Processus fluvial, l’interaction physique de l’eau courante et des chenaux naturels des rivières et des fleuves. Ces processus jouent un rôle essentiel et manifeste dans la dénudation des surfaces terrestres et le transport des détritus rocheux des niveaux supérieurs vers les niveaux inférieurs.
Sur une grande partie du monde, l’érosion du paysage, y compris la réduction des montagnes et la construction de plaines, est provoquée par l’écoulement de l’eau. Lorsque la pluie tombe et s’accumule dans les cours d’eau, le processus d’érosion ne dégrade pas seulement la terre, mais les produits de l’érosion eux-mêmes deviennent les outils avec lesquels les rivières sculptent les vallées dans lesquelles elles coulent. Les matériaux sédimentaires érodés à un endroit sont transportés et déposés à un autre, pour être érodés et redéposés à maintes reprises avant d’atteindre l’océan. Aux endroits successifs, la plaine fluviale et le canal fluvial lui-même sont les produits de l’interaction entre l’écoulement d’un canal d’eau et les sédiments descendus du bassin versant situé au-dessus.
La vitesse d’écoulement d’une rivière dépend principalement de la pente et de la rugosité de son canal. Une pente plus forte entraîne une vitesse d’écoulement plus élevée, mais un chenal plus rugueux la diminue. La pente d’une rivière correspond approximativement à la déclivité du pays qu’elle traverse. Près de la source, souvent dans des régions vallonnées, la pente est généralement abrupte, mais elle s’aplatit progressivement, avec des irrégularités occasionnelles, jusqu’à ce que, dans les plaines traversant la dernière partie du cours de la rivière, elle devienne généralement assez douce. En conséquence, les grands cours d’eau commencent généralement comme des torrents au débit très turbulent et se terminent comme des rivières au débit doux.
En période de crue, les rivières charrient de grandes quantités de sédiments, provenant principalement de la désintégration des couches superficielles des collines et des versants des vallées par la pluie et de l’érosion du lit de la rivière par les eaux courantes. Les glaciers, le gel et le vent contribuent également à la désagrégation de la surface de la Terre et à l’apport de sédiments aux rivières. La capacité d’un courant fluvial à transporter des matériaux dépend dans une large mesure de sa vitesse, de sorte que les torrents à chute rapide près des sources des rivières peuvent entraîner des roches, des blocs et de grosses pierres. Ceux-ci sont progressivement broyés par attrition au cours de leur parcours en galets, gravier, sable et limon et sont transportés par le fleuve principal vers la mer ou partiellement éparpillés dans les plaines pendant les inondations. La taille des matériaux déposés dans le lit de la rivière devient plus petite à mesure que la réduction de la vitesse diminue la puissance de transport du courant.
Depuis les premiers jours de l’hydraulique appliquée moderne, la recherche en ingénierie a tenté de mieux comprendre le transport des sédiments. Comme les particules de sédiments sont généralement plus lourdes que la quantité d’eau qu’elles déplacent, le principe d’Archimède ne pouvait pas être utilisé pour expliquer le fait que des sédiments lourds étaient capables d’être soulevés et transportés par l’eau courante. Une autre explication était donc nécessaire. La recherche du vingtième siècle distingue, à cet égard, la « charge de fond » d’une part et la « charge en suspension » d’autre part. La première est composée des particules les plus grosses, qui sont soit roulées ou poussées le long du lit du cours d’eau, soit qui « sautent », ou saltent, de la crête d’une ondulation à une autre si la vitesse est suffisamment grande. En revanche, les particules plus petites, les sédiments en suspension, une fois ramassées et soulevées par l’eau en mouvement, peuvent rester en suspension pendant des périodes considérables et être ainsi transportées sur plusieurs kilomètres.