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Hydrologie et dynamique fluviale

Dossier - A la découverte de la rivière Allier
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L'Allier est souvent considéré comme "l'une des dernières grandes rivières sauvages d'Europe". D'un parcours de 425km de long peu aménagé par l'homme, l'Allier a une dynamique fluviale très active et une grande richesse écologique.

  
DossiersA la découverte de la rivière Allier
 

Malgré des débits moyens assez faibles, l'Allier n'est pourtant pas une rivière calme. Du fait de diverses influences climatiques à l'origine d'une alimentation multiple, il présente en effet une forte variabilité saisonnière et interannuelle de ses débits, avec des étiages sévères s'opposant à des crues parfois catastrophiques.

1 - Hydrologie

- A : Une hydrologie capricieuse

Crue de décembre 2003 à Mezel, 63 © CEPA-JS Reproduction interdite sans autorisation de l'auteur

L'Allier possède un régime hydrologique de type pluvial avec des hautes eaux hivernales et des minimas en été. Mais des crues peuvent se produire dès l'automne. C'est souvent le cas des crues cévenoles, générées par des précipitations d'origine cévenole, qui sont propres à la partie amont du bassin et qui peuvent être particulièrement brutales. Généralement hivernales ou printanières, les crues océaniques, engendrées par des pluies du même nom, n'affectent que la partie aval du bassin. Résultant de la conjonction des deux, les crues mixtes peuvent être exceptionnelles comme celle de 1866. Les crues de l'Allier peuvent jouer un rôle très fort sur celles de la Loire moyenne.

Inondation de la forêt alluviale de Chadieu en 2003 © CEPA-SE Reproduction interdite sans autorisation de l'auteur

La dernière crue importante, les 4 et 5 décembre 2003, estimée de fréquence trentennale, a atteint 970 m3/s à Vieille-brioude. C'était 2,5 fois plus au même endroit en 1866... A l'opposé, l'Allier pouvait connaître avant la mise en service du barrage de Naussac des niveaux très bas en période d'étiage, comme en 1949 où coulaient respectivement 0,5 m3/s à Vieille-Brioude et moins de 6 m3/s au Bec d'Allier.

- B : Le soutien d'étiage de Naussac

Afin de garantir un débit minimal permanent sur l'Allier et indirectement la Loire pour les activités humaines, le soutien d'étiage de Naussac a été mis en service en 1983. Ce barrage, construit sur un petit affluent de l'Allier, forme un réservoir d'une capacité de 190 millions de m3. Le soutien d'étiage intervient en moyenne une centaine de jours par an pour garantir un débit de 6 m3/s à Vieille-Brioude. Un ouvrage complémentaire, Naussac II, permet d'améliorer le remplissage de la retenue grâce à un pompage des eaux dans l'Allier.

- C : Des crues extrêmes

© CEPA-SE Reproduction interdite sans autorisation de l'auteur

L'Allier n'a pas connu de crue extrême depuis plus d'un siècle. On a donc naturellement tendance à oublier les récits relatant les crues catastrophiques du XIXe siècle et les précautions à prendre pour éviter le pire. La crue servant de référence sur l'Allier est la crue de septembre 1866, avec 2 500 m3/s à Vieille-Brioude et 4 700 m3/s au Bec d'Allier. Cette crue est de fréquence centennale, c'est-à-dire qu'elle a une chance sur 100 de se produire au cours d'une année. Au XIXe siècle, il y a eu 3 crues exceptionnelles en 30 ans (1846, 1856 et 1866). L'Allier aurait connu en 1790 une crue encore plus forte...

2 - Dynamique fluviale

Falaise d'érosion des Moquets, 03 © LN-CEPA-MC Reproduction interdite sans autorisation de l'auteur

À l'échelle du bassin versant, dans le Haut-Allier où les pentes peuvent dépasser 1 % et les roches affleurent, l'Allier subit le relief et la tendance est au chargement en sédiments provenant des versants et à leur transport. Au fur et à mesure que la pente s'assagit et la vallée s'élargit, l'Allier dépose une partie de ses matériaux. Arrivé dans la plaine alluviale du Brivadois, où les berges sablo-graveleuses sont facilement érodables, l'Allier impose alors sa dynamique fluviale par le jeu des méandres.

- A : De l'énergie à dissiper

L'écoulement de l'eau selon la pente de la vallée confère au cours d'eau une certaine énergie que celui-ci va dissiper par l'érosion et le transport de sédiments. Le flux d'une rivière se compose donc du débit liquide et du débit solide, correspondant aux matériaux transportés.

- B : A la recherche de l'équilibre dynamique

© LN-CEPA-MC Reproduction interdite sans autorisation de l'auteur

Ces deux débits varient dans le temps et l'espace, à une échelle et dans des proportions très variables, depuis la période climatique de plusieurs millénaires jusqu'à l'orage de quelques heures. Ils s'ajustent ainsi perpétuellement par le jeu de l'érosion et de la sédimentation (dépôt des matériaux) afin d'établir un équilibre dynamique. Ce jeu de processus, qui modèle la morphologie du cours d'eau et le paysage, constitue la dynamique fluviale.

- C : L'Allier, rivière sauvage

Avec les affluents qui viennent accroître sa puissance, l'Allier présente vers l'aval une dynamique fluviale de plus en plus intense. Lorsqu'il ne se heurte pas à des enrochements, l'Allier serpente ainsi au fil des sinuosités, le recoupement de l'une entraînant la naissance d'une autre. Ce va-et-vient imprévisible de l'Allier accentué par des déplacements brutaux du lit lors des crues en font une rivière sauvage et redoutée de ses riverains.

Les tracés anciens du cours d'eau témoignent de cette dynamique très intense. La surface érodée par l'Allier sur 220 km de parcours de plaine a été évaluée à 420 ha sur 12 ans, soit un taux moyen d'érosion de plus de 1 500 m²/an/km de rivière (EPTEAU, 1998). C'est trois fois supérieur au taux d'érosion mesuré sur la Loire entre Villerest et Nevers ! Sur l'un des secteurs les plus dynamiques de l'Allier (carte ci-contre), l'érosion générée par un seul méandre a été évaluée sur 4 ans à 2,9 ha, soit un recul moyen de la rive de 58 mètres (CEPA, 2004).

Globalement, l'Allier présente un style fluvial sinueux et non méandriforme car ses sinuosités restent peu prononcées. Ce style de l'Allier, autrefois en tresse avec des chenaux multiples, va probablement encore évoluer...

- D : Une dynamique aux bienfaits multiples

La dynamique fluviale constitue le moteur du fonctionnement écologique de l'Allier : alors que des milieux anciens sont engloutis par la rivière sous l'effet de l'érosion, des milieux vierges surgissent ailleurs telle une régénération. En renouvelant régulièrement les alluvions dans lesquels la nappe alluviale est filtrée, la dynamique fluviale est également nécessaire pour garantir à terme une ressource en eau satisfaisante en quantité et qualité.

- E : Le méandre, lieu d'érosion et de dépôt

La formation des méandres © Reproduction interdite sans autorisation de l'auteur

Dans la plaine alluviale, pour dissiper son énergie, le cours d'eau réduit sa pente en rallongeant son tracé par création de méandres. Grâce à des courants en forme d'hélice, il arrache des matériaux sur la berge concave et les dépose sur la rive opposée. Le chenal va ainsi migrer vers la rive concave et vers l'aval pour former un méandre. Lorsque le méandre devient trop prononcé, la rivière peut le recouper en traçant tout droit ou le raccourcir progressivement. Le chenal abandonné devient alors bras mort.