Soutenance mémoire
Au terme de trois années de travail de recherche, nous présentons le manuscrit de thèse intitulé : « Les côtes sablo-vaseuses sous influence deltaïque de l’Amazone et du Mékong : dynamiques morphosédimentaires, stabilité et aménagement ». Cette thèse s’intéresse aux liens entre les complexes deltaïques et leurs littoraux. Pour cela nous nous sommes intéressés à deux des plus grands deltas du monde : (1) l’Amazone, plus particulièrement une petite partie de son système de dispersion sédimentaire unique, et (2) le Mékong avec la juxtaposition de ses côtes sableuses et vaseuses. Tout en étant régis par une dynamique importante de transferts sédimentaires, ces deux complexes deltaïques diffèrent considérablement si l’on considère les forçages majeurs qui contrôlent leur évolution actuelle et l’emprise des sociétés humaines sur le milieu. La dynamique hydro-morpho-sédimentaire du delta de l’Amazone et de la prolongation de son système de dispersion sédimentaire, longue de 1600 km de côtes vaseuses depuis le Brésil jusqu’au delta de l’Orénoque au Venezuela (nommé ici Côte Amazone-Orénoque – C-A-O), est caractérisée par des processus fluviomarins. L’emprise anthropique sur l’espace littoral est relativement faible. A contrario, le delta du Mékong est densément aménagé et l’emprise humaine sur les stocks de sédiments et leur acheminement jusqu’à la côte s’est sensiblement accrue depuis deux décennies (barrages et extraction de la charge de fond du fleuve).
Les deltas fluviaux constituent des pourvoyeurs majeurs de sédiments aux littoraux. Wright (1985) définit un delta comme étant une accumulation côtière subaquatique et subaérienne de sédiments d’apport fluviatile adjacent, ou à proximité de cette source fluviale. Mais ces sédiments peuvent être aussi remaniés par des vagues, des courants et des marées, au même titre que d’anciens dépôts fluviatiles sur le proche plateau continental. Le mot « delta » est utilisé dans un sens très général pour décrire n’importe quel type d’accumulation qui se fait dans un bassin, dans un lac, une lagune, un étang ou un réservoir. D’où la nécessité de parler de « delta fluvial ». La plupart de ces deltas sont formés sur les marges de bassins marins. Il existe aussi quelques grands deltas lacustres comme ceux de la Volga et l’Okavango.
Les deltas fluviaux sont extrêmement importants en tant que source d’apport de sédiments aux littoraux adjacents. Beaucoup de littoraux du monde actuel sont, en effet, alimentés soit directement en sédiments par des deltas, soit indirectement par le biais de sédiments deltaïques déposés lors de niveaux marins plus bas sur le proche plateau continental et ensuite remaniés par les courants et les houles vers le rivage. En tant que terminus des cours d’eau, les deltas ont agi pendant toute l’Histoire géologique de la Terre comme des exutoires de sédiments et ont contribué à la construction des marges continentales actuelles. Ce terme de marge continentale se référant à l’ensemble plaine côtière – plateau continental – talus – bassin océanique. Son alimentation en sédiments se fait notamment par le biais des cônes de dépôts sous-marins (i.e. deep-sea fan).
Les deltas fluviaux actuels constituent des entités importantes, bien au-delà de ce rôle de pourvoyeur de sédiments et d’agents de construction géologique. Les deltas sont parmi les formes d’accumulation côtière, avec les complexes récifaux, les plus grandes au monde (Evans, 2012).
Le delta de l’Amazone, la côte des Guyanes et le système régional de dispersion des sédiments de l’Amazone
Le plus vaste système de bancs de vase côtiers se trouve sur la côte Atlantique d’Amérique du Sud entre les états du Pará et de l’Amapá au Brésil, et la péninsule du Paria au Venezuela (Figure 3). Notre référence à ce système prendra l’appellation de Côte Amazone-Orénoque (C-A-O). La C-A-O est l’exutoire de fleuves drainant les Andes, le Llanos, le Brésil et le bouclier Guyanais (Figure 3). Les plus importants fleuves présents sur cette côte sont l’Amazone et l’Orénoque, les autres systèmes fluviaux étant mineurs comparativement. L’Amazone est à la tête du système de dispersion des sédiments fins le long de cette côte et de son développement géologique. Deux phénomènes résultent de cette situation : (1) la croissance d’un delta subaquatique au niveau du plateau continental face aux estuaires de l’Amazone, et (2) la dispersion de vases d’origine amazonienne le long de 1600 km de côtes jusqu’au delta de l’Orénoque, terminaison de ce système de dispersion amazonien (Augustinus, 1978 ; Anthony et al., 2010, 2014a). L’essentiel des sédiments amazoniens injectés dans le système de dispersion transite au sein de bancs de vase dérivants le long de la côte. La taille et les volumes colossaux de ces bancs de vase induisent d’importants bouleversements morphologiques sur la C-A O, avec des phases de progradation rapide de la côte, suivis de phases d’érosion lorsque le banc se déplace. L’instabilité cyclique de cette côte impacte fortement l’aménagement et l’économie des pays et territoires situés sur la C-A-O, c’est-à-dire le Brésil, la Guyane, le Surinam, le Guyana et le Venezuela.
Le système de dispersion des sédiments de l’Amazone
Les apports de sédiments fluviaux massifs et riches en particules fines de l’Amazone ont initié la formation d’une proéminente plaine deltaïque au niveau des embouchures du fleuve (Anthony et al., 2014a). Par ailleurs, une importante part des sédiments piégés au sein du plateau continental contribue à la constitution d’un delta sous-marin (Figure 4). Le delta subaérien de l’Amazone est le plus vaste au monde avec une surface de 465 000 km² (Coleman et Huh, 2004), grâce aux apports fluviaux et le régime tidal aux embouchures (Figure 1). Face aux embouchures de l’Amazone, des flux denses et très chargés en vase, dits hyperpycnaux, forment un bouchon vaseux sur le plateau continental à partir duquel des courants gravitaires sont générés sur le fond (Figure 4) (Anthony et al., 2014a). Dans le même temps, les courants de surfaces générés par les vents et les houles poussent la partie supérieure du bouchon vaseux vers la côte. Les apports sédimentaires du fleuve donnent lieu à une concentration et un piégeage rapide et durable de vases fluides sur le plateau continental. Ce processus est associé aux interactions entre eaux douces et salées, et au caractère non-confiné du front estuarien (Geyer et al., 2004).
|
Table des matières
Partie I Introduction
Chapitre 1 : Introduction générale
1 Le delta de l’Amazone, la côte des Guyanes et le système régional de dispersion des sédiments de l’Amazone
1.1 Contexte
1.2 Le système de dispersion des sédiments de l’Amazone
2 Le delta du Mékong
3 Problématiques de la thèse
4 Plan de la thèse
Chapitre 2 : Présentation et état des connaissances sur les sites d’étude
1 Les plages de sables en Guyane : notions générales, la plage de baie de Montjoly et les cheniers de l’Ouest guyanais
1.1 Les corps sableux de la C-A-O
1.2 La plage de Montjoly
Phase dite de transition inter-bancs→ banc : approche d’un banc de vase par l’Est de la plage
Phase dite de banc : envasement de la baie et fixation des morphologies de plage.
Phase dite de transition banc → inter-bancs : départ du banc de vase, nettoyage de la baie et libération progressive des sédiments
Phase dite d’inter-bancs : plage exposées aux houles et retour de l’hydrodynamisme normal
1.3 Le polder rizicole de Mana et les côtes à cheniers de l’ouest guyanais
2 Le système fluvial deltaïque du Mékong
Partie II Méthodologie
Chapitre 1 : Choix des protocoles
Chapitre 2 : Morphodynamique littorale à moyen terme : apport de l’interprétation d’images aériennes et satellitaires
1 Base de données géospatiales
2 Géoréférencement, rectification et géodésie
3 Digitalisation du trait de côte
4 Analyse diachronique de la variation du trait de côte
Chapitre 3 : Suivi morphométrique à très haute résolution (THR) de la plage de Montjoly : apport novateur de la photogrammétrie aéroportée
1 Introduction à la méthode
2 Protocole de chantier
2.1 Segment vol
2.2 Segment sol
3 Protocole de traitement
3.1 Constitution des modèles THR de la plage à l’aide du logiciel Photoscan d’Agisoft
3.2 Validation des modèles à l’aide des relevés de terrain
4 Suivi morphométrique : comparaison des MNS sous SIG
4.1 Nettoyage du sursol
4.2 Bilan sédimentaire : différentiel entre modèles
Chapitre 4 : Suivi topo-bathymétrique d’un site d’étude
1…… Relevés topographiques au GPS RTK et constitution de modèles numériques de terrain (MNT)
1.1 Principes généraux du positionnement à l’aide d’un système GPS
1.2 Instrumentation utilisée
1.3 Géodésie
1.4 Protocoles de déploiement, de levé et de post-traitement
1.4.1 Déploiement de l’instrument et post-traitement des données topométriques
1.4.2 Levé topométrique : modes d’acquisition et objectifs expérimentaux
1.5 Réalisation de MNT sous SIG
2 Cartographie de la bathymétrie des baies de Cayenne
2.1 Principe des levés bathymétriques à l’aide de GPS RTK
2.2 Préparation de l’expérience et acquisition des données
2.2.1 Grille d’échantillonnage
2.2.2 Etat de mer
2.2.3 Instrumentation et vecteur
2.3 Post-traitement des données
Chapitre 5 : Mesures hydrodynamiques côtières
1 Mesure des conditions d’agitation
1.1 Instrumentation
1.2 Déploiement
1.3 Analyse des mesures
2 Données issues de modèles
Chapitre 6 : Modélisation de l’action des houles en contexte d’envasement : utilisation dans la baie de Montjoly
1 Le modèle REF/DIF
2 Données d’entrées et résultats attendus
Chapitre 7 : Comparaison bathymétrique des chenaux du Mékong et du Bassac
1 Base de données géospatiales
2 Caractérisation de la géométrie des chenaux du Mékong et du Bassac
2.1 Construction des images bathymétriques
2.2 Acquisition de la ligne de talweg
2.3 Classification morphologique du fond et calcul des gains/pertes de volumes
2.4 Calcul des paramètres hydrauliques
Partie III Conclusion
