Les crues : la respiration des cours d’eau

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L’importance d’un débit minimal à maintenir dans un cours d’eau, condition nécessaire au maintien de la vie aquatique, est bien comprise de nos jours : sans eau, pas de poissons ! Mais ce n’est pas suffisant. Un cours d’eau a besoin aussi de crues pour son bon fonctionnement. Essayons donc d’y voir un peu plus clair en tentant de répondre à cette question : pourquoi les dévastations récurrentes qu’elles provoquent sont elles utiles ? Et, en prenant pour exemple la Sarine, voyons concrètement ce qui se passe si l’on supprime les crues dans un cours d’eau…

Par Guy Périat et Sylvain Richard

Le débit des cours d’eau est depuis toujours un sujet de discorde. Lors des périodes de sécheresses, agriculteurs et pêcheurs sont à l’affût pour le partage des dernières gouttes d’eau, mais en cas de crue, d’autres problèmes surgissent : champs et caves sont inondés, ponts et routes submergés et malheureusement aussi parfois ce sont des drames humains qui s’accomplissent. Tous ces évènements sont fréquemment relatés et commentés dans la presse, mais pas toujours de manière équitable, et très vite, les cours d’eau sont oubliés… jusqu’à la prochaine inondation !

La notion de régime hydrologique

La première question que l’on peut se poser en arrivant au bord d’un cours d’eau est tout naturellement celle de l’origine de toute cette eau qui ne cesse de s’écouler. S’il est évident de concevoir que les précipitations sont à l’origine du débit, il n’en est pas moins intéressant de constater queAinsi, si certaines réagissent instantanément par l’apparition de petites crues subites, d’autres exigent plusieurs jours de pluies abondantes pour enfin voir leur débit augmenter. En période de sécheresse, l’eau continue de s’écouler dans les cours d’eau dits permanents alors que les déversoirs occasionnels s’assèchent. En montagne, en raison du manteau neigeux, les débits sont faibles en hiver. En plaine, c’est l’inverse et les dégâts causés par les crues sont souvent différents d’une vallée à l’autre. Les caractéristiques des fluctuations des débits sur une période donnée – autrement dit l’hydrogramme – sont donc propres à chaque cours d’eau. Il s’agit en quelque sorte d’une empreinte digitale hydraulique, appelée par les spécialistes le « régime hydrologique ».
Si chaque rivière possède son régime hydrologique particulier, des regroupements peuvent cependant être effectués en fonction des saisons d’apparition des différents types de débits :
– les cours d’eau à régime glaciaire affichent des débits très faibles en hiver, élevés en été, et leurs crues les plus extrêmes interviennent en période de canicule.
– Les rivières à régime hydrologique nival sont à l’étiage en automne et en hiver. Au printemps et au début de l’été, l’apparition des hautes eaux est la conséquence de la fonte des neiges.
– Enfin, le régime hydrologique pluvial se caractérise par des fluctuations de débit directement liées à l’occurrence des pluies. Ainsi, en Europe, les hautes eaux apparaissent en principe au printemps et à l’automne. Beaucoup de cours d’eau possèdent cependant des régimes hydrologiques mixtes et il est très fréquent d’observer une succession longitudinale de leur hydrologie.
Le Rhône par exemple est d’abord à régime glaciaire, puis nival, pour tendre finalement vers le pluvial. Ainsi, chaque région possède une caractéristique hydrologique singulière, définie localement par le climat, la nature géologique des sols et les précipitations.

Les débits façonnent les lits des cours d’eau

Les hydrologues différencient les débits de basses eaux et les débits de hautes eaux. Le débit d’étiage est le débit minimum d’un cours d’eau. Il détermine la largeur du lit mouillé, c’est à dire le chenal d’écoulement en permanence en eau. La plupart du temps, une notion de fréquence, journalière ou mensuelle, permet de préciser la récurrence de ce débit. Ainsi, la loi sur l’eau définit le débit d’étiage comme étant le débit mensuel d’étiage qui intervient en moyenne tous les cinq ans.
Les débits de crues peuvent être classés en plusieurs catégories en fonction de leur période de retour :
– La crue annuelle, ou débit de plein bord (c’est-à-dire avant débordement), est l’événement hydrologique qui intervient en moyenne tous les ans. Ce débit délimite le lit mineur du cours d’eau, c’est à dire le lit mouillé additionné des bandes latérales de galets et graviers trop fréquemment inondées ou exondées pour que de la végétation dense puisse se développer.
– La crue quinquennale, qui intervient en moyenne une fois tous les cinq ans, caractérise le lit moyen du cours d’eau. L’énergie déployée par ce débit est suffisante pour mettre en mouvement le matelas fluvial composé de graviers et de galets et pour arracher la végétation.
Il est donc essentiel au modelage de l’habitat piscicole. C’est pour cette raison que ce débit est couramment appelé « crue morphogène ».
– La crue centennale, qui intervient en moyenne une fois tous les cent ans, est utile pour délimiter les zones à risques d’inondation, soit le lit majeur du cours d’eau, lit majeur à l’intérieur duquel d’ailleurs toute construction est dangereuse car susceptible de subir les effets dévastateurs d’une très forte crue pouvant arracher et déplacer des arbres centenaires.

Du régime hydrologique à la notion d’habitat

Les différents débits observés confèrent donc une énergie au cours d’eau, qui va dépendre de son type de régime hydrologique. En fonction de ce niveau d’énergie, les caractéristiques de la morphologie du lit d’étiage au lit majeur seront différentes. Quatre styles de lits fluviaux sont couramment distingués par les géomorphologues :
– À chenal unique rectiligne : lit typique d’un cours d’eau à très haute énergie, à forte pente et à granulométrie grossière. Cette forme est celle des hautes vallées encaissées des régions montagneuses glaciaires.
– À chenaux multiples en tresse : lit caractérisé par des bancs d’alluvions non végétalisés, séparant différents chenaux fréquemment remaniés par les crues. Cette forme est typique des basses vallées glaciaires ou des régions à régime hydrologique tranché, présentant un fort transport solide.
– À chenal unique méandriforme : lit de forme sinueuseavec des berges partiellement végétalisées, résultant d’une énergie et d’un charriage relativement limité. Cette forme est typique des régions collinéennes et de plaine.
– À chenaux anastomosés : lit caractérisé par la stabilité des chenaux à direction aléatoire, avec une granulométrie fine et une végétation dense. Cette forme est typique des régions à très faible pente arborant de nombreuses zones humides.

Un cours d’eau, en fonction de sa position dans la vallée, voit se succéder sur son linéaire plusieurs styles fluviaux différents. Les ruptures de pente ainsi que les passages en gorges ou encore les confluences compliquent quelque peu cet enchaînement. Il n’est donc pas rare de rencontrer des inversions, comme un secteur à méandres précédant un tronçon rectiligne ou en tresse.
Par extension, le régime hydrologique est donc à l’origine de l’agencement des éléments constitutifs de l’habitat aquatique tels que la vitesse de courant, le transport solide et la végétation ; A chaque niveau d’énergie correspond donc un grand type d’habitat.
En cas de très forte énergie, le substrat est grossier et fréquemment remanié par de violentes crues qui interdisent un développement végétal conséquent. Le lit mineur est donc étendu et l’habitat aquatique principalement constitué d’éléments minéraux baignés de forts courants.
En cas d’énergie moins extrême, les sables et les graviers dominent et constituent un terreau idéal au développement de forêts alluviales denses, résistantes à l’occurrence de crues modérées. La largeur du lit mineur reste donc proche de celle du lit mouillé. L’habitat aquatique est ainsi majoritairement structuré par des éléments végétaux (racines, hydrophytes et bois morts).
Les espèces aquatiques se sont adaptées à ces contraintes naturelles. Ainsi par exemple, pour les poissons, chaque type fluvial possède son cortège d’espèces adaptées aux conditions du milieu. Sur les secteurs d’eaux vives, la forme des poissons est allongée. Si la température reste fraîche l’ombre et la truite dominent. Si en revanche l’eau s’échauffe, c’est le paradis du barbeau et du hotu. Sur les secteurs anastomosés ou à méandres très lents, le gardon, la perche, la brème et le rotengle, poissons de corpulence plus massive, sont majoritaires.
En conclusion, le régime hydrologique va régir, en fonction de son énergie, la forme du lit mouillé d’étiage et donc la nature des milieux aquatiques associés. Il influe donc directement sur la biodiversité que l’on rencontre dans nos cours d’eau. Dans ce sens, les crues représentent un « outil hydraulique » essentiel. Elles nettoient le matelas fluvial, entretiennent le développement de la végétation des berges et du lit et agencent la mosaïque des substrats. Elles peuvent donc être considérées comme les véritables architectes des rivières.  Leur occurrence est une symphonie propre à chaque cours d’eau qui a mis des milliers d’année à se composer et qui continue à s’accorder. La crue est une forme de respiration morphologique. Il est donc logique d’être inondé en construisant dans le lit majeur des rivières. C’est de cette manière que les cours d’eau bâtissent l’habitat du poisson. Et toute artificialisation des débits de crues a, en conséquence, un impact majeur sur la faune et la flore aquatique

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