Transport solide et abrasion dans les rivières à fond rocheux. De la mesure au modèle sur un exemple himalayen

L'érosion fluviatile par abrasion joue un rôle prépondérant dans l'évolution du paysage, notamment en contexte orogénique dans les rivières à fond rocheux. Le but de cette thèse est de démontrer qu'une étude intégrée des processus d'abrasion (petite échelle et courte période se temps) est possible sur le terrain à condition de bien contraindre l'environnement érosif , c'est-à-dire : (1) les caractéristiques des flux d'eau (fréquence des crues, modélisation des écoulement dans le chenal) et des flux de sédiment (volume de sédiments transporte , granulométrie) ; (2) la résistance mécanique à l'érosion des roches du substrat. L'autre point essentiel est naturellement la mesure de l'érosion in situ qui nécessite la conception d'outils originaux. Au travers des plis de l'avant pays himalayen que nous avons choisis comme laboratoire naturel , dans les Siwaliks du Népal Central, l'abrasion fluviatile annuelle a atteint localement plusieurs millimètres voire dizaines de millimètres en 2006. Nous proposons un modèle simple intégrant les caractéristiques des flux et les l'érodabilités des roches permettant de reproduire assez fidèlement les valeurs d'érosion mesurées sur le terrain (à l'échelle d'une section de chenal). Ce mémoire est également l'occasion d'avancées méthodologiques, notamment sur la mesure indirecte de la charge de fond (granulométrie sur image des séries conglomératiques, désagrégation des grès) et sur la mesure de l'érodabilité des roches directement sur le terrain grâce au rebond du marteau de Schmidt. Nous présentons enfin de nouveaux dispositifs autonomes de mesure en continu dont un capteur d'érosion très prometteur.Fluvial erosion is a major agent of landscape evolution, noteworthy in bedrock rivers of orogenic belts. The goal of this memoir is the demonstration that an integrated study of abrasion processes (small scale and short term) is possible directly in field conditions if the erosive background is well constrained, in other words: (1) the characteristics of water fluxes (flood frequency, hydraulic properties and the flow structure analysis of the natural channel) and of sediment fluxes (volume of transported sediments, grain size); (2) the mechanical resistance of the bedrock. The other main objective is of course the in situ measurement of erosion, which requires the conception of new tools. In our natural laboratory of the Himalayan foreland (frontal fold belt, Siwaliks of Central Nepal), yearly fluvial abrasion reached in 2006 several millimeters, even tens of millimeters. We propose a straightforward erosion model integrating fluxes characteristics and rocks erodabilities (i.e. the erosive background ) at the scale of the channel section. Our model fits quite faithfully with measured erosion in the river bed. This manuscript is also the occasion of methodological outbreaks, mainly on the indirect measurement of the river bedload (conglomerate grain size analysis from pictures, sandstone disintegration) and on the measurement of the rocks erodability directly on the field with a Schmidt Hammer. At least we present new autonomous measurement devices of which a very promising erosion sensor .GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF