Relation entre apport solide et debit de la riviere

PHENOMENE D’EROSION DANS LES BASSINS VERSANTS

GENERALITES

Une érosion est l’usure du sol, le transport et l’accumulation des matériaux arrachés ; elle est provoquée par divers processus, soit par le ruissellement diffus, le glissement, la désagrégation mécanique ou chimique et la corrasion; soit par la formation de torrents et de rivières, de l’écoulement en nappes, de l’action des glaciers et celle de la mer.

LES CAUSES PRINCIPALES DE L’EROSION

Les facteurs naturels

Les précipitations atmosphériques
Les précipitations atmosphériques constituent l’un des agents très actifs, en matière d’érosion. Elles agissent par entraînement de la couche superficielle. Cet entraînement varie en fonction de : la pente, la nature du sol, et la quantité de la couverture végétale.

Le relief
Le relief est aussi un des facteurs favorisant l’érosion, surtout s’il est accentué. Mais son rôle dans la dégradation du sol est lié à la nature du substratum géologique et au couvert végétal.

La chaleur
La chaleur réduit la couche superficielle en des particules plus petites, ce qui facilite l’entraînement des grains par la pluie. Elle modifie aussi la nature chimique du sol et implicitement pétrographique des roches.

Le vent
Dans certains pays désertiques, l’érosion éolienne est notable. On peut bien distinguer la provenance des particules de sol d’un bassin à un autre.

Les actions destructrices humaines

La destruction de la couche végétale protectrice du sol faite par l’homme provoque aussi la dégradation du sol. La végétation n’arrive pas à se rétablir à temps et dès le début de la saison de pluie, le sol est mis à nu, ce qui facilite l’érosion .

LES DIFFERENTES FORMES D’EROSION

Les formes que prend l’érosion varient très largement d’une région à l’autre par suite de la diversité du relief, des variations climatiques et de la couverture végétale. En général on distingue :

L’érosion superficielle

L’érosion superficielle est dite en nappe ou linéaire suivant son mode d’action à la surface du sol l’érosion en nappe se manifeste en toute région sauf sous la forêt primaire. Elle est causée par le ruissellement des eaux de pluie qui coulent en nappe sur un terrain quasi-plan. Les eaux arrivent à arracher les particules de terre et à la rencontre d’un obstacle, ces particules se déposent en son amont. L’accumulation progressive dans le temps des couches superficielles donne l’érosion en ravines.

L’érosion en gradins

Cette forme d’érosion se rencontre généralement sur les sols de très forte pente. Elle se présente sous forme de marches d’escalier disposées sensiblement suivant les courbes de niveaux. La hauteur maximale que pourrait avoir un tassement est limitée par les caractéristiques du sol érodé pour donner naissance à un autre gradin.

L’érosion en lavaka

C’est la forme la plus spectaculaire de l’érosion. Elle est caractérisée par l’apparition des grandes cavités béantes, des sortes de cirques à parois abruptes très profondes.

La roche-mère qui est en général à base de feldspath et de mica se décompose rapidement sur une plus ou moins grande épaisseur. La couche latéritique, plus compacte protège ce sous-sol, tant qu’elle est en état, mais si pour une raison ou une autre, cette couche subit des modifications, le phénomène de l’érosion en lavaka se déclenche. Plus la zone d’altération est importante, plus le lavaka évolue rapidement et prend des formes spectaculaires. Il est aussi un fait que les lavaka se forment sur les terrains présentant en général une pente assez forte, ils peuvent prendre naissance à n’importe quel niveau de la pente. Les fortes pluies associées aux fortes chaleurs créant des fentes de dessiccation. Celles-ci favorisent l’infiltration brutale des eaux jusqu’à la zone d’altération qui se trouve ainsi gorgée d’eau. Il se produit alors des glissements de terrain et le phénomène d’érosion remontante se déclenche par arrachement des pans verticaux. En général, les lavaka présentent un profil en travers en U et en V selon son stade de développement, la vitesse de déblai des éboulis et la présence des sources. Leur intérieur est souvent encombré d’éboulis formés de tous les terrains de l’ancienne surface qui se sont effondrés dans l’excavation. Les particules de la terre provoquées et arrachées par l’érosion constituent les apports solides.

Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE I : LES RIVIERES DE MADAGASCAR ET SES ENVIRONNEMENTS
CHAPITRE I : GENERALITES
I. 1. DEFINITIONS
I. 1. 1. Rivière
I. 1. 2. Morphologie du lit
I. 1. 3. Débit d’écoulement
I. 1. 4. Environnement
I. 1. 4. 1. La couverture végétale
I. 1. 4. 2. Le sol
I. 1. 4. 3. Le bassin versant
I.2. TYPES DE RIVIERE
I. 2. 1. Selon l’écoulement
I. 2. 1. 1. Définitions
a- Nombre de froude (Fr)
b- Nombre de Reynolds ( Re)
c- Filet liquide –veine liquide – ligne de courant
I. 2. 1. 2. Régime laminaire
I. 2. 1. 3. Régime turbulent
I. 2. 2. Selon la morphologie du lit
I 2. 2. 1. Lit à méandres
I 2. 2. 2. Lit à tresses
I 2. 2. 3. Lit rectiligne
CHAPITRE II : LES PRINCIPALES RIVIERES DE MADAGASCAR
II. 1. SITUATIONS GEOGRAPHIQUES
II. 2. ENVIRONNEMENT GEOGRAPHIQUE DE MADAGASCAR
II. 2. 1. Couverture végétale
II. 2. 2. Les sols
II. 3. CARACTERISTIQUES DES RIVIERES DE MADAGASCAR
II. 4. HYDROLOGIE
II. 4. 1. Les plateaux
II. 4. 2. La côte Est
II. 4. 3. La côte Ouest
PARTIE II : RELATION ENTRE APPORT SOLIDE ET DEBIT DE LA RIVIERE
CHAPITRE I : PHENOMENE D’EROSION DANS LES BASSINS VERSANTS
I.1. GENERALITES
I. 2. LES CAUSES PRINCIPALES DE L’EROSION
I. 2. 1 Les facteurs naturels
I. 2. 1. 1. Les précipitations atmosphériques
I. 2. 1. 2. Le relief
I. 2. 1. 3. La chaleur
I 2. 1. 4. Le vent
I. 2. 2. Les actions destructrices humaines
I. 3. LES DIFFERENTES FORMES D’EROSION
I. 3. 1. L’érosion superficielle
I. 3. 2 L’érosion en gradins
I. 3. 3. L’érosion en lavaka
CHAPITRE II : APPORTS SOLIDES
II. 1. PHENOMENE DES APPORTS SOLIDES
II.2. TRANSPORT PAR CHARRIAGE
II. 3. TRANSPORT EN SUSPENSION
II. 4. CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX
II.4.1. Origine des matériaux
II 4.2 Résistance locale à l’entraînement
CHAPITRE III : SEUIL DU MOUVEMENT
III. 1. LES FORCES S’EXERÇANT SUR LES APPORTS SOLIDES
Figure 1 :Force sur les apports solides
III. 1. 1. Force de trainée hydrodynamique
III. 1. 2. Poids immergé du grain
III. 1. 3. Force Rc : Résultante des réactions des autre grains
III. 2. SEUIL DU MOUVEMENT
III.3. CALCUL OU ESTIMATION DE LA CONTRAINTE CRITIQUE D’EROSION
III.3.1 Sédiment non cohésifs
III.3.2 Sédiments cohésifs
III.4 Valeurs classiques de la contrainte critique de dépôt
CHAPITRE IV : RELATION ENTRE DEBIT DE LA RIVIERE ET APPORT SOLIDE
IV. 1. TRANSPORT PAR SUSPENSION
IV. 1. 1. Etude qualitative
IV. 1. 1. 1. Cas d’un écoulement laminaire
IV. 1. 1. 2. Cas d’un écoulement turbulent
IV. 1. 2. Vitesse de chute
IV. 1. 2. 1. Régime laminaire
IV. 1. 2. 2. Régime turbulent
IV. 2. TRANSPORT PAR CHARRIAGE
IV. 2. 1. Application de la force tractrice
IV.2.2. Méthode probabiliste d’Einstein
PARTIE III : MODELISATION
CHAPITRE I : COLLECTION DES DONNEES
I.1. METHODE DE COLLECTION DES DONNEES
I.1.1. Description de la méthode
I.2. EXEMPLES DE RESULTATS DE PRELEVEMENT
CHAPITRE II : ANALYSE FONCTIONNELLE DE DONNEES
II.1 – LES DIFFERENTS FACTEURS INTERVENANT DANS L’ECOULEMENT
II.1.1. Le Relief
II.1.1.1 Pente
II.1.1.2 Profils en long
II.1.1.3 Profils a travers
II.1.1.4 Tracé en plan
II.1.1.5 Altitude
II.1.1.6 Orientation du relief
II.1.2 Météorologie hydrologique
II.1.3 : Nature du sol
II1.3.1 Terrains imperméables
II.1.3.2 Terrains perméables
II.1.4 Couverture végétale
II.2 INTERRELATION ENTRE LES DIFFERENTS PARAMETRES
II.2.1 Formule de Du boys
II.2.2 Formule de Meyer-Peter
II.2.3 Formule de Schoklistch
II.2.4 Formule de Shields
II.2.5. Formule de Meyer-Peter-Müller
II.2.6 Formule d’Einstein-Brown
CHAPITRE III : MODELISATION DU DEBIT – SOLIDE
III.1 Menu ( annexes)
III.2 Programmations
III.2.1 Formule de DUBOYS
III.2.2 Formule de Meyer-Peter
III.2.3 Formule de Schoklistch
III.2.4 Formule de Shields
III. 2.5 Formule de Meyer – Peter – Müller
CONCLUSION
ANNEXES
BIBLIOGRAPHIE