3.1.4. Les débits de pleins bords

Un des débits caractéristiques les plus importants pour la compréhension de la dynamique hydro-géomorphologique d’un cours d’eau est le débit de pleins bords (Q_pb). En termes hydrologiques, le débit de pleins bords marque le niveau pour lequel le chenal est totalement rempli d’eau, jusqu’au sommet des berges, avant de déborder sur la plaine (GORDON et al., 2004). En termes géomorphologiques, le débit de pleins bords possède une signification plus importante. Selon Leopold (1997), le concept de débit de pleins bords est important car, même s’il a lieu seulement quelques jours par an car c’est lui qui est responsable de la formation et de l’entretien de la forme du chenal. Selon l’auteur, « des données ont montré que, sur une période de quelques années, la plus grande quantité de sédiments est transportée par des débits proches du débit de pleins bords » (LEOPOLD, 1997). Selon Haan et al. (1994), “les flux inférieurs au débit de pleins bords transportent moins de sédiments et ils causent moins de d’érosion. Les flux supérieurs au débit de pleins bords sont absorbés par les surfaces d’inondation, sans une grande augmentation de la profondeur de flux et par conséquent sans une augmentation de l’érosion ».

Leopold (1997) affirme aussi que le débit de pleins bords est géomorphologiquement important car « la condition de pleins bords est l’unique paramètre morphologique et de forme du chenal qui coïncide à peu près avec un intervalle constant de récurrence du flux » (LEOPOLD, 1997). En fonction de cette récurrence relative, les travaux de recherche ont souvent utilisé le débit de pleins bords comme critère pour établir des rapports avec la morphologie du chenal, avec la dynamique processuelle et avec les caractéristiques du bassin versant (LEOPOLD et WOLLMAN, 1957 ; ROSGEN, 1994 ; SCHMITT, 2001 ; PETIT et al., 2005).

La définition des débits de pleins bords des stations de la Dos Patos et de l’Ivaí a été faite à partir des séries de débits. En admettant que pour les rivières tempérées, le débit de pleins bords présente une récurrence de 1,5 ans (BRAVARD et PETIT, 2002), on a extrapolé cette règle à l’Ivaí, qui se trouve à la transition entre la zone tropicale et la zone subtropicale. Le travail statistique a été fait sur des séries de crues annuelles, c'est-à-dire les plus forts débits journaliers de chaque année dans une station. On travaille sur des séries de crues annuelles car cette variable est aléatoire et les valeurs sont indépendantes entre elles. On a procédé à l’ajustement de chaque série de crues par la loi de probabilités de Gumbel (BRAVARD et PETIT, 2002), et à partir de cet ajustement on a calculé les débits de récurrence de 1,5 ans, soit les débits de pleins bords (Tableau 10).

A partir des valeurs calculées, on observe que la station de São Pedro, dans le haut bassin versant, présente un débit de pleins bords légèrement plus fort que celui de la station de Rio dos Patos, qui se trouve environ 33 km en aval. Ceci peut s’expliquer en raison de différences lithologiques et morphologiques entre les deux sections. Selon Bravard et Petit (2002), le débit de pleins bords dépend de plusieurs facteurs, comme la taille et la lithologie du bassin versant, le régime hydrologique, la morphologie du chenal et des berges, entre autres. Pour cette raison, le temps de retour du débit de pleins bords peut aussi varier entre les différentes sections d’un cours d’eau. Afin de mieux analyser les résultats achevés, un graphique met en relation les débits de pleins bords et la surface drainée (Figure 67).

A partir de la station Rio dos Patos, on observe une augmentation relativement linéaire des débits de pleins bords jusqu’à la station de Vila Rica. A partir de Vila Rica, le débit de pleins bords n’augmente pas beaucoup à la station de Porto Bananeiras, et après cette station, on observe une réduction des débits de pleins bords pour les stations de Porto Paraíso do Norte et Novo Porto Taquara.

Comme il a été déjà vu, ces augmentations et réductions des débits de pleins bords peuvent être causées par plusieurs facteurs. Dans le cas du bassin de l’Ivaí, il est probable que ces variations des débits de pleins bords sont causées par les différences lithologiques, climatologiques et de morphologie des stations de mesure. La réduction de 3500 à 3000 m3/s de ce débit enregistré dans le cours aval, qui possède une plaine alluviale bien développée, pourrait s’expliquer par la mise en eau de la plaine pour des débits décroissants en direction de la confluence du Paraná.

Dans cette recherche, on a adopté la récurrence de 1,5 comme celle du débit de pleins bords pour toutes les sections du bassin versant. Il est probable que, dans l’avenir, des nouvelles recherches déterminent différentes périodes de récurrence pour les débits de pleins bords des différentes stations de mesure.