Les milieux fluviatiles et les cônes de déjection

Les milieux

fluviatiles Et

Les cnes de djection

Ralis par : Ali Limoune

Chaymae Jroundi

Jihane Khamlich

Groupe 5

Introduction Pour parler des fleuve ainsi que des cnes de djection il faut tout

s'abord parler des phnomne qui accompagnons la formation des c'est

dernier et aussi les fonction qui les assures tel que lrosion et le

transport pour arriv vers la fin a parl des cnes de djection comme

milieu de dpt

Lrosion correspond a lenlvement de ces produits daltration des zones daltration active

Le transport est leur mouvement vers les zones de dpt ,Les agents mtorique daltration sont

1) La temprature

2) La glace

3) Laire

4) Leau

suivant prcdent accueil


Le

au

- Lapis -

Lapis sur les ctes de Saint

Domingue

Un lapis est une forme de

surface du model karstique. Il

s'agit d'une surface de roches

calcaires (ou dolomitiques)

creuse par dissolution de trous,

de cannelures ou de rigoles,

larges de 1 cm 1 m, spares

par des lames tranchantes.

- Dissolution dans du gypse -

Le gypse (CaSO4, 2H2O) est une

roche exogne, une vaporite,

relativement soluble dans l'eau.

Dans les zones montagneuses, sa

dissolution cre des reliefs

particuliers sous forme

"d'entonnoirs". L'eau, la neige

s'accumulent dans de petites

dpressions o la dissolution

s'opre, donnant des paysages

caractristiques suivant prcdent accueil

Erosion Processus physico-chimiques

Mobilisation intempries:

des matriaux par glifraction, ruisselement

Influence du climat: temprature, prcipitations, altration

Apport des systmes non fluviatiles: glaciers, vent, glissements


Erosion par les rivires Dissolution

Action hydraulique Abrasion


Arrachement (plucking)

Combinaison de la contrainte de cisaillement basal et de limpact de blocs/galets

Exemple de galets arrondis bloqus dans des fissures


Abrasion

Frottement hydrodynamique Formation de cavits Amplification par galets Cration de face soumises larrachement


Marmites de gants


Processus de transport sur les Versants

Les processus de transport sur les versants sont dclenchs essentiellement par la gravit

on distingue les modes de dplacement par lment et les mouvement de masse

1.Modes de Dplacement par

lments

a. les chutes de pierres dune paroi rocheuse

Les chute de pierres qui tombent sont frquemment de

petite taille la chute des gros blocs est rare

Consquence La chute des pierres, tombes individuellement et

accumules au mme endroit , forment les boulis qui

tapissent souvent la base des falaises les plus gros

lment entraines par leur poids , vont plus loin que les

petite et lboulis prsente ainsi un granoclassement

inverse les chutes de pierres constituent un danger suivant prcdent accueil

2. Mouvement de masse

Ce phnomne se distingue des prcdents par lintervention systmatique de leau

Ou de glace comme lubrifiants , ce qui permet des glissement sur des pentes faible

a. Glissement de terrain Favoris par

- la pente

-la nature plastique du matriau (argile, gypse)

-la teneur en eau

b. solifluxions


II. Le vent

Le vent constitue un facteur important drosion et de transport des sdiments

La surface de la plante il est particulirement actif dans les rgions sches o

La vgtation est quasi-absente, comme les dserts


III. Les cours Deau

La destin de leau de pluie est triple : une partie sinfiltre , une autre partie

Ruisselle et une dernire svapore

1.Les cours Deau

a. Notion dhydrodynamique

Dbit liquide : volume deau traversant la section du

cours deau par lunit de temps

Dbit solide : quantit de matriel qui traverse la section du cours deau par unit de temps

Capacit : dbit solide maximum que peut transporter un cours deau , en un point donn , par unit de surface et

de temps

Comptence : possibilit pour un cours deau dentrainement un matriau de poids maximum

compatible avec sa vitesse


b. type dcoulement

Ecoulement laminaire : coulement stratifi sans brassage des

particule du fluide ,sans pulsation de vitesse cest un

mouvement de traches mince et parallles qui sentrainent par

frottement visqueux

Ecoulement turbulent : le fluide se dplace dans tout les sens Ecoulement par chutes: jets deau aim dune grand vitesse

C. Le transport fluviatile

Une cours deau est la fois un agent drosion , qui une son lit et

agent de sdimentation qui dpose des alluvions dabs sont lit .

Dans un cas comme dans lautre , cela nest possible que si le cours

deau peut transporter les produit de la mtorisation des roches .

Quil sagisse dun ruisseau ou dun fleuve on parle de transport

fluviatile le transport en solution est le transport des ions et des

autre substance soluble librs par laltration chimique des roche

. Il ne dpend que du dbit du cours deau .


Milieu fluviatile Dominant en rgions tempres Dominant en interglaciaire Prsent

en priphrie dautre

environnements: glaciaire, lacustre, volcanique, tectonique... Marqueurs de la dformation tectonique

Associ de nombreux alas: inondations, glissements, liqufaction

Diagramme de Hjulstrm

Dpt Origine: Chute de lnergie de transport Lieu:

Ruptures de pente Plaines alluviales

Galets grossiers: crue

Sable: fin de crue

Galets grossiers: crue


Classification des rivires

Church, 2006 suivant prcdent accueil

Sinuosit

= 600/400 = 1.5


Classification des rivires

(Rosgen, 1994)

A

B

C

D E F G suivant prcdent accueil

Le systme fluviatile Bassin versant

(rosion)

Canal de rivire (transfert)

Plaine alluviale (dpt)


Le bassin versant


Ordre des segments de rivire

Horton Strahler Est d'ordre x +

Shreve Tout cours d'eau sans

tout un

est

1 tout rivire affluent est d'ordre 1, tronon de

cours affluent

d'eau ayant form par la runion de d'ordre x deux cours d'eau

d'ordre x + 1, et garde cet d'ordre x. ordre sur toute sa longueur.


Nature fractale du rseau


Nature fractale du rseau

gnratrice

itration


Aire draine

Proprits topologiques / Taux de bifurcation: (~ 3) +1

+1/ Longueurs de rivires: =

+1/ Aire draine: =

Densit de drainage:


Langueur de

rivire

Densit de drainage Vitesse dcoulement pente


(rosion)

Canal de rivire (transport)



Auto-similarit


Incision Indicateur du

potentiel de crue

Diminue avec la distance au BV

Variation rapide indique un forage externe


Profil de La pente diminue vers laval

Forme gnralement concave

Fraction dominante dpend de la pente

Des facteurs externes

rivire

peuvent modifier le profil avant retour lquilibre


Variations du niveau de base Origine: climatique, tectonique, anthropique

Rponse: aggradation, diffusion

Retour au profil concave


Ajustement du canal

L/P = 0.5 S = 2.5 L/P = 28

S = 1.8 L/P = 5 S = 1.3 L/P = 40

S = 1.7 suivant prcdent accueil

Migration des points dinflexion Origine climatique, tectonique ou lithologique


Migration des points dinflexion


Recul des chutes du Niagara

Deux chutes principales

Vitesse de retrait de 1

m/an sur lHolocne

Idem sur la priode historique


Incision Variation du niveau de base

Origine climatique (baisse du nveau des mers), tectonique (surrection rgionale)

Relative au niveau local

Enregistre par la gomorphologie (surfaces abandonnes)


Incision



(rosion)

Canal de rivire (transfert)



La plaine alluviale Concentration des activits

humaines: habitation, agriculture, industrie

Aquifres

Accumulation des prcipitations Facilement et frquemment

inondable


Origines Origine et dimensions contrles par:

La Le

tectonique niveau des mers

Cte de Japon

Honshu,

Corne dor, Turquie


(< 1) Pente trs faible Sdiments principalement fins (sables, silts et argiles) avec passages plus grossiers (crues)

Changement de gomtrie du canal de rivire


- comme pour les cnes alluviaux, relief jeune. Les rseaux anastomoss sont localiss dans la partie amont du systme fluviatile;

- facis: corps sablo-graveleux allongs, relativement rectilignes, passant latralement aux dpts plus fins de la plaine alluviale. Au sein de ce corps, les facis sableux et sablo-graveleux sont dominants.

Contrairement aux systmes fluviatiles mandres, silts et boues sont rares. Les stratifications entrecroises en festons et en auges ("trough cross stratification") et les stratifications planes (vitesse de courant maximale) sont communes. Peu ou pas de fossiles, hormis des traces de plantes.


- squences relativement courtes et amalgames: c'est une consquence du caractre phmre des chenaux; la squence complte est la suivante : gravier (="lag deposit"), chenal (stratification en auges), ventuellement bancs sableux (stratification incline), sables boueux avec traces de racines (squence de type "fining upward").


- les rivires mandres sont localises dans la partie basse des cratons. Elles sont entoures de vastes plaines d'inondation sdiments laminaires fins;

squence classique de remplissage

d'un chenal (temps t1, t2, t3 et t4).


Sable en beige, argile et silt en vert,

tourbe en gris et palosols en rouge

- facis: proches des systmes anastomoss avec cependant une proportion beaucoup plus importante de sdiments fin, des squences mieux dveloppes et surtout des lobes de mandre. Des lacs (mandres abandonnes) sont frquent de mme que tout le cortge des phnomnes de pdogense dans la plaine alluviale.


Les bassins sdimentaires: volution

C. Evolution des bassins : contenant / contenu

Classification / grands types de bassins Vision statiques des bassins

Il s'agit ici de montrer que les bassins Entits dynamiques

(perptuelle volution au cours des temps gologiques)

volution spatio-temporelle du :

Contenant (socle du bassin)

Contenu (remplissage sdimentaire)


Les bassins sdimentaires: volution

C. Evolution des bassins : contenant

Evolution de la morphologie du "contenant" vers un nouveau type de bassin est contrle par

l'volution des conditions godynamiques dans le temps.

Evolution godynamique des bassins

Le passage d'un type de bassin vers un autre peut se faire dans 2 contextes diffrents :

(1) Contraintes et contexte godynamique ne changent pas.

(2) Contraintes et contexte godynamique changent compltement.


I. Les bassins sdimentaires: volution

C. Evolution des bassins : contenant

Evolution des bassins sdimentaires / cycles orogniques ( "cycle Wilson")

Dchirure

continentale

Divergence

Ocanisation

Convergence

Subduction

Collision

Orognse / rosion reliefs

Equilibrage thermique

Erosion continentale

Bassin de rift

Marge passive

Bassin ocanique

Bassin avant et arrire arc Bassin flexural

Bassin cratonique



C. Evolution des bassins : cnes de

djection

EX

TE

NS

ION

Exemple: volution du paysage de trois cnes

de djection au cours du XXesicle. Les lignes

en noir et blanc sur laquarelle de 1895

reprsentent la limite de la bande active.



C. Evolution des bassins : contenu (remplissage du bassin)

Variations des apports sdimentaires : Enregistrement

Enregistrement des variations de la nature des apports sdimentaire :

Dtritique terrigne

(siliceuse, argileuse, )

Carbonate

(chimique et biochimique)

Type de

sdimentation

Environnement

de dpts

Marin littoral / Nritique

Marin profond

Facis sdimentaires

Interprtation en termes

de

paloenvironnements

(environnements de

dpts, climats, source

des apports,

mcanismes de dpt,

)

Continentale (fluviatile, lacustre, )

Evolution des sdiments

aprs sdimentation DIAGENESE

(compaction, cimentation, dissolution/recristallisation)


un chenal

plusieurs chenaux

indice de sinuosit

faible (>1.5)

DROIT EN TRESSE

indice de sinuosit

fort (>1,5)

MEANDRIFORME ANASTOMOSE

Les rivires sont surtout des agents de transport. Elles dposent nanmoins aux endroits o

la vitesse diminue, c'est dire le long de leur cours et finalement leur embouchure o

peuvent s'ajouter des phnomnes de floculation des argiles et de prcipitation de corps en

solution. 4.1 Les rseaux fluviatiles

Les formes d'accumulation dpendent des caractres du rseau fluviatile qui sont l'indice

de sinuosit et le nombre de chenaux. L'indice de sinuosit est exprim par le rapport de la

distance entre deux points parcourue au fond du chenal sur celle parcourue en ligne droite.

Un chenal rectiligne a un coefficient de sinuosit gal 1. Quatre grands types de rseaux

sont distingus:

types de rseaux fluviatiles


Le type de rseau dpend essentiellement de la pente, de la charge transporte, de la stabilit des rives (rle stabilisant de la vgtation). Tous les intermdiaires existent.

Une mme rivire change de type de sa source son embouchure. Le rseau est

gnralement en tresse en amont et mandres en aval. Les rseaux droits sont

rares. Les rseaux anastomoss sont observs dans les zones subsidences de climat

humide. Les rseaux en tresse et mandriformes sont les plus frquents.

Une rivire dpose dans son ou ses chenaux formant son lit mineur des amas de galets et sables appels barres. Lors des crues, elle envahit sa plaine d'inondation et

y dpose des matriaux gnralement plus fins , les limons, contenant une forte

proportion d'argile.

principaux types de barres fluviatiles; (1) chenal droit; (2) chenaux en tresse; (3) mandres.


Elle se fait sous forme de barres longitudinales qui sparent les chenaux. Ces barres deviennent obliques (transversales) dans les courbes; elles sont mobiles et s'accroissent dans le sens du courant ("accrtion longitudinale"), leur forme dpend de la charge et du dbit. Elles sont constitues de galets imbriqus qui tombent en avalanche en aval, de graviers, de sable litage entrecrois. Elles sont souvent ravines par le dplacement des chenaux

Deux coupes dans des dpts de rivires en tresse:

les sables correspondent aux barres longitudinales,

les galets sont des remplissages de chenaux qui

rodent les barres sous-jacentes. suivant prcdent accueil

Les rivires en tresse sont rapides; on les trouve dans les rgions de montagne; leur

dpts ressemble beaucoup ceux des

cnes torrentiels. De nombreux dpts

molassiques anciens sont ceux de rseaux

en tresse: cailloutis du facis Buntsandstein

des Vosges (Trias), cailloutis du plateau de

Valensole, du Lannemezan (Tertiaire).


La sdimentation se fait sur la rive convexe sous forme d'une barre de mandre. La barre s'accroit latralement en mme

temps que la migration du mandre (accrtion latrale). Elle

est constitue de sable dispos en litage oblique de grande

taille (litage epsilon). Le fond du chenal est pav de galets

(Channel lag). Le chenal est bord par des leves qui le

sparent de la plaine d'inondation couverte de dpts fins.

Si une leve est creve pendant une crue, des sables se

rpandent dans la plaine d'inondation sous forme d'un

microdelta de crevasse (crevasse splay). Les squences de

rivires mandre sont positives: elles dbutent par un

pavage de galets et se terminent par des limons de plaine

d'inondation montrant des traces de sols et de vgtation.


Les dpts de plaine d'inondation

sont forms de limons et d'argiles. Ils

renferment des lentilles

dcamtriques de sable et de galets

qui correspondent la divagation

des chenaux mandriformes. Les

sols de vgtation sont nombreux

limons de plaine d'inondation; les

lentilles sableuses correspondent aux

positions successives des chenaux


squence de dpt d'une rivire

mandres.


Squences fluviatiles dans un dpt ancien.


Les chenaux anastomoss divaguent peu dans la plaine alluviale qui est frquemment inonde; elle est couverte de marcage; la vgtation est abondante. La vitesse de l'eau est faible, les sdiments sont fins et riches en matire organique. Les remplissage de chenaux se distinguent par des galets et des graviers formant des corps accrtion verticale (rle de la subsidence).

Sdimentation d'une rivire anastomose. Les berges sont stabilises

par la vgtation et les chenaux se dplacent peu; ils dposent des

graviers en barres aggradation verticale. La plaine d'inondation est

trs humide; il s'y dpose des limons, des vases et de la tourbe. suivant prcdent accueil

Aprs diagnse, les sdiments fluviatiles donnent des conglomrats, grs, siltites et argilites. De nombreuses sries anciennes sont constitues par ces facis: sont-elles pour autant d'origine fluviatiles? Les dpts littoraux prsentent les mmes facis. Les galets sont uss et aplatis; on admet nanmoins que leur aplatissement est moins grand que dans le cas des galets littoraux. Les sables sont mal ou bien classs, selon la longueur du transport; les grains sont peu uss ou anguleux et montrent des traces de chocs. La proportion d'argile est toujours notable. Les conglomrats et les grs contiennent une fraction de matrice. Les siltites et argilites prsentent souvent des horizons de palosols avec des traces de racines, parfois sous forme de crotes calcaires (calcrtes). Les facis sont disposs verticalement en enchainement qui constitue une squence. Les squences fluviatiles sont gnralement grano-dcroissantes (elles sont dites positives), avec un niveau de galets la base et des limons au sommet. Parmi les structures sdimentaires, on trouve en particulier des rides lingodes (en forme de langue) et des grands litages obliques quand le rseau est mandriforme. Les structures orientes (litage oblique, imbrications) montrent un courant en moyenne unidirectionnel. Les fossiles sont gnralement absents; on observe seulement des traces d'activit organique dans les limons (terriers, racines). Les grandes formations grseuses du Dvonien et du Trias d'Europe (Vieux et Nouveaux Grs Rouges) sont des dpts fluviatiles de rseaux en tresse ou mandres. L'alternance des priodes d'rosion et de sdimentation dans l'histoire d'une rivire produit des niveaux fluviatiles tags ou emboits appels terrasse


Deux types de disposition de terrasses fluviatiles


RSUM : Parmi les formes d'accumulation issues de l'rosion, cnes d'boulis, cnes de djection, glacis et

pimonts sont souvent confondus. Pourtant leurs

morphologies, parfois ressemblantes, diffrent. Surtout, les

processus qui conduisent leur construction et/ou leur

modelage permettent des discriminations aises. Le but de

cet article est prcisment de fournir au lecteur des

dfinitions prcises accompagnes d'exemples de terrain,

l'ambition finale tant d'viter des confusions, sources

d'quivoques.


Les cnes de djection Les cnes de djection montagnards sont des formes daccumulation

alluviale, difies par les torrents leur dbouch dans les valles

principales , Ils sont constitus de matriaux dtritiques htrognes (blocs,

graviers, sables et limons), arrachs aux versants par divers processus

drosion, avant dtre transports par le torrent qui les abandonne finalement

la rupture de pente qui marque le contact versant-fond de valle. Plus ou

moins largement

tals sur le plancher alluvial, ils apparaissent sous la forme de demi-cnes ou

de segments de cne aplatis, daspect triangulaire. Bien que lessentiel de leur

construction date du Postglaciaire, aprs que les glaciers se soient retirs des

valles et des vallons adjacents, les cnes de djection ne sont pas des formes

accomplies et peuvent encore tre actifs.


Fig. 1 Systmes torrentiels de lEmsbach et du Meretschibach (Agarn, VS).


Le cne de djection, situ laval, lendroit o la pente diminue provoquant

une

diminution de la comptence du cours deau et donc le dpt de la charge

sdimentaire

transporte depuis lamont. Il prsente une forme en ventail, bomb et

largi vers le bas

(fig.3). Lorsque le cours deau se termine dans un lac, il pourra former un

delta (fig. 4 & 5).Le matriel sdimentaire est pris en charge au niveau du

bassin de rception, puis transport par le cours deau dans le canal

dcoulement et dpos ensuite sur le cne de djection. Le systme

torrentiel est apparemment relativement simple. Le dtail de son

fonctionnement, en particulier de sa dynamique sdimentaire

(dclenchement, ampleur et frquence de laves torrentielles par

exemple),apparat comme bien plus complexe et demeure souvent mal

compris.


Fig. 2 Avec ses 400ha de superficie et ses 1000 mtres de haut, le bassin de rception du systme torrentiel de lIllgraben (Loche, VS) reprsente le plus grand cirque drosion des Alpes. La rptition de laves torrentielles a form un norme cne de djection, occupant toute la largeur de la valle du Rhne. Ce dernier a

repouss le fleuve contre le coteau de Loche. A laval de ce barrage naturel, des rapides se sont forms formant une plaine alluviale dimportance nationale.


Fig. 3 Cne de djection du Grosse Loibinbach (Fafleralp, Ltschental, VS)


Fig. 4 Cnes de djection torrentiels se terminant dans le lac du Louch (Vallon de Rchy, VS).


Fig. 5 Delta de Silvaplana (Haute-Engadine, GR).


Documents

Les milieux fluviatiles et les cônes de déjection