SharePoint
Aide
Faire avancer la sûreté nucléaire

La Recherchev2

Programmes de recherche

Le projet CARMA

Fermer

Authentification

Email :

Mot de passe :


Comprendre le fonctionnement hydrosédimentaire de la région sous l'influence des apports rhodaniens
Contexte
 
Des programmes internationaux comme LOICZ (Land Ocean Interactions in the Coastal Zone) ont défini, depuis une décennie, des priorités sur l’étude du devenir des interactions entre continent et domaine marin. A présent, les recherches sont orientées plus particulièrement vers les marges (les interfaces entre le plateau continental et le domaine abyssal profond) dominées par les apports fluviaux et notamment celle située à proximité du Rhône, premier fleuve Méditerranéen.
Les apports du Rhône au niveau du Golfe du Lion structurent fortement les écosystèmes de la zone côtière et ce, tant du point de vue biologique et hydrologique que du point de vue sédimentaire. Les apports solides du Rhône, notamment la charge sableuse, constituent un paramètre majeur de contrôle du bilan sédimentaire côtier et donc de l’évolution du trait de côte. Les particules les plus fines fixent préférentiellement les contaminants issus de l’agriculture et des rejets industriels et urbains. La majeure partie de ces apports de matériel fin se dépose en périphérie de l’embouchure par des fonds de l’ordre de 30 à 80 m dans une zone appelée "prodelta".
Des études récentes ont montré que les flux de sable et de particules fines et, par voie de conséquence, les flux de contaminants associés se font essentiellement durant les périodes de crues du fleuve. Pourtant, paradoxalement, le Rhône a été étudié de manière très parcellaire et ne fait pas l’objet de mesures en continu dans le domaine marin pour comprendre son fonctionnement en réponse aux cycles et événements naturels. Cette absence de suivi rend difficile la gestion de la zone littorale, que ce soit en matière d’évolution de la côte ou en situation de pollution par voie fluviale. A titre de comparaison, les fleuves et les zones côtières influencées par la Seine ou le Rhin font l’objet de suivis continus des courants, de l’hydrologie des charges en suspension et des sels nutritifs.
 
 
Enjeux et objectifs
 
L’objectif principal du projet CARMA est de comprendre le fonctionnement hydrosédimentaire de la région sous l'influence des apports rhodaniens.
Il s’agit d’appréhender les conséquences des crues et des tempêtes à la fois sur les profonds remaniements du littoral, et sur le devenir des particules fines qui piègent la matière organique et les contaminants issus des activités humaines. Cette étude permettra de comprendre et de quantifier la dynamique spatio-temporelle du devenir des apports du Rhône en sables et particules fines, en déterminant quelles sont les voies de passage de la matière au sortir du fleuve et  les zones de dépôt, quels sont les temps de résidence de ces dépôts, les flux érosifs et leur redistribution  (les flux exportés et redéposés). Cette approche allie des mesures de terrain avec la modélisation des aspects hydrodynamiques (courant et houle) ainsi que la modélisation des phénomènes de sédimentation et de transport de la matière en suspension, les deux volets s’alimentant l’un l’autre.

La réponse des tempêtes en termes de remise en suspension est méconnue, tout comme l’évolution temporelle des propriétés physiques du sédiment (fraction sédimentée / exportée, enfouissement définitif ou remobilisation). Dans la mesure où les sédiments les plus fins sont liés aux contaminants et à la matière organique, et où le développement des populations benthiques leur est fortement lié, modéliser de façon précise la dynamique de la région proche de l’embouchure du Rhône devient une priorité.
 
 
Description du projet, méthodologie
 
La méthodologie de ce programme se fonde sur deux éléments :
  • une étude courantologique qui a commencé à l’automne 2006 avec l’ensemble des partenaires du projet CARMA
  • et la mise en place d’un suivi morphologique de secteurs d’études préférentiels larges de quelques centaines de mètres.
 
Ces « boîtes » doivent mettre en évidence la complexité de la zone étudiée. Les points forts de ce projet sont d’une part, la mise en œuvre d’une instrumentation performante (courantomètres Doppler, altimètres acoustiques) dans le débouché du Rhône, ce qui constitue une première, d’autre part le développement de la modélisation associée.
Pour atteindre ces différents objectifs, plusieurs méthodes de suivi des stocks sédimentaires seront employées :
  • cartographie comparée des fonds bathymétriques,
  • enregistrement in situ des taux de sédimentation (altimètres), 
  • paramètres hydrauliques (courantologie et houle),
  • flux sédimentaires (piégeage et ADCP),
  • paramètres physiques (sondes de turbidité, température, salinité).
 
Des radionucléides naturels (210Pb, 7Be…) et artificiels (137Cs, 239+240Pu…) sont utilisés comme marqueurs pour tracer les apports continentaux dans cette zone. Dans le projet CARMA, ils serviront classiquement à quantifier les processus de sédimentation, mais aussi à étudier les phénomènes de translocation des sédiments apportés par le Rhône dans le Golfe du Lion.

L’ensemble des données acquises dans le cadre du projet permet d’alimenter trois types de modèles :
  • modélisation de l’érosion des dunes de la flèche de la Gracieuse, réalisée à partir du modèle 2DV (Bidimentionnel Vertical) SBEACH, qui simule le recul du rivage et l’érosion des dunes durant les tempêtes. Ce modèle a déjà été testé, calibré et validé pour les plages de Camargue dans le cadre d’un projet soutenu par le programme national Liteau.
  • modélisation de l’estimation des apports sableux du Rhône aux plages limitrophes, qui est réalisée au moyen d’un modèle 2DV qui calcule le transit littoral en prenant en compte l’influence des débits du fleuve sur la propagation de la houle et du déferlement (modèle NMLONG, licence au CEREGE). Les résultats obtenus ne seront que des ordres de grandeurs, ils permettront surtout de distinguer si la fourniture des sables aux plages par le transit littoral s’effectue durant les crues ou pendant les périodes d’accalmies. 
  • modélisation des différentes phases du transport de la matière particulaire apportée par le Rhône à l’aide de modèle 3D (3 dimensions) SYMPHONIE couplé à un modèle de transport sédimentaire et à un modèle de génération et de propagation de la houle. Son utilisation pour des simulations correspondant aux phases d’acquisition des données in-situ permettra sa calibration et sa validation.
 
 
Résultats
 
Le rapport final du projet CARMA a été publié en juin 2009.
Ce projet a constitué une étape fondamentale dans la stratégie d’instrumentation au débouché du Rhône et dans l’observation et l’enregistrement du transport sédimentaire, en particulier celui associé aux événements extrêmes. CARMA a également permis le développement et la validation des modèles hydro-sédimentaires SYMPHONIE (LA Toulouse) et MARS3D (IFREMER, Thèse de François Dufois).

Le projet ANR EXTREMA bénéficie d’ores et déjà des différents retours d’expérience du projet CARMA ainsi que de la dynamique scientifique et technique générée : une convention entre Phares et Balises (subdivision Ouest méditerranée, Direction Départementale du Rhône) et les différents partenaires scientifiques IRSN, IFREMER, CEREGE, CETMEF, COM et le LSGE a en effet été signée en début d’année 2009 afin de mettre en place et d’instrumenter une bouée fixe à flotteur immergé (BFI) au débouché du Rhône. Cette réalisation favorisera l’acquisition des données et permettra de protéger l’ensemble des appareillages scientifiques, notamment vis-à-vis des opérations de chalutage. Le projet ANR EXTREMA bénéficie de cette réalisation dès l’automne 2009. A noter enfin que les résultats du projet CARMA alimentent directement le projet IRSN EXTREME.
 
 
Apports sociétaux
 
Les intérêts économiques, industriels et patrimoniaux sont multiples dans les zones d’embouchures.

Tout d'abord un intérêt environnemental : dans le cas du delta du Rhône, l’équilibre sédimentaire des plages constitue un enjeu majeur dans la protection des zones humides situées en arrière des cordons littoraux. La diminution des apports sédimentaires du Rhône, ainsi que leur très faible redistribution sur les plages limitrophes posent, depuis 30 ans, des problèmes importants d’érosion des cordons littoraux et de recul du rivage.

Deuxième intérêt : industriel. En effet, ces zones d’interface constituent la première protection contre les houles et protégent ainsi les installations industrialo-portuaires notamment, au débouché du Rhône, celles du Golfe de Fos, de Marseille, ainsi que les établissements de conchyliculture situés en arrière dans l’anse de Carteau.
Troisième intérêt : le secteur du tourisme. Les plages adjacentes à l’embouchure présentent un attrait important pour les activités de loisirs et de tourisme qui bénéficient aux villes d’Arles et de Port Saint Louis du Rhône. Outre les problèmes d’évolution du trait de côte, le devenir des apports sédimentaires rhodaniens au niveau du Golfe du Lion est un paramètre important à connaître pour les gestionnaires du milieu.

Ce dernier point est également important pour un quatrième secteur économique, la pêcherie, particulièrement développée au niveau du Golfe du Lion, qui est largement concernée par les apports du Rhône.
Immersion d'un altimetre à la bouée de signalisation Roustan Sud à l'embouchure du Rhone.

Caractéristiques du projet

Dates : 2006-2008
Pilote : IRSN et Pôle d’océanographie côtière de l’Observatoire Midi-Pyrénées
Financement : IRSN, région Midi-Pyrénées, région Provence-Alpes-Côte-d’Azur, fonds européens de développement régional

Unités IRSN concernée : LERCM

Les partenaires

Partenaires scientifiques

POC (Pôle d’océanographie côtière de l’observatoire Midi-Pyrénées)
CEREGE (Centre Européen de Recherche et d'Enseignement de Géosciences de l'Environnement)

 

Partenaires industriels

Noveltis (Midi-Pyrénées) 
IN VIVO Environnement (PACA)
Adhoc Vision (PACA)

Publications

En savoir plus

Les résultats du projet CARMA sont utilisés pour le projet global EXTREME, dédié à l’étude du transfert des radionucléides durant les événements climatiques extrêmes

Contact

Contacter la coordinatrice du projet CARMA : Mireille Arnaud