Tracé en plan(en) d'uncours d'eau représentant ses méandres : (A)mouille de concavité, (B)banc de convexité[1] développé le long de larive convexe, (C)radier(en) situé au points d'inflexion de la courbure, 1-1' profil en travers[2], (E)rive concave.Méandrement.Méandres, bras morts et chevelu résultent de ladynamique naturelle des fleuves en plaineDans les pays ditsdéveloppés, depuis 500 ans au moins les méandres et bras morts tendent à disparaître, au profit d'axes navigables et canalisés dont les fonctions écologiques sont très dégradées (par ex. : Rhin ou Rhône en Europe), qu'on tente aujourd'hui derenaturer pour en améliorer la qualité de l'eau.
Unméandre, qui doit son nom àun fleuve de Turquie, est unesinuosité très prononcée[3] du cours d'unfleuve ou d’unerivière, qui se produit naturellement lorsque le courant est suffisant pour éroder les berges en présence de matériaux plus résistants, d'embâcles ou de barrages decastors. Le début desinuosités naturelles est accentué par laforce centrifuge qui exerce une pression sur la partie extérieure de la courbe. Sa courbure est essentiellement due à une faible pente. Les méandres représentent un phénomène majeur de ladynamique fluviale.
Un méandre est aussi dénommé uncingle pour certaines rivières comme laDordogne, laVézère ou leLot. Pour désigner lestresses de grands fleuves, on parlait aussi autrefois (1689) derague ouserpenteaux[4].
Leméandrement, appelé aussiméandrisation, est la formation de méandres dont la cause est encore controversée, mais lesplantes vasculaires qui fixent le sol par leurs racines, y jouent un rôle important[5] (effet desripisylves qui s'installent de préférence dans les zones d'atterrissement favorisé par lesplantes pionnières)[6].
Presque partout, l'homme a contribué à figer (par artificialisation et/ou endiguement des berges) et/ou àrectifier ou détruire (processus d'endiguements de chenalisation[7]...) de très nombreux méandres, ce qui a considérablement dégradé les habitats aquatiques et rivulaires et diminué la surface deszones humides (qui abritent une grande partie de la biodiversité). C'est pourquoi de nombreusessolutions fondées sur la nature et d'expériences derenaturation avecreméandrage sont mises en œuvre de par le monde[7],[8].
Le terme vient dugrecMaiandros, désignant un fleuve deTurquie au cours particulièrement sinueux (appelé aujourd'hui leMenderes). Les Grecs anciens l'avaient divinisé (voir l'articleMéandre (mythologie)).
Le méandre recoupé deNavacelles sur laVis montre bien l'opposition des deux rives concave et convexe et le lobe du méandre devenant très étroit au niveau de son pédoncule
Il existe deux approches pour expliquer la formation des méandres : la turbulence et lacompression. Selon l’école des « compresseurs », les méandres sont formés par le fait de la compression induite par la rugosité du lit du cours d’eau et selon les « turbulents », les méandres sont semblables à desallées tourbillonnaires devon Karman[9],[10].
Le double processus (d'érosion et de dépôt) est une source de perturbation naturelle du cours, favorable auxespèces pionnières et à la diversité deshabitats aquatiques.
Les méandres et le « chevelu » naturels des fleuves évoluent dans l'espace et dans le temps sous l'effet de l'érosion et de la sédimentation due au courant, face aux substrats durs (embâcles naturels ou non). Au fil du temps, un méandre peut finir parse recouper, délimitant unbras mort.
Dans les régions agricoles et urbaines, ou ayant fait l'objet d'aménagements hydrauliques, les méandres et les bras-morts tendent à rapidement régresser puis disparaître au profit de la rectification des canaux (depuis plus de 500 ans en Europe), avec diverses conséquences négatives liées à l'accélération des flux d'eau :
inondations plus graves et plus fréquentes en aval ;
perturbations écologiques, avecfragmentation écopaysagère et dégradation de l'eau liée à l'artificialisation des berges, et souvent aux écluses et barrages associés à ces aménagements ;
alimentation réduite de la nappe phréatique, car la surface et souvent le volume total d'eau du cours des fleuves diminuent, alors que toutes choses égales par ailleurs, c'est la hauteur d'eau qui contrôle la vitesse de percolation vers la nappe (cf.loi de Darcy).
Les grands fleuves dont les berges sont depuis longtemps urbanisées ont souvent conservé leurs anciens et principaux méandres (p. ex. laSeine en France, notamment en aval deRouen), mais ils ont souvent perdu leur« chevelu » et la capacité de ces méandres à évoluer, l'urbanisme ou l'agriculture cherchant à les fixer pour des raisons de protection de la propriété publique ou privée.
méandres de vallée ou méandres encaissés : au fil des siècles, ces cours d'eau ont taillé le roc selon leur formation en méandres. Leur déplacement latéral est extrêmement lent, sinon absent. De telles rivières s'incisent profondément. Un exemple très connu est lefleuve Colorado, auxÉtats-Unis, qui a forgé leGrand Canyon.
méandres libres ou de plaine alluviale : ils se déploient dans lelit majeur du cours d'eau ; il s'agit de méandres très mobiles qui peuvent laisser des secteurs très humides ou abandonnés comme lesbayous dans le sud desÉtats-Unis[11],[12].
On oppose traditionnellement la rive concave (rive externe, attaquée par l'érosion, souvent en pente forte) et la rive convexe (rive intérieure, généralement en pente faible et constituée d'alluvions déposées par le cours d'eau), ces deux rives alternant d'un méandre à l'autre.
Le lobe d'un méandre correspond à l'espace enserré par l'arc de cercle formé par ledit méandre; lorsque le méandre est très accentué, ce lobe se rétrécit à son entrée, formant un pédoncule. Lorsque ce dernier disparaît sous les attaques de l'érosion, il se forme alors un méandre recoupé.
Les cours d'eau naturel à chenal rectiligne ou faiblement sinueux sont rares. Un tracé rectiligne, généralement sur des distances assez courtes, résulte de facteurs qu'on ne rencontre pas très souvent : pentes très faibles ou très fortes (torrents), contraintes géologiques ou tectoniques (lignes de faille).« Dès lors que l'écoulement n'est pas strictement rectiligne, s'établit unecirculation de l'eau hélicoïdale : l'eau circule en surface rapidement d'une berge concave vers la berge convexe du méandre suivant ; elle circule plus lentement au fond de la berge convexe vers la berge concave. Cet écoulement hélicoïdal est a l'origine de la dissymétrie des berges ». Les méandres évoluent par le processus de migration latérale : la rive concave, affouillée par des courants rapides, se creuse et devient abrupte (cette érosion permet l'apparition d'unemouille) tandis que la rive convexe, sous l'action de l'atterrissement provoqué par la végétation, devient en pente douce (édification d'un banc de convexité). Il est aussi à l'origine de la migration naturelle (appelée aussi translation) des méandres vers l'aval (comme les anneaux d'un serpent se déplaçant de la tête vers la queue) par érosion de la berge concave et engraissement (accumulation des alluvions) de la berge convexe : la rive concave, sapée par le courant, s'éloigne sans cesse vers l'aval et finit par rattraper le méandre suivant[13].
Laméandrisation fait partie des processus dits de perturbation qui créent de nouveaux milieux, colonisés par les espèces pionnières, puis par un stade secondaire et climacique. Ce phénomène contribue à l'hétérogénéité et à ladiversité biologique des fleuves, rivières etripisylves. La méandrisation est un phénomène naturel nécessaire au bon fonctionnement écologique des fleuves, qui devrait être préservé ou restauré pour répondre aux objectifs de bonne gestion de l'eau et de bon état écologique dubassin versant (cf.directive-cadre sur l'eau en Europe), que l'écologie rétrospective peut intégrer dans les démarches decartographie des corridors biologiques.Ces processus nécessitent que la rivière puisse librement divaguer dans sonlit majeur, ce qui est peu acceptable dans les contextes de propriété privée. En France les documents d'urbanisme (SCoT en particulier) peuvent désigner et protéger les zones d'évolution des cours d'eau.
Dans les processus de renaturation, pour retrouver un fonctionnement plus naturel et se rapprocher de l'écopotentialité du cours d'eau et dubon état écologique (objectif de ladirective-cadre sur l'eau), des opérations de reméandrisation sont parfois réalisées, par exemple avec l'aide de l'Europe dans le cadre deprojets Life (par exemple) et/ou de restauration de latrame verte et bleue ou degestion restauratoire desites Natura 2000 tel qu'envallée de la Lauter où des canaux de drainage ont été reméandrés pour retrouver un paysage et des fonctionnalités plus proches de cessystèmes naturels[18]. Ainsi en Suisse des travaux de grande ampleur sont parfois menés pour que les rivières puissent à nouveau circuler (et former des méandres) dans leurlit majeur[19]. Des guides et ouvrages spécialisés proposent des documents pédagogiques sur le reméandrage[20],[21],[22].
Formation d'un méandre : la berge de gauche régresse naturellement sous l'action érosive du courant, alors que la berge de droite avance, le courant moins rapide y déposant des sédiments fixés par les arbres.
Dans un contexte aride, les méandres augmentent considérablement le linéaire de végétation rivulaire.
un méandre de laLesse fut naturellement recoupé par une perte d'eau dans un solkarstique augouffre de Belvaux, aux environs deHan-sur-Lesse, ce qui donna naissance auxgrottes de Han ("Han" ou "Ham" étant un nom porté par plusieurs localités de Belgique, signifiantméandre). Le méandre historique est régulièrement réoccupé par la rivière lorsque, en cas de fortes pluies, le gouffre ne peut plus accepter l'ensemble du volume d'eau ;
méandre deDurbuy, désormais comblé, qui protégeait la vieille ville.
Le méandre deCize formé par l'Ain dans le département de l'Ain.
Leméandre du Saugey, formé par le Rhône, est un ancien méandre formant une partie isolée du territoire de la commune de Brangues dans le département de l'Isère.
Le méandre d'Ambialet formé par leTarn dans le département duTarn.
Le méandre deBesançon formé par leDoubs. Le centre historique s'est développé à l'intérieur de ce méandre aujourd'hui appeléla Boucle du fait de sa forme géométrique.Jules César, dans sesCommentaires sur la Guerre des Gaules, décrit ainsi le méandre deBesançon: « Le Doubs entoure presque la ville entière d'un cercle qu'on dirait tracé au compas; l'espace que la rivière laisse libre ne mesure pas plus de seize cents pieds... ».
Le méandre dupont d'Arc (rivièreArdèche). Phénomène unique, le cours d'eau a ici recoupé son méandre en perçant la roche et en laissant une arche de calcaire de 60 mètres de haut sous laquelle la rivière continue à s'écouler.
C.Barnetche, C.Forst et J.Peress,La restauration des cours d’eau. Recueil d’expériences sur l’hydromorphologie, ONEMA,, 364 p.(lire en ligne).
JeroenWarner, MadelindeWinnubst et DikRoth, « Plus d’espace pour le fleuve, plus de place pour la participation citoyenne ? »,Deshima,vol. 2,,p. 61-78(lire en ligne, consulté le).
JeroenWarner et Arwinvan Buuren, « La mise en œuvre de « Plus d’espace pour le fleuve » : les discours positifs et négatifs à Kampen, aux Pays-Bas »,Revue Internationale des Sciences Administratives,no 4,,p. 813-836(DOI10.3917/risa.774.0813,lire en ligne, consulté le).
↑La granulométrie du banc s'affine du haut vers le bas, d'amont en aval (de la queue, au milieu puis à la tête du banc).
↑Il est avec le profil en long et le tracé en plan, une des représentations graphiques qui traduisent la réponse du cours d'eau aux variables (débit liquide et débit de la charge alluviale) qui contrôlent son évolution physique. Le profil en long est un tracé en coupe d'un cours d'eau dans l'axe amont-aval (profil en long du fond du lit et profil en long de la ligne d'eau).
↑Jean-Baptiste Gaby (supérieur ducouvent de l'observance de Saint-François de Loches),Relation de la Nigritie, […] Avec la découverte de la Rivière du Senega, dont on a fait une Carte particulière, E. Couterot,, 92 p.(lire en ligne). Voir p. 90, dernière note : « Ragues, ce sont des détours de la rivière, ou ce que nous appellons serpenteaux ».
↑L'organisation dessuccessions végétales riveraines des cours d'eau en pays tempéré, comprend des associations différentes, depuis les pionniers jusqu'à la ripisylve constituée.« Lesbancs alluviaux sont colonisés en premier par les espèces pionnières herbacées, caractérisées par un enracinement profond qui leur permet de résister auxétiages prolongés et par une bonne faculté de se régénérer par lesgraines que le courant transporte aisément. En second lieu apparaissent les espèces ligneuses pionnières, les saules tout particulièrement et le peuplier noir. Ensuite apparaissent les aulnes et enfin les espèces à bois dur, frêne, érables, hêtres. Dans les zones aval dépourvues de bancs alluviaux, ou dans les rives concaves, les pieds de berge sont occupés par le saule et le peuplier ainsi que par l'aulne glutineux lorsque les conditions d'humidité le permettent. Plus en hauteur sur la berge, viennent l'érable, le frêne, l'orme, le tilleul… Au sommet de la berge, viennent le charme et le chêne pédonculé ». CfGérard Degoutte,Diagnostic, aménagement et gestion des rivières, Lavoisier,,p. 97-98.
↑G.Verniers et A.Peeters, « WALPHY: un projet-pilote de réhabilitation de cours d'eau »,Revue juridique de l'environnement,,p. 151-162(lire en ligne, consulté le).
↑MathieuDuffner, « Diagnostic hydrobiologique du site Natura 2000 de la basse vallée de la Lauter et analyse évolutive de repeuplement de canaux de drainage reméandrés »,Mémoire professionnel (niveau L),, École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg,(résumé).
↑P.Adam, J.-R.Malavoi et N.Debiais,« Fiche pédagogique n° 15 : Le reméandrage », dansManuel de restauration hydromorphologique des rivières, Agence de l’Eau Seine-Normandie(lire en ligne[PDF]),p. 85-92.
