1.3.2. Le réseau hydrographique
Le réseau hydrographique est l'ensemble des cours d'eau
naturels ou artificiels, permanents ou temporaires qui participent à
l'écoulement des eaux.
Les bassins hydrographiques jouent un rôle
prépondérant dans la régulation des flux d'eau et de
matière à la surface des continents. Comprendre leur
évolution est un enjeu intéressant pour la détermination
des processus physiques fondamentaux de transferts de matières à
des échelles variant du continent au bassin versant, mais
également dans une perspective d'application à des besoins de
prévision hydrologique (Grave & Davy, 1995).
1.3.2.1. Composantes
Le réseau hydrographique se différencie d'un
autre de par l'agencement de ses éléments selon les contraintes
imposées par quatre facteurs principaux à savoir :
a. La géologie
La géologie influence la forme du réseau
hydrographique par l'érodibilité du substrat. Le substrat de
nature plus ou moins sensible à l'érosion fait reculer les berges
des cours d'eau. Les argilites, marnes, schistes, basaltes et gneiss sont
très vulnérables au ravinement (Roose et al., 2000).
Ceci démontre le rôle important que joue la lithologie dans le
développement des ravines.
b. Le climat
Le réseau hydrographique est dense dans les
régions montagneuses très humides et tend à
disparaître dans les régions désertiques. Le climat
influence la régularité du niveau des eaux (crue, étiage)
suivant les saisons.
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c. La pente du terrain
La pente détermine si les cours d'eau sont en phase
érosive ou sédimentaire. Dans les zones plus
élevées, les cours d'eau participent souvent à
l'érosion de la roche sur laquelle ils s'écoulent. Au contraire,
en plaine, les cours d'eau s'écoulent sur un lit où la
sédimentation prédomine (Musy & Higy, 2004). La
forme de la pente lorsqu'elle est concave favorise la sédimentation et
lorsqu'elle est convexe, favorise l'érosion.
d. La présence humaine
Le drainage des terres agricoles, la construction des
barrages, l'endiguement, la protection des berges, la correction des cours
d'eau ainsi que d'autres aménagements modifient continuellement le
tracé originel du réseau hydrographique.
1.3.2.2. Caractéristiques du réseau
hydrographique
Le réseau hydrographique se caractérise par les
types d'écoulement, les types des lits fluviaux, l'ordre des cours
d'eau, le débit solide et liquide, le temps de concentration, le mode de
sédiment, la masse et la vitesse de ruissellement (Bravard & Petit,
2000).
a. Types d'écoulements
On distingue plusieurs types d'écoulements :
- Les fleuves et les rivières : ce sont des
écoulements pérennes dont l'étendue spatiale est
limitée par un lit. On distingue les fleuves des rivières par
leur taille et la complexité de leur régime hydrologique.
- Les torrents et les oueds : leurs activités se
limitent pour l'essentiel aux périodes de crues. L'oued est un
écoulement épisodique en zone aride. Il est temporaire ou
saisonnier et n'apparaît qu'en période de crue. Le torrent est
quant à lui un cours d'eau épisodique que l'on trouve dans les
régions de montagne. Il se caractérise essentiellement selon un
profil en long. On parle de rigole lorsque la section de l'incision est
inférieure à 900
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cm2. Au-delà de cette section, les rigoles
passent à des ravins (Mutiviti, 2011 ; Latrille, 1979).
- L'écoulement diffus : ce dernier type
d'écoulement se distingue de deux autres par le fait qu'il n'y a plus de
phénomène de concentration dans un lit mais que
l'écoulement peut se produire, en surface, en des multiples ruisselets
ou en nappes d'eau de faible profondeur. Il se produit sur des faibles
déclivités et lorsque la pente est régulière
(Mutiviti, 2004).
b. Types de lits fluviaux
On distingue trois types de lits fluviaux (Larras, 1965).
- Le lit mineur : c'est la partie de la vallée que le
cours d'eau continue à recouvrir à l'étiage. C'est donc la
partie où se concentrent les basses eaux.
- Le lit moyen : c'est la partie de la vallée que le
cours d'eau recouvre habituellement.
- Le lit majeur : c'est la partie régulièrement
submergée ou inondée dès lors que le débit franchit
un certain seuil. C'est donc la partie que le cours d'eau recouvre en temps de
crue.
Le rapport de largeur du lit majeur et du lit mineur varie de
l'unité dans les gorges abruptes à plus de dix dans les
étendues très plates (Larras, 1965).
c. Ordre des cours d'eau
L'ordre des cours d'eau se rapporte au nombre et à la
disposition de tributaires d'un cours d'eau et donc à ses ramifications
(Musy & Higy, 2004).
Ainsi tout cours d'eau dépourvu de tributaire est
d'ordre un. Le cours d'eau formé par la confluence de deux cours d'eau
d'ordres différents prend l'ordre du plus élevé de deux.
Le cours d'eau formé par la confluence de deux cours d'eau du même
ordre est augmenté de un.
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On attribue alors à un bassin versant l'ordre de son
cours d'eau
principal (Musy & Higy, 2004).
d. Débit liquide, débit solide et type de
transport
Le débit liquide d'un cours d'eau est le volume de
l'eau qui le traverse durant l'unité de temps. Il s'exprime en
mètre cube par seconde (m3.s-1). Le débit
critique est la limite supérieure tolérable pour la population
d'aval (Larras, 1965).
Le débit solide ou le transport solide dans un cours
d'eau est la quantité de sédiments transportés par ce
cours d'eau. Ce phénomène est principalement réglé
par deux propriétés : la compétence qui est mesurée
par le diamètre maximal des débris rocheux que peut transporter
le cours d'eau et la capacité qui est la quantité maximale de
matériaux solides que peut transporter un cours d'eau en un point et
à un instant donné. Elle est fonction de la vitesse de l'eau, du
débit liquide et des caractéristiques de la section comme la
forme (Larras, 1965).
Le transport des sédiments dans les cours d'eau est
donc déterminé par les caractéristiques des particules
(taille, forme, concentration, vitesse de chute et densité). Ce qui
permet de distinguer :
- La charge en suspension (suspended load)
constituée de matériaux dont la taille et la densité
leur permettent, dans les conditions d'écoulement
déterminées, de se déplacer sans toucher le fond du lit.
Le transport en suspension est en général constitué de
matériaux fins, les argiles et les colloïdes (Musy & Higy,
2004) ;
- La charge de fond (bed load), formée de
matériaux trop gros pour être mis en suspension compte tenu de
leur densité et de la vitesse du courant. Ces particules roulent sur le
fond (charriage) ou se déplacent par des bonds successifs (saltation)
(Mutiviti, 2011).
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e. Le temps de concentration
Le temps de concentration des eaux sur un bassin versant se
définit comme le maximum de durée nécessaire à une
goutte d'eau pour parcourir le chemin hydrologique entre un point du bassin et
l'exutoire de ce dernier. Il est égal à la somme des temps
d'humectation, de ruissellement et d'acheminement (Musy & Higy, 2004).
- Le temps d'humectation est le temps nécessaire
à l'imbibition du sol par l'eau qui tombe avant qu'elle ne ruisselle.
- Le temps de ruissellement ou d'écoulement correspond
à la durée d'écoulement de l'eau à la surface ou
dans les premiers horizons de sol jusqu'à un système de collecte
(cours d'eau naturel, collecteur).
- Le temps d'acheminement est le temps mis par l'eau pour se
déplacer dans le système de collecte jusqu'à
l'exutoire.
f. La masse et la vitesse de ruissellement
La masse de ruissellement varie en fonction des
paramètres tels
que :
- La pluie : le paramètre principal qui lie la pluie
à la masse de ruissellement est l'intensité (Latrille, 1979).
L'intensité de la pluie est la hauteur de pluie pendant une
durée donnée.
- Le sol : la capacité de stockage de l'ensemble des
vertisols est quatre fois plus forte que celle des sols ferralitiques et des
sols tropicaux. Par ailleurs, la capacité d'infiltration dépend
de la surface fermée par les croûtes de battance, de la surface
couverte, de la rugosité, de la stabilité des agrégats et
de la fréquence des pierres dans l'horizon superficiel (Roose et
al., 2000).
- La couverture végétale : la litière et
les végétations rampantes sont plus efficaces que les plantes
dressées pour favoriser l'infiltration des pluies (Roose et al.,
2000). Le reboisement jouit d'une faveur méritée du fait
qu'il permet de diminuer la fréquence des crues dangereuses en retenant
chaque fois une partie des eaux (Larras, 1965).
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La vitesse de ruissellement quant à elle est
contrôlée par les paramètres suivants :
- La topographie du terrain : la forme convexe de la pente
augmente la vitesse des eaux de ruissellement. Ce qui a pour conséquence
l'augmentation du ravinement. A plus de 60% de pente, les glissements de
terrains commencent à dominer le ravinement. Dans les paysages concaves,
les sommets des collines connaissent d'abord des mouvements en masse puis du
ravinement tandis qu'en bas de pente les ravines disparaissent en laissant des
cônes de déjection (Roose et al., 2000).
- La rugosité du terrain (végétation,
aménagements anti-érosifs) et de la surface du sol
(litière, mottes, cailloux, buttages) peut aussi réduire la
vitesse du ruissellement mais aussi la capacité de transport.
D'où le dépôt de colluvions en bas de pente et devant les
talus enherbés et les haies (Roose et al., 2000).
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