Characterisation of sand transport in gravel-bed rivers using iron slag dated by historical studies

De grandes quantités de scories sidérurgiques sont présentes dans les sédiments des rivières ardennaises. Ces éléments proviennent de centaines d’établissements établis le long des cours d’eau entre le 14ème et le 19ème siècle. Lors de l’exploitation, ces déchets étaient rejetés à proximité des sites sidérurgiques, voire directement déversés dans les cours d’eau. Cela signifie que depuis plusieurs siècles, de grandes quantités de scories de taille variée, se sont mélangées aux alluvions naturelles. Leur couleur et leur éclat les différencient aisément des éléments naturels.
Les lieux et périodes d’exploitations sont connus précisément grâce à de nombreuses sources historiques, ce qui rend les scories particulièrement utiles comme marqueurs du déplacement des sédiments dans les cours d’eau (Houbrechts et al., 2011).
Dans plusieurs rivières du massif ardennais, des échantillons de sédiments sableux ont été prélevés en aval d’anciens sites métallurgiques. La concentration en scories a été mesurée dans la fraction des sables grossiers (1680 – 2360 µm). La dispersion longitudinale des scories permet d’estimer la vitesse d’avancée des alluvions sableuses. Les sables grossiers constituent une part importante des sédiments transportés dans le fond du lit des cours d’eau. En effet, le suivi d’un piège à sédiment dans un cours d’eau ardennais (la Chavanne) à montré qu’ils représentent plus de 90 % de la charge solide transportée sur le fond des rivières.
La présence de scories dans le lit des cours d’eau permet également d’estimer l’épaisseur de la couche active de charriage durant les derniers siècles.