Le transport et la sédimentation de la matière en suspension dans l'Atlantique Nord-Est et dans l'estuaire de la Seine PDF Download
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Author: Mouldi Ben Brahim
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Book Description
ETUDE DE LA GRANULOMETRIE DES PARTICULES FINES EN SUSPENSION DANS L'OCEAN ATLANTIQUE NORD-EST ET L'ESTUAIRE DE LA SEINE. DETERMINATION DE LA CONCENTRATION EN MASSE ET EVOLUTION DES FLUX INSTANTANES AU COURS D'UNE MAREE. INFLUENCE DU MELANGE EAU DOUCE-EAU SALEE SUR LA GRANULOMETRIE DES SUSPENSIONS DANS L'ESTUAIRE DE LA SEINE. MISE EN EVIDENCE DU MECANISME FONDAMENTAL DE FORMATION DU BOUCHON VASEUX. MISE EN EVIDENCE DES CARACTERISTIQUES SPECIFIQUES DES SUSPENSIONS DE L'ATLANTIQUE ET DE LA MEDITERRANEE, ET DE L'ADVECTION DE L'EAU MEDITERRANEENNE A 1000M DE PROFONDEUR EN ATLANTIQUE
Author: Mouldi Ben Brahim
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ETUDE DE LA GRANULOMETRIE DES PARTICULES FINES EN SUSPENSION DANS L'OCEAN ATLANTIQUE NORD-EST ET L'ESTUAIRE DE LA SEINE. DETERMINATION DE LA CONCENTRATION EN MASSE ET EVOLUTION DES FLUX INSTANTANES AU COURS D'UNE MAREE. INFLUENCE DU MELANGE EAU DOUCE-EAU SALEE SUR LA GRANULOMETRIE DES SUSPENSIONS DANS L'ESTUAIRE DE LA SEINE. MISE EN EVIDENCE DU MECANISME FONDAMENTAL DE FORMATION DU BOUCHON VASEUX. MISE EN EVIDENCE DES CARACTERISTIQUES SPECIFIQUES DES SUSPENSIONS DE L'ATLANTIQUE ET DE LA MEDITERRANEE, ET DE L'ADVECTION DE L'EAU MEDITERRANEENNE A 1000M DE PROFONDEUR EN ATLANTIQUE
Author: Loi͏̈c Guézennec
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Pages : 230
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La Seine, fleuve à régime pluvial océanique et à faible débit, débouche sur le plateau continental nord-ouest européen. Son estuaire, de type macrotidal, est fortement chenalisé et anthropisé. La marée et le débit fluvial agissent sur le transfert du matériel particulaire en suspension au sein des 120 km du secteur estuarien non soumis à l'intrusion saline. Les méandres et quelques zones non endiguées contribuent au stockage du matériel fin. Les crues apportent 75% du matériel sédimentaire structuré en microflocs et macroflocs. L'augmentation du débit fluvial provoque une très forte atténuation de la dynamique de marée. Les zones intertidales du fleuve constituent les lieux de dépôt temporaire pour 1/3 du matériel fin qui est restitué après la crue. Le matériel piégé dans les bassins et les souilles des infrastructures portuaires est exclu du bilan de transfert par immobilisation définitive et exportation par dragage. Pendant l'étiage, la dynamique de marée domine le transfert particulaire dans l'estuaire amont. Des cycles semi-diurnes et semi-lunaires d'érosion/sédimentation du matériel particulaire sont observés. En vives-eaux, un important pompage tidal stoppe localement le transit particulaire vers l'estuaire moyen : le temps de résidence des particules est accru et la remontée de particules marines dans l'estuaire amont est observée. En fin de période de vives-eaux, les concentrations particulaires en suspension et les volumes d'eau stockés dans l'estuaire amont sont les plus élevés. Ces volumes d'eau et de matériel particulaire sont évacués vers l'estuaire moyen en période de déchet. Le régime macrotidal de l'estuaire de la Seine, retarde le transit sédimentaire fin issu du bassin versant. La dynamique de marée contrôle ainsi près de la moitie du transit sédimentaire fin.
Author: DONATIENNE.. OLLIVON
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Languages : fr
Pages : 259
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L'étude du transfert des polluants en Seine et du rôle de la phase solide (matières en suspension et sédiments) dans ce processus a été conduite sur le parcours le plus anthropisé de la rivière, en insistant sur le rôle décisif des techniques d'échantillonnage pour l'obtention de prélèvements représentatifs. Ces techniques doivent tenir compte des rythmes journaliers (observés en particulier à l'aval de la station d'Achères) et des délais d'homogénéisation des flux après une confluence ou un rejet. Si la pollution ammoniacale la plus évidente à l'aval d'Achères transite essentiellement en phase dissoute et ne diminue que très en aval par nitrification, les pollutions carbonée, azotée organique et phosphorée sont liées majoritairement à la phase particulaire. Les matières en suspension sont également le véhicule privilégié des métaux et des hydrocarbures aromatiques polycycliques. En régime de basses eaux, quelques kilomètres après un effluent polluant, on ne retrouve plus l'impact de celui-ci sur la qualité de la matière particulaire du fait de la rapide sédimentation de cette dernière, alors que la phase dissoute reste marquée sur des dizaines de kilomètres en aval. Mais le cycle sédimentation (en basses eaux) et remise en suspension (épisodes de crues) ainsi que les phénomènes d'échange à l'interface eau-sédiment entretiennent une source de pollution latente liée à la phase solide sédimentée. Indépendamment des variations du régime hydraulique de la rivière pour le transport de la pollution, des phénomènes saisonniers biologiques et biochimiques interviennent dans les processus de transfert. Les épisodes de blooms algaux, au printemps, modifient la composition de la charge particulaire favorisant l'élimination des métaux de la colonne d'eau, en particulier par élévation du ph. D'autre part en été, lorsque l'activité biologique est maximale, les relargages vers la colonne d'eau deviennent importants, tant pour l'azote ammoniacal que pour des métaux tels que Pb, Fe et Mn, ce qui conduit à un certain nettoyage du sédiment
Author: Isabelle Brenon
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Languages : fr
Pages : 209
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Dans les estuaires, tel l'estuaire de la Seine, l'asymétrie de la propagation de l'onde de marée et les différences de densité entre eau douce et eau de mer produisent une accumulation de particules en suspension, couramment appelée bouchon vaseux. Un modèle bidimensionnel horizontal de calcul hydrodynamique et de transport des sédiments fins reproduit la formation et le comportement des structures sédimentaires, tant en suspension que déposées, dans des conditions variables de marée et de débit fluvial. Les processus de consolidation peuvent être pris en compte. En dépit de formulations sédimentologiques simplifiées, les déplacements du bouchon vaseux sont reproduits, a partir d'une condition initiale irréaliste, a différentes échelles (journalière, en fonction du cycle tidal, bimensuelle en fonction du cycle morte eau/vive eau, et saisonnière suivant le débit fluvial). Il y a une bonne adéquation entre dépôts simulés et observés là où les fonds sont partiellement ou majoritairement vaseux, en particulier autour de l'engainement. Un bilan sédimentaire est proposé pour des périodes de quatre mois. Une étude de la sensibilité du modèle aux différents paramètres de dépôt et d'érosion est réalisée. Le modèle tridimensionnel permet de mettre en évidence un effet tridimensionnel important, relatif a la présence simultanée de courants forts et de concentrations faibles en surface (et inversement au fond), ce qui réduit les dépôts excessifs simulés le long des rives par le modèle bidimensionnel horizontal. Les sédiments sont alors transportes vers l'aval et ne peuvent plus ré-alimenter le bouchon vaseux en matières en suspension lors des phases d'érosion. Une hiérarchisation des processus de formation du bouchon vaseux est obtenue : l'asymétrie de la propagation de la marée est prédominante tandis que les effets de densité semblent avoir une influence secondaire, n'agissant que sur la structure du maximum de turbidité.
Author: Caroline Olivier
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Languages : fr
Pages : 314
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Nous traitons ici du problème de la modélisation tridimensionnelle des phénomènes de transport des matières en suspension dans un milieu fluvial soumis à l'action combinée du débit fluvial et de l'onde de marée. Cette étude comporte trois parties. La première est relative à la modélisation hydrodynamique de l 'écoulement dans un milieu fluvial, la seconde concerne la modélisation de la matière en suspension, enfin la troisième partie est consacrée au couplage des deux modèles avec une application réelle sur l'estuaire de la Seine. Le modèle hydrodynamique est construit à partir des équations de Saint-Venant que nous traitons par une discrétisation en différences finies. Afin d'assurer une bonne prise en compte des variations spatiales du domaine, le maillage utilisé est curviligne. Nous proposons un modèle à séparation de variables adapté à la modélisation simultanée du courant fluvial et de l'onde de marée. Le modèle utilisé en milieu naturel répond parfaitement à notre attente et vérifie avec une bonne précision les mesures de terrain. Le traitement des équations de transport est fait par une méthode particulaire. Cette méthode permet de mettre en évidence les petits déplacements de matière au sein de l'écoulement en autorisant un suivi continu d'une quantité physique donnée dans le temps et dans l'espace. Là encore le modèle est utilisé en milieu naturel. Les trajectoires des particules sont étudiées en fonction de leur position d'origine dans la tranche d'eau. Les renseignements apportés par cette méthode permettent une meilleure interprétation des mesures et offre une possibilité de couplage avec d'autres modèles biologiques ou chimiques.
Author: Marion Chapalain
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Languages : fr
Pages : 0
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La connaissance de la dynamique des matières en suspension (MES) et des turbidités en milieu côtier est un élément clé pour comprendre les écosystèmes marins. Les processus de floculation/défloculation représentent des mécanismes essentiels contrôlant la dynamique des caractéristiques physiques des MES et, par conséquent, leur devenir dans l'environnement. Cette thèse a pour objectif de mieux comprendre la caractérisation des MES et leur variabilité de l'échelle tidale à l'échelle annuelle en mer côtière, en réponse aux différents forçages hydrodynamiques, hydrologiques et biologiques ayant lieu à l'interface entre estuaire et baie. À cette fin, des capteurs optiques et acoustiques ont été déployés in situ, lors de 6 campagnes en mer réalisées en 2016, en vue de caractériser et de quantifier les MES dans la colonne d'eau, à la sortie de l'embouchure de l'estuaire de Seine (France). Une analyse critique des mesures granulométriques issues du LISST-100X est proposée. Un travail de quantification des incertitudes de mesure associées à l'estimation de la concentration en MES a mis en avant le risqué lié à un rinçage insuffisant des filtres et a conduit à définir une masse minimum à filtrer, de l'ordre de 10 mg, quelle que soit la concentration. Ce travail a notamment permis de proposer une méthode d'estimation d'un volume optimal de filtration basée sur une mesure préalable de turbidité de référence. Les mesures à haute fréquence ont montré que la dynamique des caractéristiques physiques des MES en termes de concentration et de taille médiane sont contrôlées par le cycle advection-floculation-sédimentation-remise en suspension. Ces résultats ont permis de hiérarchiser les paramètres de contrôle des processus de floculation. La turbulence a été identifiée comme le principal paramètre de contrôle à l'échelle tidale et semi-lunaire, la taille médiane maximale des flocs étant inversement corrélée à l'intensité des courants. À l'échelle saisonnière, la variation des caractéristiques des MES (taille, densité, vitesse de chute) est liée à la variabilité du contenu en matière organique (MO), avec une floculation favorisée quand le taux de MO particulaire augmente. Ces flocs plus grands et moins denses sont également plus résistants à la fragmentation induite par cisaillement turbulent. Ces travaux ont également permis de discuter le concept de structuration fractale des flocs.La dynamique de la dimension fractale, déterminée en combinant des données in situ de concentration en MES et de distribution en classe de taille, peut traduire des variations de composition des MES, mais peut aussi résulter d'incertitudes de mesure associées aux instruments. Ces dernières sont discutées dans cette thèse. La variabilité saisonnière des caractéristiques des MES est plus prononcée au large que dans la zone sous influence de l'estuaire de Seine. À partir des observations ponctuelles en Baie de Seine et d'une série de mesure long terme dans la zone côtière belge acquise par le laboratoire RBINS, les méthodes acoustiques et optiques sont combinées. Ces dernières ont mis en avant une augmentation de la rétrodiffusion acoustique lorsque la densité moyenne des flocs diminue.
Author: Philippe Bassoullet
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Category : Estuarine sediments
Languages : fr
Pages : 296
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L'étude des phénomènes érosifs, du transport en suspension et des dépôts sédimentaires dans l'estuaire de l'aulne montre qu'ils sont contrôles par le jeu des cycles de marée vive-eau-morte-eau et par l'asymétrie de l'onde de marée occasionnant un piégeage des sédiments en suspension vers une zone localisée. Ce type de ria bretonne apparait très dynamique du point de vue des sédiments en suspension
Author: Laure Tessier
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Languages : fr
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La plupart des polluants responsables de la dégradation des cours d'eau sont contrôlés par le comportement des Matières En Suspension (MES). Si leur rôle dans le transport des polluants n'est plus à démontrer, en revanche, l'identification de leurs sources et puits reste problématique. L'objet de ce travail a été de développer une méthodologie permettant de préciser l'origine des MES et de suivre leur transfert sur le bassin de la Seine. Cette méthodologie combine : -l'identification d'une large palette d'éléments (analyse par activation neutronique) ne se limitant pas aux seuls polluants (Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Zn, As, Br, Rb, Sr, Ag, Sb, Cs, Ba, Hf, Ta, Au, Terres Rares, Th), -un échantillonnage par trappes à sédiments sur l'ensemble du bassin et avec un suivi régulier sur la période 1999-2002 (33 stations exploitées), -un traitement statistique de l'information recueillie (analyse en composantes principales). Cette méthodologie a permis de préciser à quelle échelle les signatures multiélémentaires portées par les MES se différencient les unes des autres, et à quelle logique obéissent les différences observées. Ainsi, signatures naturelles et signatures anthropiques ont pu être distinguées. Les premières témoignent des différences de lithologie existant sur le bassin (Cs/Sc, Ca, Hf, Na, Terres Rares lourdes/Terres Rares légères). Parmi les secondes, certaines marquent des zones de contamination étendue (Zn/7Be, Sb, Cr, Au, Ag) tandis que d'autres identifient une pollution plus localisée (Th/La). Grâce à cette méthodologie, il est donc possible de préciser l'origine des MES et de suivre leur transfert de l'amont vers l'aval. Ces résultats offrent donc la possibilité d'un meilleur contrôle des transferts de sédiments, outil indispensable aux gestionnaires et usagers de l'eau.
Author: Laure Tessier
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Category :
Languages : fr
Pages : 688
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La plupart des polluants responsables de la dégradation des cours d'eau sont contrôlés par le comportement des Matières En Suspension (MES). Si leur rôle dans le transport des polluants n'est plus à démontrer, en revanche, l'identification de leurs sources et puits reste problématique. L'objet de ce travail a été de développer une méthodologie permettant de préciser l'origine des MES et de suivre leur transfert sur le bassin de la Seine. Cette méthodologie combine : -l'identification d'une large palette d'éléments (analyse par activation neutronique) ne se limitant pas aux seuls polluants (Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Zn, As, Br, Rb, Sr, Ag, Sb, Cs, Ba, Hf, Ta, Au, Terres Rares, Th), -un échantillonnage par trappes à sédiments sur l'ensemble du bassin et avec un suivi régulier sur la période 1999-2002 (33 stations exploitées), -un traitement statistique de l'information recueillie (analyse en composantes principales). Cette méthodologie a permis de préciser à quelle échelle les signatures multiélémentaires portées par les MES se différencient les unes des autres, et à quelle logique obéissent les différences observées. Ainsi, signatures naturelles et signatures anthropiques ont pu être distinguées. Les premières témoignent des différences de lithologie existant sur le bassin (Cs/Sc, Ca, Hf, Na, Terres Rares lourdes/Terres Rares légères). Parmi les secondes, certaines marquent des zones de contamination étendue (Zn/7Be, Sb, Cr, Au, Ag) tandis que d'autres identifient une pollution plus localisée (Th/La). Grâce à cette méthodologie, il est donc possible de préciser l'origine des MES et de suivre leur transfert de l'amont vers l'aval. Ces résultats offrent donc la possibilité d'un meilleur contrôle des transferts de sédiments, outil indispensable aux gestionnaires et usagers de l'eau.
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Languages : fr
Pages : 273
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