Contrôle hydrodynamique du transfert de la matière particulaire sur la marge continentale du Golfe du Lion PDF Download
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Book Description
Un suivi à long terme des flux particulaires, intégrés à l'échelle mensuelle, de la température et de la variance du courant, mesurées toutes les heures, est réalisé sur la marge continentale du Golfe du Lion depuis Octobre 1993. Cette étude doit définir la variabilité spatiale de l'intensité et de la nature des flux particulaires, discriminer leur variabilité temporelle, et enfin analyser le rôle des facteurs contrôlant les échanges de matière entre la zone côtière et l'océan ouvert. Les facteurs de contrôle sont les sources de matière (apports fluviatiles, dépôts atmosphériques, indice de resuspension) et les processus d'échanges entre le plateau et le large (température comme indicateur de plongée d'eau froide, variance du courant). Les analyses statistiques montrent que le transfert de la matière particulaire vers l'océan profond n'est pas contrôlé par les sources de matière mais par la variabilité du courant Nord et la formation des eaux denses hivernales. Pour définir les régions d'importation des eaux du bassin et d'exportation des eaux du plateau, et le processus hydrodynamique prédominant l'exportation de la matière du plateau, des simulations numériques évaluent l'impact des forçages locaux (tension du vent, flux de chaleur, bilan hydrique) sur la variabilité des processus hydrodynamiques, et sur la variabilité induite de l'exportation de matière du plateau. Des gradients d'exportation d'Est en Ouest sur le plateau apparaissent ainsi qu'une corrélation positive entre l'exportation de matière du plateau et les flux particulaires sur la pente et enfin le rôle prépondérant des plongées d'eaux froides sur la variabilité interannuelle des flux particulaires.
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Un suivi à long terme des flux particulaires, intégrés à l'échelle mensuelle, de la température et de la variance du courant, mesurées toutes les heures, est réalisé sur la marge continentale du Golfe du Lion depuis Octobre 1993. Cette étude doit définir la variabilité spatiale de l'intensité et de la nature des flux particulaires, discriminer leur variabilité temporelle, et enfin analyser le rôle des facteurs contrôlant les échanges de matière entre la zone côtière et l'océan ouvert. Les facteurs de contrôle sont les sources de matière (apports fluviatiles, dépôts atmosphériques, indice de resuspension) et les processus d'échanges entre le plateau et le large (température comme indicateur de plongée d'eau froide, variance du courant). Les analyses statistiques montrent que le transfert de la matière particulaire vers l'océan profond n'est pas contrôlé par les sources de matière mais par la variabilité du courant Nord et la formation des eaux denses hivernales. Pour définir les régions d'importation des eaux du bassin et d'exportation des eaux du plateau, et le processus hydrodynamique prédominant l'exportation de la matière du plateau, des simulations numériques évaluent l'impact des forçages locaux (tension du vent, flux de chaleur, bilan hydrique) sur la variabilité des processus hydrodynamiques, et sur la variabilité induite de l'exportation de matière du plateau. Des gradients d'exportation d'Est en Ouest sur le plateau apparaissent ainsi qu'une corrélation positive entre l'exportation de matière du plateau et les flux particulaires sur la pente et enfin le rôle prépondérant des plongées d'eaux froides sur la variabilité interannuelle des flux particulaires.
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CE TRAVAIL REPRESENTE UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE DES TRANSFERTS PARTICULAIRES SUR LES MARGES CONTINENTALES, EN UTILISANT DEUX TRACEURS RADIOACTIFS : LE #2#1#0PB ET LE #2#1#0PO. TROIS SITES EXPERIMENTAUX ONT ETE CHOISIS DANS LE GOLFE DU LION DANS LE CADRE DU PROGRAMME EUROPEEN EUROMARGE. LE #2#1#0PB ET LE #2#1#0PO ONT ETE ANALYSES DANS LES DIFFERENTS COMPARTIMENTS QUI COMPOSENT CE SYSTEME DE MARGE : ATMOSPHERE, EAU, PARTICULES EN SUSPENSION, PARTICULES DE PIEGE ET SEDIMENTS. LE FLUX ATMOSPHERIQUE DU #2#1#0PB, MESURE EN 1994 A LA SEYNE SUR MER, EST DE 102 BQ M##2, DONT 75% ENVIRON SONT SOUS FORME PARTICULAIRE. LA CONTRIBUTION EN #2#1#0PB PARTICULAIRE DE L'ENSEMBLE DES FLEUVES S'ELEVE A 37 BQ M##2 AN##1. LES CONCENTRATIONS EN #2#1#0PB TOTAL DANS LA COLONNE D'EAU VARIENT ENTRE 0,04 ET 3,61 BQ M##3 ET ENTRE 0,07 ET 2,51 BQ M##3 POUR LE #2#1#0PO. GLOBALEMENT, LE #2#1#0PB ET LE #2#1#0PO SONT EN MAJORITE SOUS FORME DISSOUTE AVEC DES POURCENTAGES DE L'ORDRE DE 60% POUR LE #2#1#0PB ET DE 75% POUR LE #2#1#0PO. LES CONCENTRATIONS DU #2#1#0PB (218-1900 BQ KG##1) ET DU #2#1#0PO (151-3105 BQ KG##1) DANS LES PARTICULES DE PIEGES SONT DU MEME ORDRE QUE CELLES MESUREES ANTERIEUREMENT DANS CETTE REGION (HEUSSNER ET AL., 1990 ; RADAKOVITCH, 1995). L'ETABLISSEMENT D'UN BILAN GLOBAL DU #2#1#0PB A MIS EN EVIDENCE QUE, SUIVANT LES SITES, 35 A 89% DU #2#1#0PB COLLECTE PAR LES PIEGES ONT UNE ORIGINE AUTRE QUE CELLE REPRESENTEE LOCALEMENT PAR L'ATMOSPHERE, LES FLEUVES ET LA PRODUCTION IN SITU. LE FLUX DE #2#1#0PB DANS LE SEDIMENT DU PLATEAU EST EN EQUILIBRE AVEC L'APPORT ATMOSPHERIQUE ; PAR CONTRE, CE DERNIER REPRESENTE SEULEMENT 12 A 40% DU FLUX DANS LE SEDIMENT SUR LA PENTE. A PARTIR DES TAUX DE SEDIMENTATION CALCULES PAR LA METHODE DU #2#1#0PB, UNE ESTIMATION DE L'ACCUMULATION DES SEDIMENTS A ETE ETABLIE SUR LES DIFFERENTES UNITES SEDIMENTAIRES DU GOLFE DU LION. CETTE APPROCHE GLOBALE NOUS A AIDE A COMPRENDRE L'ORIGINE ET LE DEVENIR A LONG TERME DE LA MATIERE PARTICULAIRE SUR LES MARGES CONTINENTALES AINSI QUE LES PROCESSUS QUI L'AFFECTENT.
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Les marges continentales sont le réceptacle des apports continentaux et forment une zone tampon avec l'océan ouvert. D'importantes quantités de matière et d'énergie transitent sur ces marges sous l'effet d'un hydrodynamisme très actif. Ce travail est axé sur l'étude du transport advectif entre le plateau continental et le large, de la matière et du carbone organique particulaires. Les objectifs sont de fournir une quantification saisonnière et, si possible, annuelle des flux particulaires advectés et d'estimer l'importance des échanges côte-large dans les bilans globaux des marges par identification des principaux mécanismes responsables de ces échanges ainsi que leurs importances relatives. Trois sites en Méditerranée Nord ont été étudiés dans le cadre des programmes européens METRO-MED et MATER, il s'agit du Golfe du Lion, du Golfe de Thermaïkos et du Plateau de Samothrace. Les données de huit campagnes océanographiques ont été utilisées. Elles couvrent, au minimum, les deux principales saisons hydrologiques: la période estivale stratifiée et la période hivernale non stratifiée. Les concentrations en matière et en carbone organique particulaires sont déduites des mesures optiques de transmission et de l'analyse d'échantillons d'eau. La circulation est estimée à partir du champ de courants géostrophiques. L'incertitude sur le transport, liée à l'erreur sur la prévision de la concentration en particules et à l'erreur sur les vitesses, a pu être évaluée. Les flux de matière particulaire résultent principalement des variations des flux d'eau plutôt que de celles de la concentration. Ces flux présentent une intensité maximale en hiver. Les apports particulaires allochtones et autochtones ainsi que l'intensité des processus d'échange entre le plateau et la pente, sur ces trois marges, présentent également une intensification hivernale. Les marges étudiées montrent des comportements différents quant aux échanges de matière et de carbone organique particulaire avec l'océan ouvert. Une compilation des bilans annuels estimés à partir des bilans saisonniers des marges en Méditerranée Nord, suggèrent que le Golfe du Lion exporte de la matière particulaire vers le large alors que les autres marges en importent.
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La région côtière représente une zone tampon entre le continent et l’océan hauturier. Malgréle fait qu’elle ne couvre qu’une faible partie de la surface totale des océans, sa contribution au cycle du carbone et à la production biologique apparaît comme majeure. Par ailleurs, on s’intéresse de plus en plus au terme source qu’elle représente pour l’océan hauturier. La connaissance des processus physiques qui gouvernent les transferts entre les différentes interfaces (continent, océan côtier, océan hauturier, atmosphère, sédiment) de la zone côtière est au coeur de cette thèse. Un second point concerne le transport de la matière sous forme particulaire qui joue un rôle important dans le cycle des éléments chimiques et dans le devenir des contaminants chimiques. Le Golfe du Lion, situé dans la partie nord-ouest de la Méditerranée, est influencé par les apports du Rhône, premier fleuve de Méditerranée, et les vents de nord qui sont à l’origine en hiver de la formation d’eau dense. D’après les études récentes [Guarracino, 2004], les plongées intenses d’eau dense sur le talus continental étaient considérées comme le processus majeur de transfert de matière du plateau vers le large. Toutefois, la fréquence et la localisation des observations n’avaient pas permis de conclure sur la variabilité spatiotemporelle des exportations de matière. Notamment, le rôle des tempêtes de vent marin qui génèrent de fortes remises en suspension près des côtes restait encore mal connu...
Author: Sophie Casitas Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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CE TRAVAIL CONCERNE L'ETUDE DU TRANSPORT DE LA MATIERE PARTICULAIRE SUR LE PLATEAU CONTINENTAL DU GOLFE DU LION ET DE SON EXPORTATION VERS LE LARGE. LES APPORTS DE MATIERE DANS LE GOLFE DU LION SONT DOMINES PAR LE RHONE QUI DEVERSE A LUI SEUL UNE MOYENNE DE 6,2 MILLIONS DE TONNES DE MATIERE PARTICULAIRE PAR AN, REPRESENTANT 80% DE L'APPORT TOTAL ANNUEL. LE TRANSPORT DE LA MATIERE EST REGI PAR LA CIRCULATION DONT LES FORCAGES SONT CONSTITUES PAR LES VENTS SOUVENT FORTS DANS LA REGION, LES APPORTS D'EAU DOUCE PAR LE RHONE ET LA CIRCULATION GENERALE. LE DEUXIEME POINT EST LA TURBULENCE QUI DETERMINE LA SEDIMENTATION OU L'EROSION DE LA COUCHE SEDIMENTAIRE. L'ETUDE DU TRANSPORT DE LA MATIERE EST REALISEE PAR LA MODELISATION NUMERIQUE QUI PERMET D'INTEGRER L'ENSEMBLE DE CES PROCESSUS. LE MODELE UTILISE COMPORTE DIFFERENTS MODULES DONT LA BASE EST LE MODELE TRIDIMENSIONNEL AUX EQUATIONS PRIMITIVES SYMPHONIE (MARSALEIX, 1993). LA POSSIBILITE DE DEPOT OU D'EROSION AU NIVEAU DU SEDIMENT EST TRES DEPENDANTE DE L'INTENSITE DE LA TURBULENCE DANS LA COUCHE LIMITE DE FOND ; C'EST POURQUOI, LE MODELE 3D EST COUPLE A UN MODELE DE COUCHE LIMITE DE FOND QUI CALCULE LE FROTTEMENT EN PRENANT EN COMPTE L'INTERACTION COURANT-VAGUE A PARTIR DE LA PARAMETRISATION DE HUYNH-THANH ET TEMPERVILLE (1991). CE MODELE EST ENSUITE COUPLE A UN MODELE DE SURFACE DES SEDIMENTS QUI CALCULE LE FLUX DE PARTICULES ENTRE LA COLONNE D'EAU ET LA COUCHE SEDIMENTAIRE. UNE ETUDE DE SENSIBILITE 1D EST PRESENTEE SUR LA TENSION MAXIMALE DE CISAILLEMENT A DIFFERENTS PARAMETRES (VENT, VAGUES, COURANT). ENSUITE, UNE SERIE DE SIMULATIONS 3D ACADEMIQUES EST REALISEE SUR LE GOLFE DU LION AFIN DE METTRE EN EVIDENCE LES ZONES DE DEPOT, D'EROSION AINSI QUE LES VOIES D'EXPORTATION DE LA MATIERE PARTICULAIRE ISSUE DU RHONE POUR DIFFERENTS FORCAGES METEOROLOGIQUES. ENFIN, ON PRESENTE UNE SIMULATION A FORCAGES REALISTES D'UNE SITUATION DE CRUE DANS LE BUT DE CONFRONTER LES RESULTATS DU MODELE AVEC DES OBSERVATIONS.
Author: François Dufois Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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Parmi les contaminants introduits dans l'environnement, les éléments radioactifs artificiels apparaissent particulièrement importants à prendre en considération du fait de leur toxicité chimique et/ou de leur radiotoxicité. De nombreux radio éléments étant susceptibles de se retrouver associés aux sédiments, l'étude de la dynamique sédimentaire est un préalable nécessaire à l'étude de leur dispersion en mer. Cette thèse s'intéresse au devenir des sédiments dans le Golfe du Lion (NW de la Méditerranée) et en particulier à l’impact des apports du Rhône, principal vecteur de matière particulaire vers le milieu marin. Afin d'étudier les mécanismes du transport particulaire à différentes échelles spatiales et temporelles, cette thèse s'appuie sur la modélisation mathématique. Le modèle hydro-sédimentaire mis en place dans le Golfe du Lion, qui prend en compte l'effet conjoint des vagues et des courants, a été étayé par l’analyse de données hydro-sédimentaires récemment acquises. Des observations in situ obtenues au cours des expériences CARMA (hiver 2006/2007) et SCOPE (hiver 2007/2008) ont été utilisées pour mieux comprendre les processus physiques contrôlant le transfert des particules au niveau du prodelta du Rhône et valider le modèle mis en place. La période de la crue centennale du Rhône de décembre 2003 a égalementété simulée afin d’étudier l’impact de ce type d’évènement extrême sur le devenir des sédiments. Pour l'ensemble des périodes considérées, les observations et les simulations utilisées conjointement ont permis de mettre en évidence la capacité d’érosion et de transport importante induite au niveau du prodelta lors des tempêtes de sud-est
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L’hydrodynamique du Golfe du Lion, situé en Méditerranée Nord Occidentale, fait intervenir de nombreux processus physiques, présentant des échelles de variabilité spatiale et temporelle très hétérogènes. La plupart de ces processus sont générés en réponse aux conditions atmosphériques et en particulier au forçage du vent. Ce travail de thèse contribue à la compréhension de cet impact sur les processus de petite échelle et met en évidence l’intérêt de la haute- résolution de ces forçages. Dans un premier temps, une étude de processus a permis de mettre en évidence l’influence du vent sur la génération d’un tourbillon méso- échelle situe à l’Est du golfe, précédemment observe par radars HF. Les influences respectives de la bathymétrie, des effets de flottabilité et de la circulation générale ont également été évaluées à l’aide de configurations idéalisées du modèle hydrodynamique MARS3D. Dans un deuxième temps, différents modèles atmosphériques, de résolutions différentes, ont été comparés en tant que forçage d’un modèle hydrodynamique réaliste du Golfe du Lion. D’un point de vue énergétique, les mouvements inertiels de la couche de surface, les oscillations de la thermocline et la variabilité méso- échelle de l’océan sont amplifiés avec le modèle atmosphérique haute résolution AROME. Cette étude a également permis de mettre en évidence l’importance de la variabilité spatiale du vent pour la génération de l’upwelling au Nord du plateau et les intrusions le long de la cote Ouest.
Author: Collectif Publisher: IRD Éditions ISBN: 2709922207 Category : Nature Languages : en Pages : 736
Book Description
This book has been published by Allenvi (French National Alliance for Environmental Research) to coincide with the 22nd Conference of Parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change (COP22) in Marrakesh. It is the outcome of work by academic researchers on both sides of the Mediterranean and provides a remarkable scientific review of the mechanisms of climate change and its impacts on the environment, the economy, health and Mediterranean societies. It will also be valuable in developing responses that draw on “scientific evidence” to address the issues of adaptation, resource conservation, solutions and risk prevention. Reflecting the full complexity of the Mediterranean environment, the book is a major scientific contribution to the climate issue, where various scientific considerations converge to break down the boundaries between disciplines.
Author: Maud Guarracino
Author: Maud Guarracino
Author: Abderrazzak Abassi
Author: Agnès Lapouyade
Author: Caroline Ulses
Author: Sophie Casitas
Author: François Dufois
Author: Amandine Schaeffer
Author: E. A. Hailwood
Author: Eric Servat
Author: Collectif