Dynamique du transport en suspension dans deux petits bassins versants guadeloupéens : Bras-David et Capesterre

Le transport des particules fines en suspension dans les rivières participe à l'érosion et donc à la dynamique des paysages. Il est donc essentiel de comprendre comment ce transport opère et quelles sont les charges sédimentaires qui en résultent. Le transport en suspension est principalement contrôlé par le débit de la rivière. Mais la relation entre concentration de matière en suspension et débit n'est pas univoque, et des boucles dans les sens horaires et anti-horaires, ou hystérésis, sont couramment observées dans de nombreuses rivières. Pour expliquer ce phénomène, nous proposons un modèle simple de transport en suspension qui tient compte de l'échange de fines particules entre le lit de la rivière et la colonne d'eau. Ce modèle phénomènologique fait intervenir trois paramètres : (1) un niveau d'eau seuil, qui caractérise le cisaillement nécessaire, au-dessus duquel le débit commence à éroder les particules du lit, (2) un taux d'érosion qui caractérise l'intensité de l'entraînement des sédiments, (3) une vitesse de sédimentation, liée à la taille des grains transportés, qui décrit le dépôt des sédiments. Une étude théorique nous a permis d'estimer l'influence des valeurs des paramètres sur la forme des chroniques de concentration calculées sur des crues synthétiques. Elle montre également que le modèle permet de recréer des hystérésis anti-horaires comme celles observées dans les chroniques de nombreuses rivières. Nous testons ensuite la validité du modèle sur des données collectées dans les bassins versants de Capesterre et de Bras-David, deux bassins versants de taille modeste (environ 15 km2), situés sur l'île de Basse-Terre, en Guadeloupe, et instrumentés par l'Observatoire de l'Eau et de l'éRosion aux Antilles (ObsERA). Bien que basé sur des hypothèses très simplificatrices (bassin versant homogène, sédiment de taille homogène provenant uniquement du lit de la rivière, pas d'effet d'onde de crue), le modèle reproduit de manière cohérente nos données de terrain et capture avec succès le comportement hystérétique anti-horaire de la relation concentration-débit de nombreuses crues. En utilisant des méthodes d'inversion, nous évaluons les paramètres du modèle sur des crues isolées, puis sur des chroniques plus longues (deux semaines). Nos inversions montrent que la taille caractéristique des grains en suspension peut être estimée à partir des mesures de turbidité de la rivière, et ce même en l'absence de relation concentration-turbidité. Le modèle dé