Thèse en sciences de l’environnement, soutenue le 10 mars 2023 par Gilles Antoniazza, rattaché à l’Institut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST) de la FGSE.
Le charriage représente le transport par les cours d’eau de la fraction la plus grossière des sédiments, par roulement, glissement ou saltation des particules dans le fond du lit des rivières. Le charriage, particulièrement important dans les environnements de montagne, est un enjeu majeur pour la gestion durable des bassins versants alpins. Il représente à la fois une contrainte pour les activités humaines en étant un moteur d’érosion et de dépôt du lit et des berges, qui peuvent conduire à des dégâts importants de biens et de personnes. Mais il est également une composante importante de l’écologie fluviale et alluviale, qui doit impérativement être maintenue. Afin de développer des politiques équilibrées et durables de gestion des bassins versants de montagne, des mesures et prédictions précises du charriage de sédiments par les cours d’eau sont donc nécessaires.
Malgré les enjeux qu’il représente, le charriage reste un processus extrêmement difficile à mesurer et à prédire correctement. La physique du processus est complexe, et le manque de techniques de mesure de terrain fiables et abordables a également limité les progrès dans la discipline, ce qui implique que la dynamique du charriage dans les bassins versants de montagne est finalement très mal connue. Les développements récents, notamment dans les techniques acoustiques et sismiques, ont toutefois un potentiel majeur pour la mesure du charriage dans les rivières alpines. Le but de cette thèse de doctorat a été de développer plus avant les connaissances sur ces nouvelles technologies, et de les appliquer afin d’étendre notre compréhension des flux sédimentaires dans les bassins versants de montagne.
Les résultats de cette thèse ont amélioré les connaissances sur la mesure acoustique et sismique du charriage dans les rivières de montagne, permettant d’obtenir des séries temporelles continues et fiables du processus. L’analyse de ces données a conduit au gain de nouvelles connaissances sur la dynamique du charriage dans les bassins versants de montagne. Nous avons notamment pu identifier les principaux moteurs hydrologiques du charriage (fonte de neige, pluie, événements mixtes) pour des bassins versants alpins dont le régime hydrologique est dominé par la fonte de neige. Ceci améliore notre capacité à prédire les événements de charriage dans les conditions climatiques actuelles, mais également dans un contexte de changement climatique et de ses effets sur l’hydrologie des régions de montagne. Nous avons par ailleurs, pour la première fois, pu décrire avec précision la dynamique d’un événement de charriage monitoré avec un réseau dense de capteurs distribués dans un bassin versant alpin. Cette approche présente un potentiel majeur en vue de l’amélioration des prédictions de charriage, une étape nécessaire pour la mise en place d’une gestion équilibrée et durable des bassins versants de montagne.
