La distribution granulométrique pour tracer l’origine des matières en suspension à l’exutoire d’un bassin versant
/ Le transport des matières en suspension (MES) le long des rivières est un vecteur important de nutriments et de polluants vers les zones côtières. L’identification des sources de MES au sein d’un bassin versant est une étape fondamentale pour mettre en place des solutions de gestion des stocks sédimentaires par les gestionnaires de bassins. Pour cela, l’approche basée sur l’identification de signatures (géochimiques, radioéléments,…), et plus communément appelée approche de « fingerprinting », est une technique très utilisée depuis plusieurs décennies pour identifier les différentes sources potentielles. Les concentrations en métaux, terres rares ou radionucléides sont souvent utilisées comme propriétés des MES. Le choix de la meilleure combinaison de propriétés pour arriver à discriminer de façon optimale les différentes sources se base sur une analyse statistique. Mais la contrainte principale est de choisir des propriétés conservatives dans le temps et dans l’espace, ce qui peut restreindre le nombre de propriétés disponibles. Dans le cadre de l’Observatoire des Sédiments du Rhône (OSR), nous avons étudié l’origine des MES du Haut-Rhône (en amont de Lyon) par des techniques de « fingerprinting » en nous basant sur les concentrations en métaux et éléments majeurs dans la fraction résiduelle (e.g. différence entre extractions totale triacide et douce par HCl) des principaux affluents du Rhône[1]. Nous proposons de compléter cette approche en explorant le potentiel de la granulométrie comme propriété permettant de discriminer les différents affluents. Les paramètres comme le diamètre médian (d50) ou les pourcentages des fractions <20 µm ou <63 µm sont souvent utilisés pour décrire la distribution granulométrique des MES, mais ne sont pas des propriétés conservatives car très dépendantes de l’énergie de l’écoulement, en lien avec les vitesses et l’intensité turbulente. Ainsi, nous proposons d’utiliser la distribution granulométrique au travers des modes granulométriques pour le traçage des MES. Dans cette étude, nous avons développé une méthodologie permettant d’extraire les modes prédominants des distributions granulométriques (i.e. diamètres moyens des modes gaussiens identifiés) pour chacun des affluents. Pour des MES prélevées à l’exutoire des 5 principaux affluents du Haut-Rhône, nous avons mis en évidence la faible variation de chaque mode indépendamment du type de prélèvement (piège à particules, centrifugation continue) et des conditions hydrologiques (périodes d’étiage ou de crues). De plus, les modes sont suffisamment différents entre certaines rivières pour que ce paramètre puisse être intégré au modèle de « fingerprinting ». Au travers d’exemples d’estimation des contributions en MES des principaux affluents du Haut-Rhône, nous montrons l’originalité et le potentiel de la granulométrie comme traceur des sources de MES.
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