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Ressources hydriques et fonctionnement géomorphologique des hydrosystèmes anthropiques

La cicatrisation des rivières méditerranéennes françaises après les grandes perturbations de la seconde moitié du xxe siècle : réponses des systèmes fluviaux et stratégies de gestion Exemples de la Durance, du Var, de la Cèze

Healing of French Mediterranean rivers after the great disturbances of the second half of the 20th century: fluvial systems responses and management strategies. A case study of the Durance River, the Var River and the Cèze River
Margot Chapuis and David Collomb
p. 65-74

Abstracts

Management of French Mediterranean rivers began early. However, since the second half of the last century they underwent greater disturbances than ever before that deeply affected their morphological equilibrium. The morphological analysis of a river generally postulates that it has reached a state of ‘equilibrium’. But actually it is rarely true. Depending on the dynamism of the fluvial system, we can highlight three levels of action. Firstly, for morphologically active rivers, we can plan to restore a coherent morphological equilibrium at global spatial scale. Then, for poorly dynamic systems where the restoration of a global equilibrium is not possible at human temporal scale, a strategy of local management is used in order to restore an equilibrium locally. Finally, in specific cases, we can use keys to understanding provided the understanding keys given by the morphological approach.

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1 - Morphodynamique des rivières méditerranéennes françaises : contextes géographique, scientifique et opérationnel

1L’aménagement des rivières méditerranéennes a commencé très tôt, parfois dès le Moyen Âge (Miramont et al., 1998). Mais depuis la seconde moitié du xxe siècle, les systèmes fluviaux méditerranéens ont subi de grandes perturbations : d’une part en raison du développement sans précédent des moyens d’intervention et de l’amplification des demandes (granulats pour la construction, énergie hydro-électrique, conquête de terres agricoles, urbanisation), et d’autre part parce que ces aménagements ont été réalisés sur un système fluvial lui-même en pleine mutation du fait, principalement, de la diminution de la fréquence des crues ou du reboisement spontané (ou suite aux travaux de Restauration des Terrains en Montagne) des pentes du bassin‑versant (Miramont et al., 1998 ; Liébault, 2003). Ces aménagements récents ont profondément modifié l’équilibre morphologique des systèmes, dans des proportions sans commune mesure avec celles des aménagements des siècles précédents.

2Dans le cadre d’une « bonne gestion des cours d’eau » telle qu’elle est définie dans la Directive Cadre sur l’Eau du 23 octobre 2000, il est tout d’abord essentiel de définir les caractéristiques des « rivières méditerranéennes », afin d’adapter les réponses des gestionnaires de ces milieux aux spécificités de ces systèmes fluviaux. C’est l’objet de la réflexion menée par l’Agence de l’Eau Rhône-Méditerranée-Corse, qui a abouti à l’étude de la caractérisation des cours d’eau méditerranéens (MRE et al., 2007). Cette étude s’appuie sur une typologie définie par le Cemagref, qui détermine une « particularité hydroécologique méditerranéenne » comprenant les « hydroécorégions » suivantes : méditerranéenne, pré-Alpes du Sud, Cévennes, Corse (fig. 1).

Fig. 1

Fig. 1

Localisation de la zone d’étude.

3Le particularisme méditerranéen s’appuie sur plusieurs facteurs physiques et sociologiques, dont nous retiendrons les suivants :

  • un climat dont l’hydrologie est caractérisée par un étiage marqué en été et un régime de crues violentes, avec une forte variabilité saisonnière et inter-annuelle, notamment en ce qui concerne le contraste crue/étiage. Il en résulte un contexte climatique globalement agressif ;

  • une topographie caractérisée par des reliefs marqués, donc souvent des fortes pentes ;

  • une géologie variée et un couvert végétal peu protecteur, d’où une fourniture sédimentaire très variable selon les formations géologiques, mais qui peut être abondante quand le contexte climatique est favorable ;

  • une pression anthropique ancienne sur les bassins‑versants, fonction de la demande en eau potable et en matériaux, de l’importance de l’activité agricole, des besoins énergétiques et de l’urbanisation.

4La principale caractéristique de ces systèmes méditerranéens, i.e. le contraste crue/étiage, conduit généralement à une morphologie particulière des rivières. Les écoulements en régime ordinaire sont sans commune mesure avec le lit, très large, façonné par les crues exceptionnelles, et donc rarement sollicité par le système fluvial. Cela explique en partie pourquoi les aménagements anthropiques ont progressivement beaucoup empiété sur la bande active des cours d’eau et contribuent à aggraver les risques d’inondation liés aux crues, très importants en région méditerranéenne. Malgré cette caractéristique morphologique commune (un chenal d’étiage isolé dans un lit actif très large), nous pouvons distinguer deux types morphologiques dominants dans le domaine méditerranéen français : les rivières alpines méditerranéennes et les rivières de type cévenol (MRE et al., 2007). La première catégorie se caractérise par un fort transport solide et une grande mobilité du lit, tandis que la seconde présente un transport solide généralement moins abondant mais plutôt grossier (galets), avec des crues très puissantes (tab.1).

Tableau 1

Tableau 1

Typologie des rivières alpines méditerranéennes et cévenoles, d’après la typologie définie par l’étude MRE et al. (2007)

5L’analyse morphologique d’une rivière se base sur le fait qu’un système fluvial recherche un équilibre entre flux liquides et flux solides (Lane, 1955). La variabilité temporelle de ces flux entraîne un ajustement perpétuel de la géométrie du cours d’eau à différentes échelles spatiales (de quelques centaines de mètres à plusieurs dizaines de kilomètres). On parle alors d’équilibre « dynamique » (Degoutte, 2006). À cela s’ajoute la recherche d’un « profil en long d’équilibre » par le système, déterminé principalement par l’orographie du bassin‑versant et l’existence de « points durs », naturels ou artificiels (cluses, seuils…). L’ajustement du cours d’eau s’effectue sur des échelles spatiales et temporelles souvent plus importantes (éventuellement sur tout le linéaire du cours d’eau et jusqu’à plusieurs siècles).

6L’analyse morphologique d’une rivière postule souvent qu’elle a atteint un état d’équilibre, en particulier en ce qui concerne son profil en long. D’autre part la mise en place d’aménagements doit prendre en compte l’évolution morphologique du tronçon étudié pour qu’il soit pérenne. Or il s’avère que les rivières sont en réalité rarement « à l’équilibre », notamment en ce qui concerne les rivières méditerranéennes françaises. Depuis longtemps soumises à différents aménagements, elles tendent aujourd’hui à rechercher un nouvel équilibre, dans la mesure où, dans le cadre de la politique de restauration des milieux physiques, beaucoup de sources de perturbation ont été, ou vont être supprimées ou réduites. Cet équilibre peut d’ailleurs être très différent de celui de l’état initial dans la mesure où les « variables de contrôle » (débit liquide, charge solide) ont changé, et les « variables de réponse » (pente locale, largeur) sont souvent contraintes. Il est désormais acquis que la gestion des systèmes fluviaux doit tenir compte des processus naturels d’ajustement des rivières (Thorne, 2002). La question est ici de savoir quelles stratégies de gestion peuvent être mises en place afin d’accélérer ou de favoriser le retour à un certain équilibre morphodynamique.

2 - Stratégies de gestion pour la gestion des rivières méditerranéennes en fonction de leur dynamisme

7Sur les rivières méditerranéennes considérées ici (Durance, Var et Cèze, cf. fig.1), le transit des sédiments grossiers par charriage est le principal moteur de la dynamique fluviale. Nous distinguons quatre types de grandes perturbations, qui ont causé une modification de la continuité du transit par charriage (tab. 2).

Tableau 2

Tableau 2

Perturbations des rivières méditerranéennes au xxe siècle.

8Elles ont pour conséquences un abaissement ou parfois un exhaussement du profil en long, une modification de la géométrie du lit, de sa largeur active, etc. Pour aborder une question technique opérationnelle, le guide technique du SDAGE de l’Agence de l’Eau RMC et DREAL Rhône-Alpes (2011) propose de travailler à partir de « périmètres techniques pertinents », qui correspondent aux « bonnes unités géographiques, […] pertinentes pour l’analyse de la situation et la mise en œuvre des actions » dans le cadre d’une « démarche de restauration physique [des cours d’eau] ». Ces « périmètres techniques pertinents » présentent une étendue spatiale et une échelle de temps compatibles avec des évolutions perceptibles des processus physiques des cours d’eau à l’échelle humaine. Le dynamisme morphologique d’un système fluvial correspond à sa capacité et à sa rapidité à réagir à une perturbation par des ajustements morphologiques (géométrie de la section d’écoulement, profil en long). Ce dynamisme peut par exemple être caractérisé par la vitesse d’ajustement du profil en long en réaction à une perturbation ou par la variabilité spatiotemporelle de sa mobilité latérale (Couvert et al., 1999).

9En fonction du dynamisme du système fluvial étudié, i.e. de sa capacité et de sa rapidité à réagir à une perturbation, nous pouvons dégager trois degrés d’intervention, illustrés ci-dessous, dans la gestion des rivières méditerranéennes. Ces degrés d’intervention doivent tenir compte des états morphologiques hérités des aménagements anciens et des nouvelles contraintes de gestion du territoire, ainsi que des « périmètres techniques pertinents » évoqués précédemment.

10Le système fluvial de l’Asse (fig. 1), par exemple, présente un lit très mobile, en tresses, caractérisé par un fort transport solide grossier (SOGREAH et al., 2001). Il correspond typiquement à la catégorie des « rivières alpines méditerranéennes » définie plus haut. Comme l’a précisé F. Liébault (2010), les Alpes du Sud constituent le dernier secteur géographique des rivières en tresses françaises en exhaussement. Ainsi l’Asse, la haute Bléone, la Tinée, certains secteurs du Buëch sont encore très actifs du point de vue morphologique. En particulier, l’Asse reste l’unique affluent durancien qui, en l’absence d’aménagement hydraulique, ne connaît pas d’interruption du transit sédimentaire.

11À l’inverse la Durance et le Var, malgré leur dynamique morphologique encore active, ont vu leur fonctionnement profondément modifié par différentes actions anthropiques. Sur la Durance, en particulier la mise en place des aménagements hydro-électriques (dérivation des eaux qui réduit drastiquement la fréquence des débits morphologiquement actifs, retenues qui perturbent les pentes motrices et bloquent le transit sédimentaire) et les extractions de granulats, dont le cumul depuis 1960 s’élève à plus de 60 millions de m3 (ce qui représente 1 à 2 siècles de transit naturel, SOGREAH et al., 2001), ont profondément modifié le fonctionnement du système durancien (fig. 2a et fig. 2b).

Fig. 2a

Fig. 2a

Rétraction de la bande active en Durance entre 1960 et 2000.

Fig. 2b

Fig. 2b

Végétalisation de la bande active en Durance entre 1958 et 1998.

2.1 - Pour les rivières dynamiques d’un point de vue morphologique, il est envisageable de reconstituer un équilibre morphologique cohérent à large échelle

12Pour les rivières les plus dynamiques, où il est envisageable de reconstituer un équilibre morphologique cohérent, il est possible de définir une stratégie globale de gestion du système, parfois à long terme (50/100 ans) et sur des linéaires importants (jusqu’à plus de 100 km).

2.1.1. Sur la Durance

13les aménagements hydro-électriques de la chaîne Durance-Verdon, mis en place à partir des années 1960, ont profondément perturbé le fonctionnement hydrologique du système durancien. Notamment la mise en place du barrage de Serre-Ponçon et la dérivation jusqu’à l’étang de Berre ont réduit significativement la fréquence des débits morphologiquement actifs : le seuil de mise en mouvement, estimé à 170 m3/s (MRE et SOGREAH, 2010) est passé de plus de 100 jours/an à moins de 10 à l’aval du barrage de Cadarache (Lefort et Chapuis, 2012). Cette réduction drastique des débits a conduit à la réduction de la largeur du chenal en eau, et donc de la bande active. Les extractions en souilles profondes ont provoqué un déficit en sédiments grossiers, qui a conduit à une incision du lit. Le couplage de ces deux phénomènes, rétraction de la bande active et incision, est synonyme d’une perte de mobilité latérale et a favorisé un développement végétal sur les parties les moins souvent immergées. Ainsi, du fait de la réduction de la fréquence des débits morphogènes suite aux aménagements, le lit durancien n’a plus la capacité de s’« auto-entretenir », ce qui accentue la réduction de la section d’écoulement (fig. 3).

Fig. 3

Fig. 3

Perte de mobilité à l’aval d’une souille : noter la largeur de la bande active avant extractions (à gauche) et après extractions (à droite).

14Le contrat de rivière, adopté en 2008 par le Syndicat Mixte d’Aménagement de la Vallée de la Durance, couvre 220 km sur les 300 km de la longueur totale du cours d’eau, depuis Serre-Ponçon jusqu’à la confluence avec le Rhône. Il concrétise l’élaboration d’une stratégie globale de gestion à l’échelle du cours d’eau, qui « considère en pratique trois niveaux temporels pour mener ses actions de restauration de la dynamique sédimentaire en Durance :

  • à l’échelle du Contrat de Rivière (2008-2014), avec des actions concrètes de restauration physique (accroissement des débits morphogènes, transparence des barrages, recharge sédimentaire par érosion de terrasses [alluviales]) […] ;

  • [un programme] à 20/30 ans, où sont définies déjà des actions qui ne pourront être mis en œuvre que lorsque que certaines évolutions auront été observées (abaissement de seuils pour accompagner le rétablissement du transit sédimentaire, par exemple) ;

  • une esquisse à 50/100 ans qui [permet d’envisager] un rétablissement de la continuité du transit sédimentaire, et [de] vérifier que les actions proposées [contribuent] à cet objectif. » (Agence de l’Eau RMC et DREAL Rhône‑Alpes, 2011).

15Afin de restaurer des conditions d’écoulement compatibles avec les enjeux humains de la vallée (habitations, infrastructures, agriculture…) et de contribuer à rétablir une dynamique sédimentaire globale en Durance, une stratégie de gestion couplée de la charge grossière et de la ripisylve a été mise en place dans le cadre du contrat de rivière du Val de Durance (Couvert et al., 2008) .

  • en termes de gestion de la charge grossière, une stratégie de « transparence » des barrages a été mise en place en concertation avec EDF, vis-à-vis du transport solide grossier lors des crues de débit supérieur à 500 m3/s. L’objectif est d’améliorer la continuité du transit sédimentaire et l’auto-entretien du lit (reprise des accumulations de graviers aux confluences en moyenne Durance, limitation de l’emprise de la végétation dans la bande active), afin de préserver la capacité d’écoulement du lit ;

  • en termes de gestion de la ripisylve, une stratégie d’essartements rationalisés au sein de la bande active a été mise en place à la suite de la crue de 1994. Il s’agit d’une part de préserver une largeur de bande active suffisante (dans les secteurs méandriformes) pour assurer la capacité d’écoulement en crue, et d’autre part de préserver des îlots boisés dans les secteurs tressés, en accord avec le fonctionnement géomorphologique de la zone et pour assurer la diversité biologique des secteurs concernés (Couvert et al., 2008).

2.1.2. Sur le Var

16Les études relatives au transport solide (graviers et galets) naturel du Var donnent un volume annuel charrié de l’ordre de 100 000 m3/an (SAGE, 1976, in Anthony et Julian, 1999) à 200 000 m3/an (Couvert et Magnan, 2007 ; SOGREAH, 2006). Le Var a connu entre 1830 et 1970 un endiguement progressif, qui s’est ensuite accompagné d’extractions massives à partir des années 1960 et jusqu’en 1992. Le déficit de matériaux associé aux extractions a causé un abaissement généralisé du lit (Anthony et Julian, 1999 ; SOGREAH, 2006). Le volume total des extractions en 40 ans est estimé à 50 Mm3, équivalant à environ 250 ans d’apports moyens annuels naturels. Lorsque l’enfoncement excessif du lit a mis en péril la ressource en eau de la nappe alluviale qui alimente Nice, des seuils de stabilisation ont été construits (tous les 1 000 m, avec 5 m de chute), avec poursuite des extractions en souilles profondes (jusqu’à 10 m de profondeur). Cela a conduit à l’interruption du transit sédimentaire par charriage dans la basse vallée du Var. Le lit est ainsi passé d’une morphologie en tresses (pente de 0,5%) à un « chenal fluvial » enlimoné (pente 0,1%) (Couvert et Magnan, 2007).

17L’enlimonement des souilles (Guglielmi, 1993, in Anthony et Julian, 1999), associé à la végétalisation du lit, a empêché une bonne alimentation de la nappe et a aggravé les conditions hydrauliques à l’aval en termes de capacité d’écoulement (SOGREAH, 2006), d’où un impact à la fois en termes de recharge de la nappe alluviale et en termes d’augmentation du risque inondation.

18En l’absence de nouvelle perturbation (arrêt des extractions, pas d’endiguement supplémentaire), l’étude SOGREAH (2006) annonce un retour à l’équilibre morphologique sur le très long terme (de l’ordre d’une centaine d’années). Après l’arrêt des extractions en 1992, un réengravement progressif des souilles a pu être observé, par exemple au niveau du seuil 10 (qui présentait une chute de 5 m en 1994, et qui a presque disparu sous les graviers depuis les années 2000, SOGREAH et al., 2003). Outre le volume de graviers servant au réengravement naturel, le débit solide résiduel du Var est ainsi évalué à 35 000 m3/an en moyenne (de 10 à 50 000 m3/an en fonction de l’hydrologie), mais il est prévu qu’il augmente au cours des prochaines décennies au fur et à mesure du comblement des seuils (SOGREAH, 2006). L’arrivée de ces matériaux entre les seuils s’accompagne d’un retour à des pentes d’équilibre et à un faciès naturel, ici tressé. Ce réengravement se propage depuis l’amont vers l’aval, et conduit également à une forte augmentation du risque inondation des terrains nouvellement urbanisés (Couvert et Magnan, 2007 ; SOGREAH et al., 2003).

19Afin de « répondre à la fois à des objectifs de réduction des risques de débordement, de réduction des coûts d’entretien et de restauration d’un fonctionnement plus naturel du fleuve, en favorisant le retour d’un faciès méditerranéen », la Commission Locale de l’Eau a validé une stratégie globale d’abaissement des seuils depuis l’amont vers l’aval, qui consiste à abaisser la crête des sept ouvrages de la basse vallée du Var (fig. 4), au fur et à mesure de l’observation de la propagation du comblement des souilles d’extraction (SMEBVV, 2007). Cet abaissement des seuils définit ainsi un nouveau profil en long compatible avec les enjeux humains et matériels de la basse vallée du Var.

Fig. 4

Fig. 4

Séquence de simulation de l’abaissement des seuils sur le Var, de l’engravement associé et du consécutif retour à un style tressé (source CG 06). (a) Situation avant travaux. (h) Situation finale après réalisation des travaux et rétablissement du transit sédimentaire.

20La Durance et le Var correspondent donc à des rivières méditerranéennes dynamiques du point de vue morphologique, où il est envisageable de reconstituer un équilibre morphologique cohérent en élaborant une stratégie globale de gestion des systèmes.

21Sur les systèmes moins dynamiques, où la restauration de l’équilibre morphologique global n’est pas envisageable à l’échelle d’une génération (50 ans environ), une stratégie de gestion locale doit être adoptée pour rétablir localement un certain équilibre

2.2 - Pour les systèmes peu dynamiques, la restauration de l’équilibre global n’est pas envisageable à l’échelle d’environ 50 ans du fait des temps de transfert de la charge de fond

22Une stratégie de gestion locale est alors adoptée, dans l’optique de rétablir localement un fonctionnement morphologique satisfaisant et suffisamment pérenne pour les milieux naturels. L’enjeu est de cibler un dysfonctionnement morphologique précis, de définir le « périmètre technique pertinent » pour prendre des mesures de correction et de considérer les résultats sur quelques décennies.

23La Cèze est une rivière méditerranéenne de type « cévenol » avec un lit unique peu mobile, à alluvions grossières et peu de matières en suspension. La plupart des seuils présents sur la Cèze sont des seuils de prise d’eau. Leur conception reprend le même principe de base : pour ne pas aggraver le niveau des crues en amont, la hauteur de la chute du seuil est compensée par une largeur accrue. En crue, cette dernière limite l’élévation des niveaux en amont. Beaucoup de seuils, notamment sur la Cèze aval, sont ainsi « effacés » lors des crues exceptionnelles, voire parfois des crues moyennes : ils n’ont alors pas d’effet majeur sur le transit sédimentaire (SOGREAH, 2008 et 2009). Chaque seuil a donc un impact morphologique assez faible. Mais leur cumul sur la Cèze contribue à un déséquilibre morphologique global du système, qu’il est impossible de corriger en raison du faible dynamisme sédimentaire de la rivière. Ce sont donc des actions localisées qui sont privilégiées pour rétablir, localement, une morphologie active, « positive » pour les milieux et présentant une certaine pérennité.

24L’étude réalisée par SOGREAH (2009) sur la Cèze propose localement une double mesure de rétablissement de la dynamique sédimentaire à la confluence avec l’Auzon.

25D’une part il s’agit d’assurer une recharge sédimentaire par érosion latérale de terrasses hautes : la partie graveleuse de la terrasse est déposée mécaniquement sur le banc en regard, tandis que la fraction limoneuse est laissée sur la terrasse. En crue, les matériaux graveleux déposés dans le lit mineur de la Cèze pourront donc être repris, contribuer à la recharge sédimentaire grossière du cours d’eau et surtout favoriser l’érosion d’autres terrasses en amorçant une certaine mobilité latérale. Cette recharge sédimentaire se fait à l’intérieur d’un « espace de mobilité recherchée » où l’érosion latérale est acceptée.

26D’autre part il s’agit de favoriser, par un travail mécanique, la reconstitution d’un matelas alluvial par la mise en place d’un « pavage artificiel » du lit : en recouvrant le substratum affleurant sans être emportés en crue, les galets de gros diamètre (de l’ordre du D90 de la Cèze, soit 100 à 150 mm) contribuent à protéger le substratum, tendre, d’une érosion irréversible. Malgré cette fixation du lit qui peut paraître « antinomique avec la mobilité préconisée pour la recharge sédimentaire » (SOGREAH, 2009), cette mesure est complémentaire d’une recharge sédimentaire amont : « lorsque les opérations de recharge sédimentaire par érosion latérale des berges conduites en parallèle auront porté leur fruit, le rôle du pavage sera atténué, mais il assurera toujours une « sécurité » vis-à-vis de l’érosion du substratum » (SOGREAH, 2009).

27L’intérêt de la mise en place d’un tel pavage est triple par rapport à celui, plus classique dans le cas d’un affleurement du substratum, de mise en place d’un seuil:

  • alors qu’un seuil pourrait bloquer le transit sédimentaire, augmentant ainsi le déficit à l’aval, le pavage constitue un « tapis protecteur » mais ne bloque pas le transit sédimentaire provenant de l’amont. Il peut même être partiellement remobilisé en cas de forte crue, ce qui n’est pas gênant en regard de l’objectif de mobilité du lit, dans la mesure où les matériaux seront redéposés immédiatement à l’aval ;

  • la mise en place d’un seuil et son engravement supposent un relèvement de la ligne d’eau, notamment en crue, ce qui augmente les débordements et ne serait pas pas acceptable sur la Cèze : le pavage artificiel n’occasionne pas de relèvement significatif de la ligne d’eau. De plus un radier en enrochements, permettant de bloquer mécaniquement les galets à l’aval pour éviter une déstructuration du pavage, ne constitue pas un obstacle au franchissement par les populations piscicoles ;

  • le pavage contribue directement à l’objectif de reconstitution d’un substrat alluvial favorable à l’habitat des espèces aquatiques.

28Pour les systèmes peu dynamiques, il est donc nécessaire d’envisager une stratégie de gestion locale des singularités, pour restaurer localement une morphologie positive pour les milieux et présentant une certaine pérennité.

2.3 - Dans certains cas plus ponctuels, la stratégie repose sur l’utilisation des outils fournis par l’approche morphologique du fonctionnement de la rivière

29Un troisième niveau d’action peut être envisagé, dans certains cas où l’objet de l’étude n’est pas de développer une stratégie globale à l’échelle du cours d’eau. Le gestionnaire peut utiliser les clefs de compréhension apportées par l’approche morphologique du fonctionnement naturel de la rivière : par exemple, en répondant de manière ponctuelle à une demande des acteurs locaux (gestion des atterrissements, curages ponctuels…), sans que soit pour autant menacé le fonctionnement global du cours d’eau.

30Par exemple, les apports du bassin de la Cèze en termes de matériaux grossiers sont faibles à moyens (SOGREAH, 2008). Les atterrissements de matériaux grossiers, s’ils semblent importants, sont peu mobiles et décapés lors des fortes crues, qui sont réputées pour leur violence. Du fait de cette hydrologie typique de la région cévenole, les riverains sont sensibles à la présence d’atterrissements, qu’ils considèrent comme des facteurs aggravants lors des débordements (SOGREAH, 2009). Les demandes de curages sont donc fréquentes. Toutefois les extractions et curages mal maîtrisés ont conduit à une disparition locale du matelas alluvial et à l’apparition d’affleurements importants du substratum : l’arrêt total prochain des extractions devrait contribuer à « une inversion de la tendance générale d’évolution du lit » (SOGREAH, 2009).

31Plus généralement, la dynamique sédimentaire au sein d’un méandre est souvent mal perçue par les riverains, qui voient dans les dépôts à l’intérieur du coude un risque accru d’inondation. Les curages sont alors souvent jugés indispensables pour se protéger contre les crues, quand bien même ces dépôts correspondent au fonctionnement morphologique naturel, parfois très local et transitoire, du cours d’eau : « après chaque forte crue, les riverains signalent des atterrissements, des exhaussements considérés comme préjudiciables. Et l’on entend souvent regretter le temps des extractions régulières en lit mineur. La demande d’une capacité d’écoulement maximale des lits reste forte. Parfois, la tendance à l’exhaussement est réelle […]. Le plus souvent, cependant, il ne s’agit que d’une migration de bancs, dans un cycle global de transit amont-aval. On remarque le nouveau banc sans relever qu’un banc a disparu un peu plus loin. Cela met en évidence la difficulté pour les riverains d’accepter la variabilité inhérente aux processus morphologiques […] » (Couvert et al., 1999). La perception de ce fonctionnement naturel des systèmes fluviaux par les riverains est d’autant plus partielle que les bassins‑versants des cours d’eau méditerranéens français sont très souvent la proie d’une forte urbanisation ; la compétition pour l’espace y est donc très présente.

32Lorsqu’il y a une demande forte des acteurs locaux (gestion des atterrissements, curages ponctuels…), une réponse technique, optimale sur le plan morphologique, restera incomprise si elle ne s’accompagne pas d’un effort sincère du spécialiste pour comprendre les enjeux et les problématiques des riverains, et y apporter des réponses. L’approche morphologique permet d’expliquer les phénomènes et de replacer leur singularité dans le système fluvial. Mais il faut savoir aussi proposer des solutions alternatives qui permettront d’assurer un fonctionnement optimal et pérenne de la zone considérée, sans pour autant remettre en question le fonctionnement global du cours d’eau.

33Ainsi le village de Goudargues a été fortement touché par la crue de 2002. Or il y a à ce niveau un atterrissement très important (fig. 5) : les riverains ont associé banc et débordement, et réclamé l’arasement du banc, qui faisait l’objet par le passé d’extractions régulières.

Fig. 5

Fig. 5

Vue en plan du coude de Goudargues

SOGREAH, 2008

34Cela a conduit à une analyse détaillée du site et à l’élaboration d’un modèle 3D (SOGREAH, 2008). D’un point de vue morphologique, « il y a lieu de distinguer deux aspects :

  • la présence d’un banc [en rive convexe] est une situation normale, inéluctable même, car elle résulte de la dynamique propre des écoulements dans le coude. Les simulations (fig. 6) mettent en évidence le fait que la concentration des eaux [en rive convexe] conduit, par effet de compensation, à une circulation vers l’intérieur du coude, qui favorise un transport des sédiments de l’extérieur (zone d’érosion) vers l’intérieur du coude (zone d’accumulation). [Le] banc n’est donc pas une gêne à l’écoulement, mais au contraire une adaptation du lit qui tend à régulariser ces écoulements. On montre d’ailleurs par le calcul que l’enlèvement du banc n’améliore pas l’écoulement ;

  • les débordements en crue réduisent la capacité de transport des sédiments : les coudes sont souvent complètement court-circuités en crue. La capacité de transport s’effondre ainsi brusquement, et peut favoriser des dépôts importants pendant la phase de débordement  (SOGREAH, 2008).

Fig. 6

Fig. 6

Calcul de la composante radiale de la vitesse dans le coude de Goudargues, sous l’hypothèse d’un arasement du banc de convexité

SOGREAH, 2008

35Aux inquiétudes légitimes des riverains, la prescription de ne pas intervenir sur le banc ne pouvait suffire : les réflexions ont été orientées vers des aménagements hydrauliques adaptés pour limiter les risques sur le village (aménagement d’un chenal de crue en lit majeur, etc.). C’est à cette condition que le message des spécialistes sur les conséquences négatives des curages a pu être entendu par les riverains.

3 - Résumé et discussion : dynamisme des systèmes fluviaux et stratégies de gestion

36Suite aux profondes perturbations des rivières méditerranéennes françaises depuis la seconde moitié du xxe siècle, une réflexion globale des gestionnaires sur les potentialités de cicatrisation des cours d’eau a abouti à l’élaboration d’actions de restauration cohérentes avec les entrées sédimentaires et le dynamisme morphologique de chaque système (tab. 3) :

  • sur les rivières dynamiques, des stratégies de restauration peuvent être envisagées à large échelle. Par exemple un accroissement des débits morphologiquement actifs est envisagé en Durance, où l’hydrologie a été très perturbée. Un rétablissement de la continuité du transit sédimentaire est envisagé sur le Var, la Durance, la Bléone, via une stratégie d’abaissement des seuils au fur et à mesure que la restauration du transit réduit les effets des extractions passées. Afin de composer avec les enjeux locaux (inondabilité…), la définition d’un nouveau profil en long est alors couplée avec un accompagnement des conséquences du réalluvionnement du lit, via un élargissement compensatoire du lit ou des protections rapprochées contre les crues (MRE et al., 2007) ;

  • sur les systèmes moins dynamiques, les temps de transfert des masses sédimentaires ne permettent pas de restaurer un équilibre global à l’échelle humaine. Après étude approfondie de la dynamique de la zone, une stratégie de gestion locale est adoptée, dans l’optique de rétablir localement un certain équilibre morphodynamique (par exemple sur la Cèze) ;

  • une troisième approche, centrée sur des problèmes ponctuels, réside dans l’utilisation des clefs de compréhension apportées par la morphologie fluviale concernant un fonctionnement naturel de la rivière, par exemple en apportant des solutions alternatives aux interventions lourdes pour répondre de manière ponctuelle à une demande des acteurs locaux (gestion des atterrissements, curages…), sans que soit pour autant engagé le fonctionnement global du cours d’eau.

37Nous avons défini le dynamisme du système fluvial comme sa capacité et sa rapidité à réagir à une perturbation de ses facteurs de contrôle (fourniture sédimentaire et débit liquide). Cette notion peut s’apparenter à la résilience, i.e. à la capacité du système à s’adapter à une perturbation, sans qu’il soit nécessairement supposé que le système revienne à un état identique à celui précédent la perturbation. Il est en outre nécessaire de bien distinguer d’une part les perturbations majeures du fonctionnement morphologique du cours d’eau et, d’autre part, les événements exceptionnels. En effet une crue majeure pourra induire un fonctionnement hors norme du système, qui peut justifier une intervention locale et ponctuelle (SOGREAH, 2009). Mais ce « cas particulier » ne devra pas être appréhendé de la même manière, en termes de « restauration d’un équilibre morphologique », qu’un dysfonctionnement global perceptible sur les régimes ordinaires, résultant d’une perturbation majeure du cours d’eau due à des aménagements anthropiques. Il n’en reste pas moins que cet aspect « événementiel » doit être pris en compte au même titre que le dynamisme sédimentaire intrinsèque du système considéré, dans la mesure où la gestion de ces fonctionnements exceptionnels fait partie intégrante de la gestion du système fluvial.

Les auteurs tiennent à remercier B. Couvert (Société Artelia) pour ses relectures attentives et ses remarques pertinentes, R. Borel (Société Artelia) pour ses précisions techniques et Mireille Provansal (UMR 7330 CNRS-CEREGE) pour ses remarques constructives lors du processus de révision.

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Bibliography

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List of illustrations

Title Fig. 1
Caption Localisation de la zone d’étude.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/6276/img-1.png
File image/png, 176k
Title Tableau 1
Caption Typologie des rivières alpines méditerranéennes et cévenoles, d’après la typologie définie par l’étude MRE et al. (2007)
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/6276/img-2.jpg
File image/jpeg, 260k
Title Tableau 2
Caption Perturbations des rivières méditerranéennes au xxe siècle.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/6276/img-3.jpg
File image/jpeg, 108k
Title Fig. 2a
Caption Rétraction de la bande active en Durance entre 1960 et 2000.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/6276/img-4.png
File image/png, 3.6M
Title Fig. 2b
Caption Végétalisation de la bande active en Durance entre 1958 et 1998.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/6276/img-5.png
File image/png, 4.4M
Title Fig. 3
Caption Perte de mobilité à l’aval d’une souille : noter la largeur de la bande active avant extractions (à gauche) et après extractions (à droite).
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/6276/img-6.png
File image/png, 20M
Title Fig. 4
Caption Séquence de simulation de l’abaissement des seuils sur le Var, de l’engravement associé et du consécutif retour à un style tressé (source CG 06). (a) Situation avant travaux. (h) Situation finale après réalisation des travaux et rétablissement du transit sédimentaire.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/6276/img-7.png
File image/png, 392k
Title Fig. 5
Caption Vue en plan du coude de Goudargues
Credits SOGREAH, 2008
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/6276/img-8.png
File image/png, 212k
Title Fig. 6
Caption Calcul de la composante radiale de la vitesse dans le coude de Goudargues, sous l’hypothèse d’un arasement du banc de convexité
Credits SOGREAH, 2008
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/6276/img-9.png
File image/png, 724k
Title Tableau 3
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/6276/img-10.jpg
File image/jpeg, 1011k
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References

Electronic reference

Margot Chapuis and David Collomb, « La cicatrisation des rivières méditerranéennes françaises après les grandes perturbations de la seconde moitié du xxe siècle : réponses des systèmes fluviaux et stratégies de gestion Exemples de la Durance, du Var, de la Cèze », Méditerranée [Online], 118 | 2012, Online since 30 May 2014, connection on 17 October 2017. URL : http://mediterranee.revues.org/6276 ; DOI : 10.4000/mediterranee.6276

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About the authors

Margot Chapuis

Université d’Aix-Marseille, CEREGE UMR 7330, Europôle Méditerranéen de l’Arbois, Aix-en-Provence, France ; ARTELIA, Le Condorcet, Marseille, France, margot.chapuis@gmail.com

David Collomb

ARTELIA, Le Condorcet, Marseille, France

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