III.1. D ONNÉES UTILISÉES DANS LE CADRE DE CETTE ÉTUDE
III.1.2. Les prélèvements sédimentaires
Figure III-3: MNT général du Golfe du Lion permettant de localiser les carottes prélevées dans le Golfe du Lion au cours de différentes campagnes océanographiques et sélectionnées pour l'étude.
Les séries sédimentaires forment la principale mémoire de l’histoire de la Terre. Cette mémoire est interrogée avec particulièrement de succès sur les séries marines, qui sont en général plus continues et moins perturbées que les séries continentales. Cependant, l’accès à
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ces séries ainsi que leurs qualités restent étroitement tributaires des outils utilisés, par conséquent de l’évolution technologique.
Tableau III-1: Caractéristiques des carottes utilisées dans cette étude.
Carottes Positions géographiques
RHS-KS65 N42°43.489 E4°41.369 RHOSOS 1010 6.88 Terrasse inférieure
gauche
RHS-KS67 N42°32.216 E4°47.455 RHOSOS 1566 7.97 Levée confinée
gauche
KTR-02 N42°33.49 E4°56.19 TRANSRHO 1660 6.75 Terrasse supérieure
gauche
KTR-06 N42°23.57 E4°54.51 TRANSRHO 1817 6.57 Rive droite vallée
turbiditique
KTR-07 N42°23.21 E4°51.90 TRANSRHO 1725 7.18 Levée externe droite
KTR-10 N42°33.82 E4°51.83 TRANSRHO 1793 6.49 Levée externe gauche
KSGC-10 N41°55.2768 E4°44.6082
FMD-KS06 N42°46.59 E4°44.051 FLUMED 2 720 7.68 Interfluve
Petit-Grand Rhône
FMD-KS10 N42°6.0199 E5°10.77 FLUMED 2 2090 3.68 Chenal abandonné
FMD-KS15 N41°55.57 E5°10.166 FLUMED 2 2324 4.39 Chenal abandonné
FMD-KS17 N42°3.208 E5°11.958 FLUMED 2 2167.5 7.5 Chenal abandonné
FMD-KS27 N42°38.809 E4°48.562 FLUMED 2 1210 4.87 Terrasse supérieure gauche
FMD-KS74 N41°21.509 E6°28.883 FLUMED 2 2646 3.6 Lobes distaux
FMD-KS75 N41°22.675 E006°28.791 FLUMED 2 2640 5.31 Lobes distaux
MD99-2346 N42°2.61 E4°9.0402 Images 5 2089 12.17 Ride
Pyréneo-Languedociènne MD99-2348 N42°41.58 E3°50.5002 Images 5 296 22.77 Pente continentale
Nombre de carotte analysée 21 Longueur totale de
sédiment 116.34 m
III.1.2.1. L’acquisition : le carottier Küllenberg
Les lettres KS figurant dans le nom de nos carottes (RHS-KS ou encore KSGC) renvoient au type de carottier Küllenberg mis en œuvre pour leur acquisition. C’est un carottier gravitaire à piston qui, contrairement au carottier d’interface, permet de récupérer de longues carottes de sédiments, de quelques mètres à quelques dizaines de mètres. Il est constitué comme suit (Fig.III-4) :
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Figure III-4: Carottier Küllenberg (Roubi et al., 2009)
La mise en œuvre du carottier s’opère sur le bord du bateau, le carottier étant suspendu verticalement à un câble en acier ou en Kevlar, il descend le long de la colonne d’eau précédé de quelques mètres par le contrepoids, qui actionne le bras déclencheur en touchant la surface du sédiment. Le carottier ainsi lâché en chute libre, pénètre dans le sédiment grâce au lest qui lui donne l’énergie cinétique nécessaire, et au piston qui génère un effet d’aspiration permettant de collecter le sédiment dans la chemise PVC (Fig.III-4). Le carottier est ensuite extrait du sesiment et ramenée à bord par l’intermédiaire du câble. La chemise PVC remplie de sédiments (appelée la carotte) est retirée du tube en acier et découpée en sections de 1 m.
La longueur de la carotte ainsi récupérée dépend de la taille du tube, du poids du lest ainsi que
• Un tube en acier à l’intérieur duquel se trouve un tube en PVC (chemise d’environ 10 cm de diamètre), contenant la carotte ;
• Une « peau d’orange » à la base du tube servant à maintenir le sédiment dans le tube. Elle est formée de lamelles qui laissent entrer le sédiment pendant la pénétration et se referment pour empêcher le sédiment de s’échapper lors de la remontée du carottier.
• Un piston, qui doit être stationnaire, c’est à dire rester au niveau du sol lors de la pénétration.
• Un lest d’environ 250 kg à 4t positionné sur la partie supérieure du tube.
Il sert à communiquer l’énergie cinétique nécessaire à la pénétration du tube à l’issue de la chute libre.
• Un bras de déclenchement. Celui-ci bascule lorsque le contrepoids touche le sédiment, il libère ainsi le carottier en initiant sa chute libre.
• Un câble reliant le piston stationnaire au déclencheur.
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de la taille du bateau sur lequel la manœuvre est exécutée. Sur le N/O Le Suroît, bateau utilisé lors de la Campagne RHOSOS (2008), le lest pesait 994 kg, et la longueur des tubes est limitée à 15 ou 10 m.
Figure III-5: Fonctionnement d'un carottier de type Küllenberg, source: Ifremer.
Bien que son fonctionnement relativement simple permette de récupérer des séries sédimentaires dans l’état où elles se seraient déposées, le dispositif entraîne quelquefois des déformations, En effet, le câble passe instantanément d’une charge de plus d’une tonne à zéro lors du déclenchement et subit un rebond élastique violent. Ce rebond ne permet pas de conserver le piston stationnaire et les mouvements engendrés produisent une aspiration et/ou un effet pieux bouché. Cela peut engendrer la déformation des sédiments, des problèmes de sous-échantillonnage et de sur-échantillonnage. Les effets de pistonnage (déformation concave des structures sédimentaires) ou de fluage (remontée des sédiments non-cohésifs le long de la carotte) sont les déformations habituellement observées et qui peuvent affecter différents niveaux de la carotte.
Afin de minimiser ces déformations, lors de la campagne RHOSOS, le carottier Küllenberg était équipé de capteurs (immersion et accéléromètres) sur le lest et le bras de déclenchement afin d’évaluer le rebond élastique du câble. Ces mesures ont permis d’optimiser les réglages du carottier (hauteur de chute, longueur de la boucle) (Fanget, 2009;
Woerther et al., 2012).
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III.1.2.2. La sélection des carottes
Un total de 21 carottes pour une longueur totale de 116.34 m a été analysé afin de caractériser l’enregistrement turbiditique du système du point de vue sédimentologique et stratigraphique (Tab. III-1). Certaines carottes utilisées dans cette étude n’ont pas été prélevées pour des objectifs sédimentologique et stratigraphique. Par exemple, les carottes de la campagne TRANSRHO qui, avaient été prélevées pour des objectifs de stabilité des pentes et géotechniques, et les carottes FLUMED 2 qui avaient été prélevées pour réaliser des mesures de flux de chaleur. Cependant, ces carottes se positionnent bien dans notre stratégie visant à avoir des prélèvements depuis le canyon jusqu’aux lobes distaux. Chaque site de prélèvement est caractérisé par deux grandeurs : H qui représente la hauteur par rapport au fond du chenal ou du canyon, et L qui définit l’éloignement par rapport à l’axe du chenal turbiditique. Les carottes situées dans le dernier chenal actif vont permettre de caractériser cette dernière période d’activité tandis que, les carottes situées dans la partie du chenal abandonné donneront des informations sur l’activité turbiditique qui a précédé la dernière avulsion du chenal. Les carottes des campagnes RHOSOS et TRANSRHO couvrent assez bien la partie du chenal située en amont du point d’avulsion. De la tête du canyon (RHS-KS49) jusqu’au Néochenal après le point d’avulsion (RHS-KS74), 10 carottes y sont reparties entre les terrasses sédimentaires, les levées internes et externes du dernier chenal actif du système. Pour la partie du chenal abandonné, l’enregistrement sédimentaire est complété par les carottes des campagnes GMO2-Carnac et FLUMED 2 couvrant également les lobes distaux (Tab. III-1).