Comparaison de l'effet des tempêtes et du chalutage sur la resuspension et le transport de matières particulaires dans le Golfe du Lion

Comparison of the impact of natural and anthropic (trawling) events on the sediment resuspension and fate in the Gulf of Lion(NW Mediterranean)

• Auteur / Autrice : Bénédicte Ferré
• Direction : Xavier Durrieu de Madron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanologie
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Perpignan
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement (Perpignan)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chalutage

Tempêtes

Hydrodynamique

Modèles mathématiques

Sédiments (géologie) -- Transport

Lion, Golfe du (France)

France

Sédiments marins

Résumé

The impact of storms and trawling on the resuspension and transport of sediment in the Gulf of Lion has been studied. A first experiment conducted in a muddy-sand bay, illustrated the effect of a major storm on sediment resuspension. The results revealed a strong turbidity increase throughout the whole water column. Particulate flux were estimated and highlighted the limitation of erosion by bed armoring. Residence time of suspended fine particles after the peak of the storm was about one week. A 1DV oscillatory turbulent boundary layer model compared well with the observations and further showed that such storms could resuspend sediment up to 40 m depth, corresponding to the sand to mud transition limit. A second experiment aimed at estimating the characteristics of the turbid plumes and the resuspension fluxes generated by bottom trawls (geometry, resuspended sediment concentration, grain size) on different muddy substrates. Monitoring and modeling of plume deposition showed that most of the resuspended sediment settled within a couple of hours, and that the remaining suspended fine sediment could feed the bottom nepheloid layer. The impact of both resuspension processes was compared in winter conditions using a sediment- and hydro- dynamics model. Results indicate that waves and currents resuspend primarily muddy-sand sediments of the inner-shelf, between 20 and 40 m deep, whereas trawling-induced resuspension is maximum on muddy sediment between 80 and 100 m depth. Whereas the quantities resuspended by waves and currents clearly exceed those induced by trawling, the quantities of exported particles are comparable.

L'impact des tempêtes et des chaluts sur la resuspension et le devenir du sédiment a été étudié dans le Golfe du Lion. Une première campagne réalisée dans une baie sablo-vaseuse a permis d'étudier l'effet d'une tempête sur la resuspension. Les résultats ont montré une augmentation de la turbidité dans toute la colonne d'eau. Un flux particulaire a été calculé, montrant la limite d'érosion par le pavage. Le temps de résidence du sédiment fin en suspension après le pic de la tempête est d'environ une semaine. Un modèle 1DV de couche limite turbulente a donné une bonne comparaison avec les observations et a montré qu'une telle tempête pouvait resuspendre du sédiment jusqu'à 40m, correspondant à la transition sable-vase. Une seconde campagne a permis d'estimer les caractéristiques des panaches turbides et les flux de resuspension générés par des chaluts de fond (géométrie, concentration en sédiment resuspendu, taille des grains) sur différents substrats. L'observation et la modélisation d'un panache ont montré que la plupart du sédiment en suspension se dépose au bout de quelques heures, et que le sédiment fin restant en suspension pourrait alimenter la couche néphéloi͏̈de de fond. L'impact des deux processus de resuspension a été comparé en conditions hivernales à l'aide d'un modèle hydrodynamique couplé à un modèle de transport sédimentaire. Les résultats indiquent que la resuspension naturelle concerne surtout les fonds sablo-vaseux jusqu'à 40m, alors que la resuspension anthropique est maximale sur les fonds vaseux vers 90m. Alors que les quantités remobilisées par les vagues et les courants excèdent celles induites par les chaluts, les quantités exportées sont comparables.