Éditeur(s) : Universite Montpellier II
Résumé : Since 1980, the expansion of a green macro-alga: Valonia aegagropila (C Agardh) is observed in Salses-Leucate lagoon (France). It is currently distributed in the north of the lagoon with important biomasses (40 gDW/m²) eroding the cover of Zostera noltii. The free form of the alga can be transported with the surface or bottom currents depending on seasons. It multiplies mainly by vegetative reproduction. There are few studies on the ecophysiological capacities of V. aegagropila. This work tries to answer why (physiological adaptation) and how (mechanical process of transport) the alga invaded the lagoon, with an approach including observations, experiments in controlled environment and biological and hydrodynamic models. The growth capacities depend on temperature and light intensities, the nutrients absorption rates and internal nitrogen and phosphorus internal quotas were measured and modelled using a Droop model based on internal quota. Vertically transport was studied with laboratory experiments and measurements of biomass transport were made into the lagoon. The biological model (growth, vertical transport, mortality) was coupled to the MARS 3D hydrodynamic model with a meshgrid of 160m. The results show an adaptation of the alga to low availability of phosphorus and an annual growth of biomass controlled by the availability of nutrient during winter. The alga seems to occupy the whole zones where growth is optimal and the risk of invasion of the southern part of the lagoon is limited. This work opens on research prospects on an ecological model (confronting physiological capacities and competition of V. aegagropila, Zostera noltii, green algae and primary production), new physiological experiments, ecological observations and potential valorisation of V. aegagropila.
Depuis 1980, est observée dans l'étang de Salses-Leucate l'expansion d'une macro-algue verte : Valonia aegagropila (C. Agardh). En 2004, elle était présente sur la presque totalité de la moitié nord de la lagune avec des biomasses importantes (jusqu'à 600 gPS/m²). L'algue envahit et érode également la couverture d'herbiers garant de la biodiversité, de la productivité et de la stabilité de l'écosystème. V. aegagropila se reproduit essentiellement de manière végétative (fragmentation des thalles) et possède la particularité de retenir de l'oxygène de la photosynthèse dans sa structure sphérique. Cet oxygène piégé lui donne la possibilité de mouvement sur la verticale et d'être transportée dans le domaine par les courants. Les conditions physico-chimiques de l'étang présentent de fortes variations saisonnières en salinité, en température et en turbidité, ainsi que des apports nutritifs faibles : la production primaire est principalement limitée par le phosphore. Il existe malheureusement peu d'informations sur V. aegagropila ainsi que trop peu de connaissances sur son écophysiologie. Elle semble vivre dans des milieux plutôt oligotrophe dans des régions tropicales à sub-tropicales. Ce travail basé sur une approche d'observations de terrain, d'expérimentations en milieu contrôlé (en laboratoire) et de modélisation des processus, a permis d'une part d'explorer les capacités adaptatives physiologiques de V. aegagropila aux conditions environnementales de l'étang et d'autre part de mettre à jour les modes de fonctionnement de la dynamique spatio-temporelle de la population. Les capacités de croissance ont été mesurées sur un large spectre de température et de lumière. Les capacités d'absorption des sels nutritifs dans l'eau et les facultés de l'algue à stocker l'azote et le phosphore dans ses tissus ont également été étudiées. D'autre part, un modèle de dynamique des populations a été conceptualisé puis développé. Les processus pris en compte dans ce modèle sont la croissance de l'algue (modèle à quota interne), la flottabilité de l'algue et la mortalité par surdensité. Ces processus ont été paramétrés en majeure partie par des expérimentations réalisées en laboratoire. Ce modèle 0D a par la suite était couplé au modèle hydrodynamique MARS3D (modèle Ifremer) mis en place sur la lagune de Salses-Leucate, utilisant deux grilles de calcul (160m ou de 80m de résolution). Les simulations réalisées permettent d'appréhender les capacités spatio-temporelles de la croissance de l'algue dans l'étang, le turnover annuel de la biomasse totale et les attracteurs de biomasse du système sous différents évènements météorologiques. Ces résultats sont comparés avec les répartitions cartographiques de la population observées in situ en 1999 et 2004 et des flux de biomasses mesurés au cours d'observations de terrain entre juin 2003 et septembre 2004. L'ensemble des résultats montre d'une part une adaptation de l'algue à évoluer dans un milieu pauvre en phosphore et d'autre part une croissance annuelle de la biomasse totale qui est principalement contrôlée par les apports hivernaux en sels nutritifs dans la lagune. Les résultats des simulations montrent également que V. aegagropila semble occuper à présent la majeure partie des zones favorables à sa croissance. Il est également montré que si sa capacité de mouvement peut favoriser la dispersion d'individus dans la lagune et accélérer la croissance de la population pour de faibles biomasses initiales, cette même capacité de mouvement joue plutôt un rôle de régulation de la population lorsque la biomasse totale devient importante. On peut penser que le risque de colonisation de l'herbier à zostère de la partie sud de la lagune (bassin de Salses) est limité. Ce travail ouvre enfin des perspectives de recherche sur l'amélioration du modèle de dynamique des populations de l'espèce, sur de nouvelles expérimentations à réaliser ou encore sur la surveillance écologique du milieu. Des propositions sont faites pour concevoir un modèle écologique confrontant les capacités physiologiques des macrophytes (algues vertes, Valonia et zostères) afin d'apréhender les phénomènes de compétitions et les modes de fonctionnement du réseau trophique de la lagune de Salses- Leucate. Des pistes sur la valorisation de la matière algale de V. aegagropila sont enfin proposées.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2006/these-2453.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/2453/

Éditeur(s) : Université de Bretagne Occidentale
Résumé : Study of mineral suspended particulate matter (SPM) is essential to understand ecosystem dynamics. SPM influences light penetration which is closely related to primary production and carries pollutants and nutrients within the water masses. This work aims to study near-surface mineral SPM dynamics in the English Channel using two complementary methods: remote-sensing by satellites and numerical modelling. Firstly, MODIS and MERIS satellite images processed by the IFREMER semi-analytical algorithm and describing non-algal SPM, are analysed to build three statistical models which are able to estimate near-surface SPM using simple variables, e.g., tidal coefficient, significant wave height and mean chlorophyll-a concentration. Secondly, the three-dimensional hydrosedimentary model ROMS (Regional Ocean Modeling System) is applied in the English Channel. It considers tidal forcing along open boundaries, wind stress at the sea-surface, wave-current interactions in the bottom boundary layer and realistic heterogeneous bottom sediments. Results of the more sophisticated statistical model is also used to impose SPM concentrations at open boundaries. Sensitivity tests on SPM boundary conditions show the importance of prescribing realistic sediment concentrations to improve the model predictions. Biological influences on mineral SPM are also tested using settling velocity and critical shear stress for erosion which vary with seasons. Both statistical and numerical models highlight and locate respective influences of tide, waves and biology on mineral SPM. Numerical predictions indicate that near-surface SPM is mainly composed of silts (>70%). Near-surface suspended silts come largely from seabed resuspension alongshore in the Eastern Channel and from the open boundaries of our limited-area coastal model at the West of Cotentin Peninsula and offshore. Near-surface SPM variations are investigated at semi-diurnal, neap-spring tidal cycle time scales and during a wave event. Finally, dynamics of sediments in the turbidity maximum zone around the Isle of Wight is examined depending on hydrodynamical conditions in order to distinguish the role played by advection and local erosion/settling processes in this area. Keywords: Suspended particulate matter, satellite, remote-sensing, modelling, English Channel, sediments, turbidity, tide, wave
L'étude des matières en suspension (MES) minérales est essentielle pour comprendre le fonctionnement des écosystèmes en Manche : les MES influencent la pénétration de la lumière dans la colonne d'eau, paramètre clé pour la production biologique, et sont susceptibles de transporter des polluants et nutriments. Lors de ce travail, la dynamique des MES minérales de surface en Manche est étudiée à l'aide de deux méthodes complémentaires : l'observation par satellite et la modélisation numérique tridimensionnelle. Dans un premier temps, les images satellite MODIS et MERIS, traitées par l'algorithme semi-analytique développé par l'IFREMER et représentant les MES non-algales de surface, sont analysées afin d'élaborer trois modèles statistiques permettant d'estimer la MES de surface en fonction de variables basiques telles que le coefficient de marée, la hauteur significative des vagues et la concentration moyenne en chlorophylle-a. Dans un deuxième temps, le modèle hydrosédimentaire multiclasse tridimensionnel ROMS (Regional Ocean Modeling System) est implémenté en Manche. Il prend en considération le forçage par la marée aux frontières ouvertes, la contrainte exercée par le vent à la surface de la mer, l'interaction houle-courant en couche limite de fond et l’hétérogénéité spatiale réaliste du lit sédimentaire. Les résultats du modèle statistique le plus sophistiqué sont également utilisés pour forcer la concentration en MES aux frontières ouvertes du domaine de calcul. Des tests de sensibilité sur les conditions limites montrent l'importance de considérer de manière réaliste les sédiments entrant en Manche par les frontières ouvertes lors de la modélisation numérique. L'influence de la biologie sur les MES minérales est testée en utilisant une formulation de la vitesse de chute et de la contrainte critique d'érosion variant saisonnièrement. Grâce à ces deux outils associés, les influences respectives de la marée, de la houle et de la biologie sur les MES minérales sont mises en avant et localisées en Manche. Le modèle numérique prédit que les MES de surface sont composées principalement de silts (>70%). Les silts en suspension en surface proviennent majoritairement du lit sédimentaire près des côtes en Manche orientale et des frontières ouvertes du domaine de calcul à l'ouest de la presqu'île du Cotentin et au large en Manche centrale et orientale. Les variations des MES de surface sont ensuite étudiées aux échelles des cycles de marée semi-diurnes, vive-eau/morte-eau et autour d'un épisode de houles. Enfin, l'évolution de la concentration de sédiments dans la zone de forte turbidité autour de l'île de Wight peut être analysée suivant les conditions hydrodynamiques afin d'évaluer les rôles respectifs des processus locaux d'érosion/dépot et d'advection dans la génération de ces turbidités remarquables. Mots-clés : Matière en suspension, télédétection, satellite, modélisation, Manche, sédiments, turbidité, marée, houle

Droits : 2013 UBO
http://archimer.ifremer.fr/doc/00157/26783/24884.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00157/26783/

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/

Éditeur(s) : XIIèmes Journées Nationales Génie Côtier - Génie Civil. Cherbourg, 12-14 juin 2012. n°12. Levacher D, Sanchez M, et Guillou S (Eds). ISBN 978-2-35921-008-8. Thème 5 : Energies marines. pp.809-818
Résumé : Les fortes vitesses rencontrées à l’entrée de la Baie du Mont Saint-Michel font de cet environnement macro-tidal un endroit privilégié, en termes de ressources énergétiques, pour l’implantation d’une ferme d’hydroliennes. Afin d’établir plus précisément son potentiel énergétique et d’évaluer l’impact de l’implantation de telles machines sur son hydrodynamisme, une modélisation hydrodynamique de la Baie du Mont Saint-Michel est mise en oeuvre à l’aide du modèle de circulation régionale MARS3D (LAZURE & DUMAS, 2008) dans sa version tridimensionnelle. La validation hydrodynamique de cette configuration est réalisée à partir de comparaisons à des mesures courantologiques récentes (KERVELLA, 2010). A partir de cette modélisation, une cartographie du potentiel énergétique de la Baie est établie et les endroits propices à l’installation de structures récupératrices de l’énergie des courants sont identifiés. L’impact de l’implantation d’une ou plusieurs structures à l’un de ces endroits sur l’hydrodynamique de la Baie est évalué : l’effet de l’extraction d’énergie des courants est modélisé par l’implémentation d’un nouveau terme puits, correspondant à une force de retard colinéaire à l’écoulement (DEFNE et al., 2011), dans les équations du mouvement de MARS3D. Les résultats présentés pour 2 valeurs d’extraction de l’énergie disponible (25% et 55%) montrent que l’impact d’un parc de petite superficie sur les courants reste très local.

Droits : Editions Paralia CFL
http://archimer.ifremer.fr/doc/00195/30599/29055.pdf
DOI:10.5150/jngcgc.2012.088-B
http://archimer.ifremer.fr/doc/00195/30599/

Résumé : The study conducted in the framework of an agreement between Ifremer and the Local fisheries committee at Audierne is part of a project to restore spiny lobster Palinurus elephas stock levels in the Iroise Sea. It is supported by professional fishermen from Finistère and by the Regional fisheries committee of Brittany. After a brief review of the way lobster stocks are managed worldwide, followed by the major biological and ecological features of red lobster and the state of fisheries in Europe and North Africa, the very poor state of the resource along French coast is borne out by the statistics of landings. Various scenarios (not alternatives) to promote the rebuilding of the biomass are suggested: minimum landing size increase, seasonal closure of the fishery, berried females protection, no fishing zones. The drift of phyllosoma larvae during their long larval stage is addressed using a 3-D hydrodynamic simulation model.
L'étude réalisée dans le cadre d'une convention entre Ifremer et le Comité local des Pêches d'Audierne s'inscrit dans un projet de reconquête des niveaux de ressource en langouste rouge Palinurus elephas en mer d'Iroise soutenu par les pêcheurs professionnels de la pointe du Finistère et par le Comité régional des Pêches de Bretagne. Après avoir rappelé brièvement les modalités de gestion des stocks de langoustes dans le monde puis les grands traits biologiques et écologiques de la langouste rouge et l'état des pêcheries en Europe et dans le nord de l'Afrique, le très mauvais état de cette ressource sur les côtes françaises est confirmé au travers des statistiques de débarquement. Divers scénarios (non alternatifs) visant à favoriser la reconstitution d'une biomasse sont proposés : augmentation de la taille minimale au débarquement, fermeture saisonnière de la pêche, protection des femelles ovigères et création de zones protégées. La dérive des larves phyllosomes au cours de leur longue phase larvaire est abordée par un modèle de simulation hydrodynamique en trois dimensions.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2005/rapport-1198.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/1198/

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
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00680405
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00680405v2/document
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00680405/file/2011_MICHAUD.pdf

Éditeur(s) : HAL CCSD Editions Paralia CFL
Résumé : L'objet de cette communication est la caractérisation hydrodynamique d'un système double de barres festonnées en milieu microtidal. Pour comprendre l'évolution du littoral de Leucate-Plage (Languedoc-Roussillon, France), une campagne de mesures hydrodynamiques in-situ a été réalisée, puis complétée par une étude à l'aide du modèle numérique Quasi-3D SHORECIRC de la houle et des courants dans des conditions plus dynamiques non observées. Les mesures in-situ ont permis de réaliser des cartes de circulation hydrodynamique. Les données modélisées donnent des résultats proches de la réalité en terme d'intensité dans la zone de déferlement, en termes de direction et d'intensité dans la zone deshoaling. This paper deals with the hydrodynamic study of a microtidal double crescentic bars system. To understand the coastal evolution of Leucate-Plage (Languedoc- Roussillon, France), a hydrodynamic survey has been realized, added to numerical studies with Q-3D SHORECIRC model for more dynamic unobserved conditions. Hydrodynamic maps with observed data have been produced. The numeric hydrodynamic maps show good analogies in the shoaling zone but some difference in the surf zone.
ISSN: 1760-8716

hal-00854013
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00854013
DOI : 10.5150/jngcgc.2008.007-F

Éditeur(s) : HAL CCSD Editions Paralia CFL
Résumé : Des techniques d'optimisation de formes sont utilisées dans des problèmes du Génie Côtier pour la protection des plages. En collaboration avec le bureau d'étude Bas-Rhône Languedoc ingénierie, un projet d'aménagement concret de la plage du Lido de Sète, utilisant des ouvrages immergés en géotextile, a été étudié. Des solutions optimales, visant à réduire la mise en suspension des sédiments, pour les structures de défenses ont été obtenues à partir d'un modèle hydrodynamique de propagation de houle. Une étude complémentaire à partir d'un modèle de circulation et des travaux expérimentaux en canal à houle permettent ensuite de valider les résultats optimaux numériques obtenus. Shape optimization techniques, focusing on coastal structures design, are used to solve coastal engineering problem. In collaboration with the Bas-Rhône Languedoc engineering Company, a actual development plan concerning the beach of the Lido of Sète has been studied. Optimal solutions, aimed at reducing sediments suspended, for defense structures have been obtained with a hydrodynamic water wave model. An additional study using a circulation model and experimental works in flume tend to validate optimal numerical results.
ISSN: 1760-8716

hal-00854031
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00854031
DOI : 10.5150/jngcgc.2008.025-I

Éditeur(s) : HAL CCSD Editions Paralia CFL
Résumé : L'hydrodynamique du plateau continental du Golfe du Lion est généralement induite par les vents. Les simulations numériques réalisées par les modèles numériques de circulation océanique côtière aux équations primitives sont en général cohérentes avec les observations in-situ. Très peu d'observations étaient toutefois disponibles pendant les épisodes de tempêtes méditerranéennes. Aussi, la station BESSète (Bottom Experimental Station Sète), équipée d'un ADCP mesurant en continu les caractéristiques de houle et les profils verticaux de courants, a été implantée sur le plateau sous 70 m. Les premières données issues de cette station, acquises en février-mars 2007, confirment les schémas de circulations induits par les vents de Nord (Mistral,Tramontane). Un épisode de tempête (Hs>5m) a aussi pu être observé le 18 février 2007. De forts courants dont l'intensité peut atteindre 0,7 ms-1 y sont associés. Cette série de données est ensuite utilisée pour calculer les tensions decisaillements induites sur le fond. Sous 70 m, elles sont en général quasi-nulles excepté pendant l'épisode de tempête où l'action conjuguée des houles et des courants peut induire des contraintes susceptibles de mobiliser et déplacer le sédiment fin présent dans la zone. La très forte intensité des courants mesurés pendant la tempête amènent ensuite à reconsidérer les processus de transferts de quantité de mouvement entre atmosphère, océan et sédiments. Très schématiquement, sur le plateau, dès que la houle interagit avec le fond, la houle se transforme (réfraction, dissipation) et transmettrait de la quantité de mouvement à l'échelle des courants moyens. Cette hypothèse est retenue pour expliquer ces forts courants observés et pourrait être confirmée par d'autres travaux théoriques et numériques.
ISSN: 1760-8716

hal-00854000
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00854000
DOI : 10.5150/jngcgc.2008.011-L

Éditeur(s) : Université Bordeaux 1
Résumé : Les formations superficielles du plateau insulaire de la Martinique ont été cartographiées à l'aide de données acquises par l'utilisation de techniques complémentaires telles que le sonar à balayage latéral, les photographies sous-marines et les prélèvements à la benne. Ces formations sont constituées par des éléments carbonatés provenant du démantèlement des formations coralliennes actuelles et fossiles et d'éléments volcaniques transportés jusqu'à la mer par voies aérienne et fluviatile. Parmi les structures sédimentaires repérées dans les sables grossiers à très grossiers et dans les graviers, les plus significatives sont des mégarides symétriques, situées entre 20 et 60 m de profondeur. Elles présentent une hauteur comprise entre 0,20 et 0,60 m et une amplitude variant de 1 à 5 m. Le dépouillement des mesures de courantométrie, l'utilisation de statistiques sur les alizés, l'examen de données sur l'état de la mer et la modélisation des courants induits par les vents en période d'alizés et en période cyclonique ont abouti à la définition des caractéristiques des agents hydrodynamiques régnant sur le plateau insulaire de la Martinique. Les caractéristiques des corps sédimentaires permettent d'attribuer aux houles cycloniques plutôt qu'aux courants la responsabilité de leur formation notamment en période cyclonique. Les deux derniers cyclones les plus intenses ayant touché les côtes martiniquaises (David en 1979 et Allen en 1980) ont laissé des empreintes différentes en raison d'une intensité et d'une trajectoire différentes. Les courants de marée, les courants généraux et ceux induits par le vent occupent une place secondaire parmi les agents de remobilisation des sédiments et d'édification des mégarides.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/00105/21587/19167.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00105/21587/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Quasi-3D model SHORECIRC simulates circulation on simple nearshore domains. It is modified in order to handle realistic bathymetries : beaches with complex shoreline and/or emerged structures. Added improvements are validated against other models and measurements on various configurations. New SHORECIRC version is then applied to the study of the circulation dynamics of Leucate, a sandy beach of Languedoc- Roussillon (France) with crescentic bars.
Le modèle numérique de circulation quasi-tridimensionnel SHORECIRC, initialement prévu pour fonctionner sur des bathymétries simples, a été modifié afin de pouvoir prendre en compte les caractéristiques complexes des bathymétries réalistes de la zone littorale : trait de côte irrégulier et présence d'objets émergés. Les modifications apportées ont ´été validées par comparaison avec des résultats d'autres modèles numériques et avec des données mesurées sur plusieurs configurations. Enfin, le modèle modifié a été appliqué à l'étude de la dynamique de la circulation sur une plage sableuse à barres en festons (Plage de Leucate, Languedoc-Roussillon, FR).
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00438713

tel-00438713
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00438713
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00438713/document
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00438713/file/thesebujan.pdf

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The main purpose of this thesis was to characterize and to model the hydrodynamic and thermochemical processes leading to the alteration of the wellbore cement materials under borehole conditions. Percolation experiments were performed on fractured cement samples under CO2 storage conditions (60°C and 10MPa). Injection flow rate was dictated by the fracture aperture of each sample. CO2 enriched brine was flowed along the fracture aperture, and permeability changes as well as chemical evolution of major cations were continuously acquired during the experiment time. Reaction paths developed by the alteration of the cement were characterized using microtomography and ESEM images. The experiments conducted using samples presenting large fracture apertures during 5h showed that permeability was maintained constant during the experiment time. Three reacted layers were displaying by the alteration of portlandite and CSH. Long term experiment (26h) conducted with large initial fracture aperture showed a decrease of the permeability after 15hours of CO2 exposure. Otherwise, experiments performed on samples presenting narrow apertures indicated the conversion of portlandite and CSH to calcite leading to the permeability reduction and the fracture clogging. Assemblages of phases and chemical changes were modelled using GEMS-PSI speciation code. We studied also using a coupled transport-reactive model the conditions leading to the cement alteration and the formation of associated layers.
L'objectif de cette thèse était de modéliser à partir des expériences de percolation-réactive, les processus hydrodynamique et réactionnel qui gouvernent l'altération des ciments de puits. Différentes expériences ont été réalisées dans des conditions représentatives de celles du stockage du CO2. Des échantillons fracturés ont été utilisés pour injecter une saumure enrichie en CO2 à 60°C et 10MPa et à différentes pressions partielles de CO2. Le débitd'injection variait en fonction des propriétés hydrauliques de l'échantillon exposé. L'injection d'une saumure enrichie en CO2 à débit constant à travers une fracture supposée plane a permis d'étudier les modifications des propriétés hydrodynamiques et ces conséquences sur la géochimie et la microstructure du ciment altéré. L'impact dynamique de l'évolution microstructurale a été mis en évidence. Les expériences conduites sur des échantillons présentant de larges ouvertures, réalisées sur une durée de 5 h, ont montré que la perméabilité était maintenue constante le long de l'expérience. Trois couches d'altération se sont développées consécutivement à la dissolution de la portlandite et la décalcification des CSH. L'altération a entrainé la précipitation des carbonates et de la silice amorphe à proximité de la fracture. Dans le cas d'une expérience longue durée appliquant les mêmes conditions que précédemment on a observé que la croissance de la silice amorphe a entrainé la diminution de la perméabilité. Par ailleurs les expériences effectuées sur des échantillons présentant de faibles ouvertures, ont indiqué que la conversion de la portlandite en calcite conduit au colmatage de la fracture. L'évolution des assemblages de phases conduisant à la formation des carbonates et de la silice amorphe a été modélisée à partir du code géochimique GEMS. Les mécanismes de diffusion et les processus de mise en place des couches d'altération ont été étudiés à partir d'un modèle analytique et d'un modèle de transport réactif à partir du code géochimique PHREEQC.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01038034

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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Karst systems are the most important groundwater reservoirs in Mediterranean area. Beyond saturated zone, unsaturated zone constitute an entity where water storage and transfer play a major role in a global behavior of spring water. This structure and functioning are complex and not well known because of the high heterogeneity created and organized by groundwater flow. In this study, we used gravimetric and hydrogeologic method to directly observe and quantify water storage and transfer processes in unsaturated zone of karst system. Surface to depth gravity measurements on several karst system allow quantifying seasonal water storage changes in unsaturated zone. We show that these variations occur in the first tens meters of unsaturated zone. Furthermore, water storage capacity of unsaturated zone seems to be influenced by lithology (limestone or dolomite). Finally, direct observations of water flow in unsaturated zone are done using caves access. We show that some characteristics of unsaturated water flow such as bipolar slow-fast flow can be widespread for whatever depth of measurement and recharge area. Model of this flow, using a simple modeling scheme, show the complexity of water transfer processes in unsaturated zone of karst system.
Les aquifères karstiques constituent l'essentiel des ressources en eau du pourtour Méditerranéen. Au-delà de la zone saturée de ces systèmes, la zone non saturée constitue une entité importante quant au transfert et au stockage temporaire de l'eau. La structure et le fonctionnement de cette entité du karst sont complexes et mal connus à cause du processus de karstification qui hiérarchise la circulation hydrodynamique en son sein. Dans cette étude nous utilisons des méthodes géodésiques et hydrogéologiques afin d'observer de façon directe et de quantifier les processus de transfert et de stockage de la zone non saturée. Les mesures gravimétriques en surface et profondeur sur différents systèmes karstiques ont permis de quantifier les variations du stockage en eau saisonnier dans la zone non saturée. La gravimétrie différentielle montre que ces variations sont réparties dans les quelques premiers mètres de la zone non saturée. Il semble, de plus, que la capacité de stockage de la zone non saturée soit fonction de la lithologie de l'encaissant (calcaire et dolomie). Enfin, des observations directes du flux d'eau en zone non saturée ont été effectuées par le biais de mesures dans différentes cavités. Nous montrons que certaines caractéristiques du flux d'eau en zone non saturée, comme la présence d'un flux bipolaire lent-rapide, peuvent être généralisées quelque soit la profondeur de mesure et la surface d'impluvium. La modélisation de ce flux, à partir d'un schéma simple, a montré la complexité des processus de transfert engendrés au sein de la zone non saturée.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00829346

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Éditeur(s) : Pêche thonière et dispositifs de concentration de poissons, Caribbean-Martinique, 15-19 Oct 1999 15-19 octobre 1999
Résumé : Since 1983, the research on the optimal conception of FADs in Martinique was particularly focused on the improvement of their resistance to different maritime or human aggressions. Following several experimentations made with different types of fads, the choice was brought on light devices anchored in 1 500 to 2 000 m depths and an experimental approach was conducted to identify the causes of loss of fads and to attempt to modelize their hydrodynamic behaviour with relation to the sea conditions. Three mathematical models are used to simulate the fad behaviour under current action and swell, and to estimate the forces exerted on each part of the device. The results of this study are presented. The fad design used nowadays for the development of pelagic fishing in Martinique, recommendations for maintenance and preservation of the fads are also proposed.Original Abstract: De 1983 a 1994, les recherches sur une conception optimale des DCP de la Martinique ont ete plus particulierement orientees sur l'amelioration de leur resistance aux diverses agressions marines ou humaines. Suite aux multiples experimentations menees avec differents types de DCP, le choix de systemes legers ancres par fonds de 1 500 a 2 000 m a conduit a une demarche scientifique comprenant a la fois une analyse des causes de perte des DCP et la modelisation de leur comportement hydrodynamique en fonction des conditions de mer. Les resultats de ce programme ainsi que le plan du DCP retenu pour le developpement de la peche des poissons pelagiques en Martinique sont presentes. Des recommandations pour la maintenance et la preservation des dispositifs sont egalement proposees.

Droits : Ifremer
http://archimer.ifremer.fr/doc/00042/15287/12673.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00042/15287/

Éditeur(s) : HAL CCSD Editions Paralia CFL
Résumé : Le lido de Villeneuve-lès-Maguelone (Languedoc-Roussillon) est un archétype de littoral microtidal, dominé par la houle, en érosion, et largement affecté par la submersion marine lors des tempêtes. Les observations réalisées dans le cadre du Système d'Observation Littoral - Trait de Côte (SO LTC) concernent l'hydrodynamique et le transport sédimentaire dans l'avant-côte et la lagune. La tache d'observation MAGOBS (Observatoire Aresquiers-Maguelone-Palavas) de cet observatoire regroupe un dispositif instrumental automatisé composé de 30 points d'acquisition en temps réel entre 6 mètres de profondeur et le haut de plage (à terre) ainsi que dans la lagune. Le dispositif est opérationnel depuis mai 2011. Son déploiement a permis de déverrouiller les difficultés techniques liées à la mesure temps réel en zone littorale : choix du type des appareils de mesure, de la technologie embarquée, des cadences d'acquisition, résolution des questions du transfert de la donnée. Le dispositif produit 2 Tera-octets de données par an. Les données sont stockées sur un ensemble de serveurs dédiés. Les données sont mises en ligne sur le site du SO-LTC (www.soltc.org), immédiatement après premiers traitements et qualification. Elles commencent à être utilisées pour des calculs de niveau d'eau à la côte, et dansdes outils de prédiction des vagues et des niveaux à la côte associant mesure et modélisation.
ISSN: 1760-8716

hal-00854410
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00854410
DOI : 10.5150/jngcgc.2012.064-G

Résumé : Les départements et territoires d'outre mer sont généralement l'objet d'enjeux économiques importants, et de conflits d'activités liés au développement touristique, aquacole, agricole et industriel. Les études font généralement état d'une lente dégradation de l'environnement marin avec diminution des coraux et de la faune associée, au profit d'une augmentation de la couverture algale. On constate parfois un envasement ou un ensablement des sites, la présence dans l'eau de polluants organiques, dont des pesticides, des métaux ainsi que des microorganismes d'origine fécale. En Martinique, ce dernier aspect, lié à l'assainissement des zones rurales, urbaines et touristiques est actuellement considéré comme une préoccupation majeure pour les prochaines années. L'étude réalisée sur le site de la baie de Fort de France en Martinique, en 1990 - 1993, avait pour objectif de définir l'impact des activités sur la qualité bactériologique des eaux de la baie. Ce travail comporte plusieurs aspects : - l'estimation des concentrations en bactéries d'origine fécale des principaux rejets ou rivières situées autour de la baie, - l'étude de la circulation des masses d'eaux dans la baie pour l'établissement d'un modèle hydrodynamique, - l'estimation des temps de mortalité des bactéries d'origine fécale dans les eaux martiniquaises en fonction des conditions locales (ensoleillement, température de l'eau, teneur en matière en suspension ... ).

Droits : 1994 Ifremer
http://archimer.ifremer.fr/doc/00132/24303/22301.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00132/24303/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : At present, the forecasting of littoral evolution presents a considerable social stake. Many studies have been achieved to better understand coastal dynamics. Such dynamics are controlled by morphology, sediment supply, hydrodynamics, eustacy... at different time scales. At geological time scale, deposits geometry, controlled by eustacy and subsidence, is succesfully analysed where sediment supply is high. But the littoral zones present important sediment supply variability. In low sediment supply areas, the record of coastal tracts is smaller and harder to interprete. Analyses of about 250 kilometres of new VHR seismic profiles acquired along the languedocian coast (Northern Gulf of Lion, France), tens of short cores and outcrops data allowed us to determine the three-dimensional high-resolution geometry of the coastal tracts from Quaternary to present-day. This highlighted the role of alongshore dynamics in coast where direct sediment supply is low. The concepts of protected lagoon and isolated lagoon were broughted to the fore and the effect of inherited incised valley morphology was discussed. Last, a complementary study by analogue modeling of the channel incision processes controled by eustatic and climatic changes allowed to discuss the role of incised valleys in coastal areas.
Actuellement, la prévision de l'évolution d'un système littoral représente un enjeu social important. De nombreuses études sont réalisées afin de mieux connaitre la dynamique côtière et donc de comprendre les facteurs qui influencent son évolution. Cette dynamique est contrôlée par la morphologie, les apports sédimentaires, l'hydrodynamique, l'eustatisme... qui agissent à des échelles de temps différentes et avec de fortes interactions. A l'échelle géologique, l'architecture des dépôts, contrôlée par l'eustatisme et la subsidence, est parfaitement décrite dans les zones à forts apports sédimentaires. Par contre, dans les zones à faibles apports sédimentaires, l'enregistrement des cortèges côtiers est réduit et est difficile à interpréter. L'analyse de 250 kilomètres de profils sismiques THR sur le littoral languedocien (Nord du Golfe du Lion, France), de carottages et de données de terrain a permis de déterminer la géométrie en trois dimensions des cortèges sédimentaires côtiers depuis le Quaternaire jusqu'à l'actuel. Ces observations montrent l'importance de la dynamique longshore sur les littoraux pauvres en apports sédimentaires directs. De plus, l'étude d'un système lagunaire sur ce littoral met en évidence les concepts de lagunes protégées et lagunes isolées ainsi que l'importance des vallées incisées dans la génèse de ces environnements. Enfin, la modélisation en laboratoire des processus d'incision de chenaux sous contrôle eustatique et climatique permet de discuter le rôle des vallées incisées en milieu côtier.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00542897

tel-00542897
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00542897/file/theseraynaldef.pdf

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Karst systems are the most important groundwater reservoirs in Mediterranean areas. Their structure and functioning are complex and not well known because of the high heterogeneity created and organised by groundwater flow. Water storage entities and water storage changes within remain difficult to assess by direct measurement and modelling. Geodetic monitoring is here used to constrain and bring original insights on karst system functioning. The Durzon karst system (Larzac plateau, Southern France) is monitored by several geodetic techniques: - Monthly absolute gravity measurements at three sites - Time-lapse surface to depth gravity measurements - Time-lapse microgravity surveying - Continuous long base hydrostatic tiltmeter monitoring at two sites Absolute gravity monitoring complemented with relative gravity surveys allows quantification of water storage changes on the studied karst system. Interannual water storage changes as detected by gravity are ~400 mm in amplitude. These storage changes are shown to occur in the epikarst and infiltration zone in certain areas. Water storage variations spatial heterogeneity is also demonstrated on the karst system. Tilt measurements monitor fast and slow infiltration processes within the karst fractured media. Karst system geodetic monitoring brings both quantitative and integrated hydrologic knowledge. Such methods could be applied to other karst aquifer studies.
Les aquifères karstiques constituent l'essentiel des ressources en eau souterraine sur le pourtour de la Méditerranée. Leur structure et leur fonctionnement sont complexes et mal connus à cause du processus de karstification qui hiérarchise la circulation hydrodynamique en leur sein. La localisation du stockage de l'eau et de ses variations au sein de tels aquifères est difficile à mesurer et à modéliser. Nous utilisons les outils de la géodésie pour apporter de nouvelles contraintes sur le fonctionnement hydrologique et les variations de stock d'eau en milieu karstique. Ainsi, le système karstique du Durzon, (Causse du Larzac, France) fait l'objet d'un suivi par plusieurs méthodes géodésiques incluant: - Des mesures de gravimétrie absolue en trois sites répétées de manière mensuelle ; - Des mesures répétées de gravimétrie relative entre la surface et la profondeur du karst ; - Des mesures répétées de microgravimétrie ; - Des mesures inclinométriques longue base en deux sites. Nous démontrons que le couplage entre la gravimétrie absolue et relative permet d'appréhender les variations de stock d'eau sur le bassin d'alimentation étudié. Les variations inter-anuelles observées sont de l'ordre de 400 mm, et nous montrons que celles-ci s'opèrent dans certaines zones au sein des horizons supérieurs du karst : épikarst et zone d'infiltration. Une forte hétérogénéité spatiale des variations de stockage est aussi mise en évidence à l'échelle du bassin d'alimentation. Les mesures inclinométriques permettent de suivre les phénomènes d'infiltration rapide et lente dans la masse karstique fracturée. Le suivi géodésique de ce système karstique permet d'apprécier quantitativement et de façon intégrée son fonctionnement hydrologique et pourra être transposé pour l'étude d'autres aquifère karstiques.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00404851

tel-00404851
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00404851/file/THESE_jacob.pdf

Éditeur(s) : ISTPM
Résumé : Cet article fait suite à une première publication (NEDELEC et PORTIER,1968 ; Science et Pêche n° 172) où, en même temps que des considérations sur la théorie des essais de modèles réduits en bassin et la réalisation pratique des maquettes d'engins de pêche, ces auteurs avaient décrit divers chaluts et leur gréement. Il y était fait état en particulier du chalut de fond 27/47 et du chalut semipélagique 35/42 gréés tous les deux avec des entremises et des bras. On y traitait également du chalut pélagique à 4 faces 17,60 X 15,35 tel qu'il est utilisé par les bateaux de 150 à 200 cv, c'est-à-dire avec un gréement à fourches et des panneaux rectangulaires traînant sur le fond. Nous décrivons ici le chalut semi-pélagique utilisé avec un gréement à fourches et le chalut pélagique remorqué avec des panneaux hydrodynamiques Süberkrüb et des panneaux ovales creux de type Morgère.
Science et Pêche (0036-8350) (ISTPM), 1971-09 , Vol. 206 , P. 1-18

Droits : Ifremer
http://archimer.ifremer.fr/doc/1971/publication-7009.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/7009/

Éditeur(s) : Journées de l'Hydrodynamique, Val de Reuil, novembre 2014
Résumé : Les modèles numériques associant les efforts hydrodynamiques et aérodynamiques sur les structures flottantes nécessitent d’être validés expérimentalement. Pour cela de nombreux bassins d’essais s’équipent de générateurs de vent. Nous présentons ici une description technique de la soufflerie du bassin de l’Ifremer de Brest, ainsi que les mesures de vents à vitesse constante, variable puis cisaillée issue de la campagne de qualification menée en janvier 2014.

Droits : 2014 Ifremer
http://archimer.ifremer.fr/doc/00233/34390/32783.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00233/34390/