Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The present study addresses the question of increasing need in water supply. One line of research consists in investigating karst aquifers that represent significant water supplies for the areas around the Mediterranean. This work aims at developing a methodology of predictive evaluation of karst distribution and karst thickness within the carbonate massifs. It is based on the study of the Tethysian carbonate platform from the area of Montpellier, South of France. This area underwent a polyphased, complex, tectonic evolution, involving successive karst forming events. The approach is based on the relationships between eustacy and geodynamics, on one hand, and base-level variation recorded within palaeokarsts, on the other hand. Sedimentary fill of palaeokarsts allows to identify distinct karstification phases and sometimes to date them. It is a marker of base-level variations, which we attempt to quantify, that is responsible for karst formation and karst filling and sealing. For three palaeokarsts of regional extent, we analyze : karst sedimentary-fill, the distribution along upstream-downstream profile, the vertical extension of palaeokarsts, indicative of the base-level lowering. - The " Bauxite palaeokarst " results from the two-stage evolution of the " Isthme Durancien " : i) Bauxitic weathering of the Neocomian cover over the southern Massif Central , related to an inversion during Barremian ; ii) ≥1600 m uplift and exhumation during Aptian-Albian, inducing erosion of alterites, upstream, and deposition of detrital bauxites, downstream. - The " Early Paleocene palaeokarsts with marine sedimentary-fill " indicate base level variations of more than 350m in the upstream area. It is suggested here that such base-level variations, exceeding eustacy and recorded in tabular undeformed series, result from desiccation-flooding events in an endoreic silled basin. - The " Miocene palaeokarst with Cevennes-sourced sediment-fill " records a Serravalian-Tortonian base-level drop, depicted by canyon incision in the hinterland of the Gulf of Lion Margin. Uplift values of ≥ 400m upstream, about 250m in an intermediate area and 10's of m downstream, are measured. The present 3D geometry and distribution of carbonate massifs (exposed and covered) are modeled in the study area, from the Cevennes to the Mediterranean. The 3D geological model integrates seismic reflection, borehole and gravimetric data. Tectonic restoration of a N-S section, extracted from the 3D model, allows to reconstruct paleo-base-levels with respect with the carbonate massifs, at different stages of deformation and successive phases of karstification. The 3D paleo-flows through carbonates across the study area, are thus constrained, especially during the Messinian desiccation stage. Application of the results to hydrogeology leads to the following : - Uplift of upstream hinterland (Cretaceous, Miocene) produces large amplitude karsts, but they do not make significant reservoirs. - Karstification responsible for the development of important and deep karst reservoirs is related to desiccation of endoreic basins (early Paleocene and Messinian). - Theses two events have produced two main deep karst reservoirs, with a gravimetric signature : (1) Upstream of Montpellier Thrust, between Pic St Loup, Les Matelles Fault and Hérault Basin, a deep karsts developed over 900m thickness in the Malm limestone, during Paleocene. (2) Downstream (south) of Montpellier Thrust, the coastal karsts extend offshore over more than 10km, they are sealed by a thick Miocene to Quaternary cover, and they result from the Messinian event.
Cette étude s'inscrit dans un contexte de demande croissante en ressources en eau, conduisant à mieux contraindre et estimer la distribution des aquifères karstifiés qui représentent une ressource importante, notamment sur le pourtour méditerranéen. Le but de ce travail est d'élaborer une méthode prédictive de la distribution de la karstification et de l'épaisseur de massifs carbonatés karstifiés, notamment pour les karsts profonds. La méthodologie est développée à partir de l'étude des karsts de la plateforme carbonatée téthysienne du Languedoc montpelliérain; région qui a subi une histoire tectonique complexe et polyphasée, entrainant des phases de karstification successives. Elle est basée sur la compréhension des relations entre eustatisme, géodynamique et niveau de base, enregistrées par les paléokarsts de la région. Le remplissage sédimentaire des paléokarsts permet d'identifier les épisodes de karstification et de les dater ; c'est un marqueur des variations -que l'on cherche à quantifier- du niveau de base local responsable de la formation et du comblement des karsts. On analyse 3 paléokarsts d'extension régionale dont on peut étudier : le remplissage karstique, la distribution le long de profils amont-aval et l'extension verticale indicatrice de l'amplitude de l'abaissement du niveau de base dont il est issu. On en déduit les causes géodynamiques à l'origine de leur formation: - Le " paléokarst des bauxites " à remplissage caractéristique, résulte de l'évolution en 2 phases de " l'Isthme Durancien " : altération bauxitique de la couverture néocomienne sur le sud du Massif Central, liée à une inversion au Barrémien, suivi d'une surrection ≥ 1600m à l'Aptien-Albien, causant l'érosion des altérites en amont et le dépôt des bauxites détritiques en aval. - Le " paléokarst à remplissage marin paléocène inférieur " indique des variations du niveau de base local ≥350m dans la zone amont sud-cévenole. On propose que ces variations de niveau de base d'amplitude très supérieures aux variations eustatiques et dans une zone faiblement déformée, résultent d'assèchements et d'ennoiements d'un bassin endoréique à seuil. - Le " paléokarst à remplissage détritique d'origine cévenole ", enregistre la chute du niveau de base au Serravalien-Tortonien, qui se traduit par l'incision de canyons dans l'arrière-pays de la marge du Golfe du Lion. On détermine une surrection de plus de 400 mètres à l'amont, près de 250m dans les blocs faillés intermédiaires et quelques dizaines de mètres dans la zone avale. En parallèle, on établit la géométrie et la distribution actuelles des massifs carbonatés dans la zone d'étude (y compris sous couverture), en construisant un modèle géologique 3D, des Cévennes à la Méditerranée. On intègre les données de sismique réflexion, de forages et les données gravimétriques. La restauration tectonique séquentielle d'une coupe Nord-Sud extraite du modèle géologique permet d'appréhender la position des paléo-niveaux de base par rapport aux massifs carbonatés, pour chaque époque de karstification. On déduit l'organisation 3D des paléo-écoulements à travers la géométrie complexe des massifs carbonatés languedociens, notamment pendant l'évènement messinien. En terme d'évaluation de la ressource en eau, on déduit que: - Les surrections de l'arrière-pays (Crétacé " moyen ", Miocène) produisent des karsts de grande amplitude, mais ne constituent pas de réservoirs significatifs. - La karstification à l'origine de réservoirs exploitables importants et profonds est créée par l'assèchement de bassins endoréiques, qui ont affecté la région au Paléocène inférieur et au Messinien . - Ces deux évènements sont à l'origine de deux principaux réservoirs karstiques profonds qui ont une signature gravimétrique : (1) En amont du chevauchement de Montpellier, entre le Pic Saint Loup, la faille des Matelles et le bassin de l'Hérault, le karst profond se développe sur une épaisseur atteignant 900m, et est attribuée à l'événement du Paléocène. (2) Au Sud du chevauchement de Montpellier les karsts côtiers s'étendent jusqu'à plus de 10 km au large, scellés par une épaisse couverture Miocène et Plio-Quaternaire, et résultent de l'événement Messinien.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00936257

tel-00936257
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The field campaign on the Sète coast deployed during the winter 2009 was used to understand the hydrodynamics on a double barred beach in the surf zone during storm periods. The large set of measurements collected at several position and depth were also useful to improve the 3D circulation model Symphonie that takes into account the atmospherics and wave forcings. Once implemented on the beach and supplemented with some additional parameterizations concerning the roller effects and the bottom friction, the model was tuned and validated in the surf zone. The role of the different processes was then analysed. Thus, the roller and the bottom friction are of primary importance in the dynamics of the circulation. Thanks to its 3D nature and once associated with a sediment transport model and a morphodynamic model, Symphonie will offer a good representation of the sediment transport.
Coastal Dynamics 2013
Arcachon, France

hal-00855035
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00855035

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The sandy coasts of Languedoc-Roussillon are a zone vulnerable to erosion and flooding. These hazards are generally associated with a combination of natural factors such as waves, wind, rising sea levels and the importance of sediment supply, and are therefore worsened during storms. For the management of such risks, a better knowledge of the hydrodynamic phenomena occuring from the surf zone through to the coastal scale is essential. This need led to the development of a numerical modelling platform consisting of the 3D ocean circulation model Symphonie, usually dedicated to regional and coastal scales, which was modified to include the wave forcing, modeled by the WaveWatch III or Swan models. Using this platform the entire littoral and coastal regions can be accurately represented. The model was tested in several academic cases. Measurements on the barred beach of Sète during the winter of 2008-2009 served to refine the model, which is able to successfully reproduce the characteristics of the currents in coastal areas, drifts or rip currents over more complex bathymetries and also the vertical profiles of currents. To validate the model on the inner-shelf, we compared the simulations with measurements taken during a winter storm in 2004 around the mouth of the Têt river, as well as during storms in 2007 and 2008 in the Gulf of Aigues-Mortes. Currents are generally well reproduced. However, the scope of wave action seems limited to a depth of 30m. The characteristics of our model allow a good reproduction of the currents at all scales and the 3D nature of the model permits a more precise calculation of the shear stress and bottom current responsible, respectively, for the suspension and advection of sediments.
Le littoral sableux du Languedoc-Roussillon est un système vulnérable aux risques d'érosion et de submersion. Ces aléas sont liés à la conjonction des facteurs naturels que sont les vagues, vent, élévation du niveau de la mer et apports sédimentaires et sont donc aggravés en période de tempête. En vue d'une gestion des risques, une meilleure connaissance des phénomènes hydrodynamiques de l'échelle littorale à l'échelle côtière est essentielle. Ce travail a conduit à la réalisation d'une plateforme de modélisation numérique composée du modèle de circulation océanique 3D Symphonie, traditionnellement dédié aux échelles régionales et côtières, qui a été modifié pour inclure le forçage par les vagues, modélisées par les modèles Wavewatch III ou Swan, et ainsi étendre sa validité au littoral. Le modèle a été testé sur des cas académiques littoraux. Des mesures sur la plage à double barres de Sète pendant l'hiver 2008-2009, ont également servi à parfaire le modèle qui reproduit ainsi avec succès les caractéristiques des courants en zone littorale : la dérive, les courants sagittaux sur des bathymétries plus complexes et les profils verticaux des courants. Pour valider le modèle à des échelles plus côtières, nous avons confronté ses résultats à des mesures réalisées pendant une tempête hivernale en 2004 aux alentours de l'embouchure de la Têt, mais également sur des tempêtes de 2007 et 2008 dans le Golfe d'Aigues-Mortes. Les courants sont globalement bien reproduits. Les zones d'action des vagues semblent limitées aux zones de profondeur inférieure à 30 m. Notre modèle autorise une reproduction correcte des courants à toutes les échelles et sa nature 3D permet un calcul plus précis de la tension de cisaillement de fond et du courant près du fond, responsables respectivement de la mise en suspension et de l'advection des sédiments.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00680405

tel-00680405
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Éditeur(s) : Littoral 2004, Aberdeen, Scotland, UK, September 2004
Résumé : NAMIBIE (a french acronym for Integrated Multimedia Navigator Within Coastal Environment Data Bases) is a specific tool which first concept has been established by Ifremer and has been developped by an association between research in the field of coastal environment, innovation in the field of new information and communication technologies and services in the field of coastal integrated management and impact studies. The objectives of this tool are to facilitate research, direct access and display of relevant multimedia coastal integrated data and information according to an interactive, widely opened and playfull interface. The principles are based upon the fact that sustainable decision making needs an optimized unterstanding of coastal processes and better consultation between actors. In this purpose the development of the tool has considered that the end-user should and could be free to look after the data and the information he needs for a particular site or environment of interest and for a specific ICZM question according to easy navigation interfaces. That is why NAMIBIE concept is based upon : - a coherent 3D representation of the coasts (i.e. from catchement areas to continental shelf and deep sea), which considers a coherent DEM from land to sea and textural representation of the environment using satellite imagery textural displays, - a 3D navigator which allows the user to fly or dive over and within the coastal environment of interest, - a multimedia database (text, graphs, image, maps, geographic objects, modelling results...) specific to the territory of interest, - an interactive interface which helps in finding relevant information associated to specific questions. The technologies used include VRML data format, integration of standard GIS format (shp, grid, img) within the navigator, integration and display of modelling data. The production chain is realized in C++ and Java scripts allow dialogue between web pages and 3D windows. Applications are presented on the coasts of Languedoc Roussillon region (French Mediterranean border) in the framework of ICZM problematics

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/00089/20055/17696.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00089/20055/

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
3D seismic data located in the Gjallar Ridge (Vøring Basin, offshore Norway) reveals a closely-spaced polygonal fault system affecting more than 800 m of homogeneous mud-dominated Quaternary and Tertiary sequences. As some faults reach the modern seafloor, they represent an active polygonal fault system at present day. Even if the processes remain unclear and are still under debate, it is generally agreed that the initiation of polygonal faults is the result of shallow burial dewatering of fine-grained unconsolidated sediments by volumetric compaction. 3D seismic data are commonly interpreted by propagating horizons automatically and by picking faults manually. However, in the case of polygonal fault intervals, this approach is time consuming due to the huge number of faults and because automatic propagation can be misleading. In this study, we applied a new technique of 3D seismic interpretation based on a sequential stratigraphy analysis, using the new PaleoScan© software (Eliis Company). It allowed us to build a 3D geological model computing more than 300 horizons within the faulted intervals. We then used the coherency attribute, depicting anomalies in the shape of seismic waveform like faults, in order to constrain a possible link between fault distribution and stratigraphic levels. Our approach allows fault throws to be calculated in milliseconds on any polygonal fault plane. The result shows that fault segments have been reactivated by dip-linkage. Distribution of faults depends on mechanical units, intervals characterized by different petrophysical properties, which are independent from lithological and diagenetic changes. According to these results, we propose a model showing the evolution of polygonal fault intervals in which faulting stages are separated by a quiescence phase during burial. A first tier of polygonal faults is initiated at a specific depth, according to the Cam-clay model. Then, following a period of quiescence during which mud-rich sediments continued to accumulate, new fault segments are initiated above the first mechanical unit and within this undeformed interval. New nucleated faults then connect downward to pre-existing underlying polygonal fault system, thus progressively increasing the thickness of the faulted interval.
ISSN: 0025-3227

hal-00772470
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00772470
DOI : 10.1016/j.margeo.2012.07.016

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The purpose of this work is to specify the deformation offshore East of Taiwan by characterizing major active faults in particular at the level of the Ryukyu forearc. The major problem associated with the study of this region is that earthquakes are located outside the permanent networks. Consequently, this led to some unprecise earthquake locations limiting tectonic and statistical analyses, and therefore the correct estimation of the seismic hazard. This work is included in the project ANR ACTS (Active Tectonics and Seismic Hazard in Taiwan). To achieve this goal, we worked on three different timescales for which a different localization method has been proposed to obtain a clear image of seismic deformation and highlight major faults offhore East of Taiwan. First, at the scale of the century (from the analysis of a seismicity catalogue with homogeneous magnitude), the instrumental historical earthquakes (1897-2007) show that the Ryukyu margin was affected by 6 earthquakes of magnitude greater than 7 with 4 of them for which the responsible fault is unknown. We propose a method of relative location to relocate the historic events from the time difference of P and S arrival times (Ts-Tp) at each station. The location is obtained by searching for "analogue" earthquakes in the recent instrumental catalogue (1991-2008) for which Ts-Tp at each station is close. This method has been applied to the largest (in terms of magnitude) earthquake ever recorded in Taiwan, the earthquake of June 5, 1920 (M7.7 +/- 0.2). A rupture along the interplate of the Ryukyu subduction with a possible nucleation at the downdip limit of a splay-fault is certainly responsible of this earthquake. Then, at the scale of the decade, the improvement of the method of absolute location based on MAXimum of Intersection of EDT (MAXI, EDT: Equal Differential Time) allows to better extract the erroneous arrival times and prevents the "trade-off" between depth and origin time, and between depth and epicentral position when the azimuthal coverage is low (gap Azimuthal > 180degre). Synthetic tests show the effectiveness of MAXI (using P-wave only) to determine the parameters x, y and z even when the azimuthal gap is important. In the latter case, the quality of the results is dependent on the velocity model to represent the 3D structure of the Earth. We propose an approach involving the use of a 3D a priori P-wave velocity model to locate earthquakes which are lateral and remote to the seismic network. An application to the case of Taiwan and Ecuador validates this approach. Finally, at the level of a few months, the marine geophysical campaign RATS (Ryukyu Arc: Tectonics and Seismology) was conducted in two stages. A passive seismology experiment from July to October, 2008 (RATS1) has been conducted over the forearc of the Ryukyus and then active seismic experiment (refraction and reflection) was conducted in May 2009 in a NNE - SSW line through the Ryukyu margin. These two combined experiments allow improving our knowledge about the crustal structure of the margin. At the level of the forearc, the basement of the forearc is characterized by vertical backstop and a very deformed basis certainly associated with a significant out of sequence deformation. In depth, the downgoing plate is certainly affected by a tear that controls the seismicity in the region of transition between the subduction and collision.
Le but de ce travail est de préciser la déformation en mer à l'est de Taïwan et de notamment caractériser les failles actives majeures en particulier au niveau de l'avant-arc des Ryukyus. Le problème majeur associé à l'étude de cette région est que les séismes sont localisés en dehors des réseaux permanents et que cela conduit à des localisations peu précises limitant les analyses statistiques, tectoniques et donc l'estimation correcte de l'aléa sismique. Ce travail est inclus dans le projet ANR ACTS (Active Tectonics and Seismic Hazard in Taiwan). Pour atteindre cet objectif, nous travaillons à trois échelles de temps différentes pour lesquelles une méthode de localisation différente a été proposée pour obtenir une image précise de la déformation sismique et mettre en évidence les failles majeures en mer à l'est de Taïwan. D'abord, à l'échelle du siècle (à partir de l'analyse d'un catalogue de sismicité homogène en magnitude), les séismes historiques instrumentaux (1897-2007) montrent que la marge des Ryukyus a été affectée par 6 séismes de magnitude supérieure à 7 dont 4 pour lesquels la faille responsable n'est pas connue. Nous proposons une méthode de localisation relative qui permet de relocaliser les évènements historiques à partir des différences de temps d'arrivées P et S (Ts-Tp) à chaque station. La localisation est obtenue en recherchant les séismes analogues dans le catalogue instrumental récent (1991-2008) pour lesquels Ts-Tp à chaque station est proche. Cette méthode a été appliquée au plus gros séisme (en terme de magnitude) jamais enregistré à Taïwan, le séisme du 5 juin 1920 (M7.7 $pm$ 0.2). Ce séisme a certainement pour origine une rupture sur l'interplaque sismogène de la subduction des Ryukyus avec une possible nucléation à la base d'une faille hors-séquence. Ensuite, à l'échelle de la dizaine d'années, l'amélioration de la méthode de localisation absolue du MAXimum d'Intersection EDT (MAXI, EDT: Equal Differential Time) permet de mieux extraire les temps d'arrivées erronés et empêche les "trade-off" entre profondeur et temps d'origine et, entre profondeur et position épicentrale lorsque la couverture azimutale est faible (gap azimutal > 180°). Des tests synthétiques montrent l'efficacité de MAXI (en utilisant les ondes P uniquement) à déterminer les paramètres x, y et z même lorsque le gap azimutal est important. Dans ce dernier cas, la qualité des résultats reste dépendant du modèle de vitesse à représenter la structure 3D de la Terre. Nous proposons une démarche associant l'utilisation d'un modèle de vitesse des ondes P 3D a priori avec la méthode MAXI pour localiser les séismes qui sont latéraux et éloignés du réseau. Une application au cas de Taïwan et en Équateur valide cette approche. Enfin, à l'échelle de quelques mois, la campagne de géophysique marine RATS (Ryukyu Arc: Tectonics and Seismology) a été menée en deux temps. Une expérience de sismologie passive de juillet à octobre 2008 (RATS1) a été menée au-dessus de l'avant-arc des Ryukyus puis une expérience de sismique active (réfraction et réflexion) a été menée en mai 2009 sur une ligne NNE-SSW à travers la marge des Ryukyus. Ces deux expériences combinées permettent d'améliorer notre connaissance de la structure crustale de la marge. Au niveau de l'avant-arc, le socle de l'avant-arc est caractérisé par une extrémité formant un butoir vertical et une base très déformée certainement associée à une importante déformation hors-séquence. En profondeur, la plaque plongeante est certainement affectée par une déchirure qui contrôle la sismicité dans cette région de transition entre la subduction et la collision.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00660737

tel-00660737
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Éditeur(s) : HAL CCSD Hindawi Publishing Corporation
Résumé : During the 1982-1984 bradyseismic crises in the Campi Flegrei area (Italy), the University of Wisconsin deployed a network of seismological stations to record local earthquakes. In order to analyse the potential of the recorded data in terms of tomographic imaging, a blind test was recently set up and carried out in the framework of a research project. A model representing a hypothetical 3D structure of the area containing the Campi Flegrei caldera was also set up, and a synthetic dataset of time arrivals was in turn computed. The synthetic dataset consists of several thousand P- and S-time arrivals, computed at about fourteen stations. The tomographic inversion was performed by four independent teams using different methods. The teams had no knowledge of either the input velocity model or the earthquake hypocenters used to create the synthetic dataset. The results obtained by the different groups were compared and analysed in light of the true model. This work provides a thorough analysis of the earthquake tomography potential of the dataset recording the seismic activity at Campi Flegrei in the 1982-1984 period. It shows that all the tested earthquake tomography methods provide reliable low-resolution images of the background velocity field of the Campi Flegrei area, but with some differences. However, none of them succeeds in detecting the hypothetical structure details (i.e. with a size smaller than about 1.5-2 km), such as a magmatic chamber 4 km deep and especially the smaller, isolated bodies, which represent possible magmatic chimneys and intrusions.
ISSN: 1687-885X

hal-00795584
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DOI : 10.1155/2012/505286

Éditeur(s) : Université de Bretagne Occidentale
Résumé : The negative impact of the man on the environment unquestionably increases. The coastal environment as a whole is the maritime environment which is the most exposed to man-made eutrophication. For instance, nitrate loads to coastal waters off Brittany (France) have increased 10 times (from 3 to s 30mg L-1NO3) during the four last decades. Eutrophication of this coastal zone is now a recurrent problem, more and more worrying. This eutrophication exhibits two main forms : " green tides ", which are caused by local proliferations and stranding of green macro-algae (particularly the Ulva species) in nitrogen-enriched areas ; phytoplanktonic blooms, which are responsible for coloured water events, toxic species can be present (Pseudo-Nitzschia, Alexandrium, Dinophysis), and induce banning of shellfish consumption. The objectives of this study are to assess the respective role of various rivers (especially the Loire and the Vilaine) in the eutrophication of the Brittany shelf ecosystem and test the impact of nitrogen enrichment in the triggering of Pseudo-Nitzchia toxicity. For these purposes, a coupled hydrodynamical/ biogeochemical 3D model has been developed and validated against past measured time-series and satellite images. After a brief analysis of primary production over the Brittany shelf under different conditions, we show a description of the real time adaptation of this model. Daily results are currently presented in real time on www.previmer.org web site. The inability of the model to correctly simulate near shore phytoplankton is worsened in this model by the fact that the turbidity field used is a climatological one, made by satellite images averaged on a decadal basis. First, near shore pixels of satellite images are scarcely reliable, secondly a climatological mean cannot represent the sudden bursts or drops of the real turbidity, highly dependent on the actual sea-state : this can explain also why the model at this moment fails to reproduce a sudden bloom occurring in a short period of sunny and calm weather. The simulated Pseudo-Nitzschia biomass and induced risk of toxicity in the water column cannot really be validated offshore, because monitoring measurements are available only near the coast, and deal only with toxicity in benthic filter feeders. To get temporarily rid of that problem, an interesting improvement would be to add to the operational model the bio-accumulation of toxin in the shellfishes : simulated concentrations in shellfish fresh would become directly comparable with usual measurements of the monitoring networks. Our model points out the important impact of Loire river loads on the primary production on the western and southern Brittany. This result is crucial for administrations in charge of reducing the terrestrial loadings responsible for eutrophication, because it can delay reduction programs on small tributaries until the main input from the Loire has been significantly reduced. A question arises, about the reliability of the haline stratification in the model, because the horizontal extent of the Loire plume will be enhanced by a stronger stratification.
L'eutrophisation des milieux marins côtiers, de plus en plus importante, représente un des impacts majeurs des activités humaines sur l'environnement. Les phénomènes d'eutrophisation sont en constante augmentation ; ces dernières décennies ont vu le nombre de sites touchés augmenter de par le monde. La bande côtière bretonne est particulièrement concernée par ce phénomène. L'eutrophisation s'y manifeste de deux façons : "Des phénomènes de marée vertes, très localisées, qui sont provoqués par la croissance excessive et l'échouage de macro-algues du genre Ulva dans ces zones riches en azote ; Des blooms de phytoplancton à l'origine des phénomènes d'eaux colorées, qui peuvent aussi provoquer des interdictions de consommation de coquillages lorsque les espèces mises en jeu sont toxiques (Pseudo-Nitzschia, Alexandrium, Dinophysis). L'objectif de ce travail est multiple : il vise à mettre en évidence et à comprendre l'impact et le rôle des apports en nutriments sur la production primaire et l'eutrophisation des milieux côtiers. Ce travail a aussi pour ambition l'identification et la compréhension des causes des phénomènes d'eutrophisation et permettre ainsi d'apporter des solutions ou des pistes d'amélioration. En n, il a aussi un objectif de prévision à court terme de l'état biologique sur la zone. Pour atteindre ces objectifs, un modèle en temps réel a été mis en oeuvre. Les résultats de simulations numériques et de mesures satellitaires sont présentés sur internet : www.previmer.org. L'outil principal de ce travail est un modèle couplé physique/biogéochimie. La partie hydrodynamique est fournie par le code Mars3D (3D hydrodynamical Model for Application at Regional Scale) développé à IFREMER. Au code hydrodynamique Mars3D est couplé le modèle des cycles de l'azote, du phosphore et du silicium d'IFREMER. Le modèle couplé permet de simuler en 3 dimensions et de manière dynamique les courants, le brassage horizontal et vertical, les champs de température et de salinité, mais aussi les principaux cycles de nutriments, reproduisant ainsi les conditions déterminantes de la production primaire. La croissance des algues est modélisée, et nous permet de voir l'influence des panaches de dilution des principales rivières bretonnes sur leur croissance. Les diffcultés du modèle à correctement simuler les concentrations en phytoplancton près des zones côtières, sont probablement dues à l'utilisation d'une climatologie de concentration en matière en suspension fondée sur des données satellitaires. Tout d'abord, les pixels côtiers des images satellitaires sont entachés d'erreurs, ensuite une climatologie n'est pas capable de représenter les apports soudains des fleuves lors des crues. Cela peut expliquer l'incapacité du modèle a représenter certains blooms liés à des périodes ensoleilées et calmes. A ce modèle de base nous avons ajouté un genre spécifique de phytoplancton : le genre Pseudo-Nitzschia. Certaines espèces de Pseudo-Nitzschia sont réputées toxiques. En effet, ce phytoplancton a la capacité de synthétiser une toxine : l'acide domoïque. Cette toxine est responsable du syndrome ASP (Amnesic Shellfish Poisoning). Le modèle reproduit globalement les mêmes zones de toxicité que les mesures du REPHY, et donne des résultats encourageants. L'étude montre que la Loire influence une large partie de la bande côtière bretonne ; son panache remonte jusqu'au nord de la mer d'Iroise, et contribue pour une grande part à l'enrichissement du sud et de l'ouest de la Bretagne. Le traçage de l'azote en provenance de la Loire au sein des cycles biogéochimiques nous a permis de quantifier cet enrichissement.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/00015/12603/9481.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00015/12603/

Résumé : Ce travail est l'expression d'une volonté de chercheurs, de la Carabe d'améliorer les connaissances scientifiques méso- et micro-météorologiques appliquées aux milieux insulaires sous influence des alizés et de développer la recherche dans ces domaines.On sait que le phénomène météorologique le plus remarquable impactant les îles de la Caraïbe reste le cyclone tropical. Mais d'autres phénomènes, a des échelles inferieures, telles que les pluies intenses, les houles, la dégradation de la qualité de l'air ont une importance aigüe en termes de risques naturels ou de risques sur la sante. Ces exemples attestent la nécessité d'utiliser des méthodes de descente d'échelle pour exploiter l'information météorologique et/ou climatique de grande échelle et dériver des scenarios locaux et régionaux appliques aux territoires insulaires. Ce défi est important car l'attente d'analyses scientifiques pertinentes dans ces domaines est grande.Les travaux présentés dans ce mémoire ont pour principaux objectifs la simulation numérique puis l'analyse des mécanismes méso- et micro-échelles qui induisent des circulations locales diurnes et nocturnes sur l'archipel de la Guadeloupe à l'aide de codes numériques météorologiques éprouves car largement utilises en recherche et en prévision opérationnelle.Ils constituent donc la première étude de modélisation numérique à haute résolution en basse atmosphère, par descente d'échelle dynamique, pour des intervalles d'espace compris entre 1 km et 111 m sur cet archipel.Le modelé atmosphérique Weather Research and Forecasting ARW V3.4 (WRF ARW), non-hydrostatique, a été utilise pour l'ensemble des simulations pour modéliser la troposphère depuis l'échelle globale à l'échelle de la turbulence.Trois situations météorologiques classiques réelles d'une durée de 48 heures, correspondant à 80 % des situations météorologiques observées dans la zone, alizes soutenus (AS), alizes moyens (AM), alizes faibles (AF) ont été examinées. Ces situations sont caractérisées par les valeurs du nombre de Froude local suivantes : 0,82 (AS), 0,41 (AM) et 0,21 (AF). Six domaines de modélisation ont été sélectionnés pour effectuer les descentes d'échelle dynamiques : D01 (maille de 27 km), D02 (maille de 9 km), D03 (maille de 3 km), D04 (maille de 1 km), D05 (maille de 333 m) et D06 (maille de 111 m) avec soixante-dix niveaux verticaux. Les quatre premiers domaines (D01 à D04) couvrent l'archipel de la Guadeloupe et sont utilisés en mode méso-échelle à l'aide d'un schéma d'ensemble de couche limite planétaire YSU. Les domaines D05 (couvrant l'île de la Basse-Terre et le centre de l'archipel) et D06 (couvrant la zone littorale et rurale du Petit Cul-de-Sac Marin et la zone urbaine de l'agglomération pointoise) sont utilisés en mode Large Eddy Simulation avec une fermeture de la turbulence 1,5 TKE 3D. Le modèle WRF a été forcé toutes les six heures par l'assimilation des champs d'analyses globales du modèle NCEP FNL (1° de résolution). Les simulations effectuées ont permis d'obtenir des champs de variables météorologiques 10-minutes à très hautes résolutions spatiales.Les résultats des simulations méso- et micro-échelles ont été confrontés aux valeurs expérimentales obtenues à l'aide de capteurs places sur des mâts météorologiques (campagne Atmo-Mangrov et réseau de mesure Météo-France). Il s'agissait d'optimiser l'utilisation des couplages de codes numériques tout en conservant la possibilité de les confronter aux observations expérimentales.Les résultats des simulations numériques micro-échelles, des différents cas (AS, AM, AF) sont utilisées pour forcer (c'est-à-dire définir les conditions limites) un modèle lagrangien de dispersion de particules : FLEXPART. Le système couple FLEXPART-WRF a été employé dans le domaine D06 pour étudier la dispersion du panache d'oxydes d'azote émis par la principale usine de production d'électricité de l'île.
The present work expresses the will of Caribbean researchers to improve the meso- and micro-meteorological scientific knowledge of the trade winds influenced island areas, and to develop research in these domains.It is well known that tropical hurricanes remain the most remarkable meteorological phenomena that affect the Caribbean islands. But some other phenomena, of smaller scale, such as intense rainfall events, swells, or air quality degradation, are of extreme importance for natural or health hazards. These examples show the need to use downscaling methods to exploit large scale meteorological or climatic information, and to obtain local and regional scenarios for the island areas. This is an important challenge, as sound scientific studies in these matters are eagerly expected. The aim of the research works exposed in the present dissertation is numerical simulation and analysis of the meso- and microscale mechanisms that induce diurnal and nocturnal local circulations in the Guadeloupe archipelago, using numerical meteorological models that are widely used in research and in operational forecasting.These works represent the first high-resolution (1 km to 111 m) numerical study of the lower atmosphere over the Guadeloupe archipelago. The Weather Research and Forecasting ARW 3.4 (WRF-ARW) model is used to simulate the troposphere from global scale to turbulence scale. Real cases of three typical weather types (80% of cases during a year) are examined during 48 hours : strong trade winds (STW), medium trade winds (MTW) and weak trade winds (WTW). These weather types are characterized by values of the local Froude number : 0.82 (STW), 0.41 (MTW) and 0.21 (WTW). Six domains have been selected for the dynamical downscaling : D01 (grid spacing of 27 km), D02 (grid spacing of 9 km), D03 (grid spacing of 3 km), D04 (grid spacing of 1 km), D05 (grid spacing of 333 m) and D06 (grid spacing of 111 m), including 70 vertical levels. The first four domains (D01 to D04) cover the Guadeloupe archipelago and are used in the meso-scale simulations with the planetary boundary layer scheme YSU (ensemble mean). Domain D05 (covering the Basse-Terre island and the middle of the archipelago) and domain D06 (covering the coastal and rural area of Le Petit Cul-de-Sac Marin and the urban area of Pointe-à-Pitre), are employed in the micro-scale simulation (LES) with the 3D TKE 1.5 order closure scheme. WRF has been 6 hourly reinitialized with the NCEP FNL global analyses (resolution of 1°). These simulations permitted to obtain 10-minutes meteorological variable fields with a very high resolution (111 m).Meso-scale and micro-scale model results have been evaluated with observational data from meteorological stations (field campaign Atmo-Mangrov, French Met Office).Once validated, the micro-scale model outputs have been used for the assimilation of the lagrangian particle dispersion model : FLEXPART. The coupling FLEXPART-WRF has been employed in domain D06, in order to analyze the dispersion of the nitrogen oxide plume emitted by the main power plant of the archipelago.

http://www.theses.fr/2014AGUY0735/document

Éditeur(s) : HAL CCSD Société géologique de France
Résumé : In the western Mediterranean Sea, the Liguro-Provençal Basin (LPB) is a key area for studying passive margins because of its recent formation and abundance of onshore and offshore data. The Nerthe area located in the northern margin of LPB provides the unique continuous Oligo-Miocene deposits contemporaneous of the transition rifting to drifting. However, the age of the deposits remains debated and the link between outcrops and offshore seismic data is poorly constrained. The purpose of this paper is double. First, we intend to propose a new chronostratigraphic frame based on bio- (planktonic foraminifera, calcareous nannofossils) and magneto-stratigraphy. Second, we aim to make, through the integration of new highly time-resolved seismic data and field works, a coherent onshore-offshore link concretized by a 3D geological model. The new temporal and spatial data presented in this paper allow correlating the Oligo-Miocene sequences, defining their geometry and specifying precisely the timing of syn- and post-rift stages. The first marine transgression is now precisely dated latest Chattian within the syn-rift deposits and appears to be synchronous with the first marine deposits in the offshore wells and other marginal basins. The transition from syn-rift to post-rift appears to last 3.3 Ma at maximum, between 21.8 and 18.5 Ma (late Aquitanian to early Burdigalian). It is underlined by two major erosional unconformities bearing a hiatus of around 1 Ma. The post-rift started with a major marine transgression that is now dated from middle Burdigalian, at around 18.5 Ma, as elsewhere in the LPB. Contrarily to recent proposals, the post-rift deposits are widely represented on the northeastern margin of the "Golfe du Lion". There, the subsidence of the margin was low during the syn-rift and the transitional periods and high during the post-rift. The onset of this high post-rift subsidence appears to be synchronous with the slowdown of the Corsica-Sardinia block (CSb) motion.
EISSN: 1777-5817

hal-00558497
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00558497
DOI : 10.2113/gssgfbull.181.6.591

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
EISSN: 1873-7803

hal-00530976
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00530976
DOI : 10.1016/j.cageo.2010.01.001