Dynamique de comblement d'un bassin sédimentaire soumis à un régime mégatidal : Exemple de la Baie du Mont-Saint-Michel

This work has been performed in a DRET/CNRS convention and related to the problems of sedimentary dynamics in a bay dominated by tidal currents. It combines the descriptive study of the morphosedimentary units with the modeling of bedload processes. At the South channel Isles, the Mont-Saint-Michel bay is well known for his exceptional tidal range. It's open to the offshore with two broad master channels on both sides from the Chausey's archipelago. On the coarse sedimentary cover of pebbles and gravels, sediments dynamic series of some plurikilometres sandy ribbons. These sands are temporarily stocked in lonely bedforms and in coastal maritime banks, sandwaves field of Granville and tide delta. The coastal banks are connected in the littoral prism. They are controlled by tide currents chenalized between hollows of the Grouin headland. This rocky promontory induces a large-scale residual rotary currents that refract transport directions to Cancale. The oriental limit of this clockwise vorticity divide the maritime bay and the estuarine bay. The shallow conditions and the water level agitation change the morphology of the banks and very large sandwaves near Granville according to the meteorologic conditions, their migration could be opposited to their tidal polarity. The tidal delta is composed of mobile sand bars with a strong sedimentary balance. Great spring tides and storms rework near subtidal sandy floor. The rate of bedload sand transport calculated by the numerical modeling have been estimated to 500 000 m3/y and the suspended deposit volume to 900 000 m3/y on the sand beach near the Mont-Saint-Michel. These computed values have been obtained for a nil agitation so they are underestimated. The proliferation of crepidule for 30 years is a new significant element in the sedimentary facies distribution. 214 000 tons of alive and dead biomass entail the growing of faecal pellets mud flats (about 332 000 t/y) where seabed was made up sands and gravelly sands. Most of marine technics has been used (side scan, grab samplings, corings, self-recording current measurements, ...) to analyse sedimentary environments and draw up a residual hydrodynamic map of bedload directions. Net sedimentary transports are defined with sonographs studying, relationships of grain-size distribution (Gao and Collins's method), analysis of sediment color and with a 2D hydrodynamic numerical model combined with Bagnold bedload transport rate equation. Tidal currents remain the main source for the holocene sedimentary prism construction and are temporarily opposed or strengthened by swell currents. Bedforms are numerous and various in the bay scale. This "sand sheet facies" is distributed to the shoreline in accordance with currents falling off., Les recherches effectuées s'inscrivent dans une convention DRET/CNRS relative aux problèmes de dynamique sédimentaire dans la baie du Mont-Saint-Michel dominée par les courants de marée. Cette étude combine l'analyse descriptive des unités morphosédimentaires à la modélisation des phénomènes à la surface du fond. Située au Sud du Golfe normand-breton, cette baie est réputée pour ses marnages exceptionnels. Elle communique avec le large par deux larges passes de part et d'autre de l'archipel de Chausey. Une approche pluridisciplinaire mettant en oeuvre des techniques complémentaires (sonar latéral, prélèvements, carottages, mesures courantologiques, ...) a permis d'analyser les ensembles sédimentaires dans la baie et dresser une carte précise des directions de transport sédimentaire résiduel. La détermination des transports sédimentaires résiduels est basée sur le dépouillement des sonogrammes et sur l'utilisation de la méthode, qualitatives et quantitatives, à partir des filliations inter-granulaires entre les prélèvements (méthode de Gao et Collins), de la couleur des sédiments et de la combinaison d'un modèle horizontal 2D à la formule de transport solide de Bagnold. Les courants tidaux, temporairement contrariés ou renforcés par les houles, demeurent les principaux moteurs de la construction du prisme sédimentaire holocène. Les figures sédimentaires, nombreuses et réparties sur l'ensemble du domaine d'étude, s'enchaînent du large vers l'estran selon une séquence d'apports sédimentaires modérés (Belderson et al. 1982) en suivant le gradient d'intensité des courants de marée, modifié localement par la présence de caps rocheux. Sur la couverture sédimentaire grossière composée d'éléments de socle affleurant, de cailloutis et de graviers qui occupe la partie centrale de la baie, la dynamique sédimentaire superficielle est organisée sous la forme d'un réseau chevelu de rubans sableux rectilignes, pluri-kilométriques, orchestrés dans de larges couloirs de transit des sédiments. Ces apports en sables coquilliers sont stockés temporairement dans des corps sédimentaires isolés (grandes dunes tidales des "Petits Bancs", de la "Basse Parisienne") et viennent alimenter les bancs côtiers de la baie maritime, les champs de dunes au large de Granville et le delta de marée. Les bancs côtiers de la baie maritime sont connectés au prisme littoral. Leur morphologie comme celle des dunes tidales associées est contrôlée par les courants de marée chenalisés entre les dépressions creusées autour de la pointe du Grouin. Ce cap rocheux induit un mouvement résiduel tourbillonnaire de grande envergure qui réfracte vers Cancale, les directions de transport sédimentaire jusqu'à 7 km à l'Est. Le Massif des Hermelles constitue la limite orientale de ce vortex qui sépare l'environnement maritime à l'Ouest du delta de marée à l'Est. Cette limite hydrodynamique majeure est imperméable aux transferts E-W. Le prisme sableux qui s'appuie entre Granville et la pointe de Champeaux est également modelé de bancs et de grandes dunes tidales. Plus ouvert vers l'Ouest, il est également davantage soumis à l'action des houles océaniques. Les conditions de faible bathymétrie et l'agitation du plan d'eau déstabilisent la morphologie de ces structures. En fonction des conditions météorologiques, leurs déplacements peuvent être inverse à celui enregistré par la marée. La région du delta de marée est une zone instable à fort bilan sédimentaire, alimentée latéralement lors des grandes marées par les sédiments du large et pendant les tempêtes par les sables des fonds proches remis en suspension. Le volume de sable calculé par le code numérique et pénétrant dans le système pré-estuarien pour des marées de grandes vives-eaux, a été évalué à 500 000 m3/an, le volume des suspensions traversant la Champeaux-Hermelles à 900 000 m3/an. Ces valeurs ont été calculées dans des conditions d'agitation et sont probablement minorées. La prolifération de la crépidule depuis 30 ans est un élément nouveau et important dans la répartition des faciès sédimentaires. La biomasse vivante et morte est estimée à 214 000 t. entre 0 et 10 m de profondeur. La production de bioagrégats (environ 332 000 t/an) et leur piégeage dans les colonies favorisent l'installation de vasières dans des milieux jusqu'alors peu favorables aux dépôts des vases et à leur stabilisation.

Auteurs du document :

Ehrhold, Axel

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Université de Caen

Mots clés :

bedload transport, hydrodynamic numerical model, sediment color, crepidule, coastal banks, sandwaves, sand ribbons, swells, tidal currents, sedimentary prism, norman breton Gulf, transport solide, code numérique, couleur des sédiments, crépidule, bancs côtiers, dunes tidales, rubans sableux, houle, courants de marée, prisme sédimentaire, Golfe normand breton

Thème (issu du Text Mining) :

MILIEU NATUREL

Date :

1999-07-05

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Langue :

Inconnu

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