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Etude des transports sédimentaires dans le bassin-versant de l

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  • RIOCHE Etienne Anne 2009-2010Rapport de stage Master EA

    Spcialit GesMARE 1re anne

    tude des transports sdimentaires dans le bassin-versant de l'tang d'Amel (Meuse)

    Ralis du 12 avril au 12 juin 2010

    dans le cadre du CEGUM (Centre dtudes Gographiques de l'Universit de Metz)

    Sous la direction de M. LOSSON Benot, enseignant-chercheur l'Universit de Metz (CEGUM)

    Mmoire soutenu le 8 juin devant le jury compos de Alain IZART, Sbastien LEBAUT, Benot LOSSON, Grard MASSON et Pascale RICHARD.

    Centre dtudes Gographiques de l'Universit de Metz

  • Remerciements

    Je voudrais ici particulirement remercier M. Losson, mon matre de stage, pour son soutien constant, M. Manceau, pour son travail et sa

    bonne humeur, M. Cuinet ainsi que tous les membres du CEGUM qui m'ont paul et aid en faisant preuve d'une grande disponibilit.

  • Table des matires Introduction.................................................................................................1Chapitre I : L'tang d'Amel, contexte et particularits................................3

    I.1 Le contexte topographique..............................................................................3I.2 Le contexte climatique....................................................................................3I.3 L'occupation du sol..........................................................................................4I.4 Les particularits gologiques...........................................................................5

    Chapitre II : Mthodes de travail et matriel utilis......................................6II.1 Investigations de terrain..................................................................................6

    II.1.1 Dolines .........................................................................................................6II.1.2 Dolines-pertes................................................................................................7II.1.3 Mardelles.......................................................................................................9II.1.4 Gouffre........................................................................................................10II.1.5 Les mergences.............................................................................................10

    II.2 Les prcipitations..........................................................................................10II.3 La dtermination des dbits liquides................................................................11II.4 La dtermination des dbits solides..................................................................11II.5 L'tablissement des relations entre dbits liquides et solides................................12II.6 La minralisation de l'eau...............................................................................12

    Chapitre III : Rsultats et discussion...........................................................13III.1 Dbits solides et niveaux d'coulement..........................................................13

    III.1.1 Crues ........................................................................................................13III.1.2 tiages........................................................................................................17

    III.2 Les flux de matire en solution......................................................................17III.3 Flux de sdiments vers l'tang d'Amel............................................................18

    III.3.1 Les facteurs de ces flux..................................................................................18III.3.2 Propositions d'amlioration ..........................................................................19

  • Chapitre IV : Critique et perspectives........................................................20IV.1 Considrations sur les erreurs effectues.........................................................20

    IV.1.1 les erreurs lies au matriel............................................................................20IV.1.2 Les erreurs lies aux manipulations................................................................20

    IV.2 Propositions pour la suite de l'tude, et pour d'ventuelles tudes supplmentaires20IV.2.1 Pour la suite de l'tude.................................................................................20IV.2.2 Les erreurs viter.......................................................................................20

    Conclusion.................................................................................................21 Rfrences bibliographiques......................................................................21 Rfrences webographiques.......................................................................21 Rsum......................................................................................................22 Summary....................................................................................................22

    Liste des figures : Figure 1 : localisation du site d'tudes (d'aprs cartes-topographiques.fr/france.html p.1

    Figure2 : carte orographique du bassin-versant de l'tang d'Amel (d'aprs cartes-topographiques.fr) p.3

    Figure 3 : Occupation du sol schmatique du bassin-versant p.4

    Figure 4 :Double dynamique de l'infiltration dans un karst couvert de contact lithostratigraphique. (JAILLET) p.5

    Figure 5 : Les diffrents phnomnes karstiques observs dans le nord du bassin-versant(fond de carte : geoportail.fr, consult en 2010) p.6

    Figure 6 : Les stations de mesure sur le bassin-versant p.7

    Figure 7 : Schma de la perte 2 et de la mardelle qui l'alimente p.8

    Figure 8 : Vue en coupe de la perte 2 p.8

    Figure 9 : Concentrations sdimentaires la station aval lors de la crue du 23-02 au 8-03 2010 p.13

    Figure 10 : Transports de MES la station amont pour la crue du 23-02 au 8-03 2010. p.14

    Figure 11 : Donnes de concentrations de MES la perte 2 pour la crue du 23-02 au 8-03 2010 p.14

    Figure 12 : donnes de la station amont pour la crue du 27 mars au 8 avril 2010 p.15

    Figure 13 : Les concentrations sdimentaires aux stations amont et aval p.15

    Figure 14 : Les donnes croises l'amont et l'aval du dbit et des concentrations de MES p.16

    Figure 15: La conductivit aux diffrents points de mesure et diffrentes dates. p.17

  • Prsentation de la structure d'accueilLe CEGUM, centre d'tudes gographiques de l'Universit de Metz (quipe d'accueil 1105),

    est compos de deux grands axes de recherches : l'quipe Territoire de Marges, qui se spcialise dans l'analyse gopolitique et l'analyse spatiale, et l'quipe Eaux et Milieux, dans laquelle je me suis inscris dans le cadre de ce stage. Cette quipe mne des recherches sur les processus lis au cycle de l'eau et aux dynamiques morphognes.

    Organigramme de la structure

  • Introduction

    L'tang d'Amel se situe en Meuse, 30 km l'Est-Nord-Est de Verdun, et 45 km vol d'oiseau, l'Ouest-Nord-Ouest de Metz (voir figure 1). Son bassin-versant, de 11 km, est localis en majeure partie sur la commune de Senon. La partie sud du bassin-versant est situe sur la commune d'Amel-sur-l'tang, et pour le nord-est sur les communes de Vaudoncourt et Gouraincourt. D'un point de vue physiographique, le bassin-versant se dveloppe au contact de la Wovre argileuse et des premiers entablements calcaires du Pays-Haut. L'tang est soumis un comblement sdimentaire qui, terme, pourrait le conduire l'asschement.

    Ce constat, prjudiciable pour la Rserve Naturelle Rgionale que constitue l'tang et ses abords, a pouss le Conservatoire des Sites Lorrains (CSL), gestionnaire du site, engager une tude des conditions du comblement. Deux thmes principaux sont abords dans cette tude dvolue au CEGUM : l'hydrologie et la climatologie, permettant d'tablir les dbits et leur relation avec les prcipitations, ainsi que le volet hydro-sdimentaire, qui a pour objectif de connatre les modalits de transport des sdiments jusqu' l'tang.

    Le but final de l'tude sera de connatre les sources des apports sdimentaires, la proportion de ces apports selon les sources, de proposer des solutions pour limiter les transports sdimentaires, et en consquence le risque de comblement sdimentaire de l'tang. L'tude se droulant sur une anne, ce rapport ne peut apporter que des donnes partielles, qui ne permettront pas de conclure sur la problmatique gnrale.

    Figure 1 : localisation du site d'tudes (d'aprs cartes-topographiques.fr/france.html

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  • Nous allons ici nous intresser la partie hydro-sdimentaire, en nous appuyant sur les donnes hydro-climatiques tudies en parallle par Yoann CUINET.

    La question qui sous-tend l'tude des transports hydro-sdimentaires dans le bassin-versant de l'tang d'Amel est la recherche des modalits d'interaction entre le sol, le sous-sol, les prcipitations et les dbits solides. travers cette question, d'autres sont souleves : les modalits d'infiltration, de ruissellement, les problmatiques souleves par l'occupation et l'rosion des sols, le lien entre la prsence de karst et l'importance des dbits solides...

    Nous nous intresserons dans un premier temps aux spcificits physiographiques et anthropiques du bassin-versant de l'tang d'Amel.

    Dans un second temps, nous dtaillerons la mthodologie utilise, le matriel disposition et son utilisation.

    La troisime partie nous permettra de dtailler les rsultats obtenus lors de cette tude, et de les discuter.

    La quatrime partie fera l'objet d'une critique de cette tude, suivie d'une ouverture sur la suite du travail mener pour atteindre les objectifs fixs.

    Une rapide concl

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