La géomorphologie est définie comme la science qui étudie les mécanismes d’évolution du relief. Elle est régie par différents facteurs : climat, géologie, pente, érosion etc. Ces phénomènes contrôlent l’évolution de la forme des cours d’eau dans le temps et l’espace : c’est ce que l’on appelle la dynamique fluviale.
Plusieurs paramètres caractérisent la dynamique fluviale :
La sinuosité des cours d’eau, qui correspond à la formation de méandres plus ou moins grands, a été fortement modifiée par l’Homme lors du remembrement des parcelles agricoles à partir des années 1960 en France. Certains cours d’eau ont conservé leur sinuosité naturelle tandis que d’autres ont été rectifiés (= mis en ligne droite) et recalibrés (=élargis et approfondis).
Le temps de séjour de l’eau dans une rivière est plus important si elle est méandriforme. Par conséquent, en période de basses eaux, le cours d’eau conserve plus facilement une quantité d’eau suffisante pour les êtres vivants.
La pente des cours d’eau influe le débit liquide (l’eau) et solide (les sédiments). Des fortes pentes permettent de faire circuler les sédiments fins et grossiers tandis que les cours d’eau à faible pente ont tendance à accumuler les sédiments et subissent plus facilement des envasements. Lorsqu’un seuil est installé à travers le lit d’un cours d’eau, la pente diminue peu à peu. De plus la rectification des cours d’eau réduit leur longueur totale, ce qui augmente la pente et réduit le temps de séjour de l’eau.
Dans les cours d’eau, les éléments qui composent le lit (= fond du cours d’eau) protègent plus ou moins bien de l’érosion. Un lit avec des enrochements, des galets ou des petites pierres aura tendance à moins s’inciser (= se surcreuser). De plus, il forme un habitat très intéressant pour les êtres vivants. Les lits curés sont sujet à des processus d’érosion intense car ils ne disposent plus de protection. Ils ont tendance à s’élargir et d’inciser.
La diversité des écoulements diffère d’un cours d’eau à un autre. Les faciès lentiques (= faible courant) sont dominants dans les cours d’eau d’aujourd’hui depuis l’ajout des seuils (barrages, radiers de pont, vannes etc.). Les faciès lotiques (= fort courant), aussi appelé « eaux courantes », deviennent rares à cause de la diminution des débits, de l’élargissement des cours d’eau et de la diminution de la pente provoqué par l’accumulation de sédiment en amont des seuils.
La diversité de profondeur du cours d’eau est caractérisée par une alternance entre les radiers (= zone d’oxygénation avec courant fort sur une faible profondeur) et les fosses (= zone de haut fond au caractère lentique). Les cours d’eau curés sont plats et, par conséquent, sont moins attractifs pour les espèces aquatiques. L’alternance de profondeur permet la création de zone de repos dans les fosses et l’oxygénation et le refroidissement de l’eau au niveau des radiers.
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En bref, chaque cours d’eau possède une géomorphologie qui lui est propre. Elle est dépendante de la pente générale du cours d’eau, de la nature du sol, de l’intervention et des prélèvements de l’Homme, de son débit et de la pluviométrie etc.
Naturellement un cours d’eau possède une succession de secteurs lentiques et lotiques. Aujourd’hui, les linéaires de rivière à eaux courantes et la biodiversité qui s’y développe sont de plus en plus rares. De plus, les milieux lentiques sont plus sensibles l’envasement (qui réduit l’auto-épuration) et à la sur-évaporation (accentuée par le réchauffement climatique).
C’est pourquoi les programmes de restauration actuels tentent d’agir sur les paramètres géomorphologiques en conciliant les usages du sol, afin de rendre les cours d’eau plus résilients face au changement climatique.