De nouvelles recherches éclairent la dynamique des rivières et les régimes de coupure

Comment caractérise-t-on les rivières ? Les méthodes traditionnelles s’appuient sur les formes végétales et les techniques sédimentologiques, en se concentrant sur les dépôts. Riccardo Maitan, doctorant à l’Université de Padoue, développe une nouvelle approche basée sur le comportement hydrologique des rivières, en mettant l’accent sur la morphodynamique. Son travail vise à identifier la signature de la variabilité du débit de pointe – une mesure hydrologique clé – dans les rivières sinueuses. Cette recherche s’étend sur plus de 15 ans de données USGS et de séries chronologiques d’images Google Earth.

Dans une étude récemment publiée dans GéologieMaitan analyse un ensemble mondial de 22 fleuves, totalisant 5 500 km de longueur, au fil du temps. Cette recherche fait partie d’un projet plus vaste axé sur les géosciences au service du développement durable.

La coupure en coude joue un rôle fondamental dans la formation des rivières dans une plaine alluviale. Elle amortit la sinuosité des rivières, module la migration latérale et affecte la stratigraphie environnante. La plupart des rivières présentent l’un des deux types distincts de coupures : les coupures en col et les coupures en chute. Les coupures en col se produisent lorsque le pont terrestre étroit séparant deux coudes adjacents est rompu, une progression naturelle dans l’évolution des méandres.

Un exemple de rivière avec un régime de coupure de cou est la rivière Purus, un affluent du fleuve Amazone. Les coupures de chute, d’autre part, se produisent lorsque la rivière coupe un nouveau canal de dérivation à travers sa barre de pointe, mettant fin prématurément au cycle de vie du méandre. La rivière Powder dans le Montana, un affluent du fleuve Yellowstone, illustre un régime de coupure de chute.

Mais qu’est-ce qui détermine le régime de coupure d’une rivière ? Maitan et son équipe étudient des facteurs tels que le climat et la couverture végétale, et concluent que le principal facteur déterminant est la variabilité des débits de débordement, c’est-à-dire la nature et la fréquence des inondations. Les coupures de cou se développent généralement dans les rivières où la variabilité des débits de débordement est limitée, tandis que les coupures de chute sont plus courantes dans les rivières qui connaissent des inondations intenses et de courte durée.

Le régime de coupure d’une rivière laisse des empreintes durables sur la géomorphologie de sa plaine inondable, faisant de l’analyse des traces de bras morts à travers les plaines inondables un outil potentiel pour reconstruire les régimes paléohydrologiques des rivières sinueuses sur la base de preuves morphométriques.

La corrélation récemment découverte entre la variabilité hydrologique d’un cours d’eau et son régime de coupure souligne également la nécessité d’une surveillance accrue des impacts anthropiques potentiels sur les systèmes fluviaux. La construction de barrages, par exemple, est souvent utilisée pour réduire les fluctuations hydrologiques afin de contrôler les inondations.

Cependant, les recherches de Maitan suggèrent que cette pratique pourrait faire passer une rivière d’un régime de coupure en forme de chute à un régime de coupure en forme de col, ce qui entraînerait des coupures de courbure plus fréquentes et une rivière moins sinueuse. Ce changement affecte également le temps de séjour des sédiments, ce qui a un impact sur le flux de carbone dans la plaine alluviale et peut influencer le climat.

Les recherches innovantes de Maitan apportent de nouvelles perspectives sur la dynamique des rivières et leurs implications environnementales plus larges, offrant une nouvelle perspective sur la gestion et la préservation des écosystèmes fluviaux.