M2 OASC : Fiche de stage

M2 OASC : Fiche de stage
Titre du stage : Modélisation du transfert de la matière particulaire d'origine fluviale sur le plateau du Golfe
du Lion et vers le bassin profond à travers les canyons sous-marins.
Nom et statut du (des) responsable (s) de stage : Claude Estournel DR CNRS et Caroline Ulses, Physicienne
Adjointe CNAP
Coordonnées (téléphone et email) du (des) responsable (s) de stage :
0561332777 [email protected]
[email protected]
Sujet du stage :
L'essentiel des apports de matière à l'océan se fait sous forme particulaire. La compréhension du cycle des
éléments chimiques majeurs comme le carbone mais également des questions plus pointues sur le devenir
des polluants ou encore l'évolution du trait de côte en réponse à la réduction des apports fluviaux par les
barrages nécessitent de comprendre les caractéristiques du transport de la matière particulaire (les voies de
passage, les lieux de stockage, les temps de transit). La difficulté principale réside dans le fait que ce
transport se fait principalement lors des évènements extrêmes que sont les crues et les tempêtes associées à
des fortes houles et des courants puissants. Dans le premier cas, c'est l'essentiel des apports annuels qui se
fait en quelques jours. Dans le second cas, la turbulence induite près du fond permet de maintenir en
suspension et même d'éroder des dépôts anciens qui peuvent ensuite être transportés sur des dizaines de
kilomètres avant de sédimenter à nouveau. Enfin un phénomène spécifique du Golfe du Lion est la formation
d'eau dense certains hivers qui produisent des courants de gravité dans les canyons du talus continental et
transfèrent ainsi des grandes quantités de matière vers les grandes profondeurs.
Le Golfe du Lion est une zone idéale pour étudier ces phénomènes car c'est sans doute une des régions au
monde les plus observées depuis au moins une décennie pour ce qui est du transfert dans les canyons. Le
plateau continental beaucoup plus difficile à observer régulièrement en raison des activités de pêche
intensives commence seulement à bénéficier de l'apport de techniques nouvelles comme les gliders (planeurs
sous-marins instrumentés). Par ailleurs, la modélisation numérique a également permis des avancées
importantes en fournissant des premiers bilans de l'effet des tempêtes sur les exports du Golfe du Lion (Ulses
et al., 2008). Il faut souligner l'importance de la modélisation calibrée à l'aide des observations qui est en
effet le seul moyen d'accéder à ces bilans.
Malgré une certaine maturité de la modélisation, l'amélioration des modèles est encore nécessaire afin de
pouvoir modéliser le transport à l'échelle de plusieurs années ou encore pour bien comprendre les processus
liés au transport de matériel grossier (sable). Elle passe largement par la confrontation avec les observations.
Le sujet de M2 a pour but de réaliser cet exercice sur la campagne CASCADE qui a eu lieu en mars 2011.
Au cours de cette campagne, une tempête a été documentée avec différents mouillages placés dans le canyon
du Cap de Creus par lequel se fait l'essentiel des transferts, ainsi que des profils hydrologiques réalisés par un
bateau en station fixe. Par ailleurs, un glider a permis de mesurer la turbidité sur des transects en travers du
plateau. Le stage s'appuiera sur une simulation hydrodynamique mise au point dans l'équipe d'accueil ainsi
que sur une simulation de la houle. Dans une première phase, des comparaisons systématiques avec les
observations (en particulier les courants dans le canyon) seront réalisées. Dans un second temps, une
simulation du transport sédimentaire sera effectuée. Les informations inédites fournies par le glider
permettront de raffiner la calibration des paramètres de la simulation tels que la tension critique d'érosion,
paramètre clé de ce type de modèle. La simulation sera ensuite exploitée pour réaliser des bilans de matière
exportée. Des échanges sont prévus avec les expérimentateurs (en particulier du CEFREM à Perpignan) aux
différentes étapes de ce travail.
UE optionnelles suggérées pour accompagner le stage (2 UE à choisir parmi UE 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, et 7.5) :
UE 7.3 et 7.4