Chapitre IV : cours d`eau : transport jusqu`à l`océan I) Les différents

Chapitre IV :
cours d’eau : transport jusqu’à l’océan
I)
Les différents types de courants :
Chaque endroit où circule un courant d’eau représente une zone de faiblesse où la roche est friable ou fragile. Dans ce chapitre on s’intéresse à la
manière dont s’écoulent l’eau, et les effets que cet écoulement va avoir sur les reliefs et sur les roches.
1)
Flux laminaire = idéal :
On représente ici une vallée dans laquelle s’écoule une rivière.
Le flux est dit laminaire lorsque les lignes de courants sont parallèles entre elles. La direction du déplacement de l’eau est la même quelque soit l’endroit
où l’on se trouve. Cependant on note des différences au niveau de la vitesse d’écoulement :
Au niveau des bords de la rivière, les forces de frottement sont fortes, de ce fait la vitesse est plus faible. Ceci est valable également au niveau du fond de
la rivière. Plus on se rapproche sur centre et de la surface du flux d’eau, plus la vitesse augmente.
Rem : les lignes de courant ont des vitesses différentes mais elles sont constantes.
 Les flux laminaire n’existent presque jamais pour les eaux naturelles.
2)
flux turbulent = chaotique :
Les lignes de courant sont perturbées par des objets présents dans le lit de la rivière ou bien par des particules présentes dans l’eau (boue).
3)
flux et vitesses moyennes :
Il est intéressant de mesurer l’évolution des flux et des vitesses d’un cours d’eau. Pour cela il existe différentes méthodes :
 mesure de la vitesse : grâce à une hélice placée dans la rivière. En fonction de la vitesse de rotation on peut en déduire la vitesse du courant d’eau.
 mesure du niveau d’eau : grâce à un appareil ultrasonique placé au niveau d’un pont.
Ainsi, en connaissant la vitesse d’écoulement et la section d’eau en déplacement, on obtient un débit en
.s
Qu’un flux soit laminaire ou turbulent il est caractérisé par 3 paramètres :
sa vitesse de courant
sa géométrie (principalement la profondeur)
sa viscosité (mesure de la résistance à l’écoulement). Plus un fluide est visqueux, plus sa vitesse d’écoulement est faible.

Viscosité de l’eau = 1 poise

Viscosité d’un magma =
poise
II)
Types de transport de sédiment :
En fonction de la vitesse du courant on va observer différent type de transport des particules.

-
Courant faible :
Les sédiments fins (argiles et silts) sont en suspension
Les sédiment grossiers glissent et roulent sur le fond
-
Courant moyen :
Aux sédiments fins s’ajoutent des sédiments plus gros en suspension.
Les sédiments grossiers se déplacent par saltation ce qui augmente leur érosion
-
Courant fort :
Encore plus de particule en suspension
Saltation encore plus importante.


Plus le courant est fort plus l’érosion sera forte.

-
Rappel sur les ordres de grandeurs :
Argile < 2µm
transporté en suspension
2µm < silt < 63 µm
63 µm < sable < 2mm -> transporté par ravinement
2mm < gravier < 2cm -> transporté par saltation
Le diagramme de Hjulstrom permet de déterminer la vitesse du flux d’eau nécessaire pour transporter une particule en fonction de son diamètre.
-
Dépôt = pas de transport.
Erosion = saltation érosion.
Grâce a ce diagramme on peut estimer les conditions de courants qui ont été nécessaire déplacer une particule. On peut également mesurer la
quantité de sédiment (volume) transporté en fonction du débit ou de la vitesse du courant.


Cas particulier des particules argileuses :
Les particules argileuses ont un grand rapport surface/volume ainsi qu’une charge électrique résiduelle. Lorsqu’une grande quantité de particules
argileuse est transporté, les particules argileuses vont interagirent entres elles par leur charges résiduelles. Elles vont s’assembler pour former des
agglomérats et donner de la boue. Dans les rivières ça va former des bouchons vaseux qui vont modifier les lignes de courant, formant ainsi un flux
turbulent.
Rem : lorsque la quantité d’argile est faible, les particules n’interagissent pas entres elles, et les lignes de courant ne sont pas perturbées.
Stratification :
C’est transport en suspension ou saltatoire peuvent aboutir à la formation de strates.
Ride ou ripples :
Lorsque la vitesse est faible.
Dunes :
Lorsque la vitesse est forte avec des turbulences

Utilisation de l’énergie hydrique : les barrages
Le fleuve Iguaçu a la frontière entre le Brésil et le Paraguay :

Un barrage fournit 90 % de l’énergie électrique du Paraguay

Un barrage fournit 15 % de l’énergie électrique du Brésil
En France : 75 barrages qui fournissent 2 % de l’énergie électrique.
-
III)
Chenaux, plaines d’inondation et vallées :
On s’intéresse ici à la configuration topographique que peut prendre un cours d’eau.
L’organisation des chenaux dans une plaine d’inondation dépend principalement de la vitesse découlement, et donc de l’inclinaison du sol.
1)
Entre lacé de cours d’eau :
pente moyenne a forte : inclinaison de plusieurs m par km.
Constitué d’un réseau de chenaux.
Ce type d’organisation est assez rare.
2)
Organisation en méandres :
pente très faible : inclinaison de quelques dizaines de cm par km
Constitué d’un chenal sinueux, ayant une vitesse très faible et donc un transport de sédiment très réduit.
Cependant on note la présence de courants elliptiques qui vont déplacer les sédiments d’une rive à l’autre.
Ce type d’érosion finira par engendrer une rupture du méandre notamment lors de forte crue. Là aussi c’est un phénomène qui prend plusieurs milliers
d’années.
Les lacs ainsi formés sont très souvent utilisés comme source d’eau. En effet l’eau qui alimente ce lac provient de la rivière qui passe à coté. Elle doit
donc traverser une parcelle sableuse, ce qui permet de la filtrer. De plus il faut souvent plusieurs jours pour que l’eau de la rivière atteigne le lac, de ce
fait dans le cas d’une pollution de la rivière, il faudra plusieurs jour pour que la pollution atteigne le lac.