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Soutenance de thèse de Réjanne Le Bivic

Quantification des processus d’érosion et de transport sur l’île de la Réunion à partir de données multi-sources - mercredi 5 juillet 2017 - 17h - IUEM Amphi A

Encadrement

Christophe DELACOURT - Directeur de thèse
Pascal ALLEMAND (Univ. de Lyon 1) - Co-directeur de thèse
Amélie QUIQUEREZ (Univ. de Bourgogne) - Co-directrice de thèse.


Résumé

La morphologie de l’île tropicale volcanique de la Réunion (Océan Indien) est caractérisée par des vallées fortement incisées et des structures pluri-kilométriques particulières de forme circulaire appelées « cirques ». Ces morphologies sont présentes à la fois sur les flancs du volcan éteint, le Piton des Neiges, et sur les flancs du volcan en activité, le Piton de la Fournaise. Elles témoignent des processus d’érosion et de transport sédimentaire intenses qui s’y produisent. L’intensité de ces processus est liée à la fois au relief prononcé et aux évènements météorologiques extrêmes, les cyclones, durant lesquels de fortes pluies provoquent un ruissèlement important sur les versants et les crues des rivières. Ces crues, d’un débit qui peut atteindre plusieurs milliers de mètres cubes d’eau par seconde, sont responsables d’un transport important des sédiments vers la côte.

Dans ce travail, nous avons testé des solutions permettant de mesurer des volumes sédimentaires érodés et transportés par l’utilisation de données de télédétection multi-sources. En effet l’intensité des crues ne permet pas une mesure précise des volumes sédimentaires transportés par les rivières durant les cyclones, les appareils de mesures classiques ne résistant pas à ces évènements très énergétiques. Nous avons donc développé des méthodologies d’acquisition et de traitement de la topographie par LiDAR terrestre et par imagerie optique acquises depuis un ULM. Ces deux techniques ont été mises en œuvre sur le terrain en mai 2014 et en mai 2015. De plus, afin d’étendre la période temporelle des observations nous avons valorisé les données d’archives d’imagerie aérienne qui existent depuis 1949 sur l’île. Nous avons calculé des MNT diachroniques, et nous avons développé une méthodologie de corrélation d’images SPOT-5 en contexte tropical fortement végétalisé.

Deux sites caractéristiques des principaux processus de démantèlement de l’île ont été étudiés par ces techniques :

  • Le glissement lent de Mare à Poule d’Eau, situé dans le cirque de Salazie, dans un des cirques du Piton des Neiges : ce glissement est composé des dépôts d’une avalanche de débris. Sur ce site, le développement d’une méthodologie de corrélation d’images SPOT-5 a permis de mesurer le champ de déplacement du glissement entre 2006 et 2008. La cartographie de paramètres géomorphologiques depuis 1949 tels que la largeur de la bande active et la longueur du versant nous éclaire sur l’importance relative que chaque épisode cyclonique sur le transport des matériaux alluvionnaires. La cartographie de l’état de surface des sols montre la variabilité dans l’espace et dans le temps des sources de sédiments déposés dans la rivière. Ces sources sont principalement les ravines et la zone d’interface entre le glissement et la rivière.

  • Le rempart de Mahavel et la rivière des Remparts, situés sur un flanc du Piton de la Fournaise : le rempart de Mahavel est un lieu où se produisent des avalanches de débris. Une avalanche importante s’est produite en 1965. En l’absence d’apports de sédiments à la rivière en dehors de ce rempart, il est possible d’observer le démantèlement des produits de cette avalanche de débris majeure au cours du temps en utilisant les images aériennes des campagnes IGN. Les MNT calculés à partir des images acquises en 1961 et 1966 nous ont permis de valider l’estimation du volume éboulé et de caractériser l’étendue spatiale des dépôts qui sont restés localisé sur tablier d’éboulis de Mahavel. Les images aériennes plus récentes nous ont permis de déterminer la largeur du chenal en eau pendant la saison cyclonique 2014-2015, qui est un paramètre clef dans la quantification du transport solide.

Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour explorer le potentiel de la télédétection afin d’affiner les connaissances sur les volumes de sédiments érodés et transportés en contexte volcanique tropical.