Processus et flux hydro-sédimentaires en rivière sablo-graveleuse : influence de la largeur de section et des bifurcations en Loire moyenne (France)

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• Auteur / Autrice : Nicolas Claude
• Direction : Jean-Gabriel Bréhéret, Stéphane Rodrigues
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la terre, spécialité Sédimentologie fluviatile
• Date : Soutenance le 25/06/2012
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (2012-.... ; Centre-Val de Loire)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : GéoHydrosystèmes COntinentaux (Tours)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Frey
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Belleudy, Marteen Kleinhans, François Metivier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Frey, Janrik Van Den Berg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dunes

Sols sablonneux

Géomorphologie fluviale

Hydrodynamique

Sédiments en suspension

Écoulement (hydrologie)

Alluvions

Val de Loire (France)

France

Sédiments fluviaux

Mots clés libres

Écoulement

Transport solide

Dune

Barre sédimentaire

Variation de largeur

Bifurcation

Crue

Basses eaux

Flow

Sediment transport

Dune

Sedimentary bar

Width variation

Bifurcation

Flood

Low flows

Résumé

Une zone d’élargissement/rétrécissement (ZER) du chenal principal de la Loire moyenne (France), incluant une bifurcation asymétrique, est étudiée par courantométrie, bathymétrie multifaisceaux et jaugeages solides. Elle offre une morphologie dont l’évolution est influencée par la morphodynamique des barres sédimentaires. Les forçages induits par les variations de largeur du chenal et la configuration des barres structurent les flux liquides et solides qui, par rétroaction, conditionnent l’évolution des barres. En crue, les relations entre l’hydrodynamique, le charriage et la dynamique des dunes s’ajustent aux variations de débit et engendrent l’érosion du lit en montée des eaux puis son aggradation en décrue. En période de basses eaux, la forte mobilité des sédiments favorise une active morphogenèse. Le charriage total est estimé à 480 000 t pour 2010. La bifurcation module la structure des écoulements seulement après submersion totale du seuil d’entrée du chenal secondaire. L’exportation de la charge de fond vers l’annexe hydraulique semble facilitée par l’érosion du seuil d’entrée ainsi que par la présence d’une barre au pied de cette même marche.

A widening/narrowing area (ZER) of the main channel of the middle reaches of the Loire River (France), including an asymmetrical bifurcation, are studied from hydraulic measurements, multibeam bathymetries and sediment sampling. The evolution of the ZER’s morphology is influenced by the morphodynamics of bars. The forcing effects induced by channel width variations and by bars configuration determine the structure of water and sediment fluxes which affect, in turn, the bars evolution. During floods, the links between hydrodynamics, bedload transport and dunes dynamics adjust to discharges variations and cause bed erosion before the flood’s peak and bed aggradation after. Due to the high sediment mobility, the low flow periods highly affect the morphological evolution of the ZER. In 2010, the total bedload transport reached 480 000 t. The bifurcation influences the flow structure only after the total submersion of the inlet step of the secondary channel. The exportation of the bed-material load toward the secondary channel becomes probably significant after the erosion of the inlet step as well as by the presence of a bar in front of this step.