Soutenance mémoire
Les fonds marins côtiers
Définitions
Le littoral comprend la ligne de côte et une bande immergée de largeur variable dont la profondeur est inférieure à 200 mètres et qui correspond à la plate-forme littorale. La ligne de côte comprend les plages, les falaises et la partie du continent soumis plus ou moins directement à l’action de la mer : dunes littorales, marais côtiers, estuaires, etc. Les littéraux constituent des interfaces entre le sol et la mer. Ils sont de grandes importances pour le territoire d’un pays ainsi pour diverses activités qu’on peut en faire.
Nature et origine des sédiments
Un sédiment est défini comme un dépôt meuble laissé par les eaux, le vent et les autres agents d’érosion, et qui, d’après son origine, peut être marin, fluviatile, lacustre . Mais généralement, les apports sédimentaires actuels proviennent des fleuves et de l’érosion côtière. Les sédiments sont essentiellement constitués de débris de roches, de minéraux et de débris d’origine biologique .
En fonction de la taille des grains, on distingue les blocs (de taille > 20 cm), les galets (2 à 20 cm), les graviers (2 mm à 2 cm), les sables (0,063 mm à 2 mm), et les vases (<63 µm). En fonction de la nature des grains, on distingue deux grandes catégories de sédiment :
– les sédiments siliceux, d’origine terrigène (continentale), surtout abondants à proximité des côtes ;
– les sédiments calcaires, d’origine biogène, liés à la production organique sur le plateau continental. Ils sont issus de l’accumulation de coquilles plus ou moins fragmentées ou d’algues calcaires.
Les types de fond
a) Les fonds durs
Ils prennent plusieurs aspects selon le contexte géologique de la région considérée. Des ressauts du substratum rocheux, dû à des différences de dureté, de fracturation ou de déformation de la roche peuvent conduire à la mise en relief des niveaux les plus résistants.
b) Les fonds meubles
Les sédiments qui se sont déposés sur le plateau continental au cours des derniers millénaires présentent une grande diversité, tant du point de vue de leur façonnage par les courants et les houles que de celui de leur granulométrie . La dénomination des sédiments communément utilisée est basée sur leur taille.
Les sédiments grossiers (graviers, cailloutis et blocs) forment un drapage d’épaisseur décimétrique qui s’observe dans les vastes dépressions allongées entre les bancs sableux . Les sables peuvent constituer des accumulations de différentes tailles.
Lorsque leur volume est important, il se forme soit une couverture sédimentaire épaisse, homogène sur plusieurs kilomètres carrés, soit des bancs sableux de plusieurs kilomètres de long. La surface de ces corps sédimentaires est généralement façonnée par l’action des courants de marée et de la houle. Les figures sédimentaires formées sont, par ordre de taille décroissante, les vagues de sable, les mégarides et les rides. Lorsque le volume de sédiment est peu important, la couverture sédimentaire mince et discontinue est modelée par les courants en différents types de figures sédimentaires : rubans sableux, traînées sableuses, queues de comètes .
L’accrétion littorale sur la côte Ouest de Madagascar
On peut définir l’accrétion littorale principalement comme la progression de l’espace terrestre sur l’espace marin, repoussant donc la ligne de rivage du côté de la mer et exhaussant le substrat . Elle correspond à un accroissement de la partie continentale aux dépens de la mer, en raison d’apports de matériaux extérieurs qui se déposent à son niveau, par sédimentation, piégeage ou capture .
Les facteurs favorables à l’accrétion
(i) L’importance des apports des bassins versants
La première cause de l’accrétion est l’arrivée massive sur le littoral d’un matériel sédimentologique abondant. Le gros du matériel déposé est d’origine continentale tandis que la participation du domaine marin reste secondaire, la plus grande partie de la production en sédiments marins restant immergée. Toutefois, dans certains cas, les sables d’origine bioorganique (spicules d’éponges, d’algues calcaires, de coquilles, de coraux, etc.) représentent un pourcentage non négligeable dans les échantillons que l’on prélève sur les plages malgaches. La destruction du couvert forestier (reliques boisées dans les ravines) se traduit par une intense érosion et le décapage des couvertures pédologique et d’altération. Une partie des sédiments rejoint les cours d’eau [2].
(ii) Le rôle de la topographie littorale
L’aspect de la proche topographie littorale est réellement fondamental, car la plus ou moins grande profondeur de la mer, de même que l’inclinaison de l’estran sont des facteurs qui permettent (ou non) aux dépôts sédimentaires de racheter une dénivellation . À petite échelle, l’opposition nette à Madagascar entre un versant Est (tombant rapidement dans l’Océan Indien) et le versant Ouest (plus long et de pente plus douce, donnant sur le Canal de Mozambique) est assez significative. Sur la côte occidentale, trois types de situations se présentent :
● des secteurs ayant tendance à se soulever (région comprise entre le Cap Saint André et Maintirano) ;
● des régions littorales connaissant une subsidence certaine (secteur d’Andavadoaka où cela a été attesté par sondage) ;
● des secteurs à faibles mouvements que l’on peut considérer comme stables.
(iii) Le travail de la mer
Une fois acheminés au contact de la mer par les cours d’eau, les sédiments se déposent rapidement pour la plupart, mais le taux de dépôt est variable. Plusieurs facteurs entrent alors en jeu, liés d’une part au travail de la mer et d’autre part à la taille et la densité des sédiments.
(iv) La fixation des sédiments
L’accumulation de sédiments en un point donné est une chose, leur permanence en un même lieu en est une autre. Or, pour qu’il y ait accrétion, il faut que la plupart des sédiments puissent se fixer. Deux situations peuvent être distinguées : les obstacles naturels et la biodéposition.
– Le rôle des obstacles naturels ou artificiels
Les divers obstacles naturels peuvent être regroupés de façon relativement simple en deux grandes catégories : d’une part, ceux qui jouent le rôle de brise-lames et, d’autre part, ceux qui jouent le rôle d’épis.
– La bio-déposition
La bio-déposition joue un rôle assez important dans les régions tropicales, notamment lorsque les littoraux sont affectés de récifs ou de mangroves.
Un ensemble de sites propices
Du fait de la variété des reliefs et de la géologie de Madagascar, les littoraux malgaches sont d’une grande variété. Ces derniers offrent donc tantôt des conditions peu favorables à la sédimentation côtière ou au contraire très favorables. Nous allons juste les citer et les complétés par des sites où l’intervention humaine est fondamentale :
✔ Les milieux récifaux : le Grand Récif de Tuléar, récif mort du Fiherenana, etc.
✔ Les grandes embouchures (deltas et estuaires) : la baie de Betsiboka ,le delta de la Mahavavy, le delta de la Tsiribihina, etc.
✔ Les fonds de baies et les lagunes : le marais maritime de la Rivière Saint Vincent, la lagune de Belo-sur-Mer, la Baie des Assassins, etc.
✔ Les sites artificiels : le port de Majunga, la digue de Tuléar.
Conséquences
Les conséquences provoquées par l’accrétion des littoraux peuvent être critique sur le point écologique qu’économique. Prenant par exemple la plupart des ports de la côte Ouest de Madagascar la faible profondeur du Canal de Mozambique au voisinage des côtes est le principal obstacle au développement des installations portuaires : les fonds de 10 m se trouvent à plus de 2 km de la plage de Morondava et ceux de 5 m en sont éloignés d’au moins 1 km. Pourtant le développement économique de cette région ne parut jamais concevable sans la présence d’un port utilisable en toutes saisons .
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I GÉNÉRALITÉS SUR LES FONDS MARINS ET LES ONDES ULTRASONS
1.1. Les fonds marins côtiers
1.1.1. Définitions
1.1.2. Nature et origine des sédiments
1.1.3. Les types de fond
a) Les fonds durs
b) Les fonds meubles
1.1.4. L’accrétion littorale sur la côte Ouest de Madagascar
a) Les facteurs favorables à l’accrétion
(i) L’importance des apports des bassins versants
(ii) Le rôle de la topographie littorale
(iii) Le travail de la mer
(iv) La fixation des sédiments
b) Un ensemble de sites propices
c) Conséquences
1.2. Généralités sur les ultrasons
1.2.1. Définition et caractéristiques des ultrasons
a) Définition
b) Les grandeurs acoustiques
1.2.2. Propagation des ondes ultrasonores
a) Atténuation
b) Rétrodiffusion
c) Diffusion
1.2.3. Les applications des systèmes à ultrasons
1.3. Les transducteurs
1.3.1. Classification des transducteurs
a) Transducteurs piézo-électriques
b) Transducteurs magnétostrictifs
c) L’électrostriction
1.3.2. Les principales caractéristiques d’un transducteur
CHAPITRE II CONCEPTION DU SYSTÈME A ULTRASONS
2.1. La mesure de distance
2.2. L’émetteur du système
2.2.1. Génération de la fréquence pilote
a) Fréquence à 40 kHz
b) Fréquence à 200 kHz
c) L’oscillateur 200 kHz
2.2.2. Conditionnement du signal
2.3. Traitement du signal
2.3.1. Système de traitement des signaux
a) Étage d’entrée : Amplificateur d’instrumentation
b) Filtre passe-bande
c) Post-amplification
2.3.2. Le microcontrôleur PIC 18F4550
a) Microcontrôleur vs microprocesseur
b) Durée des trains d’ondes – Modulation en amplitude
(i) Rapport cyclique et fréquence du signal PWM
(ii) Le circuit de modulation
c) Analyse des signaux par le microcontrôleur PIC
(i) Le timer TMR0
(ii) Le comparateur du microcontrôleur
(iii) Algorithme du compteur
d) La conversion analogique-numérique
(i) Quelques notions
(ii) CAN du microcontrôleur PIC
2.4. Communication entre le capteur et le micro-ordinateur
2.4.1. Transmission des données
2.4.2. Affichage et enregistrement des données
a) Affichage
b) Enregistrement des données
2.5. Interaction du système avec le milieu extérieur
2.5.1. La température de la mer
2.5.2. Cas d’un fond incliné
a) Ligne de fond
b) Fond incliné
2.6. La nature du fond
2.6.1. Le sondeur peut-il nous informer sur la nature du fond ?
2.6.2. Principe
CHAPITRE III RÉALISATION DU PROJET
3.1. Le capteur LM35
3.2. Le circuit de démodulation d’amplitude
3.3. Résultats des différentes simulations
3.3.1. L’émetteur de l’écho-sondeur
a) Le synthétiseur de fréquence
b) Les pings 40 kHz
c) La cadence d’émission
3.3.2. Le système de prétraitement du signal
a) L’étage d’entrée
b) Le filtre passe-bande
c) Le post-amplificateur et le démodulateur d’amplitude
d) Le circuit imprimé et la prévisualisation 3D du circuit
3.4. L’interface homme-machine du système
3.4.1. Les boutons de contrôle
3.4.2. Le profil du fond
3.4.3. Le graphe de l’écho et son énergie
3.4.4. La base de données
CONCLUSION
