1Le Verdouble est l’un des cours d’eau méditerrannéens qui draine une partie des Corbières. Une grande partie de son bassin versant (S = 250 km²) est développée dans des terrains calcaires. Faiblement aménagée, à l’exception de quelques prises d’eau de canaux d’irrigation, cette rivière dont l’accès est parfois difficile, est un des organismes de la région encore à peu près naturel sur une bonne partie de son cours.

I - LE CADRE PHYSIQUE GENERAL

1. Rappel des traits de la morphostructure du bassin versant

2Dans la partie aval, la moins élevée du bassin versant, le relief se présente sous la forme d’une succession d’éléments de plateaux aux environs de 150-200 m, dominés en certains endroits par des reliefs plus élevés, et de dépressions en contrebas d’un centaine de mètres. Ce relief compartimenté résulte de la juxtaposition d’affleurements de résistance contrastée (calcaires et marnes), différence de résistance exprimée dans le relief à la suite de l’enfoncement des cours d’eau. Guidé en certains endroits par des fractures, le Verdouble s’est enfoncé très vraisemblablement à partir d’une surface d’aplanissement généralement datée du Miocène, dont semble bien témoigner actuellement la planité de certains reliefs calcaires qui dominent la vallée du Verdouble. Le sens de l’écoulement de ce cours d’eau vers le Sud et vers l’Agly (fig. 1 A) est expliqué par le basculement dans cette direction de la surface d’aplanissement.

2. Précipitations et écoulements

3Le bassin versant du Verdouble reçoit des précipitations moyennes annuelles modestes (environ 750 mm), pour un bassin situé dans le cadre montagneux du Roussillon, avec bien sûr une irrégularité interannuelle de type méditerranéen. Les précipitations, d’origine océanique en règle générale, peuvent être abondantes mais étalées sur plusieurs jours en hiver et au printemps. Certains étés et certains automnes, les précipitations, souvent d’origine méditerranéenne, peuvent être moins abondantes mais sont plus brèves et plus intenses. Dans les deux cas, elles donnent lieu à des crues.

4Conséquence d’une pluviosité modeste et d’une forte évaporation pendant la période chaude, l’abondance hydrologique moyenne du Verdouble est relativement faible, avec un module un peu supérieur à 2 m³/s et un débit relatif légèrement supérieur à 7 1/s/km²

5Les précipitations d’hiver et du début du printemps, régulièrement réparties, expliquent la relative abondance des débits et leur pondération pendant cette période, en dehors des épisodes de crues. Le minimum se situe en août au cœur d’un trimestre de faible débit.

Débits moyens mensuels1 (période de référence : 1967-1993), en m³/s

6Les étiages du Verdouble sont moins marqués que sur d’autres cours d’eau méditerranéens car ils sont atténués par la présence, dans les masses calcaires du bassin, de réserves karstiques.

II - LE LIT DU COURS D’EAU

A/ Aspects généraux

7Dans les bassins aussi bien que dans les gorges, il s’agit d’un lit de creusement. C’est-à-dire que le lit est creusé dans la roche en place : en schématisant, marnes dans les bassins, calcaires dans les sections en gorge. Le long du cours d’eau et de ses affluents, toutes les terrasses sont du type terrasses d’ablation. Les alluvions sont assez peu épaisses mais couvrent souvent la majeure partie du fond du lit rocheux. Le profil longitudinal, d’allure générale concave, comporte de nombreuses ruptures de pente. Dans les sections en gorge correspondant aux reliefs, la roche résistante affleure dans le talweg et la pente longitudinale est plus forte que dans les bassins creusés dans des roches moins résistantes. Quand ce contraste de résistance est particulièrement accusé, les différences de pente longitudinale peuvent être très fortes, variant du simple au double. Ces forts contrastes de pente longitudinale sont caractéristiques de profils de creusement, où la régularisation du profil à l’échelle du kilomètre ou de plusieurs kilomètres est très loin d’être réalisée.

8Les formes et les dimensions du lit fluvial expriment ce contraste entre sections en gorge et bassins. Dans les premières, les terrasses étant quasiment absentes, le fond du lit est habituellement occupé tout entier par le lit majeur rocheux (30 m de large maximum), dans lequel est emboîté un lit mineur large d’une dizaine de mètres au maximum et profond de quelques mètres (2 à 5 selon les endroits). Le caractère de lit de creusement est affirmé par les marmites fréquemment observables non seulement dans le lit mineur mais aussi par endroits dans le lit majeur.

9Dans les bassins, comme celui de Tautavel par exemple, les terrasses alluviales occupent la plus grande partie de l’espace. La largeur du lit majeur peut atteindre plusieurs dizaines de mètres, dans les alluvions duquel un lit mineur est faiblement incisé ; parfois, prévaut l’aspect “chenaux multiples”.

10Certains de ces aspects généraux décrits dans les paragraphes précédents se retrouvent dans la section fluviale encaissée qui a été choisie pour procéder aux mesures de transports de galets par charriage, section limitée en amont par le point d’immersion (situé environ 2 km au sud du village de Tautavel) et à l’aval par la confluence du Verdouble avec l’Agly (fig. 1 A).

B/ La section fluviale de l’expérience

11Cette section a été choisie parce qu’elle offrait trois avantages pour conduire une expérience de transports solides dans un cours d’eau représentatif des Corbières du Sud. D’une part, le lit à méandres encaissés est bien calibré ; d’autre part, depuis la sortie de la boucle serrée de méandre à l’amont jusqu’à l’entrée de l’ample boucle de méandre à l’aval (fig. IB) le cours du Verdouble est quasiment rectiligne ; enfin, cette section fluviale n’est pas aisément accessible, ce qui diminue le risque de perturbations des mesures de charriage par un promeneur.

12La figure 1B montre que la section, longue d’environ 2,5 km, se subdivise en quatre tronçons :

13(AB) - une boucle de méandre amont (300 m de long)

14(BC) - une ligne droite (400 m)

15(CD) - une boucle de méandre aval (900m)

16(DE) - une ligne droite, qui se poursuit jusqu’à la confluence Verdouble-Agly (900m)

Premier tronçon (AB)

17Il commence au point d’immersion, situé à l’entrée même d’une gorge étroite, aux versants très raides, au fond de laquelle le Verdouble a creusé un lit rocheux d’une largeur maximum de 20 m, composé d’une banquette rocheuse dans laquelle est entaillé un chenal de 5 à 10 m de large. On observe, aussi bien sur la banquette que dans le chenal, des marmites de creusement. Leur diamètre et leur profondeur sont de l’ordre de 50 cm. Elles sont manifestement en relation avec un réseau de fissures. En relation aussi avec ce réseau, le cours d’eau a creusé des sillons larges d’une dizaine à quelques dizaines de centimètres, sillons parallèles à l’écoulement des eaux. Aussi bien dans les sillons que dans les microreliefs qui les séparent, la roche apparaît polie. Observé dans l’intervalle des crues, ce fond rocheux est recouvert par endroits de petits bancs alluviaux en dos de baleine disposés, eux aussi, parallèlement à l’écoulement ; bancs auxquels sont accrochés quelques buissons et arbrisseaux.

Deuxième tronçon (BC)

18A l’aval de la première gorge (tronçon AB), la vallée, entaillée dans les calcaires moins résistants, s’élargit un peu mais le fond de vallée ne dépasse pas 40 m de large. Il est occupé par un lit majeur rocheux couvert par endroits de sable limoneux de débordement. Quant au lit mineur, large d’une vingtaine de mètres, il est inscrit dans la roche, en contrebas de 2 à 3 m par rapport au lit majeur. Le tracé du lit est rectiligne sur les 400 m de ce tronçon BC. Si la largeur du lit n’est guère différente de celle du tronçon précédent, en revanche la pente moyenne (3,2 %o) est très nettement inférieure à celle du tronçon précédent (7,1 %o). Qui plus est, on n’observe pas de marmites. La couverture alluviale dans le lit mineur, dont l’épaisseur peut dépasser un mètre, ne laisse apparaître que par endroits la roche en place. On observe alors dans la roche en place, des formes de détail assez semblables à celles observées dans la gorge amont. Le matériel alluvial du lit mineur est sensiblement moins grossier qu’en amont. Le pourcentage des gros éléments dans la masse alluviale est nettement plus faible pour deux raisons : d’une part, la pente longitudinale moyenne est nettement moins forte dans cette section BC (3,2 %o) que dans la section AB (7,1 %o), d’où une compétence plus forte dans cette dernière. Du coup, les éléments de taille moyenne et a fortiori ceux de petite taille sont évacués vers l’aval par triage plus facilement qu’en BC, d’où une proportion plus forte d’éléments de grande taille. D’autre part, dans cette même section AB, aux gros éléments plus ou moins roulés venus de l’amont, s’ajoute une certaine quantité de gros éléments anguleux descendus des versants qui sont en pente nettement plus forte que dans la section BC, où les apports latéraux d’éléments grossiers anguleux sont moindres. Il s’ensuit que la proportion des gros éléments est nettement moins importante en BC qu’en AB dans la masse alluviale du lit.

Troisième tronçon (CD)

19Celui-ci correspond à une ample boucle de méandre encaissée se développant en arc de cercle sur près d’un kilomètre. La pente moyenne du profil en long est un peu supérieure (3,5 %o) à celle du tronçon précédent (3,2 %o). La vallée mais aussi le lit fluvial sont dissymétriques avec, en rive concave, un versant très raide au pied duquel le lit mineur, large d’une dizaine de mètres, est inscrit dans la roche en place constituée de calcaires massifs. Le versant en rive convexe est moins raide et une terrasse rocheuse (fig 1B) occupe une partie du lobe de méandre. On passe au lit majeur par un talus de terrasse peu marqué (fig. 1B) au pied même duquel on observe un chenal légèrement incisé (50 cm) dans la roche en place. Il n’est pas possible (sans creuser une tranchée) de savoir si la topographie du lit rocheux comporte d’autres chenaux de ce type car la couverture alluviale qui recouvre à cet endroit le lit majeur est continue et épaisse d’un bon mètre. Par contre, à la surface des alluvions, on observe plusieurs chenaux de dimensions variables plus ou moins parallèles au lit mineur. Le matériel alluvial, relativement fin sur le sommet du banc avec par endroits des langues de sable, est plus grossier dans le lit mineur mais aussi au fond des chenaux qui accidentent le lit majeur. Enfin, une végétation buissonnante se développe sur les alluvions du lit majeur dans l’intervalle des crues.

Quatrième tronçon (DE)

20Il débute à la sortie de la boucle de méandre encaissée et s’étend jusqu’à la confluence du Verdouble avec l’Agly. Lavallée qui reste encaissée s’élargit un peu ainsi que le fond de la vallée occupé localement en rive gauche par une terrasse d’ablation. Le lit augmente de largeur et son tracé est à peu près rectiligne (tronçon BC).

21En définitive, dans la section où l’on a procédé à des mesures de transports de galets par charriage, le Verdouble coule au fond d’une vallée encaissée où se succèdent tronçons en gorge au tracé coudé et tronçons moins encaissés au tracé à peu près rectiligne. La pente du talweg est relativement plus forte dans les tronçons au tracé coudé qui correspondent à des affleurements plus résistants. Le matériel alluvial, en règle générale, est grossier surtout localement dans les tronçons en pente relativement forte. Dans ceux-ci, la couverture alluviale est discontinue et des formes mineures d’érosion de la roche en place ainsi que des marmites apparaissent sur le fond. Enfin, la végétation est relativement rare même sur les bancs de convexité des boucles de méandre.

III. MOUVEMENTS ET TRANSPORTS DE GALETS

22Au cours des six mois d’expérience, il fut décidé de s’intéresser exclusivement au matériel grossier du lit susceptible d’être transporté par charriage, c’est-à-dire, soit par roulage-glissement, soit par saltation. On n’entreprit pas de mesurer les transports en suspension et en solution.

23La méthode choisie, celle des marqueurs radioactivés, a été notamment exposée brièvement dans un article traitant de mesures de transports solides dans un cours d’eau torrentiel pyrénéen2

1. Les conditions expérimentales

24Les conditions en relation avec le lit fluvial sont globalement satisfaisantes pour un cours d’eau appartenant au cadre montagneux d’une plaine littorale méditerranéenne : en effet, le lit mineur est assez bien calibré, la géométrie du lit majeur est simple, aucun affluent de quelque importance ne débouche dans le Verdouble sur la section d’étude.

25Concernant l’hydrométrie, les hauteurs d’eau et les débits liquides sont bien connus grâce aux mesures des services départementaux (la DDAF notamment) conduites avec beaucoup de précision depuis plusieurs décennies ainsi qu’aux relevés de laisses de crue auxquels nous avons procédé. D’où une bonne connaissance des périodes de retour des crues qui s’appuie sur des mesures fiables depuis plus de 80 ans. C’est un avantage majeur, très rare pour un petit cours d’eau méditerranéen, qui permet de mettre en relation débits liquides et débits solides dans de bonnes conditions.

26Enfin, pour l’hydrologie, au cours de l’hiver 1968-69 et du printemps suivant, les débits liquides furent très abondants car cette période fut très pluvieuse. Cette abondance pluviométrique se combinant par moments à une très forte intensité, la période d’octobre 68-mai 69 connut une série de trois crues dont le débit de pointe dépassa nettement 200 m³ /s. Chronologiquement : - 310 m³ /s le 29.11.68, 248 m³ /s le 05.03.69, et 305 m³/s le 05.04.69

27Les trois crues éprouvées par le Verdouble au cours de cette période de six mois sont classées dans le groupe des 25 plus fortes crues, entre septembre 1911 et avril 1993 ! C’est donc là une séquence à caractère inhabituel. Cette période de six mois se situe elle-même dans une période de six années très riche en fortes crues (1965-1971) puisqu’elle a connu 6 des 25 plus fortes crues du Verdouble depuis 19113. La comparaison de cette série de six années avec une série de même durée pauvre en fortes crues (1922-1928) est d’ailleurs éloquente : pendant la première, la moyenne des crues maximales annuelles (337 m³ /s pour le débit de pointe) fut plus de dix fois supérieure à celle correspondant à la seconde (25 m³/s)... Ces données permettent d’apprécier l’irrégularité de certains cours d’eau méditerranéens.

28Quant aux conditions hydrauliques, dont on reparlera à propos des charriages de galets, elles varient selon les tronçons non pas tellement parce que la section transversale varie mais parce que la pente, elle, varie. Cette remarque faite, il a été possible de définir les paramètres hydrauliques utiles, à partir des données de débits fournies par la station hydrométrique de Tautavel, toute proche, de profils topographiques transversaux du lit levés sur le terrain avant les crues, des relevés de lignes d’eau pendant les crues ou déduites des laisses de crues. C’est ainsi que, par exemple, en un point situé à 620 m du point d’immersion des galets marqués, un profil transversal du lit du Verdouble a été levé (fig. 2B). Ce profil se situe dans le tronçon quasi rectiligne (BC) (fig. 1B) limité en amont et en aval par une boucle de méandre encaissée. On constate (fig. 2B) qu’au maximum de la crue du 5 avril 1969, l’eau coulait à plein bord dans la section transversale dont les caractéristiques sont les suivantes :

29(d’où une valeur de 2,5 m pour le rayon hydraulique).

30Ces paramètres majeurs sont utilisés dans les calculs concernant les transports solides (cf. III). Au maximum de cette crue du 5 avril 69, la vitesse moyenne était approximativement de 3 m et la pente de l’eau d’environ 3,7 %o.

31En définitive, au cours de la période d’évaluation des charriages de galets, une bonne connaissance morphologique du lit et des conditions de l'écoulement du flux liquide, ont permis de définir les paramètres hydrauliques utiles aux calculs concernant les charriages, cela pendant une période de six mois caractérisée par un nombre inhabituel de fortes crues.

2. Les déplacements de galets

32Pour suivre les déplacements des galets marqués, on procéda à plusieurs détections situées chacune entre les crues. Au cours de la dernière détection (mai 69) qui suivit la crue d’avril 69, on déterra les galets retrouvés (107 sur 214 immergés) pour connaître leur diamètre afin d’étudier l’influence éventuelle du diamètre des galets sur la distance parcourue par ces derniers. La longueur de déplacement peut être résumée par le tableau de la page suivante.

33On constate que la distance moyenne parcourue par les petits galets retrouvés (diamètre moyen = 2,5 cm) est plus de trois fois plus grande que celle parcourue par de gros galets (diamètre moyen = 12,5 cm). L’effet de triage par ces trois crues qui appartiennent à la catégorie des fortes crues est très sensible, ce qui laisse à penser que la saltation (qui favorise le triage) a joué un certain rôle en tant que processus de transport solide.

34Ceci exprimé, les détections entre les crues permirent de suivre les déplacements des galets au rythme de ces crues. Ce faisant, on a constaté que les galets furent fortement dispersés, au point que certains, au terme de l’étude (mai 69), avaient parcouru environ 2 km alors que d’autres n’avaient parcouru que quelques dizaines de mètres parce qu’ils avaient été bloqués derrière de gros blocs ou profondément enfouis dans une épaisse couche d’alluvions grossières. Quoi qu’il en soit, il a été possible de déterminer les centres de gravité du “nuage de points”, chacun d’entre eux correspondant à un galet marqué. Le tableau ci-dessous résume les distances parcourues par les centres de gravité au rythme des crues :

35On constate tout d’abord que la distance parcourue par le centre de gravité croît plus vite que linéairement avec le débit de pointe (facteur 1,24 pour le débit de pointe, facteur 1,98 pour la distance parcourue) pour les crues de mars et d’avril 69. D’autre part, on constate que la distance parcourue par le centre de gravité est nettement plus forte pour une crue de 310 m³ /s en novembre 68 (370 m) que pour une crue de 305 en avril 69. On peut évoquer deux raisons : d’abord la crue de novembre 68 fut plus longue, ensuite cette crue de 310 m³ /s fut suivie d’une petite crue (120 m³/s) le 12 décembre. Comme l’eau ne baissa guère entre les deux épisodes, on ne put procéder à une détection ; donc la distance parcourue par le centre de gravité résulte des effets cumulés d’une forte crue suivie d’une petite crue.

36Au cours de la période d’étude, il fut aussi possible d’acquérir des informations particulières sur la valeur moyenne caractéristique des débits d’entraînement. Cette analyse a nécessité des observations minutieuses du lit mobile pendant l’hiver et le printemps (68-69) : repérage précis de galets marqués apparaissant en surface pendant une période de basses eaux entre deux crues, enregistrements photographiques de bancs de galets dans le lit pendant la même période, le tout appuyé par la détermination du moment du départ d’un certain nombre de galets radioactivés au moyen d’enregistreurs thermo-luminescents. On apprit ainsi que le débit caractéristique de début d’entraînement varie entre 35 m³ /s pour de petits galets (diamètre moyen = 2,5 cm) et 85 m³ /s pour des gros galets (diamètre moyen = 12,5 cm). Ces valeurs sont très inférieures à celles du débit de pointe des trois crues (310, 250, 305 m³/s) dans l’ordre chronologique et l’examen des hydrogrammes nous permet d’estimer que le débit caractéristique de début d’entraînement des gros galets (diamètre moyen = 12,5 cm) fut dépassé vraisemblablement pendant une journée et plus, au cours de chacune des trois crues.

3. Evaluation des charriages

37Il convient de rappeler que la période d’étude fut très riche en fortes crues quand on aborde l’évaluation des charriages. Ceci dit, à partir des mesures faites sur les longueurs des déplacements d’une part, sur les profondeurs auxquelles ont été repérés les galets marqués d’autre part, et en appliquant la méthode citée en référence (G. Courtois et R. Mussot, 1969), on aboutit à une valeur de 400 tonnes par mètre de largeur pour l’ensemble des trois crues successives. Comme la largeur moyenne du lit est de 22 m, on peut évaluer le charriage total à environ 9000 tonnes. Cette valeur peut être considérée comme importante pour qui est informé sur les charriages dans les cours d’eau, d’autant qu’il s’agit exclusivement de galets. Bien qu’il soit difficile d’établir une courbe granulométrique représentative du matériel alluvial d’un tel cours d’eau, on peut raisonnablement estimer à environ 40 ou 50 % en poids le matériel alluvial inférieur à un diamètre moyen de 2,5 cm, donc qui n’est pas pris en compte dans l’évaluation proposée. Et comme les mesures ont montré que le matériel était transporté d’autant plus loin qu’il était de faible diamètre, on peut estimer que les transports solides du Verdouble au cours de cette série de crues ont largement dépassé 20.000 tonnes.

38Comme on disposait de données plutôt satisfaisantes sur les paramètres hydrauliques correspondant aux fortes crues de l’automne 68 et du printemps 69, il a été possible de procéder à des calculs afin d’évaluer le transport de galets par charriage. Sans être très satisfaisants, les résultats obtenus sont d’un ordre de grandeur comparable à ceux obtenus par traceurs. L’application de formules déterministes type “Meyer Peter” et celles fondées sur la notion de probabilité de transport, conduisent à des résultats compris dans une fourchette de 200 à 1000 tonnes environ par mètre de largeur alors que la méthode des traceurs conduit, on l’a vu, à une valeur de 400 tonnes. La valeur des 1000 tonnes, il est vrai, correspond dans les calculs à un cas “idéal” où l’écoulement liquide serait saturé par une masse de galets de diamètres moyens homogènes4.

CONCLUSION

39Le Verdouble, modeste cours d’eau méditerranée en des Corbières du Sud, au lit rocheux recouvert d’alluvions grossières, a connu une série inhabituelle de trois fortes crues au cours de l’hiver 1968-69 et le printemps suivant. Depuis le début du siècle, seule l’automne 1911 a connu une série de crues comparable.

40Une étude utilisant des traceurs radioactivés a montré que la série des trois fortes crues de l’hiver et du printemps 68-69 ont déplacé les galets sur plusieurs centaines de mètres en partie par saltation avec triage du matériel déplacé. La définition des débits de mise en mouvement des galets a permis d’établir que le transport avait duré au total plusieurs jours au cours de la période d’étude.

41Ces crues ont donné lieu à un transport total de près de 10000 t de galets soit en gros 400 t par mètre de largeur du lit. Bien que les mesures aient bénéficié de conditions relativement favorables, les résultats auxquels elles ont conduit doivent, néanmoins, être considérés comme des évaluations, tant il est délicat de mesurer les transports solides par charriage.

42Il reste qu’une telle analyse quantitative permet, ce nous semble, de progresser, aussi modeste que soit ce progrès, dans la connaissance de la dynamique fluviale des cours d’eau méditerranéens.