Les crues torrentielles : le contexte torrentiel

La principale particularité des écoulements torrentiels par rapport aux écoulements en rivières à faible pente consiste en un transport de sédiments (ou transport solide) beaucoup plus important, au moins en période de crue. De plus, les écoulements torrentiels transportent souvent des particules de grandes dimensions, jusqu'à des blocs rocheux de plusieurs tonnes. La pente figure bien entendu au premier rang des causes de ce transport solide accru. D’une part, les forces d'arrachement et d'entraînement des particules sédimentaires composant les lits torrentiels sont accentuées du fait l’accélération des écoulements par la pente. D’autre part, les particules elles-mêmes sont affectées par une composante motrice de la force gravitaire.

En plus de la pente, les autres caractéristiques des cours d'eau torrentiels mentionnées plus haut participent également à la génération de transports solides importants : effet du relief sur les épisodes météorologiques et les régimes hydrologiques, proximité d'importantes sources de sédiments...

Une conséquence notable de ces phénomènes de transport solide concerne la variété des types d'écoulements qui peuvent prendre place dans les cours d’eau torrentiels. Pour les débits liquides les plus faibles, le transport solide est absent ou n’affecte que les particules les plus fines, par charriage et mise en suspension (comme en rivières). Pour les débits liquides de crue au contraire, le transport solide peut mobiliser des quantités de sédiments considérables, soit par intensification des processus de charriage, soit par le biais d’un mode de transport spécifique aux torrents : les laves torrentielles. Dans le cas du charriage, les particules roulent et glissent sur le lit sous les effets combinés de la poussée de l’eau et de la gravité (les particules les plus fines étant en suspension). Dans le cas d’une lave torrentielle, au contraire, les phases solides et liquides sont intimement mêlées et l’écoulement prend la forme d’une bouffée très visqueuse. Les principales caractéristiques de ces deux modes de transport sont récapitulées dans le tableau suivant.

Principales caractéristiques des deux types de crues torrentielles

Caractéristiques phénoménologiques Caractéristiques mécaniques
Charriage Transport de particules dont la taille maximale correspond environ à la hauteur d’écoulement. Limité en général à des pentes de quelques dixièmes de % à quelques %.Ecoulement « biphasique » : séparation nette entre les phases liquides et solides dont les vitesses sont différentes. Concentration solide inférieure à 30 % en volume.
Lave torrentielle Ecoulement en masse avec zone de dépôt nette sur le cône de déjection. Formes de dépôt particulières : bourrelets latéraux, lobes frontaux. Capacité de transport de très gros blocs (plusieurs dizaines de m3 parfois).Ecoulement « monophasique » : les phases solides et liquides vont à la même vitesse. Concentration solide supérieure à 60 % en moyenne. Comportement mécanique de type fluide visqueux non-newtonien.
Crédits:
Florence NAAIM, chercheur au CEMAGREF
 
Définition

Processus de déplacement des sédiments sous l'effet du vent ou de l'eau