Ce travail (1970) contribue a la connaissance géologique, géomorphologique, climatologique , hydrogéologique et hydrochimique de la plaine alluviale des alentours de Grenoble ( Sud) .

Depuis la fin des années 1970, de nombreuses publications scientifiques ont permis de mieux comprendre les mécanismes de production et de transport des bois morts dans les cours d'eau. La plupart de ces travaux se sont concentrés géographiquement sur des torrents ou des petits cours d'eau localisés en Amérique du Nord, dans des régions caractérisées par l'industrie forestière et la présence de vieilles forêts tempérées. Les connaissances relatives à la dynamique du bois mort dans les cours d'eau de grande taille sont encore très lacunaires. Il s'agit aujourd'hui d'identifier, à l'échelle du réseau hydrographique, l'origine, les conditions de mobilité et de transfert du bois mort, afin de mieux cibler les mécanismes et les secteurs de production et de stockage. Ces démarches devraient permettre à moyen terme de proposer des solutions adaptées en termes d'entretien des cours d'eau et de gestion des risques associés. Toutes ces questions se posent sur l'Isère à l'amont de Grenoble. Une démarche holistique est ainsi engagée dans le cadre de cette thèse à l'échelle de ce bassin. Elle s'est organisée autour de trois axes thématiques. Une première étape a consisté à parcourir les linéaires de l'Isère entre le barrage d'Aigueblanche et Grenoble, de l'Arc entre Saint-Jean-de-Maurienne et la confluence de l'Isère, de l'Arly entre Ugine et la confluence de l'Isère. Le résultat a permis de cartographier les différentes formes d'accumulation du bois mort le long du linéaire et d'identifier les zones préférentielles de dépôts (et inversement) ainsi que certains paramètres contrôlant la distribution spatiale des accumulations de bois mort le long de ce linéaire. La deuxième étape s'est appuyée sur les secteurs où de fortes concentrations en bois mort ont été déterminées. Sur ces sites, des mesures ont été réalisées sur les troncs stockés dans les chenaux des différents cours d'eau afin d'élaborer la carte d'identité des bois morts en transit. Trois tests méthodologiques ont ensuite été effectués afin d'identifier l'origine géographique des bois morts stockés dans le chenal de l'Isère à l'aval d'Albertville. La troisième étape présente les résultats issus d'un test de suivi des bois par traçage mis en place en 2002 et de l'expérimentation réalisée en juin 2003 lors d'un lâcher de barrage. Nous avons étudié ensuite la dynamique des bois morts en rapport avec l'hydrologie des cours d'eau. A partir des résultats obtenus, des propositions de gestion ont été formulées. Elles ont eu pour objectifs de réduire les risques d'inondations et de dommages au niveau des ouvrages et des zones urbaines, de réduire les coûts d'extraction et les contraintes d'exploitation aux barrages et aux ponts. Il s'agissait, en outre, de trouver une solution permettant d'éviter une systématisation de l'entretien sur tout le linéaire qui est financièrement et écologiquement coûteuse, et de proposer quelques règles permettant de promouvoir l'impact des politiques d'entretien mises en place.

La forme des rivières alluviales est contrôlée par l'interaction des sédiments composant le lit avec l'écoulement : l'écoulement, déterminé par la forme du lit, entraîne les sédiments et modifie la forme du lit. Les sédiments sont transportés lorsqu'ils sont soumis à une contrainte supérieure au seuil de mise en mouvement. Dans la première partie de ce manuscrit, nous discutons le cas des rivières qui ne transportent pas de sédiments. Pour ces rivières, la contrainte sur les berges est égale au seuil de mise en mouvement. Cette condition détermine entièrement la géométrie de la rivière, c'est-à-dire la forme de sa section mais aussi sa pente. L'intégration de l'écoulement sur ce profil permet d'obtenir des équations de régime déterminant la variation de la largeur et de la pente avec le débit d'eau. Ces équations de régime en régime laminaire prédisent correctement la forme de micro-rivières de laboratoires. L'application aux données de terrain est moins satisfaisante : l'exposant des lois d'échelle est bien prédit mais le rapport d'aspect des rivières naturelles est souvent supérieur à sa valeur théorique. Dans la seconde partie du manuscrit, nous montrons que cet effet s'explique par le fait que la forme des rivières dépend également de la quantité de sédiments charriés. Au cours de son transport par l'écoulement, chaque grain voit sa trajectoire subir de petites déviations dans le sens transverse à l'écoulement, ce qui crée une dispersion transverse équivalente à un phénomène de diffusion. Cette diffusion des grains permet d'expliquer la stabilité d'une rivière pour laquelle la contrainte sur les berges est supérieure au seuil de mise en mouvement. Nous déterminons ainsi de nouvelles équations de régime valables pour le cas des rivières avec transport de sédiments. Nous montrons en particulier qu'augmenter le transport de sédiments augmente le rapport d'aspect et la pente de la rivière. Ce comportement est vérifié qualitativement à la fois expérimentalement et dans la nature. Au-delà d'un rapport d'aspect critique, on observe expérimentalement que le chenal se déstabilise en plusieurs chenaux, conduisant à la formation d'une rivière en tresse.

Au cours du XXe siècle, les lits de nombreuses rivières ont été sujets à l'installation de végétation alluviale. Dans le cas des rivières aménagées, cette tendance est souvent associée à des altérations géomorphologiques directes (extractions de granulats, endiguements, etc.) ainsi qu'à des modifications anthropiques de leur régime hydrologique et sédimentaire conduisant à une stabilisation du lit qui permet l'installation de la végétation. Cette végétation augmente le risque d'inondation en diminuant les vitesses d'écoulement et en augmentant les niveaux d'eau en crue. Par ailleurs la biodiversité est dégradée par la diminution des habitats pionniers caractéristiques de ces environnements. Manipuler artificiellement le régime hydrologique d'une manière qui pourrait limiter l'installation de végétation sur les bancs est une option considérée par les gestionnaires. Dans ce contexte, ce projet de thèse a pour objectif de comprendre les impacts des crues d'amplitude variable sur la destruction de végétation, et d'identifier les mécanismes associés. Le site d'étude sur lequel cette thèse se focalise est l'Isère en Combe de Savoie, une rivière à galets très aménagée des Alpes françaises.Dans le cadre de cette étude, la destruction de végétation a été étudiée à l'échelle du tronçon à partir d'une analyse des données hydrologiques, des photos aériennes, et des données topographiques disponibles pour la période 1996-2015. À l'échelle du banc, un suivi de terrain avant et après les événements hydrologiques marquants entre avril 2014 et septembre 2015 nous a permis d'étudier l'action des crues sur la mobilité sédimentaire et sur la végétation. Ces observations ont été complétées par une modélisation numérique bidimensionnelle de l'écoulement en crue.À l'échelle du tronçon (20 km), nous avons trouvé une corrélation très forte entre les volumes d'eau ayant transité dans le chenal sur une période donnée, et la destruction de végétation associée au cours de la période 1996-2015. Les débits associés à des temps de retour infra-annuels semblent permettre la destruction de végétation. Le mécanisme de destruction le plus efficace que l'on observe à cette échelle est l'érosion latérale ; les mécanismes prenant place à la surface des bancs sont très minoritaires. Cependant, les surfaces détruites sont modestes ; 3,4 % de la surface végétalisée est détruite annuellement en moyenne. À l'échelle du banc, la période de suivi de terrain a couvert une série de crues fréquentes (temps de retour < 1 an) et une crue de temps de retour 10 ans. Seule cette crue a partiellement détruit la végétation pionnière sur les bancs suivis. La destruction de végétation ligneuse jeune a eu lieu par le biais de quatre mécanismes : 1) déracinement par érosion de surface supérieure à 20 cm, 2) enfouissement sous une couche de sédiment grossiers supérieure à 30 cm, 3) déracinement par une combinaison d'érosion et de dépôt, et 4) érosion latérale en marge des bancs. La destruction de végétation est toujours associée à une mobilité sédimentaire importante.Ces résultats montrent qu'une crue très importante est nécessaire pour détruire la végétation par la mobilisation de la surface des bancs sur ce site. Par contraste, les débits forts mais non exceptionnels (temps de retour infra-annuel) sont en mesure de détruire la végétation par érosion latérale. Dans le cas de l'Isère en Combe de Savoie, il semble que l'utilisation de crues artificielles ne peut pas seule permettre de maintenir la largeur inter-digues libre de végétation. Pour la suite, on propose de s'intéresser à la destruction de végétation dans le contexte de la dynamique des bancs alternés plus ou moins végétalisés, en prenant en compte les apports et le transport des sédiments en plus de l'hydrologie. / Many rivers worldwide have seen vegetation establish within their beds throughout the 20th century. In the case of managed rivers, this trend is usually linked to direct geomorphological alterations (sediment mining, diking, etc.) as well as anthropic alterations of flow regime and sediment supply. These pressures have stabilized river beds, allowing vegetation to establish permanently. This vegetation increases the risk of flooding by decreasing flow velocities and increasing water levels. In addition, the associated reduction in availability of pioneer habitats characteristic of these stabilized environments typically degrades biodiversity. Managing hydrology in a way that would limit vegetation establishment on bars presents an interesting management option. In this context, our study was aimed at understanding the impacts of floods of varying magnitude on vegetation removal, as well as identifying and quantifying the underlying mechanisms. This work focused on the Isère River, a heavily managed gravel bed river located in the western French Alps.Vegetation removal was studied at the reach scale using hydrological data, aerial photographs, and topographic data available between 1996 and 2015. At the bar scale, field monitoring before and after floods from april 2014 to september 2015 allowed us to document the impact of floods on sediment mobility and vegetation. A 2D numerical model was used to document fine scale hydraulics.At the reach scale, we found a strong correlation between water volume flowing through the river channel and the amount of vegetation removal. Discharges with return intervals of less than one year seem to have an impact on vegetation removal. The main mechanism observed from aerial photographs was lateral erosion; surface processes were negligible in comparison. However, global vegetation removal was modest: since 1996, on average 3,4 % of vegetated area was removed annually. At the bar scale, our study period permitted monitoring of a series of high frequency floods (return interval < 1 year) and a 10-year food event. Only the largest flood partially removed pioneer vegetation from bars. Young vegetation removal occurred through four different mechanisms: 1) uprooting by surface scour > 20 cm, 2) burial under a thick layer of coarse sediments > 30 cm, 3) uprooting by a combination of surface scour and sediment deposition resulting in no net topographic change, and 4) lateral erosion of bars. Vegetation removal was always associated with significant sediment mobility.We conclude that on the Isere River a very important flood is required to remove vegetation by mobilizing bar surfaces. In contrast, high but not exceptional flows (return interval < 1 an) are capable of removing vegetation through lateral erosion. However, artificial floods alone are unlikely to maintain the full width of the channelized bed of the Isere River free of vegetation. In the future, vegetation removal needs to be studied in the context of alternate bar dynamics with or without vegetation. It seems necessary to consider sediment transport as well as hydrology to understand the overall dynamics of the bed.

Le Tianshan est une orogène intracontinentale de près de 2000 km de long. Cette chaîne accommode jusqu'à 40% de la convergence entre l'Inde et l'Eurasie, jouant ainsi un rôle fondamental dans l'évolution de la déformation en Asie. De plus, malgré cette déformation intense et ses hauts reliefs, sa topographie reste irrégulière avec de nombreux bassins intrachaîne préservés. Elle représente ainsi un cas remarquable pour l'étude des processus orogéniques dynamiques hors équilibre et constitue une zone clé pour l'étude de la déformation en Asie. Depuis le début du Pléistocène, une aridité prononcée a permis une préservation de nombreux marqueurs morphologiques. Ces marqueurs ont localement subi des déformations d'origine tectonique. Ainsi, la datation par isotopes cosmogéniques de ces marqueurs et la quantification du raccourcissement à l'origine de leur déformation, a permis de connaître précisément les vitesses de raccourcissements quaternaires de nombreuses structures actives au travers l'ensemble du Tianshan oriental. À cela s'ajoutent ponctuellement des études des vitesses de raccourcissement depuis le Néogène, basées sur la modélisation géométrique de strates syntectoniques. Ces mesures nous ont permis de mieux contraindre les taux de déformation sur les piémonts Nord et Sud de la chaîne mais également dans le bassin intrachaîne de Bayanbuluk. Sur la base de ces observations, je propose que les vitesses observées actuellement par les mesures GPS ne soient acquises par la chaîne que depuis ~150 à 200 ka. Nous démontrons aussi qu'au minimum 15% du raccourcissement est accommodé dans les parties internes de la chaîne. Je soutiens ainsi l'hypothèse que cette chaîne reste dans un stade de croissance immature et hors-équilibre / The Tianshan range is a 2000-km-long tectonically active mountain range. The Tianshan plays a major role in the India-Asia collision since it presently accommodates up to 40% of the total convergence between those two continents. Despite this intense deformation, the topography of the range shows series of high elevated range separated by flat intermountain basins. This range is therefore a remarkable case of example to study orogenesis processes and remains a key area to better understand how the deformation related to the India collision has been distributed through the Asian continent. Enhanced aridity since Pleistocene has moreover remarkably preserved alluvial terraces and fans which may have recorded the deformation enabling the quantification of the tectonic rates during the Quaternary period. Therefore, using Terrestrial Cosmogenic Nuclide we have dated several alluvial surfaces and analyzed their deformation using D.E.M. or high resolution DGPS measurements. Hence, in the eastern Tianshan we quantify the quaternary shortening rates across several structures located in the Northern and Southern foreland piedmonts but also within the range in the intermountain Bayanbuluk basin. Moreover, when possible we have also derived the Neogene shortening rates from geometric modeling of syntectonic strata. Our results highlight the recent acceleration of the eastern Tianshan since ~150-200 ka. We also show that a significant proportion (>15%) of the whole deformation is accommodated within the range while the remaining part is distributed between the different thin skin tectonic structure in the piedmonts. This result supports the hypothesis that the range is out of equilibrium and an in-building stage of deformation

L'effet combiné des gradients physiques, des interactions biotiques et des impacts anthropiques, le tout dans un cadre temporel évolutif, donne aux forêts alluviales l'aspect d'une mosaïque complexe où se juxtaposent, dans l'espace et dans le temps, des milieux variés et diversifiés. Si, depuis plus de trente ans, les études ont décrit, qualitativement, les liens qui unissent la végétation des plaines alluviales et la dynamique hydro-morphologique du chenal, certains aspects ont été peu abordés (Chapitre 1). C'est pourquoi, nous avons analysé, quantitativement, l'impact de l'évolution hydro-morphologique du chenal sur les flux d'eau et de sédiments et donc sur les boisements riverains dans les hydrosystèmes rhodaniens. Dans ce contexte, les contrôles anthropiques ont été explicitement intégrés dans l'analyse de l'évolution des structures et des flux. De fait, deux questions scientifiques ont été abordées.<br /><br />Dans un premier temps (Chapitre 2), une approche temporelle de la dynamique de la végétation riveraine à l'échelle de la seconde moitié du 20e s a été développée. Au niveau du paysage (Chapitre 2-A), le contrôle anthropique apparaît très important, aussi bien pour l'évolution des surfaces boisées, que pour la structuration spatiale du corridor naturel. Ainsi, nous avons montré que l'abandon des pratiques sylvicoles et pastorales peut être le moteur de la végétalisation des lits majeurs (Ain). A l'inverse, l'implantation de structures anthropiques dans le paysage réduit la superficie des milieux forestiers et provoque une fragmentation de l'ensemble du corridor (Arve). Lorsque la dynamique latérale du chenal peut s'exprimer, elle est à l'origine d'une plus grande diversité des unités paysagères. Cependant, nous avons mis en lumière un fort découplage géographique entre la dynamique de la zone interne du corridor et celle de la zone externe. Enfin, le caractère transitoire de la structure et de la diversité de la mosaïque paysagère a également été montré. A l'échelle des individus (Chapitre 2-B), l'analyse de la croissance ligneuse du frêne montre également que les contrôles hydro-morphologiques et anthropiques sont prépondérants pour la dynamique de la végétation riveraine à moyen terme. De fait, la position altitudinale d'une placette contrôle en grande partie son degré de connexion hydrologique ; sur l'Ain, un effet de seuil a pu être identifié pour la croissance du frêne entre des débits de connexion de 750 m3.s-1 et de 1000 m3.s-1. De plus, la structuration spatiale du substrat est également, pour le frêne, un facteur important contrôlant sa croissance radiale. L'analyse de la prospection racinaire de cette essence met en évidence un double contrôle au niveau du substrat : un contrôle édaphique (présence d'horizons impénétrables, ex. : le toit de galets) et un contrôle hydrologique (présence d'une nappe permanente ou semi-permanente). Evidemment, structure et fonctionnement sont intimement liées et nos résultats indiquent que la mobilité du chenal, en modifiant de façon significative le patron hydrologique et sédimentaire, affecte les conditions écologiques au sein de la plaine. De même, dans les corridors riverains soumis à une pression anthropique importante, le développement d'activités consommatrices d'eau entraîne une modification de la répartition spatiale et temporelle des flux au sein de l'hydrosystème. <br /><br />Dans un deuxième temps (Chapitre 3), nous avons travaillé à une échelle de temps plus courte et à l'échelle spatiale de la communauté végétale. Dans la strate basse des boisements post-pionniers (frênaie) du corridor de l'Ain (Chapitre 3-A) aussi bien que dans les unités pionnières (saulaies) de la Drôme (Chapitre 3-B), nous avons montré que les conditions écologiques d'une unité varient non seulement en fonction de sa position dans l'hydrosystème à un instant donné, mais aussi au gré de l'évolution de la géométrie du chenal. Cette évolution résulte de l'ajustement aux conditions de débits, solide et liquide, au sein du chenal ; elle est donc liée à la dynamique de l'ensemble du tronçon fluvial : mobilité du chenal (incision sur l'Ain), effet des aménagements anthropiques (endiguement sur la Drôme). Concernant les communautés végétales, la position spatiale et la dynamique du tronçon se traduisent par des niveaux contrastés de connexion hydro-sédimentaire et donc de régime de perturbation. L'expression des processus hydrologiques et sédimentaires se répercute ainsi sur la communauté, en termes de composition, de structure, de régénération ou de diversité. Le rôle important joué par la dynamique des sédiments fins dans les forêts alluviales est alors souligné par nos résultats. En effet, l'érosion et le dépôt de sédiments constituent les processus primordiaux du caractère perturbant d'une crue. De plus, la granulométrie et l'épaisseur du substrat constituent un filtre à l'origine d'une sélection des espèces arbustives dans les milieux pionniers. Notons que cette dynamique des sédiments fins est sous le contrôle de la dynamique hydro-morphologique de l'ensemble du tronçon. <br /><br />Les exemples développés dans notre travail font apparaître une véritable géographie des facteurs de contrôle liée à l'expression différenciée des conditions hydro-morphologiques mais aussi une empreinte anthropique toujours présente. Par exemple, l'influence de la mobilité du chenal sur la croissance et la régénération ligneuse ainsi que le contrôle exercé par la dynamique sédimentaire sur le paysage et les communautés riveraines constituent des arguments importants pour développer une gestion cohérente des lits fluviaux et de leurs marges boisées. Pour cela, après avoir rappelé la spécificité des boisements alluviaux, nous proposons des éléments stratégiques de gestion, concernant notamment : la cohérence géographique des boisements à gérer, le diagnostic fonctionnel de ces forêts, le choix des objectifs de gestion, la prise en compte du contexte hydro-morphologique et de son évolution, la réhabilitation des sites et la cohérence des outils législatifs et financiers permettant d'agir dans ce domaine (Chapitre 4).<br /><br />Enfin, les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse permettent de discuter les notions de connexion physique (hydrologique et sédimentaire), de contraintes anthropiques et de trajectoire écologique (Conclusion).

Après avoir décrit le cadre géographique et géologique de l'étude, j'ai tout d'abord regroupé les informations utiles à la connaissance de l'unité hydrogéologique que constitue le bassin versant de la Romanche , situé à l'amont de la plaine de Jouchy. J'ai accordé une attention particulière à l' étude du remplissage alluvial quaternaire de la vallée, notamment à l' étude de celui de la plaine de Jouchy, à Saint-Pierre-de- Mésage. Celle-ci, comprise entre deux verrous rocheux, est constituée d'une couche d 'alluvions gravelo-sableuses de 90 à l00 m d'épaisseur, qui repose sur le socle cristallin et dans laquelle circule une puissante nappe souterraine, actuellement exploitée pour l ' alimentation en eau potable de la région grenobloise . Les résultats des essais de pompages effectués m'ont permis de calculer les caractéristiques de la couche supérieure des alluvions, la plus perméable , située à moins de trente mètres de profondeur et dans laquelle s'effectue la majeure partie des échanges (infiltrations, pompages, etc . ) . Son coefficient de perméabilité est proche de 10-2 m/s et la porosité efficace s'élève à 15 % . Ces valeurs sont comparables à celles obtenues par d'autres méthodes classiques en hydrogéologie. La piézométrie de la nappe, établie à partir des nombreux relevés journaliers ou hebdomadaires, effectués au cours des années d ' exploitation, m'a permis de rassembler de nombreuses informations sur les mouvements hydrodynamiques de la nappe. Ainsi, les bilans hydrogéoloqiques calculés, mettent en évidence que les infiltrations, dont le débit varie de 800 à 1 600 l/s suivant les saisons, proviennent essentiellement de la Romanche , les apports directs des précipitations et des eaux de ruissellement sur les versants représentant moins de la 10 % des infiltrations totales. La zone d'infiltration préférentielle des eaux en provenance de la Romanche, se situe à l'amont de la plaine; en hautes eaux , les crues de la rivière sont favorables au décolmatage du lit et des berges; d'autres zones d'infiltration sont alors créées et participent à la recharge de la nappe. Les hautes eaux de la Romanche , au printemps et en été , sont donc tout à fait favorables à la recharge naturelle de la nappe à une saison ou elle est le plus sollicitée par les pompages. C'est au régime nivo-glaciaire de la rivière et grâce aux apports successifs de ses principaux affluents , l'Eau d'Olle et le Vénéon, que ses hautes eaux s'étalent du mois d 'avril au mois de septembre. Mais les aménagements hydroélectriques de la vallée réduisent considérablement les débits transitant au droit de la plaine de Jouchy . La mesure des débits, particulièrement intéressante pour la gestion de la nappe souterraine alluviale est rendue difficilepar le caractère sinueux de la rivière dans cette portion de son cours .. Les débits moyens journaliers ou mensuels sont donc estimés par le calcul. Près de 2 000 eaux , superficielles et souterraines, ont été prél evées dans le bassin versant de la Romanche . Les analyses effectuées permettent d' étudier les caractéristiques physico-chimiques et les variations de la minéralisation totale des eaux, dans le but de préciser leur évolution dans l'espace et dans le temps. Les eaux souterraines de la nappe de Jouchy constituent un ensemble homogène du point de vue hydrochimique. Ce sont des eaux essentiellement bicarbonatées,sulfatées , calciques et magnésiennes. Bien que leurs caractéristiques essentielles soient comparables à celles de la Romanche, transitant à l ' amont de la plaine , les eaux souterraines sont toutes, à un moment donné, plus minéralisées que les eaux de la rivière ; leur minéralisation totale, moyenne ou faible, s'accentue dans le sens de l' écoulement de la nappe et leurs variations saisonnières se manifestent avec d'autant plus de retard et d'atténuation que le point considéré est plus éloigné des zones d'infiltration.

La nappe superficielle de la plaine d’Avignon, située entre le Rhône et la Durance, présente les caractéristiques d’une nappe péri urbaine, avec un secteur agricole étendu, mais dont la surface se réduit rapidement sous l’effet de l’extension urbaine et du développement économique. Peu profonde et proche de la surface, cette nappe est directement sous l’influence des eaux de surface. En particulier, l’eau de la Durance participe fortement à la recharge soit directement soit indirectement via les nombreux canaux d’irrigation et donc localement de manière décalée par rapport au régime hydrologique méditerranéen. L’occupation des sols, et en particulier l’urbanisation, joue donc un rôle important sur le fonctionnement hydrodynamique. En particulier le recul des terres agricoles et la diminution parallèle des volumes d’irrigation tendent à réduire la recharge de la nappe.Pour essayer d’anticiper les conséquences de cette évolution, la présente étude vise à proposer un modèle de fonctionnement hydrogéologique de la zone intégrant le rôle du sol et de son usage. Il fallait pour cela compléter les connaissances sur le fonctionnement de la nappe préciser les conditions aux limites et établir un bilan en eau au pas de temps mensuel. Ce travail repose sur une démarche multi-approches utilisant, en particulier, la complémentarité entre le suivi piézométrique et la technique du traçage naturel de l'eau (traceurs chimiques et isotopiques). Les différentes approches ont permis de localiser et de quantifier les trois principales composantes de la recharge : la Durance ou la recharge latérale, l’irrigation et la pluie ou la recharge verticale. Cette dernière est contrôlée surtout par la nature et l’usage du sol. Très clairement, la majeure partie de cette recharge se trouve dans des zones encore irriguées qui apportent un volume moyen annuel de 19 Mm3. Avec une moyenne annuelle de 135 mm, la recharge par la pluie joue un rôle secondaire. Son impact sur la nappe est visible en dehors des zones irriguées en particulier en amont de la plaine sur les versants des collines qui bordent la plaine à l’Est. Cet apport de la pluie n’est plus visible dans la partie médiane, fortement diluée par les eaux d’irrigation. Plus à l’ouest en zone urbaine, l’effet de la pluie est réduit et discontinu à cause des surfaces imperméabilisées ; il subit en outre une dilution par l’apport des eaux de la Durance. L’importance de la recharge par la Durance a été confirmée par une modélisation hydrodynamique et du transfert du signal isotopique. Elle constitue l’entrée principale du système avec un volume moyen de 70 Mm3/an. Les résultats de différents scénarios du modèle numérique valident les ordres de grandeur de différentes composantes et les caractéristiques de l’écoulement (direction, vitesse…) et montrent que dans le cas d’un abandon de l’irrigation, la baisse piézométrique serait de l’ordre de 3 m sous les périmètres irrigués. La nappe retrouverait alors les fluctuations piézométriques naturelles sous la dépendance de la pluie d’une part et de la Durance d’autre part. En fonction de son régime futur, l’alimentation par la Durance pourrait augmenter et compenser une partie de la baisse vers l’intérieur de la plaine. / The groundwater system of the alluvial plain of Avignon, located between the Rhone and the Durance rivers, is characterized by an expanded agricultural area, whose surface is rapidly shrinking due to urban sprawl and economic development. This shallow aquifer is directly under the influence of surface water. In particular, the Durance water is heavily involved in the recharge process either directly or indirectly via the numerous irrigation canals and therefore with a time shift according to the Mediterranean hydrological regime. Land use, particularly urbanization, plays an important role on the hydrodynamic occurrence. In particular, the loss of agricultural land and accordingly the reduction in irrigation volumes tend to reduce groundwater recharge. To anticipate the consequences of these developments, this study aimed at proposing a hydrogeological model of the area including the role of land use. First of all, This required a better understanding of the aquifer system, namely specify boundary conditions and establish a monthly water balance An experimental investigation was carried out using different approaches including water level monitoring and environmental tracing of water (chemical and isotopic tracers). This work enabled us locating and quantifying the three main components of recharge: Durance or lateral recharge, irrigation and rainfall or vertical recharge. This recharge proved to be controlled primarily by the soil nature and land use. Clearly, much of this recharge occur in irrigated areas which provide an average annual volume of 19 millions m3. With an annual average of 135 mm, recharge by the rainfall plays a secondary role. Its impact on the groundwater was observed out of the irrigated lands especially, on the eastern boundaries of the plain. This contribution of rainfall was no longer detected downwards, where irrigation water was getting predominant in the recharge process. In urban areas down west, the effect of rainfall drops owing to the increase of impervious surfaces and the rising of Durance influence.. The importance of the recharge from the Durance was confirmed by hydrodynamic and isotope transfer modeling. It is the main input to the system with an average volume of 70 millions m3 / year.

Dans le but de mieux comprendre les facteurs agissant sur le milieu fluvial à l’échelle plurimillénaire, ainsi que les effets de la dynamique alluviale sur la préservation de l’information archéologique, une étude géoarchéologique a été menée sur quatre fenêtres des vallées de la Loire, de la Saône et du Doubs en Bourgogne (France). À partir de sites de franchissement romains et d’un pont médiéval, retrouvés dans le chenal actuel, puis en étendant les recherches à d’autres secteurs, l’évolution des lits mineur et majeur au cours de l’Holocène a été reconstituée. Des informations de natures diverses, datées et spatialisées, ont été croisées : pour les deux derniers siècles, principalement les plans et vues aériennes contemporains, tandis que les périodes plus anciennes sont abordées grâce aux indices archéologiques, à l’analyse géomorphologique du lit majeur et, principalement, aux archives sédimentaires. Ces dernières ont été analysées du point de vue de la sédimentologie de faciès afin d’identifier les processus à l’origine des dépôts. Les grandes étapes de l’évolution des trois grands cours d’eau étudiés, une fois identifiées et datées, ont été confrontées aux données existantes afin d’interroger l’influence qu’ont pu avoir les fluctuations climatiques et les activités humaines sur la dynamique alluviale. La reconstitution de l’évolution du milieu au cours de l’Holocène permet enfin d’aborder la question de la conservation des données archéologiques en domaine alluvial, propice à l’implantation humaine, mais où l’information est la plupart du temps masquée par une succession de processus taphonomiques. / A geoarchaeological study was led on four sections of the valleys of the Loire, Saône and Doubs rivers (Burgundy, France) in order to point out the factors influencing the alluvial dynamics on a multimillennial scale, and their effects on the preservation of archaeological information. Investigations started by roman and medieval remains of bridges discovered in active channels, were then carried out on larger parts of alluvial plains, and altogether allowed the evolutions of the channels during the Holocene period to be deducted. Various types of information on alluvial characteristics were crossed through time and space: ancient maps and XXth century or aerial photographs for centennial scale, archaeological data, geomorphological analysis, but mostly alluvial deposits for older periods. Facies analyses on fluvial sediments led to the identification and the reconstitution of successive sedimentary environments through time. The main steps of the evolution of the three rivers, after being identified and dated, were compared to previous studies in order to estimate the respective roles of climatic changes and anthropic influence on alluvial dynamics, on this regional scale, during the Holocene. Preservation of archaeological information in fluvial deposits is therefore discussed here, to reach a better understanding of taphonomic issues in such environmennts, which are potentially rich in archaeological remains.

La sédimentation holocène au sein d'un bassin versant est conditionnée par les variations climatiques, l'utilisation des sols et les héritages géomorphologiques. Les réponses morphogéniques à ces stimuli demeurent peu connues, particulièrement pour les milieux semi-arides. Au cours de ce travail, je me suis attaché à apporter des éléments de réponse à cette problématique par l'étude de l'alluvionnement holocène du Gialias, le principal fleuve de Chypre. Ce travail associant des études géomorphologiques, stratigraphiques, sédimentologiques, magnétiques, micromorphologiques et géochimiques, couplées à un large corpus de datation couvrant l'Holocène a permis de préciser les modalités du transfert solide amont/aval du bassin versant. Les résultats permettent de caractériser l'impact de l'aridité sur le fonctionnement de l'hydrosystème. Ils montrent une adéquation relativement bonne avec les connaissances régionales sur le paléoclimat. Les principales phases de dépôt correspondent aux phases climatiques humides, comme durant l'Holocène ancien. Les caractéristiques détritiques de l'aridité sont plus marquées à partir de 5000 cal B.P. cal. L'impact morphogénique d'événements climatiques de haute fréquence est aussi mis en évidence vers 8200 B.P. cal., entre 7800-7200 B.P. cal., entre 2800-2600 et durant le Petit Âge Glaciaire. Les conséquences des changements environnementaux sur les activités humaines sont mises en évidence ; elles se différencient selon leur position au sein du bassin versant. Le drainage et la mise en culture des plaines alluviales, la mobilité des ports dans la ria durant les périodes du Bronze et du Fer en sont les exemples les plus caractéristiques. L'impact des activités humaines, à partir de l'Âge du Fer, demeure difficilement mesurable.