Stéphanie Billiere

Marlène Crochet-Foirien

19/01/2012

Le delta du Rhône

TABLE DES MATIERES

INTRODUCTION ___________________________________________________________ 1

I Morphologie du delta du Rhône ____________________________________________ 1

1. Localisation de la zone d’étude _________________________________________________ 1

2. Généralités _________________________________________________________________ 2

3. Caractéristiques morphologiques du delta du Rhône ________________________________ 3

4. Modifications du delta du Rhône dans le temps ____________________________________ 5

II Caractéristiques hydrologiques et sédimentaires ________________________________ 6

1. Régime hydrologique ________________________________________________________ 6

2. Echange entre le fleuve et la mer _______________________________________________ 7

3. Réduction des apports sédimentaires du Rhône ____________________________________ 8

III Pollution ____________________________________________________________ 11

1. Patrimoine naturel du delta menacé ____________________________________________ 11

2. Généralités sur la pollution rencontrée __________________________________________ 11

3. Les polluants organiques dans le delta du Rhône __________________________________ 12

4. L’exemple des PCB _________________________________________________________ 12

CONCLUSION ____________________________________________________________ 14

Bibliographie ______________________________________________________________ 15

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INTRODUCTION

Un delta correspond à un type d’embouchure. L'embouchure d'un cours d'eau dans la mer représente un domaine intermédiaire où s'affrontent les influences marines et fluviatiles. Le fleuve apporte des matériaux qui s'accumulent et gagnent sur la mer; la mer déblaie et remanie les matériaux apportés. Le résultat dépend du rapport de force existant entre le fleuve et la mer. Lorsque le fleuve a une influence dominante, il construit un delta; lorsque la mer est dominante, l'embouchure est un estuaire.

Le Rhône est l’un des plus grands fleuves méditerranéens. Son delta est un environnement écologique riche activement exploité par l’agriculture, principalement pour la production de riz et de sel. Des corrélations positives ont été observées entre la distribution et l’abondance de nombreuses espèces de poissons (merlu, sole, cithare, sardine, lotte) et la proximité du delta du Rhône. Cependant, le delta du Rhône est actuellement menacé par une érosion littorale significative.

I Morphologie du delta du Rhône

1. Localisation de la zone d’étude Le delta du Rhône a une plaine deltaïque d’une superficie de 1742 km2

. Il se situe à l’aval d’un vaste bassin versant de 95 500 Km2. Comme tous les deltas, celui du Rhône a une forme schématique de triangle dont les pointes sont Arles, Le Grau-du-Roi et Fos-sur-Mer (150 000 ha). Il ne comprend plus aujourd’hui que deux bras actifs : le grand Rhône et le petit Rhône, entre lesquels se situe l’île de Camargue ou grande Camargue. Le grand Rhône (localement appelé « Grau ») est long de 50 Km et débouche en Méditerranée par le Grau de Roustan. La largeur du lit varie de 325 mètres à 1100 mètres. La profondeur moyenne est de 10 mètres. La pente du fleuve est inférieure à 0,12m.Km. Le Grand Rhône peut drainer 85 à 90% des débits liquides de la plaine deltaïque. Des études récentes ont montrées que l’essentiel des particules sédimentaires supérieures à 2 mm ne franchissent pas Arles en raison de la pente hydraulique trop faible du fleuve (0,01%). Par conséquent, la fraction la plus grossière transitant dans le delta se compose de sables.

Embouchure du grand Rhône

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Le petit Rhône, long de 70 Km, présente un indice de sinuosité de 1,9. De Saint-Gilles à l’embouchure, le chenal dessine une série de méandres (sinuosité très prononcée du cours d'un fleuve ou rivière qui se produit naturellement lorsque le courant est suffisant pour éroder les berges). La largeur du Petit Rhône varie de 120 m à Arles pour atteindre environ 250 m au Grau d’Orgon, son embouchure.

2. Généralités

La partie distale du bassin versant d'un fleuve est généralement une large plaine alluviale où s'accumule une grande partie des matériaux transportés. Arrivé en mer, le courant décélère et le reste de la charge se dépose et forme le delta. L'apport continu des sédiments dans le delta fait avancer ce dernier dans le domaine marin: c'est la progradation deltaïque. Le delta représenté en coupe se présente comme une plate-forme progradante, composée d’une plaine émergée qui se raccorde à la plate-forme continentale par un talus.

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Quelle que soit sa forme, au fur et à mesure des apports fluviaux, un delta se développe, prograde et s’organise selon un schéma morphologique constant. Ce cadre général regroupe deux environnements :

• La partie aérienne : caractérisée par une plaine que le fleuve édifie et façonne au gré de ses déplacements latéraux,

• La partie sous-marine : se dépose sous la forme d’un lobe sédimentaire, dont la granulométrie s’affine vers le large.

L’embouchure, quant à elle, point de connexion entre ces deux domaines, constitue la plaque tournante de ce système.

Un delta se décompose en 3 parties : La plaine deltaïque, partie visible du delta, est le prolongement de la plaine alluviale. Elle est parcourue par un réseau de chenaux ramifiés. Entre les chenaux s'étendent des zones marécageuses et garnies de végétation sous climat humide.

Le front de delta est le prolongement de la plaine deltaïque sous la mer.

Le prodelta est la zone la plus externe et la plus profonde du delta sous-marin; il repose sur les sédiments marins de la plate-forme littorale.

3. Caractéristiques morphologiques du delta du Rhône

Selon Galloway, la morphologie des deltas dépend de l'importance relative de 3 facteurs qui sont le volume des apports sédimentaires du fleuve, l'énergie de la houle et l'énergie de la marée.

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Classification des deltas d’après Galloway, 1975 Le Delta du Rhône est un système dominé par l’action des vagues où la plupart de la charge alluviale est initialement déposée à l’embouchure puis redistribuée le long du delta par les courants côtiers, sous l’effet des deux distributaires majeurs (Grand-Rhône et Petit Rhône).

Galloway a également proposé une classification morphologique des deltas en fonction des processus hydrodynamiques et sédimentaires dominants. Cette classification est composée de 5 catégories : -deltas digités, aux levées très allongées terminées en pointes (ex : Mississippi en Amérique du Nord) ; -deltas lobés, aux avancées plus massives refoulés à la côte (ex : Rhône en France) ; -deltas arqués ou " en croissant " (ex : Nil en Afrique) ; -deltas arrondis quand les courants côtiers sont très efficaces (ex : Llobregat en Espagne) ; -deltas atrophiés, réduits à une légère saillie du littoral (ex : Têt en France, Pyrénées Orientales). Le delta du Rhône fait partie des deltas lobés. Les deltas lobés sont les plus fréquents. Ils possèdent des contours arrondis qui témoignent de l'efficacité des actions marines qui redistribuent les sédiments amenés par le fleuve .

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Schéma des différents lobes du delta du Rhône

4. Modifications du delta du Rhône dans le temps

Le cours du Rhône a largement été modifié dans le temps et ses nombreuses modifications ont contribué à l’édification actuelle de son delta. Ces modifications dépendent de trois facteurs :

• Le climat • L’action de l’homme

• Les capacités de transfert sédimentaire du chenal

L’embouchure actuelle du Grand Rhône ne fonctionne de manière continue que depuis 1892.

En effet, les embouchures du Rhône n’ont cessées d’évoluer. Les embouchures les plus actives au cours des derniers siècles sont situées dans la partie orientale du delta. Durant les 6 000 dernières années, cette large plaine deltaïque a gagné plus de 25 km sur la mer, depuis le nord de l’étang de Vaccarès jusqu’à l’actuelle ligne de rivage.

A la fin du 16ème siècle, le Rhône s’écoulait par le chenal du bras de fer et apportait un volume de sédiments grossiers important. C’est à cette époque que les lobes visibles encore actuellement se sont édifiés. Au 18ème siècle, les hommes creusent un canal en amont du dernier méandre du fleuve afin de dessaler des étangs littoraux. Mais à la suite de fortes crues, ce canal devient un nouvel exutoire pour le Rhône ; embouchure qui sera conservé et même aménagé. Ce nouveau bras devient le bras principal du fleuve, ce qui permet l’édification d’un nouveau lobe. Au 19ème siècle, le delta présente encore trois embouchures mais le développement progressif des aménagements hydrauliques du 19ème siècle accélère la métamorphose du delta du Rhône. L’évolution naturelle est désormais contrôlée chaque fois qu’elle menace de se faire toute seule. Les deux bras actuels sont totalement endigués depuis les années 1860. Les embouchures, éloignées de 40 Km, sont reliées par une digue construite dès 1859 en arrière du littoral deltaïque, chargée de réguler l’intrusion des eaux marines dans le delta.

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L’embouchure du Petit Rhône, appelée grau d’Orgon, existe depuis l’an 1550.

II Caractéristiques hydrologiques et sédimentaires

1. Régime hydrologique Son régime hydrologique évolue au long de son cours en fonction des trois alimentations présentes sur son domaine : la fonte des glaciers alpestres, la fonte nivale et les précipitations liquides. À son embouchure, le Rhône présente un régime saisonnier régulier marqué par de hautes eaux automnales et de basses eaux estivales et hivernales. Le débit annuel moyen du Rhône à son embouchure est de 1700 m3/s, ce qui représente une contribution de l’ordre de 40% des apports d’eau douce à la Méditerranée. Le Rhône Alpestre, le Haut Rhône français ainsi que l’Isère sont caractérisés par un régime nivo-glaciaire (hautes eaux estivales), tandis que le régime hydrologique du Rhône aval se caractérise par des hautes eaux au printemps et en automne et des étiages estivaux et hivernaux. La plus faible variabilité mensuelle du régime du Rhône français est constatée à Lyon avec une amplitude variant de 80 à 115 % par rapport au module annuel. La plus forte est mesurée à la sortie du Léman avec une amplitude comprise entre 75 et 150 %. Elle est de 65 à 120 % à l’embouchure.

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2. Echange entre le fleuve et la mer Au niveau de l’embouchure du Rhône, il y a un phénomène d’intrusion d’eau marine dans le lit d’un fleuve. On appelle cela « coin salé », « langue salée » ou encore « biseau salé », ce nom évoquant la forme de la masse d’eau salée. L’eau salée a une densité supérieure à l’eau douce et s’introduit comme un coin sous celle-ci lorsqu’elle remonte en « rampant » dans le lit du fleuve. Le phénomène inverse au biseau salé est l’auréole: c’est l’eau douce qui flotte sur l’eau salée au large de l’embouchure du fleuve.

On parle de l’intrusion de l’eau salée, mais physiquement c’est l’eau du fleuve qui repousse l’eau salée. En effet, si le débit du fleuve était nul, l’eau de mer occuperait toute la partie du lit du Rhône jusqu’à la hauteur du niveau de la mer. Le facteur principal est le débit du fleuve : sa faiblesse favorise la remontée du coin salé. Ensuite la direction et l’intensité du vent (le vent du nord favorise la remontée du coin salé car il augmente la vitesse de l’eau en surface et, à débit égal, la réduit en profondeur); l’amplitude des marées jouent également un rôle dans la formation des coins salés.

La Compagnie Nationale du Rhône (CNR) s’est intéressée depuis la fin des années 1960 à ce phénomène sur le Grand Rhône. Les études ont montré :

• Il faut que le débit du Rhône mesuré à Beaucaire descende au-dessous de 1 300 m3/s pour voir le coin salé amorcer sa remontée.

• Il remonte jusqu’au Sambuc pour des débits entre 600 et 800 m3/s. • Il remonte jusqu’au seuil de Thibert pour des débits entre 400 et 600 m3/s. • Il remonte jusqu’au seuil de Terrin pour des débits entre 300 et 600 m3/s.

L’eau salée peut remonter sur 35 km dans le lit du Rhône.

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3. Réduction des apports sédimentaires du Rhône La Camargue est une construction naturelle qui a été édifiée par les sédiments du Rhône au cours des derniers millénaires. L’avancée s’est effectuée à partir d’embouchures successives qui ont permis de « nourrir » les différents secteurs côtiers. Les progressions les plus importantes se sont réalisées lors de périodes de fortes crues. La dernière, du XVIe au XIXe siècle, coïncide avec un déboisement important des massifs alpins et une forte érosion. Depuis 150 ans, la réduction des apports du fleuve (de 50 à 8 millions de tonnes/an à Beaucaire), l’endiguement du Petit et du Grand Rhône et la fixation artificielle de l’embouchure ont modifié l’alimentation du delta et de son littoral. L’endiguement du fleuve empêche, sauf brèches localisées, l’inondation de la plaine deltaïque, donc son dessalement et son exhaussement par l’apport de sédiments. Une partie importante de la basse Camargue est désormais située en-dessous du niveau marin.

À l’embouchure du Grand Rhône, lors des crues, le « panache » fluvial envoie au large les sédiments fins (limons). Les sables forment « une barre », en partie redistribuée par la dérive littorale sur les plages proches (flèche de la Gracieuse, plage de Piémanson). Depuis les années 1990, les apports du Grand Rhône ne permettent plus l’avancée de son embouchure. À l’Ouest, l’embouchure du Petit Rhône est en recul au moins depuis 1830 car les plages ne sont plus nourries.

Le XXème siècle occupe une position particulière : il est caractérisé par un déficit sédimentaire dû à la réduction des apports fluviaux dès les années 1920, donc antérieur aux aménagements hydro-électriques et aux dragages. L'héritage sédimentaire, dont ce siècle bénéficie, est donc en cours de démantèlement et non renouvelable. Par suite d'une géomorphologie du littorale différenciée, des secteurs se trouvent juxtaposés, qui sont soit en recul, soit stables ou même qui avancent.

Le panache à l’embouchure du Rhône en Novembre 2002. Lors des crues, la majeure partie des apports, expulsée dans le « panache », n’alimente pas les plages du delta

(© Nasa Earth Science Photos Archives).

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La majeure partie des plages du delta est alimentée par le remaniement par la houle des dépôts sous-marins abandonnés aux anciennes embouchures. Ces « stocks » fossiles s’épuisent et les fonds se creusent devant la côte. Le littoral est donc affecté de contrastes croissants entre des secteurs en recul (majoritaires) et quelques zones qui continuent d’avancer. Les tempêtes attaquent et parfois détruisent le cordon dunaire, provoquant la submersion temporaire de l’arrière côte. La diminution des apports sédimentaires et l’accélération récente de la montée du niveau marin provoquent un recul du trait de côte pouvant aller jusqu'à 5à 10 m/an.

Aux Saintes-Maries de la Mer, le blockhaus allemand, construit à l’origine en haut de la plage et actuellement immergé, permet d’évaluer le recul

Le village des Saintes-Maries de la Mer pourrait être bientôt encerclé par la mer. La moitié sud du delta risque d'être submergée : 30% de sa surface est à une altitude inférieure à 0,50 mètres sous le niveau moyen de la mer.

Augmentation du niveau de la mer au 20ème siècle au niveu des plages du delta du Rhône (© F. Sabatier)

Le niveau de la mer est monté en moyenne de 2,2 mm/an entre 1905 et 2003.

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Pour ralentir ce phénomène les hommes ont mis en place des méthodes de protection telles que des enrochements artificiels (épis, digues, brise-lames), avec des impacts paysagers et écologiques peu compatibles avec l'image de marque de la Camargue. L'efficacité de ces ouvrages est très variable, leur «durée de vie» étant estimée de 3 à 10 ans. Ils ont localement arrêté ou ralenti le recul visible du rivage, mais l'érosion est reportée d'une part sur la plage sous-marine affectée par des courants dirigés vers le large, et d'autre part en aval dérive par interruption du transit longitudinal.

En Petite Camargue, les épis(limite les courants d’eau et freine les mouvements des sédiments) protégeant la

plage sont « déconnectés » 8 à 10 ans après leur construction par le recul persistant de la côte (© Service Maritime et de Navigation du Languedoc Roussillon – SMNLR).

Zones d’accrétion et d’érosion sur le littoral du delta du Rhône

Epis

Ancien trait de côte

Niveau actuel de la mer

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III Pollution

1. Patrimoine naturel du delta menacé

Le delta du Rhône est le seul delta de France et le second par l’importance en Méditerranée. Il possède des milieux (steppes salées, lagunes, marais…) rarement rencontrés ailleurs sur une telle étendue, jouant ainsi un rôle de refuge pour de nombreuses espèces rares de plantes et d’animaux. Placé sur le trajet des grandes migrations Nord/Sud, il constitue un site d’alimentation et de repos par d’innombrables oiseaux. Le delta est donc une escale extrêmement prisée. Peu exposé au gel des eaux, il est aussi très attractif en hiver spécialement pour les oiseaux d’eau. La conservation du patrimoine naturel du delta pose problème. En effet, la difficulté à le conserver tient à la multiplicité des atteintes dont il fait l’objet. En voici quelques exemples :

• Les eaux d’irrigation du Rhône chargées de polluants s’évacuent pour une part vers les étangs. Par le biais des chaînes alimentaires, les métaux et les pesticides, par exemple, contaminent poissons et oiseaux piscivores.

• Les dunes, dont la flore est remarquable, sont de plus en plus exposées à la houle et aux tempêtes (montée du niveau marin), ainsi qu’au piétinement par les touristes. Leur végétation se dégrade, favorisant leur érosion et à terme leur disparition.

• Les étendues de sansouires, steppes salées de grande valeur biologique, ne cessent de régresser, surpâturées ou converties en terres agricoles.

• Mouettes et goélands d’espèces rares, malgré des effectifs importants, se reproduisent mal, victimes de la prédation. Un déficit de jeunes hypothèque l’avenir de ces populations.

• Les espaces protégés actuellement n’offrent aux milliers de canards hivernants que des sites de repos (plans d’eau). L’alimentation de ces oiseaux s’effectue dans des marais périphériques privés qui sont intensivement chassés.

2. Généralités sur la pollution rencontrée

Le principal problème est constitué par la pollution toxique. Il est toutefois difficile de la quantifier du fait de la multiplicité des substances (des centaines de molécules différentes) et de leur devenir dans le milieu, des sources (diffuses, ponctuelles) et des origines (agricole, industrielle, domestique). C’est essentiellement le Rhône en aval de Lyon qui est concerné par les produits phytosanitaires, principalement du fait des apports diffus agricoles de la Saône, même si d’autres sources existent à l’aval. Les émissions de micropolluants métalliques et organiques sont, quant à elles, concentrées sur l’aire urbaine de Lyon et le couloir de la chimie, prolongées par des apports ponctuels sur le

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Rhône aval. Elles proviennent d’industries et de stations d’épuration urbaines qui collectent les rejets d’un tissu artisanal et industriel dense. Il existe également, de façon sous-jacente et principalement sur le Rhône en aval de Lyon, une pollution toxique historique des sols et des nappes au niveau de certaines installations. Dans le lit même du fleuve, les toxiques (métaux, PCB…) stockés dans les sédiments constituent une autre préoccupation.

Usines de la vallée de la chimie, en aval de Lyon (© G. Poussard)

3. Les polluants organiques dans le delta du Rhône

Depuis plus d’une décennie, les zones lagunaires camarguaises sont soumises à des apports de contaminants organiques hétérogènes et les organismes situés au sommet des réseaux trophiques, notamment les anguilles, développent des pathologies plus ou moins réversibles en rapport avec cette contamination.

Une partie de ces polluants est transférée par la chaîne alimentaire et bioamplifiée. Cette bioaccumulation est caractérisée non seulement par l’abondance des 7 PCB dits « indicateurs » en raison de leur persistance dans les chaînes alimentaires, mais aussi par le haut niveau d’équivalence toxique (TEQ) dû aux 12 PCB apparentés aux dioxines.

La riziculture camarguaise, pratiquée par submersion, nécessite de grandes quantités d’eau captées dans le Rhône. En conséquence, l’impact des polluants organiques sur ces cultures irriguées soulève de nombreuses interrogations.

Les lagunes camarguaises sont des écosystèmes particulièrement vulnérables du fait de leur situation de réceptacles des eaux d’irrigation des parcelles cultivées voisines.

4. L’exemple des PCB Suite à une contamination aux polychlorobiphényles (PCB) de type dioxine, l'interdiction de consommation des poissons du Rhône, adoptée en septembre 2006 à Lyon, avait été élargie en février 2007 à l'Ain, l'Isère, puis en juin à l'Ardèche et à la Drôme. Mais désormais, c'est-à-

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dire par arrêté le 7 août 2007, l'interdiction de consommer et de vendre des poissons du Rhône a été étendue jusqu'au delta du fleuve, après que des études aient révélé la présence de PCB dans celui-ci. Les résultats des prélèvements réalisés sur six espèces de poissons ont en effet montré une contamination allant jusqu'à 59 picogrammes/gramme (pg/g), alors que l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) a fixé à 8 pg/g la concentration admissible en dioxine et PCB dans les poissons destinés à la consommation humaine. Même si la cause de cette contamination est encore inconnue, le WWF note que l'usine Tredi de Saint Vulbas dans l'Ain est l'une des deux Installations Classées Pour la protection de l'Environnement (ICPE) autorisées en France à traiter les pyralènes encore contenus dans les transformateurs. Selon le WWF, l'usine rejette ses eaux usées dans le collecteur public régional et se situe en amont sur l'un des affluents du Rhône.

Déversoir d’orage : ouvrage rejetant directement et sans traitement, dans le milieu naturel, par temps de pluie, une partie des effluents des réseaux d’assainissement unitaires lorsque le débit amont dépasse une certaine valeur

(© Le Grand Lyon/J. Léone)

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CONCLUSION

Les richesses biologiques du delta du Rhône sont mondialement reconnues. Elles font de la région un véritable «monument naturel». Afin d’assurer la conservation de ce patrimoine d’exception, il a fallu soustraire d’immenses étendues à de multiples pressions, agricoles, industrielles, urbaines, touristiques. Aujourd’hui, les espaces naturels protégés couvrent 25000 ha du delta soit environ 20% de sa superficie.

Néanmoins, le delta du Rhône reste un milieu fragile, où le recul actuel du littoral menace la diversité biologique des milieux naturels, les activités touristiques et industrielles ainsi que les sites urbains. La mobilité littorale traduit l'ajustement naturel de la côte à la répartition de l'énergie des houles. Or, la reprise récente de la remontée du niveau marin et la réduction des apports du fleuve accélèrent cette évolution.

La montée du niveau marin relatif, mesurée au centre du delta, est de 2 mm/an depuis 1905. Cette valeur intègre les effets du réchauffement de la planète et ceux de la compaction des sédiments sur la marge littorale. La montée de la mer devrait s'accélérer dans les décennies à venir. Toutefois, des calculs indiquent que, sur l'ensemble de la côte, la remontée du niveau marin ne participe que pour 10% environ au recul observé depuis un siècle. Même si le fonctionnement du delta doit être analysé dans sa globalité, il n'y a de réponse au risque que locale, en fonction de la protection des hommes et des biens.

Il est nécessaire d'adapter les modes d'intervention selon les risques et les enjeux et de tester des techniques innovantes. Sur les plages par exemple, le déficit sédimentaire pourrait être compensé par des apports artificiels de sables, comme le réalisent depuis longtemps les Pays-Bas, l'Espagne et les Etats-Unis. Sur l'axe fluvial, des recherches sont en cours sur les techniques de by-passing sédimentaire. Enfin, laisser circuler une partie des eaux d'inondations chargées en sédiments sur la plaine deltaïque, comme c'est déjà le cas dans le delta du Mississipi, pourrait donner à celle-ci les moyens de résister à la montée des eaux.

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Bibliographie

- Thèse de Grégoire Maillet : Relations sédimentaires récentes et actuelles entre un fleuve et son delta en milieu microtidal : exemple de l’embouchure du Rhône. http://www.asf.epoc.u-bordeaux1.fr/theses/Manuscrits/MAILLET_2005.pdf - Thèse de Rey Tony : Formation de la plaine deltaïque en petite Camargue à l’Holocène. http://www.wobook.com/WBtc25a2237w-7/La-formation-de-la-plaine-delta%C3%AFque-de-Petite-Camargue-%C3%A0-lHoloc%C3%A8ne.html - Site internet Zone Atelier du Bassin du Rhône (ZABR) : http://www.graie.org/zabr/index.htm - Livre gestion du risque et changement social dans le delta du Rhône par Bernard Piccon et Paul Allard. Livre disponible sur le lien suivant : http://books.google.fr/books?id=Mofki4SVw2MC&pg=PA10&lpg=PA10&dq=geologie+delta+rhone&source=bl&ots=effVy_yNwX&sig=b9cNEXI200O6gSdUUKAenCcPCp0&hl=fr&sa=X&ei=JI0NT4bVA8L0-ganqtTCBw&ved=0CDAQ6AEwAQ#v=onepage&q=geologie%20delta%20rhone&f=false

- Revue de géomorphologie : http://geomorphologie.revues.org/558?lang=fr