Comparaison des sorties du mod`ele avec les observations

La figure 4.20 pr´esente l’´evolution temporelle des concentrations de mati`ere en suspension mesur´ee et mod´elis´ee au site SOLA pr`es du fond. Du 1er au 6 novembre, la concentration mod´elis´ee pr´esente

des valeurs du mˆeme ordre de grandeur que celle observ´ee. On obtient une concentration de MES non nulle et homog`ene sur la verticale (non montr´e). On note cependant que le pic de concentration mesur´e le 3 novembre qui co¨ıncide avec une intensification du courant n’est pas repr´esent´e par le mod`ele. Entre le 6 et le 11 novembre, lors du fort vent de nord-ouest, le mod`ele surestime nettement la l´eg`ere augmentation de la concentration de MES observ´ee. Ce d´efaut s’explique par la surestimation de la vitesse du courant au site SOLA mentionn´ee dans la partie 4.5.1 (figure 4.10).

Pendant la tempˆete, les valeurs de concentration de MES mod´elis´ees sont proches des valeurs observ´ees. Le mod`ele reproduit bien la remise en suspension induite par l’augmentation des courants et surtout de la houle. L’´evolution de la concentration pendant la tempˆete est pr´ecis´ee sur le graphique ins´er´e dans la figure 4.20. L’augmentation de la concentration simul´ee pr´ec`ede l´eg`erement celle observ´ee. Cette anticipation est `a imputer `a celle de l’intensification du courant comme discut´e en partie 4.5.1. Les trois pics de concentration calcul´es sont associ´es aux pics de vitesse de friction maximale et correspondent donc en grande partie `a la remise en suspension g´en´er´ee localement dans la baie. La faiblesse du premier pic de MES est probablement due `a l’importante sous-estimation du courant en d´ebut de tempˆete (figure 4.10).

Fig. 4.20 – Evolution temporelle des concentrations de mati`ere en suspension (g L−1) observ´ee et simul´ee au

site SOLA `a 1 m au dessus du fond. La figure ins´er´ee pr´ecise cette ´evolution temporelle pendant la p´eriode de la tempˆete. La zone gris´ee d´elimite la p´eriode de la tempˆete.

au dessus du fond pendant la tempˆete (figure 4.21). Le niveau de concentration de MES mod´elis´e dans cette couche de fond est en bon accord avec les observations. En effet, le mod`ele reproduit bien les plus fortes augmentations de concentration particulaire observ´ees tr`es pr`es du fond qui s’expliquent par la pr´esence de sables.

Fig. 4.21 – Profils verticaux de concentration de mati`ere en suspension (g L−1) pendant la tempˆete observ´es

(points) et simul´es (trait).

Le mod`ele restitue bien la diminution de la MES observ´ee juste apr`es la tempˆete `a 1 m au dessus du fond (figure 4.20). N´eanmoins, on note que le pic de concentration observ´e le 14 novembre n’apparaˆıt pas dans les sorties du mod`ele. La faible vitesse du courant simul´e pour ce jour (figure 4.10) explique probablement ce probl`eme. Le mod`ele reproduit ensuite le pic de concentration mesur´e le 17 novembre induit par un pic de courant.

La figure 4.22 montre la concentration de MES mod´elis´ee pour chaque classe de particules `a 1 m au dessus du fond ainsi que le pourcentage de particules fines dans la colonne d’eau, `a 20 m de profondeur (profondeur d’un des deux pi`eges `a particules). Rappellons que nous nommons ”particules fines” les classes de particules dont le diam`etre est inf´erieur `a 63 µm (argiles et silts). Pendant les p´eriodes calmes, la MES est compos´ee pratiquement uniquement d’argile (D=2.43 µm) et de silt fin (D=8.39 µm) (figure 4.22 a). Lors des coups de vent de nord, la remise en suspension induite par les courants conduit `a la pr´esence aussi de silt grossier (D=31.6 µm) et d’agr´egats (D=129.5 µm). La MES est donc

compos´ee essentiellement de particules fines et d’agr´egats en dehors de la tempˆete.

Lors de la tempˆete, on note un premier pic de concentration de sables (premi`ere classe de sable : D=92.4 µm) qui explique environ 20 % du premier pic de MES `a 20 m de profondeur (figure 4.22 b), puis un second pic (compos´e des 3 premi`eres classes de sables : D=92.4 µm, D=179.2 µm, D=317 µm) qui explique environ 10 % du signal de concentration de MES (`a 20 m de profondeur). En dehors de ces deux ´episodes, les particules fines et agr´egats repr´esentent plus de 90 % de la MES (`a 20 m de profondeur) pendant la tempˆete.

Ces r´esultats sont en accord avec les analyses des pi`eges `a particules. Ces derniers indiquent un D50

´egal `a 14 µm et un D90 inf´erieur `a 63 µm pendant les p´eriodes calmes et de vent de nord. Pendant

les tempˆetes, la taille m´ediane des particules pi´eg´ees est l´eg`erement plus grossi`ere : D50 = 22 µm et

D90= 100−125 µm [Ferr´e et al., 2005]. Au niveau du site SOLA, o`u la fraction d’argile est inf´erieure `a 5

% et le fond est par cons´equent consid´er´e comme non coh´esif (d’apr`es la d´efinition qu’on utilise, pr´esent´ee au chapitre 3), ce sont donc les particules fines qui sont pr´eferentiellement mises en suspension. Ces r´esultats sont ´egalement coh´erents avec ceux de la mod´elisation 1DV de la tempˆete [Ferr´e et al., 2005] et plus g´en´eralement avec d’autres ´etudes de sites caract´eris´es par des fonds recouverts majoritairement de sable [Wiberg et al., 1994].

Fig. 4.22 – Evolution temporelle des concentrations de chaque classe de particules (g L−1) simul´ees `a 1 m au

dessus du fond (a) et pourcentage de particules fines et agr´egats simul´e `a 20 m de profondeur (b) au site SOLA. La zone gris´ee d´elimite la p´eriode de la tempˆete.

Enfin, nous avons compar´e les granulom´etries du s´ediment superficiel mod´elis´e et observ´e au site SOLA (figure 4.23). Rappelons que les particules fines y repr´esentent 5 % du s´ediment au 1er novembre, `a l’´etat initial. On remarque une augmentation de ces particules pendant le premier ´episode de vent de nord dans les sorties du mod`ele. Pendant l’´episode de vent marin, les particules fines sont remises en suspension, ce qui induit, dans le mod`ele, une chute de leur pourcentage dans le s´ediment (aucune mesure `a cette p´eriode). Apr`es l’´episode de vent de sud-est, dans l’exp´erience comme dans le mod`ele, elles se red´eposent sur le fond et par cons´equent leur fraction augmente dans le s´ediment. On note que cette derni`ere d´epasse la valeur initiale. La circulation cyclonique induite par la tempˆete dans le Golfe du Lion est susceptible de transporter vers le Sud-ouest les particules fines remises en suspension dans les r´egions situ´ees au Nord de la baie : la diff´erence de fraction de particules fines dans le s´ediment avant et apr`es la tempˆete pourrait donc s’expliquer par un apport des particules originaires du Nord du domaine.

On note ensuite que la fraction de particules fines simul´ee ne diminue que tr`es faiblement apr`es le 21 novembre contrairement `a ce qui est observ´e.

Fig. 4.23 – Evolution temporelle des fractions de particules fines observ´ees (points rouges) et simul´ees (courbe bleue) dans le s´ediment au site SOLA. La zone gris´ee d´elimite la p´eriode de la tempˆete.

Les modules de transport s´edimentaire reproduisent avec une pr´ecision satisfaisante, compte tenu des nombreuses incertitudes, les observations dans la colonne d’eau et dans le s´ediment jusqu’au 18 no-

vembre. Ceci constitue donc une premi`ere validation et nous permet d’´etudier le transport s´edimentaire dans la baie de Banyuls-sur-Mer, c’est `a dire la r´epartition spatiale de l’´erosion ainsi que la redistribution de la mati`ere par la circulation.