Spatial and temporal variability of woody debris (LWD) in the hydrographic network of the Isère river upstream of Grenoble
Variabilité spatiale et temporelle du bois mort dans le réseau hydrographique de l'Isère à l'amont de Grenoble
Résumé
From the late 1970s, many scientific publications have made more comprehensible the production and transportation mechanisms of woody debris in the rivers. Most of these studies were geographically held on creeks in North America, in regions characterized by wood industry and old temperate forests. The knowledge about the woody debris process in greater rivers is still deficient. The goal is now to identify, on the hydrographic network scale, the origin and the transportation factors of woody debris, in order to point the mechanisms and the areas of production and stocking. The results of this study should lead in a near future to suitable solutions for the maintenance of the hydrographic system and prevention of the associated risks. The Isère River upstream of Grenoble is concerned by all these questions. Thus, a global study was engaged for this thesis on this specific hydrographic network. It considers three thematic axis. A first step was to cover the Isère River between the dam of Aigueblanche and Grenoble, the Arc River from Saint-Jean-de-Maurienne to the confluence with the Isère River, the Arly River from Ugine to the Isère River. The result allowed to map the different forms of woody debris accumulation along the riverbed, and to identify the preferential stocking zones (and vice-versa) as well as certain parameters controlling the woody debris spatial distribution along the riverbed. The second step considered the highly woody crowded zones. Measurements were taken of the trunks piled in the different riverbeds to elaborate the identity card of the woody debris. Three methodological tests were then done to identify the geographic origin of the woody debris stocked in the Isère riverbed below Albertville. The third step presents the results of a test started in 2002 that consisted in tracing debris and of the experimentation held in June 2003 while operating a dam release. Then we studied the woody debris dynamic according to the hydrology of the rivers. From the results obtained, management propositions were made. There objectives are to diminish the flooding and damaging risks of buildings and built areas, to diminish the costs of debris removal and exploitation constraints of dams and bridges. Another aim was to find a solution to avoid systematic maintenance on the full-length bed, which is financially and ecologically expensive, and to offer some rules promoting the impact of the maintenance policy applied.
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.
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