Estuaire et marge

Diverses classifications d’estuaires ont été établies (Fairbridge, 1980.; Hayes, 1975; Kjerfve, 1989; Pritchard, 1952) pourtant aucune est strictement applicable à l’estuaire du fleuve Amazone (Dardengo, 2009). En effet, cet estuaire est un environnement très dynamique et d’une grande extension géographique ou l’immense débit du fleuve est confronté à une marée de forte amplitude. Le fleuve, dans sa partie orientale se sépare en un réseau complexe de canaux qui induisent la formation d’un archipel (Figure 7).

Le lit du fleuve est profond et sous le niveau de l’océan Atlantique sur une distance importante en amont de l’estuaire. Ainsi la marée présente une variation de deux à trois mètres au niveau de la ville de Macapá en conditions respectives de syzygie et de quadrature et l’effet de la marée est enregistrable jusqu’à la ville d’Óbidos localisée à 800km en amont (Kosuth et al., 1999). Pour cette raison, les études du débit du fleuve Amazone ont été réalisées pendant longtemps à la ville d’Óbidos. La mesure précise du débit du fleuve à Macapá est réalisable aujourd’hui grâce aux ADCP (profileurs acoustiques de courants), mais requiert la prise en compte de la variation de flux induite par la marée et doit être mesurée dans les différents canaux empruntés par le fleuve. En raison du fort débit du fleuve, l’eau salée ne s’engouffre pas dans l’embouchure et en conséquence le mélange estuarien se fait à l’extérieur de l’embouchure et le panache sédimentaire s’étend significativement au-delà de

Figure 7 : (a): Carte représentant le fleuve Amazone entre Manaus et l’estuaire. (b) detail de l’estuaire du fleuve Amazone adapté de (Smoak et al., 2006).

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l’estuaire entrainant la formation d’un delta subaquatique (Callède et al., 2009; Meade et al., 1985) (figure 8).

Le panache sédimentaire reste toutefois cantonné sur le plateau continental et il est maintenu principalement au niveau des zones de plus haute friction de fond(Le Bars et al., 2010).Le panache d’eau douce a en revanche une bien plus grande extension, il circule le long de la côte vers les Caraïbes (Hellweger and Gordon, 2002), et l’océan Atlantique équatorial (Jo et al., 2005; Signorini et al., 1999). Sur la base des données de salinité de surface inférées à partir de données SeaWiFS de couleur de l’eau, Molleri et al. (2010) estiment que la plume atteint son extension maximale de juin à août et minimale de décembre à janvier avec en moyenne 1.106 km2 et 7.105 km2.

1.2.4 Courants marins et masses d’eau

Le panache du fleuve Amazone est sous l’influence dynamique de l’onde de marée, des vents dominants originaires de la convergence intertropicale et du Courant Nord Brésilien (NBC) de surface (Hellweger and Gordon, 2002; Hu et al., 2004). Ce courant alimenté par le courant sud Equatorial circule en direction du nord nord-ouest le long de la côte nord Brésilienne. Il est d’environ 35 Sv avec une variation annuelle de l’ordre de 3sv (Nikiema et

Figure 8 : Image Modis® montrant l’extension du panache sédimentaire de l’Amazone.

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al., 2007) et permet la dispersion du panache de l’Amazone. Le NBC circule continuellement vers le nord-ouest au printemps boréal (Arhan et al., 1998; Arnault, 1987; Bourlès et al., 1999; Bourles et al., 1999; Richardson and Reverdin, 1987). De l’été à l’hiver boréal le NBC est rétroflecté vers l’est et alimente le contre-courant nord Equatorial (NECC) à hauteur de 16sv (Wilson et al., 1994). Une partie de cette rétroflexion est entrainée ensuite par la dérive d’Eckman en direction du gyre tropical nord Atlantique (Mayer and Weisberg, 1993). La rétroflexion entraîne la formation de tourbillons qui transportent l’eau du sud de l’Atlantique vers le nord-ouest et se désagrègent au niveau des Petites Antilles (Richardson and Reverdin, 1987). La Figure9 représente les principaux courants en présence dans l’atlantique équatorial, en surface le courant sud équatorial (SEC) transporte les eaux chaudes vers l’ouest et peut en partie alimenter le courant nord brésilien et le contre-courant nord équatorial NECC vers l’est. A 100 m et 200 m de profondeur, trois sous courants transitent vers l’est, le sous-courant Nord Equatorial, le sous-courant Equatorial et le sous-courant sud Equatorial (NEUC, EUC et SEUC)

Plus en profondeur, le long de la marge continentale des courants de bord ouest circulent en direction de l’est, le sous-courant de Bord Ouest WBUC premièrement décrit en détail par (Colin and Bourles, 1994)circule pendant l’été et le printemps entre 250m et 800m. Il circule

Figure 9 : (a) Courants principaux de l’océan Atlantique de surface (Tomczak and Godfrey, 2003) (b) Courants Equatoriaux des 200 premiers mètres et courant nord Brésilien (Wilson et al., 1994).

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en juin mais en septembre sa circulation est nulle, il est en moyenne de 9sv à ces profondeurs. Il a également été observé lors de la campagne AMANDES1 en octobre 2007 (Silva et al., In prep.).

Entre 1200m et 3000m, une veine du WBUC a été observée avec un transport moyen estimé à 30 Sv maximum au printemps et à l’été et minimum durant l’hiver (Colin and Bourles, 1994). Ce courant de fond aussi nommé DWBC est également mis en évidence avec des modèles de circulation (Böning and Kröger, 2005) (Figure 10).

La marge continentale amazonienne est en contact avec des masses d’eau de provenances diverses et inclues dans le schéma général de circulation atlantique. C’est une région importante pour les échanges d’eau entre l’hémisphère nord et l’hémisphère sud. L’eau profonde nord Atlantique (NADW : North Atlantic Deep Water) froide formée par la convection des mers du Labrador, de Norvège et du Groenland transite entre 1500m et 4000m en direction de l’hémisphère sud. Les eaux centrales nord Atlantiques (NACW : North Atlantic Central Waters) transitent entre 500m et 1500m. Les eaux antarctiques intermédiaires (AAIW :Antarctic Intermediate Waters) moins salées circulent en direction du Nord et sont localisées sous la thermocline (Figure 11). Le Tableau 2 reporte les principales masses d’eau atlantiques, ainsi que leurs caractéristiques de salinité, température et profondeur.

Figure 10 : Sortie de modèle de vitesse de courant moyen en m.s-1 à 35°W entre 6°S et 6°N: (a) Octobre-Novembre-Décembre, (b) Avril-Mai-Juin (Böning and Kröger 2005)

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Tableau 2 : Caractéristiques de température, salinité et domaines de profondeurs des masses d’eau principales de l’océan Atlantique (Libes, 1992).

Masses d’eau Salinité Température Profondeurs

Eau Antarctique de Fond

Antartic Bottom Water

(AABW) 34,66 -0,4 4000-fond

Eau Antarctique Intermédiaire

Antarctic Intermediate Water

(AAIW) 34,2-34,4 0-2 500-1000

Eau Arctique Intermédiaire

Arctic Intermediate Waters

(AIW) 34,8-34,9 3-4 200-1000

Eaux

Méditerranéennes Mediteranean Waters (MIW) 36,5 8-17 1400-1600 Eaux centrales nord

Atlantiques

North Atlantic central Waters

(NACW) 35,1-36,7 8-19 100-500

Eaux intermédiaires nord Atlantiques

North Atlantic Intermediate

Waters (NAIW) 34,73 4-8 300-1000

Eaux nord Atlantiques profondes e de fond

North Atlantic Deep and Bottom water (NADW NABW)

34,9 2,5-3,1 1300-fond

Figure 11: a),b) Principales masses d’eau de l’océan Atlantique le long d’un transectnord sud c) salinités correspondantes (Transect WOCE reporté dans le software ODV). (Eau Antarctique de fond-AABW; Eau Antarctique intermédiaire-AAIW; Eau nord atlantique de fond-NADW; Eau Arctique intermédiaire-AIW, EauArctique de fond-ABW; Eau chaude de surface-WWS) Modifié de (Piepgras and Wasserburg, 1987).

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