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Modalités de remblaiement sédimentaire des paléochenaux holocènes identifiés dans la partie occidentale du delta du Rhône (Petite Camargue, France)

Modalities of sedimentary fillings of the Holocene paleochannels recognized in the western part of the Rhone Delta
Tony Rey
p. 101-111

Résumés

Cet article est une synthèse des résultats géomorphologiques et paléoenvironnementaux obtenus sur cinq paléochenaux reconnus sur la partie occidentale du delta rhodanien (Rey, 2006). L’historiographie et la chronologie des chenaux abandonnés sont succinctement présentées, l’accent est mis sur les modalités d’avulsion des chenaux, lesquels régissent en partie l’évolution de la plaine deltaïque. Le remplissage sédimentaire des chenaux après recoupement évoque des fluctuations hydro‑sédimentaires et l’influence des processus littoraux (morphologie du rivage, dynamiques des passes, variations du biseau salé…). La stratigraphie des colmatages alluviaux révèle aussi la modification du milieu fluvial initial en un milieu aquatique plus ou moins saumâtre favorable à l’installation d’un écosystème lagunaire et marin. Enfin, la configuration des rivages et les dynamiques marines au droit des embouchures au moment où se sont écoulés les chenaux puis au cours de leur colmatage ont grandement influencé les modes de sédimentation à l’intérieur de ceux-ci (engorgement sableux à l’embouchure, passe fermée, diminution du gradient hydraulique…). Les enregistrements sédimentaires évoquent surtout des ambiances locales, et en contexte deltaïque où les effets de site paraissent majeurs, toute la difficulté réside alors dans la corrélation des données à l’échelle de la plaine deltaïque.

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Texte intégral

Les recherches ont été financées par l’Université Paul Valery Montpellier 3, l’UMR 5140/CNRS Archéologie des Sociétés Méditerranéennes, le PCR « Comptoirs littoraux protohistoriques du Languedoc oriental » du Ministère de la Culture (coord. Réjane Roure) et le programme « GDR MARGES ». L’auteur remercie l’équipe Archéologie des Milieux et des Ressources (dir. David Lefèvre) de l’UMR 5140 et Claude Vella de l’UMR 6635 CEREGE pour leur aide précieuse. L’auteur remercie également les deux relecteurs du manuscrit pour leurs critiques constructives qui ont permis une amélioration sensible de cet article.

1 - Introduction

1La dynamique des chenaux deltaïques est régie par leur comportement hydrologique et l’évolution de leur lobe deltaïque. Lorsque l’équilibre entre apports fluviatiles et progradation littorale est rompu, le système deltaïque s’ajuste et se renouvelle notamment par le biais des avulsions, qui sont un élément essentiel dans la construction des deltas (Fisk, 1952 ; Smith et al., 1989 ; Roberts, 1997 ; Stouthamer & Berendsen, 2000). Les avulsions les plus importantes entraînent la mise en place d’un nouveau chenal dont la dynamique va conduire à la création d’un système d’embouchure deltaïque dont la forme s’ajustera aux processus (Collela & Prior, 1990 ; Suter, 1994 ; Hori et al., 2002 ; Battacharya & Giosan, 2003) tandis que dans le chenal initial abandonné se succéderont des environnements aquatiques (Raccasi, 2003 ; Rey, 2006) et terrestres jusqu’à son atterrissement (Hooke, 1995 ; Muller et al., 2008). Les bras morts fluviaux sont alors des éléments résiduels de la dynamique passée du delta qui constituent ainsi des unités morpho-sédimentaires propices aux études paléoenvironnementales (Salvador et al., 2005). Les données sédimentaires comme la charge de fond et le remblaiement organo-alluvial participent aux reconstitutions paléohydrologiques et paléoenvironnementales. En contexte deltaïque, le remblaiement organo-alluvial contribue partiellement à cerner les variations de rythmes hydrologiques à l’échelle du bassin versant. Par contre, cette information acquise à l’échelle stationnelle renseigne sur la dynamique de la plaine deltaïque (déplacement des chenaux, paléodébits…) et surtout sur la modification des milieux installés à l’intérieur du bras mort fluvial dont la variabilité s’avère en étroite relation avec la dynamique deltaïque (ouverture et fermeture des embouchures et des passes, remontée du biseau salé, position de la nappe phréatique…).

2Cet article est consécutif aux travaux réalisés sur la partie occidentale du delta rhodanien (Rey, 2006 ; Rey et al., 2009). Il constitue une synthèse des résultats obtenus sur cinq paléochenaux reconnus dans la plaine deltaïque. Au gré des avulsions, ceux-ci ont drainé la partie occidentale du delta du Rhône au cours des deux derniers millénaires. Les paléochenaux étudiés montrent des modalités de colmatage qui, au-delà d’une apparente homogénéité, présentent une riche diversité dans les modes de sédimentation et dans la succession des milieux, imputable pour partie au contexte deltaïque.

3Notre objectif est de présenter les dépôts sédimentaires remblayant ces paléochenaux et de cerner les changements environnementaux enregistrés au cours de leur colmatage et les influences entretenues avec la dynamique littorale.

2 - Secteur d’étude

4Sixième fleuve européen par son abondance brute et premier fleuve de France, le Rhône draine un bassin versant de 98 000 km2 (Pardé, 1925). Long de 812 km, ce fleuve complexe possède un régime hydrologique irrégulier alimenté par les eaux océaniques, alpines et méditerranéennes. Il en résulte un régime et des débits marqués, caractérisés par une forte variabilité intra-annuelle et inter‑annuelle. À Arles, le débit annuel moyen (période de mesure : 1920-2001) est respectivement estimé à 1 474 m3/s (Antonelli, 2002), le niveau le plus bas atteint par le cours d’eau fut de 580 m3/s en juillet 2003 (Maillet, 2005), les maxima sont observés en mars et en automne : 5 500 m3/s pour une période de retour inférieure à 2 ans et 12 000 à 13 000 m3/s en décembre 2003 pour une crue de retour estimée à 500 ans. Pour la période 1980-2002, la charge solide du Rhône (sables et matières en suspension) a été estimée en moyenne à 9,6 Mt/an (Antonelli, 2002). Environ 80 % de la charge solide est mobilisée lors des épisodes de crues supérieures à 3 000 m3/s (Pont, 1992). Le Rhône termine sa course dans le delta parcouru par le Grand Rhône qui draine environ 90 % des écoulements et le Petit Rhône (branche occidentale) qui écoule les 10 % restants.

5Le delta du Rhône est situé dans la partie nord du bassin occidental de la Méditerranée (fig. 1). C’est un système dominé par l’action des vagues où la plupart de la charge alluviale est initialement déposée à l’embouchure puis redistribuée le long du delta par les courants côtiers (Galloway & Hobday, 1996). Sous l’effet des deux distributaires majeurs (Grand‑Rhône et Petit Rhône), il fait parti des deltas lobés influencés par les vagues (Bhattacharya & Walker, 1992). Le delta du Rhône est soumis à un régime microtidal. Les vents dominants sont de secteurs NO, Nord et NE et génèrent des courants côtiers vers l’ouest ou l’est. Les vagues de longue période proviennent de l’est et sud-est et produisent un courant de dérive littorale vers l’ouest. Les interactions entre les dynamiques marines et la migration latérale des embouchures des distributaires conduisent à une rapide évolution du littoral. Les vents ne font pas que contrôler les courants côtiers mais ils transportent aussi d’importantes quantités de sables, lesquelles participent à l’extension de la plaine et à la construction des cordons dunaires le long du littoral du delta du Rhône. Les dépôts holocènes constituant la plaine deltaïque subissent à certains endroits une sévère érosion marine (fig. 1). La plupart du littoral rhodanien est en érosion à l’exception des plages de La Gracieuse, de Piémanson et de Beauduc (Sabatier & Suanez, 2003) et des plages de l’Espiguette en Petite Camargue (Rey et al., 2009).

6La plaine deltaïque représente une surface de 1 740 km2, longue de 50 km et large de 70 km. Les dépôts fluviatiles holocènes proviennent des différents chenaux rhodaniens qui ont participé à la formation de cette plaine deltaïque. Le nombre, le type et la distribution géographique des chenaux influent sur les modalités de sédimentation et sur le développement de la plaine deltaïque (Orton & Reading, 1993). Ainsi, les dépôts de la plaine deltaïque sont aussi variés que les milieux qui la composent. On y retrouve des dépôts issus de la dynamique fluviale (chenaux actifs et bras morts fluviaux, levées de berge, crevasses…) et littorale (étangs, lagunes, flèches littorales et cordons littoraux, éventails de tempêtes…).

7Le secteur d’étude correspond à la partie occidentale du delta rhodanien communément appelée la Petite Camargue. Cet espace se divise en deux secteurs : un premier secteur fluvio-palustre circonscrit entre les Costières et le Cordon des Sables, puis un second secteur fluvio-marin du cordon des Sables au littoral actuel (fig. 2). Les paléochenaux et les paléodunes sont aussi reconnus sur la plaine deltaïque. Les morphologies des embouchures fossiles visibles en surface ont été identifiées et associées aux chenaux responsables de leur mise en place (Rey, 2006). Ceux-ci se succèdent sur la plaine deltaïque de Petite Camargue et constituent la partie émergée des corps sédimentaires responsable du remplissage sédimentaire du paléogolfe d’Aigues-Mortes (Rey et al., 2009). La reconstitution des étapes de formation de la plaine de Petite Camargue montre l’étroite interdépendance entre les processus fluviatiles et marins dans la formation des édifices deltaïques et l’on comprend dès lors l’étroite relation qu’entretiennent chenaux actifs et abandonnés avec l’évolution du littoral du delta.

Fig. 1 : Configuration de la plaine deltaïque rhodanienne actuelle et dynamiques sédimentaires le long du littoral du delta du Rhône

Fig. 1 : Configuration de la plaine deltaïque rhodanienne actuelle et dynamiques sédimentaires le long du littoral du delta du Rhône

(d’après Sabatier, 2001 ; Provansal et al., 2003 ; Rey et al., 2009).

3 - Matériel et méthodes

8Dans la plaine deltaïque, les recherches ont porté sur le remplissage sédimentaire de cinq paléochenaux (fig.2). Les paléochenaux ont été reconnus en surface à l’aide de photographies aériennes et d’images satellites. Leur morphologie finale signale leur style fluvial avant abandon. La présence d’eau dans ces bras morts fluviaux aide à leur identification mais complique les modalités de sondages à l’intérieur de ceux-ci.

9La stratigraphie des formations sédimentaires est reconstituée à l’aide de sondages réalisés soit avec un carottier à piston stationnaire, soit avec un carottier russe monté sur une plate-forme de carottage ou avec une tarière à gouge. Le carottage concerne les sédiments argileux, limoneux et sableux comblant le paléochenal et s’interrompt le plus souvent sur des dépôts fluviatiles grossiers (graviers et galets). Les carottes sédimentaires ont été coupées en deux parties dans le sens de la longueur. Les carottes ont été photographiées et une description lithostratigraphique a été faite. L’échantillonnage a été réalisé dans les niveaux homogènes ou à macro‑laminations et suivant des pas plus ou moins resserrés en fonction de l’intérêt porté au faciès obtenu, puis stocké dans des sacs en plastique et mis en chambre froide pour ensuite faire l’objet d’une étude granulométrique au granulomètre laser. Pour identifier les modifications environnementales dans les bras morts fluviaux, l’analyse sédimento‑stratigraphique est affinée par les données malacologiques. La chronologie des environnements de dépôts est appréhendée par des datations radiocarbone sur les macro-restes végétaux fossilisés dans le remblaiement (tab. 1). Les échantillons ont été datés par les Centres de datation par le radiocarbone de Saclay France (code laboratoire Saclay) et de Gliwice Pologne (code laboratoire GdA). Plusieurs sites archéologiques émergés situés sur les berges des chenaux fossiles (Landuré & Pasqualini, 2004 ; Leveau, 2004) ou installés sur les dunes en bordure du littoral (Raynaud, 2005) ainsi que l’existence d’épaves (Long, 1997) contribuent à caler chronologiquement les milieux fluviaux et littoraux. Enfin, les chenaux historiques sont datés à l’aide des informations textuelles (Ménard, 1753) et cartographiques historiques.

Fig. 2 : Carte géomorphologique du secteur d’étude représentant les formations deltaïques actuelles et fossiles associées aux distributaires rhodaniens. Localisation des sondages et des datations radiocarbone.

Fig. 2 : Carte géomorphologique du secteur d’étude représentant les formations deltaïques actuelles et fossiles associées aux distributaires rhodaniens. Localisation des sondages et des datations radiocarbone.

4 - Historiographie des chenaux inscrits dans le paléogolfe d’Aigues‑Mortes et dynamiques

10Les étapes de la formation de la plaine deltaïque de Petite Camargue sont reconstituées grâce à l’imbrication des sites et des paléochenaux étudiés. Du Néolithique à l’Antiquité, le littoral de la Petite Camargue constitue un vaste golfe délimité à l’est par l’imposant lobe deltaïque construit par le Rhône de Saint-Ferréol (fig. 3). Durant cette période, le golfe d’Aigues‑Mortes est dessiné par le large cordon dunaire des Sables qui semble avoir longtemps limité et canalisé toutes tentatives d’avulsion dans cet espace (chenal de crevasse avorté des Tourradons) en faveur d’un environnement lagunaire à fluvio‑lagunaire circonscrit entre ce cordon des Sables et le talus des Costières (Rey, 2006). Ce n’est qu’à partir de l’Antiquité et grâce à l’irruption des chenaux rhodaniens occidentaux que le colmatage du golfe d’Aigues‑Mortes s’accélère. La distribution spatiale et la chronologie des paléochenaux établis dans le delta du Rhône sont présentées dans les figures 1 et 2.

11Dans la partie occidentale du delta du Rhône, les distributaires se sont succédé au gré des avulsions (fig.4). Le Rhône de Daladel est abandonné entre le Ier et le IIIe s. A.D. (1920 ± 35 - Saclay 1381). À quelques kilomètres au sud, le chenal de Peccaïs est daté entre le VIe s. et le VIIe s. A.D. (1410 ± 30 - GdA 456). Nous supposons que ce cours se met en place lors de la défluviation du Rhône de Daladel. Vers le XIe s., le Rhône de Peccaïs donne naissance à une nouvelle branche : le Rhône de La Ville. Ce nouveau chenal se forme suite à une modification probablement anthropique du réseau hydrographique plus en amont. Le résultat est la disparition du cours Albaron-Peccaïs en faveur de la branche St Gilles‑Peccaïs-La Ville (fig. 4). Cette redistribution des flux liquides et solides au sein du delta aura d’importantes répercussions sur la configuration morphologique des lobes deltaïques. L’activité du Rhône de La Ville est postérieure au VIIIe s., elle décline suite à une défluviation à partir de la première moitié du XIVe s., puis s’arrête définitivement au début du XVe s. La défluviation partielle du Rhône de La Ville entre 1357-1363 (Florençon, 1996) va créer momentanément la coexistence de deux bras fluviaux dont très vraisemblablement le nouveau cours du Rhône de Saint-Roman, actif du XVe s. à 1532, date à laquelle ces eaux sont déviées artificiellement vers le sud (Ménard, 1753). Il en résulte la formation du Rhône Vif qui sera abandonné dès 1552 (Kruit, 1955) en raison d’une nouvelle défluviation responsable de la formation du Petit Rhône actuel.

Tab. 1 : Datations radiocarbone obtenues sur plusieurs sites de la plaine deltaïque de Petite Camargue

Tab. 1 : Datations radiocarbone obtenues sur plusieurs sites de la plaine deltaïque de Petite Camargue

Calibration avec le programme CALIB 4.4 basé sur INT 98

Fig. 4 : Chronologie des chenaux rhodaniens reconnus (Rey, 2006).

Fig. 4 : Chronologie des chenaux rhodaniens reconnus (Rey, 2006).

Données : 1 Vella et al., 2005 ; 2 Arnaud-Fassetta, 1998 - Raccasi, 2003 ; 3 Arnaud-Fassetta, 1998 ; 4  Maillet, 2005 ; 5 Landuré, 1996 ; 6  Rey, 2006 ;7 Ménard, 1753 ; 8  Kruit, 1955

5 - Les avulsions, moteur de l’évolution des lobes deltaïques

12Une avulsion résulte du changement de l’écoulement d’un chenal en place en faveur d’un nouveau tracé fluvial (Smith et al., 1989 ; Slingerland & Smith, 2004). Dans le processus de l’avulsion, l’ancien chenal est abandonné instantanément ou progressivement. Cette dynamique fluviale constitue une composante essentielle dans l’évolution des lobes deltaïques. En effet, la succession des chenaux présents en Petite Camargue révèle qu’ils se sont formés tour à tour lors d’une défluviation consécutive à une crue ou bien provoquée par l’homme (déviation des eaux fluviales). Lorsque le distributaire atteint son stade de maturité (cf. Daladel, Peccaïs…), son profil en long s’est considérablement allongé, en parallèle, le gradient hydraulique s’est réduit et a entraîné insidieuse- ment une perte de la compétence. Dès lors, l’évacuation de la charge solide hors de l’embouchure se complique, la passe se colmate alors en même temps que le chenal. L’exhaussement alluvial du chenal devient incompatible avec une évacuation efficace des flux sédimentaires contrariée par une passe de plus en plus étroite. L’avulsion apparaît alors comme une étape indispensable dans la mise en œuvre d’un nouveau cycle deltaïque. Le colmatage sédimentaire du chenal facilite la défluviation qui peut se produire au cours d’une crue et à partir d’une percée dans la levée de berge du chenal. Le chenal abandonne ainsi son tracé initial à la faveur d’un chemine- ment latéral à plus fort gradient hydraulique (Fisk, 1952 ; Fisher et al., 1969). La présence de systèmes d’embouchure déviés par les chenaux rhodaniens de La Ville et de St-Roman augmente le risque de percée fluviale à travers les espaces les plus fragiles du cordon littoral qui bloque l’écoulement des eaux (Rey, 2006).

13Toutes ces avulsions identifiées dans la plaine de Petite Camargue s’intègrent dans les cycles de progradation et d’abandon internes au fonctionnement des lobes deltaïques (fig. 5) mais d’autres facteurs doivent être pris en compte comme les variations hydroclimatiques (multiplication des avulsions au cours du Petit Âge Glaciaire), la distribution des débits liquides et solides au sein du delta, l’emprise agricole maximale dans le bassin amont du Rhône à partir du bas Moyen Âge, les aménagements hydrauliques…

Fig. 5 : Représentation graphique des changements systématiques associés à la croissance et à l’abandon du delta

Fig. 5 : Représentation graphique des changements systématiques associés à la croissance et à l’abandon du delta

d’après Roberts, 1997 - modifiée Rey, 2006

6 - Des remblaiements sédimentaires complexes

14Quatre des cinq paléochenaux étudiés demeurent en eau : concernant le paléochenal de Peccaïs, seules les zones les plus déprimées sont en eau ; pour les paléochenaux de La Ville, de St-Roman et du Rhône Vif, l’existence d’une tranche d’eau décimétrique est à relier à la proximité du rivage qui fait de ces bras morts fluviaux des étangs pré-littoraux. En dépit des difficultés d’accès et de sondages, les carottages ont permis d’obtenir la séquence de remblaiement sédimentaire des cinq paléo-chenaux dont les logs stratigraphiques simplifiés sont présentés dans la figure 6.

15Les paléochenaux présentent une puissance de cinq à sept mètres de dépôts ce qui est analogue à d’autres bras morts fluviaux identifiés dans le delta du Rhône (Maillet et al., 2005 ; Rey, 2006). La séquence type du colmatage est caractérisée par un granoclassement normal décroissant du fond de chenal vers la partie supérieure du remplissage témoignant d’une perte d’énergie du courant fluvial. Les paléochenaux furent surtout le siège d’une sédimentation allochtone (faciès détritiques, micro et macro-lamines, faible teneur en MO…).

16La base des séquences sédimentaires représente la fin du fonctionnement du chenal, avec l’identification du sommet de la charge de fond transportée dans le chenal actif. La charge de fond des paléochenaux dans le delta est préférentiellement composée de sables (Arnaud‑Fassetta, 1998 ; Raccasi, 2003 ; Maillet, 2005 ; Rey, 2006) bien que des galets et des graviers inscrits dans une matrice de sables grossiers à fins furent trouvés dans la charge de fond transitant dans le paléochenal de Peccaïs. Pour autant, ce lithofaciès constitue probablement un épiphénomène compte tenu de la faible épaisseur de cette charge grossière et de la localisation du sondage réalisé dans la partie aval du delta (Rey, 2006) ; ce type de dépôts a été identifié par Arnaud-Fassetta (2004) mais en amont du delta. L’autre spécificité du remblaiement sédimentaire du paléochenal de Peccaïs réside dans l’absence d’une imposante couche de sables, qui est pourtant une caractéristique essentielle et analogue à tous les paléochenaux rhodaniens ; ces sables ont été expulsés hors de l’embouchure puis repris par les courants littoraux responsables de la formation des flèches d’embouchure symétriques associées à ce distributaire (Rey, 2006).

17Les dépôts du colmatage alluvial reposent sur le sommet de la charge de fond avec parfois une discontinuité érosionnelle. Cette coupure franche dans la texture des dépôts signe alors le recoupement du chenal et le début du colmatage. Les dépôts sont composés de limons ou de limons argileux parfois organiques, à la structure massive, interstratifiés par des passées sableuses qui traduisent probablement des crues d’intensité plus élevée et/ou le rapprochement d’un chenal actif mais aussi des apports ruisselés ou de sapement de berges.

18Dans certains cas, la proximité entre le rivage et le bras mort fluvial en cours d’atterrissement conduit à des colmatages sédimentaires originaux : le remblaiement sédimentaire du Rhône Vif est caractérisé par un impo- sant dépôt de sables moyens, azoïques, sans litage apparent, reposant en rupture franche sur un dépôt limono-argileux (fig. 6). A lui seul, ce dépôt représente 35 % du comblement du paléochenal. Cette formation sableuse correspondrait à des dépôts littoraux émergés liés à des événements de submersion marine (percée du cordon littoral lors d’une tempête) responsables de la constitution de dépôts de débordement vers l’intérieur du littoral.

19Des lits plans limono-argileux (dépôt dans une eau calme par décantation) riches en macro-restes végétaux et en malacofaunes coiffent le sommet du remplissage. A ce stade, les bras morts fluviaux sont encore en eau mais la contraction du chenal en profondeur et en largeur s’accompagne d’une diminution des courants tractifs au profit de la décantation. La végétation colonise les berges et les nouveaux espaces gagnés sur l’eau. Les données malacologiques (forte proportion d’Hydrobia et de Cardium, présence de Ficopomatus enigmaticus et Murex brandaris.) indiquent la présence d’un milieu aquatique saumâtre de type lagunaire à laguno-marin. Cette spécificité que l’on trouve dans de nombreux paléochenaux étudiés dans le delta du Rhône (Arnaud-Fassetta, 1998 ; Burot, 1998 ; Raccasi, 2003 ; Rey, 2006) est imputable au contexte deltaïque où se mélangent les eaux douces fluviales et les eaux marines. La baisse du flux d’eau douce corrélative à l’abandon du chenal permettrait une salinisation des eaux fluviales à partir de la remontée du biseau salé le long du bras mort fluvial auquel s’ajoute l’influence de la proximité du rivage transformant ainsi le milieu fluvial initial en un milieu saumâtre, siège de nouveaux environnements et écosystèmes de type lagunaire et palustre comme les mares temporaires (Muller et al., 2008).

20Enfin, aucun des chenaux recoupés dans le delta du Rhône n’a révélé de niveaux tourbeux. L’abandon du chenal n’entraînerait jamais une sédimentation organique authigène (bras engorgé de matière organique) contrairement à d’autres chenaux de plaine alluviale (Carcaud et al., 2002 ; Cubizolle et al., 2002). L’absence d’une turfigenèse après leur abandon laisse à penser que les chenaux inscrits dans la plaine deltaïque rhodanienne sont restés partiellement connectés aux chenaux principaux. La persistance d’apports minéraux dans cette partie du delta au cours de l’Holocène récent peut être imputable à une emprise agraire de plus en plus étendue et continue dans la partie amont du delta justifiant une érosion accrue des sols et une forte charge en MES (Arnaud et al., 2005 ; Salvador et al., 2005).

Fig. 6 : Logs stratigraphiques simplifiés des colmatages alluviaux des paléochenaux reconnus dans la plaine deltaïque de Petite Camargue.

Fig. 6 : Logs stratigraphiques simplifiés des colmatages alluviaux des paléochenaux reconnus dans la plaine deltaïque de Petite Camargue.

7- L’hydraulicité des chenaux actifs

21La puissance des flux hydriques est appréhendée grâce à l’étude granulométrique des dépôts de la charge de fond alluviale. Le tableau 2 présente le grain moyen et la compétence maximale (Cs) des paléochenaux et chenaux actifs rhodaniens. La variabilité du grain moyen acquis dans les charges de fond des paléochenaux rhodaniens peut être due à plusieurs causes interdépendantes, pour certaines identifiées sur le bassin versant rhodanien :

  • le nombre de chenaux rhodaniens drainant la plaine deltaïque influence la répartition des débits liquides et solides. Aujourd’hui, deux chenaux parcourent la plaine deltaïque mais on dénombre bien plus de chenaux à l’Antiquité et au Moyen Âge (fig. 4). Depuis la période moderne, la réduction du nombre de chenaux actifs dans le delta a très vraisemblablement renforcé les flux dans les deux cours d’eau restants, le Grand Rhône et le Petit Rhône. La compétence de ces deux chenaux actuels est également influencée par la contraction artificielle des lits fluviaux visant à favoriser l’autocurage et donc le transit de grains plus grossiers.

  • la pente hydraulique varie en fonction du stade de maturité des chenaux et de leurs lobes deltaïques. La relative jeunesse des chenaux en Petite Camargue pourrait expliquer l’existence d’une pente plus forte (augmentation de l’efficacité hydraulique) dans le paléogolfe d’Aigues‑Mortes alors que les lobes orientaux ayant atteint leur stade de maturité se caractériseraient par une décroissance de l’efficacité hydraulique.

  • les activités humaines sur le bassin versant (déforestation, défrichement, re-végétalisation du bassin versant, activités agricoles…) et les variations des rythmes hydrologiques consécutives à des forçages climatiques et climato-anthropiques – hydrodynamisme actif à l’Antiquité tardive et au cours du Petit Âge Glaciaire ou calme hydrologique de l’Optimum médiéval – se répercutent sur la répartition des débits liquides et solides au sein du delta et sur la mobilité du trait de côte. En fonction de leur période d’activité, les chenaux ne sont alors pas soumis aux mêmes dynamiques hydro-sédimentaires.

  • les effets de site : l’ajustement des variables internes des chenaux est spatialement et temporellement différent. Par ailleurs, le delta ne constitue que le réceptacle des flux solides les plus fins, les matériaux plus grossiers étant stockés plus à l’amont. Les distributaires n’évacuent alors que les sédiments les plus fins masquant parfois des « événements » sédimentaires reconnus plus en amont dans la vallée rhodanienne (Salvador et al., 1993 ; Bravard et al., 1997 ; Berger et al., 2002 ; Berger et al., 2004).

22A côté de l’ajustement autocyclique des lobes deltaïques (Roberts, 1997), d’autres facteurs comme les variations hydroclimatiques et climato-anthropiques reconnues sur le bassin versant rhodanien (Bruneton et al., 2001 ; Arnaud-Fassetta, 2002 ; Berger et al., 2002 ; Mastronuzzi & Sanso, 2002 ; Berger et al., 2003 ; Provansal et al., 2003 ; Van der Leeuw et al., 2005) influencent le fonctionnement hydrologique des chenaux, sans que l’on puisse encore véritablement cerner la part de ces forçages du fonctionnement autocyclique des lobes.

Tab. 2 : Comparaison des charges de fond des paléochenaux rhodaniens aux chenaux actuels du delta du Rhône (Rey, 2006).

Tab. 2 : Comparaison des charges de fond des paléochenaux rhodaniens aux chenaux actuels du delta du Rhône (Rey, 2006).

1Raccasi, 2003 ; 2Arnaud-Fassetta, 1998 ; 3Maillet et al., 2005 ; 4Quisserne, 2000.

8- Conclusion

23L’historiographie des paléochenaux permet de montrer qu’au moins cinq paléochenaux se sont succédé au cours de ces deux derniers millénaires. Chacun a construit un système d’embouchure distinct, lobé ou dévié, en fonction de la dominance des processus fluviatiles et marins, eux-mêmes sous l’influence de forçages climatiques et climato-anthropiques reconnus à l’échelle du delta du Rhône. Ces avulsions sont le moteur de la construction des deltas.

24A l’échelle du chenal abandonné, la pente et l’efficacité hydraulique ainsi que les vitesses d’écoulement et les connexions possibles avec un chenal principal ou lors des crues influencent la vitesse de sédimentation à l’intérieur du bras mort fluvial. La fréquence de débordement n’est cependant pas un paramètre invariant. La fréquence et l’intensité des crues conduisent au processus de comblement (exhaussement du fond alluvial) lequel modifie les conditions d’écoulement dans le bras mort fluvial et limite les connexions avec un chenal actif. Les bras morts restent sous l’influence de la dynamique fluviale (dépôts de ruissellement, sapement de berges, récurrences de crues, courants résiduels) et littorale (remontée du front salé, cônes de débordement de tempête). Le rythme du comblement varie aussi en fonction de l’existence d’un exutoire maritime ou lagunaire (décharge maximale avec une passe). La variabilité des remblaiements sédimentaires s’effectue sous l’effet des forçages externes et internes et confirme aussi la variabilité des conditions hydro-sédimentaires à très court terme, les effets de la topographie du fond alluvial (seuils et mouilles) et du style fluvial (rectiligne, méandriforme, tressé) dans la dynamique du dépôt (effets de site) et la diversité des modes de comblement (Kraus & Larson, 2002 ; Wen, 2004).

25Les chenaux abandonnés peuvent aussi évoluer en fonction des environnements locaux : dans le delta du Rhône, la remontée du front salé et/ou la dynamique des passes (ouverture ou fermeture) ont influencé les modalités de colmatage des bras morts fluviaux mais aussi le type d’écosystème à l’intérieur de ceux-ci. Le colmatage est alors caractérisé par des dépôts fluvio-lagunaires mais aussi laguno-marins. L’augmentation du taux de salinité des eaux du chenal abandonné favorise alors la mise en place d’un milieu fluvio-lagunaire oligohalin à euryhalin ou marin. Le contexte deltaïque semble alors propice à la transformation du milieu fluvial initial en un milieu saumâtre. Lorsque la tranche d’eau disparaît même temporairement, les milieux aquatiques plus ou moins salés laissent place à des environnements terrestres ou mixtes comme les mares temporaires de Camargue, dépressions reliques d’un ancien chenal (Muller et al. 2008). Ces zones déprimées en eau ont aujourd’hui une valeur économique, patrimoniale et écologique (Adamus & Stockwell, 1983).

26Enfin, qu’ils soient synchrones ou diachrones, les chenaux possèdent une compétence qui leur est propre. L’information hydro-sédimentaire est alors circonscrite et dépendante au site. Les rythmes de sédimentation et de progradation du littoral constituent des variables complémentaires qui permettent de dépasser l’échelle stationnelle et d’élargir les points de comparaison.

27Les prochains objectifs visent à cerner les liens entre le remblaiement des paléochenaux inscrits dans le delta du Rhône et les fluctuations hydro-sédimentaires reconnus à l’échelle du bassin versant. Pour sortir de l’échelle stationnelle et faire la part de certains forçages externes reconnus, il apparaît indispensable d’étudier dans le détail les lobes deltaïques fossiles (description des morphologies d’embouchure, rythmes de progradation…) et de dater le plus finement possible les formations littorales qui les composent.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 : Configuration de la plaine deltaïque rhodanienne actuelle et dynamiques sédimentaires le long du littoral du delta du Rhône
Crédits (d’après Sabatier, 2001 ; Provansal et al., 2003 ; Rey et al., 2009).
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/5483/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 52k
Titre Fig. 2 : Carte géomorphologique du secteur d’étude représentant les formations deltaïques actuelles et fossiles associées aux distributaires rhodaniens. Localisation des sondages et des datations radiocarbone.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/5483/img-2.jpg
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Titre Tab. 1 : Datations radiocarbone obtenues sur plusieurs sites de la plaine deltaïque de Petite Camargue
Légende Calibration avec le programme CALIB 4.4 basé sur INT 98
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/5483/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 20k
Titre Fig. 3 : Position du rivage du delta du Rhône entre le Ier s. BC et le Ier s. AD.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/5483/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 28k
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/5483/img-5.png
Fichier image/png, 74k
Titre Fig. 4 : Chronologie des chenaux rhodaniens reconnus (Rey, 2006).
Légende Données : 1 Vella et al., 2005 ; 2 Arnaud-Fassetta, 1998 - Raccasi, 2003 ; 3 Arnaud-Fassetta, 1998 ; 4  Maillet, 2005 ; 5 Landuré, 1996 ; 6  Rey, 2006 ;7 Ménard, 1753 ; 8  Kruit, 1955
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/5483/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 28k
Titre Fig. 5 : Représentation graphique des changements systématiques associés à la croissance et à l’abandon du delta
Crédits d’après Roberts, 1997 - modifiée Rey, 2006
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/5483/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 28k
Titre Fig. 6 : Logs stratigraphiques simplifiés des colmatages alluviaux des paléochenaux reconnus dans la plaine deltaïque de Petite Camargue.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/5483/img-8.jpg
Fichier image/jpeg, 44k
Titre Tab. 2 : Comparaison des charges de fond des paléochenaux rhodaniens aux chenaux actuels du delta du Rhône (Rey, 2006).
Légende 1Raccasi, 2003 ; 2Arnaud-Fassetta, 1998 ; 3Maillet et al., 2005 ; 4Quisserne, 2000.
URL http://journals.openedition.org/quaternaire/docannexe/image/5483/img-9.jpg
Fichier image/jpeg, 49k
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Pour citer cet article

Référence papier

Tony Rey, « Modalités de remblaiement sédimentaire des paléochenaux holocènes identifiés dans la partie occidentale du delta du Rhône (Petite Camargue, France) »Quaternaire, vol. 21/1 | 2010, 101-111.

Référence électronique

Tony Rey, « Modalités de remblaiement sédimentaire des paléochenaux holocènes identifiés dans la partie occidentale du delta du Rhône (Petite Camargue, France) »Quaternaire [En ligne], vol. 21/1 | 2010, mis en ligne le 01 mars 2013, consulté le 26 mai 2024. URL : http://journals.openedition.org/quaternaire/5483 ; DOI : https://doi.org/10.4000/quaternaire.5483

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Auteur

Tony Rey

E.A. 3766 GESTER, Université Paul Valery Montpellier 3, Route de Mende, BP 5043, 34032 Montpellier Cedex. Courriel : tony.rey@univ-montp3.fr

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