Evolution temporelle de la section transversale

Les sections transversales présentées ici sont celles acquises le 09/10/10 en début du chargement en fin de jusant en condition de VE et à contre-courant. Une hétérogénéité spatiale des concentrations est systématiquement observée. La morphologie du panache est plus simple à S+20min qu’à S+14min (Figure 83 A et B) avec des limites verticales et une largeur globalement constante de la surface vers le fond. La section transversale à S+20min montre que les deux masses turbides induites par la surverse à bâbord et à tribord de la drague sont en train de se rassembler. Sur cette même section, la diminution des concentrations transforme la limite diffuse du panache en aval du courant. Les concentrations passent sous le niveau maximal des concentrations du milieu et la limite du panache apparaît plus nette. Cette modification de morphologie est également renforcée par la renverse des courants. Cette section montre que les concentrations dessinent toujours deux ensembles bâbord et tribord plus fortement concentrés. Pour chacun de ces ensembles l’homogénéisation des concentrations sur la verticale tend à dessiner une colonne plus concentrée. A S+56min, la largeur du panache diminue en surface mais s’étale sur fond (Figure 83 C). Des petites zones concentrées sur plus de 5 m d’épaisseur avec un gradient croissant en direction du fond. A S+1h04min, les concentrations du panache sont revenues sous la limite maximale de celle du milieu, même si celui-ci peut être encore perceptible à l’œil nu (Figure 83 D).

Figure 83 : Evolution temporelle d'une section transversale du panache formé à contre-courant en fin de jusant en conditions de VE.

Pour un panache généré avec le courant, mis à part des concentrations globalement plus fortes dans la première partie de la durée de vie du panache, son évolution est sensiblement similaire avec deux ensembles turbides bâbord et tribord moins distincts et tendant à se rejoindre avec le temps.

Les sections de ce panache contemporain du flot avec de forts courants vont évoluer avec un important élargissement du panache sur le fond sur plus de 5 m d’épaisseur. Cet élargissement est dissymétrique. Celui-ci est fortement marqué en amont du courant. Ces masses turbides sur le fond peuvent être induites par des particules dont la vitesse de chute est plus élevée pour par la remise en suspension de particules déposées sur le fond.

3.2.6. Evolution temporelle : dispersion et chute

L’évolution temporelle du panache depuis sa formation à l’arrière de la drague jusqu’à sa disparition est étudiée par la comparaison des sections transversales acquises à différents instants après le rejet. Les conditions de formation de cette section de panache sont : à contre-courant, lors de la fin du jusant, pour une coefficient de marée de 111 et sans agitation.

a. Evolution temporelle des concentrations de MES du panache

Lors des 20 premières minutes le panache est hétérogène avec des concentrations plus élevées en surface et en profondeur (Figure 84 A, B). Globalement les concentrations autour de 10 mg.L^-1 diminuent peu durant ces 20 premières minutes mis à part les masses d’eau à proximité du fond dont le gradient de diminution est plus marqué. Au-delà de S+20min, les concentrations sur la verticale s’homogénéisent et diminuent plus rapidement pour atteindre 7 mg.L^-1 à S+23min. L’absence de section d’ADCP entre S+23min et S+52min ne permet pas d’interpoler de façon fiable l’évolution des concentrations dans ce laps de temps. Toutefois, la section acquise à S+52min montre que les concentrations sont de 6,5 mg.L^-1 et que la diminution des concentrations redevient de nouveau faible au cours de ce laps de temps. A cet instant, le panache est redevenu hétérogène avec de nouveau des zones légèrement plus concentrées en surface et au fond. Les concentrations du panache vont atteindre en surface et en profondeur simultanément, environ à S+1h, les concentrations du milieu marin.

La dynamique des concentrations du panache est caractérisée par un taux de diminution des concentrations relativement faible de 2,8 mg.h^-1 entre S+15min et S+20min. Ce taux augmente brusquement en dépassant les 30 mg.h^-1 vers S+23min. Cette augmentation semble être liée à une augmentation de la profondeur permettant une dilution du panache avec un volume d’eaux marines plus important. Ce taux redevient faible, inférieur à 1 mg.h^-1, vers S+52min, puis réaugmente vers S+56min pour toutefois se maintenir sous les 3 mg.h^-1.

b. Dispersion

La superficie de la section transversale (Figure 84 C) du panache diminue de 1 677 m² à 1 163 m² entre S+15min et S+20min. A S+23min, la superficie de la section transversale augmente brusquement à 1 664 m² du fait d’un approfondissement bathymétrique et non pas par une augmentation de la largeur. Par la suite, la superficie décroît de nouveau, signe de la disparition progressive du panache. La superficie importante du panache à S+15min implique une forte largeur du panache induite par une importante dispersion latérale entre la surverse et cette première section transversale. La diminution de la largeur du panache dès cette première section indique que la dispersion latérale n’est plus effective au-delà de S+15min.

c. Chute

D’après la diminution de la masse par mètre linéaire (Figure 84 D), les processus de chute débutent immédiatement après la surverse. La masse de particules diminue de 4,67 kg à S+15min jusqu’à 0,02 kg par mètre linéaire à S+1h10min. Cette différence implique la chute des particules sur le fond (Figure 84 E). Le taux de chute décroît rapidement de 4,9 g.s^-1 à moins de 0,1 g.s^-1 de S+20min à S+1h10 avec toutefois des sursauts à S+23min et S+56 min. Cette première augmentation du taux de chute peut être induite par la diminution des courants de marée de l’étale de BM favorisant la chute des particules et l’arrêt d’une remise en suspension naturelle. La deuxième augmentation peut être associée à la réduction locale de la hauteur d’eau favorisant le piégeage des particules sur le fond.

Figure 84 : Evolution temporelle d’un panache formé à contre-courant en fin de jusant en VE sans agitation. A : concentration des MES sur l’ensemble de la colonne d’eau. B : concentration moyenne calculée. C : superficie de la section transversale du panache. D : masse totale des particules contenues dans la section

transversale. E: flux latéraux et verticaux.

Pour une extraction réalisée avec courant en fin de jusant, lors de la première demi-heure les concentrations du panache turbide sont plus élevées de quelques mg.L^-1 (Figure 85 A, B) que celles observées pour un panache formé à contre-courant. Au-delà de 30min les concentrations deviennent proches de celles d’un panache formé à contre-courant. A S+47min, les concentrations sont toujours supérieures à

temps. Jusqu’à S+ 37min, les concentrations en profondeur restent plus élevées que la moyenne du panache alors qu’en surface ces concentrations deviendront progressivement plus faibles. Au-delà, le panache sera plus homogène sur la verticale avec toutefois des concentrations sensiblement plus fortes en surface et en profondeur.

Le taux de diminution des concentrations de 13,3 mg.L^-1 est relativement fort entre S+13min et S+24 min. Puis ce taux devient faible, inférieure à 2 mg.L^-1, hormis entre S+28min et S+38min, où ce dernier de 6,6 mg.L^-1 est légèrement plus élevé.

La superficie transversale à l’arrière de la drague à S+13min de 1 239 m² est élevée et proche de celle observée pour un panache formé à contre-courant (Figure 85 C). Une importante dispersion latérale se produit donc entre la surverse et S+13min (Figure 85 E). Jusqu’à S+24min, la superficie augmente légèrement jusqu’à 1 371 m² induite par une dispersion latérale de l’ensemble du panache. A contrario, après S+24min, la superficie diminue sensiblement. Cette diminution est le résultat du rétrécissement du panache en surface. Toutefois son élargissement à proximité du fond induit une expansion latérale en profondeur non visible par la lecture du seul paramètre de superficie latérale. A S+38min, cette expansion dépasse les 2,5 g.s

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et concerne le panache sur l’ensemble de la colonne d’eau. Cette expansion globalisée sur la verticale se manifeste par une section transversale dont la superficie dépasse les 3 000 m². Cette expansion peut être engendrée par une remise en suspension des sédiments du milieu ou de particules du panache déjà décantée. A S+47min, marquée par une diminution de la superficie du panache la dispersion latérale n’est plus observée. Cette diminution de la superficie de la section transversale est induite par une diminution de la largeur du panache sur l’ensemble de la colonne d’eau. La décantation est donc à cet instant plus forte que la remise en suspension.

D’après la diminution de la masse par mètre linéaire (Figure 85 D), les processus de chute débutent immédiatement après la surverse avec un taux de 4,18 g.s^-1 à S+13min (Figure 85 E). A S+38min, l’augmentation de masse par mètre linéaire induit un flux vertical ascendant de 0,39 g.s^-1 entre le fond et la colonne d’eau et confirme la remise en suspension déjà mentionnée par l’observation de l’augmentation de la superficie de la section transversale. Par la suite la nouvelle diminution de masse par mètre linéaire observée à S+47min confirme la remarque apportée par l’observation de la superficie de la section transversale à savoir un retour à des processus de décantation plus importants que ceux de remise en suspension.

Même si une remise en suspension semble avoir réalimentée localement et temporairement cette section de panache turbide, la chute des particules du panache engendre des concentrations proches du milieu marin dès S+47min.

Figure 85 : Evolution temporelle d’un panache formé avec courant lors en fin de jusant en VE sans agitation. A : concentration des MES sur l’ensemble de la colonne d’eau. B : concentration moyenne calculée. C : superficie de la section transversale du panache. D : masse totale des particules contenues dans la section

transversale. E: flux latéraux et verticaux

3.2.7. Estimation de l’extension et des volumes des dépôts

L’essentiel des particules constituant le panache (sans distinction de taille) a globalement chuté 55 minutes après leur surverse. Avec la même méthodologie que le site de Baie de Seine, les distances maximales de dépôts de ces particules sur 55 min sont estimées à partir du vecteur résiduel des courants tout au long du cycle semi-diurne (par pas de 30 min). Mais contrairement au site de Baie de Seine, le calcul n’a pas ici été effectué sur l’ensemble du cycle de marée. Etant donné une extraction sur le site de Dieppe essentiellement en fin de jusant et flot, ce calcul a été effectué entre BM-1h et PM-1h. Lors de ces coefficients de VE, les particules du panache peuvent se déposer jusqu’à 3,2 km en direction du NE lorsque le chargement débute 2 à 3 h après la BM (Figure 86). De plus, en l’absence de données de courants sur l’ensemble d’un cycle ME/VE, ce calcul est réalisé pour des courants observés pour un coefficient de 80.

Les particules qui chuteront jusqu’à 3,2 km seront les plus fines et les moins denses du panache. Le mode des sables fins centré sur 225 µm présent dans la surverse, chute beaucoup plus rapidement. Comme pour le site de Baie de Seine, le temps de chute des sables de 225 µm est déterminé à l’aide de leur vitesse de chute théorique calculé à partir de la formule de Zanke (1977).

lors du cycle semi-diurne. La distance de dépôt est calculée à partir du résiduel de courant pour ces temps de chute tout au long du cycle semi-diurne. La distance maximum des dépôts des sables de 225 µm est de 550 m en direction du NE pour un chargement débuté au flot, 3 h après la BM (Figure 86).

Figure 86 : Zones de dépôt potentielles des sables et particules fines du panache de surverse pour des extractions entre BM-1h et PM-1h (bathymétrie SHOM).

A l’inverse du site de Baie de Seine, les volumes annuels de surverse et les épaisseurs des dépôts de particules fines et ceux de sables correspondant n’ont pas pu être déterminés ici. En effet, ces calculs ne peuvent pas être envisagés en raison : (i) de l’absence de connaissance précise des volumes extraits par type de surverse et (ii) du manque de mesures sur DAM, surverse par puit, permettant de déterminer les volumes de sédiments rejetés pour ce type de surverse.