Pôle Alpin Risques Naturels (PARN) Alpes–Climat–Risques Avec le soutien de la Région Rhône-Alpes (2007-2014)
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Fiche bibliographique

 

Réf. Sivan & Miramont 2008 - A

Référence bibliographique
SIVAN, O., MIRAMONT, C. 2008. Les variations temporelles et spatiales de la morphogenèse postglaciaire des vallons sud-alpins. L'exemple du bassin versant du Drouzet (Hautes-Alpes, France). Quaternaire, Vol. 19(3), p. 229–238.

Résumé : Les fonds de vallon dans les Préalpes françaises du Sud se caractérisent par la présence de puissants remblaiements tardiglaciaires et holocènes au sein desquels sont enfouis différents niveaux de troncs subfossiles. L’étude dendrogéomorphologique et sédimento--stratigraphique de l’un de ces vallons – bassin versant du Drouzet – permet de préciser les variations temporelles de la sédimentation alluviale et autorise une nouvelle interprétation des processus morphogéniques postglaciaires et de leurs expressions paléoclimatiques. Il devient ainsi possible de distinguer la période tardiglaciaire au cours de laquelle l’activité des cours d’eau est principalement longitudinale, de la première partie de l’Holocène qui voit les apports latéraux dominer. Cette mutation des processus morphogéniques doit être attribuée à une augmentation de la fréquence des épisodes orageux et à la variabilité et à l’intensité des précipitations.

Abstract: SPATIO-TEMPORAL VARIABILITY OF ALLUVIAL SEDIMENTATION DURING LATE GLACIAL AND HOLOCENE PERIODS IN THE SOUTHERN FRENCH ALPS. EXAMPLE OF THE DROUZET BASIN (HAUTES-ALPES) The small tributaries rivers of the southern French Prealps are characterised by the presence of thick Holocene infill in which are buried numerous levels of subfossil trunks. Dendrogeomorphologic and sedimento-stratigraphic approachs are used to study of the late glacial and Holocene deposits in the Drouzet basin. We point out the spatio-temporal variability of deposition processes and we propose new palaeoclimatic interpretations for the Holocene deposits. Only longitudinal sedimentation processes are present in the rivers during the late glacial period whereas during the Holocene period, rivers record mainly lateral deposits. This change in morphogenesis probably answers to an increase of storm and an increase of rainfall intensity and/or variability.

Mots-clés

Tardiglaciaire - Holocène - Alpes françaises du Sud - Bois subfossiles - Sédimentation alluviale


Organismes / Contact

• Institut National de Recherches Archéologiques Préventives / CEPAM CNRS UMR 6130. INRAP, 24 avenue de la Grande Bégude, Immeuble le Mozart, 13770 Venelles. Courriel : olivier.sivan@inrap.fr
• Université Aix-Marseille 1, IMEP CNRS UMR 6116, Bâtiment Villemin, Europôle de l’Arbois - BP 80, F-13545 Aix-en-Provence cedex 04. Courriel : cecile.miramont@up.univ-aix.fr

Ce travail a été réalisé dans le cadre du programme « Paleo-Environnement, Evolution des Hominidés : Hydrosystèmes continentaux, paléoenvironnements et anthropisation dans le bassin-versant méditerranéen du Rhône depuis le Tardiglaciaire » (CNRS) et financé, pour partie, par la Région Provence-Alpes-Côte-d’Azur et la Réserve Géologique de Haute 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
Précipitations Détritisme et alluvionnement Crues et laves torrentielles  

Pays / Zone
Massif / Secteur
Site(s) d'étude
Exposition
Altitude
Période(s) d'observation
Alpes françaises du Sud Bassin versant du Drouzet Torrent du Drouzet (principal) et torrent de Charanc (affluent)   800-900 m Tardiglaciaire et Holocène

(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
Résultats

Voir l'étude

Interprétation et discussion

Si les terrasses alluviales constituant le Remblaiement Postglaciaire Principal forment un « niveau-repère » clairement marqué dans les paysages sud-alpins, leur apparente homogénéité masque une organisation spatiotemporelle complexe. Les observations réalisées dans le bassin versant du Drouzet ont permis d’approcher la variabilité des dynamiques sédimentaires susceptibles de se développer le long du profil longitudinal d’un cours d’eau. 5.1 -

LA VARIABILITÉ SPATIO-TEMPORELLE DE LA SÉDIMENTATION POSTGLACIAIRE

Les sites étudiés montrent le contact entre la roche mère et la base des dépôts. Ils permettent de caler le début de la phase de sédimentation responsable de l’édification du «Remblaiement Postglaciaire Principal ».

Le processus de sédimentation apparaît diachrone entre les différents compartiments du bassin versant : en aval, la coupe «DROU.1 » montre que l’accumulation alluviale démarre dès la transition Bølling-Allerød (première phase d’enfouissement des pins subfossiles) alors qu’en amont (coupe «CHA.1») la sédimentation est plus tardive et ne démarre qu’à partir du Boréal. Ces observations témoignent de la coexistence possible, au sein d’un même bassin versant, de processus opposés : incision régressive en amont et remblaiement corrélatif à l’aval. La sédimentation se réalise ainsi de manière rétrogradante.

Ce fonctionnement est vraisemblablement à mettre en relation avec l’extension du bassin de réception sur les versants marneux. Il traduit un échange de matériel fin entre l’amont et l’aval du bassin et souligne, avant tout, la prédominance d’un fonctionnement longitudinal des cours d’eau et de flux détritiques réduits.

UNE RUPTURE MAJEURE DANS LA SÉDIMENTATION À LA FIN DU TARDIGLACIAIRE: UN CHANGEMENT DU CONTEXTE PALÉOCLIMATIQUE?

Une rupture fondamentale dans les rythmes de la sédimentation, la nature et l’origine des dépôts a lieu entre la fin du Tardiglaciaire et le Boréal. Les dépôts tardiglaciaires d’origine longitudinale sont caractérisés par des taux de sédimentation très réduits (0,45 cm/an) et les anomalies de croissance des pins subfossiles plaident en faveur d’un engorgement des fonds alluviaux. A contrario, les dépôts postérieurs sont caractéristiques 236 d’apports latéraux liés à l’activité des versants ; les taux de sédimentation sont alors plus rapides (1,25 cm/an) et les patrons de croissance des pins subfossiles reflètent de meilleures conditions de drainage.

Le passage d’une sédimentation longitudinale à des dépôts d’origine latérale peut témoigner d’un changement des conditions climatiques et en particulier des régimes pluviométriques. Des travaux effectués dans les Alpes internes sur le fonctionnement actuel des grands cônes d’éboulis-torrentiels font apparaître le rôle prééminent de l’intensité des précipitations sur d’autres facteurs (volume des précipitations) lors de l’apparition de coulées de débris génitrices des dépôts de pied de versant (Blijenberg, 1998). Bien que les Préalpes et les Alpes internes soient des secteurs différents (ampleur des dénivellations et ambiance climatique montagnarde en zone intra-alpine), il nous semble cependant plausible de retenir l’intensité des précipitations comme facteur explicatif de la recrudescence d’apports latéraux. La confrontation des crises torrentielles intra-alpines des trois derniers siècles avec l’évolution des paramètres climatiques enregistrés dans les patrons de croissance de Larix decidua (Tessier, 1981) et les données d’archives (délibérations municipales, registres des Eaux et Forêts…) montre, là encore, une co-incidence entre l’apparition d’étés chauds et secs à forte activité orageuse et la récurrence de laves torrentielles (Sivan, 1998).

Ainsi, l’activité torrentielle lors du Tardiglaciaire final et du Boréal semble répondre à une déstabilisation des versants provoquée par des fluctuations climatiques plus contrastées qui favorisent une augmentation de la variabilité et de l’intensité des précipitations et l’apparition d’orages estivaux morphogènes. Les talwegs passent alors d’un fonctionnement longitudinal à une activité principalement dépendante des organismes latéraux de pied de versant (cônes torrentiels, cônes d’éboulis…). La variabilité spatiale de la sédimentation atteint toute son ampleur car elle est étroitement dépendante des secteurs d’apports latéraux répartis irrégulièrement le long du profil longitudinal des cours d’eau. Ces zones d’apports résultent généralement de disparités lithologiques, géomorphologiques, structurales (pendages, accidents…) ou de facteurs tels que l’exposition et la couverture végétale.

Par ailleurs, le contrôle essentiellement amont (apports latéraux) du «Remblaiement Postglaciaire Principal» explique son absence quasi-systématique dans les organismes collecteurs comme le Buëch et la Durance. Le caractère rétrogradant de la sédimentation et la « parcellisation » du bassin versant par des apports latéraux concours aussi au fait que l’essentiel des apports n’atteint pas les collecteurs.

UNE TORRENTIALITÉ RÉCURRENTE AU COURS DE L’HOLOCÈNE

Le site amont de Charanc montre la succession, sur le plan vertical, de nombreux niveaux de troncs subfossiles en place ou remaniés. Leurs patrons de croissance sont marqués par des stress d’origine géomorphologique traduisant une activité détritique quasi-continue tout au long de la vie des arbres. Il est vraisemblable que ces arbres représentent un boisement clairsemé de fond de vallon à caractère pérenne. Ce boisement s’est renouvelé au fur et à mesure que la succession des décharges détritiques fossilisait les arbres les uns après les autres. Les apports sédimentaires, s’ils ont ponctuellement blessé ou déformé les fûts de certains arbres, n’ont pas perturbé leur croissance moyenne qui s’est développée dans un cadre environnemental globalement favorable (ensoleillement, drainage…).

Ce dispositif complète l’image de l’évolution de la morphogenèse alluviale sud-alpine définie par les travaux antérieurs dans des secteurs plus éloignés des versants (Miramont, 1998 ; Sivan et al., 2002 ; Jorda et al., 2002) selon laquelle chaque niveau d’arbres est représentatif d’une accalmie morphogénique pluricentennale. En pied de versant, les boisements de pins coexistent avec une activité détritique importante qui participe au renouvellement progressif des boisements.
Observations
 
Modélisations
 
Hypothèses
 

Sensibilité du milieu à des paramètres climatiques
Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)
 Dans les Alpes du sud, les remblaiements de fond de vallons sont de précieux témoignages des fluctuations de la morphogenèse postglaciaire sud-alpine. De nombreuses recherches leur ont ainsi été consacrées depuis une vingtaine d’années. Les premiers travaux, fondés sur l’analyse sédimento-stratigraphique de coupes de référence et l’obtention de datations radiocarbone (Jorda, 1980, 1985, 1987, 1993 ; Gautier, 1992 ; Rosique, 1996 ; Ballandras, 1997), ont permis de définir les grandes tendances de l’évolution morphogénique « postglaciaire » s.l. [Le terme de Postglaciaire est utilisé ici pour définir la période comprenant le Tardiglaciaire et l’Holocène, les conditions paléoenvironnementales tempérées ayant été acquises dès l’interstade Bølling- Allerød dans la région (Borel et al., 1984).] Ces travaux aboutissent globalement à la distinction de deux périodes principales :

– après une tendance à l’incision linéaire au début du Tardiglaciaire (ante 15000 cal BP), les torrents connaissent, pendant la première partie du Postglaciaire (de 14500 à 6500 cal BP), une longue période de sédimentation alluviale caractérisée par la formation de puissants remblaiements de fond de vallon : le «Remblaiement Postglaciaire Principal». Ce remblaiement se développe dans les cours d’eau de rang 3-4 mais ne se retrouve que très rarement dans les organismes collecteurs (Buëch, Durance).

– la sédimentation s’arrête à partir de 6500 cal BP. Dans certains bassins, des nappes alluviales discontinues et lacunaires datées du Subboréal ou de l’Age du Fer s’emboîtent dans les dépôts du Remblaiement Postglaciaire Principal. Postérieurement, une phase d’incision majeure mais difficile à dater se développe. Elle précède le dépôt d’une basse terrasse caillouteuse attribuée au Petit Âge Glaciaire.
Les dépôts du Remblaiement Postglaciaire Principal contiennent de nombreux arbres (Pinus sylvestris) fossilisés en position de vie. Les recherches récentes associent aux analyses géomorphologiques classiques l’étude dendrochronologique de ces bois subfossiles (Sivan et al., 2006 ; Miramont, 1998 ; Sivan, 2002 ; Sivan et al., 2002, 2006 ; Jorda et al., 2002 ; Miramont et al., 2004). Elles ont permis de distinguer des périodes d’accalmie de la morphogenèse propices au développement d’une couverture forestière de pins sylvestres et des périodes à forte activité détritique ayant abouti à l’enfouissement des arbres.

Cet article s’inscrit dans la continuité de ces recherches dendro-géomorphologiques. Il s’appuie sur l’analyse de deux sites représentatifs de deux compartiments (aval et amont) du torrent du Drouzet. Il a pour but de préciser les processus morphogéniques à l’origine du Remblaiement Postglaciaire Principal en tenant compte des variations spatio-temporelles de la sédimentation. Ceci débouche sur de nouvelles interprétations paléoclimatiques.

Ce travail est fondé, d’une part, sur des descriptions détaillées de coupes stratigraphiques formées par l’incision récente et actuelle des cours d’eau. Le choix des stratigraphies a été dicté par leur capacité à offrir une vision des dynamiques morphogéniques de l’amont comme de l’aval des bassins versants ainsi que par leur contenu en bois subfossile. L’analyse stratigraphique s’attache à identifier les différents niveaux de troncs subfossiles avant de les caler chronologiquement à l’aide de datations radiocarbone. L’observation des dépôts a pour objectif de caractériser l’intensité des dynamiques alluviales et de définir leur origine, en distinguant les apports latéraux (dépôts de versants) des apports longitudinaux.

D’autre part, les bois subfossiles ont fait l’objet d’une analyse dendrochronologique. Les spécimens les mieux conservés ont été échantillonnés sous forme de galettes, à l’aide d’une tronçonneuse. Après séchage, les échantillons obtenus ont été poncés. Trois rayons ont été mesurés pour chaque arbre (mesureur de type Ecklund). Les chronologies d’arbre (ou chronologies individuelles) sont composées de la moyenne arithmétique des épaisseurs des cernes mesurées sur chacun des trois rayons. Les tests de synchronisation (logiciel TSAPWin scientific ©2002-2005 Frank Rinn/RINNTECH) ont permis de repérer des arbres ayant des périodes de vie commune et de construire des chronologies moyennes flottantes.

Les perturbations de croissance (croissance dissymétrique, formation de bois de réaction, cicatrices) ont été repérées sur les galettes et dans les chronologies individuelles dans le but d’identifier des stress d’origine géomorphologique (Astrade et al., 1998 ; Lafortune et al., 1997 ; Corominas et al., 1993) ou hydrique (Desrosiers & Begin, 1992 ; Gottesfeld & Johnson- Gottesfeld, 1990).

(3) - Effets du changement climatique sur l'aléa
Reconstitutions
 
Observations
 
Modélisations
 
Hypothèses
 

Paramètre de l'aléa
Sensibilité du paramètres de l'aléa à des paramètres climatiques
Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)
 
 
 

(4) - Remarques générales

(5) - Syntèses et préconisations
 Conclusion

Le dispositif morphosédimentaire du bassin du Drouzet a permis une reconstitution des étapes de la morphogenèse locale et montre la complexité spatiotemporelle des enregistrements sédimentaires.

Les résultats obtenus sont en accord avec les travaux réalisés sur d’autres sites de Moyenne Durance (Sivan et al., 2002 ; Miramont et al., 2004 ; Sivan et al., 2006), ce qui plaide en faveur d’une valeur régionale aux hypothèses paléoclimatiques. Si les périodes d’enfouissement des pins subfossiles reconnues à l’échelle régionale de la Moyenne Durance apparaissent globalement synchrones, il reste à définir leur signification climatique et écologique exacte en tenant compte de la localisation des sites au sein des bassins versants et du comportement hydrodynamique propre à chaque organisme torrentiel. L’étude dendrogéomorphologique de nouveaux gisements de bois subfossiles, actuellement en cours, devrait permettre d’affiner nos observations paléoécologiques et nos interprétations paléoclimatiques à une échelle régionale.

L’analyse du site du Drouzet montre la complémentarité de données issues des différents compartiments d’un bassin versant. En révélant la variabilité spatio-temporelle des processus de sédimentation, ces travaux posent la question de la représentativité des remblaiements comme jalons de l’histoire de la morphogenèse et de son corollaire paléoclimatique. Les différents milieux de sédimentation répartis le long des réseaux hydrographiques n’enregistrent pas de manière homogène l’ensemble des fluctuations climatiques. Certains seront plus sensibles à des volumes annuels de précipitations importants alors que d’autres ne réagiront qu’à des averses de fortes intensités. Les sites de pied de versant comme le Charanc et le Drouzet (partie supérieure de la coupe) sont plutôt représentatifs d’événements météorologiques de ce dernier type. Ainsi, ils enregistrent plutôt des fluctuations de hautes fréquences susceptibles de témoigner de la teneur météorologique des fluctuations climatiques de plus basses fréquences. Les différents processus morphogéniques et leur signification climatique ne pourront donc être appréhendés de manière « exhaustive » qu’à la lumière de sites aux enregistrements complémentaires.

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