Documentation scientifique complémentaire

La Meuse : un exemple de structure hydrographique linéaire

Généralités


Les eaux issues des précipitations qui ruissellent et s'écoulent en surface engendrent des structures hydographiques différentes.
Ce sont en particulier des cours d'eau (rivières et fleuves) qui se dirigent en général vers les mers et les océans (exoréisme), mais aussi vers des lacs ou des lagunes (endoréisme).
La construction de ces structures hydrographiques est contrôlée par des facteurs géologiques, topographiques et bioclimatiques différents.
Leur aménagement naturel contribue à leur fonction d'évacuation de l'eau dans les meilleures conditions possibles..
Toutes ces structures tendent à adopter un profil d'équilibre en relations avec les conditions qui contrôlent leur développement.


On peut définir deux grands types de structures hydographiques :
- les éléments linéaires qui présentent un tracé défini et des écoulements plus ou moins permanents (fleuves et rivières des régions tempérées et tropicales humides, oueds des régions arides ayant une activité au moment des crues),
- les éléments diffus qui se caractérisent par un écoulement diffus de l'eau selon un tracé non défini depuis son origine (exemple : crues dans les piémonts de certaines régions arides formant des filets d'eau, des nappes d'eau...).

La Meuse est un fleuve.

Elle appartient aux organismes hydrographiques linéaires.




Profils longitudinaux et transversaux des cours d'eau

On distingue généralement les cours supérieur, moyen et inférieur.

Le cours inférieur se caractérise généralement par des auges alluviales larges où le cours d'eau serpente et décrit des méandres. Il se termine en général par un estuaire ou un delta.
On distingue aussi des vallées en gorge, des vallées en forme de V.
Les vallées dissymétriques correspondant aux méandres encaissés représentent un cas particulier.


Dans tous les cas, ces structures linéaires creusent un lit dans le paysage.
Le lit fluvial occupe la partie la plus profonde de la vallée qui est une forme de relief typique des régions tempérées.
Son profil transversal comporte un lit mineur bordé par des berges abruptes. Son fond est accidenté par des seuils et par des mouilles.
Un chenal y concentre l'écoulement pendant la période des basses eaux. Ses points bas déterminent le talweg.
Lors des crues, le cours d'eau déborde hors des limites du lit mineur et peut recouvrir la totalité de la plaine alluviale : il délimite alors un lit majeur.


Schéma du profil transversal d'un lit fluvial

Les réseaux hydrographiques : leurs caractéristiques et leurs problèmes de tracé

Les structures linéaires se regroupent et forment un ensemble appelé réseau hydrographique.

Un réseau hydrographique est une structure d'écoulement de l'eau d'importance très variable, formée par un ensemble d'éléments linéaires d'importance variable.
Cet ensemble hiérarchisé et structuré de chenaux assure le drainage superficiel, permanent ou temporaire, d’un bassin versant ou d’une région donnée.

Le problème majeur posé par les réseaux hydrographiques concerne leurs rapports avec la structure géologique.

Réseau hydorgraphique adapté

Un tracé est dit adapté à la lithologie, lorsqu'il s'installe dans une roche plus vulnérable à l'érosion que les roches adjacentes, adapté à la tectonique lorsque son orientation est définie par des déformations ou des accidents structuraux.
Ce dernier cas est celui des réseaux à éléments orthogonaux liés à la fracturation des plates-formes cristallines des hautes et des basses latitudes, ou celui des tracés cataclinaux dans les séries monoclinales des bassins sédimentaires.

Il y a un certain ordre selon lequel les cours d’eau s’orientent. À partir du moment où le bassin sédimentaire émerge, l’eau coule vers son centre; elle est dite « cours d’eau cataclinal ».
Comme ils vont s’inciser au fur et à mesure que les cuestas se forment, les cours d’eau changent de direction, ils deviennent des « cours d’eau orthoclinaux », ils longent le front de la côte, telles la Meuse ou la Moselle.
Un moment donné la corniche de la cuesta (c’est l’interface entre front et plateau) est si élevée qu’il s’y installe des « cours d’eau anaclinaux » qui tombent au travers du front de la côte au sens inversé du pendage des couches (selon Wikipédia).

Réseau hydorgraphique inadapté

À l'inverse, les méandres, les cluses qui recoupent des plis, comme les tracés anaclinaux des bassins sédimentaires, sont des exemples classiques d'inadaptation à la structure tectonique.

Deux hypothèses servent à expliquer les inadaptations : la surimposition et l'antécédence.

La surimposition : le réseau hydrographique peut être surimposé.
Caractère du tracé d'un cours d'eau dont la géométrie est héritée de conditions qui ont changé.
Les méandres encaissés en sont un bel exemple.
L'encaissement
sur place du cours d'eau a lieu dans des structures géologiques différentes des conditions de surface d'origine.

On parle aussi d'épigénie : inadaptation d'un cours d'eau et de sa vallée par rapport à la structure géologique qui n'était pas apparente avant
l'encaissement.




L'antécédence : le réseau hydrographique peut aussi être antécédent aux accidents tectoniques qu'il recoupe.

Caractère d'un cours d'eau dont le tracé est antérieur aux déformations tectonique.
Se dit d'un cours d'eau qui, établi préalablement à un soulèvement tectonique, a maintenu son tracé durant cette surrection.
Les cluses des Préalpes et du Jura constituent des exemples de tracés antécédents.

Les méandres

Les méandres sont des boucles remarquables observées au niveau de certains fleuves.

Les méandres libres : ils se développent dans les plaines alluviales, principalement dans le cours inférieur des fleuves et des rivières.
Ils ont une structure particulière :
- les berges de la rive concave sont abruptes, car elles sont attaquées par les courants les plus profonds et les plus rapides,
- les berges de la rive convexe sont en pente douce, engraissées par des alluvionnements en en forme de croissant.


Façonnées par des rivières actives, ces figures hydrographiques sont très dynamiques. L'érosion maximale se produisant un peu en aval du sommet de la courbure, et l'alluvionnement maximal un peu en aval de son renversement (point d'inflexion), les trains de méandres migrent vers l'aval. Par ailleurs, chaque méandre tendant à s'agrandir, cette dynamique aboutit au recoupement des lobes de rive convexe, court-circuit qui s'exprime par l'existence d'un lac-croissant dans le méandre abandonné.


Les méandres encaissés :

Dans ce cas, la rivière s'encaisse et les méandres s'impriment
profondément
dans des plateaux de roches relativement dures.
La rivière sape la rive concave et alluvionne sur la rive convexe. Les deux rives arrivent à être ainsi très différentes : les versants des rives concaves sont raides ; ceux des rives convexes en pente douce.
Ils façonnent dans le paysage une alternance d'amphithéâtres et d'éperons.

Les méandres encaissés qui dérivent de méandres libres, par surimposition et/ou antécédence, ont une forme très souvent dissymétrique (à la différence des méandres libres), car ils subissent les contraintes de la structure géologique (stratigraphie, diaclasage, fracturation) au cours de leur creusement.

Morphologie et migration d'un méandre encaissé