III.1. Données et traitements
III.1.1. Généralités
L’étude du Bassin de Marie‐Galante a nécessité une importante base de données. Celle‐ci fait appel à plusieurs types de données géophysiques et géologiques issues de diverses campagnes océanographiques.
Les données géophysiques à ma disposition pour cette étude incluent des données de bathymétrie, de topographie et des données de sismique réflexion marine multitrace à plusieurs résolutions. Ces données sont majoritairement issues du projet KaShallow piloté par l’Université des Antilles et de la Guyane qui a comporté quatre campagnes océanographiques, KaShallow 0, 1, 2 et 3 (Lebrun et al., 2008, 2009 et 2011). Elles ont été complétées par des données issues de campagnes océanographiques antérieures, Aguadomar (Deplus et al., 1999) et Sismantille1 (Hirn et al., 2001) mises à ma disposition par les collaborateurs et me permettant une approche multi‐échelle de la zone d’étude.
En mer, les données bathymétriques proviennent de sondeurs multifaisceaux des campagnes Aguadomar, Sismantilles2, Kashallow2 (base de données SISMER‐Ifremer) et de sondeurs monofaisceaux (Service Hydrographique et Océanographique de la Marine ; SHOM). Elles ont fait l’objet de retraitement et de compilation à l’échelle de la zone. À terre, le Modèle Numérique de Terrain (MNT) utilisé est celui de l'Institut Géographique National (IGN, 2000) pour les îles de Guadeloupe et des données SRTM (The Shuttle Radar Topography Mission) pour la Dominique. Les données de sismique réflexion marine, en particulier celles issue de la campagne KaShallow2, ont été retraitées et importées dans un système d’aide à l’interprétation (IHS Kingdom Suite) par mes soins. Les données géologiques sont des échantillons de roches prélevés par carottage et dragage lors de la campagne KaShallow 2, complétés avec les échantillons dragués lors des missions ARCANTE (Andreieff et al., 1979) fournis par le BRGM. Une collection de 33 lames minces a été réalisée pour une analyse pétrologique, des microfaciès et du contenu paléontologique des échantillons. J’ai
réalisé une analyse détaillée de ces microfaciès et les propose en annexe et sur les planches microfaciès 1, 2, 3 et 4 en fin de manuscrit.
III.1.2. Les données géophysiques
III.1.2.1. Données bathymétriques
III.1.2.1.1. Mesure de la bathymétrie
La bathymétrie se mesure avec un sondeur acoustique multifaisceaux (SMF). Le principe est de constituer un ensemble de faisceaux acoustiques (Fréquence supérieure de 13kHz) éclairant le fond de la mer de part et d'autre du navire et d'exploiter les signaux de chaque faisceau pour déterminer la profondeur d'eau connaissant la vitesse de propagation du son dans l'eau. Il y a deux techniques pour déterminer cette profondeur : l'une consiste en la détection par amplitude et l'autre en la détection par phase. La détection par amplitude est basée sur la détection de l’instant de retour des fortes amplitudes correspondant à l’impulsion sonore et la détection par phase sur le retard d’arrivée du signal sur deux antennes de réception proches l’une de l’autre.Le sondeur multifaisceaux fonctionne selon la technique des faisceaux croisés. Une impulsion sonore est émise au travers d’un lobe d’émission étroit dans la direction longitudinale au bateau (de l’ordre de 1 à 5 degrés) et large transversalement d’environ 150 degrés. La réception se fait à l’aide de faisceaux étroits dans le plan transversal qui fait 1 à 5 degrés. Pour chaque faisceau de réception, la zone du fond exploré est l’intersection entre le lobe d’émission et le faisceau de réception.
L’empreinte sur le fond est donc une fonction de l’ouverture des faisceaux et de la profondeur d’eau.
III.1.2.1.2. Paramètres d’acquisition des données de bathymétrie
Les données de bathymétrie présentées dans ce manuscrit sont issues du sondeur grand‐ fond (Simrad EM12Dual) des missions du N/O L’Atalante acquises au cours des missions Aguadomar et Sismantilles et de celles du sondeur moyen fond (Simrad EM300) du N/O Suroît acquises au cours de la mission KaShallow2. Un troisième jeu de données provient d’un sondeur haute résolution petit fond (RESON Seabat8101) affrété lors de la mission KaShallow3.
Le sondeur multifaisceaux SIMRAD EM300 présente une fréquence d’émission de 32kHz. Il permet de cartographier des profondeurs de 20 à 4000 m ; sa fréquence permet une précision verticale des sondes variant de 1 à 10m, la précision étant décroissante depuis les faisceaux centraux
vers les faisceaux externes et selon la profondeur d'eau croissante. Pour les données des autres campagnes multifaisceaux, toutes menées à bord du N/O L'Atalante, le sondeur multifaisceaux était l’EM12Dual. Celui‐ci présente une fréquence d’émission de 13kHz permettant d’atteindre des profondeurs de 50 à 12000 m. Sa précision verticale est moindre que celle de l'EM300 et varie de 5m
à 20m dans des conditions identiques
(http://www.ifremer.fr/flotte/equipements_sc/sondeurs_multi/performances.htm). Cependant, les données bathymétriques ainsi acquises contiennent un certain nombre d'artefacts. La célérité du son peut légèrement varier d'une campagne à l'autre. Ceci peut engendrer des linéaments parallèles aux routes des bateaux ayant l’aspect de marches d’escalier qu’il convient de ne pas interpréter comme un escarpement de faille. Les effets du tangage du bateau ne peuvent pas être parfaitement corrigés et génèrent des ondulations perpendiculairement à la route du bateau qui peuvent être confondues avec des méga‐dunes ou de légers glissements de la couverture sédimentaire. Enfin, il y a les artefacts liés à l'utilisation de différents sondeurs de précision différente. Ils n’ont pu être compensés par aucun traitement et de fait, seront très apparents sur les cartes bathymétriques. Ainsi, le relief d'un escarpement bien détecté par l'EM300 pourra paraître émoussé voire disparaître dans un secteur couvert par l'EM12 sans qu'il y ait de raison géologique à cette variation d'aspect.
Ces données ont été compilées et intégrées les unes aux autres puis portées sur différents Systèmes d’Information Géographique (QGis et Kingdom Suite). Les caractéristiques d’acquisition et la densité de sondes obtenues ont permis de compiler un Modèle Numérique de Terrain au pas de 25m sur l’ensemble du bassin (couverture d’environ 95%) et le prisme. Ce MNT présente donc une très haute résolution pour la superficie étudiée (~ 12.000 km²). À cela s’ajoutent localement les données petits‐fonds sur les plates‐formes peu profondes. La résolution spatiale des MNT petit‐fond est de 5m.
III.1.2.1.3. Traitement et réalisation du modèle numérique de terrain du
Bassin de Marie‐Galante
Les données de sondes sont directement acquises et traitées lors de la campagne en mer à l’aide du logiciel Caraïbes v3.5 développé par l’Ifremer et le SHOM. On peut distinguer : 1) le traitement en temps réel effectué automatiquement par le système d'acquisition en fonction des réglages qui lui sont imposés, 2) le traitement en temps différé qui consiste en une validation des données et enfin 3) les traitements “en laboratoire”, généralement réalisés postérieurement à la
cartes de valeurs et de directions de pentes. Le logiciel permet de traiter les données à l'aide de filtres automatiques ou manuellement. Le traitement permet de vérifier la validité des sondes, de supprimer les sondes erronées lors de l’acquisition et donc d'augmenter la cohérence des données. Afin d'obtenir le MNT avec la plus haute résolution spatiale possible, nous avons suivi la procédure suivante (Figure III.1) :