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Les mouvements de sédiments: comprendre les évolutions de la morphologie de l’estuaire
Jean Philippe [email protected]
Le fonctionnement physique
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La morphologie correspond à la forme, au relief d’un estuaire
Pourquoi s’intéresser à la morphologie d’un estuaire?
La morphologie conditionne les usages de l’estuaire et son fonctionnement écologique
Estuaire de la rivière Parramatta, Sydney, Australie
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Chaque estuaire est différent :
Kachemak Bay, Alaska
Skagefla Fjord, Norvège
Rio de la Plata, Argentine
Southport Lagoon, Tasmanie
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Chaque estuaire est différent :Même à l’échelle régionale
Baie du Mont Michel
Baie des Veys
Estuaire de l’Orne
Estuaire de la Seine
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Qu’est ce qui conditionne la forme, la morphologie d’un estuaire ?
Source : YouTube Little River Research and Design
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Qu’est ce qui conditionne la forme, la morphologie d’un estuaire ?
L’énergie hydraulique
Les sédiments
L’énergie anthropique
Les évolutions de l’estuaire depuis 1750250 ans d’évolutions et d’aménagements
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L’énergie hydrauliqueLa marée
Le débit de la Seine Les vagues
JP Lemoine
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La marée + de 7 m de marée à l’embouchure lors des vives eaux
2m4m
6m8m
7j 14j 21 j 28 j
Hau
teur
d’e
au à
, Hon
fleur
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La marée Une propagation sur 170 km de Poses à la mer
2m
7m
Mar
nage
Aval Amont
Tancarville ±6m
Rouen ± 3m
2m4m
6m8m
6h 12h
2m4m
6m8m
6h 12h
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La marée Entre 100 et 150 millions de m3
rentrent et sortent de l’estuaire à chaque marée
Les courants avoisinent des vitesses de l’ordre de 2 m/s ou 7km/h
150 M.m3 c’est environ 5000 piscines olympiques !
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Le débit de la Seine à PosesDe 100 à plus de 2000m3/s
400m3/s remplissage d’une piscine olympique en moins de 10s
040
080
012
0016
0020
00
Janvier Décembre
Année humide (2001)
Année sèche (1990)Débit Moyen
Déb
it m
3 /s
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Les vagues
Tempête de janvier 2017 au Havre. (source : YouTube)
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Le mélange des eaux douces et marines
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L’énergie hydraulique
Cyclicités complexesInteractions :
Climat (niveau des mers), Marée, Débits de la Seine et des affluents, Vagues, Vents, Etc.
Les aménagements modifient la répartition de l’énergie hydraulique dans l’estuaire et donc son effet sur les sédiments
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Les SédimentsLa nature des sédiments
Les sources et devenirs des sédimentsLa dynamique des sédiments
JP Lemoine
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Les sédimentsParticules en suspension dans l’eau qui finissent par se déposer sur le fond
Origines : Erosion du bassin versant, divers débris et détritus, rejets anthropiques, etc.
Argiles Carbonates Quartz Phytoplancton
Images MEB de particules sédimentaires présentes en Seine
17 sédiments continentauxsédiments continentaux sédiments marins
Sources et devenirs des sédiments
Stock Sédimentaire Estuarien
(MES + Dépôt)Bassin versant
Milieu marin
Rejets industriels et urbains
Dépôt à terre
Kannik
Dragage GPMR
Entretien chenalGPMH
Octeville
Dragage GPMH
Machu Entretien chenalGPMR
550 ±550 000 t/an/an±4
M.m3/annégligeable± 4 M.m3/an± 2 M.m3/an
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2m4m
6m8m
6h 12h
Hau
teur
d’e
au
Courant fort et dirigé vers l’amont
La dynamique sédimentaire simplifiée :L’étale de pleine mer
Diminution de la concentration en matière en suspension Les sédiments “ sédimentent ” à l’amont
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2m4m
6m8m
6h 12h
Hau
teur
d’e
au
La dynamique sédimentaire simplifiée :L’étale de pleine mer
Diminution de la concentration en matière en suspension Les sédiments “ sédimentent ” à l’amont
Absence de courant
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2m4m
6m8m
6h 12h
Hau
teur
d’e
au
La dynamique sédimentaire simplifiée :Le jusant : marée descendante
Augmentation de la concentration en matière en suspension Transport des sédiments vers l’aval
Courant fort et dirigé vers l’aval
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La dynamique sédimentaire simplifiée :L’étale de basse (très court)
Diminution de la concentration en matière en suspension Les sédiments “ sédimentent ” à l’aval
2m4m
6m8m
6h 12h
Hau
teur
d’e
au
Absence de courant
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La dynamique des sédimentsConcentration moyenne des sédiments sur la hauteur d’eau
Bouchon vaseux
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Les évolutions de l’estuaire250 ans d’évolutions et d’aménagements pour améliorer
les conditions de navigabilité
JP Lemoine
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Les évolutions de l’estuaire
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Les évolutions de l’estuaireDivision par 2 de la surface en eau totaleDivision par 5 des surfaces intertidales
Disparition de 80% des îles (117 20)
Les îles à l’amont de Rouen
1677 1834 1866 1875 1894 1913 1936 1960 1980 2003
180160140120100806040200
km2
Sup
erfic
ie
Zone intertidale
Zone subtidale
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Les évolutions de l’estuaire
Milieu très dynamique par rapport à un fleuve ou au littoral
beaucoup d’énergiesbeaucoup d’aménagements
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CONCLUSIONS
JP Lemoine
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Le fonctionnement hydro-sédimentaire est complexe
L’ensemble des forçages sont en interactions les uns avec les autres Les aménagements et dragages ont des répercussions directes sur
Les conditions évoluent Changement climatique, aménagements, …nécessité de comprendre et modéliser le fonctionnement physique pour anticiper les évolutions des usages écologiques, économiques, etc.
