Variations spatio-temporelles

La carte morpho-sédimentaire, construite à partir des acquisitions de la campagne Granimp09b, indique que la couverture sédimentaire présente deux faciès à l’échelle pluri-kilométrique, donc à l’échelle des dépôts du panache turbide.

A l’échelle du site expérimental, seul le faciès des graviers sableux a été cartographié. Pour étudier d’éventuelles variations spatiales de cette couverture, non décelables par le sonar, une grille de prélèvement sédimentaire régulière a été réalisée lors de la campagne Granimp08a sur l’ensemble du site expérimental. Lors de cette campagne, les extractions avaient déjà débuté sur la zone A. Même si cette extraction était de très faible intensité, pour ne pas intégrer d’éventuels impacts, les stations de la zone A et de son pourtour (jusqu’à 500m) n’ont pas été prises en compte. Cette grille montre que la granulométrie de ces graviers sableux n’est pas complètement homogène mais ne présente pas de gradient directionnel, comme le montre les variations spatiales de la médiane (Figure 97).

Figure 97 : Carte de la médiane issue de la grille de prélèvement sédimentaire réalisée lors de la campagne Granimp08a. Rectangle gris : surface potentiellement impactée par les premières extractions sur la zone A.

Les réplicats effectués sur certaines stations avant le début des extractions montrent que même si la couverture est homogène à l’échelle du site, une variabilité à l’échelle de la dizaine de mètres est observée. Les proportions de graviers, sables et vases varient respectivement de plus ou moins 11,5 %, 11 % et 0,5 % (Figure 98). Ces variations sont plus marquées pour les deux modes principaux, celui des sables grossiers aux cailloux et celui des sables fins à moyens.

Figure 98 : Ecart du pourcentage par classe granulométrique entre les valeurs maximales et les moyennes pour les différents réplicats étudiés.

Les photographies sous-marines et les images vidéo confirment un paysage sous-marin peu accidenté, constitué de graviers sableux (Figure 99 A) avec des variations granulométriques à l’échelle décamétrique. En effet, ces images indiquent des passages plus ou moins graveleux au profit des sables (Figure 99, A et B). Cette variabilité décamétrique est confirmée par les travaux de Auffret et d’Ozouville (Auffret et d'Ozouville, 1985a) qui cartographient une couverture sédimentaire sableuse discontinue.

Figure 99 : Photographies sous-marines prises lors de plongée sur le milieu non impacté. A : Succession de passages plus graveleux et plus sableux autour de la ligne de mouillage d’un courantomètre; B :

Macrophotographie du faciès de graviers sableux.

Les variations temporelles liées à la marée (cycle semi-diurne, ME-VE) n’ont pas eu d’influence sur la granulométrie.

La variabilité à l’échelle annuelle est connue à l’aide du suivi en 2008, 2009 et 2010 de stations sédimentaires en dehors des zones impactées. La comparaison des courbes granulométriques de ces stations montre une légère variabilité annuelle, plus ou moins importante d’une station à l’autre.

Dès lors, il est important d’associer cette variabilité saisonnière avec la variabilité à l’échelle spatiale du secteur d’expérimentation. Nous cherchons ici à déterminer l’enveloppe granulométrique du site intégrant

les variabilités spatiales du site expérimental et les variations annuelles. Celle-ci a été construite à partir (i) des prélèvements réalisés avant extraction (Granimp07), (ii) de la grille de prélèvement sédimentaire réalisée lors de la campagne Granimp08a, sans tenir compte des échantillons de la zone A et de son pourtour, et (iii) des échantillons non impactés, en dehors des zones de dépôt du panache pour les campagnes suivantes.

Elle est construite à partir du maximum et du minimum de chacune des classes granulométriques observées pour l’ensemble des échantillons. Même si cette enveloppe est relativement large, elle reste néanmoins caractéristique d’une couverture homogène constituée de graviers sableux bimodaux mal triés. Les vases et silts (<63 µm) sont peu abondants mais certains échantillons montrent des proportions atteignant 7%. Les stations qui présentent les proportions de sables fins à moyens et de fines (< 63 µm) les plus élevées font glisser la classification des sédiments des graviers sableux en graviers sableux légèrement vaseux.

Figure 100 : Variabilité spatio-temporelle de la granulométrie de la couverture sédimentaire naturelle du secteur d'expérimentation.

L’évolution de la granulométrie à l’échelle décennale est étudiée à partir de prélèvements réalisés en 1990, 1993, 1998 et 2007 par l’UMR CNRS 6143 « M2C » à l’aide d’une benne Hamon. La benne Hamon échantillonne la couverture sédimentaire sur une épaisseur plus importante que la benne Shipeck. Par conséquent, pour une même station, des différences peuvent être observées du fait d’une variation verticale de la granulométrie. Toutefois, ces prélèvements indiquent que la couverture reste sablo-graveleuse avec deux modes principaux : un grossier étalé et un second plus fin autour des sables fins et moyens (Figure 101). L’ensemble de ces stations montre une augmentation de la fraction grossière et une diminution de la fraction de sable entre 1990 et 1993, puis une stabilisation entre 1993 et 1998 et enfin une diminution de la fraction grossière accompagnée d’une augmentation de la fraction de sable entre 1998 et 2007. En 2007, les proportions de ces deux modes sont proches de ceux de 1993, avec toutefois, un pic sableux plus grossier exclusivement centré autour des sables moyens.

Figure 101 : Comparaison des courbes granulométriques des stations suivies entre 1990 et 2007 (source UMR CNRS 6143 « M2C »).

La comparaison de la cartographie d’Auffret et d’Ozouville (1985), réalisée à partir de deux couvertures sonar effectuées en 1982 et 1983, avec la cartographie morpho-sédimentaire de 2009 permet d’apporter quelques éléments sur l’évolution morpho-sédimentaire à l’échelle pluri décennale. Cette comparaison montre qu’un engraissement sableux est observé à l’Est du site expérimental. Toutefois, l’indisponibilité des profils sonar ayant permis d’établir la carte morpho-sédimentaire ne permet pas une comparaison directe des faciès acoustiques et donc d’affirmer avec conviction cet engraissement.

Une prospection sismique réalisée par l’UMR M2C (Caen) en 2005 et les carottes réalisées en 1972 par Beicip et en 1976 par le BRGM permettent d’étudier la variabilité verticale des dépôts sédimentaires. Les nappes alluviales holocènes sont recouvertes par une couche de sédiments plus fins (appelés « découverte » par les carriers) dont l’épaisseur comprise entre 0,2 et 1m est irrégulière. La partie la plus superficielle de cette couche représente la couche mobile, capable d’être mise en mouvement par les courants tidaux et la houle. Les carottes indiquent une hétérogénéité verticale avec une augmentation des éléments grossiers en profondeur, associés à un appauvrissement en silt (Figure 102, A et C) : sables légèrement graveleux (de 0 à 30 cm), graviers sableux (entre 70 cm et 1,40 m) et graviers (>1,40 m). Les sables légèrement graveleux représentent donc la découverte et la couverture sédimentaire superficielle du secteur. Dans les graviers, des lentilles plus sableuses peuvent s’intercaler (Figure 102, B). La comparaison des analyses granulométriques d’une carotte à l’autre, pour une même profondeur, ne montre pas de variabilité latérale importante de la stratigraphie à l’échelle du secteur expérimental.

Figure 102 : Analyses granulométriques des carottes de 1972 et 1976.

A : Courbes cumulées de l'ensemble des analyses. B : Fréquence et diagramme ternaire d'une carotte montrant l'intercalation de lentilles sableuses au sein des graviers de la nappe alluviale. C : Fréquence et diagramme

ternaire d’une carotte montrant le gradient positif vers les graviers en profondeur.