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Des méandres recréés en labo pour la première fois !

ActualitéClassé sous :développement durable , université de Californie à Berkeley , restauration de rivières

Les méandres, ces longs tracés sinueux des cours d'eau, sont essentiels aux écosystèmes aquatiques. Après les avoir « linéarisés » pendant des années, on tente aujourd'hui de les restaurer. Avec peu de succès. Mais des chercheurs américains viennent enfin de réaliser une maquette fonctionnelle qui apportera beaucoup dans la compréhension du processus.

Les méandres d'une rivière près de Eastbourn. © Elsie esq. CC by

Les méandres se forment par dissipation de l'énergie des cours d'eau et donc par l'alternance de lieux d'érosion et de sédimentation qui créent courbes et barres. Cette variation des milieux, en évolution constante, est riche en habitats pour la faune et la flore des zones humides. Pendant des années, les hommes les ont vus plutôt comme des obstacles à la navigation et à l'évacuation des eaux de pluies. Ils les ont donc linéarisés (transformés en ligne droite), avant de découvrir leurs rôles dans l'apport des sédiments (le sable des plages), la recharge des nappes phréatiques ou l'épuration des eaux.

L’artificialisation des cours d’eau a mené à leur linéarisation. Les projets de restaurations tentent de leur rendre leur caractère naturel. © G. Macqueron/ Futura-Sciences (composition) ; F. Lamiot CC by-sa

Les tentatives de restauration de ces milieux sont difficiles, coûteuses et, longtemps, n'ont pu se baser sur de réelles expérimentations en laboratoire. Cela va changer car un canal à méandres fonctionnel vient d'être créé à l'Université de Californie, à Berkeley. Il permet de reproduire à échelle réduite les mécanismes de formation des méandres, grâce notamment à des pousses de Luzerne (Medicago sativa). Son utilisation a déjà révélé quelques-unes des conditions nécessaires à la méandrisation sur Terre, mais aussi ailleurs dans l'espace !

« Notre modèle va nous permettre d'étudier ce que l'on ne pouvait pas dans la nature, ni, jusqu'à maintenant, reproduire en labo pour faire le lien entre l'expérimentation et les observations dans la nature » explique le doctorant Christian Braudrick.

De la luzerne pour Mars et Titan

En un an d'expérimentation, l'équivalent de 5 à 7 ans d'évolution naturelle pour un fleuve important fut observé, avec apparition de bancs, de boucles et une divagation du lit du « fleuve ». Il est apparu que l'un des éléments clefs de l'érosion était la végétation, l'autre étant la présence de sédiments fins (sables et argiles). La première limite l'érosion des berges tandis que la seconde évite une linéarisation naturelle en protégeant les dépôts qui barrent le fleuve et en bouchant les « trous » de son lit.

Le canal de reproduction des méandres avec un « fleuve » serpentant avec succès dans la végétation. Le substrat est composé de sable, de plastique léger et de pousses de luzerne. © Christian Braudrick/UC Berkeley

« Ce travail a nécessité une patience extraordinaire et nombre d'essais et d'échecs pour que Christian perfectionne les méthodes, mais maintenant, pour la première fois, nous savons comment créer des méandres dynamiques et autonomes en laboratoire. Cela ouvre de nouveaux champs de recherche » confirme William Dietrich, professeur en Sciences Planétaires (voir la vidéo du modèle en lien).

Seul problème, les pousses de luzerne qui ont permis cette expérimentation meurent trop rapidement (en trois jours !). Mais avec ce modèle, les chercheurs comptent étudier les facteurs de formation et de migration de méandres, leurs interactions avec le changement climatique mais aussi avec le pergélisol pour comprendre les méandres de planètes sans vie comme Mars ou gelées comme Titan. « Tous ces problèmes sont vexants » ajoute C. Braudrick.

Ce projet fait partie du programme de restauration des écosystèmes Calfed, du département de l'Agence californienne de gestion des ressources.

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