Le cours d’eau évolue dans une vallée au relief plus ou moins marqué. Il s’écoule la majeure partie du temps dans son lit mineur, délimité de part et d’autre par des berges. Il peut en déborder en cas de crue : l'espace maximal sur lequel il peut s'étendre correspond alors au lit majeur, qui n'est entièrement recouvert d'eau que lors des crues les plus importantes. Sur les berges se développent des arbres et des arbustes adaptés à cet environnement humide : ils constituent la ripisylve.

Sous le lit majeur, des sédiments, comme le sable et le gravier, se sont lentement entassés au cours de multiples crues. De l'eau s’écoule dans ces sédiments, constituant la nappe alluviale. Elle est en interaction avec le cours d’eau : des échanges d’eau peuvent avoir lieu dans les deux sens. La diversité de formes et de taille de chaque composante en fait un écosystème riche d’habitats naturels et variés, auxquelles sont associées des espèces animales et végétales « spécialisées ».

Le lit mineur peut présenter différents substrats dans le fond de la rivière : des blocs ou cailloux, du gravier, du sable, du limon ou de la vase, des débris végétaux,…

L’eau s’y écoule à des vitesses et avec des profondeurs différentes : on parle alors de faciès d’écoulement. On distingue les écoulements lenthiques, plutôt lents et les écoulements lothiques, plutôt rapides. La rivière peut être profonde, on parle de mouille : les vitesses y sont généralement lentes et les substrats fins. Lorsque la profondeur est moyenne, on parle alors de plats. Les vitesses y sont modérées et les substrats de type sable ou graviers. Enfin, on y observe de faible profondeur avec des vitesses d’écoulements plus rapide et des substrats grossiers : ce sont les radiers. Naturellement, la rivière présente une alternance de mouilles, plats, radiers.

A chaque combinaison, s’associe des espèces animales et végétales « spécialisées » :

Brochet : rivière à courant lent, bras mort, riche en végétation

Carpe commune

Chabot : eaux vives et fraîches sur sables et graviers

Radier Loche Franche (eaux fraiches et oxygénées, se cache sous les pierres / dans le sable la journée)

Perche : eau peu profonde, froide, avec une végétation abondante

La berge :

Elle peut être abrute ou en pente douce, végétalisées ou à nu, naturelle ou artificialisée, immergées ou hors d’eau. Là encore, l’alternance et l’abondance de forme et type de végétation est propice à la biodiversité : les berges abruptes, érodées en pied de berges (on parle de berges sous-cavées) offre de véritables caches pour de nombreux poissons. Si les végétaux qui sont implantés en berge y sont suffisamment développé, le système racinaire qui se trouve dans l’eau est également un fabuleux garde-manger puisque de nombreux insectes s’y cachent.

Les berges abruptes sans végétation offrent un spot favorable au martin pêcheur qui pourra y creuser son nid. Les berges en pente douce permettront le développement d’une végétation différente de celle d’une berge abrupte.

Le lit majeur :

Plaine d’inondation de la rivière, le lit majeur prend des formes diverses et variées, et l’usage qui en est fait n’est pas sans conséquence pour le milieu naturel. Les prairies naturelles et inondables permettront d’atténuer les conséquences des débordements à l’aval, les plaines de cultures céréalières favoriseront le ruissellement et le lessivage des sols, l’urbanisation pourra être source de pollution mais aussi un obstacle au débordement de la rivière, déplaçant ainsi la zone inondée dans des zones pavillonnaires par exemple…

 

La nappe alluviale, ou nappe d’accompagnement :

L’eau superficielle, celle qu’on voit dans la rivière, n’est qu’une partie de l’eau présente. La rivière est accompagnée d’une nappe alluviale alimentée soit par les infiltrations d’eau de pluie, soit par la rivière elle-même.

Les échanges entre rivière et nappe – et la filtration qu’opèrent les systèmes racinaires – sont permanents dans l’un ou l’autre sens.

Cependant, attention, il ne faut pas imaginer la nappe alluviale tel un lac souterrain. C’est plutôt l’ensemble de l’eau contenue dans les espaces entre les sédiments (sables, galets…) déposés par la rivière au cours des millénaires. La zone d’échange contient une faune adaptée, microorganismes, invertébrés, qui participent à l’autoépuration de l’eau.

La rivière : un écosystème complexe et dynamique.

La grande diversité physique des rivières n’est nullement le fruit du hasard, elle dépend du climat, de la géologie et du relief. La forme des rivières n’est pas figée, elle évolue dans le temps et dans l’espace : c’est un écosystème dynamique.

Le lit de la rivière est façonné par l’eau et les matériaux minéraux et organiques.

Tout cours d’eau peu aménagé, érode, transporte et dépose des matériaux solides provenant des parties amont du bassin et des berges, notamment en période de crue.

Les cours d’eau sont en perpétuelle recherche d’un équilibre entre la forme de leur lit et leurs débits. Les phénomènes d’érosion et de dépôts participent aux réajustements morphologiques du cours d’eau : on parle « d’équilibre dynamique ».

En fonction de la quantité de matériaux transpostés, de la nature des berges et de la puissance du cours d’eau, on aura un lit rectiligne, à méandres, en tresses…

Cette évolution régulière est naturelle et traduit le fait que le cours d’eau « se porte bien ».

Ce fonctionnement est à l’origine de la mosaïque d’habitats, propice à une biodiversité élevée, que l’on peut recenser le long des rivières.

Parfois, l’intervention humaine implique une variation des composantes qui conditionnent l’équilibre dynamique et déplace le système vers un processus d’érosion et/ou de dépôt : le cours d’eau cherche à retrouver son équilibre.

Par exemple, après rectification du tracé, la pente d’un cours d’eau se voit généralement augmentée. Pour rétablir la pente d’origine et retrouver l’équilibre dynamique, un système d’érosion va se mettre en place à l’amont pour permettre un dépôt à l’aval. En protégeant les berges pour éviter cette érosion, c’est le fond du lit qui sera érodé ; en retirant les dépôts à l’aval, le phénomène d’érosion à l’amont sera accentué ; …

Vouloir maintenir un cours d’eau en dehors de son équilibre dynamique est bien souvent la cause de nombreuses catastrophes : glissement de terrain, effondrement de pont, inondation,…