Transport et érosion : la dynamique des cours d'eau

Une expérience pour découvrir comment les rivières évoluent et transporte des sédiments !

Auteur Jules BUFFET | Dernière modification 23/10/2023 par Quentin G.

Difficulté

Facile

Durée

1 heure(s)

Disciplines scientifiques

Science de la terre

Une expérience pour découvrir comment les rivières évoluent et transporte des sédiments !

Difficulté

Facile

Durée

1 heure(s)

Disciplines scientifiques

Science de la terre

Licence : Attribution (CC-BY)

Introduction

Dans le lit d’une rivière, on trouve souvent des galets ou du sable. On appelle cela des “sédiments”. On a l’impression qu’ils sont là depuis toujours… mais en réalité, ce sont des voyageurs!

Cette fiche expérience s’intègre dans le Parcours 1 : Fonctionnement d'un bassin versant. Elle est réalisée dans le cadre d'un partenariat avec l'agence de l'eau Loire - Bretagne.

Matériel et outils

Étape 1 - Réaliser la pâte à sel

Pour réaliser une pâte à sel, mélange dans un saladier deux verres de farine pour un verre de sel. Ajoute un verre d'eau et mélange jusqu'à avoir une pâte. Il faudra sûrement rajouter de la farine pour qu'elle ne colle pas trop aux doigts.

Étape 2 - Préparer la pluie

Si tu as déjà utilisé une bouteille avec un bouchon percé pour une autre expérience, tu peux la récupérer et passer cette étape !

Pose le bouchon sur une table et perce une dizaine de trous en appuyant et tournant avec une vrille, une vis ou un clou. Plus tu auras de trous, plus ta pluie sera efficace !

Ensuite, tu peux remplir la bouteille d’eau et remettre le bouchon. Tu peux également ajouter du colorant alimentaire à l’eau si tu veux mieux la voir.

Étape 3 - Créer un lit de rivière

Sépare ta pâte à sel en plusieurs boudins. Aplatis et allonge les.

Donne leur la forme que tu souhaites. Essaie d'en faire un plutôt droit et un en zig-zag !

Ensuite, tu peux creuser le lit de ta rivière sur le dessus. Pense à créer un creux en amont pour recueillir la pluie.

Pas besoin de les laisser sécher, tu peux les utiliser directement !

Étape 4 - Mettre en place le matériel

Avant de démarrer l’expérience, place tes lits sur un plateau. Installe toi sur une surface plane et qui ne craint ni l’eau ni la saleté. Idéalement, tu peux peux te positionner au dessus d'un évier !

Place un objet sous le plateau, de façon à faire pencher les lit vers le bas. Cela permettra à l’eau de mieux s’écouler. D’ailleurs, savais-tu qu’un cours d’eau est toujours en pente ?

Étape 5 - Ajouter des sédiments

Une fois que tu as préparé tes lits de rivière, tu peux leur ajouter des sédiments :

Saupoudre les avec du sable, de la terre, du poivre, des épices ou même de la poussière ou des graviers !

Étape 6 - Réaliser l'expérience !

Lorsque tout est en place, tu peux commencer à arroser le haut du lit de tes rivières avec la pluie.

Observe comment s’écoule l’eau et ce qui arrive à tes sédiments !

Remarques-tu des différences entre tes rivières ? L'eau s'écoule t'elle a la même vitesse ? Les sédiments sont ils emportés de la même façon ?

Recommence, mais cette fois en retirant le bouchon de la bouteille.

Que vois-tu ?

Étape 7 - Rincer et répéter !

Une fois que tu as testé ton lit de rivière, tu peux le rincer sous un robinet et réutiliser la pâte à sel !

Il faudra certainement rajouter de la farine pour qu'elle ne colle pas trop aux doigts.

Essaie de refaire l'expérience en faisant varier la forme ou la largeur de ta rivière, en ajoutant des obstacles, etc.

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

L'eau s'écoule dans notre rivière en pâte à sel jusqu'en bas et elle emporte avec elle une partie des sédiments ! Certains se laissent plus facilement transporter que d'autres.

Selon la forme du lit, l'eau s'écoule plus ou moins vite à certains endroits. Les sédiments vont être emportés jusqu'en bas ou retomber là où l'eau ralentit !

Lorsque qu'on enlève le bouchon et qu'on verse l'eau, le niveau de la rivière monte : c'est la crue ! Encore plus de sédiments sont emportés et encore plus loin. Il se peut même que la rivière déborde de son lit !

Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

Si tu n'as passez de sédiments différents, il se peut que tu ne vois pas d'écart entre les deux lits ou les deux arrosages.
Si la planche est trop penchée ou pas assez, tu ne verras peut-être pas la différence entre les lits !
Si tes méandres ne sont pas assez prononcés, ils risquent de ne pas avoir beaucoup d'impact !

Explications

L'eau emporte beaucoup de choses sur son passage ! En se déplaçant, l'eau vient bousculer les dépôts dans le lit de la rivière et les entraine avec elle. Ceux-ci peuvent se retrouver emportés et déposés plus loin.

Les plus petits sédiments, comme le sable, sont facilement emportés par le courant. Même la plupart des galets qu'on retrouve au fond d'une rivière viennent de bien plus haut.

Lorsque la pluie s'intensifie, la rivière grandit et peut même sortir de son lit ! On dit alors qu'elle est en crue.

Comme tu l'as vu, plus elle va vite, plus elle a de force et plus elle va emmener de sédiments avec elle.

Lorsque la rivière est en crue elle devient capable d'emmener beaucoup plus, comme des rochers ou des arbres entiers !

Plus d'explications

Lorsqu'une surface est grignotée par l'action de l'eau ou du vent, on parle d'érosion. Celle-ci peut avoir un impact très important sur les surfaces, par exemple les berges de notre rivière. [1]

Au quotidien, une rivière a 'besoin' de transporter des sédiments. Si elle n'en a pas assez dans son lit, elle prend de la vitesse et érode les surfaces qui lui sont accessibles, comme les berges ou son lit. Certaines finissent par tellement s'enfoncer dans leur lit qu'elle forme des gorges ou des canyons !

Certains sédiments voyagent au quotidien, d'autres en période de fortes pluies. Lors d'une crue, une rivière peut complètement redessiner son lit !

Applications : dans la vie de tous les jours

Les rivières ont toujours évolué avec le temps, mais au fur et à mesure que l'homme s'est installé autour, il a cherché à les contrôler. Certains tronçons ont été redressés pour faciliter la navigation des bateaux, mais cela augmente la vitesse du courant et donc l'érosion. A d'autres endroits, on a construit des obstacles à l'écoulement des eaux ou des sédiments. En France, on a recensé plus de 75 000 ouvrages destinés à retenir l'eau (type barrage), dont 296 avec une hauteur supérieure à 20 mètres ! [2]

Les travaux réalisés sur une rivière peuvent avoir des impacts très important sur l'écosystème et ses alentours ! [3]

Les sédiments et leur transport ont un rôle extrêmement important dans la vie des rivières. Au fur et à mesure des crues et de l'érosion, ils se séparent en fonction de la taille et s'accumulent à différents endroits de la rivière. Ils servent alors d'habitats à de nombreuses espèces, animales ou végétales. [4]

De plus, quand on parle d'une rivière, on pense souvent à son lit mineur. Hors le lit majeur (la zone inondée lors des crues) fait aussi partie de la rivière ! Aujourd'hui, on oublie souvent cela est on construit des habitations dans ce qu'on appelle des "zones inondables". [5]

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Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

Comprendre comment évolue une rivière
Aborder la notion de sédiments
Comprendre le principe d'érosion

Pistes pour animer l'expérience

Si tu as une longue planche que tu peux incliner, tu peux essayer de créer une longue rivière qui combine toutes les particularités : tronçon droit, larges ou étroits, méandres, zones profondes, obstacles, etc. Tu verras comment les sédiments évoluent le long de ta rivière !

Si tu as une rivière près de chez toi, tu peux essayer de la reproduire ! Après l'expérience, compare la position des sédiments sur ta maquette en pâte à sel et dans la vraie rivière !

Tu peux essayer de prévoir un lit majeur pour tes rivières ! Dans ces cas fais un tronçon plutôt large et creuse ensuite un lit mineur au milieu. Essaie de voir comment les sédiments évoluent dans le lit mineur et le lit majeur. Alterne les périodes d'étiage (écoulement minimum) et de crue !

Sources et ressources

[1] L'érosion, article de EauFrance.fr

[2] Les barrages sont-ils un bien pour l’environnement ? Article de Graie.org

[3] Aménagement des cours d'eau, Article de Zone-Humides.org

[4] Dynamique du charriage des sédiments dans le réseau hydrographique, Office Fédéral de l'Environnement de Suisse

[5] Des rivières dynamiques, réservoirs de biodiversité, Article de EauFrance.fr

[6] Pourquoi faut-il laisser de l'espace aux rivières dans les villes ? Article de Graie.org

www.lesagencesdeleau.fr

Dernière modification 23/10/2023 par user:Quentin G..

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