Transfert de particules des versants aux masses d'eau sur le bassin Loire-Bretagne

par Aurore Gay

Thèse de doctorat en Géosciences environnement

Sous la direction de Marc Desmet et de Olivier Cerdan.

Soutenue le 21-09-2015

à Tours , dans le cadre de École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire) , en partenariat avec SST/12/EA 6293 - GEHCO-Géo-hydrosystèmes continentaux (équipe de recherche) .

Le président du jury était Catherine Grimaldi.

Le jury était composé de Anne Colmar, Alain Poirel.

Les rapporteurs étaient Benoît Laignel, Philip Neil Owens.


  • Résumé

    L’érosion et la redistribution des particules détachées représentent un enjeu environnemental, sociétal et économique majeur. Afin de mettre en place des mesures de protection, il est nécessaire d’identifier et quantifier les sources et puits de sédiments ainsi que leur dynamique spatiale et temporelle. L’objectif de cette thèse est donc de dresser le bilan sédimentaire d’un large bassin versant (Loire Bretagne, 155 000 km2) aux paysages contrastés. Sur les versants, les particules détachées issues des différentes sources (érosion diffuse, concentrée, mouvements de masse) représentent un apport de 1.5 * 107 t.an−1 (contribution respective au stock : 82.4%, 12.9%, 4.7%). La prise en compte de la distribution spatiale des processus mis en jeu dans le transfert particulaire et des caractéristiques du site d’étude (ruissellement par saturation en zone de plaine et présence de haies) dans un indice qualitatif permet d’évaluer la connectivité des versants. L’érosion de berge contribue également au stock sédimentaire à hauteur de 6.9 * 105 t.an−1. Au final, seuls 5% des particules détachées, toutes sources confondues, sont transportées jusqu’à l’exutoire du bassin versant et témoignent du fort taux de dépôt au sein du bassin. En parallèle, une valorisation de la base de données des éléments dissous permet de montrer l’importance des flux sédimentaires exportés sous forme dissoute (~ 90% des exports totaux). La représentation de l’ensemble de ces résultats à différentes résolutions spatiales permet de développer une approche qualitative du transfert particulaire et d'identifier les zones à risque.

  • Titre traduit

    Particle transfer from hillslope to water system in the Loire and britany river basin


  • Résumé

    Erosion and particles redistribution represent major environmental, societal and economic issues. To adopt protection measures, it is essential to identify and quantify sources and sinks of sediment and their spatial and temporal dynamic. The aim of this work is thus to establish a sediment budget for a large river basin (Loire and Brittany river basin 155,000 km2) with contrasted landscapes. On hillslopes, detached particles from the miscellaneous form of erosion (sheet and rill erosion, gullies and mass movements) represent a supply of 1.5 * 107 t.yr−1 (contribution to the stock of 82.4%, 12.9%, and 4.7% respectively). The consideration of the spatial distribution of processes involved in sediment transport and the characteristics of the study site (soil saturation and presence of hedgerows) in a qualitative landscape-based index allows us to assess the hillslope connectivity. Bank erosion also participates in the sediment budget with 6.9 * 105 t.yr−1 of material provided to the river network. In the end, only 5% of detached particles, from all sources of sediment, reach the basin outlet indicating a substantial deposition on the way from source to outlet. In parallel, the use of the database of dissolved elements allows us to highlight the importance of the dissolved sediment fluxes ( 90% of the total exports of the Loire river). The presentation of all results at different spatial scales permits to provide a qualitative approach of sediment source-to-sink transfers and to identify hotspots of erosion and transfers.


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