E.4. Cartographie des concentrations en MES estimées à partir des mesures

L'algorithme empirique régional validé à l'aide des mesures in situ de concentrations en MES est appliqué aux images satellitaires MERIS et MODIS enregistrées en 2010 afin d’étudier la dynamique saisonnière des MES dans le panache du Rhône. Les images acquises entre le 6 mars et le 28 avril 2010 sont représentées sur la figure IV-16. Durant cette période, deux épisodes de crue très marqués ont eu lieu au début et à la fin du mois de mars (figure II-5), tout deux suivis par des périodes d'étiages avec un débit liquide inférieur à 1500 m³ s^-1.

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Figure IV-16 : Cartographie des concentration en MES (g m^-3) obtenues par MERIS et MODIS à l'aide de l'algorithme empirique pour 8 dates classées chronologiquement entre le 6 mars au 28 avril 2010. Le capteur utilisé et la date sont référencés au dessus de chaque image et Q le débit liquide moyen du Rhône en m³ s^-1 des 5 derniers jours.

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Le 06/03/2010, le débit liquide moyen du Rhône (calculé sur la base des 4 jours antérieurs cette date) était supérieur à 3000 m³ s^-1 (tableau IV-1). Durant la journée du 6 mars, les vents sont modérés avec une direction aléatoire et ont des vitesses en moyenne inférieures à 3 m s^-1. Le débit liquide soutenu impacte les valeurs de MES estimées à l'embouchure qui sont supérieures à 20 g m^-3. Avec ces conditions de vent calme, c'est la force de Coriolis qui est le principal facteur responsable de l’orientation du panache naturellement vers l'Ouest. Le 14/03/2010, le débit liquide moyen du Rhône a été divisé par deux par rapport au 06/03/2010 impactant notablement les concentrations en MES estimées en surface. Le 14/03/2010, le panache est très peu développé et la quasi intégralité des valeurs de MES estimées est inférieure à 10 g m^-3.

Le mois d'avril est particulièrement intéressant car il combine des évènements de vents très variables (figure II-6b et c), ainsi que des débits liquides très élevés. En début de mois, le débit liquide est maximal ; il atteint son maximum mensuel le 5 avril avec 3390 m³ s^-1 puis décroit pour devenir inférieur à 1500 m³ s^-1 à partir du 16 avril jusqu'à la fin du mois (figure II-5c). Les images des 5, 9 et 10 avril 2010 (figure IV-16c, d et e) correspondent donc à des épisodes de crue. La description de l'orientation et de l'extension du panache le 5 avril a été présentée dans la section IV.D.2. Le 9 avril, à partir de 11h TU le le vent s'oriente au Sud-Ouest avec une vitesse moyenne de 6 m s^-1 (soit environ 3h avant la mesure satellitaire), le panache est donc plaqué à la côte. Comme on a pu le constater dans la section IV.D.2, le panache semble réagir très rapidement au forçage du vent. Le lendemain, le 10/04/10, la couverture spatiale du panache est très différente avec une extension vers le Sud-Ouest. Pendant cette journée le vent est faible et la force de Coriolis semble conditionner son orientation. Pour les 3 dernières dates considérées au mois d'avril, les valeurs de MES mesurées sont inférieures à 8 g m^-3 (figure IV-16f, g, h). Bien que les concentrations en MES dans le panache soient faibles, ce panache est néanmoins bien remarquable sur les mesures satellitaires télédétectées et son orientation est très variable pour les 3 dates. La comparaison des images du 19 et 28 avril est particulièrement éloquente. Entre ces deux épisodes, le panache a basculé de 90° vers l'Ouest, ce qui est aussi le cas du vent. Le 19/04/10, le vent soufflait du Sud-Ouest de manière soutenue (i.e. 6-7 m s^-1) impactant l'orientation du panache. Le 28/04/10, il provenait du Sud Sud-Est de manière modérée. Le vent combiné avec la force de Coriolis semble avoir été les deux facteurs qui ont contrôlé l'orientation du panache dans ce cas de figure.

Comme le mois d'avril 2010, le mois de novembre est un mois intéressant au regard de la grande variété des débits liquides mesurés à Beaucaire durant cette période. On observe une crue brève en début de mois, caractéristique des crue « éclair » des affluents méditerranéen du Rhône, dont les variations de débit sont affectées par les épisodes de précipitations brefs et intenses à l'automne. En début de mois novembre, les concentrations en MES télédétectées sont donc les plus fortes mesurées pendant tout le mois comme l’illustrent les figures IV-17a et b.

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Figure IV-17 : Cartographie des concentration en MES (g m^-3) obtenues par MERIS et MODIS à l'aide de l'algorithme empirique pour 5 dates classées chronologiquement entre le 4 et le 22 novembre 2010. Le capteur utilisé et la date sont référencés au dessus de chaque image et Q le débit liquide moyen du Rhône en m³ s^-1 des 5 derniers jours.

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Le débit liquide atteint un minimum mensuel le 7 novembre (824 m³ s^-1) et reste inférieur à 1500 m³ s^-1 jusqu'au 11 novembre inclus. En accord avec ces faibles débits, les concentrations en MES télédétectées le 11/11/10 sont les plus faibles du mois (figure IV-17c). Le Rhône entre ensuite une nouvelle fois en crue en deuxième partie de novembre, avec un débit supérieur à 3000 m³ s^-1 à partir du 17/11/10. Les mesures des 19 et 22 novembre (figure IV-17d et e) présentent donc un panache très développé aussi bien en terme de concentrations en MES que d'extension spatiale vers le large. Le vent est orienté vers le Sud le 19/11/10, bien que de faible amplitude, mais il semble cependant être l'un des facteurs qui a conditionné l'orientation du panache.

En résumé, pour toutes les images MERIS et MODIS présentées dans les figures 16 et IV-17, au delà d'une classification des événements en fonction du débit liquide, l'allure du panache du Rhône de surface présente des caractéristiques de forme communes (i.e. orientation et extension) entre différents événements. Qualitativement, on peut classer les allures du panache du Rhône en focalisant sur la zone de l'embouchure selon les catégories suivantes :

- Orientation Sud 14/03/10, 05/04/10

- Orientation Sud-Ouest : 28/04/10, 06/03/10, 22/11/10, 10/04/10, 17/04/10, 04/11/10, 05/11/10, 19/11/10

- Orientation Sud-Est : 19/04/10, 11/11/10 - Orientation Nord (plaqué à la côte) : 09/04/10

Les images précédentes ont été choisies pour couvrir différents types d'épisodes en terme de débit liquide. Seul ce critère a été retenu pour sélectionner ces images. Néanmoins, la classification de l'allure du panache en fonction de quatre types d'orientations montre que l'orientation Sud-Ouest est très largement majoritaire. Ce type d'orientation est en accord avec la dominance des vents de secteur Nord dans la zone d'étude (tramontane et mistral), qui soufflent environ 35% du temps (Millot, 1990). Ce type de régime de vent, en particulier le mistral, a tendance à extraire le panache de la côte et à l'entrainer vers le large, soit exactement les configurations observées dans les figures IV-16 et IV-17. Ces observations sont en accord avec l'étude de Demarcq et Wald (1984) qui fait référence en terme de comportement du panache aux forçages des vents.