Les deux piézomètres de notre site expérimental ont été réalisés à l’aide d’une tarière à main (Fig.2.10).
Figure 2.10 : Réalisation du piézomètre P2 à l’aide d’une tarière à main, le 17/06/09. Parc du Novotel, l’Ermitage.
Les coupes géologiques et techniques des piézomètres sont représentées sur la figure 2.11. Les ouvrages ont fait l’objet d’un nivellement rattaché au NGR, ainsi que le profil topographique du transect de suivi (de P2 jusqu’à environ 10 mètres du bord littoral dans la DAR) (Fig.2.11).
Le piézomètre nommé P1, le plus à l’Est, a été fait le 16 septembre 2009. Le piézomètre P2, le plus à l’Ouest, a été réalisé le 17 juin 2009. Les deux piézomètres ont été équipés de sondes (Diver CTD : Conductivity, Temperature, Depth) mesurant les variations de conductivité (mS.cm-1), de température (T°C) et de hauteur d’eau (niveau en cm). Tout comme la sonde NKE positionnée dans le récif, les sondes CTD ont un pas de temps d’enregistrement programmé à 30 minutes. Les sondes ont été placées dans la « Nappe des Sables » à une profondeur équivalente de 0.32 m NGR pour P1 et de -0.36 m NGR pour P2 correspondant à une épaisseur d’eau moyenne annuelle au dessus de la sonde de 0.68 m pour P1 et de 0.61 m pour P2. Durant la période de suivi, les dérives numériques enregistrées par les sondes ont été nombreuses et un changement du type de sonde a été nécessaire (cf. annexe V).
Des mesures ponctuelles régulières (environ 1 fois par mois) manuelles de hauteur d’eau ainsi que de conductivité et de température ont permis de valider ou non les données enregistrées par les sondes. Le calendrier des points de contrôle est consultable en annexe V. La comparaison des valeurs mesurées et des valeurs enregistrées (calcul des coefficients de corrélation) montre une incertitude dans les mesures:
- pour P1de ± 2% pour les mesures piézométriques, de ± 32% pour les températures et ± 4% pour les conductivités et,
- pour P2 de ± 0% pour les mesures piézométriques, de ± 80% pour les températures et ± 8% pour les conductivités,
Pour les enregistrements des températures, les pourcentages d’incertitude de ± 32% pour P1 et de ± 80% pour P2 peuvent paraître importants, cependant ils correspondent à une marge d’incertitude faible de 0.5°C à 1°C en moyenne et liée au mode opératoire utilisé pour la mesure manuelle. Le détail des résultats et les commentaires associés sont disponibles en annexe V.
Page 80 Figure 2.11 : Transect de suivi de la « Nappe des Sables », descriptif des coupes géologiques, techniques des piézomètres et hauteurs d’eau moyennes
enregistrées sur la période de suivi de 587 jours.
Avant d’être analysés et modélisés, les enregistrements bruts des sondes CTD ont été traités.
Les hauteurs d’eau ont été compensées barométriquement, puis validées grâce aux mesures manuelles et référencées géographiquement en z par rapport à la cote NGR (Fig.2.12). Les hauteurs d’eau ont été retranscrites en hauteur d’eau équivalente en eau douce afin d’éviter tous biais dans l’interprétation et par la suite de pouvoir les utiliser comme points de références lors de la modélisation (Cheng and Ouazar, 2004; Lusczynski and Smarzenski, 1966; Post et al., 2007). Selon la relation :
(2.1)
avec : densité de l’eau douce (1), : hauteur piézométrique en équivalence en eau douce dans le piézomètre (m) (i); : densité de l’eau salé mesurée dans le piézomètre, : hauteur d’eau mesurée dans le piézomètre (m); : profondeur du piézomètre (m).
Les conductivités électriques ont été validées par les mesures manuelles mais également par les conductivités calculées grâce aux analyses chimiques (cf. paragraphe suivant). Pour ne pas introduire de biais dans l’interprétation de l’évolution des conductivités électriques liées aux variations de températures, les enregistrements de conductivité ont été convertis en conductivité équivalente à 25°C (CEAEQ, 1999), selon:
(2.2)
avec EC25 : conductivité électrique calculée à 25°C (mS.cm-1), ECm : conductivité électrique mesurée (mS.cm-1), Tm : température mesurée (°C).
Par la suite, pour la modélisation le logiciel utilisé simulant un transport de soluté en mg.l-1, les conductivités électriques à 25°C ont été converties en concentration en sel (mg.l-1) (Aminot and Kérouel, 2007 ).
Page 82 Suivi hydrochimique
L’étude hydrochimique (variations des concentrations des éléments chimiques) des eaux échantillonnées dans le récif et dans les deux piézomètres permet d’évaluer les variations spatiales et temporelles des échanges entre le domaine continental et le domaine océanique. Les échantillons sont prélevés le long du transect de suivi (P1, P2 et dans le récif (bas de plage)). Quand c’est possible, les eaux de pluie récoltées sur le site du Novotel sont également échantillonnées. Le transect est échantillonné 1 fois par mois et lors de phénomènes remarquables telle une dépression tropicale la période de suivi a duré du 20 février 2010 au 16 mars 2011.
Au total 43 échantillons d’eau ont été collectés de manière aléatoire par rapport aux forçages océaniques (à marée haute, marée basse, en période de vives et de mortes eaux, avant et après un coup de houle, après ou avant une dépression tropicale) et analysés (cf. annexe VI).
In situ lors du prélèvement, les paramètres instables ont été mesurés (Température (Tmes : °C), Conductivité Electrique (ECmes : μS.cm-1) convertis à 25°C (ECmes25°C : μS.cm-1)) et pH). Les échantillons prélevés ont été filtrés grâce à des filtres millipores de 0.45 μm et conditionnés dans des flacons en polyéthylène. Un aliquote de chaque échantillon a été acidifié avec de l’acide chlorhydrique pour l’analyse des cations.
Au laboratoire Géosciences Réunion, dans la journée suivant l’échantillonnage, les concentrations en (HCO3-) ont été déterminées par titrage volumétrique.
Les éléments majeurs (cations : Ca2+, Mg2+, Na+ et K+) (anions : Cl-, Br-, NO3-, NO2- PO42-, SO42- et F-) ont été analysés par chromatographie ionique (Dionex ICS 1000), avec une limite de détection inférieure à 0.1 mg.l-1 (cations : Ca2+ (0.040 mg.l-1), Mg2+ (0.010 mg.l-1), Na+ (0.060 mg.l-1) et K+ (0.003 mg.l-1) et anions : Cl- (0.020 mg.l-1), Br- (0.030 mg.l-1), NO3- (0.050 mg.l-1) et SO42- ( 0.040 mg.l-1)). Les données obtenues ont été traitées avec le logiciel « Diagrammes ». Ce logiciel gratuit crée par Roland Simler est téléchargeable sur le site : http://www.lha.univ-avignon.fr/LHA-Logiciels.htm. Il a permis de calculer les paramètres physico chimiques suivants: TDS (Total Dissolved Solids), conductivité calculée (ECcal), le pourcentage d’écart entre la conductivité mesurée, enregistrée et la conductivité calculée, ainsi que la balance ionique. Les concentrations obtenues pour les éléments majeurs ont été validées grâce à deux paramètres, pourcentage d’écart entre les conductivités (ECmes et ECcal) et la balance ionique. L’analyse de chaque échantillon a été validée pour une erreur d’analyse pour les conductivités ≤ 7% et pour la balance ionique ≤ 4% (1 seul échantillon a été toléré à 6% et peut être remis en question) (le protocole expérimental, l’ensemble des résultats
obtenus ainsi que les calculs des barres d’erreur pour les teneurs en chlorures liées à l’analyse sont présentés en annexe VI).
Enfin, les concentrations en silicium (SiO2) ont été mesurées par spectrophotométrie de masse (Uvikon 930) (l’ensemble des résultats obtenus ainsi que les calculs des barres d’erreur liés à l’analyse sont présentés en annexe VI).
Dans la partie résultat, nous présenterons uniquement les données obtenues pour les chlorures (Cl-) (traceur naturel des eaux d’origine océanique) et pour la silice (SiO2) (traceur naturel des eaux d’origine continentale).
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