Le bassin de l'Yzeron (147 km²) est composé de trois grands ensembles : 1) à l'ouest, les Monts du Lyonnais essentiellement ruraux ; 2) au centre, le Plateau Lyonnais, sur une grande partie duquel s'étend l'actuelle couronne périurbaine de l'agglomération lyonnaise ; 3) à l'est, la paléovallée du Rhône et de la Saône, dont la majeure partie est occupée par une urbanisation dense. Un grand nombre d'incisions ont été identifiées à l'aide d'indicateurs visuels et des relations de géométrie hydraulique aval (space-time substitution technique). L'ensemble des tronçons incisés se situe sur les cours d'eau de tête de bassin (ordre 1 ou 2 selon Strahler). Les incisions sont plus importantes sur le Plateau Lyonnais où elles ont principalement été engendrées par l'imperméabilisation des sols et le développement des réseaux de drainage artificiels. Le rôle de l'urbanisation est également souligné par les analyses dendrochronologiques des arbres riverains qui montrent que les incisions ont principalement débuté entre 1970 et 1990. En effet, la superficie des zones urbaines a doublé durant cette période dans le bassin de l'Yzeron (Radojevic et al. 2002), et cette progression moyenne a probablement été supérieure sur le plateau qui a connu la plus forte croissance démographique relative. Sur le plateau, aucune incision n'a été identifiée dans les bassins dont le taux d'imperméabilisation est inférieur à 10%, seuil déjà observé par plusieurs auteurs dans différentes régions (Schueler 1995 d'après Doll et al. 2002, Booth et Jackson 1997, Bledsoe et al. 2001a, Coleman et al. 2005). Néanmoins, un tiers des incisions (en pourcentage de la longueur totale des tronçons incisés) se situent également dans les Monts du Lyonnais où l'urbanisation s'est très peu développée. Dans cette unité paysagère, la croissance des arbres riverains n'a pas été affectée par l'abaissement du niveau du lit si bien que nous n'avons pas pu dater les incisions. Les faibles dimensions des chenaux incisés et leur stade d'évolution suggèrent néanmoins qu'il s'agit également d'incisions relativement récentes, bien que leurs origines puissent remonter à plusieurs décennies, voire plusieurs siècles. En effet, l'étude de l'évolution pluriséculaire de l'occupation du sol a montré que l'emprise des terres cultivées, et plus particulièrement des labours et des vignes, était nettement plus importante au 19ème et au début du 20ème siècle. Par ailleurs, l'ancienneté des occupations humaines dans la région lyonnaise, ainsi que certaines archives historiques (Privolt 2010 ; N. Jacob, communication personnelle), suggèrent que ces terres cultivées étaient très étendues bien avant le 19ème siècle. Celles-ci ont donc probablement favorisé pendant plusieurs siècles une production sédimentaire abondante des versants et des dépôts corrélatifs dans les fonds de vallée. C'est d'autant plus probable que les terres cultivées se situaient principalement sur les versants alors que les fonds de vallée, plus humides, étaient généralement en prairies. La rugosité plus élevée des fonds de vallées a donc pu contribuer au dépôt des sédiments issus du ruissellement sur les versants cultivés (colluvions) ou des débordements de crues (alluvions). Les statistiques annuelles du 20ème siècle ont montré une importante diminution des surfaces agricoles. Dans les Monts du Lyonnais, celles-ci ont été principalement remplacées par des prairies et, plus récemment, par des boisements. Cette évolution a fortement diminué le ruissellement et l'érosion des sols, d'où un déficit sédimentaire relatif qui contribue à perturber l'équilibre des chenaux. De plus, l'exhaussement des chenaux dans les fonds de vallée propices au remplissage sédimentaire (en tête de bassin, avec une pente faible et une largeur plus importante) a entraîné une augmentation de la pente avec les tronçons aval dont l'énergie est relativement plus forte (absence de dépôts), ce qui favorise des incisions régressives. Sur le Plateau Lyonnais, les terres agricoles ont également laissé place aux surfaces urbaines. Aussi, lorsque l'urbanisation se développe sur un bassin versant ayant subi les effets à long terme des labours, ces deux dernières perturbations se cumulent et peuvent engendrer des incisions extrêmement développées, comme c'est par exemple le cas sur le ruisseau de la Chaudanne. De plus, quelle que soit l'occupation du sol, les drains artificiels (routes, pistes, réseaux d'assainissement) peuvent entraîner des incisions. Celles-ci sont d'autant plus longues que la longueur des drains et la pente du fond de vallée augmentent. Cette tendance peut être expliquée par la faible disponibilité en sédiments mobilisables dans le lit et les berges : à mesure que les volumes déversés par les drains augmentent, la recharge sédimentaire s'accomplit sur un plus grand linéaire de cours d'eau faute de pouvoir être pleinement satisfaite dans les dimensions verticales et latérales ; lorsque la pente augmente, les chenaux présentent plus de matériaux grossiers résistants à l'érosion et une plus faible dynamique latérale, ce qui favorise encore davantage les ajustements dans la dimension longitudinale. L'influence secondaire de la pente peut également être liée à l'épaisseur des formations superficielles et à la taille du bassin versant : de manière générale, l'épaisseur des formations superficielles est plus faible dans les fonds de vallée à forte pente si bien que les drains artificiels peuvent intercepter plus efficacement les écoulements subsurfaciques ; ces fonds de vallée drainent des bassins versants plus petits où la part des écoulements subsurfaciques est naturellement plus élevée, si bien que l'augmentation des écoulements superficiels est relativement plus intense après implantation de routes ou de pistes. Par ailleurs, l'influence de la taille du bassin versant a été clairement mise en évidence, même parmi les cours d'eau de faible rang : aucune incision n'a été recensée au-delà de 4 km², et ce seuil descend à 2 km² sur la plupart des cours d'eau des Monts du Lyonnais. Les petits cours d'eau sont donc intrinsèquement plus sensibles à toute perturbation qui contribue à réduire la capacité d'infiltration des sols et à intercepter les écoulements subsurfaciques. La sensibilité à l'incision dépend également de la morphologie des fonds de vallée qui peut être prise en compte par une approche typologique (Schmitt et al. 2004). Nos résultats soulignent l'intérêt de cette typologie hydrogéomorphologique qui, associée à la superficie des bassins versants, permet d'identifier les cours d'eau potentiellement sensibles aux incisions. Les effets hydrologiques des déversoirs d'orages sur la stabilité du lit des cours d'eau ont été étudiés sur le ruisseau de la Chaudanne qui présente la plus importante incision du bassin versant. Les déversements augmentent fortement l'intensité et la fréquence de la plupart des crues morphogènes (supérieures au débit critique) mais ne s'accompagne pas d'une augmentation équivalente de leur durée annuelle. Ils tendent également à diminuer les débits de basses eaux et la durée annuelle des crues de faible intensité, du moins par rapport aux crues plus intenses. Cela entraîne une modification de l'efficacité géomorphologique relative des écoulements de différentes intensités. Les chenaux doivent alors s'ajuster à des débits nettement plus élevés mais brefs, ce qui peut considérablement retarder le rétablissement d'un nouvel équilibre morphodynamique (temps de relaxation plus long). Cette évolution pourrait également expliquer le fait que la réponse du chenal se soit manifestée par une importante incision plutôt que par un ajustement progressif de ses dimensions. Bien que les tronçons incisés ne représentent qu'une partie relativement faible du réseau hydrographique (6%), les taux d'agrandissement des chenaux sont considérables (11,7 en moyenne) et les berges érodées sont majoritairement constituées de sables (53% en moyenne). Les incisions constituent donc une importante source de sédiments fins. D'après les traçages par fluorescence, la fourniture sédimentaire depuis les tronçons incisés en amont représente 27 à 62% du transport solide annuel de la rivière Yzeron pour la fraction 0,5-4 mm (66% des dépôts sableux). Ce résultat montre que les incisions de tête de bassin contribuent de manière significative à l'ensablement des branches principales du réseau hydrographique (ordre 3 à 5 selon Strahler) étant donné leur faible capacité à évacuer ces sédiments. Leur capacité de transport est également fortement diminuée par la présence de nombreux seuils artificiels. Quand la pente est faible, ces aménagements peuvent entraîner un ensablement du lit sur plusieurs dizaines voire plusieurs centaines de mètres. Enfin, nous avons formulé diverses recommandations opérationnelles pour limiter les impacts hydrogéomorphologiques liés à l'anthropisation du bassin en général, et à l'urbanisation en particulier. Ces recommandations reposent sur trois échelles d'intervention : les versants, les cours d'eau de tête de bassin et les branches principales du réseau hydrographique. Les mesures proposées visent notamment à ralentir ou à stocker temporairement les flux hydriques sur les versants, à contrôler et à redresser le profil en long des tronçons incisés dans le cas d'enjeux locaux, et à piéger une partie de la charge sableuse en transit en amont des tronçons les plus sensibles à l'ensablement.

Dans les métropoles du Sud, les risques sont souvent mal connus et sous-estimés ; leurs effets sont rarement tempérés par des politiques de mitigation. La côte mauritanienne au droit de Nouakchott fait partie de ces sites vulnérables qu'il appartient à l'homme de préserver. En effet, sous peine d'être rayée des cartes, la jeune capitale a dû, précocement et sans autre solution de continuité, composer avec un environnement hostile et inhospitalier. Cinquante ans plus tard, l'ensablement, les inondations, les pollutions, y sont toujours d'actualité. Si l'on a abondamment écrit sur Nouakchott et sa région, longtemps la mémoire collective semble n'en avoir gardé aucune trace. Or, les pouvoirs d'information et d'action résident précisément dans la capacité à articuler entre elles des analyses issues d'expertises différentes. À partir des témoignages recueillis et des géodonnées acquises, deux modèles conceptuels ont été formalisés. Décrivant l'environnement régional et permettant d'évaluer le niveau de danger d'un territoire compte tenu de sa vulnérabilité et de la menace d'aléas variés, ils favorisent les prises de conscience et de décision. Cette approche de capitalisation-croisement de données multi-format et multi-date, dont la plupart ont été produites dans un autre but, a conduit à l'élaboration d'un Sig opérationnel, au service du développement.

Située à la pointe du Médoc, la paroisse de Soulac (communes actuelles de Soulac-sur-Mer et du Verdon-sur-Mer, Gironde) est selon une expression médiévale « à la fin des terres ». Prise en tenaille entre l’Atlantique, à l’ouest, et la Gironde, à l’est, son finage comprend un long liseré littoral (14 km de rivages océaniques et 11 km de rives estuariennes) qui l’expose aux phénomènes d’origine naturelle liés à des dynamiques maritimes et fluviomaritimes. Depuis la fin du XVIe siècle, le sable accumulé le long du littoral sous la forme de dunes est porté par le vent sur les habitations et les cultures, poussant à l’abandon de l’église de Soulac et du bourg primitif au milieu du XVIIIe siècle. Parallèlement, le littoral est fortement attaqué par l’érosion qui se généralise au milieu du Siècle des Lumières. À l’est, les marais salants s’envasent, réduisant en moins d’un siècle la moitié de leur surface. Enfin, les zones basses de la paroisse sont exposées aux submersions marines, qui demeurent cependant peu fréquentes. Ce micro-espace de 50 km² constitue un bon point d’observation pour étudier les transformations d’un territoire littoral et l’adaptation des populations à ces changements. Prenant appui sur des ressources documentaires importantes (archives textuelles et cartographiques) et continues dans le temps (de la fin du XVIe au milieu du XIXe siècle), l’analyse croise les méthodes historiques traditionnelles avec les possibilités offertes par les outils informatiques contemporains tels que les SIG (géolocalisation et extraction de données qualitatives et quantitatives de cartes anciennes). L’analyse spatio-temporelle permet la reconstitution géohistorique des paysages de Soulac sur un temps long, en mettant en avant les dynamiques naturelles, les transformations importantes et les réponses apportées par les habitants. Ces derniers, d’abord impuissants et livrés à eux-mêmes par les autorités, tentent de s’adapter aux changements en adoptant plusieurs stratégies au cours du XVIIIe siècle. De la simple retenue des sables par des palissades à l’assèchement des marais doux et salés, ils essayent de répondre aux contraintes exercées sur eux par leur environnement. Mais ce sont les actions de l’État au début du XIXe siècle qui conditionnent la réussite des opérations de lutte et le début d’une nouvelle ère. Les dunes fixées par des pins et l’érosion enrayée par la construction d’ouvrages donnent naissance au paysage actuel de la pointe du Médoc. Plus qu’une simple monographie paroissiale, cette étude de cas permet de s’interroger sur notre environnement et les interactions que son exploitation et son peuplement influencent. Reconstruire sur un temps long les transformations permet une meilleure compréhension des risques et des phases de construction d’un espace géographique, et offre un recul historique permettant de mieux comprendre les événements récents. / Situated at the pointe du Medoc region, the parish of Soulac (modern day communes of Soulac-sur-Mer and Verdon-sur-Mer) is according to a medieval expression “at the end of the lands”. Squeezed between the Atlantic to the west, and the Gironde estuary to the east, the area includes a long coastline (14km of ocean coastline and 11km of estuary banks) which exposes it to phenomenon of natural origin linked to these maritime and fluvial-maritime movements. Since the end of the sixteenth century, the sand accumulated along the length of the coastline in the forms of dunes and carried by the wind onto habitations and cultures, causing the abandonment of the Soulac church and the early initial village in the mid eighteenth century. Simultaneously, the coastline was strongly attacked by erosion that spread in the middle of the Age of Enlightenment. To the east, the flat salt marshes were getting wider, reducing half their surface in less than a century. Finally, the low-lying areas of the parish are exposed to marine submersions, despite beginning with little frequency. This micro space, of 50km2, encompasses a good observation point in order to study the transformations of coastal land and the adaptations of populations to these changes. Taking support from important documentary resources (textual archives and cartographic maps) and continuous in the time (from the end of the 16th century to the middle of the 19th century), the analysis combines traditional historic methods with the possibilities offered by the contemporary computer tools, such as GIS (geolocation, extraction of qualitative data and quantitative old maps). The spatiotemporal analysis allows for the geohistoric reconstruction of the Soulac landscape over a long period, reflecting the natural dynamics, the important transformations and the responses from the inhabitants. The inhabitants, firstly made powerless by the authorities and had given up on themselves, have adapted to the changes by adopting many strategies throughout the course of the 18th century. From the simple control of the sand, using boundaries that dry up the soft, dirty marshes, they are trying to respond to the constraints forced upon them by their environment. However, the actions of the government at the beginning of the nineteenth century which allow for the success of the preventative actions and the start of a new era. The dunes fixed by pine trees and the erosion, stopped by the construction of structures, has given birth to the current landscape at the point of Medoc. More than a simple parish monograph, this case study allows us to ask questions about our environment and the affect that the interactions of cultivation and people have. Reconstructing over a long period of time the transformations offers a better understanding of the risks and the phases of construction of a geographical area offering a historical reviews which allows for a better understanding recent events.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2017 / La Ville de Victoriaville fait face à des problèmes d’ensablement du réservoir Beaudet, source d’eau potable pour la moitié de ses habitants. En collaboration avec Agriculture et Agroalimentaire Canada ainsi qu’avec l’University of Manitoba, une étude de traçage des sédiments a été mise sur pied afin d’évaluer la contribution de différentes sources de sédiments à la problématique. En comparant les propriétés physiques et géochimiques des particules, la technique de traçage permet d’estimer la contribution des sources de sédiments, soit les sols forestiers, les sols agricoles et les berges de rivière dans le bassin versant de la rivière Bulstrode, à la charge sédimentaire en suspension. L’analyse spatiale de la taille des particules indique que les sédiments des sources et en suspension sont de plus en plus fins en allant de l’amont vers l’aval du bassin versant. L’analyse temporelle de la taille des particules montre, quant à elle, que le transport des sédiments varie en fonction des saisons étudiées, soit le printemps et l’automne. L’empreinte des sédiments nécessaire à l’estimation de la contribution des différentes sources est composée du radionucléide 137on et des coefficients de couleur x, y, X, Y, Z, L, b, v, c, h, R, G et B. Aucun élément géochimique n’a été retenu dans la suite finale des traceurs. La modélisation par la méthode de Monte Carlo par chaînes de Markov réalisée à partir de ces traceurs indique que la source majeure des sédiments en suspension passe des sols forestiers à l’amont du bassin versant aux berges de rivière à l’embouchure de la rivière Bulstrode. À cet endroit, les berges de rivière contribuent à entre 75.7 et 86.9 % de la charge sédimentaire échantillonnée et représentent donc la source principale de sédiments dans la problématique d’ensablement du réservoir Beaudet. Des mesures de contrôle de l’apport de sédiments au cours d’eau sont cependant recommandées pour l’ensemble du bassin versant, en fonction des sources prédominantes dans chaque secteur étudié. / The city of Victoriaville faces sedimentation problems in Beaudet reservoir, the drinking water source for half of town’s population. A sediment fingerprinting study has been launched in collaboration with Agriculture and AgriFood Canada and University of Manitoba. Comparing the particles’ physical and geochemical properties, a fingerprinting technique can estimate the contribution of each sediment source - forested fields, agricultural fields and streambanks - in Bulstrode river watershed case, to the suspended sediment load. Particle size spatial analysis indicates that source particles and suspended sediment become finer moving downstream in the watershed. Particle size temporal analysis indicates that sediment transport changes according to the season, here spring and fall. The sediment fingerprint used to estimate the source contributions comprises radionuclide 137Cs and color coefficients x, y, X, Y, Z, L, b, v, c, h, R, G and B. No geochemical element has been kept in the final sediment fingerprint. MonteCarlo Markov chain modeling based on that fingerprint shows that the major sediment source is forested soils in the upstream part of the watershed and switches to river banks at the Bulstrode river outlet. At that location, streambanks represents 75.7 to 86.9 % of the sampled suspended load and are therefore the main sediment source in the sedimentation problems occurring at the Beaudet reservoir. Sediment control practices are however recommended to be implemented all across the watershed, based on the major sources identified at each site.

Au Québec, les drains installés dans les sols sableux-limoneux sont sensibles au colmatage par ensablement et/ou par ocre de fer. Dans le passé, les drains avec des pertuis inférieurs à 2 mm étaient utilisés au Québec avec un filtre tissé de 110 microns ou un filtre tricoté de 450 microns. Récemment, des drains avec des pertuis supérieurs à 2 mm ainsi qu’un filtre de 250 microns ont été introduits sur le marché mais n’ont jamais été testés. Le projet avait pour objectif de déterminer les vitesses auxquelles se feront l’ensablement et le colmatage ferrique pour différentes combinaisons de drains (pertuis de 1,8 mm et de 3 mm) et de filtres (110 μm, 250 μm et 450 μm) dans un sol sableux à Bécancour. Un dispositif expérimental en blocs complets (3) aléatoires a été utilisé. Les débits ont été mesurés à la sortie des drains de chaque parcelle et les hauteurs des nappes ont été mesurées avec un bulleur dans des puits d’observation. Le suivi du pH, du potentiel d’oxydoréduction et du contenu en Fe2+ a été réalisé dans l’eau de la nappe et celle des drains. Les drains excavés 13 mois après leur installation ne montrent que des traces de sédiments et de colmatage ferrique. Les niveaux de Fe2+ sont significativement plus faibles dans l’eau à la sortie des drains que dans l’eau de la nappe. Le processus de colmatage ferrique ne semble que commencer et son impact n’est pas mesurable au niveau des débits unitaires à la sortie des drains. / In Quebec, drains installed in sandy loam soils are susceptible to clogging by silt and/or by iron ochre. In the past, drains with slot widths smaller than 2 mm were used with a woven filter of 110 microns or knitted filter of 450 microns. Recently, drains with slot widths larger than 2 mm and a filter of 250 microns were introduced on the market but have never been tested. The project aimed to determine the speed at which silting and iron clogging will happen for different combinations of drains (slot widths 1,8 mm and 3 mm) and filters (110 μm, 250 μm et 450 μm) in a Becancour’s sandy soil. An experimental randomized complete block (3) design was used. The flow rates were measured at the outlet of each experimental plot and the heights of water table were measured with a bubbler in piezometers. The monitoring of physicochemical parameters (pH, redox potential and Fe2+ content) was performed in ground water and water from the drain outlet. The drains excavated 13 months after their installation only show traces of sediments and of iron ochre. Concentrations in Fe2+ are significantly lower in the water from the outlet drains than water from the ground water table. Iron clogging process seems to begin and its impacts are not measurable in terms of flow rates at the drain outlets.

Les steppes algériennes sont situées entre le Sahara et la méditerranée. Le climat semi-aride autorise le développement d’une végétation naturelle et le maintien du pâturage. Ce milieu, à équilibre environnement fragile est le théâtre de changements, avec le déclin du nomadisme, la transformation des éleveurs en agro-pasteurs, l’extension de l’agriculture et l’urbanisation. Nous abordons ces points en articulant le passé au présent pour mettre en lumière le poids de l’activité d’élevage fortement enracinée dans la polarisation des tendances actuelles.Basé sur une méthode quantitative par télédétection et d’analyse d’un nombre important d’images satellitaires, ce travail capte les changements opérés sur les processus environnementaux et recherche des liens utiles d’interactions entre eux. L’analyse des précipitations par un indicateur spécialisé (SPI) révèle son caractère fluctuant. Les séquences sèches laissent des conséquences dommageables sur la végétation, l’activité humaine et la réactivation d’ensablement.Des changements spectaculaires sont observés, l’agriculture est sortie des endroits préférentiels pour conquérir de nouveaux espaces dans les plaines et terrasses. Le sable réapparaît occasionnellement, sa corrélation avec la sécheresse a pu être démontrée. L’ensablement s’amorce après la persistance de trois années sèches. En revanche, une année humide est suffisante pour réduire substantiellement la surface ensablée. C’est pourquoi, l’interaction entre l’activité hydrique et éolienne est analysée. Nous proposons un modèle d’échange sédimentaire, en introduisant la notion de recyclage sédimentaire, transport additionné et transport opposé.En termes d’aménagement, les mesures protectrices a priori sont privilégiées à la gestion postérieure des impacts de la dégradation. Par ailleurs, la gestion prospective est abordée à travers l’exploitation des données de prévisions météorologiques et l’identification des variations spectrales indicatrices de réactivation du processus d’ensablement dans l’imagerie satellitaire. / The Algerian steppes are located between the Sahara and the Mediterranean. The semi-arid climate allows the development of natural vegetation and the maintenance of pasture. This fragile environment is the scene of change, with the decline of nomadism, the transformation of pastoralists into agro-pastoralists, the extension of agriculture and urbanization. We approach these points by articulating the past to the present to highlight the weight of the livestock activity strongly rooted in the polarization of current trends.Based on a quantitative remote sensing and analysis method for large number of satellite images, this work captures changes in environmental processes and seeks useful links between them. The precipitation analysis by a specialized indicator (SPI) reveals its fluctuating nature. Dry sequences leave damaging consequences on vegetation, human activity and sand drift reactivation.Spectacular changes are observed, agriculture has emerged from preferential places to conquer new spaces in the plains and terraces. The sand occasionally reappears, its correlation with the drought could be demonstrated. The sand drift begins after the persistence of three dry years. On the other hand, a wet year is enough to substantially reduce the sand area. This is why the interaction between water and wind activity is analyzed. We propose a model of sedimentary exchange, introducing the concept of sedimentary recycling, added transport and opposite transport.In terms of management, anticipatory protective measures are favored for the later management of the impacts of degradation. Furthermore, the prospective management is approached through the exploitation of meteorological forecast data and the identification of spectral variations indicative of reactivation of the sand drift in satellite imagery.