M6 Systèmes de transport éolien et de dunes

Topique

Le transport éolien de sédiments désigne le déplacement de particules de sable, de limon et de poussière propulsées par le vent sur des surfaces peu ou pas végétalisées, telles que les déserts, les plages, les champs cultivés nus et la toundra.

La saltation est le principal mécanisme de déplacement du sable : les grains sont soulevés par le vent dès que la contrainte de cisaillement exercée sur la surface dépasse le seuil de Shields pour le milieu éolien. Ces grains suivent alors des trajectoires balistiques d'une hauteur d'environ 10 à 100 centimètres et d'une longueur d'environ 30 à 100 centimètres, avant de retomber sur la surface. C'est précisément cet impact à la chute qui provoque la mobilisation des grains voisins, dans ce que l'on appelle le processus de création. Le fluage, quant à lui, est le mouvement des grains trop lourds pour sauter, qui sont alors poussés vers l'avant par l'impact répété des grains qui sautent par-dessus eux.

Le taux de transport de sable par le vent, décrit par la loi de Bagnold, est proportionnel au cube de la vitesse de frottement du vent au-dessus du seuil de mobilisation. Par conséquent, de faibles augmentations de cette vitesse de frottement entraînent des augmentations bien plus importantes de la quantité de sable transportée. Le seuil de mobilisation du vent dépend lui-même de la granulométrie : pour le sable typique des plages sèches ou du désert, ce seuil correspond à une vitesse de frottement comprise entre deux et cinq dixièmes de mètre par seconde, ce qui, à une hauteur de dix mètres au-dessus de la surface, équivaut à une vitesse de vent comprise entre cinq et huit mètres par seconde.

Le flux de poussières minérales, composé de particules d'un diamètre inférieur à soixante-dix micromètres, a une importance mondiale : le Sahara émet à lui seul entre quatre cents et deux mille téragrammes de poussière chaque année, poussière qui, grâce au fer et au phosphore qu'elle transporte, fertilise la forêt amazonienne et l'océan Atlantique.

Les dunes sont les structures sédimentaires caractéristiques produites par tous ces transports éoliens, et leur forme révèle les conditions de leur formation : les dunes barkhanes, en forme de croissant, apparaissent là où le sable est rare et où le vent souffle toujours dans la même direction ; les dunes transversales, en revanche, apparaissent là où le sable est abondant. Les dunes longitudinales, également appelées dunes en étoile, s'alignent avec un vent oblique ; les dunes en étoile se forment là où le vent souffle de plusieurs directions tout au long de l'année.

Le comportement attendu de ce système inclut une vitesse d'avancée des dunes inversement proportionnelle à leur hauteur, de sorte que les dunes basses se déplacent plus rapidement que les dunes hautes ; il inclut également la stabilisation des dunes par la végétation, qui se produit dès que le couvert végétal atteint 15 à 20 % de la surface de la dune, car ce couvert réduit la vitesse du vent près du sol en dessous du seuil de mobilisation. Ainsi, du mouvement des particules qui ouvre ce document à la stabilisation par la végétation qui le conclut, en passant par la saltation, la loi de Bagnold, le transport des poussières minérales et les différentes formes de dunes, le transport éolien et les systèmes dunaires sculptent le paysage aride, grain par grain, sous l'effet du vent.

ID:2043