Morphological evolution of the middle and lower Seine valley (Normandy, France) during the Quaternary: morphometric analysis of the paleo-meanders
Évolution morphologique de la moyenne et de la basse vallée de la Seine (Normandie, France), au cours du quaternaire : analyse morphométrique des paléo-méandres
Résumé
The Seine River (France) drains a catchment area of 80,000 km 2 partly covering northern France. Despite being one of the main rivers in western Europe, few studies focused on the Seine catchment and its landscape evolution during the Quaternary. In Normandy, the middle and lower Seine valley are characterized by meandering fluvial dynamics, semi-entrenched meanders, and a succession of semi-stepped to stepped fluvial terraces over 100 m of relative height. These landforms and associated deposits reflect the long-term morphological evolution of the river during about 1 Ma. This paper aims to reconstruct the paleo-courses of the lower and middle Seine valley by means of new GIS-supported morphometric analysis of the preserved paleo-meanders, integrating a review of the former Quaternary alluvial stratigraphy. The analysis of the paleo-meanders with high-resolution digital elevation model (DEM) was transcribed into a new geomorphological map of the fluvial deposits and allowing to better understand the progressive but continuous fluvial incision as well as deposition over long distances. The river evolution is discussed regarding Quaternary uplifting, river morphometry, catchment size evolution, as well as glacio-eustatic forcing.
La Seine draine un espace de plus de 80 000 km2 couvrant l’essentiel du nord de la France et constitue l’un des cours d’eau majeurs du nord de l’Europe. Cependant, peu d’études se sont attachées à caractériser son évolution géomorphologique au cours du Quaternaire. Dans la région Normandie, la moyenne et la basse vallée de la Seine sont caractérisées par une dynamique en méandres semi-inscrits au sein desquels se développent des terrasses alluviales étagées pour la basse vallée, et semi-étagées pour la moyenne vallée, sur environ 100 m d’altitude relative par rapport au talweg rocheux. Ces morphologies et leurs dépôts associés reflètent les évolutions du cours d’eau sur une période d’au moins 1 Ma.
Ce travail a pour objectif de reconstituer les paléo-trajectoires de la moyenne et de la basse vallée de la Seine au moyen d’analyses morphométriques et des outils de cartographie 3D et SIG des témoins morphologiques tels que les paléo-méandres. L’étude des morphologies au moyen des modèles numériques de terrain permet de préciser la stratigraphie quaternaire et l’étagement des terrasses alluviales sur l’ensemble des secteurs étudiés. Une nouvelle cartographie géomorphologique des dépôts fluviatiles est ainsi proposée et permet une meilleure compréhension de l’incision progressive du cours d’eau, de même que l’évolution de sa dynamique sur plus de 100 m d’étagement. Cinq générations d’abandon de méandre ont ainsi pu être déterminés. L’association de la cartographie géomorphologique avec l’étude des indices morphométriques permet de mettre en regard la dynamique fluviatile avec la surrection tectonique des plateaux de craie normands, l’évolution du bassin versant et les forçages glacio-eustatiques.