Les mouvements du sable


Les mouvements du sable en Loire sont naturels mais se trouvent parfois, même souvent, perturbés par des aménagements dont les conséquences s'avèrent, au fil du temps, très négatives. Une bonne connaissance de ces mouvements est donc fort utile et deux méthodes ont été récemment mises en œuvre. Il convient de s’y intéresser.

Les chaînes d'érosion

 Dans le cadre du programme de remodelage des épis, entre Bouchemaine et Chalonnes-sur-Loire, le suivi des mouvements de sable entre les épis est effectué en utilisant des chaînes d'érosion. C'est un moyen simple et efficace qui mérite quelques explications.
Le principe consiste, en fin de période d'étiage, à implanter verticalement dans le sable une chaîne dont le sommet est à fleur de la surface du sable. L'année suivante, l'examen attentif de l'extrémité de la chaîne fournit de précieuses indications selon les cas sui-vants :

    • L'extrémité de la chaîne affleure toujours avec la surface du sable. Cela signifie qu'il n'y a pas eu de mouvement des granulats. C'est un cas rare.

   • Une partie de la chaîne est couchée sur le sable, en général dans le sens du courant. La longueur de la chaîne ainsi couchée indique la hauteur de sable qui s'est déplacé à cet endroit.

   • La chaîne n'apparaît pas et il faut creuser avec précaution pour la retrouver et examiner la nouvelle configuration dans laquelle elle se trouve.

Quatre cas peuvent se présenter et, pour faciliter les explications, des valeurs indicatives sont retenues à titre d'exemple :

 1/-  La chaîne est retrouvée sous une hauteur de 10 cm de sable, telle qu'elle a été implantée. Cela signifie qu'il y a eu un apport de sable sur une hauteur de 10 cm.
2/- La chaîne est retrouvée sous une hauteur de 30 cm de sable et le brin couché mesure une longueur de 30 cm. Cela signifie qu'à un moment donné, il y a eu érosion de 30 cm et que, par la suite, de nouveaux apports ont comblé l'érosion en retrouvant le niveau initial de la grève.
3/- La chaîne est retrouvée sous une hauteur de 50 cm de sable et le brin couché mesure une longueur de 30 cm. Cela signifie qu'il y a eu érosion initiale sur une hauteur égale à 30 cm puis des apports sur une hauteur égale à 50 cm.
4/- La chaîne est retrouvée sous une hauteur de 30 cm de sable et le brin couché mesure une longueur de 50 cm. Cela signifie qu'il y a eu d'abord une érosion égale à 50 cm puis un comblement égal à 30 cm.

En première lecture, cela peut paraître un peu compliqué mais, en réalité, c'est très élémentaire. Cet outil rustique permet de savoir ainsi ce qui s'est passé durant la saison hivernale, en général propice aux mouvements de sable.

- Recherche des chaînes plantées l'année précédente.

 Le technicien est muni d'un GPS calibré pour le secteur concerné qui permet de retrouver la position de la chaîne à l'endroit précis où elle se trouvait (en longitude et latitude) au centimètre près.
Il faut ensuite rechercher la chaîne sous le sable. Pour cela, un détecteur de métaux dont la sensibilité est d'environ 5 cm sous la surface du sol est utilisé. S'il n'y a pas de signal sonore, on procède à l'enlèvement du sable avec une pelle, toujours avec précaution avant de procéder à un nouveau test du détecteur de métaux. Lorsque le signale sonore se manifeste, la poursuite de la recherche se fait alors à la truelle. Le tout est de découvrir la chaîne et l'orientation du brin qui a été couché.
La mesure de la profondeur de creusement et du brin couché permet de connaître les mouvements du sable durant l'hiver (cf. explications ci-dessus).

  - Mise en place d'une nouvelle chaîne.

Il s'agit d'enterrer verticalement, jusqu'au ras du sable, une chaîne de longueur égale à 2 m. Simple, n'est-ce pas ? Oui, quand on connaît la procédure. Un tube, légèrement plus long que deux mètres est enfoncé verticalement avec une perceuse portative en mode percussion. Ensuite, la chaîne, qui est munie d'un petit clip qui s'ouvrira au débouché inférieur du tube (comme une flèche d'un harpon), est guidée dans le tube avec l’aide d'une tige de fer qui pousse le clip jusqu'au fond. A partir de ce moment-là, il suffit de retirer doucement le tube en maintenant la pression sur la tige de fer, le clip étant alors libéré s'ouvre et s'ancre dans le sable. Il faut alors retirer la tige de fer et continuer d'extraire le tube. Si quelques cm de la chaîne dépassent du niveau du sable, les maillons sont coupés au ras du sol.
Il n'y a plus qu'à revenir l'année sui-vante pour voir ce qui s'est passé.

 L'exploitation scientifique est assurée par un laboratoire de l'Université François Rabelais de Tours.

Carte morpho-bathymétrique de la Loire.

La connaissance du "plancher" du lit de la Loire est chose importante afin de pouvoir analyser et comprendre le déplacement des sédiments au cours du temps. La technique du sondage avec une perche pour aussi utile qu'elle ait été est bien naturellement insuffisante et, à partir des années 95, des outils plus performants ont été mis en œuvre, tels que le laser aéroporté ou le sondeur monofaisceau. Le champ de mesure reste cependant un peu limité. Au cours du premier trimestre 2013, le GIP Loire estuaire a fait procéder à la réalisation d'un levé bathymétrique haute résolution de la Loire entre Les Ponts-de-Cé et Nantes en mettant en œuvre un sondeur multifaisceaux.

Le principe du sondage multifaisceaux consiste, à partir d'un bateau, à émettre des signaux sonores dans un plan perpendiculaire à l'axe du bateau et à mesurer le temps nécessaire au signal pour parcourir le trajet bateau/fond/bateau, et ce, en couvrant un angle qui peut atteindre 150 degrés. Connaissant la célérité du son dans l'eau (de l'ordre de 1500 m/s) il est ainsi possible de connaître la profondeur du lit par rapport à la surface de l'eau. Avec des moyens de calculs puissants, l'altitude du fond du lit, sur une très grande largeur en un seul passage, est ainsi identifiée. La précision est telle que les ouvrages submergés, tels que les épis ou autres chevrettes mais aussi les ondes de sable apparaissent très nettement lors de la restitution graphique. Si le principe en est relativement simple, il s'agit en fait d'un moyen de mesure très sophistiqué qui prend en compte, dans les calculs de restitution, de nombreux paramètres correcteurs pour obtenir une précision satisfaisante. Il s'agit, ni plus ni moins, que de définir l'altitude NGF d'un point du lit, identifié par sa latitude et sa longitude.

Ces informations constituent une banque de données précieuses qui permettront, dans le cadre de nouvelles campagnes de mesure, d'étudier l'évolution morpho-bathymétrique du lit de la Loire (localisation et quantification des dépôts et des érosions par exemple).

La restitution graphique de la campagne menée par le GIP Loire Estuaire peut être consultée sur :

http://www.loire-estuaire.org/documents/pdf/Atlas_bathymetrique_loire.pdf

En terme de conclusion

Dans sa lettre d'Information de Janvier 1995, la Sauvegarde de la Loire angevine suggérait “d'étudier attentivement l'évolution des fonds du lit depuis la cessation des extractions de sable, d'effectuer des relevés bathymétriques une ou deux fois par an avec une grande précision, afin d'a-nalyser et comprendre comment les déplacements de sable s'effectuent”. Et d'ajouter : “il s'agit d'un travail important qui pourrait être confié à un laboratoire d'université ou de grande école d'ingénieurs afin de bénéficier de moyens de mesure nouveaux et de puissants moyens de calcul car le nombre d'informations à traiter sera considérable”.

Cela date presque de 20 ans mais nous y sommes. Enfin !

Il n'en reste pas moins qu'il ne s'agit pas d'en rester là et, comme l'a dit Fernand Verger, Professeur émérite de l'Ecole Normale Supérieure, lors d'une récente demi-journée scientifique sur le sujet, il faut poursuivre régulièrement ces acquisitions.

Ne perdons pas cela de vue.

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