Thème 1. Transferts hydro-sédimentaires dans les bassins versants

L’Isère en Combe de Savoie - des zones sources à l’exutoire,
les rivières et leurs crues transportent les matériaux arrachés
aux versants avec de fortes interactions avec les écosystèmes
et les activités humaines.

La prise en compte des forçages environnementaux (perturbations climatiques, végétation, activités humaines, ouvrages) et de leur incidence sur les régimes hydro-sédimentaires motivent nos travaux sur la compréhension de la genèse et la redistribution des flux d’eau, de matières en suspension (MES) et du transport solide par charriage au sein des bassins versants. On cherche en particulier à identifier dans quelle mesure la variabilité spatio-temporelle des précipitations contrôle la connectivité hydrologique et sédimentaire, en sus des caractéristiques géomorphologiques des bassins versants. On cherche aussi à mieux comprendre les processus de la ségrégation sédimentaire à l’échelle du grain qui contrôlent le charriage, les interactions entre les flux hydrosédimentaires et les formes fluviales à l’échelle du tronçon de rivière, ainsi que les processus qui contrôlent la cascade sédimentaire à l’échelle du bassin versant. L’analyse de phénomènes naturels en cascade est également une thématique émergente au sein de l’équipe (glissement-lave, rupture de barrage-crue torrentielle). Ces travaux se basent sur le développement de méthodes de traçages de l’origine spatiale des MES sur les versants, de méthodes de mesure des flux solides en rivières, et d’outils de détection des changements morphologiques par télédétection (imagerie drone, LiDAR…). Ces phénomènes sont également appréhendés à partir d’expérimentations en laboratoire. Afin d’interpréter ces données expérimentales, l’équipe s’investit dans le développement de modules d’érosion, de transport et de dépôt des sédiments dans le modèle hydrologique distribué IBER. Les mécanismes d’érosion, de sédimentation et de floculation des MES ainsi que leurs interactions avec les sédiments grossiers sont également étudiés de manière à identifier les facteurs de contrôle des phases de dépôt et de reprise affectant les temps de transit des particules fines dans la ZC. Ces recherches s’appuient,en particulier,sur le déploiement de la plateforme RIPLE, mise au point par l’équipe, qui fournit des observations hydrométriques et sédimentaires à haute fréquence. Ces activités de recherche s’appuient principalement sur les observatoires nationaux (SNO OHMCV et SNO Draix-Bleone de l’IR OZCAR, la Zone atelier Bassin du Rhône (ZABR) de l’IR RZA et du LMI LECZ-CARE au Vietnam, et plusieurs sites expérimentaux dédiés aux laves torrentielles dans les Alpes . Les applications concernent à la fois la protection des populations contre les risques torrentiels et la gestion environnementale des hydrosystèmes en lien avec la continuité sédimentaire.

Projet ANR CLIMBAD : Climate impact on badland erosion

Badlands are places of intense erosion and key producers of sediment and carbon fluxes to the Mediterranean sea. CLIMBAD aims at predicting future badland erosion under climate change.

Projet ANR SegSed : Ségrégation en transport de Sédiments.

SegSed is a multi-scale and multi-disciplinary study of size segregation to ultimately improve sediment transport modelling.
An important reason for our limited ability to predict sediment transport is due to the very wide range of grain sizes leading to size segregation or grain size sorting. Segregation in bedload, a major experimental and modelling scientific bottleneck largely modifies fluxes and results in patterns seen ubiquitously in nature.
The specific objectives of the project (…)

Projet EJP-Soil SCALE

La gestion de la connectivité des sédiments dans les paysages agricoles permet d’atténuer les impacts de l’érosion des sols.
SCALE est un consortium de 13 instituts de recherche de 9 pays de l’UE qui vise à améliorer les stratégies d’atténuation des conséquences de l’érosion. Pour cela nous proposons : • l’harmonisation de la planification de l’atténuation, en prenant en compte des différences régionales des dommages causés par l’érosion, sur la base de la modélisation de l’érosion ; (…)

Projet ANR DEAR

Le transport de sédiments fins revêt des enjeux importants en termes de risques environnementaux, de dégradation de la qualité des milieux aquatiques et d’export de nutriments et de contaminants adsorbés. Il présente également des enjeux opérationnels forts pour la gestion des ouvrages hydroélectriques, sujets à l’envasement ou au risque d’abrasion et de vieillissement prématuré des turbines. En contexte montagneux où les flux de matières en suspension sont très importants, la gestion et la (…)

Origine et redistribution spatio-temporelle des matières en suspension dans les bassins versants

Approche combinant observations des flux, traçage et modélisation distribuée

Travaux de thèse de Magdalena Uber
Résumé L’étude de l’érosion des sols et du transfert des particules minérales et organiques vers les rivières revêt des enjeux environnementaux et socio-économiques cruciaux. D’une part, la perte de sols fertiles réduit la productivité agricole et pose donc des problèmes de sécurité alimentaire. D’autre part, le transfert des sédiments génère une dégradation de la qualité des eaux et des milieux aquatiques comme les lacs et les rivières ainsi que (…)

Passive acoustic monitoring of bedload discharge in large gravel bed rivers

Développement de la méthode hydrophone de mesure du transport de fond dans les rivières

Les cailloux qui roulent au fond de la rivière font du bruit. Ce n’est pas seulement amusant et joli à écouter. Cela peut aussi nous permettre de caractériser le transport solide en crue.