Effet de la répartition spatiale des précipitations

Au cours de l'étude, seuls cinq événements pluvieux significatifs sont localisés sur les pluviomètres des secteurs Nord Marseille et des secteurs éloignés du bassin versant direct des sources sous-marines de Port Miou et du Bestouan.

Quatre de ces événements ont été enregistrés uniquement au pluviomètre de St Maximin en août 2005 et juillet 2006 (Tableau 4-13). En avril 2006 le pluviomètre de la ville de Trets a enregistré un cumul de 25 mm, et celui de St Maximin un cumul de 12 mm.

27/04/2006 0 à 4,4 5,6 à 24,6 Pluie localisée sur Trets essentiellement

13/07/2006 - 56 Pluie localisée sur St Maximin

17/07/2006 - 29 Pluie localisée sur St Maximin

Tableau 4-13 : Evènements pluvieux localisés sur les pluviomètres des secteurs Nord Marseille et éloignés au cours de l'étude (les n° de pluies correspondent à la numérotation donnée dans le Tableau 4-7)

La Figure 4-45 montre que les pluies importantes d'août 2005 à St Maximin (notamment le 11) n'ont visiblement aucun effet sur les vitesses d'écoulement à Port Miou et au Bestouan, car aucune augmentation significative des vitesses dans les galeries n’est visible au cours des trois semaines succédant aux pluies. La salinité des sources montre une légère inflexion dans les tendances (flèches en traits hachurés) à partir du 31 août. On pourrait y voir là l’influence à long terme des pluies tombées à St Maximin.

En comparaison l'effet des pluies du début septembre est rapidement observable par une chute importante de la salinité aux deux sources et une augmentation singulière des vitesses d'écoulement.

Les pluies de juillet 2006, toujours localisées à St Maximin, ne montrent elles aussi aucune incidence sur l'évolution des vitesses d'écoulement enregistrées (Figure 4-46). Une très légère inflexion de la salinité à Port Miou semble s’amorcer au début du moins d’août (près de 20 jours après les pluies).

Cette baisse pourrait être la conséquence des pluies enregistrées de St Maximin intervenant, comme en août 2005, près de 20 jours après les pluies

Les pluies de la fin avril 2006 à Trets et à St Maximin n’influent pas sur les vitesses d’écoulements enregistrées dans les galeries souterraines (Figure 4-47). La tendance à la hausse de la salinité au Bestouan n’est pas non plus perturbée. Par contre, on peut voir une très légère inflexion dans la hausse de la salinité à Port Miou, 9 jours après les pluies, le 7 mai. Il pourrait s’agir de l’influence des pluies du secteur de Trets, intervenant plus rapidement, que celles du secteur plus éloigné de St Maximin.

En conclusion, les légères modifications dans les tendances évolutives de la salinité des sources de Port Miou et du Bestouan interviennent entre 10 et 20 jours après les pluies enregistrées aux pluviomètres éloignés (Trets et St Maximin). Ce pourrait être le signe d’une influence à long terme de la pluviosité récoltée sur les massifs du Régagnas et de la Sainte Victoire à l’impluvium des sources sous-marines.

Le signal reste toutefois très incertain et mériterait d’être confirmé de manière plus démonstrative.

Figure 4-45 : Essai de corrélation entre les précipitations localisées à St Maximin au cours du mois d'août 2005 et l'évolution des vitesses d'écoulement et de la salinité des sources de Port Miou et du Bestouan (données journalières)

Figure 4-46 : Essai de corrélation entre les précipitations localisées à St Maximin au cours du mois de juillet 2006 et

Figure 4-47 : Essai de corrélation entre les précipitations localisées à Trets et St Maximin au cours du mois d'avril 2006 et l'évolution des vitesses d'écoulement et de la salinité des sources de Port Miou et du Bestouan (données journalières)

Apport de l'analyse corrélatoire : Utilisation des corrélogrammes croisés

Les corrélogrammes croisés entre les données pluviométriques et les données acquises aux sources sous-marines de Port Miou et du Bestouan ont été calculés pour tous les pluviomètres sélectionnés dans le cadre de cette étude.

Les corrélogrammes ont été effectués avec un pas de 1 jour (k= 1 j) et une troncature de 125 j (m = 125 j). Les données utilisées sont les données pluviométriques journalières et les données journalières des paramètres enregistrés après traitement par moyenne mobile.

Les chroniques de vitesses n'ont pas été intégrées à cette analyse car elles comportaient trop de lacunes. Tous les corrélogrammes croisés sont fournis en annexes (ANNEXE 6).

La Figure 4-48 synthétise les corrélogrammes croisés Pluie/Paramètres obtenus pour trois pluviomètres représentatifs des secteurs géographiques étudiés :

- le pluviomètre de St Cyr pour le secteur du massif des Calanques, - le pluviomètre d'Allauch pour le secteur Nord Marseille,

- le pluviomètre de St Maximin pour le secteur éloigné.

Figure 4-48 : Corrélogrammes croisés entre la pluviométrie à St Cyr, Allauch et St Maximin et les différents paramètres enregistrés (excepté les vitesses d'écoulements) aux sources de Port Miou (graphiques A, C et E) et du

Bestouan (graphiques B, D et F)

De manière générale l'ensemble des paramètres montre des corrélogrammes dont les réponses sont très faibles vis à vis de l'ensemble des pluviomètres. Leurs aspects sont très chaotiques avec de nombreux pics dans les valeurs positives ou négatives de r(k). Les corrélogrammes présentés sont assez synthétiques des résultats obtenus pour l'ensemble des pluviomètres.

Les corrélogrammes de la salinité et de la température des sources ont des pics négatifs de r(k). Les valeurs des pics de corrélation varient pour la salinité entre -0,14 et -0,1 et pour la température entre -0,09 et -0,08 (Tableau 4-14). Ces résultats confirment que la salinité et la température des sources sont corrélées de manière inverse avec les précipitations. La source du Bestouan réagit visiblement plus vite que Port Miou car les temps de réponse sont en moyenne de 5 jours pour le Bestouan et de 7 jours pour Port Miou. Le corrélogramme diminue lentement, signe que l'effet des pluies s'enregistre pendant longtemps, en moyenne plus de 50 j, sur la salinité et la température de l'eau. Un second pic vers 80-90 jours est observé sur de nombreux corrélogrammes. Ce signal est difficile à interpréter.

Les corrélogrammes de la pression montrent un pic assez fort et serré. Les coefficients de corrélation sont compris entre 0,17 et 0,35. La réponse des pressions suite aux précipitations est donc plus importante que celles des salinités et températures, mais elle est plus brève. La réponse est quasi instantanée au Bestouan et plus déphasée à Port Miou (k=1 ou 2 j).

D'après les coefficients de corrélation la source de Port Miou réagit plus fortement que celle du Bestouan. Toutefois, les valeurs des coefficients restent faibles (excepté pour les pressions).

Salinité Température Pression

St Cyr St Cyr St Cyr

Pluviomètres

Allauch St Maximin Allauch St Maximin Allauch St Maximin

-0,13 -0,09 0,15 paramètres enregistrés aux sources de Port Miou et du Bestouan

Peut-on en déduire l'influence des pluviomètres des secteurs Nord Marseille et éloignés d'après ces résultats ?

Il serait hâtif de conclure sur la base de ces résultats que les corrélogrammes montrent une influence des précipitations sur les secteurs éloignés et du nord de Marseille sur les paramètres des sources.

Deux remarques nécessitent d'être prises en compte :

- la réponse des corrélogrammes est pratiquement la même quelque soit le secteur étudié et l'on n'enregistre pas des temps de réponses variables selon les pluviomètres concernés ;

- la distribution des pluies au cours de la période n'a pas été très hétérogène (très peu d'orages localisés ont été enregistrés).

En somme les corrélogrammes croisés entre les précipitations des secteurs Nord Marseille et éloignés et les paramètres enregistrés aux sources au cours du cycle 2005-2006 ne nous permettent pas de savoir si ces impluviums karstiques (massif d'Allauch, Etoile, Régagnas et Ste Victoire) participent ou non à l'alimentation du bassin versant des sources sous-marines.

Pour essayer de répondre à cette problématique il s'avère nécessaire de disposer de chroniques d'enregistrement beaucoup plus importante (3 à 5 ans min.), afin de multiplier les chances d'obtenir un grand nombre d'événements pluvieux localisés sur les secteurs à discrétiser.

3.4. MECANISME D’ALIMENTATION EN EAU DOUCE ET SALEE A PORT MIOU

3.4.1. Etude des hydrogrammes et chimiogrammes lors des crues 3.4.1.1. Caractéristiques des crues

Les crues de la source ont été numérotées de 1 à 14 (Figures 28 à 30). Les crues n°6 et 12 ont été scindées en deux épisodes, a et b, car des pluies très rapprochées font se succéder deux hydrogrammes de crues. L'ensemble des hydrogrammes et des chimiogrammes des crues est présenté en détail en annexe, ainsi que toutes les informations qui ont été récoltées par leur étude : débit initial, salinité minimum, débit maximum… (ANNEXE 7 et ANNEXE 8).

Remarque : Le début et la fin des crues n°4, 6a, 11 et 12b ne sont pas visualisables sur les chroniques de débit et pour les crues n° 5, 9 et 14 leur positionnement est difficile à établir.

Les principales caractéristiques des quatorze crues de la source de Port Miou sont données dans le Tableau 4-15.

Le débit de la source augmente dès les premières heures après le début des premières chutes de pluies à Cassis. La montée en crue de la source est également très rapide, de quelques heures à deux jours maximum. La décrue est très variable selon les crues de 23h pour la crue n°3 à plus de 33 jours pour la crue n°8.

A chaque crue sont associées une ou plusieurs chutes de la salinité et de la température de l'eau.

La variation de salinité, c'est à dire la différence entre la salinité initiale (avant la chute) et la salinité minimum atteinte, est plus significative que la variation de la température de l'eau lors des crues. C'est pourquoi nous nous attardons particulièrement sur les variations de salinité.

3.4.1.2. Relations entre le débit et la chute de la salinité en crue

La Figure 4-49 met en comparaison les variations de la salinité avec plusieurs paramètres.

La forte dispersion des points, observée sur le graphique b, indique que les variations de la salinité au cours des crues sont indépendantes de la durée de la diminution de la salinité. De la même manière, le graphique d montre que la durée de la chute de la salinité n'est pas liée au temps de montée en crue de la source (temps entre le débit initial et le débit de pointe).

Par contre, la salinité minimale obtenue lors d'une crue est dépendante du débit de pointe de la source (Figure 4-49a). Cette relation semble moins claire pour la crue n°8 qui est très largement en dehors du graphique.

Les variations du débit de la source (débit maximal – débit initial) ne montrent pas de liaison évidente avec les variations de la salinité au cours d'une même crue (Figure 4-49c).

Crue Période

Tableau 4-15 : Caractéristiques principales des crues et des chutes de salinité/température associées de la source de Port Miou de septembre 2005 à octobre 2006

Figure 4-49 : Relations entre la salinité et les débits de la source de Port Miou au cours des 14 crues étudiées entre septembre 2005 et octobre 2006