Cette séquence abordera un exemple d’ajustement hydro-morphologique en lien avec un changement d’occupation des sols particulier : l’urbanisation. L’urbanisation est un phénomène global qui progresse très rapidement à travers le monde. Il concerne depuis 2008 plus de la moitié de la population mondiale et en concernera près de 60 % en 2030. Les enjeux socio-économiques et environnementaux associés à ces territoires sont donc considérables. On associe généralement l’urbanisation aux phénomènes d’inondation et de dégradation de la qualité de l’eau des rivières qui se jouent sur des temps plutôt courts. Or à des échelles de temps plus longues se jouent aussi, au fil des crues, des processus d’ajustement morphologique d’incision des cours d’eau urbains en lien avec l’imperméabilisation des sols et le ruissellement des eaux pluviales. Au cours de cette séquence, j’illustrerai cette problématique en m’appuyant sur les résultats de recherches menées sur le bassin versant de l’Yzeron, un bassin périurbain de 150 km², situé dans la couronne urbaine de Lyon, qui compte environ 2 millions d’habitants. Je présenterai dans un premier temps les enjeux liés aux incisions de cours d’eau en milieu urbain. Je reviendrai ensuite sur des éléments d’hydrologie urbaine et les processus d’ajustements morphologiques en lien avec l’imperméabilisation des sols. Et je vous présenterai enfin une méthode basée sur des mesures de terrain pour diagnostiquer et quantifier ces incisions sur un bassin versant périurbain.
Mot(s) clés libre(s) : inondation, géomorphologie, barrage, hydrologie, hydraulique, érosion, bassin versant, rivière, charriage

Vidéo supplémentaire 3 : vigilance sur quelques points méthodologiquesJ’aimerais attirer votre attention sur deux points méthodologiques importants lorsque l’on étudie des cours d’eau en milieux urbain et périurbain. Comme vous le savez, la délimitation du bassin et du réseau de drainage est essentielle en hydrologie comme en géomorphologie fluviale. Or en milieu périurbain, leur définition à partir de cartes ou de photos aériennes seules est délicate, compte-tenu de la complexité du réseau de surface et sousterrain, qu’il soit naturel ou artificiel. Un diagnostic sur le terrain et des relevés au GPS sont donc indispensables. Une attention toute particulière doit être portée à la représentation fine du tracé des routes, des chemins, des fossés drainants, des bassins de stockage, du réseau d’assainissement séparatif ou unitaire, et de la position des déversoirs d’orage ou d'autres rejets.
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Vidéo supplémentaire 1 : le concept de débit effectif et de débit morphogène.Pour vous présenter le concept de débit effectif et de débit morphogène, je reprends ici les explications de la publication de Wolman et Miller de 1959. A partir d’une chronique de débit suffisamment longue (plusieurs années), nous pouvons calculer la distribution fréquentielle de débit, avec ici le domaine des crues fréquentes et ici, le domaine descrues rares.On peut superposer à cette courbe une relation débit solide vs. débit liquide. Cette courbe peut être issue d’un calcul théorique (à partir d’une estimation de la pente, la granulométrie, la largeur de la bande active) ou mieux encore, issue de mesures sur le terrain pour de nombreux évènements de crue. Le transport de sédiment a bien entendu lieu uniquement au-delà de ce seuil de charriage. Grâce à ces deux relations, nous pouvons alors estimer la quantité de sédiment que transporte chacun de ces débits dans l’année. Wolman et Miller ont ainsi mis en avant l’idée que les crues fréquentes transportaient le plus de sédiment sur le long terme.
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Vidéo supplémentaire 1 : éléments de gestion pour limiter le risque d’incision.Dans cette vidéo complémentaire, je vais vous présenter quelques éléments de gestion pour limiter le risque d’incision de ces cours d’eau périurbains.Tout d’abord, si l’on veut limiter directement les incisions, on peut apporter des mesures de correction du cours d’eau. Une première approche consiste donc à stabiliser les berges par des enrochements ou des techniques de génie végétal, ou stabiliser la pente du fond du lit à l’aide de seuils transversaux. Toutefois, ces seuils peuvent poser des problèmes de continuité écologique importante.Des techniques d’élargissement du lit de la rivière, pour redonner au cours d’eau de la place pour inonder dans des zones à moindre enjeu, peuvent permettre aussi d’abaisser les hauteurs d’eau dans la rivière ainsi que les vitesses dans le lit mineur et de diminuer l’intensité des pics de crues fréquentes par effet de laminage. Ces mesures de ralentissement dynamique ne changeront pas lesvolumes ruisselés, mais pourront écrêter les crues et diminuer le risque d’incision (...)
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Principes et applications. Choix des modèles.Cette séquence aborde l’utilisation et l'application des équations de base utilisées en hydraulique fluviale : c’est l’étape de la modélisation hydraulique. Elle se focalise tout d’abord sur les enjeux de la modélisation hydraulique ; elle présente ensuite la structure des modèles et les équations physiques que l’on choisira en fonction des objectifs de l’étude et du site d’étude. Elle finit sur un exemple pour illustrer cette structure générale des modèles et les données  d’entrée nécessaires.
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Protocole de mesure granulométrique de Wolman (vidéo complémentaire)Voici une petite vidéo complémentaire sur la mesure granulométrique de surface. Une analyse incontournable en géomorphologie fluviale consiste à étudier la taille des sédiments se trouvant à la surface du lit du cours d’eau, en mesurant leur distribution en taille ou distribution granulométrique. La méthode la plus classique et la plus utilisée est la méthode du "Wolman PebbleCount". Ce protocole de mesure consiste à échantillonner une centaine de particules à la surface du lit de la rivière (...)
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Pour comprendre le fonctionnement hydro-sédimentaire d’un cours d’eau et identifier des ajustements fluviaux ou des impacts sur les milieux aquatiques en lien avec des actions humaines, une étape importante du diagnostic géomorphologique consiste à étudier les sédiments grossiers transportés par le cours d’eau. L’objectif de cette séquence est de vous présenter différentes techniques de mesures sur le terrain permettant d’évaluer les caractéristiques de ces sédiments, ainsi que leur mobilité au fil des crues. Je vous présenterai tout d’abord des techniques de mesures granulométriques des sédiments déposés à la surface du lit du cours d’eau, puis une méthode permettant de mesurer la granulométrie des couches de surface et de sub-surface pour diagnostiquer un éventuel pavage du lit. Je vous présenterai ensuite une méthode pour caractériser le colmatage par infiltration des sédiments fins dans ce substrat grossier. Et je vous parlerai enfin des différentes méthodes de mesure du seuil de mise en mouvement par charriage et de débit solide.
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Les étapes de sa mise en oeuvre. Ses limites.Cette séquence aborde les différentes étapes requises pour la mise en oeuvre d’un modèle hydraulique sur le terrain. La première étape consiste à effectuer un diagnostic hydraulique complet de la rivière. Ce diagnostic guidera alors notre choix de modèle et donc la collecte de données d’entrée nécessaires à sa mise en oeuvre. Viendra ensuite l’étape de calage et de validation du modèle. Cette étape permet d’assurer une cohérence entre les résultats du modèle et les observations de terrain. Enfin, une dernière étape consiste à tester la sensibilité du modèle, afin de prendre en compte les incertitudes sur les données d’entrée. Cette étape est incontournable si l’on veut disposer d’un outil d’aide à la décision robuste pour une bonne gestion des cours d’eau. En effet, seuls les hydrauliciens les plus inexpérimentés peuvent encore afficher une confiance aveugle dans les résultats de leur modèle.
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