DRAIX : observatoire de recherche sur les processus hydrologiques et érosifs en montagne
Extrait de la Lettre du Changement global n°18 - Programme International Géosphère Biosphère (IGBP) - Programme Mondial de Recherches sur le Climat (WCRP) - Programme International «Dimensions Humaines» (IHDP) - Diversitas - Earth System Science Partnership (ESSP)

Problématique scientifique et objectifs

Les petits bassins versants de montagne connaissent des crues soudaines et dévastatrices. Une des caractéristiques essentielles y est l’importance du transport de sédiments. La connaissance de la nature géologique du substrat et des caractéristiques hydrodynamiques et hydromécaniques des sols, notamment des formations superficielles, de leurs réponses aux forçages climatiques est indispensable pour comprendre les processus hydrologiques responsables de la formation des écoulements de crue et des transports solides. La présence et la nature des couvertures végétales jouent un rôle significatif dans ces processus. Les effets des aménagements demandent également à être quantifiés : effets d’aggravation potentielle des interventions à l’intérieur des bassins versants, efficacité des aménagements de protection, des reboisements, effets de seuils et risques de rupture d’équilibre, etc..

L’objectif de l’ORE DRAIX est d’améliorer la prédiction de la réponse des petits bassins versants de montagne aux forçages climatiques (précipitations et températures). Il s’agit d’identifier les facteurs déterminants dans les réponses en particulier aux phénomènes extrêmes (débits liquides et transports solides) et de quantifier les rôles respectifs de ces facteurs et des processus associés. L’importance des couplages entre les processus étudiés nécessite une approche pluridisciplinaire de ces questions permettant d’aboutir à une modélisation du comportement des bassins.

Stratégie et paramètres mesurés

Quatre petits bassins versants, de 0,13 à 108 ha, de taux de végétation variés, sont instrumentés, permettant l’étude et la quantification des écoulements et des phénomènes érosifs et de ruissellement, en fonction de la taille du bassin et de la végétation. Les mesures d’entrée/sortie (pluies en différents points des bassins, débits et transports solides aux exutoires) initiées il y a une vingtaine d’années sont maintenant complétées par des mesures dans les différents compartiments du système (versants, sol, sous-sols, lits). Ces mesures ont pour but d’identifier les processus dominants dans la formation des écoulements et les transferts de sédiments et d’estimer le rôle joué par les différents composants du complexe bassin versant et par les variables de forçage (notamment précipitations, températures). Les processus de formation des crues sont entre autre abordés par le biais du traçage géochimique, incluant l’analyse isotopique (oxygène-18) et chimique (ions majeurs, carbone organique total) des eaux des ruisseaux, des pluies et des eaux du sol. Cette analyse s’appuie et complète l’information sur l’état hydrique des sols obtenue en continu à l’aide de capteurs humidimétriques et tensiométriques.

Les paramètres mesurés sont :
• les pluies, débits, matériel en suspension, dépôts après crues ; les paramètres climatiques (vent, température, humidité, rayonnement) ; les paramètres état hydrique du sol ; la température du sol pour différentes profondeurs et expositions
• le suivi isotopique mensuel des pluies dans le cadre du réseau GNIP (Global Network for Isotopes in Precipitation) de l’AIEA (Laval, station du GNIP depuis février 2004) et suivi hydrochimique et isotopique des crues sur Laval, Moulin, Roubine incluant, en plus des eaux d’écoulement, des mesures sur pluies fractionnées et sur eaux du sol à différentes profondeurs
• l’état de remplissage des ravines et lits des cours d’eau ; localisation, forme et évolution des mouvements de versants ; épaisseur et répartition du manteau d’altération ; suivi photographique de biefs et versants.