Observations in situ des états de mer depuis l'embouchure jusqu'à l'intérieur du Bassin d'Arcachon : mers de vent, houles et ondes infragravitaires
Les embouchures tidales sont des environnements très dynamiques soumises à la fois aux forçages associés aux vagues, aux courants de marée et à l'hydrologie continentale. L'association de ces dynamiques rend la compréhension fine des processus hydrosédimentaires et l'expression des aléas érosion ou submersion particulièrement complexes. Or, et de surcroît en conditions énergétiques lors de la période hivernale, il existe peu de données hydrodynamiques in situ du fait des complexités logistiques liées à l'étendue, à l'accessibilité, à la rapidité et l'ampleur des évolutions morphosédimentaires. Cette contribution détaille les données acquises dans le cadre du projet ARCADE, lors de deux campagnes de mesures long terme réalisées pendant les hivers 2021 et 2022. Les données de vagues, de courants et de marée ont été acquises de manière simultanée depuis le large jusqu'à l'intérieur du Bassin d'Arcachon. Ces jeux de données permettent d'améliorer les connaissances sur la complexité des processus associés à la propagation des vagues et leurs transformations du large vers l'intérieur de la lagune. Un effort particulier est mis ici sur la caractérisation des ondes infragravitaires (ondes longues allant de plusieurs dizaines de secondes à plusieurs minutes) depuis l'embouchure jusqu'au fond du Bassin et du clapot (ondes courtes générées localement dont les longueurs d'ondes sont inférieures à 4 s) dans le bassin lors de différentes conditions de forçage de vent, de marée et de houle au large.
(11/10/2022)
BRGM, IFREMER, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, LIENSs, INSU - CNRS, ULR, CNRS
First observations of seasonal bottom water deoxygenation off the Gironde estuary (Bay of Biscay, North East Atlantic)
Although not systematically considered as oxygen minimum zones, River-dominated Ocean Margins are sensitive to oxygen depletions. For example, the continental shelf off the Gironde, which flows into the Bay of Biscay, had not yet been studied from this perspective although recent simulations suggested that this area should already have experienced deoxygenations in recent decades. To fill this gap, profiles of temperature, salinity and dissolved oxygen were performed in the water column of the continental shelf off the Gironde during seven cruises distributed over the different seasons between 2016 and 2021. Turbidity, chlorophyll- a and pH were also measured during some of these cruises. In winter, the water column was slightly stratified due to high river flows. Then, a seasonal thermal stratification was present from spring to autumn. Similarly, dissolved oxygen showed a seasonal dynamic with: a well-oxygenated water column in winter, an oxygen oversaturation in the first 20 meters during the spring bloom, and then a progressive oxygen depletion in bottom waters until reaching an oxygen saturation minimum down to 45% in autumn. These deoxygenations are explained by the seasonal stratification that isolates the bottom waters from spring to autumn, and are likely enhanced by the advection of deoxygenated waters from the north of the Bay of Biscay and the settling of the organic matter produced in surface waters. A better understanding of these processes in the context of global warming undoubtedly requires better documentation of dissolved oxygen variability through the implementation of a long-term and continuous in situ monitoring.
(Frontiers in Marine Science. vol. 9, n° 2296-7745, pp. 1006453, 07/10/2022)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, CPST, IRD, IFREMER, IGN, CNRS, CNES, CHROME, UNIMES
L'enquête Global Surfer Survey - Volet Francophone
À la plage, la surveillance de la baignade reste le meilleur moyen pour lutter contre les risques de noyade. Cependant, avec l’accroissement de la population sur le littoral, l’évolution des modes de consommation et la contraction des moyens disponibles pour financer ces opérations, l’équation devient de plus en plus délicate à résoudre. En témoigne ces accidents, qui surviennent généralement durant les « ailes de saisons » (c’est-à-dire au printemps et à l’automne), où les températures peuvent être clémentes mais les conditions de mer parfois solides et, surtout, non surveillées. Les bilans pourraient être plus lourds encore, sans l’intervention d’observateurs privilégiés, présents à la plage à ces moment-là, notamment les surfeurs. Pour vérifier cette hypothèse, le Beach Safety Research Group de l’université de Nouvelles Galles du Sud en Australie (UNSWBSRG) a mis en place, en décembre 2021, une enquête internationale afin de recenser les sauvetages réalisés par les surfeurs. Dans ce document, nous dressons quelques tendances pour la France, grâce à une extraction des données fournies par l’enquête du UNSWBRG au 31 mars 2022. Nous exploitons les réponses de 585 répondants qui couvrent la quasi-totalité des départements littoraux. En parallèle, 269 sauvetages sont décrits. Les traitements regroupés ici reposent essentiellement sur des tris à plats et des analyses descriptives, réalisés préalablement à des modélisations plus poussées (qui feront l’objet de publications scientifiques ultérieures). Etant donné le manque cruel d’information sur le sujet, ces données basiques ne sont pas dénuées de valeur pour autant, et sont susceptibles d’intéresser un large public.
(01/10/2022)
UR ETTIS, INRAE, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, UNSW
Foredune blowout formation and subsequent evolution along a chronically eroding high-energy coast
Coastal dune systems provide important ecosystem services, while being vulnerable to marine erosion. In these environments, blowouts can develop and promote sand transport from the beach to the back of the dune, but are generally fought by coastal dune managers. There are only few quantitative studies on the 3D evolution of blowouts and how they can develop into parabolic dune. We investigate the morphological evolution of a 2-km long freely evolving dune system in southwest France from 1947 to 2021 using historical aerial photos and digital surface models from Lidar and UAV photogrammetry. The combination of these remote sensing methods shows an alongshore non-uniform erosion with a mean of 1.26 m/year, and with erosion rates in the north of the study area four times larger than in the south. Over the study period, three large blowouts developed in the northern, (more rapidly eroding) sector and subsequently evolved into parabolic dunes, with a depositional lobe migrating landward into the forest. Two parabolic dunes naturally stabilized by vegetation colonization, without any reactivation phase, with the third one still migrating landward with an average migration of 7.2 m/year. A high-frequency and high-resolution analysis of the active blowout was performed between 2014 and 2021. Compared to the adjacent areas, this blowout promoted dune landward migration. Since 2014, the high erosion scarp in the adjacent southern sector prevented the transport of sand resulting in a loss of dune volume due to marine erosion. In contrast, in the adjacent northern sector and in front of the blowout, the presence of vegetation and paleosols at the dune toe favored sand deposition and limited marine erosion. In chronically eroding sectors, promoting blowouts and thus landward dune migration may be considered as an efficient management approach to maintain the dune system.
(Geomorphology. vol. 414, n° 0169-555X, pp. 108398, 01/10/2022)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, BRGM, OCNA, ONF
ÉVOLUTION DE LA SÉDIMENTATION DU DRIFT DE FARO (GOLFE DE CADIX) ET DE LA DYNAMIQUE DE LA MEDITERRANEAN OUTFLOW WATER DEPUIS LE PLÉISTOCENE INFÉRIEUR (1,24 MA)
La morphologie de la pente continentale du Golfe de Cadix, au nord-ouest du détroit de Gibraltar, est fortement influencée par la circulation de la Veine d’Eau Méditerranéenne (Mediterranean Outflow Water, MOW) depuis l’initiation de son écoulement dans l’océan Atlantique à la fin du Messinien. Les branches supérieures (MOWU) et inférieures (MOWL) de la MOW sont à l’origine du système contouritique le plus étudié au monde (e.g., Hernández-Molina et al., 2006). Les larges corps sédimentaires (drifts contouritiques) générés par l’accumulation de particules transportées par les différentes branches de la MOW constituent des archives sédimentaires uniques pour étudier la dynamique de cette masse d’eau intermédiaire d’origine méditerranéenne. Le forage de ces corps contouritiques lors de l’expédition IODP 339 (2011-2012) avait pour objectif principal la reconstruction de la dynamique de la MOW au Quaternaire. L’objectif de cette étude est de comprendre l’évolution de la sédimentation à l’échelle du drift contouritique de Faro et de reconstruire la dynamique de la MOWU à l’échelle du Pléistocène. Ce travail s’appuie sur un grand nombre de mesures de granularité et de minéralogie des argiles réalisées sur 450 mètres d’archives sédimentaires du Site IODP U1386. L’application d’une chronologie inédite, combinant stratigraphie isotopique (δ18O), biostratigraphie (nannofossiles calcaires) et magnétostratigraphie, à ces données sédimentologiques a permis d’identifier les facteurs influençant la sédimentation du drift de Faro et de mieux comprendre le fonctionnement de la MOWU lors des derniers 1,24 Ma. Nos données illustrent l’existence de trois grandes phases dans la sédimentation du drift de Faro depuis le Pléistocène inférieur. Une première phase entre 1,24 Ma et 0,814 Ma durant laquelle le drift de Faro, au niveau du Site IODP U1386, était alimenté par un mélange d’apports gravitaires provenant du plateau continental adjacent (Guadiana), et d’apports contouritiques. Lors de la deuxième phase (0,814 Ma-0,48 Ma), la sédimentation, notamment les variations de l’abondance des minéraux argileux, était principalement controlées par l’alternance entre les écoulements sur le fond de la MOW et de l’ENACW. Enfin, à partir de 0,48 Ma cal. BP, la MOW s’écoulait conformément au modèle de fonctionnement établi pour le dernier cycle climatique, devenant le principal facteur influençant la sédimentation du drift de Faro.
(28/09/2022)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, LOG, INSU - CNRS, ULCO, CNRS, IRD [Ile-de-France]
Apports d’un modèle photogrammétrique à l’étude d’analogues réservoirs à l’affleurement : l’exemple des Grès de Roda (Eocène inférieur, Bassin Sud-Pyrénéen)
L’étude d’affleurements, pouvant être analogues à des roches réservoirs, est de plus en plus utilisée pour des applications en géothermie profonde, d’autant plus lorsque peu de données de subsurface sont disponibles. Des affleurements numériques de ces analogues permettent de mieux comprendre l’architecture des systèmes sédimentaires ou de capturer les hétérogénéités (de faciès, diagénétiques ou pétrophysiques) à différentes échelles centimétriques à kilométriques, permettant ainsi d’améliorer les sauts d’échelle dans les modèles 3D de réservoirs. Le système deltaïque des Grès de Roda s’est déposé à l’Yprésien (Eocène inférieur) dans le Bassin de Graus-Tremp (Bassin sud-Pyrénéen), et constitue un bon analogue à certaines formations sédimentaires de réservoirs silico-clastiques (Halten terrace, Norway, Griffiths et al., 2021 ; Petrel Sub-basin, Timor Sea, Robinson et McInerney, 2004). Des affleurements quasi-continus et la présence de forages carottés (entre 50m et 80m de sections verticales) à quelques centaines de mètres de ces derniers en ont fait une zone d’étude privilégiée, notamment par les travaux d’Elf-IFP dans les années 1990-2000 (ex. Crumeyrolle, 1992). Quelques modèles numériques de terrain y ont été réalisés et publiés ces quinze dernières années (Enge et al., 2007 ; Leren et al., 2010), mais seulement sur quelques affleurements clés de taille réduite (dizaines à centaines de mètres), mais jamais à l’échelle du système fluvio-deltaïque (de l’ordre du kilomètre). L’étude de tels modèles numériques d’affleurements offre un jeu de données continu, permet de tirer des données quantitatives et de s’affranchir des distorsions dues à la perspective des panorama photos. Cependant il est possible de pousser leur utilisation plus loin : en appliquant cette méthodologie à l’ensemble de la formation et en la couplant à une approche Outcrop/Behind Outcrop grâce aux données de forages disponibles, elle permet aussi de reconstruire l’architecture du corps Y en trois dimensions. Dans le cadre du projet ANR UPGEO (UPscaling and heat simulations for improving the efficiency of deep GEOthermal energy), nous avons construit un modèle photogrammétrique à partir de plus de 11000 photos acquises par drone. Nous nous sommes particulièrement focalisés sur le corps Y des Grès de Roda, car il présente la plus grande diversité de géométries sédimentaires. Ce modèle d’affleurement couvre au total une superficie d’environ 4km², et sa résolution est comprise entre 3 cm et 3 mm. Afin de limiter les distorsions et d’assurer un géoréférencement le plus précis possible, une campagne dGPS a été réalisée simultanément à l’acquisition des photos. Le modèle numérique d’affleurement a ensuite été intégré dans le logiciel Virtual Reality Geological Studio (VRGS), afin d’identifier et de pointer les surfaces stratigraphiques majeures, de digitaliser les coupes sédimentologiques et les descriptions de forages interprétées en faciès et d’extraire aussi bien des données quantitatives (mesures de directions de paléocourants, épaisseurs...) que qualitatives (habillage en faciès du modèle ainsi que des puits et coupes digitalisés etc..). Ces informations peuvent ensuite être transférées vers un géomodeleur pour construire un modèle géologique habillé en faciès et en propriétés réservoir (porosité et perméabilité).
(28/09/2022)
GEOPS, INSU - CNRS, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, IFPEN, LIENSs, INSU - CNRS, ULR, CNRS
Chemostratigraphical and Biostratigraphical Record of the Campanian-Maastrichtian Deltaic Succession in the Tremp-Graus Basin, Spain
(28/09/2022)
Bordeaux INP, UBM, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, CR2P, MNHN, SU, CNRS, iSTeP, INSU - CNRS, SU, CNRS, EOST, UNISTRA, INSU - CNRS, CNRS
Pleistocene Tectono-magmato-volcanic events recorded east of Mayotte - insights for the ongoing seismo-volcanic crisis
The offshore eastern Mayotte area has been extensively studied since the outbreak of the seismo-volcanic crisis in May 2018. Several oceanographic surveys have been carried out by REVOSIMA – https://doi.org/10.18715/MAYOTTE.REVOSIMA (MAYOBS cruises -https://doi.org/10.18142/291) for monitoring purpose, or for academic research (SISMAORE - https://doi.org/10.17600/18001331 and SCRATCH cruises - https://doi.org/10.17600/18002274). They offer a complete coverage of the eastern slope and abyssal plain with multibeam bathymetry and backscatter imagery, sub-bottom profiler (SBP), and several sediment cores. This set of data offers the opportunity to describe the morphology of the area and details the first tens of meters of the sedimentary succession on the abyssal plain.We discover several features including faults, domes and massive chaotic deposits that developed or occurred during Quaternary in the vicinity of the new Fani Maore Volcano. Domes are interpreted as forced folds related to the intrusion of a large sill at depth. The main fault crossing the largest forced fold is a succession of en-echelon segments with vertical throws of up to 8 meters and a preferential N130° strike compatible with the present day regional dextral context. Analysis of the SBP profiles reveals that faulting and doming associated to sill intrusion occurred simultaneously, and together with the deposition of two massive (several km3) and chaotic lobes at the foot of the Mayotte slope. Sediment cores collected over or close to the massive deposits indicate a mixed bioclastic-volcanoclastic content with a large amount of pumices, whose aspect and chemical composition are identical to volcanic edifices located on the upper slope (Horseshoe Volcano) or onshore (Petite-Terre). Backscatter imagery also reveals streaks that cover the lobes and trace back to the same upper slope area. Analysis of bioclasts from a core catcher stopped in the upper part of the deposit shows a large variety of foraminifers, shells fragments, with a little proportion originating from the upper-slope and shelf. We propose that these massive lobe deposits might have occurred as the pumice-dominated material ejected at HV or PT flows downslope, thus reworking and incorporating a substantial amount of hemipelagic deposits along the slope and over the abyssal plain. These observations suggests that a tectono-magmato-volcanic event occurred during recent geological time (Late Pleistocene according to early estimations). At least one comparable set of similar and synchronous features appears on our dataset thus implying the occurrence of a similar event, earlier in the Pleistocene. The correlations between these events and the activity at HV and PT volcanic centers are critical, as it would provide a recurring scenario to compare with present day seismo-volcanic crisis at Mayotte.This work is funded by REVOSIMA, ANR funded COYOTES project, and internal BRGM Project PDEV MAYOTTE.
(28/09/2022)
BRGM, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, IFREMER, LMV, IRD, INSU - CNRS, CNRS, UCA, IPGP - UMR_7154, INSU - CNRS, IGN, UR, IPG Paris, CNRS, UPCité, iSTeP, INSU - CNRS, SU, CNRS
FONCTIONNEMENT DES DIFFÉRENTES BRANCHES DE LA MEDITERRANEAN OUTFLOW WATER DANS LE GOLFE DE CADIX LORS DES DERNIERS 25 000 ANS : APPORT DE NOUVEAUX PROXIES AUX MODÈLES EXISTANTS
Depuis l’ouverture du détroit de Gibraltar à la fin du Miocène (5,33 Ma), la morphologie et la sédimentation de la pente moyenne du Golfe de Cadix sont fortement influencées par l’écoulement d’un courant de fond d’origine méditerranéenne : la Mediterranean Outflow Water (MOW). Les branches supérieures (MOWU) et inférieures (MOWL) de la MOW sont à l’origine du système contouritique du Golfe de Cadix. Les analyses stratigraphiques et sédimentologiques conduites jusqu’ici sur les séquences contouritiques ont permis d’établir un modèle de circulation de la MOW lors du dernier cycle climatique (e.g., Llave et al., 2006). Cependant, ces études n’ont pas permis d’identifier avec certitude la nature de la masse d’eau s’écoulant sur le fond. La présente étude vise à améliorer le schéma de circulation des différentes branches de la MOW pour le dernier cycle climatique en analisant la nature des masses d’eau s’écoulant sur le fond du système contouritique lors de cet intervalle de temps et son influence sur la nature de la sédimentation. Elle confronte les résultats des assemblages ostracodiques, des cortèges argileux et des analyses granulométriques réalisés sur plusieurs archives sédimentaires collectées dans le Golfe de Cadix lors des missions IMAGES V- GINNA, CADISAR et l’Expédition IODP 339. Les variations d’abondances des faunes méditerranéennes d’ostracodes (R. miranda et K. keyi) ont permis de reconstruire les paléo-profondeurs d’écoulement de la MOW. Une fois identifiées, les sources des minéraux argileux présents dans le système contouritique, l‘analyse des cortèges argileux a également pu être utilisée comme traceur des masses d’eau s’écoulant sur le fond. La combinaison des données micropaléontologiques, minéralogiques et granulométriques a permis d’établir que le schéma de circulation de la MOW ne correspond pas à une alternance glaciaire/interglaciaire. Lors de la période glaciaire (MIS 2), l’écoulement de la MOW était réduit et n’a pas été sujet à un approfondissement. Lors des périodes de refroidissement en Atlantique Nord (Heinrich 1 et Younger Dryas), l’écoulement de la MOW s’est intensifié et approfondi. Au début de l’Holocène, malgré une circulation réduite, la MOW a continué à influencer la sédimentation des drifts du système contouritique de Cadix avant que son écoulement s’intensifie et se stabilise dans sa configuration actuelle à la fin de l’Holocène.
(28/09/2022)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, TAMU, LOG, INSU - CNRS, ULCO, CNRS, IRD [Ile-de-France]
Architecture interne d'une dune transgressive moderne en libre évolution : exemple de la dune littoral du Trencat (Aquitaine)
Les dunes littorales transgressives sont des dépôts éoliens formés par le vent sur des surfaces végétalisées à semi-végétalisées. Elles sont mobiles, pouvant migrer de plusieurs dizaines de mètres par an vers l’intérieur des terres. Leur déplacement n’est pas sans conséquence pour d’éventuels enjeux situés à proximité. Cette mobilité entraine un transfert important de sédiment du système plage-dune vers l’intérieur des terres, mettant à l’abri ce stock des agressions marines. Contrairement aux avant-dunes, les études quantifiant la dynamique actuelle de ce type de dune à des échelles de temps annuelles à multi-décennales sont rares, malgré le fait qu’une meilleure compréhension de leur évolution est cruciale pour la gestion et la mise en place de planification des dunes côtières. De même, leur stratigraphie est également peu documentée. Cette étude porte sur la dynamique de la dune du Trencat (Aquitaine) qui fonctionne en libre évolution depuis les années 50 suite à l’emplacement d’une zone militaire. Cette dune possède une hauteur comprise entre 15-20 m et une largeur d’environ 400 m. Le linéaire côtier étudié est de 2,2 km de long. Son évolution a été étudiée suivant une approche holistique, combinant des profils transversaux et longitudinaux réalisés au georadar (GPR), des photographies aériennes historiques de 1945 à 2020 et des données topographiques LiDAR entre 2005 et 2020. Cette présentation s’attachera plus particulièrement à discuter de l’interprétation de la donnée stratigraphique par GPR. Les résultats montrent une migration vers la terre de la dune d’environ 233 m (3,1 m/an), à travers deux stades de migration importants de 10 à 23 m/an (stade I : 1949-1959 et stade III : 2000-2021) séparés par un stade d’environ 40 ans de migration lente à nulle. L’évolution continue préservée dans la stratigraphie de la dune permet d’améliorer la compréhension du fonctionnement de ce système. Il en ressort que : 1) la migration vers les terres est continue sans inversement ponctuel du sens de migration. 2) L’interprétation des profils transversaux au système indique 3 domaines. (a) Une zone de construction de la nouvelle avant dune au contact de la plage en relation avec un espace d’accommodation plus important libéré par la migration de la dune transgressive. Deux modes de construction sont identifiés selon la largeur de l’espace d’accommodation. (b) La face marine de la dune transgressive présente une face en érosion avec des réflecteurs plongeant vers la terre, tronqués en surface. (c) La partie sommitale et la face terrestre montre un système progradant. L’ensemble des réflecteurs du massif de la dune plongent vers la terre avec un pendage pouvant évoluer d’un profil à l’autre mais viennent toujours en downlap sur un paleosol identifié à 8 m NGF. 3) La présence de ce paléolsol est à l’origine de plusieurs comportements au sein du système. Au niveau de la zone basse entre l’avant dune et la face marine de la dune transgressive, la rétention d’humidité qu’il entraine permet une végétalisation de plus en plus importante de cette zone avec une floristique différente de celle retrouvée sur la dune ellemême. Sa présence permet également une érodabilité différenciée de la face marine en lien avec ces propriétés mécaniques. 4) La dune est soumise à de fortes remobilisations sédimentaires longitudinales ayant des amplitudes sub-métriques même pendant le stade II. 5) Enfin, il est montré que l’ensemble du stock sédimentaire de la dune a totalement été remobilisé depuis 1945 en partie par un phénomène d’auto-alimentation, érodant la face marine pour déposer le sédiment sur la face terrestre. Ce schéma de fonctionnement du système de la dune du Trencat est différent de celui des dunes Aquitaines, aujourd’hui largement fixées par l’homme mais trouve des similitudes à celui de la dune du Pilat encore en migration aujourd’hui ou celui passé des dunes fossiles holocène localisées à l’intérieur des terres.
(28/09/2022)
UPVD, BRGM, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS