PRÉSENTATION GÉNÉRALE
La Loire, plus long fleuve de France, coule sur 1006 kilomètres entre sa source dans le Massif Central et l’océan Atlantique. Comme la plupart des cours d’eau, son tracé n’est pas linéaire, et notre fleuve sauvage peut même se montrer très sinueux par endroits. Sa physionomie dans notre département en est un bon exemple, car elle y enchaîne plusieurs grands méandres qui lui confèrent de bien jolies courbes à observer, mais nous offrent aussi une belle occasion de comprendre les mécanismes de dynamique fluviale.
Méandres de Guilly à Châteauneuf sur Loire
Cette dynamique fluviale, ou géodynamique fluviale, étudie l’évolution morphologique d’un cours d’eau. Son application recoupe de nombreuses disciplines scientifiques : géographie physique, géologie, sédimentologie, hydraulique, hydrologie, biologie… et c’est bien compréhensible, car la forme d’un cours d’eau résulte de l’association de différentes caractéristiques de l’environnement, mais aussi de mécanismes physiques qui agissent dessus.
Pour l’observation de terrain, j’ai choisi de vous faire découvrir un bon exemple de dynamique fluviale : le méandre de Bou-Sandillon, depuis sa rive Sud sandillonnaise.
FORMATION ET CARACTÉRISTIQUES D’UN MÉANDRE
Un méandre est une sinuosité très prononcée du cours d'un fleuve ou d’une rivière qui se produit naturellement, sous l’action de différents phénomènes.
A l’origine, le cours d’eau emprunte le chemin que le terrain lui dicte, sur un principe très simple : l’eau coule où elle le peut, sur ou entre les roches. Dans ce dessin, tout n’est évidemment pas rectiligne, et une toute petite courbure peut donner naissance à un futur méandre.
C’est d’abord une question d’érosion, car l’eau érode les bords du passage naturel. Et dans ce contexte, le principe physique de force centrifuge a toute son importance : dans une courbe l’eau est déportée vers l’extérieur, et ce sont donc ces berges qui subissent l’érosion en étant confrontées au plus fort courant. L’érosion est hydrique, mais pas uniquement car elle a aussi lieu sous l’action des matières rocheuses (allant de la particule fine au rocher) qui sont transportées par le cours d’eau après avoir été détachées en amont, et entrent en collision avec les berges.
La rive opposée, à l’intérieur de la courbe, est elle sujette au phénomène de sédimentation. La force centrifuge l’épargnant du fort courant de la rivière ou du fleuve, elle subit peu l’érosion, et reçoit au contraire le dépôt de matières rocheuses, en particulier les plus petites (limon, sable et gravier) par un mouvement d’eau naturel dit « en tire-bouchon » qui vient déposer sur cette rive les éléments arrachés sur la rive externe. Se forme alors naturellement une zone de dépot d'alluvions sableux qui s’agrandit petit à petit dans le temps.
A noter :
La rive intérieure est dite « rive convexe »
La rive extérieure est dite « rive concave »
Si le cours d’eau n’est pas gêné par un obstacle (naturel ou humain), le méandre est en constante évolution. la rive concave est lentement grignotée, et la rive convexe voit sa « plage » s’allonger. La courbe devient alors de plus en plus prononcée.
Tous les phénomènes décrits précédemment sont résumés dans le schéma suivant :
Avec le temps, l’évolution du méandre peut même aboutir à la transformation complète du paysage, car la boucle peut finir par se refermer sur elle-même. Dans ce cas, le cours d'eau reprend un tracé plus linéaire, et l'ancien méandre peut soit devenir un bras mort, soit devenir sa propre entité d'eau douce : un plan d'eau en forme de fer à cheval (Cf schéma ci dessous).
La vitesse d'évolution d'un méandre est très variable selon la taille du cours d'eau, le terrain sur lequel il se trouve, et la pente. Un écoulement d'eau sur une plage de sable peut former des méandres en quelques heures, tandis que les méandres de grands fleuves en plaine mettent plusieurs siècles ou milliers d'années à évoluer.
LE MÉANDRE DE BOU-SANDILLON
Le méandre de Bou-Sandillon est une belle application de ce qui a été décrit précédemment, et c’est avant tout le contexte environnemental qui a permis l’évolution de la Loire vers le Méandre actuel. Ici quatre caractéristiques étaient très favorables à la création de ce profil de fleuve :
- Dans notre département, la Loire circule essentiellement sur un sol calcaire. Cette roche est poreuse et fragile ; elle est aussi très sensible à l’érosion hydrique que ce soit par action physique (altération par frottement) ou par action chimique (dissolution sous l’action de l’eau). Le sol a donc laissé à notre fleuve toute souplesse pour avoir une morphologie évolutive.
- La pente sur laquelle la Loire coule est faible, laissant le temps à la Loire de façonner ses méandres.
- La plaine alluviale (la surface sur laquelle un cours d'eau est en capacité de circuler et/ou évoluer) est large, laissant à la Loire la place de façonner ses méandres.
- Enfin, la dynamique fluviale est un lent processus permanent, mais est renforcée quand le cours d’eau vit des évènements brutaux. La Loire connaît des épisodes de crues, parfois spectaculaires, qui ont pu accélérer l’évolution des méandres.
Nous retrouvons donc ici une rive convexe ensablée, appelée « grande grève », et une rive concave qui subit l’érosion. A tel point d’ailleurs que cela menace la solidité de la levée construite pour protéger les habitants du Sud-Loire d’une éventuelle grande crue. Le risque est si important que le pied de levée a récemment été protégé par une longue bande d’enrochement dans la zone la plus perpendiculaire au sens de la Loire et qui reçoit donc le courant au plus fort dans le méandre.
Enrochement installé en 2008-2009 (Depuis la végétation a poussé dessus)
Et comme la dynamique fluviale est complexe, ce méandre présente une curiosité au regard des éléments précédents : une grande île qui n'avait pas vraiment de raison de se créer et de s'étendre à cet endroit où le courant est naturellement en phase d'accélération... et donc défavorable au phénomène de sédimentation. Quoi qu'il en soit, l'île est bien présente, et elle n'est pas sans conséquence dans la dynamique fluviale à cet endroit. N'oubliez pas d'en tenir compte pour la question 5.
RÉSOLUTION DE LA EARTHCACHE
Pour la résolution, Il ne suffira pas de relever des éléments sommairement, il faudra comprendre et expliquer brièvement. Rien d’insurmontable rassurez-vous, les réponses attendues nécessitent uniquement de confronter les informations de la fiche aux observations de terrain, et de faire preuve de bon sens.
Informations de la fiche
1. Quel principe physique est déterminant dans la formation d'un méandre? Comment impacte t-il la morphologie du cours d'eau?
2. Sans entrave, comment évolue naturellement un méandre? Que peut-il devenir en fin de processus?
3. Citez les quatre éléments du contexte environnemental local qui ont favorisé le développement du méandre de Bou-Sandillon.
Informations de la fiche + Observation depuis le WP1
4. Décrivez la rive convexe, face à vous. Expliquez si vos observations correspondent à la configuration classique d’un méandre comme décrit dans la fiche.
5. Observez bien le profil de la rive concave, sur laquelle vous êtes, et indiquez si la consolidation du pied de levée par empierrement se trouve sur votre gauche, devant vous, ou à votre droite. En vous appuyant sur la morphologie du fleuve, expliquez pourquoi la consolidation a été nécessaire à cet endroit plus qu’ailleurs sur la rive.
6. Le scénario que vous avez déterminé à la question 2 pourra t-il se réaliser ici? Pourquoi ?
Petit bonus : rendez-vous au panneau du WP2 sur lequel les cartes ne sont pas inintéressantes pour observer le profil de la Loire et comprendre le caractère exceptionnel des méandres de notre département.
Optionnel, mais apprécié : Joindre au log une photo de vous, d’un objet fétiche ou de votre pseudo dans l’environnement de la cache.
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Sources:
- www.jeanduperrex.ch
- speleh2o.com
- www.techno-science.net
- www.meteorologiaenred.com
- fr.vikidia.org
- https://www.thpanorama.com
GENERAL PRESENTATION
The Loire, the longest river in France, flows over 1006 kilometers between its source in the Massif Central and the Atlantic Ocean. Like most rivers, its course is not linear, and our wild river can even be very winding in places. Its physiognomy in our department is a good example, because it connects several large meanders which give it very pretty curves to observe, but also offer us a great opportunity to understand the mechanisms of river dynamics.
Meanders from Guilly to Châteauneuf sur Loire
This fluvial dynamics, or fluvial geodynamics, studies the morphological evolution of a river. Its application cuts across many scientific disciplines: physical geography, geology, sedimentology, hydraulics, hydrology, biology...and that's understandable, because the shape of a watercourse results from the combination of different characteristics of the environment. , but also physical mechanisms that act on it.
For field observation, I have chosen to show you a good example of river dynamics: the Bou-Sandillon meander, from its southern shore in Sandillon.
FORMATION AND CARACTERISTICS OF A MEANDER
A meander is a very pronounced bend in the course of a stream or river that occurs naturally, under the action of different phenomena.
Originally, the watercourse takes the path that the terrain dictates, on a very simple principle: the water flows where it can, on or between the rocks. In this drawing, everything is obviously not straight, and a very small curvature can give rise to a future meander.
It is primarily a question of erosion, because the water erodes the edges of the natural passage. And in this context, the physical principle of centrifugal force is very important: in a curve the water is deported outwards, and it is therefore these banks that suffer erosion by being confronted with the strongest current. Erosion is water-related, but not only because it also takes place under the action of rocky materials (ranging from fine particles to rock) which are transported by the watercourse after being detached upstream, and collide with the banks.
The opposite bank, inside the curve, is subject to the phenomenon of sedimentation. The centrifugal force sparing it from the strong current of the river or the river, it undergoes little erosion, and on the contrary receives the deposit of rocky materials, in particular the smallest (silt, sand and gravel) by a movement of natural water called "corkscrew" which comes to deposit on this bank the elements torn on the outer bank. A zone of sandy alluvial deposits is then naturally formed, which gradually increases over time.
To Note :
The inner bank is called "convex bank"
The outer edge is called "concave edge"
If the watercourse is not hindered by an obstacle (natural or human), the meander is constantly changing. the concave bank is slowly nibbled away, and the convex bank sees its "beach" lengthen. The curve then becomes more and more pronounced.
All the phenomena described above are summarized in the following diagram :
Over time, the evolution of the meander can even lead to the complete transformation of the landscape, because the loop can end up closing in on itself. In this case, the watercourse resumes a more linear course, and the old meander can either become a dead arm, or become its own freshwater entity: a horseshoe-shaped lake.
The speed of evolution of a meander is highly variable depending on the size of the watercourse, the terrain on which it is located, and the slope. A flow of water on a sandy beach can form meanders in a few hours, while the meanders of large rivers on the plain take several centuries or thousands of years to evolve.
THE BOU-SANDILLON MEANDER
The Bou-Sandillon meander is a good application of what has been described above, and it is above all the environmental context that has allowed the evolution of the Loire towards the current Meander. Here four characteristics were very favorable to the creation of this river profile:
- In our department, the Loire essentially flows over limestone soil. This rock is porous and fragile; it is also very sensitive to water erosion, whether by physical action (alteration by friction) or by chemical action (dissolution under the action of water). The soil has therefore left our river flexible enough to have an evolving morphology.
- The slope on which the Loire flows is low, allowing time for the Loire to shape its meanders.
- The alluvial plain (the surface on which a watercourse is able to flow and/or evolve) is wide, leaving the Loire room to shape its meanders.
- Finally, the river dynamic is a slow permanent process, but is reinforced when the river experiences brutal events. The Loire experiences episodes of flooding, sometimes spectacular, which may have accelerated the evolution of the meanders.
We therefore find here a sandy convex bank, called "great strike", and a concave bank which is undergoing erosion. So much so that it threatens the solidity of the levee built to protect the inhabitants of the Sud-Loire from a possible major flood. The risk is so great that the foot of the levee has recently been protected by a long strip of riprap in the zone most perpendicular to the direction of the Loire and which therefore receives the strongest current in the meander.
Riprap installed in 2008-2009 (Since then vegetation has grown on it)
And as the fluvial dynamics are complex, this meander presents a curiosity with regard to the preceding elements: a large island which had no real reason to be created and to extend to this place where the current is naturally in phase of acceleration... and therefore unfavorable to the sedimentation phenomenon. Be that as it may, the island is present, and it is not without consequence in the fluvial dynamics at this place. Don't forget to take this into account for question 5.
EARTHCACHE RESOLUTION
For the resolution, it will not be enough to summarily identify elements, it will be necessary to understand and explain briefly. Nothing insurmountable, don't worry, the expected answers only require comparing the information on the sheet with field observations, and using common sense.
Sheet information
1. Which physical principle is decisive in the formation of a meander? How does it impact the morphology of the watercourse?
2. Unhindered, how does a meander naturally evolve? What can become at the end of the process?
3. Name the four elements of the local environmental context that favored the development of the Bou-Sandillon meander.
Information from the sheet + Observation from WP1
4. Describe the convex bank, facing you. Explain if your observations correspond to the classic configuration of a meander as described in the sheet.
5. Take a good look at the profile of the concave bank, on which you are, and indicate whether the consolidation of the foot of lifting by stones is on your left, in front of you, or on your right. Based on the morphology of the river, explain why consolidation was necessary here more than elsewhere on the shore.
6. Could the scenario you determinated in question 2 be realized her. Why?
Small bonus: go to the WP2 panel on which the maps are not uninteresting to observe the profile of the Loire and understand the exceptional character of the meanders of our department.
Optional, but appreciated: Attach to the log a photo of you, a favorite object or your nickname in the environment of the cache.
Log this cache "Found it" and send me your proposed answers either via my profile or via geocaching.com messaging (Message Center). You will have a little feedback from me to confirm or invalidate your answers.
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