Barkhane

Définition

Une barkhane (barcane) est une dune de sable mouvante en forme de croissant, au profil dissymétrique et concave du côté sous le vent, progressant par les pointes en fonction de l'orientation des vents. Des barkhanes fossilisées grâce à une fixation par la végétation sont trouvées sur les bassins en Gironde.

Une barkhane dans un désert :

Les barkhanes sont souvent associées aux déserts ou aux zones désertiques.

Explications

Les barkhanes représentent la morphologie classique des dunes, affichant une forme de croissant avec des crêtes alignées perpendiculairement à la direction du vent dominant et des cornes dirigées parallèlement à celle-ci. La barkhane est un type de dunes à deux "cornes" qui se trouvent dans la direction sous le vent. La pente sous le vent est égale à la pente maximale de repos, qui est d'environ 32 °. La pente du côté au vent est formée par le vent et est d'environ 15 °. De simples croissants de dunes mesurent de quelques mètres à une centaine de mètres entre les pointes des cornes.

Lorsqu'elles sont associées à un apport appréciable de sable, les barkhanes se rejoignent pour former des crêtes transversales. Ces types de dunes varient en taille d'un minimum de 1 m de hauteur à plus de 50 m et, existant dans des régions à faible variabilité directionnelle du vent (généralement à proximité de régions côtières ou en bordure de champs de dunes), ils sont les plus dynamiques en termes de vitesse de déplacement sous le vent et représentent ensemble environ 10 % des dunes désertiques dans le monde. Les barkhanes et les crêtes transversales représentent des formes migratoires et sont les types de dunes qui causent le plus de risques pour l'activité humaine en ce qui concerne l'accrétion sur les routes, les voies ferrées et les voies de communication.

Les morphologie et mesures des barkhanes :

Morphologie et mesures descriptives des dunes de sable barkhanes. Relations largeur, hauteur et pente et maintien aérodynamique des barkhanes. En haut : surpentification et rupture subséquente sur la face de glissement d'une dune de sable transversale en Namibie.

Les mesures ont révélé que les dunes de barkhanes ont une gamme assez limitée dans les statistiques descriptives, la hauteur maximale étant de l'ordre de 1/10^ème de la longueur (pied au vent au bord) et de la largeur de corne à corne. Les pentes au vent des barkhanes sont généralement de l'ordre de 10 à 14 ° avec des faces de glissement sous le vent à l'angle de repos du sable (32 à 34 °).

De nombreuses variations dans la forme des dunes de barkhanes existent, certaines affichant une coïncidence dans l'emplacement de la crête (point le plus élevé) et du bord (point le plus élevé de la face glissante) et d'autres montrant divers degrés de séparation crête-bord.

Les barkhanes et les crêtes transversales se déplacent sous le vent grâce à une combinaison d'entraînement aérodynamique croissant sur leurs pentes au vent, entraînant une érosion de surface, ainsi qu'un tassement et un dépôt gravitationnels sur la surface de glissement. Il a été démontré que le sable soufflé au bord d'une dune se dépose près du sommet de la face de glissement (à moins d'une longueur de saut de saltation, environ 1 m) créant un "renflement" de sable.

Au fur et à mesure que le dépôt se poursuit dans cette zone, le renflement augmente de taille jusqu'à ce que la surface du sable devienne trop raide, au-delà de l'angle critique de repos (>∼34 °). À ce stade, la surface se rompt et un glissement de sable est initié, qui transfère le sable fraîchement déposé vers le bas de la surface de glissement par écoulement granulaire. De cette façon, la dune se déplace dans une direction sous le vent de manière "roulante", le sable étant érodé de la pente au vent et déposé sur la face glissante.

La hauteur des barkhanes et des crêtes transversales est donc particulièrement importante car elle détermine en partie le taux de migration sous le vent de la dune. Les dunes plus grandes (plus hautes) contiennent une plus grande masse de sable et ont donc des temps de reconstitution plus longs, ce qui entraîne des taux de migration plus lents. Cette relation hauteur/migration permet également d'expliquer la forme en croissant des dunes barkhaniques. Une dune barkhane atteint sa hauteur maximale le long de sa ligne médiane et donc elle migre le plus lentement le long de cette ligne car elle a le temps de reconstitution maximal. Sur les cornes de la dune, cependant, sa hauteur est minimale avec des temps de reconstitution courts. Les cornes migrent donc plus rapidement et sont "balayées" vers l'avant dans une direction sous le vent, ce qui donne la forme classique en croissant. Étant donné que tout le sable salissant sur la majorité du bord d'une dune est pris sur la face glissante, ce n'est qu'au niveau des cornes qu'une perte de sable importante de la dune est possible. Ici, la faible hauteur des cornes permet au sable salissant de sauter au-delà de la masse des dunes, dissipant la face glissante et permettant la fuite de sable sous le vent. Les couloirs préférentiels de transport de sable sous le vent des cornes de barkhane fournissent souvent une source de sable pour le développement des dunes sous le vent. De cette façon, les dunes de barkhanes dans un champ de dunes sont généralement décalées les unes des autres, la corne d'une dune alimentant le sable sur la pente au vent d'une dune sous le vent. Avec des dunes plus petites se déplaçant relativement plus rapidement, il peut y avoir des collisions et fusionner avec des formes de dunes plus grandes lors de la migration sous le vent.

Les dunes simples peuvent se révéler comme des dunes en croissant composites plus grandes ou des méga dunes en croissant qui se déplacent sous le vent. Dans les zones désertiques, ces très grandes dunes en croissant peuvent se regrouper en crêtes de dunes s'étendant sur des centaines de kilomètres.

Lorsque les barkhanes se déplacent, les plus petites dunes se déplacent plus rapidement que les plus grandes et semblent s'enfoncer du côté au vent et réapparaître de l'autre côté. Le mécanisme de ce phénomène est différent de celui d'un phénomène similaire dans les vagues d'eau qui est basé sur un comportement non linéaire et est connu sous le nom de comportement soliton.

La différence est que les grains de sable ne peuvent pas se pénétrer. Si la petite dune se trouve du côté au vent de la grande dune, le sable s'accumule et grossit, tandis que la plus grande dune ne perd que du sable. En conséquence, la dune arrière devient plus grande et plus lente, et la dune avant devient plus petite et plus rapide, jusqu'à ce qu'elle prenne finalement le rôle de la dune avant.

Le mot barkhane est d'origine iranienne.

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