Principales contraintes en milieu montagnard

La notion de montagne renvoie à celle de relief et ses deux composantes principales, l’altitude et la pente.

Les caractères généraux du climat de montagne liés à l’altitude (diminution des températures ; accroissement des précipitations et de la couverture nivale; augmentation de l’insolation ; brièveté de la période de végétation ; gel tardif) ou au modelé topographique (influence de l’exposition), entraîne un tri écologique des êtres vivants et notamment des végétaux, suivant leur physiologie.

La pente, qui détermine une géomorphologie particulière liée à la gravité (érosion et entraînement des matériaux; ruissellement des eaux ; avalanches ; mouvements de terrain ; dépôts de terrains remaniés) représente également une contrainte forte pour l’installation et la pérennité des plantes.

Influence du relief sur les ouvrages de génie végétal

En plus de leurs aptitudes physiologiques et techniques, les espèces végétales choisies pour un aménagement doivent impérativement être adaptées aux conditions de la station. C’est un des facteurs de réussite les plus importants puisque l’efficacité de l’ouvrage de génie biologique dépend notamment de la bonne croissance des plantes qui le constituent.

On peut distinguer, dans les systèmes fluviaux, plusieurs zones fondées sur des critères géomorphologiques. Les cours d’eau de montagne sont placés en tête de bassin et se caractérisent par un chenal de pente forte et un tracé en plan relativement stable. Il s’agit donc avant tout d’une zone d’érosion et de production de sédiments caractérisée par des vallées étroites à pentes fortes. En matière de transport solide, le calibre et le volume de la charge de fond sont importants.

Influence de la situation en tête de bassin sur les ouvrages de génie végétal

Les berges de ce type de cours d’eau sont généralement abruptes et souvent très minérales, du moins en pied de berge. Les plantes susceptibles de s’y développer doivent supporter une granulométrie grossière et souvent des conditions rapidement très drainantes, dès que l’on s’écarte un peu du lit mineur. Un charriage important de granulats grossiers peut occasionner des dégâts importants et répéter sur les tiges aériennes de plantes atteintes par les niveaux de crues. Elles doivent donc, pour subsister, présenter des capacités de régénération importantes.

Plus en aval, la pente diminue mais reste suffisante pour assurer le transit de la charge grossière. Le tressage se développe alors lorsque la charge de fond est abondante et lorsque le régime hydrologique est caractérisé par de forts pics de crue. Mais le volume de matériaux temporairement stockés devient parfois considérable en raison de la proximité des zones de sources sédimentaires. Les cours d’eau tressés sont à chenaux multiples, peu sinueux et présentent une forte instabilité (lit mobile).

Influence de la mobilité du lit sur les ouvrages de génie végétal

Les stratégies de protection contre les crues doivent être adaptées pour les cours d’eau à forte mobilité. Les notions d’espace de liberté du cours d’eau et les mesures liées à l’aménagement du territoire sont a priori à privilégier, par rapport aux aménagements techniques. Ces derniers peuvent toutefois être utilisés en retrait du lit mineur, souvent en combinaison avec d’autres types d’ouvrages, notamment transversaux (p.ex : épis en blocs).

En région de montagne, le régime hydrologique, caractérisé par des variations saisonnières de débit, est fortement influencé par la fonte des neiges. Il en résulte donc des crues printanières et estivales, intervenant en pleine période de végétation.

Influence du régime nival sur les ouvrages de génie végétal

Pour le génie biologique, le fait d’avoir des crues en pleine période de développement de la végétation est contraignant pour les nouveaux aménagements. Et ça l’est d’autant plus sur les tronçons chenalisés à gabarit hydraulique réduit, où les amplitudes dues aux crues sont d’autant plus importantes.

Le régime hydraulique torrentiel est très précisément défini par le nombre de Froude (Fr) qui joue un rôle fondamental pour caractériser les écoulements (William Froude, 1818-1879, ingénieur, hydrodynamicien et architecte naval britannique). Ce nombre sans dimension dont le carré représente le rapport de l’énergie cinétique du liquide en mouvement à l’énergie potentielle de la pesanteur, détermine si l’on est en présence d’un régime hydraulique fluvial, critique ou torrentiel.

Où :
v = vitesse du courant [m/s]
g = accélération de la pesanteur ou gravité [m/s2]
h = hauteur d’eau [m]

Si Fr < 1 => régime fluvial

Si Fr = 1 => régime critique

Si Fr > 1 => régime torrentiel





Il existe d’autres définitions assez généralement admises des rivières et des torrents, notamment celle de Bernard en 1925 :

sont qualifiés de rivières les cours d’eau dont la pente est inférieure à 1% ;

les rivières sont torrentielles lorsque leur pente est comprise entre 1% et 6% ;

au-delà de 6%, les cours d’eau sont appelés torrents.

Les rivières dites torrentielles présentent plutôt un écoulement de type fluvial, avec des passages torrentiels au droit des seuils naturels ou des cascades[/b]. C’est là l’originalité des rivières de région montagnarde, à savoir leur grande diversité de faciès d’écoulement et notamment l’alternance seuil-mouille, les seuils prenant des formes variées (cascades, rapides à blocs, bancs de galets,…).