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Bull. Fr. Pèche Piscic. (1989) 315 : 189-210 189 TYPOLOGIE DES FACIES D'ECOULEMENT OU UNITES MORPHODYNAMIQUES DES COURS D'EAU A HAUTE ENERGIE J.R. MALAVOI CEMAGREF (Centre National du Mactilnisnne Agricole, du Génie Rural, des Eaux et des Forêts ) Division Qualité des Eaux, Pêche et Pisciculture. LalDoratoIre d'Hydroécologle Quantitative. 3, quai Chauveau. 69336 LYON CEDEX 09. et UBORATOIRE DE GEOGRAPHIE PHYSIQUE. Département de Géographie. Université LYON III. Reçu le 18 décembre 1989 Received 18 December, 1989 Accepté le 27 décembre 1989 Accepted 27 December, 1989 RESUME La méthode des microhabitats développée au CEMAGREF de LYON permet actuellement d'obtenir une bonne Image de la capacité d'accueil d'un cours d'eau salmonlcole à Saimo trutta fario. Elle consiste à coupler sur une station d'étude représentative d'une partie du linéaire de celui ci, d'une part un modèle biologique traduisant les relations entre la présence et la densité relative d'un stade donné d'une espèce de poisson ( ici la truite ) et les valeurs des trois variables physiques caractéristiques de son habitat ( la profondeur, la vitesse du courant et la granulométrie du lit ), d'autre part un modèle hydraulique permettant à partir d'une campagne de mesure, de reconstituer pour différents débits, les valeurs des variables hydrodynamiques retenues. Pour sectoriser un cours d'eau, le typer et choisir les stations qui permettront d'en donner une Image fiable à un moindre coût. Il est nécessaire de bien connaître les différents types de faciès d'écoulement que l'on peut y rencontrer. L'identification de ces unités se fera sur le terrain au moyen de critères simples tels que la hauteur d'eau, la vitesse, la granulométrie, la forme des profils en travers et en long, la localisation et le tracé en plan. Elle sera si possible réalisée en période d'étiage moyen de façon à observer des conditions d'écoulement variées ce qui n'est plus le cas lorsque le débit augmente et "lisse" la surface libre , TYPOLOGY OF FLOW FEATURES OR MORPHODYNAMIC UNITS IN HIGH ENERGY STREAMS . SUMMARY The microhabitat methodology developped by the CEMAGREF ( LYON ) permlts to obtain a clear picture of the habitat sultablilty of a trout stream, It consists In linking on a study reach, représentative of a longer part of the stream, on the one hand a biological model reflectlng connections betv/een the présence and the relative denslty of a given stage of development of a fish specles ( here the brown trout ) and the values of the three physical variables characterizing Its habitat ( the water depth, the stream veloclty and the sédiment slze ), on the other hand an hydraullc model allowlng with one survey, to reconstltute for différent discharges the values of the hydrodynamic variables. To sector a stream, classify It and choose the study reaches which could give o reliable picture of it, It is necessary to have a good knowledge of the morphological feotures (faciès) types llkely to be encountered. The Identification of thèse units wlll t>e done In the fleld using some simple crlterlo such as water depth, stream veloclty, sédiment size, cross section shape, longitudinal profile and plan vIew. ThIs wlll be carried out during low flow stage In order to observe the more varled flow conditions, which Is not the case when the discharge Increases and smoothes the free water surface. Article available at http://www.kmae-journal.org or http://dx.doi.org/10.1051/kmae:1989003

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Bull. Fr. Pèche Piscic. (1989) 315 : 189 -210 — 189 —

TYPOLOGIE DES FACIES D'ECOULEMENT OU UNITES MORPHODYNAMIQUES

DES COURS D'EAU A HAUTE ENERGIE

J.R. MALAVOI

CEMAGREF (Cent re Na t i ona l d u Mact i ln isnne Agr i co le , d u G é n i e Rural, des Eaux et des Forêts )

Division Qua l i t é des Eaux, Pêche e t Pisciculture. LalDoratoIre d ' H y d r o é c o l o g l e Q u a n t i t a t i v e .

3, q u a i C h a u v e a u .

69336 LYON CEDEX 09.

e t

UBORATOIRE DE GEOGRAPHIE PHYSIQUE. D é p a r t e m e n t d e G é o g r a p h i e . Université LYON III.

Reçu le 18 décembre 1989 Received 18 December, 1989 Accepté le 27 décembre 1989 Accepted 27 December, 1989

RESUME

La m é t h o d e des m ic rohab i ta t s d é v e l o p p é e a u CEMAGREF d e LYON p e r m e t a c t u e l l e m e n t

d ' o b t e n i r u n e b o n n e I m a g e d e la c a p a c i t é d ' a c c u e i l d ' u n cours d ' e a u sa lmon l co le à Saimo trutta fario.

Elle consiste à coup le r sur une stat ion d ' é t u d e représenta t ive d ' u n e par t i e d u l inéa i re d e ce lu i c i , d ' u n e

par t un m o d è l e b io l og ique t radu isan t les relat ions en t re la p résence e t la dens i té re la t ive d ' u n s tade

d o n n é d ' u n e e s p è c e d e poisson ( ici la t ru i te ) e t les valeurs des trois var iab les physiques

caractér is t iques d e son h a b i t a t ( la p ro fondeur , la vitesse d u cou ran t e t la g r a n u l o m é t r i e du lit ),

d ' a u t r e par t un m o d è l e hyd rau l i que p e r m e t t a n t à part ir d ' u n e c a m p a g n e d e mesure , d e reconst i tuer

pour di f férents déb i t s , les valeurs des var iab les h y d r o d y n a m i q u e s retenues.

Pour sectoriser un cours d ' e a u , le t ype r e t choisir les stations qu i pe rmet t ron t d ' e n donner

u n e I m a g e f i ab le à u n m o i n d r e c o û t . Il est nécessa i re d e b i e n conna î t r e les d i f férents types d e fac iès

d ' é c o u l e m e n t q u e l 'on peut y rencontrer .

L ' ident i f i ca t ion d e ces uni tés se fe ra sur le ter ra in a u m o y e n d e critères simples te ls q u e la

hau teur d ' e a u , la vi tesse, la g ranu lomé t r i e , la f o r m e des profils e n travers et e n l o n g , la loca l isa t ion e t

le t r a c é e n p l a n . Elle sera si possible réal isée e n pé r i ode d ' é t i a g e m o y e n d e f a ç o n à observer des

cond i t i ons d ' é c o u l e m e n t var iées c e qu i n'est plus le cas lorsque le d é b i t a u g m e n t e e t "lisse" l a surface

l ibre ,

TYPOLOGY OF FLOW FEATURES OR MORPHODYNAMIC UNITS IN HIGH ENERGY STREAMS

. SUMMARY

The m ic rohab i t a t m e t h o d o l o g y d e v e l o p p e d b y t h e CEMAGREF ( LYON ) perml ts t o ob ta in a

c l ea r p ic ture of t h e hab i t a t sultabl i l ty of a t rout s t ream, It consists In l ink ing o n a s tudy r e a c h ,

représenta t ive of a longer par t of t h e s t ream, o n t h e o n e h a n d a b i o l o g i c a l m o d e l ref lect lng

connec t i ons be tv /een t h e p résence a n d t h e re la t ive dens l ty of a g i v e n s tage of d e v e l o p m e n t of a fish

specles ( here t h e b rown trout ) a n d t h e va lues of t h e th ree phys ica l var iab les cha rac te r i z i ng Its h a b i t a t

( t h e w a t e r d e p t h , t h e s t ream ve loc l ty a n d t h e séd imen t slze ), o n t h e o ther h a n d a n hydrau l l c m o d e l

a l l o w l n g w i th o n e survey, t o reconst l tu te for d i f férent d ischarges t h e va lues of t h e h y d r o d y n a m i c

var iab les .

To sector a s t ream, classify It a n d c h o o s e t h e study reaches w h i c h c o u l d g i v e o re l iab le

p i c tu re o f it, It is necessary t o h a v e a g o o d k n o w l e d g e o f t h e m o r p h o l o g i c a l feotures ( faciès) t ypes

llkely t o b e e n c o u n t e r e d .

The Iden t i f i ca t ion o f t hèse units wl l l t>e d o n e In t h e f le ld us ing s o m e s imp le cr l ter lo such as

w a t e r d e p t h , s t ream ve loc l ty , séd imen t size, cross sect ion s h a p e , l ong i t ud ina l prof i le a n d p lan v Iew.

ThIs w l l l be ca r r i ed ou t du r i ng l o w f l o w s tage In o rder t o obse rve t h e m o r e v a r l e d f l ow cond i t ions , w h i c h

Is not t h e c a s e w h e n t h e d i s c h a r g e Increases a n d smoothes t h e free w a t e r sur face.

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Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 315 : 1 8 9 - 2 1 0 - 190 —

INTRODUCTION

Le CEMAGREF d e LYON d é v e l o p p e a c t u e l l e m e n t u n e m é t h o d o l o g i e inspirée d e ce l l e d e

BOVEE (1982) p e r m e t t a n t d e déc r i re e t d e modél lser r " h a b i t a f des c o m m u n a u t é s i ch tyo log iques des

é c o s y s t è m e s d ' e a u c o u r a n t e (FRAGNOUD. 1987, SOUCHON et a l . 1989, MALAVOI et SOUCHON. 1989).

C e t t e m é t h o d e vise à t e r m e la possibi l i té d 'es t ima t ion préc ise des stocks d e poissons d ' u n cours d ' e a u

o u d ' u n e po r t i on d e cours d ' e a u .

Dans un p remie r t e m p s , la recherche a é t é m e n é e sur des rivières d e m o n t a g n e o u d e

P i é m o n t carac té r i sées p a r u n p e u p l e m e n t sa lmon lco le à SaImo trutta fario. e spèce d o n t la p r é s e n c e e t

la d e n s i t é sont cond i t i onnées n o t a m m e n t par trois var iab les m o r p h o d y n a m i a u e s essentiel les : la

h a u t e u r d ' e a u , la vi tesse d u c o u r a n t e t la g ranu lomét r ie d u lit. A c h a q u e s tade d e sa v i e , la t ru i te

e f f e c t u e e n e f fe t , q u e l q u e soit le cours d ' e a u dans leque l e l le se t rouve , un cho i x d é p e n d a n t d e ces

trois p a r a m é t r e s pour exercer u n e f o n c t i o n phys io log ique c o m m e la nutr i t ion, la r e p r o d u c t i o n , le

repos,. .

A f in d e m ieux cerner l 'évo lu t ion a u cours d ' u n c y c l e hyd ro l og ique a n n u e l d e la " c a p a c i t é

d ' a c c u e i l " d ' u n cours d ' e a u pour u n e te l le espèce un p ro toco le d e mesure a é t é é labo ré . Il cons is te

d a n s u n p r e m i e r temps à choisir u n e s ta t ion d ' é t u d e représenta t ive d ' u n e c e r t a i n e p ropo r t i on d u

l i néa i re d u cours d ' e a u cons idé ré , puis à d é c o u p e r c e t t e s ta t ion e n fonc t i on des di f férents t ypes

d ' é c o u l e m e n t présents d e f a ç o n à e f fec tuer les mesures des trois var iab les sus-citées d a n s des

c o n d i t i o n s h o m o g è n e s .

Il a p p a r a î t d o n c Impo r tan t , d a n s l 'op t ique d ' u n e plus la rge ut i l isat ion d e la m é t h o d e

p r o p o s é e , d i t e m é t h o d e des "mlc rohab l ta ts " , de s tandard iser la t e rm ino log ie a p p l i c a b l e a u x fac iès

d ' é c o u l e m e n t rencontrés d a n s les cours d ' e a u à "hau te énerg ie " (pentes m o y e n n e s à fortes) a f i n d e les

Ident i f ie r f a c i l e m e n t e t d e choisir e t déc r i re a u mieux les stat ions d ' é t u d e .

A v a n t c e l a . Il est nécessa i re d e foire r a p i d e m e n t le po in t sur la t e c h n i q u e q u e nous

e m p l o y o n s p o u r "découper" un cours d ' e a u , à par t i r d e critères à la fois g é o m o r p h o l o g i q u e s e t

é c o l o g i q u e s , d e f a ç o n à le sectoriser sur des bases les plus ob jec t i ves possibles.

I. SECTORISATION MORPHO-ECOLOGIQUE

Le cours d ' e a u , en t i t é à pa r t ent ière, p e u t g é n é r a l e m e n t ê t re , que l l e q u e soit sa ta i l l e ,

s e c t i o n n é e n u n ce r ta i n n o m b r e d ' un i t és , déf inies à di f férents n i veaux d ' u n e c lass i f icat ion h ié ra rch isée

( f i g . l ).

1.1. NIVEAU TRONÇON

Il p e u t d ' a b o r d ê t re d iv isé e n TRONÇONS d o n t les l imites seront é tab l ies sur la b a s e d e

p a r a m é t r e s g é o l o g i q u e s , g é o m o r p h o l o g i q u e s , hydro log iques o u tou t autres se t radu isan t pa r d e net tes

m o d i f i c a t i o n s d e la m o r p h o l o g i e g é n é r a l e d e la rivière o u d e sa va l l ée .

( EX ; Passage d ' u n soc le cr istal l in à un t iossln séd imen ta i re , b rusque ar r ivée e n p l a i n e après

u n pa rcou rs m o n t a g n e u x , m o d i f i c a t i o n a n t h r o p l q u e sensible d e la phys ionomie g é n é r a l e d u cours

d ' e a u , d e sa v a l l é e o u d e son bassin versant , ou, c r i tè re le plus souvent uti l isé, a p p o r t h y d r o l o g i q u e

d ' u n a f f l u e n t Impor tan t , )

1.2. NIVEAU SEGMENT

C h a q u e t r o n ç o n p e u t ensu i te ê t re d é c o u p é e n SEGMENTS, caractér isés pa r u n e re la t i ve

h o m o g é n é i t é d e s fac iès o u séquences d e fac iès , ainsi q u e d e la m o r p h o l o g i e e n p l a n .

( EX : Segmen t m é a n d r i f o r m e à séquences RADIER/MOUILLE, segmen t rec t l l lgne à RAPIDES

etc, , , )

Un a u t r e cr i tère d e d é l i m i t a t i o n des segnnents f r é q u e m m e n t e m p l o y é est la largeur d u lit

m o y e n o r d i n a i r e ( non végé ta l l sé ), t xande a c t i v e d 'éros ion e t d e d é p ô t d e la c h a r g e so l ide, q u i Inf lue

p a r t i c u l i è r e m e n t sur la d y n a m i q u e d u s e g m e n t ( n o t a m m e n t e n f onc t i on des déb i ts ),

( EX : Segmen t à lit m o y e n supér ieur à 10 fols la largeur d u lit m ineur , s e g m e n t à lit m o y e n

c o n f o n d u a v e c le Ht m ineur e t c . ) .

C 'es t a u n i veau d u s e g m e n t q u e se fai t le c h o i x d e la s ta t ion d ' é t u d e .

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Bull. Fr. Pèche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 — 191 -

T R O N C O K 3 " ' " " " '

TRONÇON

FACIES

S E G M E N T

AMBIANCE

S E Q U E N C E

M I C R O - H A B I T A T

t

figure 1. : Sectorisation morphoécologique d'un cours d 'eou

figure 1. : Morphoecological sectoring of a stream

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Bull. Fr. Pèche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 - 192 -

Après avo i r é v o q u é s u c c i n c t e m e n t les di f férentes éct ie l les possibles d ' o b s e r v a t i o n d ' u n cours

d ' e a u , nous a l lons d é v e l o p p e r plus f i n e m e n t u n e des not ions pr inc ipa les p e r m e t t a n t c e t t e c lass i f i ca t ion

t i i é ra rc t i l sée ;

LE FACIES D'ECOULEMENT OU UNITE MORPHODYNAMIQUE.

II. LES FACIES D'ECOULEMENT

O n a p p e l l e fac iès d ' é c o u l e m e n t o u unité m o r p t i o d y n a m l q u e , t o u t e por t ion d e cours d ' e a u

p r é s e n t a n t sur u n e c e r t a i n e longueur u n e phys ionomie g é n é r a l e t i o m o g è n e sur le p l a n des hauteurs

d ' e a u , des vitesses et d e la g ranu lomé t r i e .

La longueur des fac iès p e u t ê t re très var iab le , q u e l l e q u e soit la ta i l le d e la r iv ière; u n fac iès

"FOSSE DE DISSIPATION" pour ra fa i re q u e l q u e s m2. u n fac iès "RADIER à Pierres Grossières" q u e l q u e s

c e n t a i n e s , u n fac iès "RAPIDE à blocs" plus d ' u n mil l ier ( pour la n o m e n c l a t u r e des classes

g r a n u l o m é t r i q u e s , se référer à l a n o t e CEMAGREF (1988).

Le p r o b l è m e p r i nc ipa l c o n c e r n a n t la t ypo log ie des fac iès est d e savoir sur q u e l n i v e a u d e

d é b i t sera txasée la descr ip t ion . Il semb le e n effet é v i d e n t q u ' u n fac iès PLAT à PF observé à l ' é t l oge

a u r a u n e p h y s i o n o m i e t ou t à fa i t d i f fé ren te e n eaux m o y e n n e s .

1.3. NIVEAU SEQUENCE

Un s e g m e n t p e u t n 'ê t re représenté q u e par u n t y p e d e fac iès ( Segmen t à RAPIDES ); il l 'est

plus g é n é r a l e m e n t p a r u n e succession répé tée d e faciès q u e l 'on n o m m e SEQUENCE.

( EX ; S é q u e n c e RADIER/MOUILLE, séquence PLAT/RADIER/MOUILLE e t c . . )

1.4. NIVEAU FACIES

Natu re l l emen t c t i a q u e s é q u e n c e peut ê t re f r ac t i onnée e n FACIES D'ECOULEMENT o u UNITES

MORPHODYNAMIQUES d e tai l les très var iab les qui feront l 'objet d u d é v e l o p p e m e n t d e c e d o c u m e n t .

( EX : Faciès RADIER, fac iès PLAT, faciès CASCADE e t c . . )

* Pour af f iner la desc r i p t i on , certains faciès p e u v e n t e n c o r e ê t re subdivisés e n SOUS-

UNITES,(EX ; Tête d e RADIER à g r a n u l o m é t r i e grossière, q u e u e d e RADIER à g ranu lomét r i e plus f i ne ,

m i l i eu d e MOUILLE p résen tan t g é n é r a l e m e n t la p ro fondeur la plus forte etc..)

1.5. NIVEAU AMBIANCE

A c e n i v e a u d e desc r ip t i on c o m m e n c e n t à Intervenir des pa ramè t res plus é c o l o g i q u e s q u e

g é o m o r p t i o i o g i q u e s .

C 'est ainsi qu ' i l nous a semb lé Intéressant d ' In tégre r u n e éc t ie l l e in te rméd ia i re en t re le

f ac i ès e t l ' en t i t é su ivan te ( le m l c r o - h a b l t a t ), q u e nous n o m m o n s AMBIANCE MESOLOGIQUE, e t q u i

p e u t ê t r e c a r a c t é r i s é e p a r e x e m p l e , pa r la prox imi té d e d e u x é c o u l e m e n t s très di f férents ( r a p i d e et

len t I vo i r f i g . l ) qu i sont e n réal i té les condi t ions méso log iques q u e ressent v é r i t a b l e m e n t la

c o m m u n a u t é b i o t i q u e d u cours d ' e a u e t par t i cu l iè rement la f a u n e p isc ico le .

1.6. NIVEAU MICROHABITAT

Le dern ie r n i v e a u d ' o b s e r v a t i o n d u cours d ' e a u , le MICRO-HABITAT, peu t aussi ê t re c o n s i d é r é

c o m m e a y a n t u n e va leur a v a n t tou t é c o l o g i q u e .

Il est déf in i a c t u e l l e m e n t pa r la con jonc t i on d e trois var iab les ab lo t i ques adm ises c o m m e

p r imo rd i a l es p o u r le d é v e l o p p e m e n t d e la c o m m u n a u t é p isc ico le , e t sans d o u t e pour u n c e r t a i n

n o m b r e d ' a u t r e s c o m m u n a u t é s b io log iques ( invertébrés ben th i ques , v é g é t a u x a q u a t i q u e s e t c . . )

* la t iau teur d ' e a u

* la vitesse m o y e n n e d u c o u r a n t

* la g r a n u l o m é t r i e d u substrat

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Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 — 193 -

Nous présenterons Ici les caractér is t iques pr inc ipa les des unités m o r p h o l o g i q u e s les plus

c o m m u n é m e n t rencontrées sur les cours d ' e a u à h a u t e éne rg ie e t à f o n d ca i l l ou teux .

Nous tâche rons , aussi souvent q u e possible, d e met t re e n I tal iques le t e r m e a n g l o s a x o n le

plus f r é q u e m m e n t utilisé pour caractér iser les di f férents fac iès (Hab i ta t Inventory C o m m i t t e e 1985 ).

C h a q u e observa teur pour ra , s'il désire af f iner sa desc r ip t ion , noter e n supp lément la

g ranu lomé t r i e m o y e n n e d u fac iès ( cf. no te p r é c é d e m m e n t c i tée) .

Il lui sera d e m ê m e possib le e n cas d 'hés i t a t i on en t re d e u x fac iès proches o u pour des

unités p résentan t des carac tér is t iques transitoires, d ' a c c o l e r le n o m d e d e u x fac iès e n no tan t e n

p remier ce lu i d o n t la zone e x a m i n é e se r a p p r o c h e le plus.

( EX ; un fac iès transi toire en t re u n RADIER e t un P L M sera n o m m é RADIER-PLAT, m ê m e

c h o s e pou r u n fac iès RAPIDE-CASCADE e t c . ) .

Il pourra en f in d a n s cer ta ins cas comp lexes c o m m e la p résence sur un m ê m e profi l

t ransversal d e d e u x fac iès di f férents ( p h é n o m è n e d û g é n é r a l e m e n t à un o b s t a c l e d isposé

l o n g i t u d i n a l e m e n t et p r o v o q u a n t u n e par t i t ion ne t te d e l ' é c o u l e m e n t ) j o i n d r e a u m o y e n d u signe - i-

le n o m des d e u x faciès e n ques t ion .

( EX ; u n e sec t ion d e cours d ' e a u c o m p o s é e e n rive d ro i te d ' u n P L M et e n rive g a u c h e d ' u n

CHENAL LOTIQUE sera c o d é e P L M + CHENAL LOTIQUE. l 'opéra teur p o u v a n t , s'il le désire, préciser la

largeur o c c u p é e par c h a c u n e des d e u x unités )

Nous avons pris le par t i d e choisir c o m m e d é b i t d e ca roc té r l sa t l on des faciès l 'é t lage

m o y e n ( par e x e m p l e le m o d u l e mensue l m é d i a n d e la p é r i o d e h y d r o l o g i q u e d ' é t i a g e ), l a raison

sous-Jacente é t a n t l ' hypo thèse selon l aque l l e les valeurs d ' h a b i t a t l im i tantes ( pour la t ru i te far io

n o t a m m e n t ) sont cel les co r respondan t a u x basses eaux .

Les g é o m o r p h o l o g u e s et les hydraul ic iens on t eux p lutôt t e n d a n c e à observer les rivières à

un déb i t re la t i vement é l e v é ( g é n é r a l e m e n t le d é b i t "à pleins bo rds ' ) cons idé ré c o m m e celu i

responsable d e la g e n è s e des formes majeures d u lit ( déb i t m o r p h o g é n e ).

Ce t te a p p r o c h e , pour in téressante q u ' e l l e soif, n e p e r m e t q u e l 'observa t ion d e s

p h é n o m è n e s d 'é ros ion les plus Impor tants et é v e n t u e l l e m e n t d u t ranspor t so l ide e n suspens ion; el le a

u n intérêt l imi té d a n s le c a d r e d ' u n e t y p o l o g i e q u e nous n o m m o n s ' m o r p h o - é c o l o g i q u e ' .

Il sera tou t d e m ê m e p ro f i t ab le , si c e l a est possible, d ' a v o i r u n e i m a g e d e l 'uni té o u d e la

s é q u e n c e e n ques t ion à u n d é b i t d i f férent d e ce lu i d e la descr ip t ion (s tade m o d u l a i r e a n n u e l p a r

e x e m p l e ) .

Un ce r ta i n n o m b r e d e critères on t é t é choisis pour d i f férenc ier les fac iès d e la f a ç o n la plus

ob jec t i ve .

Les trois p r inc ipaux , utilisés d 'a i l leurs pour l ' éva lua t ion des hab i ta ts a q u a t i q u e s ( éche l le d u

m ic ro -hab i ta t ) sont ;

* la hauteur d ' e a u m o y e n n e

* la vitesse m o y e n n e

* la g ranu lomé t r i e m o y e n n e

D'autres pa ramè t res p e u v e n t ê t re introduits pour af f iner la c lass i f i ca t ion :

* loca l isa t ion e t t r a c é e n p l a n

* f o rme d u prof i l e n travers

' f o rme d u prof i l e n l ong

* ex is tence d ' a l t e r n a n c e s d ' é c o u l e m e n t

* e t c . .

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Bull. Fr. Pèche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 - 194 —

2.1. FACIES ASSIMILABLES A DES MOUILLES

C e sont des zones carac tér isées par une forte t iau teur d ' e a u e t une fa ib le vitesse pa r

r a p p o r t a u reste d u s e g m e n t .

2.1.1. Genèse

Il s 'ag i t g é n é r a l e m e n t d 'a i res d e surcreusement, d 'é ros ion a c t i v e , dues à la c o n v e r g e n c e e n

c r u e d e s f lux hydr iques, l ' énerg ie c i n é t i q u e ainsi renforcée se d iss ipant d a n s l 'a f fou i l lement e t

l ' a r r a c h e m e n t des é l émen ts d u substrat.

C e sont d o n c des formes é labo rées à un s tade d e d é b i t é levé .

Deux modè les d e "MOUILLES" ne sont pas toujours liés à ces lois d ' a f f ou l l l emen t : les

MOUILLES A M O N T D'OBSTRUCTION et cer ta ins types d e CHENAUX LENTIQUES.

2.1.2. Caractéristiques physiques

* hauteurs d ' e a u b e a u c o u p plus fortes q u e la m o y e n n e d u t r o n ç o n

* vitesses très fa ib les vo i re p ra t i quemen t nulles e n basses eaux ( mais la t e n d a n c e s'Inverse

à par t i r d ' u n c e r t a i n seuil d e d é b i t , d ' o ù l 'a f foui l lement)

NB : Cer ta ines unités d e surcreusement, n o t a m m e n t sur des cours d ' e a u à for te p e n t e

a m é n a g é s a v e c d igues o u e n r o c h e m e n t s , présentent , m ê m e e n e a u x assez basses, un é c o u l e m e n t

l o t i q u e vo i r e hype r lo t i que .

Ces faciès q u e l 'on p e u t d i f f ic i lement d ' u n po in t d e v u e é c o l o g i q u e assimiler à des

MOUILLES seront c e p e n d a n t codés : MOUILLES LOTIQUES.

2.1.3 Tracé en plan, profils en travers, profils en long.

Ces unités m o r p h o l o g i q u e s p e u v e n t être observées e n di f férents po ints d ' u n cours d ' e a u ,

* Dans des rivières méand r i f o rmes ou sinueuses, les c o n v e r g e n c e s d e flux et les couran ts

s e c o n d a i r e s d a n s les c o n c a v i t é s des c o u d e s p rovoquen t le d é v e l o p p e m e n t des classiques ; MOUILLES

DE CONCAVITE (pooO (f lg.2).

Le prof i l en t ravers t y p i q u e m e n t d issymétr ique d e ces MOUILLES nous o b l i g e à y associer u n

f ac i ès c o n j o i n t à hau teur d ' e a u déc ro i ssan te vers l ' Intérieur d e la courtDe : le BANC DE CONVEXITE

(.point txjr). d o n t t ou t o u pa r t i e p e u t d 'a i l leurs être é m e r g é à l ' é t lage .

rJi4C£' EN PLAN PROFIL EN TRAVERS

figure 2. : Mouille de concavité et banc de convexité

figure 2, : Pool ond point bar

PROfJL EN LONC

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• A l ' ava l d e seuils art i f ic iels, d e c t iu tes, d e c a s c a d e s o u d e gros e m b â c l e s , se produit

g é n é r a l e m e n t u n e a u g m e n t a t i o n des forces t ractr ices l iée a u x pertes d e c f i a r g e singulières e t

p r o v o q u a n t u n p t i é n o m è n e d ' a f f ou l l l emen t Ident ique.

Ces fac iès sont a p p e l é s FOSSES DE DISSIPATION (ou BAIGNOIRES d a n s le cas des CASCADES)

(jDlunge pool) (f lg.3).

figure 3. : Fosse d e dissipation

figure 3. : Plunge poo l

* Les obs tac les à l ' é c o u l e m e n t , d a n s les cours d ' e a u d i sposan t d ' u n e é n e r g i e suff isante,

p rovoquen t aussi l ' appar i t i on d e p h é n o m è n e s éroslfs.

Nous n o m m o n s les uni tés q u i e n résultent, d e ta i l l e souven t rédu i te , d e s FOSSES

D'AFFOUILLEMENT D'OBSTACLE ( backwater pool, scourpool) ( f lg.4).

figure 4. : Fosses d'affoulllement d'obstacle

figure 4. : Backwater pools or scour pools

* Sous cer ta ines cond i t i ons h y d r o d y n a m i q u e s ( obs tac les d e g r a n d e ta i l le émergés o u

immergés ) se d é v e l o p p e n t par fo is des é c o u l e m e n t s pa r t i cu l i è remen t érosifs q u i , a u n i v e a u d e s t)erges

n o t a m m e n t , p r o v o q u e n t la c r é a t i o n d 'un i tés proches des p r éc éden tes ma is g é n é r a l e m e n t plus vastes

q u e l 'on n o m m e ANSES D'EROSION ( alcove ) (f ig.5).

Les profondeurs sont souvent assez fortes e t les vitesses fa ib les o u nulles a v e c parfois u n

con t re couran t .

B A ^

\ \ \

) \

figure 5. : Anse d'érosion

figure 5. : Alcove

* A l ' a m o n t d ' obs tac les d e plus g r a n d e d i m e n s i o n , obs t ruant t o t a l e m e n t ou presque le lit

m ineur ( e m b â c l e s , seuils d e moul ins e tc . ) sur des t ronçons à p e n t e m o y e n n e o u fa ib le , l a hauteur

d ' e a u a u g m e n t e e t la p e n t e d e la l igne d ' é n e r g i e d i m i n u e n o t a b l e m e n t d u fai t d ' u n très n e t cont rô le

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a v a l . O n est alors e n p résence d ' u n e un i té de t y p e : MOUILLE AMONT D'OBSTACLE ( dammed pool )

( f lg.6) .

E M B A C L E OU A U T R E T Y P E D ' O B S T A C L E

f igure 6. : Mouille omonf d 'obstac le

figure 6. : D a m m e d pool

* Sur des cours d ' e a u à p e n t e m o y e n n e o u f a i b l e d e m o d è l e rec t i l igne o u

l é g è r e m e n t s inueux, o n observe f r é q u e m m e n t des fac iès d e g r a n d e longueur ressemblant a u

p r é c é d e n t e t a y a n t u n e o r ig ine assez p r o c h e , à savoir un t y p e d e con t rô le a v a l mo ins m a r q u é q u ' u n e

o b s t r u c t i o n c o m p l è t e d u lit ma is p resque aussi e f f i c a c e ( resserrement nature l o u ar t i f ic ie l , p o n t à

a r c h e s ét ro i tes etc. ) . Le prof i l e n t ravers est g é n é r a l e m e n t e n a u g e o u p e u d issymét r ique , les

p ro fondeu rs sont é levées e t les vitesses fa ib les ; o n par le alors d e CHENAL LENTIQUE ( les ang losaxons

n e s e m b l e n t pas faire d e d i f f é rence a v e c le faciès p r é c é d e n t ) (f ig.7).

f igure 7. : Chena l lentique

figure 7. : Lentic chonnel

NB : C e t e r m e p e u t ê t re aussi a p p l i q u é à certa ins fac iès rencontrés sur les rivières à fa ib le

p e n t e rect i f iées o u end iguées .

2.2. FACIES DE TYPE RADIER ( riffle )

O n Inscrira d a n s c e t t e c a t é g o r i e , les unités d e longueur fa ib le o u m o y e n n e ( 1 < < 5 fols la

l a rgeu r d u lit m ineu r ) situées d a n s u n e s é q u e n c e ( e x ; RADIER/MOUILLE DE CONCAVITE ) (f lg.8).

Les RADIERS sont g é n é r a l e m e n t b i e n marqués d a n s la t o p o g r a p h i e d u f o n d et p résentent

s o u v e n t u n e n e t t e rupture d e p e n t e à l ' a m o n t et à l ' ava l , la p e n t e m o y e n n e d u fac iès é t a n t toujours

n e t t e m e n t supér ieure à ce l l e d u reste d u s e g m e n L o u d e la s é q u e n c e .

SI le fac iès est l o n g , les ruptures d e pente p e u marquées e t la p e n t e m o y e n n e sens ib lement

I d e n t i q u e vo i re Infér ieure à la m o y e n n e d u segment o n pourra alors l 'assimiler à u n PLAT, m ê m e s'il est

s i tué d a n s u n e s é q u e n c e .

Les RADIERS sont, d e plus, très souvent disposés d e f a ç o n o b l i q u e d a n s le cours d ' e a u .

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2.2 ] Genèse

Les RADIERS sont situés d o n s des zones d e d i v e r g e n c e d u c o u r a n t , e n g é n é r a l à la sortie d e

zones d e c o n v e r g e n c e ( ex : MOUILLES DE CONCAVITE ), les flux f iydr iques s 'é ta lan t , la p ro fondeur

d i m i n u e et les valeurs des forces t ractr ices c h u t e n t c o n s i d é r a b l e m e n t .

O n observe alors le d é p ô t des part icules a r rachées a u x zones d 'é ros ion e t t ransportées p a r

c h a r r i a g e , les é l émen ts les plus grossiers se d é p o s a n t e n t ô te .

Si à l ' é t i age c 'es t sur ces RADIERS q u e s 'obsen/ent les plus fortes vitesses, la t e n d a n c e

s'Inverse à part ir d ' u n c e r t a i n seuil d e déb i t ( e n c rue pa r e x e m p l e ) e t c 'es t à c e m o m e n t q u e se

produ i t le p h é n o m è n e d e d é p ô t .

2.2.2. Caractéristiques physiques

* Hauteurs d ' e a u fa ib les, les é léments les plus grossiers appa ra i ssan t a u ras d e l ' eau .

* Vitesses plus fortes q u e la m o y e n n e d u s e g m e n t ,

* G ranu lomé t r i e re la t i vement é t e n d u e selon le t y p e d e cours d ' e a u ; e l le est ca rac té r i sée p a r

la p résence e n t é t e d ' u n i t é , d e la f rac t ion la plus grossière d i spon ib le a u c h a r r i a g e , le d i a m è t r e des

é lémen ts d i m i n u a n t vers l ' ava l d u RADIER.

SI des fines sont parfois p iégées d a n s les Interstices d u substrat, elles ne f o r m e n t q u ' u n e

par t i e In f ime d e la courtse g ranu lomét r i que .

2.2.3. Tracé en p lan, profils en travers et profils en long

* Sur des cours d ' e a u méandr l fo rmes ou très s inueux, o n les t rouve dans les zones d ' In f lex ion

des courbures, là o u le cou ran t d i ve rge . Le prof i l e n travers est e n a u g e a v e c parfois u n t a l w e g

d ' é t i a g e . Le prof i l e n l ong est ca rac té r i sé par u n e rupture t o p o g r a p h i q u e assez net te .

* Sur des rivières a u x sinuosités moins m a r q u é e s , o n les t rouve aussi à l ' ava l d e zones d e

c o n v e r g e n c e . Si le fac iès d e v i e n t plus é t e n d u o n peu t alors passer a u t y p e PLAT.

figure 8. : Radier

figure S. : Riffle

2.3. FACIES DE TYPE PLAT ( run ou shoal)

Que lques not ions essentiel les sont à retenir pour l ' Ident i f i ca t ion d e c e t y p e d e fac iès :

- les hauteurs d ' e a u sont fa ib les e t très un i formes sur l ' ensemb le d e l 'uni té.

- les vitesses sont moyennes , elles aussi très un i formes.

- la g ranu lomé t r i e n e dépassan t pas la c lasse PG pour les é lémen ts les plus grossiers

est e n c o r e u n e fois e l le aussi tou t à fa i t un i forme.

- le prof i l e n l ong , très lissé, n e présente g é n é r a l e m e n t pas d e ruptures de p e n t e

m a r q u é e s a v e c les autres fac iès d e la s é q u e n c e mais p lu tô t u n c o n t a c t assez d o u x ; la p e n t e d e la

l igne d ' e a u est souvent pa ra l lè le à ce l le d u f o n d e t l ' é c o u l e m e n t est p r o c h e d u rég ime un i fo rme ( les

ang losaxons d is t inguent un t y p e d e PLAT à vitesses fa ib les a v e c p e u o u pas d e t u rbu lence d e sur face

qu ' i ls n o m m e n t glide. flat ou slick. O n peu t ainsi in t rodui re la no t i on d e PLAT LENTIQUE).

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Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 - 198 -

2.3 .1 . Genèse .

Les PLATS se loca l isent le plus souvent d a n s des port ions rect i l ignes. Leur f o r m a t i o n est d u e à

l ' un i f o rm i té des vitesses d a n s u n lit m ineur ossez la rge , l iée essent ie l lement à l ' a b s e n c e o u a u fa ib le

d é v e l o p p e m e n t des couran ts seconda i res g é n é r a l e m e n t Induits par les courbures .

Uni formité des vitesses i m p l i q u a n t uni formité des forces t ract r ices, 11 n'y a pas v é r i t a b l e m e n t

d e p t i é n o m è n e d 'é ros ion d ' u n e par t i e d u faciès p a r rapport à une au t re , les pro fondeurs sont alors très

t i o m o g è n e s a ins i a u e la g ranu lomé t r i e .

O n p e u t cons idérer q u e le PLAT est plus une zone d e transit d e ma té r i aux q u e d 'é ros ion o u

d e d é p ô t .

2.3.2 Caractéristiques ptiysiques

* les pro fondeurs sont fa ib les , d a n s la p lupar t des cas Inférieures à d e u x fols le d i a m è t r e des

é l é m e n t s les plus grossiers d u substrat ( co r respondan t a u rég ime un i fo rme o n les n o m m e pro fondeurs

"normales" ) .

* les vitesses sont g é n é r a l e m e n t moyennes .

* la g r a n u l o m é t r i e est e l le aussi m o y e n n e , a l l an t d e CG à PG pour les plus gros é lémen ts .

2.3.3 Tracé en p lan , profils en travers et profils en long.

* Dans les cours d ' e a u méandr i fo rmes o u sinueux, o n observe le fac iès PLAT d a n s les

sec t ions rect i l ignes compr ises en t re d e u x méand res d e g r a n d e longueur d ' o n d e . Le c o n t a c t en t re le

PLAT e t l a MOUILLE est parfois m a r q u é p a r u n RADIER d e fa i b l e longueur.

* Dans les autres types d e cours d ' e a u , les PL^TS se rencont rent aussi d a n s des port ions

rec t i l i gnes , nature l les o u art i f ic iel les ( en rochemen ts p ro longés , e n d l g u e m e n t , rec t i f i ca t ion etc.) ( f lg.9) .

P O R T I O N R E C T I U G N E

S U R U N C O U R S D ' E A U U E A N D R I P O R M E

Z O N E E N D I G U E E

E N T R E D E U X F A C I E S R A P I D E

A A A

f igure 9. : Plot

figure 9. : Run or shoal

Lorsque la g r a n u l o m é t r i e grossière dev ien t supérieure à PG e t q u e la p e n t e a u g m e n t e , o n

a r r i ve p rog ress i vemen t a u fac iès su ivant : le RAPIDE.

2.4. FACIES DE TYPE RAPIDE ( Rapids )

Il est Impor tan t d e noter a v a n t t o u t e autre chose q u e c e t y p e d e fac iès p e u t présenter des

p h y s i o n o m i e s généra les tou t à fa i t d i f férentes e n fonc t ion d e la g ranu lomét r i e d u Ht ( f ig. 10).

2.4 .1 . G e n è s e

Dans les cours d ' e a u à for te énerg ie des réglons d e m o n t a g n e s o u d e co l l ines, la

g r a n u l o m é t r i e la plus grossière d i s p o n i b l e a u cha r r i age est souvent d u t y p e PG o u Bloc.

C e t t e g ranu lomé t r i e grossière, a l l i ée à u n e forte p e n t e sur des cours d ' e a u d e style

g é n é r a l e m e n t s inueux o u rec t i l i gne , p r o v o q u e le d é v e l o p p e m e n t d ' u n fac iès ca rac té r i sé pa r la

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Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 3 1 5 : 189 -210 - 199 —

disposi t ion plus o u moins a léa to i re des é léments grossiers d u substrat et c e , sur une g r a n d e por t ion d u

l inéai re (parfois plusieurs ki lomètres).

NB : Dans cer ta ins cas et pour des raisons q u e l 'on c onna î t enco re assez m a l , ces é lémen ts

s ' a g e n c e n t d e f a ç o n plus o r d o n n é e sous la fo rme d e "bancs" d e blocs disposés pe r pend i c u l a i r emen t à

l ' é cou lemen t et q u e les ang lo-saxons n o m m e n t "transverse ribs". Ils sont souvent à l 'or ig ine d e l 'uni té

m o r p h o l o g i q u e q u e nous é tud ierons après ; le fac iès d e t y p e ESCALIER ( WHITTAKER 1987 ).

Le fac iès RAPIDE présente à u n e la rge éche l l e u n e phys ionomie assez h o m o g è n e a v e c d e

nombreuses zones d e remous carac tér isan t une for te d iss ipat ion d ' é n e r g i e .

A u n e é c h e l l e plus f ine, ce t t e d iss ipat ion d ' é n e r g i e s 'e f fec tue à part ir des pertes d e c h a r g e

p rovoquées pa r les é léments grossiers d u substrat f o rman t o b s t a c l e à l ' écou lement .

Mac ro tu rbu lences , Jets e t con t re -courants derr ière les gros é lémen ts sont les formes

d o m i n a n t e s d ' é c o u l e m e n t d e c e t y p e d e fac iès.

2.4.2. Caractéristiques physiques

* Hauteurs fa ib les à moyennes , les é l émen ts les plus grossiers protutsérants à la sur face d e

l ' eau p r o v o q u e n t u n e é c u m e b l a n c h e . Local isées derr ière les plus gros b locs, cer ta ines zones p e u v e n t

avo i r u n e p ro fondeur plus Impor tan te q u e la m o y e n n e d u fac iès , elles s ' appa ren ten t a lors à d e s

MICRO-FOSSES D'AFFOUILLEMENT D'OBSTACLE.

' Vitesses fortes sauf dons les con t re -couran ts sus-cités e t d a n s les zones c a l m e s d e bordure

o ù l ' eau s 'é ta le en t re les b locs (FLAQUES DE BORDURE; voir fac iès part icul iers.)

* G ranu lomé t r i e grossière toujours supér ieure à PG pour les plus gros é l émen ts ma is

ca rac té r i sée le plus souvent par des blocs. Derrière ces b locs sont régu l iè rement observées des zones

d e g r a n u l o m é t r i e plus f ine ( Graviers, Sables) dues a u x con t re -couran ts .

2.4.3. Tracé en p lan, profils en travers et profils en long

Ces unités se rencont rent sur les cours d ' e a u à for te p e n t e , tressés o u n o n , d o n s des

t ronçons sinueux o u rect i l ignes.

Le prof i l e n travers est g é n é r a l e m e n t e n a u g e , le profi l d e la l igne d ' e a u é t a n t q u a n t à lui

très Irréguller, toujours d u fa i t d e ces gros é lémen ts q u i Isolent parfois des cel lules d ' é c o u l e m e n t d a n s

le sens l ong i t ud ina l .

Le prof i l e n long est Irréguller aussi mais les ruptures d e p e n t e n e sont pas très m a r q u é e s ,

tou t o u moins pa r rappor t a u x deux fac iès suivants (hau teur d e c h u t e e n m o y e n n e infér ieure à 30 c m ) .

D E U X T Y P E S D E U l C A U S A T l O N D U N f A C l E S R A P I D E

C O U P S D ' E A U A U T U N I Q U E C O U R S D ' E A U E N T R E S S E S

figure 10. : Rapide

figure 10. : Rapids

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Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 315 : 1 8 9 - 2 1 0 - 2 0 0 —

2.5. FACIES DE TYPE ESCAUER ( step pool )

Uni té i n te rméd ia i re en t re ie RAPIDE tel q u e déf in i ci-dessus et le fac iès CASCADE/BAIGNOIRE,

f r é q u e n t sur les cours d ' e a u à for te p e n t e rect i l ignes o u f a i b l e m e n t sinueux, il est ca rac té r i sé pa r ces

f a m e u s e s "rides transversales d e blocs" disposées p e r p e n d i c u l a i r e m e n t à l ' é c o u l e m e n t ( f ig . l 1).

2 .5 .1 . G e n è s e

Ces rides, d o n t la g e n è s e est e n c o r e m a l c o n n u e , on t pour ef fet d ' o c c a s i o n n e r des ruptures

d u prof i l e n l o n g assez m a r q u é e s d a n s la t opog rap t i l e .

O n suppose q u e c e t t e m o r p t i o l o g l e part icu l ière se const i tue à l ' occas ion d e fortes crues sous

u n é c o u l e m e n t pa r t i cu l i è rement tor rent ie l ( tumbling flow) ( WHITTAKER 1987 ); les b a n c s d e b locs sont

d o n c p a t i c u l l è r e m e n t stables sous des cond i t ions normales d ' é c o u l e m e n t . Ils p e u v e n t ê t re pris e n

c o m p t e d a n s les modè les numér iques sous forme d ' u n e succession d e seuils discrets.

Ces cassures répé tées , e s p a c é e s d e un à plusieurs mètres, d o n n e n t a u fac iès u n e a l lu re e n

m a r c h e s d ' e s c a l i e r a v e c a l t e r n a n c e d e zones assez p lanes e t d e pet i tes chutes ( 20 à 40 c m d e

h a u t e u r ) a u p i e d desquel les se d é v e l o p p e n t souvent d e plus o u moins larges e t p ro fondes FOSSES

D'AFFOUILLEMENT.

2.5.2. Caractéristiques physiques

* Hauteurs d ' e a u re l a t i vemen t fa ib les surtout sur la c rê te des rides ( hau teu r c r i t i que ), plus

for tes d a n s les fsetites fosses,

* Vitesses m o y e n n e s à fortes sur les rides, fa ib les à moyennes sur les secteurs In termédia i res .

* G ranu lomé t r i e ca rac té r i sée pa r les plus gros é léments a g e n c é s c o m m e nous l 'avons

p r é s e n t é , les aut res classes g ranu lomé t r i ques étant observab les sur le reste d u fac iès.

NB : Un t y p e par t icu l ier d'ESCALIER peut ê t re no té sur certa ins cours d ' e a u o ù la r oc he m è r e

a f f l eu re e n da l l es .

2.5.3. Tracé e n p lan , profils en travers et profils en long.

Le t r a c é e n p l a n est d o n c t y p é p a r ces b a n d e s transversales d ' é l é m e n t s grossiers.

Le prof i l en t ravers est r e l a t i vemen t symétr ique

Le prof i l en l o n g m o n t r e b i e n c e t t e a l t e r n a n c e d e zones p lanes o u surcreusées e t d e pet i tes

c h u t e s .

B D

P F T I T E F O S S E

P S E U D O - P L A T

f igure 1 1 . : Escolier/tosse

figure 11. : Step/pool

Lorsque les hauteurs d e c h u t e d e v i e n n e n t plus é levées e t les FOSSES DE DISSIPATION plus

p r o f o n d e s e t plus vastes, o n passe progress ivement a u m o d è l e suivant.

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Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 315 : 189 -210 — 201

2.6. FACIES DE TYPE CASCADE ( Cascade )

2.6.1. Genèse

C'est a v a n t tout la g ranu lomét r ie q u i c o n d i t i o n n e l 'ex istence d e c e fac iès. Lorsqu'el le est

très grossière ( gros b locs, roctiers étxDulés ) l ' é cou lemen t subit d e f réquentes constr ic t ions ent re ces

é l émen ts et s 'en t rouve a c c é l é r é ( jets ). ces con t ra in tes se t radu isent aussi pa r la f o rma t i on d e ct iutes

souvent assez hau tes ( d e 4 0 c m à parfois plus d ' u n m è t r e ). l ' énerg ie a ins i a c c u m u l é e se l ibérant

d a n s les FOSSES DE DISSIPATION présentées e n 2 ,1 . ( f ig. 12).

Le fac iès CASCADE é t a n t souvent assoc ié à ce lu i d e FOSSE DE DISSIPATION, ces d e u x unités

p e u v e n t ê t re f r é q u e m m e n t c o m b i n é e s pour n ' e n former plus q u ' u n e : le fac iès CASCADE/BAIGNOIRE ( il

e n é ta i t un p e u d e m ê m e pour le fac iès ESCALIER q u i est souvent e n réal i té l ' a ssemb lage d e trois types

d ' é c o u l e m e n t di f férents ; RIDE/PETITE FOSSE/PSEUDO-PLAT ).

2.6.2. Caractéristiques physiques.

* Hauteurs d ' e a u fa ib les à m o y e n n e s sur les chu tes o u dans les goulets d ' é t r a n g l e m e n t ,

m o y e n n e s à fortes d a n s les BAIGNOIRES.

* Vitesses fortes sur les CASCADES, fa ib les o u nulles d a n s les FOSSES.

* Granu lomé t r i e très grossière e n m o y e n n e mais le d é p ô t d ' é l é m e n t s plus fins est possible

d a n s les BAIGNOIRES.

2.6.3. Tracé en plan, profils en travers et profils en long.

C e fac iès s© d é v e l o p p e g é n é r a l e m e n t d a n s des secteurs o ù la va l l ée s 'encaisse en t re des

falaises o u des talus d 'ébou l l s grossiers, le t r a c é e n p l a n p o u v a n t ê t re rect i l igne, sinueux, vo i re m ê m e

m é a n d r i f o r m e . Le prof i l e n travers est très Irrégulier sur les CASCADES p r o p r e m e n t d i tes . Il est e n U d a n s

les FOSSES DE DISSIPATION. Le profi l e n long se présente sous la fo rme d ' a l t e r n a n c e s d e zones d e

surcreusement e t d e zones protut)érantes. Les ruptures d e p e n t e sont très m a r q u é e s dons la

t o p o g r a p h i e ( p resque toujours supérieures à 40 o u 50 c m ).

figure 12. : Cascade

figure 12. : Cascade

P R O F I L EN T R A V E R S D E LA C A S C A D E

. P R O F I L E N T R A V E R S D E Ui B A I G N O I R E /

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Bull. Fr. Pèche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 - 2 0 2 —

2.7. FACIES DE TYPE CHUTE ( chute )

2.7 .1 . G e n è s e

C e type d ' u n i t é p e u t ê t re observé sur les cours d ' e a u o ù la roc t ie m è r e a f f leure e t o ù d e s

a c c i d e n t s g é o l o g i q u e s o n t p r o v o q u é des cassures f ronversoles Impor tantes ( fai l les, f lexures e t c . . )

( f i g . 13).

O n s igna le aussi c e fac iès d a n s les rég lons v o l c a n i q u e s o ù la roche a f f leure sous f o r m e

d ' o r g u e s basa l t i ques d e plusieurs mètres d e haut ( ex : Versants d u p l a t e a u d e l 'Aubrac ).

Un a u t r e p h é n o m è n e p e u t e n c o r e être à l 'or ig ine d e c e t t e un i té m o r p h o d y n a m i q u e , il s 'ag i t

d e l 'é ros ion régressive r e m o n t a n t depu i s l 'aval d u cours d ' e a u et se t rouvan t b l o q u é e p a r u n

a f f l e u r e m e n t rocheux ( knickpoint ) q u ' e l l e af foul l lera j u s q u ' à c e q u e la rivière a i t re t rouvé u n prof i l

d ' é q u i l i b r e ( o u q u e la CHUTE recu le p a r e f f ond remen t d e la pa r t i e e n encor tae l lement q u i se

d é v e l o p p e par fo is l o rsqu 'une c o u c h e plus tendre est d é g a g é e sous la CHUTE e n r oc he d u r e ), Un

e x e m p l e d e kn ickpo in t p e u t ê t re a c t u e l l e m e n t obsen /é e n cours d ' évo lu t i on sur le Fier à l ' a va l d e

Thônes ( Hau te -Savo ie ).

D e m ê m e q u e le p r é c é d e n t , c e fac iès est hab i t ue l l emen t assoc ié à u n e FOSSE DE

DISSIPATION D'ENERGIE, e t est alors n o m m é CHUTE/BAIGNOIRE.

2.7.2. Caractéristiques physiques

* Les hauteurs sont fa ib les sur la CHUTE (hau teur c r i t ique ), très fortes d a n s la fosse ( la

p r o f o n d e u r é t a n t , en t re au t res , f o n c t i o n d e la hauteur d e c h u t e ).

* Les vitesses sont fortes sur la c r ê t e d e la CHUTE, très fa ib les o u nulles d a n s la fosse.

* La g r a n u l o m é t r i e est très v a r i a b l e depu is la roche mère j usqu ' au sab le parfois présent

d a n s l a fosse, se lon l a na tu re g é o l o g i q u e des terrains traversés,

2.7.3. Tracé e n p lan, profils e n travers et profils en long

Le t r a c é en p l a n n e p résen te pas d e par t icu lar i té Impor tan te .

Le prof i l en travers est très symét r ique sur la CHUTE e t e n U d a n s la BAIGNOIRE.

Le prof i l e n l ong est m a r q u é p a r une rupture t o p o g r a p h i q u e p o u v a n t a l ler d e 1 à plusieurs

mèt res .

B D I I

I I

P R O F I L EH T R A V E R S DE LA C R E T E D E C H U T E

A . / B

A C P R O F I L EN T R A V E R S D E U F O S S E

f igure 13. : Ctiute

f igure 13. : Chute

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Bull. Fr. Pèche Piscic. (1989) 315 : 189 -210 — 2 0 3 -

2.a. FACIES DE TYPE CHENAL LOTIQUE

Nous avons cru nécessaire d e créer c e t t e c a t é g o r i e d e faciès d a n s la mesure o ù nous avons

f r é q u e m m e n t cons ta té l 'ex is tence d 'un i tés morp t i o l og iques a u x profondeurs et vitesses re la t i vement

fortes, e t c e sur un ce r ta i n n o m b r e d e types très di f férents d e cours d ' e a u . Un r a p p r o c t i e m e n t p e u t ê t re

fart a v e c le t y p e CHENAL LENTIQUE sus-décrit mais la par t icu lar i té d u fac iès présent est d ' ex t i i be r des

vitesses re la t i vemen t é levées m ô m e e n p é r i o d e d e basses e a u x (f ig. 14).

2.8.1. Genèse

Ces unités se rencon t ren t le plus souven t d a n s des t ronçons rect i l ignes o u f a i b l e m e n t sinueux

d e cours d ' e a u à p e n t e m o y e n n e à for te, o ù l ' absence d e courants secondai res impor tan ts n e pernnet

pas u n e d ivers i f i ca t ion des trois var iab les m o r p t i o d y n a m l q u e s pr inc ipa les.

En fai t c e t y p e d e fac iès pourra i t ê t re assimi lé à un PLAT q u i aura i t u n e for te t i au teu r d ' e a u ,

e t d 'a i l leurs , u n PLAT observé e n e a u x m o y e n n e s o u e n crue peu t ê t re , sans q u e c e soit u n e erreur,

n o t é CHENAL LOTIQUE.

2.8.2. Caractéristiques ptiyslques

* Hauteurs moyennes à fortes

* Vitesses moyennes à fortes

* Granu lomét r i e é t e n d u e d e C G à PG

2.8.3. Tracé en pion, profils en travers et profils en long

Le t r a c é e n p l a n est e n g é n é r a l rec t i l igne o u f a i b l e m e n t sinueux.

Le profi l e n travers est symét r ique a v e c c e p e n d a n t parfois u n t t i a l w e g d e surcreusement e n

son mi l ieu .

Le profi l e n long est lissé, la l igne d ' e a u é t a n t pa ra l l è le a u f o n d d u

figure 14. ; Chenal lotique

figure 14. : Lotie chonnel

2.9. FACIES DE TYPE EAU MORTE OU LONE (of f chonne / por)d)

2.9.1 . Genèse

Dans les rivières à p e n t e m o y e n n e d e m o d è l e m é a n d r i f o r m e . la d y n a m i q u e ac t i ve

d ' é r o s i o n - d é p ô t e t d e m ig ra t i on des formes p r o v o q u e souvent le r e c o u p e m e n t d e s sinuosités, les

c o u d e s a b a n d o n n é s fo rman t alors des bras plus o u moins reliés a u n o u v e a u lit ( pa r t i cu l i è rement p a r

l ' a va l ) e t a y a n t un f o n c t i o n n e m e n t m o r p t i o - é c o l o g i q u e part icul ier ( Ils sont g é n é r a l e m e n t à te rme

c o m p l è t e m e n t Isolés d u lit p r inc ipa l et s© ropp roc t i en t d e plus e n plus d 'écosys tèmes d © t y p e lacustre,

j u s q u ' a u t e r m e d© leur évo lu t ion q u i est c o m m u n é m e n t leur c o l m a t a g e c o m p l e t p a r l innonage d e

c rue . ) ( f ig . 15).

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Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 - 2 0 4 —

2.9.2. Caractéristiques ptiyslques

* Hauteurs d ' e a u m o y e n n e s à fortes.

* Vitesses très fa ib les o u le plus souvent nulles,

* G ranu lomé t r i e d e l ' a n c i e n lit mois se r e m b l a y a n t p e u à p e u sous l ' appor t d e f ines e n

p é r i o d e d e c rue .

2.9.3. Tracé en plan, profils en travers et profils en long

figure 15. : Eau morte ou lône

figure 15. : Off channel p o n d

2.10. FACIES PARTICUUERS

Nous avons réuni d a n s c e p a r a g r a p h e les unités p e u f réquentes o u é t a n t dif f ici les à classer

d a n s u n o r d r e l og ique .

2.10.1. Les Bordures d e lit

Nous a v o n s pris le par t i d e considérer ces types d 'un i tés c o m m e des fac iès à pa r t en t iè re

d a n s la mesu re où Ils p résen ten t des caractér is t iques pt iys iques tout à fai t part icul ières e t o n t u n rôle

é c o l o g i q u e p r imo rd ia l pour cer ta ines espèces et ce r ta ins s tades d e d é v e l o p p e m e n t d ' é l é m e n t s d e la

c o m m u n a u t é b l o t i q u e .

O n c o n s t a t e d e plus q u e la p lupar t des types d e fac iès p r é c é d e m m e n t ana lysés ex t i l ben f ,

sur t o u t o u pa r t i e d e leur l inéa i re , sur l ' une ou les d e u x rives, les cond i t ions phys iques p e r m e t t a n t d e

dé f in i r le f ac iès BORDURE.

Ces cond i t i ons r e m a r q u a b l e s sont dues aux caractér is t iques d e l ' é cou lemen t le l o n g des

rives d ' u n cours d ' e a u , ce lu i -c i é t a n t f re iné pa r la macro - rugos i té des berges.

Dans les cours d ' e a u à g ranu lomét r ie grossière, ces zones d e bordures sont souvent t ypées

pOr u n é t a l e m e n t d e ' l ' e a u en t re les plus gros é l é m e n t s , les hauteurs et les vitesses é t a n t fa ib les , e n

t o u t c a s par rappor t à la m o y e n n e d u fac iès pr inc ipa l . La g ranu lomé t r i e est ce l l e d u fac iès p r i nc i pa l

ma is est souven t ca rac té r i sée p a r un léger dépô t d e f ines, favor isé p a r ces fa ib les vitesses.

Leur largeur est souvent propor t ionnel le à ce l le d u lit mou i l lé .

2.10.2. Les f laques d e bordure

Très proches d u fac iès p r é c é d e n t , elles s 'en d i f fé renc ien t pa r un plus l a rge é t a l e m e n t hors

d u Ht m i n e u r e t on t souven t pour o r i g ine des var ia t ions art i f iciel les o u naturel les d u n i v e a u d e l ' eau .

Elles p e u v e n t ê t re plus o u moins reliées a u c h e n a l p r i nc ipa l , les hauteurs d ' e a u é t a n t f o n c t i o n d e la

p r o f o n d e u r d e la dépress ion d e bordure .

Les vitesses sont h a b i t u e l l e m e n t nulles.

2.10.3. Zones d 'é ta lement

Dans cer ta ins secteurs à p e n t e fa ib le o u m o y e n n e . Il est possible q u ' e n p é r i o d e d ' é t i a g e les

vi tesses d e v i e n n e n t très fa ib les p r o v o q u a n t un é t a l e m e n t d e l ' e a u ; les hauteurs sont alors el les aussi

r e l a t i v e m e n t fa ib les e t l ' é c o u l e m e n t se fai t l en temen t en t re les é lémen ts d u substrat. Lorsque c e fac iès

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3ull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 3 1 5 : 189 -210 - 205

:

du t r e s s a g e

fac i ès r a d i e r

f a c i è s chena l l o t i q u e

f a c i è s cascade /

b a i g n o i r e

f a c i è s zone d ' é t a l e m e n t

f a c i è s m o u i l l e amont

d ' e m b â c l e

f a c i è s chena l l o n c l q u e

embâc l e

f o s s e — d ' a f f o u i 1 1 c m c n t

d ' o b s t a c 1 e

Pont ( c o n t r ô l e a v a l

de l a l i g n e d ' e a u )

figure 16. : Exemple d e distribution spatiale des types d e faciès

figure 16. : Example of spaclal distribution of the morphodynamic units

f a c i C' s r a p i d e

taciès e s c a l i e r

f a c i è s m o u i l l e de c o n c a v i t é

banc de c o n v e x i t é

f a c i è s p l a t

ébou1ement de b l o c s et r o c h e r s

S .

l ône -

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Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 - 206 -

est o b s e r v é e n p é r i o d e d ' e a u x m o y e n n e s . Il peut , selon la p e n t e d u f o n d e t la g ranu lomét r i e grossière

d u lit. ressembler soit à u n CHENAL LOTIQUE. soit à un RADIER o u m ê m e un RAPIDE.

Il s 'agi t , nous e n c o n v e n o n s , d ' u n fac iès assez f lou mais q u e l 'on peut rencont rer assez

s o u v e n t e t q u ' i l est d o n c i m p o r t a n t d e signaler.

CONCLUSION

Le présent d o c u m e n t cons t i tue un t a b l e a u é l é m e n t a i r e des dif férents types d e fac iès

d ' é c o u l e m e n t q u e l 'on peu t observer sur les cours d ' e a u à f o n d ca i l l ou teux , la f igure 16 p résen tée c i

dessus d o n n a n t un e x e m p l e s o m m a i r e d e leur d is t r ibut ion spa t i a l e éven tue l l e .

fv lême si c e t t e liste n'est pas c o m p l è t e m e n t ex t iaus t i ve , nous pensons avo i r s igna lé les

un i tés les plus f r é q u e m m e n t rencont rées e t il doi t ê t re possible à présent pour t o u t e pe rsonne dés i ran t

t y p e r , sector iser ou t o u t s i m p l e m e n t décr i re un cours d ' e a u o u u n e por t ion d e cours d ' e a u d e le fa i re

sur d e s bases re la t i vemen t ob jec t i ves .

Un des p r o b l è m e s p r i nc i paux q u i subsistent o u t e r m e d e c e t t e a n a l y s e t y p o l o g i q u e est ce lu i

c o n c e r n a n t les fac iès transitoires o u hybr ides.

Ainsi q u e nous l 'avons s igna lé dans no t re In t roduc t ion , la seule solut ion q u e nous p o u v o n s

p ropose r pou r le résoudre e n pa r t i e , consiste à a c c o l e r e n cas d ' hés i t a t i on le n o m des d e u x fac iès

d o u t e u x , e n p l a ç a n t e n t ê t e ce lu i d o n t l 'uni té observée se r a p p r o c h e le plus.

Nous t rava i l lons a c t u e l l e m e n t à u n e ex tens ion d e c e t t e t y po l og i e des uni tés

m o r p h o d y n a m i q u e s a u x autres t ypes d e cours d ' e a u ( n o t a m m e n t ceux à fa ib le éne rg ie e t à fonds

s a b l e u x o u g r a v e l e u x ) a ins i q u ' a u x rivières d e plus g r a n d e s d imens ions qu i p résentent souvent sur u n e

m ê m e sec t i on des t ypes d ' é c o u l e m e n t très di f férenciés.

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Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 315 : 1 8 9 - 2 1 0 - 207 -

Photo î : Séquence chenol lentique,

f«îisr,mo«ll« ds concovié

Photo 2 : Sé^UW

Fhoto 9 : Séqyenc« mûM, chenol iwitlque Ptiofo 4 : Faciès banc ds convexté, moullte de comcawlté

Photo s ; Foclès foîs©$ tfattoyilteinent

d'obstacle

Photo 6 . Pactes fosses d'affouiiemen*

tfobstacle

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Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 315 : 1 8 9 - 2 1 0 - 2 0 8 —

Photo 7 : Faciès Intermédlolre entre un

plat et un r a d i e r . Il est

c o d é plat-rodier.

Photo 8 : Faciès plat dans un segment

end igué

Photo 9 : Faciès plot Photo 10: Faciès rapide

Photo 11: Faciès rap ide Photo 12: Faciès rapide

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Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 — 209 —

Photo 13: Fociè» ^f©nfl«ll«in«it ropMs

ol»«wé m tfè$ bas»s «oux

Photo 14: Faciès escalter

Photo 1S: Fades esceliw Photo 16: Faciès cascode

Photo 17; Faciès chyt© et tosm de potion

'Photo 1«: Foclès ctiute et fosse d e dissipation

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Bull. Fr. Pêche Piscic. (1989) 3 1 5 : 1 8 9 - 2 1 0 — 210 —

Photo 19: Fociès chena l lotique Photo 20: Faciès chenal lotique

Photo 2 1 : Faciès chena l lotique Photo 22: Faciès rap ide et a u premier p lan

faciès f laque d e kxirdure

Photo 23: Séquence radier/moull le observée

e n très basses e a u x

Photo 24: Faciès hybride q u e l'on pourrait

coder zone d'étalement