La caractérisation et la quantification des transferts sédimentaires dans les hydrosystèmes bas-normands constituent aujourd’hui des enjeux majeurs, non seulement en termes de connaissance du fonctionnement des hydrosystèmes, mais également pour la gestion des milieux et de leurs ressources naturelles (Directive Cadre sur l’Eau, Loi sur l’Eau et les Milieux Aquatiques). En effet, les conséquences associées à ces transferts peuvent être catastrophiques pour les populations (inondations, pollutions), pour les écosystèmes continentaux et aquatiques ou la biodiversité. Les quantifications menées aux exutoires de différents bassins versants bocagers soulignent régulièrement l’importance des transferts sédimentaires. Cependant, l’origine des sédiments et les modalités de leur transfert entre les zones de production et le cours d’eau restent difficiles à déterminer. En effet, si de nombreux stockages intermédiaires peuvent intervenir en amont des haies, l’organisation de l’occupation du sol et des structures paysagères (fossés, routes, etc.) peuvent également se combiner pour former un réseau de drainage artificiel susceptible de connecter au chenal principal des surfaces parfois très éloignées du cours d’eau. Comprendre les dynamiques hydro-sédimentaires internes à un bassin versant bocager nécessite donc de s’interroger sur le rôle des interactions entre les différentes composantes du milieu (parcelles, réseaux de haies, voirie et fossés) et ses conséquences sur la capacité des sédiments à rejoindre le cours d’eau. Pour cela, nous proposons ici une méthodologie permettant de dresser une cartographie des surfaces potentiellement connectées au réseau hydrographique en domaine bocager. Cette méthode, appliquée à trois petits bassins versants bas-normands, développe une approche plus dynamique du système érosif qui permet d’identifier les surfaces potentiellement contributives à la charge solide d’un bassin versant bocager, ce qui constitue une étape préalable indispensable à l’estimation de la connectivité sédimentaire entre versants et cours d’eau au sein de bassins versants bocagers.

Les transferts hydro-sédimentaires de surface qui ont lieu sur les versants influencent sensiblement les différents compartiments des hydrosystèmes et génèrent de multiples aléas (érosion des sols, pollution de l’eau, inondations aux exutoires, etc.). Dans les hydrosystèmes de faible énergie, tels qu’on les rencontre dans le nord-ouest de la France, appréhender les dynamiques d’écoulement sur les versants nécessite en premier lieu de s’intéresser aux rôles respectifs de chacune des entités du paysage (parcelles agricoles, haie, fossé, etc.) et aux interactions qu’elles engendrent avec les transferts hydro-sédimentaires. Dans cet article nous proposons une double approche (modélisatrice et géomorphologique) pour mieux formaliser les liens qui unissent la structure paysagère aux processus de transferts hydro-sédimentaires. Dans une première approche, un modèle développé sous Système Multi-Agents a été conçu en vue de développer des indices d’analyse spatiale capables de mesurer l’impact de la structure paysagère sur la connectivité structurelle. Les premiers résultats de cette approche exploratoire montrent la pertinence d’un tel outil pour une meilleure compréhension des interactions processus/paysage et ouvre des pistes pour l’évaluation de la connectivité fonctionnelle. Cette dernière est ici appréhendée par un travail de quantification des flux hydro-sédimentaires au cours de différents épisodes de ruissellement. Le travail s’est déroulé sur un petit bassin versant normand agricole (17,6 km²). Les résultats de cette approche géomorphologique mettent en évidence des effets de seuils hydrologiques, de disponibilité des stocks sédimentaires ainsi que des effets d’échelles dont la bonne compréhension est fondamentale pour mieux appréhender la connectivité fonctionnelle et la complexité des processus.

De nombreux enjeux socio-économiques et environnementaux sont associés aux transferts hydro-sédimentaires qui s’organisent au sein des hydrosystèmes, depuis les parcelles agricoles jusqu’aux cours d’eau : pollution diffuse, diminution de la fertilité des sols, pertes en sol, crues turbides, etc. Si les conditions d’initiation de ces transferts sont bien connues à l’échelle de la parcelle agricole, les dynamiques d’écoulements qui se produisent sur les versants restent mal connues, et ce particulièrement dans les petits hydrosystèmes bocagers du nord-ouest de la France, où la mosaïque paysagère et notamment la présence plus ou moins importante de réseaux linéaires (haies, routes, fossés…) tend à complexifier leur dynamique spatiale. Connaître les conditions de transfert est pourtant nécessaire en vue d’une gestion intégrée des bassins versants. Aussi, cette étude propose d’utiliser la simulation multi-agents comme outils d’aide à la décision pour mieux appréhender le rôle des réseaux linéaires d’origines anthropiques sur le parcours des écoulements de surface. L’approche menée, dite ascendante, permet d’analyser l’importance des interactions locales qui ont lieu entre chaque entité linéaire pour mieux comprendre le comportement hydrologique global d’un bassin versant. Un premier indice d'analyse spatiale, caractérisant l’impact des réseaux linéaires sur le parcours des écoulements de surface, est proposé ici à partir des simulations numériques. Cet article ouvre également une discussion méthodologique en analysant la pertinence des systèmes multi-agents en tant qu’outils de diagnostic et d’aide à la gestion des espaces sensibles aux processus de transferts hydro-sédimentaires.

Du fait d’un certain nombre de facteurs prédisposants (lithologie schisteuse, forte connectivité versant – chenal), le bassin versant du Haut-Guil (317 km²) est particulièrement sensible au risque de crues torrentielles. Liées à des épisodes météorologiques de haute magnitude/basse fréquence, ces crues entraînent d’importants remaniements de stocks sédimentaires dans les drains élémentaires. Au cours de la crue trentennale de juin 2000, l’un des principaux affluents du Guil, le Peynin (15 km²), a fourni jusqu’à 22 500 m³ de matériaux déplacés par les laves torrentielles. Afin d’améliorer les connaissances sur la dynamique de ces stocks sédimentaires, 320 transpondeurs passifs RFID (PIT tags) ont été implantés dans les galets et blocs du lit du torrent de la Peyronnelle. Depuis deux ans, ces galets et blocs équipés ont fait l’objet d’une surveillance régulière. Le 9 août 2015, un orage estival (14 mm en 3 h) a déclenché des laves torrentielles dans deux sous-bassins du Peynin (Ravin de la Peyronnelle ; Ravin des Trois arbres), mettant en mouvement plus de 90 % des galets et blocs équipés. Les distances maximales parcourues ont dépassé 700 m. Pour cet épisode, un volume total de 9 000 m³ de sédiments a été mobilisé le long du bassin de la Peyronnelle et plus d'un tiers des galets et blocs équipés a rejoint le Peynin. Le taux de retour (~30 %) des galets et blocs équipés ainsi que les distances parcourues mettent en avant la rapide recharge sédimentaire des drains de premier ordre dans les bassins élémentaires.

Des investigations géomorphologiques, géologiques et géophysiques ont été réalisées afin de localiser et d'estimer les volumes sédimentaires stockés dans le bassin-versant du Peynin d’une superficie d’environ 15 km², situé dans les Alpes françaises du Sud. Suite à un travail de terrain et de cartographie ayant permis l’identification et la caractérisation des stocks sédimentaires, deux modélisations statistiques des épaisseurs de sédiments sont proposées. La première modélisation repose sur l’estimation du toit supposé du substratum rocheux à l’aide de fonctions polynomiales. La seconde modélisation s’appuie sur les observations de terrain par l’analyse de 46 coupes topographiques transversales et longitudinales couplée à une expertise géologique et géomorphologique des formations superficielles et des couches sous-jacentes. Pour contraindre les deux modèles, des mesures géophysiques (profils de sismique réfraction) réalisées durant l’été 2014 ont été intégrées pour caler et valider les modèles d’épaisseur. Les volumes de sédiments stockés dans le bassin-versant du Peynin ont été estimés à respectivement 0,46 x 10³ m³ (estimation haute) et 0,13 x 10³ m³ (estimation basse). Rapportés à la surface du bassin-versant, ces volumes correspondent à des épaisseurs moyennes de sédiments de l’ordre de ~30 m pour la première méthode et ~9 m pour la seconde. Dans les deux cas, les dépôts d’anciens mouvements de terrain constituent le principal stock sédimentaire (~80 % des sédiments stockés). Les autres stocks notables sont constitués par les dépôts d’éboulements, les tabliers d’éboulis et les cônes torrentiels.

On 5–6 July 2017, an unstable atmospheric condition caused an unusual concentration of rainfall above the Northern part of Kyushu Island, triggering a set of hydro-meteorological hazards. Within the affected area, the mountainous subwatershed of the Akatani River was significantly impacted by numerous landslides combined with debris flow and floods. National and local agencies deployed a plan of reconstruction to restore the floodplain and protect inhabitants. Regarding the hydrosystem in the Akatani watershed, this reconstruction project mainly focuses on the restoration of damaged protection systems and the construction of new infrastructures. Thus, this paper aims to explain the restoration plan of the Akatani River in terms of the strategic Japanese River System Sabo and then as a model of a national-scale spatial plan. It draws on (i) a literature review based on the historical evolution of Japanese protection systems and the River Sabo System; (ii) field surveys in 2019, 2022 and 2023, in conjunction with (iii) interviews with local, regional, and national officials; and (iv) a Geographical Information System analysis of previously and newly built protection systems through aerial photograph interpretation and geospatial data. Sabo works implemented in the Akatani watershed illustrate the engineering vision of Japanese river management. They also constitute a comprehensive system and include a downstream–upstream logic which echoes that of the River System Sabo. In addition, the disaster of July 2017 and the government’s response emphasize the continuous adaptation and improvement of the Japanese disaster management system, which mitigates severe disasters.