La stabilité des formes fluviales de l’Orange, entre variabilité naturelle et impacts des grands barrages (secteur Boegoeberg-Augrabies, Afrique du Sud)

Résumé Fr En

Le fleuve Orange (Afrique du Sud) est l’un des systèmes fluviaux les plus aménagés au monde : les barrages hydroélectriques ont modifié le volume d’écoulement du fleuve et son débit solide a diminué depuis les années 1930. Plus encore, dans son cours moyen inférieur (secteur d’Upington), le fleuve a été contraint entre des digues de 5 à 10 m de hauteur, des chenaux secondaires ont été remplis pour permettre le développement agricole et plus de 10 déversoirs de bas niveau ont été construits à travers le chenal. Dans des conditions similaires, des changements géomorphologiques visibles et rapides (incision du chenal, alluvionnement, etc.) ont été enregistrés dans divers systèmes fluviaux en région semi-aride. Pourtant, l’étude de cartes anciennes (des années 1920) et de photographies aériennes (à partir de 1937) montre une stabilité remarquable des formes fluviales, et ce, même à petite échelle : des bancs sableux et des seuils rocheux sont facilement reconnaissables dans le chenal principal. L’objectif de cet article est d’explorer les différentes hypothèses expliquant cette stabilité, en utilisant le concept de discontinuité et la théorie de la catastrophe, et de confronter les résultats avec les travaux récents sur le fleuve Orange. Notre recherche est basée sur le calcul des puissances spécifiques des crues vicennales, la reconnaissance de terrain (entre 2000 et 2003) et le prélèvement de sédiments, en utilisant la méthode de la courbe de Passega. Nous avons également effectué des comparaisons entre les photographies aériennes et les cartes anciennes et les photographies aériennes les plus récentes à l’aide des outils SIG (MapInfo). À micro-échelle, la progression et la destruction des roseaux (Phragmites australis et Arundo donax) a été utilisée comme indicateur des changements géomorphologiques du chenal. Les résultats montrent que les concepts de stabilité et d’équilibre, et les changements géomorphologiques fluviaux sont plus complexes qu’une simple comparaison statique.

The Orange River (South Africa) is one of the most manipulated water system in the world : power dams have modified the flow volume of the river, and the sediment load has been decreasing since the 1930s. Moreover, in the lower middle reaches of the river (Upington region), the river has been constrained between 5 to 10 m high levees, secondary channels have been filled for agricultural development, and more than 10 low level weirs have been built across the channel. In comparable conditions, visible and rapid geomorphological changes (channel incision, aggradation, etc.) have been monitored in various water systems in semi-arid regions. Yet, the comparison between old maps (from the 1920s) and aerial photographs (from 1937 onwards) shows a remarkable stability of fluvial patterns, even at a small scale : sandy banks and rocky outcrops are easily recognizable in the main channel. The aim of this paper is to explore several hypotheses about this stability, using the Serial Discontinuity Concept and the Catastrophe Theory, and confronting the results with recent works on the Orange River. Our research is based on unit stream power calculation for 20-year return floods, field recognition (from 2000 to 2003) and sediment sampling, sorted using the Passega curve methodology. We also made comparisons between old maps and aerial photographs and the most recent aerial photographs using GIS tools (MapInfo). At the micro-scale level, the progression and the destruction of reeds (Phragmites australis and Arundo donax) has been used as an indicator of geomorphological changes in the river channel. The results show that the notion of stability and equilibrium, and fluvial morphological changes are much more complex that the one given by a simple static comparison.