Dossier : Climat   
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Transferts fluviaux de matières dans les bassins versants
Adour-Dordogne-Garonne


Extrait de la Lettre n°11 du Programme International Géosphère Biosphère-Programme Mondial de Recherches sur le Climat (PIGB-PMRC)



















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1 - Corrélation entre l’indice d’érosion des sols et les flux de MES transportés (charge en sédiments), corrigé des effets de barrage, corrélation établie à partir de l'ensemble des stations du réseau Classes Eco-Fleuves.

 

2 - Apport de sédiment dans le Golfe de Gascogne.

 

3 - Transfert, au niveau de l'estuaire, du Carbone organique dissous (COD) et particulaire (COP) du bassin versant à l'océan.

 


Dans nos pays européens, changement climatique et/ou influences anthropiques peuvent être responsables d'éventuelles variations observées dans le régime des apports fluviaux de matières aux océans. Cerner précisément ces évolutions nécessite des bases de données de qualité, adaptées à l'estimation des flux de matières et qui, le plus souvent, font défaut.


Le réseau de mesure
Nous présentons ci-dessous une étude au niveau des bassins Adour-Garonne-Dordogne, où nous avons mis en place un réseau de surveillance performant (une quarantaine de stations de 160 à 53000 km2), avec l'aide de lycéens et de leurs professeurs (programme CLASSES ECO-FLEUVES / GIS ECOBAG), afin d'enregistrer les pulsations des transports fluviatiles. Cette surveillance était assurée par 48 classes et couvrait 16 départements. Les mesures étaient hebdomadaires en régimes hydrologiques normaux, quotidiennes en phases de crue, et pouvaient même monter à plusieurs observations par jours dans le cas de stations amont où les crues passent en quelques heures. Cette surveillance a été assurée pendant deux ou trois cycles annuels.

Opération CLASSES ECO-FLEUVES

L'opération CLASSES ECO-FLEUVES a associé CNRS, Education Nationale, EDF, Lyonnaise des Eaux, Agence de l'Eau Adour-Garonne, CSP, cinq régions, seize départements et quarante villes, qui ont financièrement soutenu cette action.
Le rôle des élèves a consisté à prendre des échantillons d'eau, à les filtrer à 0.45mm selon un protocole enseigné par les chercheurs qui, une fois les mesures faites sur les filtres recueillis (quantité de matières en suspension -MES -; teneurs en carbone organique), ont veillé à communiquer à chaque équipe locale les résultats de ces mesures dans l'esprit d'un véritable partenariat entre scientifiques et élèves. Ces recherches ont abouti à la soutenance de 2 thèses passées à l'Université Bordeaux 1 avec la collaboration de chercheurs des universités de Toulouse, Paris VI et Strasbourg et ont donné lieu à la publication de plusieurs articles scientifiques.

Les résultats du suivi
Grâce à ces suivis, l'importance des phases de crue (qui n'excèdent pas 10% du temps annuel) a été parfaitement définie (Tableau 1) : durant ces événements, près de 70% des apports de MES est assuré, chiffre qui peut atteindre 95% pour de petites rivières côtières pyrénéennes comme la Nivelle.

 
% time
0,5%
1%
5%
10%
25%
Total
Nivelle
165 km2
% volume
5%
9%
27%
40%
61%
173 106 m3
% MES
51%
63%
88%
94%
98%
13 900t
Adour*
7830 km2
% volume
2%
4%
18%
35%
64%
2383 106 m3
% MES
7%
12%
45%
69%
91%
161 500t
Garonne**
% volume
2%
3%
17%
28%
53%
13 532 106 m3
53000 km2
% MES
12%
16%
57%
73%
92%
618 000t
* at Dax gauge station (Maneux, 1998)
** at La Réole gauge station (Lapaquellerie et al., 1996)

 

Par ailleurs, la variabilité inter annuelle peut être importante. Ainsi, selon que l'on soit en période de sécheresse ou d'humidité, la Garonne exporte de 0.6 à plus de 4 Mt.an-1 de MES pour une moyenne de 2.2 Mt.an-1.

Le réseau d'observation mis en place, a également permis d'observer les variations de taux d'érosion d'une région à une autre : les valeurs les plus faibles du transport spécifique sont observées dans le bassin versant de l'Isle (rivière de plaine, 10 t.km-2.an-1), sur la Garonne on observe des valeurs moyennes (60 t.km-2.an-1 en amont et 40 t.km-2.an-1 en aval), et les valeurs les plus fortes sont observées sur le Tarn et les rivières du Pays Basques (>100 t.km-2.an-1).

Le potentiel d’érosion
Les variations régionales de la pluviométrie, de la géomorphologie des bassins versants, de la nature et de l'occupation du sol sont les facteurs qui déterminent les variations de taux d'érosion observées à l'exutoire des bassins versants. L'analyse spatiale de ces paramètres, à partir de bases de données numériques géoréférencées rassemblées dans un Système d'Information Géographique, a permis de dresser une carte du risque d'érosion des sols dans les bassins versants étudiés (Figure 1). A l'aide de ces informations, un indice de potentiel d'érosion a été calculé pour chaque bassin versant. Cet indice peut être corrélé aux transports spécifiques observés, corrigés de l'effet des barrages, afin de proposer un modèle empirique régional du transport fluvial des MES. Deux ensembles de valeurs s'individualisent : celles du Tarn (climat méditerranéen en amont et/ou crue centennale) et le reste du bassin qui semble avoir les mêmes caractéristiques d'érosion et de transport, dont l'Adour, partie la plus soumise à une pluviométrie importante, avec les indices d'érosions les plus élevés.Rôle des petites rivières côtières

Quantité et qualité de ces transports fluviaux peuvent avoir un impact important sur les processus biogéochimiques dans le Golfe de Gascogne. Comme au Pays Basque, toutes les rivières des provinces Nord de l'Espagne ont sans aucun doute des taux de transport spécifique supérieurs à 100 t.km-2.an-1. Il s'en suit que toutes ces petites rivières côtières amènent autant de MES au Golfe de Gascogne que la Gironde et l'Adour réunis (Figure 2).

Le devenir du carbone organique dans les estuaires
Les apports de Carbone Organique associé aux particules entrant dans l'estuaire de la Gironde sont chiffrés à 95000 t.an-1. Avec une contribution phytoplanctonique de l'ordre de 10%, confirmée par un suivi régulier de la chlorophylle dont les flux s'élèvent à 250 t.an-1 de Chl a, 75% de ce carbone organique particulaire sont minéralisés à l'intérieur de l'estuaire lui-même (Figure 3). Cette minéralisation se traduit par une émission de CO2 vers l'atmosphère, dégazage mesuré directement in situ à l'aide de cloche flottante (programme BIOGEST), aboutissant à des données similaires à celles proposées ici par différence entre le bilan des entrées et des sorties. Dans l'estuaire de l'Adour, en raison de la géomorphologie, les temps de résidence de l'eau et des particules sont plus courts. En conséquence, seulement 30% environ du carbone organique sont consommés dans l'estuaire, le reste étant expulsé en mer où une grande partie du carbone organique labile entre dans la chaîne trophique marine, pouvant favoriser la productivité primaire dans ces eaux.

 


Contact :
Henri Etcheber
Département de Géologie et Océanographie
Université Bordeaux I
Avenue des Facultés
33405 Talence
etcheber@geocean.u-bordeaux.fr

 

 

 



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