Réf. Miramont 2000 -A

Référence bibliographique complète

MIRAMONT, C. 2000. Evolution temporelle de la dynamique érosive et sédimentaire dans les Alpes du Sud : l’exemple des bassins de «terres noires» et de la Durance. Forêt Méditerranéenne, Tome XXI, n°2, 195–202. [PDF]

Résumé : Les données paléoenvironnementales disponibles aujourd'hui dans les Alpes du Sud montrent que les résultats des mesures des taux d'érosion réalisées depuis une quinzaine d'années ne sont pas extrapolables sur le long terme et les processus et les tendances morphogéniques évoluent radicalement dans le temps. Cet article aborde le thème de l'histoire de l'érosion à travers deux exemples. (1) Celui de l'évolution de la dynamique érosive dans les bassins de "Terres Noires" préalpins. L'étude dendrogéomorphologique de remblaiements à bois subfossiles permet de mettre en évidence des crises érosives et sédimentaires lors des premiers millénaires de l'Holocène. (2) Celui de la variation temporelle de la fréquence des crues de la Durance. Une chronologie des crues de la rivière est établie depuis le XIV° siècle ; elle est associée à l'étude diachronique des cartes montrant la rivière. Ce travail met en évidence entre les années 1350 et 1900 une crise hydro-sédimentaire complexe contemporaine d'un maximum d'occupation humaine sur les versants et de la dégradation climatique du Petit Age Glaciaire. Ces deux exemples soulignent la variabilité des modalités et des rythmes des processus érosifs dans le temps et le rôle essentiel de la variable climatique.

Abstract: Palaeoenvironmental and geomorphological proxi data in Southern Alps ("Black Marls" bassins) point out that the actual mesurements can not be extend in the past (and so in the future…). Two examples point of changes of rates and tendancies of erosion process during the holocene period. Evidences of hydrological and morphogenical crises during the earlier holocene times are point out by dendrogeomorphological study of subfossil trees buried rooted in alluvial deposits. Chronology of floods of Durance river show a complex crisis contemporaneous of intense human activity and climatic degradation of Little Ice Age. There two exemples are evidences that climatic changes are the major factors of evolution.

Mots-clés

 

 

Organismes / Contact

UFR de Géographie, Université de Provence, 29 Avenue R. Schuman 13621 Aix en Provence

 

(1) - Paramètre(s) atmosphérique(s) modifié(s)

(2) - Elément(s) du milieu impacté(s)

(3) - Type(s) d'aléa impacté(s)

(3) - Sous-type(s) d'aléa

 

 

 

 

 

Pays / Zone

Massif / Secteur

Site(s) d'étude

Exposition

Altitude

Période(s) d'observation

 

 

 

 

 

 

 

(1) - Modifications des paramètres atmosphériques

Reconstitutions

 

Observations

 

Modélisations

 

Hypothèses

 

 

Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)

 

 

(2) - Effets du changement climatique sur le milieu naturel

Reconstitutions

 

Observations

 

Modélisations

 

Hypothèses

 

 

Sensibilité du milieu à des paramètres climatiques

Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)

 

 

 

(3) - Effets du changement climatique sur l'aléa

Reconstitutions

Introduction

En zone nord-méditerranéenne, et particulièrement dans la zone préalpine, de nombreux secteurs sont affectés par des processus érosifs vigoureux. Ceci est à mettre en relation avec l'étendue à l'affleurement des terrains marneux, les fortes pentes, un couvert végétal inégalement protecteur, et le contexte climatique agressif, méditerranéen à tendance montagnarde.

Actuellement, de très nombreuses études portent sur l'analyse des processus de l'érosion et sur la quantification des taux d'ablation. Ces travaux apportent des données chiffrées et extrêmement précises sur la période actuelle et les dernières décennies (CEMAGREF 1995, 1999, LECOMPTE et al., 1996).

Les données paléoenvironnementales disponibles aujourd'hui dans les Alpes du Sud montrent que ces résultats ne sont pas extrapolables sur le long terme, les processus et les tendances morphogéniques évoluant dans le temps. Les vestiges paléoenvironnementaux permettent de mieux situer la période actuelle dans un continuum temporel plus large, celui de notre interglaciaire (JORDA 1980, 1985, 1993, GAUTIER 1992, ROSIQUE 1996, MIRAMONT 1998).

L'objectif de cet article est donc d'aborder le thème de l'érosion sur le long terme temporel à travers deux exemples : celui de l'évolution de la dynamique érosive dans les bassins de "Terres Noires" préalpins, et celui de la variation temporelle de la fréquence des crues de la Durance.


La dynamique érosive et sédimentaire dans les bassins versants de "Terres Noires" au cours de la première partie de l'Holocène

Le bassin de la Moyenne Durance est caractérisé par l'importance à l'affleurement des terrains marneux à très forte érodibilité. Ces "Terres Noires" sont marqués par des paysages très ravinés, de "bad lands". Ces terrains fournissent la majeure partie de la charge en matières en suspension (MES) à la Durance. Les MES transportées, en particulier durant les crues, posent de graves problèmes d'envasement des retenues situées en aval et ont des conséquences écologiques importantes dans l'étang de Berre où elles atterrissent depuis l'aménagement du canal de la Durance (CEMAGREF 1993).

Largement dénudées depuis plusieurs siècles, les terrains marneux ont été en partie reboisés et aménagés par les services de l'Office National des Forêts (ONF) et du service de la Restauration des Terrains en Montagne (RTM). Des stations de mesure de l'érosion sont installées à Draix, au Nord-Est de Digne, gérées par le CEMAGREF. Elles sont équipées d'un dispositif permettant la mesure du matériel charrié et des MES transitées et de pluviographes. Les taux d'érosion spécifiques obtenus depuis 1985 approchent les records mondiaux. Ils sont compris entre 150 et 190 t/ha.an, soit 11 à 15 mm/an en ablation équivalente (MATHYS et al., 1996, CEMAGREF 1999).

Ces valeurs sont quasi-instantanées si on les replace sur l'échelle du long terme de l'Holocène. Elles s'inscrivent dans une tendance morphogénique à l'incision verticale et à l'évacuation du matériel vers l'aval (même si ce transit se fait par des systèmes de relais).

La plupart des bassins marneux de Moyenne Durance contiennent des dépôts alluviaux holocènes. Ceux-ci forment des glacis-terrasses et des cônes pouvant atteindre 20 à 30 mètres d'épaisseur au pied des versants. Souvent cultivés, ils constituent des éléments importants dans nos paysages actuels. La présence de ces dépôts montre, qu'à certaines périodes de l'Holocène, la tendance morphogénique a pu être, à la différence d'aujourd'hui, au comblement des fonds des vallons. L'étude de ces remblaiements alluviaux fournit des données sur l'évolution des modalités et des rythmes de l'érosion au cours de la première partie de notre interglaciaire, avant que l'homme n'intervienne sur le milieu.

Une étude fine a été réalisée sur un bassin versant témoin — le Saignon — représentatif de l'évolution morphogénique sud-alpine (MIRAMONT 1998).

Tributaire de la vallée du Sasse, lui même affluent de rive gauche de la Moyenne Durance, le Saignon est un petit bassin versant de 400 ha. Il s'étend entre 700 m et 1450 mètres d'altitude. Déboisé à la fin du siècle dernier, ce bassin est actuellement couvert à 55% de forêt de Pins noirs d'Autriche plantés par l'ONF au début du XX° siècle. 20 % de sa superficie sont couverts de végétation herbacée et arbustive et 25 % sont en marnes nues (VALLAURI et al. 1997). Par ailleurs, une succession de barrages ont été mis en place par la RTM depuis une trentaine d'années.

La tendance morphogénique dans ce bassin est, comme dans l'ensemble des Alpes du Sud, à l'incision verticale. Ce phénomène, lié à la revégétalisation des pentes (reconquête forestière spontanée et reboisements), au contexte climatique actuel (voir infra), est localement accentué dans le Saignon en aval des barrages.

Le Saignon comporte d'épais remblaiements alluviaux dans lesquels apparaissent de bonnes coupes. Ces remblaiements, datés de la première partie de l'Holocène, sont caractéristiques des milieux provençaux sudalpins (Remblaiements Holocènes Principaux, JORDA 1980, 1993, ROSIQUE 1996). Ils possèdent la particularité de contenir des gisements d'arbres subfossiles enracinés parfaitement conservés (ARCHAMBAULT 1967, 1968, 1969, ROSIQUE 1994, MIRAMONT 1998). Ces souches apparaissent dans les fonds des talwegs et dans les berges, dégagées par l'incision récente des ravins. Hormis leur position anormale dans l'axe d'écoulement des eaux, ces bois se distinguent des souches actuelles par leur dureté, leur couleur noire et leur odeur très particulière.

Dans le Saignon, un relevé topographique et un échantillonnage systématique des troncs d'arbres subfossiles a été réalisé dans le but d'une étude dendrogéomorphologique. Un disque de chaque souche a été prélevé à la tronçonneuse, puis poncé. Sur chacun des disques, les largeurs des cernes de croissance annuels ont été mesurées selon trois rayons séparés de 120°. La moyenne arithmétique des trois chronologies élémentaires ainsi obtenues constitue une chronologie individuelle pour chaque arbre (TESSIER 1984). Les chronologies individuelles sont ensuite synchronisées afin de déterminer des groupes d'arbres ayant une période de vie commune (constitution de chronologies moyennes). Des datations radiométriques au 14C ont été réalisées sur ces groupes d'arbres et sur des individus isolés intéressants par leur position stratigraphique (obtention de chronologies flottantes). Parallèlement le genre et l'espèce des bois ont été déterminés.

Ces arbres sont tous des Pins sylvestres (Pinus silvestris). Ils constituent les vestiges de bouquets d'arbres adultes, en formation dense, âgés de 150 à 300 ans.

Les pins soulignent la base de plusieurs nappes alluviales, constituées de dépôts de crue, et superposées et disposées en écailles les plus anciennes en aval, les plus récentes en amont. Les analyses dendrochronologiques montrent que la majorité des arbres possèdent des patrons de croissance très particuliers : les pins connaissent, après une période de croissance favorable, de brutales chutes de croissance suivies de périodes de décrépitude précédant leur mort. Ces ruptures de croissance sont à mettre en relation avec l'arrivée des dépôts de crue dans les fonds des vallons et le déclenchement brutal de crises érosives et sédimentaires. Ces crises ne sont pas des événements de type catastrophique (glissement de terrain, coulée boueuse…) car les arbres sont encore en très grande partie enracinés.

A un moment où l'empreinte de l'Homme est encore très discrète dans la région pré-alpine, le déclenchement de ces crises ne peut être mis en relation qu'avec des oscillations climatiques et en particulier avec une fréquence élevée d'épisodes orageux de forte intensité. Cette interprétation s'accorde bien avec les travaux récents des paléoclimatologues qui mettent en évidence des oscillations brutales du climat au cours de la première partie de l'Holocène, et ce en relation avec la fin de la déglaciation (MAGNY 1995, 1997, ALLEY et al. 1997, ADAMS et al. à paraître).


Les crues de la Durance à l'époque Historique

La période historique récente (les quatre derniers siècles) est bien documentée. La dernière phase de crise érosive bien connue en Provence s'étend globalement entre la fin du Moyen Age et la fin du XIX° siècle (JORDA et RODITIS 1993, MIRAMONT et al. 1998, SIVAN 1998, PICHARD 1995, à paraître).

Les témoignages d'archives (textes, photos, …) sont nombreux. Ils attestent d'une fréquence accrue des débordements torrentiels et des crues, mentionnent des terrains ravinés, emportés ou au contraire engravés… L'étude des crues de la Durance à partir des documents d'archives et l'analyse diachronique de la morphologie de la rivière retracent bien un aspect de cette crise (MIRAMONT et GUILBERT 1996).

On observe une fréquence importante des crues de la Durance à partir des années 1350 et jusqu'en 1900, avec des maxima à la fin du XIV° siècle, à la fin du XVI° siècle, dans les dernières années du XVII° siècle, et à la fin du XVIII° siècle. Les cartes du XVIII° siècle et du XIX° siècle de la Durance montrent une rivière aux lits fluviaux très larges, aux chenaux en tresses, témoins du transit de flux hydriques et détritiques importants. A partir du début du XX° siècle, les crues deviennent moins fréquentes et les épisodes torrentiels dans les bassins versants affluents moins nombreux. Les lits fluviaux se contractent et la rivière connaît une tendance à l'incision.

Cette évolution est à mettre en relation avec l'évolution de la mise en valeur des pentes : les XVII°, XVIII° et XIX° siècles correspondent à un maxima d'occupation de la montagne (maximum démographique, défrichements, surpâturage). Dès la fin du XIX° siècle, s'amorce un phénomène d'exode rural qui provoque une reforestation spontanée des terrains, accompagnée de reboisements et d'aménagements réalisés par les services des Eaux et Forêts.

L'évolution de la fréquence des phénomènes érosifs est aussi à mettre en relation avec l'évolution du paramètre climatique. La période qui s'étend de 1350 à 1850 correspond en effet au Petit Age Glaciaire (LE ROY LADURIE 1983, JORDA et RODITIS 1994, PICHARD 1995). Cette période est globalement caractérisée par des températures moins élevées qu'aujourd'hui et surtout par des précipitations d'intensité particulièrement importante, sans pour autant que les totaux pluviométriques soient supérieurs à ceux du XX° siècle (PICHARD à paraître).

La conjonction de ces deux phénomènes - dégradation climatique et forte pression anthropique - est à l'origine de la crise hydrosédimentaire reconnue au travers des données d'archives. La fin du Petit Age Glaciaire correspond à un phénomène d'exode rural et d'aménagement des pentes. La reforestation spontanée et anthropique du bassin semble avoir eu un effet important sur la réduction des flux détritiques, plus que sur la raréfaction des crues de la Durance et de ses affluents qui sont des phénomènes dépendants avant tout de la variable climatique et de l'occurrence des précipitations de forte intensité (MIRAMONT et al., 1998).


Conclusion

Les deux exemples présentés soulignent la variabilité temporelle des tendances et des processus de la morphogenèse. En milieu méditerranéen, et en particulier en Moyenne Durance, dans des bassins à forte érodibilité et aux temps de réponse rapides, le paramètre anthropique, depuis le Néolithique et plus encore durant les siècles derniers, joue un rôle majeur dans l'évolution morphogénique.

Mais c'est le paramètre climatique qui semble être le moteur principal des grandes tendances de la morphogenèse. Une illustration de cette conclusion pourrait être les crues catastrophiques liées aux événements pluvieux de 1994 dans la Durance ou de 1992 dans l'Ouvèze. A un moment où les travaux récents montrent des oscillations climatiques brutales dans un passé proche, la question de l'occurrence de changements climatiques (naturels et/ou anthropiques) dans l'avenir et de leurs conséquences sur la dynamique érosive et sédimentaire peut être posée.

Observations

 

Modélisations

 

Hypothèses

 

 

Paramètre de l'aléa

Sensibilité des paramètres de l'aléa à des paramètres climatiques

Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)

 

 

 

 

(4) - Remarques générales

 

 

(5) - Syntèses et préconisations

 

Références citées :

ADAMS J., MASLIN M., THOMAS E., à paraître – Sudden climate transitions during the Quaternary, Progress in Physical Geography.

ALLEY R.B., MAYEWSKI P.A., SOWERS T., STUIVER M., TAYLOR K.C., CLARK P.U., 1997 – Holocene climatic instability : a prominent, widespread even at 8200 yr ago. Geology, 25, 483-486.

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CEMAGREF, 1995 – Compte rendu de recherches n°3, BVRE de Draix. Coordination M Meunier, coll. Etudes, série Equipement pour l'eau et l'environnement, Grenoble, 247 p.

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MIRAMONT C., JORDA M., PICHARD G., 1998 – Morphogenèse et dynamique fluviale d’une rivière méditerranéenne au cours de la période historique : l’exemple de la moyenne Durance (France du sud-est). Géographie Physique et Quaternaire, 1998.

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