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HAL Id: tel-00532671 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00532671 Submitted on 4 Nov 2010 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Variabilité spatiale et temporelle du bois mort dans le réseau hydrographique de l’Isère à l’amont de Grenoble Bertrand Moulin To cite this version: Bertrand Moulin. Variabilité spatiale et temporelle du bois mort dans le réseau hydrographique de l’Isère à l’amont de Grenoble. Géomorphologie. Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2005. Français. tel-00532671 THESE Pour obtenir le grade de Docteur de l’Université Jean Monnet de Saint-Étienne Discipline : Géographie et Aménagement Présentée et soutenue publiquement par Bertrand Moulin Le 12 décembre 2005 Variabilité spatiale et temporelle du bois mort dans le réseau hydrographique de l’Isère à l’amont de Grenoble Directeurs de Thèse : M. Bernard Etlicher Professeur de Géographie à l’Université de Saint-Étienne M. Hervé Piégay Directeur de Recherches au CNRS, UMR 5600 Environnement-Ville-Société JURY : Bernard Etlicher, Professeur de Géographie à l’Université de Saint-Etienne (directeur de thèse) Jacky Girel, Ingénieur de Recherches au CNRS, Laboratoire de Biologie Alpine, Grenoble (examinateur) Cliff R. Hupp, Directeur de Recherches, U.S. Geological Survey, Reston, Etats-Unis (examinateur) Hervé Piégay, Directeur de Recherches au CNRS, UMR 5600 Environnement-Ville-Société (directeur de thèse) Jean-Luc Peiry, Professeur de Géographie à l’Université de Clermont-Ferrand (rapporteur) Mireille Provansal, Professeur de Géographie à l’Université d’Aix-en-Provence (rapporteur) THESE Pour obtenir le grade de Docteur de l’Université Jean Monnet de Saint-Étienne Discipline : Géographie et Aménagement Présentée et soutenue publiquement par Bertrand Moulin Le 12 décembre 2005 Variabilité spatiale et temporelle du bois mort dans le réseau hydrographique de l’Isère à l’amont de Grenoble Directeurs de Thèse : M. Bernard Etlicher Professeur de Géographie à l’Université de Saint-Étienne M. Hervé Piégay Directeur de Recherches au CNRS, UMR 5600 Environnement-Ville-Société JURY : Bernard Etlicher, Professeur de Géographie à l’Université de Saint-Etienne (directeur de thèse) Jacky Girel, Ingénieur de Recherches au CNRS, Laboratoire de Biologie Alpine, Grenoble (examinateur) Cliff R. Hupp, Directeur de Recherches, U.S. Geological Survey, Reston, Etats-Unis (examinateur) Hervé Piégay, Directeur de Recherches au CNRS, UMR 5600 Environnement-Ville-Société (directeur de thèse) Jean-Luc Peiry, Professeur de Géographie à l’Université de Clermont-Ferrand (rapporteur) Mireille Provansal, Professeur de Géographie à l’Université d’Aix-en-Provence (rapporteur) REMERCIEMENTS B. Moulin 2005 REMERCIEMENTS Cette thèse représente l’aboutissement d’un cursus universitaire de longue durée, dans une des dernières disciplines humanistes des sciences humaines, la Géographie en général, la géomorphologie en particulier, la géomorphologie fluviale en priorité… Il m’est agréable de commencer par remercier, sincèrement, M. Hervé Piégay, Directeur de Recherches au CNRS qui a dirigé ce travail. A son contact, j’ai beaucoup appris et j’ai grandi. Même si, parfois, certaines activités annexes n’ont pas été comprises, il m’a fait confiance et m’a supporté. Je le salue également pour son soutien indéfectible, la patience et la disponibilité dont il a fait preuve pendant les quelques années où j’ai eu la chance de travailler avec lui. C’est avec respect que je tiens à remercier M. Bernard Etlicher, Professeur de Géographie à l’Université Jean-Monnet de Saint-Étienne, qui m’a fait confiance tout au long de ces années. Je n’oublie pas ses cours passionnants de géomorphologie où se succédaient des diapositives toutes plus belles les unes que les autres. Il m’a permis de trouver ma voie. Avec un grand plaisir, je tiens à remercier M. Cliff Richards Hupp (USGS) qui, lors d’un parcours initiatique débuté sur l’Ain puis dans la Chesapeake Bay et l’Achtafalaya, m’a familiarisé avec les méthodes concernant la lecture et l’analyse des cernes du bois. J’ai toujours apprécié l’ambiance informelle et chaleureuse de nos rencontres. Je tiens à remercier également Mme. Mireille Provansal (Université d’Aix en Provence) et M. Jean-Luc Peiry (Université de Clermont-Ferrand) pour leur participation, en tant que rapporteurs de thèse, ainsi que M. Jacky Girel (CNRS) pour avoir bien voulu prendre part au jury. Ce travail a bénéficié des conseils de M. Olivier Barge (MOM) sur les Systèmes d’Information Géographiques. Je lui suis très reconnaissant de l’intérêt qu’il a porté à ce travail. Il est des rencontres qui marquent une vie… J’exprime également ma reconnaissance à M. Bernard Dupuis (CRENAM) pour son accueil et ses suggestions méthodologiques. REMERCIEMENTS B. Moulin 2005 L’ensemble des travaux réalisés a nécessité l’utilisation et la maîtrise du kayak. Il n’est pas concevable de prétendre réaliser une étude sur la variabilité temporelle et spatiale du bois mort le long d’un linéaire de cours d’eau sans maîtriser cette d’embarcation : d’une part, elle offre l’avantage d’une mobilité longitudinale et latérale parfaite grâce à laquelle il devient possible d’accéder à n’importe quel secteur du cours d’eau ; d’autre part, s’il existe d’autres types de locomotion utilisables dans les cours d’eau, aucun ne possède une mise en œuvre aussi rapide et un coût aussi faible. Toutefois, il est très difficile de trouver des équipiers suffisamment expérimentés et motivés. J’ai pu compter, heureusement, sur l’aide du Team M.B.M en l’occurrence Allan Muraca, Julien et Remi Barjot, Jean- Christophe Cabuy. Une mention toute particulière doit être dédiée à Martial Muraca avec lequel j’ai passé de longues heures sur l’eau dans des conditions hydrologiques et climatiques souvent extrêmes. J’espère que cela se reproduira un jour… Je dois également exprimer toute ma reconnaissance vis-à-vis des nombreuses personnes qui, tout au long de mon travail, me sont venues en aide d’une façon ou d’une autre : Didier Grillet, David Chartier, Thierry Lauvernet, Bernard Chavanerin, Sandrine Vachon, François Bouvier, Victoria Hernandez, Guillaume Grenier, Laurent Georgeon, Stéphane Mahaud, Yves François Le Lay, Séverine Sanz, Fabrice Laliberté, Jean-Denis Leriche. Un grand merci à toutes ces personnes. Je n’oublie pas non plus Corinne Castel-Noguerette et Saba Farès-Drappeau, toutes deux chercheuses au CNRS (MOM) qui m’ont fait confiance et permis des parenthèses orientales, parfois salutaires. Je remercie vivement Simon Dufour, Anne Citterio, Anne-Julia Rollet, Jérôme Lejot, Loic Grosprêtre, doctorants à l’UMR 5600 pour les nombreuses discussions utiles et leur assistance lors de l’expérience de juin 2003. Je tiens particulièrement à témoigner toute ma reconnaissance, à M. André Buisson pour l’ensemble des services qu’il m’a rendus. Je n’oublie pas non plus Martine Ozel et Marie Christine Michel pour leur soutien administratif sans faille. Je souhaite également remercier ma famille, mes parents, ma sœur qui ont toujours respecté mes choix et su me donner le temps ; mon oncle Éric Barjot et ma tante Yvette Laffont pour leur présence, simplement. REMERCIEMENTS B. Moulin 2005 Enfin, ce travail a fait l’objet d’une rencontre « autour des cernes du bois » qui a changé ma vie. Le bois mort mène à tout, même au mariage. Sans elle, Ekaterina Ivanovna Alexandrova mariée Moulin, et depuis peu, lui, Anton Moulin, rien n’aurait été possible. REMERCIEMENTS B. Moulin 2005 REMERCIEMENTS Моей жене, моему сыну B. Moulin 2005 SOMMAIRE B. Moulin 2005 REMERCIEMENTS 1 INTRODUCTION GENERALE 17 1) CONTEXTE, PROBLEMATIQUE ET PLAN DE L’ETUDE 19 2) TYPOLOGIE DU BOIS MORT UTILISEE DANS LE CADRE DE L’ETUDE 23 2.1) L’ABSENCE DE DEFINITION UNIVERSELLE 23 2.2) CARACTERISTIQUES METRIQUES DES BOIS MORTS MESURES 27 3) PRESENTATION GENERALE DU BASSIN VERSANT DE L’ISERE A L’AMONT DE GRENOBLE 29 3.1) UN BASSIN VERSANT FORTEMENT ANTHROPISE 29 3.1.1) Une hydrologie complexe et des cours d’eau endigués 29 3.1.1.1) L’Arly 33 3.1.1.2) L’Arc 33 3.1.1.3) L’Isère 35 3.1.2) Bilan 38 3.1.2.1) Impact des aménagements hydroélectriques sur les crues 38 3.1.2.2) Impact des actions anthropiques sur la végétalisation des lits fluviaux sur l’Isère et ses affluents 40 3.2) HYDROLOGIE DE L’ISERE, DE L’ARC ET DE L’ARLY ENTRE 2000 ET 2004 44 3.2.1) Contexte hydrologique de l’Isère, l’Arly et l’Arc en 2000-2001 avant le démarrage de l’étude 44 3.2.2) Contexte hydrologique durant l’étude (2002 – 2004) 46 3.2.2.1) Entre 2001 et 2004 46 3.2.2.2) La crue de l’Arly du 13 janvier 2004 46 4) PRINCIPAUX OUTILS ET METHODES D’ANALYSE ET DE MESURE UTILISES 48 4.1) LE SYSTEME DE POSITION GLOBAL (GPS) 48 4.2) LA TELEDETECTION 48 4.3) LE SIG 49 4.4) LES OUTILS STATISTIQUES 50 4.4.1) Statistique descriptive 50 4.4.2) Recherche de relation entre caractères 50 4.4.3) Les analyses multivariées 51 4.5) DETERMINATION DE L’ESSENCE DES BOIS MORTS 52 PARTIE I : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE 55 PREAMBULE 57 1) LA DYNAMIQUE DU BOIS MORT DANS LE SYSTEME FLUVIAL 59 1.1) ABONDANCE DU BOIS MORT DANS LES COURS D’EAU 59 1.1.1) Composition et âge des forêts riveraines 59 1.1.2) Evènement hydrologique 60 1.1.3) Caractéristiques géomorphologiques du cours d’eau 62 SOMMAIRE B. Moulin 2005 1.1.4) Taille du cours d’eau 62 1.1.5) Perturbations anthropiques 64 1.2) MECANISMES DE PRODUCTION 67 1.2.1) Processus chroniques 67 1.2.1.1) Mortalité de la forêt riveraine 67 1.2.1.2) Erosion de berge 68 1.2.1.3) Castor 69 1.2.2) Processus épisodiques 70 1.2.2.1) Glissements de terrain 70 1.2.2.2) Feux de forêt 70 1.2.2.3) Evènements climatiques extrêmes 71 1.2.2.4) Actions anthropiques 71 1.2.3) Variabilité uploads/Geographie/ these-moulin-bertrand-2005.pdf