ignes compr ises en t re d e u x méand res d e g r a n d e longueur d ' o n d e . Le c o n t a c t en t re le

PLAT e t l a MOUILLE est parfois m a r q u é p a r u n RADIER d e fa i b l e longueur.

* Dans les autres types d e cours d ' e a u , les PL^TS se rencont rent aussi d a n s des port ions

rec t i l i gnes , nature l les o u art i f ic iel les ( en rochemen ts p ro longés , e n d l g u e m e n t , rec t i f i ca t ion etc.) ( f lg.9) .

P O R T I O N R E C T I U G N E

S U R U N C O U R S D ' E A U U E A N D R I P O R M E

Z O N E E N D I G U E E

E N T R E D E U X F A C I E S R A P I D E

A A A

f igure 9. : Plot

figure 9. : Run or shoal

Lorsque la g r a n u l o m é t r i e grossière dev ien t supérieure à PG e t q u e la p e n t e a u g m e n t e , o n

a r r i ve p rog ress i vemen t a u fac iès su ivant : le RAPIDE.

2.4. FACIES DE TYPE RAPIDE ( Rapids )

Il est Impor tan t d e noter a v a n t t o u t e autre chose q u e c e t y p e d e fac iès p e u t présenter des

p h y s i o n o m i e s généra les tou t à fa i t d i f férentes e n fonc t ion d e la g ranu lomét r i e d u Ht ( f ig. 10).

2.4 .1 . G e n è s e

Dans les cours d ' e a u à for te énerg ie des réglons d e m o n t a g n e s o u d e co l l ines, la

g r a n u l o m é t r i e la plus grossière d i s p o n i b l e a u cha r r i age est souvent d u t y p e PG o u Bloc.

C e t t e g ranu lomé t r i e grossière, a l l i ée à u n e forte p e n t e sur des cours d ' e a u d e style

g é n é r a l e m e n t s inueux o u rec t i l i gne , p r o v o q u e le d é v e l o p p e m e n t d ' u n fac iès ca rac té r i sé pa r la

Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 3 1 5 : 189 -210 - 199 —

disposi t ion plus o u moins a léa to i re des é léments grossiers d u substrat et c e , sur une g r a n d e por t ion d u

l inéai re (parfois plusieurs ki lomètres).

NB : Dans cer ta ins cas et pour des raisons q u e l 'on c onna î t enco re assez m a l , ces é lémen ts

s ' a g e n c e n t d e f a ç o n plus o r d o n n é e sous la fo rme d e "bancs" d e blocs disposés pe r pend i c u l a i r emen t à

l ' é cou lemen t et q u e les ang lo-saxons n o m m e n t "transverse ribs". Ils sont souvent à l 'or ig ine d e l 'uni té

m o r p h o l o g i q u e q u e nous é tud ierons après ; le fac iès d e t y p e ESCALIER ( WHITTAKER 1987 ).

Le fac iès RAPIDE présente à u n e la rge éche l l e u n e phys ionomie assez h o m o g è n e a v e c d e

nombreuses zones d e remous carac tér isan t une for te d iss ipat ion d ' é n e r g i e .

A u n e é c h e l l e plus f ine, ce t t e d iss ipat ion d ' é n e r g i e s 'e f fec tue à part ir des pertes d e c h a r g e

p rovoquées pa r les é léments grossiers d u substrat f o rman t o b s t a c l e à l ' écou lement .

Mac ro tu rbu lences , Jets e t con t re -courants derr ière les gros é lémen ts sont les formes

d o m i n a n t e s d ' é c o u l e m e n t d e c e t y p e d e fac iès.

2.4.2. Caractéristiques physiques

* Hauteurs fa ib les à moyennes , les é l émen ts les plus grossiers protutsérants à la sur face d e

l ' eau p r o v o q u e n t u n e é c u m e b l a n c h e . Local isées derr ière les plus gros b locs, cer ta ines zones p e u v e n t

avo i r u n e p ro fondeur plus Impor tan te q u e la m o y e n n e d u fac iès , elles s ' appa ren ten t a lors à d e s

MICRO-FOSSES D'AFFOUILLEMENT D'OBSTACLE.

' Vitesses fortes sauf dons les con t re -couran ts sus-cités e t d a n s les zones c a l m e s d e bordure

o ù l ' eau s 'é ta le en t re les b locs (FLAQUES DE BORDURE; voir fac iès part icul iers.)

* G ranu lomé t r i e grossière toujours supér ieure à PG pour les plus gros é l émen ts ma is

ca rac té r i sée le plus souvent par des blocs. Derrière ces b locs sont régu l iè rement observées des zones

d e g r a n u l o m é t r i e plus f ine ( Graviers, Sables) dues a u x con t re -couran ts .

2.4.3. Tracé en p lan, profils en travers et profils en long

Ces unités se rencont rent sur les cours d ' e a u à for te p e n t e , tressés o u n o n , d o n s des

t ronçons sinueux o u rect i l ignes.

Le prof i l e n travers est g é n é r a l e m e n t e n a u g e , le profi l d e la l igne d ' e a u é t a n t q u a n t à lui

très Irréguller, toujours d u fa i t d e ces gros é lémen ts q u i Isolent parfois des cel lules d ' é c o u l e m e n t d a n s

le sens l ong i t ud ina l .

Le prof i l e n long est Irréguller aussi mais les ruptures d e p e n t e n e sont pas très m a r q u é e s ,

tou t o u moins pa r rappor t a u x deux fac iès suivants (hau teur d e c h u t e e n m o y e n n e infér ieure à 30 c m ) .

D E U X T Y P E S D E U l C A U S A T l O N D U N f A C l E S R A P I D E

C O U P S D ' E A U A U T U N I Q U E C O U R S D ' E A U E N T R E S S E S

figure 10. : Rapide

figure 10. : Rapids

Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 315 : 1 8 9 - 2 1 0 - 2 0 0 —

2.5. FACIES DE TYPE ESCAUER ( step pool )

Uni té i n te rméd ia i re en t re ie RAPIDE tel q u e déf in i ci-dessus et le fac iès CASCADE/BAIGNOIRE,

f r é q u e n t sur les cours d ' e a u à for te p e n t e rect i l ignes o u f a i b l e m e n t sinueux, il est ca rac té r i sé pa r ces

f a m e u s e s "rides transversales d e blocs" disposées p e r p e n d i c u l a i r e m e n t à l ' é c o u l e m e n t ( f ig . l 1).

2 .5 .1 . G e n è s e

Ces rides, d o n t la g e n è s e est e n c o r e m a l c o n n u e , on t pour ef fet d ' o c c a s i o n n e r des ruptures

d u prof i l e n l o n g assez m a r q u é e s d a n s la t opog rap t i l e .

O n suppose q u e c e t t e m o r p t i o l o g l e part icu l ière se const i tue à l ' occas ion d e fortes crues sous

u n é c o u l e m e n t pa r t i cu l i è rement tor rent ie l ( tumbling flow) ( WHITTAKER 1987 ); les b a n c s d e b locs sont

d o n c p a t i c u l l è r e m e n t stables sous des cond i t ions normales d ' é c o u l e m e n t . Ils p e u v e n t ê t re pris e n

c o m p t e d a n s les modè les numér iques sous forme d ' u n e succession d e seuils discrets.

Ces cassures répé tées , e s p a c é e s d e un à plusieurs mètres, d o n n e n t a u fac iès u n e a l lu re e n

m a r c h e s d ' e s c a l i e r a v e c a l t e r n a n c e d e zones assez p lanes e t d e pet i tes chutes ( 20 à 40 c m d e

h a u t e u r ) a u p i e d desquel les se d é v e l o p p e n t souvent d e plus o u moins larges e t p ro fondes FOSSES

D'AFFOUILLEMENT.

2.5.2. Caractéristiques physiques

* Hauteurs d ' e a u re l a t i vemen t fa ib les surtout sur la c rê te des rides ( hau teu r c r i t i que ), plus

for tes d a n s les fsetites fosses,

* Vitesses m o y e n n e s à fortes sur les rides, fa ib les à moyennes sur les secteurs In termédia i res .

* G ranu lomé t r i e ca rac té r i sée pa r les plus gros é léments a g e n c é s c o m m e nous l 'avons

p r é s e n t é , les aut res classes g ranu lomé t r i ques étant observab les sur le reste d u fac iès.

NB : Un t y p e par t icu l ier d'ESCALIER peut ê t re no té sur certa ins cours d ' e a u o ù la r oc he m è r e

a f f l eu re e n da l l es .

2.5.3. Tracé e n p lan , profils en travers et profils en long.

Le t r a c é e n p l a n est d o n c t y p é p a r ces b a n d e s transversales d ' é l é m e n t s grossiers.

Le prof i l en t ravers est r e l a t i vemen t symétr ique

Le prof i l en l o n g m o n t r e b i e n c e t t e a l t e r n a n c e d e zones p lanes o u surcreusées e t d e pet i tes

c h u t e s .

B D

P F T I T E F O S S E

P S E U D O - P L A T

f igure 1 1 . : Escolier/tosse

figure 11. : Step/pool

Lorsque les hauteurs d e c h u t e d e v i e n n e n t plus é levées e t les FOSSES DE DISSIPATION plus

p r o f o n d e s e t plus vastes, o n passe progress ivement a u m o d è l e suivant.

Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 315 : 189 -210 — 201

2.6. FACIES DE TYPE CASCADE ( Cascade )

2.6.1. Genèse

C'est a v a n t tout la g ranu lomét r ie q u i c o n d i t i o n n e l 'ex istence d e c e fac iès. Lorsqu'el le est

très grossière ( gros b locs, roctiers étxDulés ) l ' é cou lemen t subit d e f réquentes constr ic t ions ent re ces

é l émen ts et s 'en t rouve a c c é l é r é ( jets ). ces con t ra in tes se t radu isent aussi pa r la f o rma t i on d e ct iutes

souvent assez hau tes ( d e 4 0 c m à parfois plus d ' u n m è t r e ). l ' énerg ie a ins i a c c u m u l é e se l ibérant

d a n s les FOSSES DE DISSIPATION présentées e n 2 ,1 . ( f ig. 12).

Le fac iès CASCADE é t a n t souvent assoc ié à ce lu i d e FOSSE DE DISSIPATION, ces d e u x unités

p e u v e n t ê t re f r é q u e m m e n t c o m b i n é e s pour n ' e n former plus q u ' u n e : le fac iès CASCADE/BAIGNOIRE ( il

e n é ta i t un p e u d e m ê m e pour le fac iès ESCALIER q u i est souvent e n réal i té l ' a ssemb lage d e trois types

d ' é c o u l e m e n t di f férents ; RIDE/PETITE FOSSE/PSEUDO-PLAT ).

2.6.2. Caractéristiques physiques.

* Hauteurs d ' e a u fa ib les à m o y e n n e s sur les chu tes o u dans les goulets d ' é t r a n g l e m e n t ,

m o y e n n e s à fortes d a n s les BAIGNOIRES.

* Vitesses fortes sur les CASCADES, fa ib les o u nulles d a n s les FOSSES.

* Granu lomé t r i e très grossière e n m o y e n n e mais le d é p ô t d ' é l é m e n t s plus fins est possible

d a n s les BAIGNOIRES.

2.6.3. Tracé en plan, profils en travers et profils en long.

C e fac iès s© d é v e l o p p e g é n é r a l e m e n t d a n s des secteurs o ù la va l l ée s 'encaisse en t re des

falaises o u des talus d 'ébou l l s grossiers, le t r a c é e n p l a n p o u v a n t ê t re rect i l igne, sinueux, vo i re m ê m e

m é a n d r i f o r m e . Le prof i l e n travers est très Irrégulier sur les CASCADES p r o p r e m e n t d i tes . Il est e n U d a n s

les FOSSES DE DISSIPATION. Le profi l e n long se présente sous la fo rme d ' a l t e r n a n c e s d e zones d e

surcreusement e t d e zones protut)érantes. Les ruptures d e p e n t e sont très m a r q u é e s dons la

t o p o g r a p h i e ( p resque toujours supérieures à 40 o u 50 c m ).

figure 12. : Cascade

figure 12. : Cascade

P R O F I L EN T R A V E R S D E LA C A S C A D E

. P R O F I L E N T R A V E R S D E Ui B A I G N O I R E /

Bull. Fr. Pèche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 - 2 0 2 —

2.7. FACIES DE TYPE CHUTE ( chute )

2.7 .1 . G e n è s e

C e type d ' u n i t é p e u t ê t re observé sur les cours d ' e a u o ù la roc t ie m è r e a f f leure e t o ù d e s

a c c i d e n t s g é o l o g i q u e s o n t p r o v o q u é des cassures f ronversoles Impor tantes ( fai l les, f lexures e t c . . )

( f i g . 13).

O n s igna le aussi c e fac iès d a n s les rég lons v o l c a n i q u e s o ù la roche a f f leure sous f o r m e

d ' o r g u e s basa l t i ques d e plusieurs mètres d e haut ( ex : Versants d u p l a t e a u d e l 'Aubrac ).

Un a u t r e p h é n o m è n e p e u t e n c o r e être à l 'or ig ine d e c e t t e un i té m o r p h o d y n a m i q u e , il s 'ag i t

d e l 'é ros ion régressive r e m o n t a n t depu i s l 'aval d u cours d ' e a u et se t rouvan t b l o q u é e p a r u n

a f f l e u r e m e n t rocheux ( knickpoint ) q u ' e l l e af foul l lera j u s q u ' à c e q u e la rivière a i t re t rouvé u n prof i l

d ' é q u i l i b r e ( o u q u e la CHUTE recu le p a r e f f ond remen t d e la pa r t i e e n encor tae l lement q u i se

d é v e l o p p e par fo is l o rsqu 'une c o u c h e plus tendre est d é g a g é e sous la CHUTE e n r oc he d u r e ), Un

e x e m p l e d e kn ickpo in t p e u t ê t re a c t u e l l e m e n t obsen /é e n cours d ' évo lu t i on sur le Fier à l ' a va l d e

Thônes ( Hau te -Savo ie ).

D e m ê m e q u e le p r é c é d e n t , c e fac iès est hab i t ue l l emen t assoc ié à u n e FOSSE DE

DISSIPATION D'ENERGIE, e t est alors n o m m é CHUTE/BAIGNOIRE.

2.7.2. Caractéristiques physiques

* Les hauteurs sont fa ib les sur la CHUTE (hau teur c r i t ique ), très fortes d a n s la fosse ( la

p r o f o n d e u r é t a n t , en t re au t res , f o n c t i o n d e la hauteur d e c h u t e ).

* Les vitesses sont fortes sur la c r ê t e d e la CHUTE, très fa ib les o u nulles d a n s la fosse.

* La g r a n u l o m é t r i e est très v a r i a b l e depu is la roche mère j usqu ' au sab le parfois présent

d a n s l a fosse, se lon l a na tu re g é o l o g i q u e des terrains traversés,

2.7.3. Tracé e n p lan, profils e n travers et profils en long

Le t r a c é en p l a n n e p résen te pas d e par t icu lar i té Impor tan te .

Le prof i l en travers est très symét r ique sur la CHUTE e t e n U d a n s la BAIGNOIRE.

Le prof i l e n l ong est m a r q u é p a r une rupture t o p o g r a p h i q u e p o u v a n t a l ler d e 1 à plusieurs

mèt res .

B D I I

I I

P R O F I L EH T R A V E R S DE LA C R E T E D E C H U T E

A . / B

A C P R O F I L EN T R A V E R S D E U F O S S E

f igure 13. : Ctiute

f igure 13. : Chute

Bull. Fr. Pèche Piscic. (1989) 315 : 189 -210 — 2 0 3 -

2.a. FACIES DE TYPE CHENAL LOTIQUE

Nous avons cru nécessaire d e créer c e t t e c a t é g o r i e d e faciès d a n s la mesure o ù nous avons

f r é q u e m m e n t cons ta té l 'ex is tence d 'un i tés morp t i o l og iques a u x profondeurs et vitesses re la t i vement

fortes, e t c e sur un ce r ta i n n o m b r e d e types très di f férents d e cours d ' e a u . Un r a p p r o c t i e m e n t p e u t ê t re

fart a v e c le t y p e CHENAL LENTIQUE sus-décrit mais la par t icu lar i té d u fac iès présent est d ' ex t i i be r des

vitesses re la t i vemen t é levées m ô m e e n p é r i o d e d e basses e a u x (f ig. 14).

2.8.1. Genèse

Ces unités se rencon t ren t le plus souven t d a n s des t ronçons rect i l ignes o u f a i b l e m e n t sinueux

d e cours d ' e a u à p e n t e m o y e n n e à for te, o ù l ' absence d e courants secondai res impor tan ts n e pernnet

pas u n e d ivers i f i ca t ion des trois var iab les m o r p t i o d y n a m l q u e s pr inc ipa les.

En fai t c e t y p e d e fac iès pourra i t ê t re assimi lé à un PLAT q u i aura i t u n e for te t i au teu r d ' e a u ,

e t d 'a i l leurs , u n PLAT observé e n e a u x m o y e n n e s o u e n crue peu t ê t re , sans q u e c e soit u n e erreur,

n o t é CHENAL LOTIQUE.

2.8.2. Caractéristiques ptiyslques

* Hauteurs moyennes à fortes

* Vitesses moyennes à fortes

* Granu lomét r i e é t e n d u e d e C G à PG

2.8.3. Tracé en pion, profils en travers et profils en long

Le t r a c é e n p l a n est e n g é n é r a l rec t i l igne o u f a i b l e m e n t sinueux.

Le profi l e n travers est symét r ique a v e c c e p e n d a n t parfois u n t t i a l w e g d e surcreusement e n

son mi l ieu .

Le profi l e n long est lissé, la l igne d ' e a u é t a n t pa ra l l è le a u f o n d d u

figure 14. ; Chenal lotique

figure 14. : Lotie chonnel

2.9. FACIES DE TYPE EAU MORTE OU LONE (of f chonne / por)d)

2.9.1 . Genèse

Dans les rivières à p e n t e m o y e n n e d e m o d è l e m é a n d r i f o r m e . la d y n a m i q u e ac t i ve

d ' é r o s i o n - d é p ô t e t d e m ig ra t i on des formes p r o v o q u e souvent le r e c o u p e m e n t d e s sinuosités, les

c o u d e s a b a n d o n n é s fo rman t alors des bras plus o u moins reliés a u n o u v e a u lit ( pa r t i cu l i è rement p a r

l ' a va l ) e t a y a n t un f o n c t i o n n e m e n t m o r p t i o - é c o l o g i q u e part icul ier ( Ils sont g é n é r a l e m e n t à te rme

c o m p l è t e m e n t Isolés d u lit p r inc ipa l et s© ropp roc t i en t d e plus e n plus d 'écosys tèmes d © t y p e lacustre,

j u s q u ' a u t e r m e d© leur évo lu t ion q u i est c o m m u n é m e n t leur c o l m a t a g e c o m p l e t p a r l innonage d e

c rue . ) ( f ig . 15).

Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 - 2 0 4 —

2.9.2. Caractéristiques ptiyslques

* Hauteurs d ' e a u m o y e n n e s à fortes.

* Vitesses très fa ib les o u le plus souvent nulles,

* G ranu lomé t r i e d e l ' a n c i e n lit mois se r e m b l a y a n t p e u à p e u sous l ' appor t d e f ines e n

p é r i o d e d e c rue .

2.9.3. Tracé en plan, profils en travers et profils en long

figure 15. : Eau morte ou lône

figure 15. : Off channel p o n d

2.10. FACIES PARTICUUERS

Nous avons réuni d a n s c e p a r a g r a p h e les unités p e u f réquentes o u é t a n t dif f ici les à classer

d a n s u n o r d r e l og ique .

2.10.1. Les Bordures d e lit

Nous a v o n s pris le par t i d e considérer ces types d 'un i tés c o m m e des fac iès à pa r t en t iè re

d a n s la mesu re où Ils p résen ten t des caractér is t iques pt iys iques tout à fai t part icul ières e t o n t u n rôle

é c o l o g i q u e p r imo rd ia l pour cer ta ines espèces et ce r ta ins s tades d e d é v e l o p p e m e n t d ' é l é m e n t s d e la

c o m m u n a u t é b l o t i q u e .

O n c o n s t a t e d e plus q u e la p lupar t des types d e fac iès p r é c é d e m m e n t ana lysés ex t i l ben f ,

sur t o u t o u pa r t i e d e leur l inéa i re , sur l ' une ou les d e u x rives, les cond i t ions phys iques p e r m e t t a n t d e

dé f in i r le f ac iès BORDURE.

Ces cond i t i ons r e m a r q u a b l e s sont dues aux caractér is t iques d e l ' é cou lemen t le l o n g des

rives d ' u n cours d ' e a u , ce lu i -c i é t a n t f re iné pa r la macro - rugos i té des berges.

Dans les cours d ' e a u à g ranu lomét r ie grossière, ces zones d e bordures sont souvent t ypées

pOr u n é t a l e m e n t d e ' l ' e a u en t re les plus gros é l é m e n t s , les hauteurs et les vitesses é t a n t fa ib les , e n

t o u t c a s par rappor t à la m o y e n n e d u fac iès pr inc ipa l . La g ranu lomé t r i e est ce l l e d u fac iès p r i nc i pa l

ma is est souven t ca rac té r i sée p a r un léger dépô t d e f ines, favor isé p a r ces fa ib les vitesses.

Leur largeur est souvent propor t ionnel le à ce l le d u lit mou i l lé .

2.10.2. Les f laques d e bordure

Très proches d u fac iès p r é c é d e n t , elles s 'en d i f fé renc ien t pa r un plus l a rge é t a l e m e n t hors

d u Ht m i n e u r e t on t souven t pour o r i g ine des var ia t ions art i f iciel les o u naturel les d u n i v e a u d e l ' eau .

Elles p e u v e n t ê t re plus o u moins reliées a u c h e n a l p r i nc ipa l , les hauteurs d ' e a u é t a n t f o n c t i o n d e la

p r o f o n d e u r d e la dépress ion d e bordure .

Les vitesses sont h a b i t u e l l e m e n t nulles.

2.10.3. Zones d 'é ta lement

Dans cer ta ins secteurs à p e n t e fa ib le o u m o y e n n e . Il est possible q u ' e n p é r i o d e d ' é t i a g e les

vi tesses d e v i e n n e n t très fa ib les p r o v o q u a n t un é t a l e m e n t d e l ' e a u ; les hauteurs sont alors el les aussi

r e l a t i v e m e n t fa ib les e t l ' é c o u l e m e n t se fai t l en temen t en t re les é lémen ts d u substrat. Lorsque c e fac iès

3ull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 3 1 5 : 189 -210 - 205

:

du t r e s s a g e

fac i ès r a d i e r

f a c i è s chena l l o t i q u e

f a c i è s cascade /

b a i g n o i r e

f a c i è s zone d ' é t a l e m e n t

f a c i è s m o u i l l e amont

d ' e m b â c l e

f a c i è s chena l l o n c l q u e

embâc l e

f o s s e — d ' a f f o u i 1 1 c m c n t

d ' o b s t a c 1 e

Pont ( c o n t r ô l e a v a l

de l a l i g n e d ' e a u )

figure 16. : Exemple d e distribution spatiale des types d e faciès

figure 16. : Example of spaclal distribution of the morphodynamic units

f a c i C' s r a p i d e

taciès e s c a l i e r

f a c i è s m o u i l l e de c o n c a v i t é

banc de c o n v e x i t é

f a c i è s p l a t

ébou1ement de b l o c s et r o c h e r s

S .

l ône -

Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 - 206 -

est o b s e r v é e n p é r i o d e d ' e a u x m o y e n n e s . Il peut , selon la p e n t e d u f o n d e t la g ranu lomét r i e grossière

d u lit. ressembler soit à u n CHENAL LOTIQUE. soit à un RADIER o u m ê m e un RAPIDE.

Il s 'agi t , nous e n c o n v e n o n s , d ' u n fac iès assez f lou mais q u e l 'on peut rencont rer assez

s o u v e n t e t q u ' i l est d o n c i m p o r t a n t d e signaler.

CONCLUSION

Le présent d o c u m e n t cons t i tue un t a b l e a u é l é m e n t a i r e des dif férents types d e fac iès

d ' é c o u l e m e n t q u e l 'on peu t observer sur les cours d ' e a u à f o n d ca i l l ou teux , la f igure 16 p résen tée c i

dessus d o n n a n t un e x e m p l e s o m m a i r e d e leur d is t r ibut ion spa t i a l e éven tue l l e .

fv lême si c e t t e liste n'est pas c o m p l è t e m e n t ex t iaus t i ve , nous pensons avo i r s igna lé les

un i tés les plus f r é q u e m m e n t rencont rées e t il doi t ê t re possible à présent pour t o u t e pe rsonne dés i ran t

t y p e r , sector iser ou t o u t s i m p l e m e n t décr i re un cours d ' e a u o u u n e por t ion d e cours d ' e a u d e le fa i re

sur d e s bases re la t i vemen t ob jec t i ves .

Un des p r o b l è m e s p r i nc i paux q u i subsistent o u t e r m e d e c e t t e a n a l y s e t y p o l o g i q u e est ce lu i

c o n c e r n a n t les fac iès transitoires o u hybr ides.

Ainsi q u e nous l 'avons s igna lé dans no t re In t roduc t ion , la seule solut ion q u e nous p o u v o n s

p ropose r pou r le résoudre e n pa r t i e , consiste à a c c o l e r e n cas d ' hés i t a t i on le n o m des d e u x fac iès

d o u t e u x , e n p l a ç a n t e n t ê t e ce lu i d o n t l 'uni té observée se r a p p r o c h e le plus.

Nous t rava i l lons a c t u e l l e m e n t à u n e ex tens ion d e c e t t e t y po l og i e des uni tés

m o r p h o d y n a m i q u e s a u x autres t ypes d e cours d ' e a u ( n o t a m m e n t ceux à fa ib le éne rg ie e t à fonds

s a b l e u x o u g r a v e l e u x ) a ins i q u ' a u x rivières d e plus g r a n d e s d imens ions qu i p résentent souvent sur u n e

m ê m e sec t i on des t ypes d ' é c o u l e m e n t très di f férenciés.

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Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 315 : 1 8 9 - 2 1 0 - 207 -

Photo î : Séquence chenol lentique,

f«îisr,mo«ll« ds concovié

Photo 2 : Sé^UW

Fhoto 9 : Séqyenc« mûM, chenol iwitlque Ptiofo 4 : Faciès banc ds convexté, moullte de comcawlté

Photo s ; Foclès foîs©$ tfattoyilteinent

d'obstacle

Photo 6 . Pactes fosses d'affouiiemen*

tfobstacle

Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 315 : 1 8 9 - 2 1 0 - 2 0 8 —

Photo 7 : Faciès Intermédlolre entre un

plat et un r a d i e r . Il est

c o d é plat-rodier.

Photo 8 : Faciès plat dans un segment

end igué

Photo 9 : Faciès plot Photo 10: Faciès rapide

Photo 11: Faciès rap ide Photo 12: Faciès rapide

Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 — 209 —

Photo 13: Fociè» ^f©nfl«ll«in«it ropMs

ol»«wé m tfè$ bas»s «oux

Photo 14: Faciès escalter

Photo 1S: Fades esceliw Photo 16: Faciès cascode

Photo 17; Faciès chyt© et tosm de potion

'Photo 1«: Foclès ctiute et fosse d e dissipation

Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 — 210 —

Photo 19: Fociès chena l lotique Photo 20: Faciès chenal lotique

Photo 2 1 : Faciès chena l lotique Photo 22: Faciès rap ide et a u premier p lan

faciès f laque d e kxirdure

Photo 23: Séquence radier/moull le observée

e n très basses e a u x

Photo 24: Faciès hybride q u e l'on pourrait

coder zone d'étalement