Axe 2 : Dynamiques et flux sédimentaires en milieux littoral, côtier et estuarien


Animateurs

Nicolas Huybrechts (CEREMA), Sandric Lesourd (M2C) et Aldo Sottolichio (EPOC)


Participants

Noelia Abascal (LEEISA), Jérome Amann (LGO), Edward Anthony (CEREGE), Agnes Baltzer (LETG), Guillaume Brunier (LGO), Cristèle Chevalier (MOI), Christophe Delacourt (LGO), Julien Deloffre (M2C), Philippe Dussouliez (CEREGE), Jules Fleury (CEREGE), Antoine Gardel (LEEISA), Erwan Gensac (LGO), Nicolas Huybrechts (CEREMA), Déborah Idier (BRGM), S. Jamy (SFA), Morgane Jolivet (LEEISA), Nicolas Le Dantec (CEREMA), Sandric Lesourd (M2C), Bertrand Lubac (EPOC), C. Mallet (BRGM), Tanguy Maury (LEEISA), Sylvain Morvan (LEEISA), C. Oliveiros (BRGM), Fabien Paquet (BRGM), Damien Pham Van Bang (CEREMA), Mouncef Sedrati (LGO), Hassan Smaoui (CEREMA), Aldo Sottolicho (EPOC), I. Thinion (BRGM), Laure Verneyre (BRGM)


Le littoral de la Guyane Française (GF) est soumis à des phases successives d’érosion et de dépôts sédimentaires, contraignant de façon récurrente les activités socio-économiques régionales. Les processus de sédimentation sur les côtes sous influence amazonienne (Brésil, GF, Surinam, Guyana, Venezuela) sont en effet contrôlés par la migration d’une quinzaine de bancs de vase, dont les matériaux ont pour origine l’Amazone (débit solide de 754 Mt.an-1, Martinez et al., 2009). En GF, la partie intertidale des bancs ne représente que 5 % de l’ensemble du banc, qui peut ainsi s’étendre au large jusqu’à des profondeurs de 9 m (Gensac, 2012). Ces bancs qui se déplacent à une vitesse de 2 à 3 km.an-1 pour la période 1986-2005 (Gardel et Gratiot, 2004 et 2005), ont fait l’objet de nombreuses études (Augustinus, 1978 ; Wells et Coleman, 1978 ; Froidefond et al., 1988 ; Eisma et al., 1991 ; Allison et al., 2000 ; Baltzer et al., 2004, Allison et Lee, 2004; Gratiot et al., 2007, 2008 ; cf Anthony 2010 pour synthèse). Une thèse en cours (Noelia Abascal Zorrilla) a entrepris de mieux caractériser les échanges terre-mer et de modéliser les processus subtidaux de transfert de MES.

La côte guyanaise est ainsi soumise à l’alternance entre des épisodes d’accumulation nette en avant du banc et d’érosion massive en arrière des bancs de vase. Le caractère érosif, ou non, est lié à la présence/absence de vase fluide amortissant l’effet des houles (Gardel et al., 2011, Gensac, 2012). L’impact des fleuves et de leur cycle hydrologique sur la dynamique des bancs, sur les apports de matériel particulaire en provenance du bassin versant et sur leur rôle de stockage de vase fluide, était considéré comme négligeable ; il a, pour la première fois, été évalué dans le cadre de la thèse Sylvain Orseau (2016). Les processus sédimentaires estuariens ont été caractérisés, en mettant en évidence le forçage saisonnier, en contraste avec les estuaires métropolitains, mieux documentés et dominés par la marée ou les vagues. Ce forçage saisonnier implique en amont l’importance de la dynamique du fleuve en période de crue et en aval la mobilité du banc en période de houle (Orseau, 2016).

Ce travail a également déterminé le rôle des fleuves lors du passage des bancs de vase au droit de l’estuaire du Mahury. Il a apporté des connaissances nouvelles sur cet estuaire guyanais (les dernières études dataient des années 70-80), par le biais de mesures inédites de courants, turbidité, densité du sédiment sur des échelles temporelles de la marée. Un modèle conceptuel de fonctionnement hydro-sédimentaire a été développé, (Fig. 2) et un bilan chiffré des flux a été réalisé, ce qui a permis d’entreprendre une démarche de modélisation numérique.

Auparavant, les estuaires étaient considérés uniquement du point de vue régional et, dans ce contexte, leur implication dans la dynamique des bancs (apport de matériel sédimentaire) était considérée comme minime. Il a été ainsi mis en évidence l’importance de ces estuaires au niveau local, sur les flux advectifs de matériel particulaire, pour la migration des bancs, mais aussi sur les transits sableux du continent vers la côte. Les modalités de transfert plus au large (cas des grands estuaires ?) restant totalement inconnues.

Un certain nombre de questions complémentaires sont apparues suite à ce travail, notamment sur ce qui se passe lorsqu’il n’y a pas de banc qui passe au droit du Mahury (période  » interbanc ») ou ce qu’il en est des autres estuaires ; l’étude sur le Mahury, qui n’est pas le plus grand estuaire de la Guyane, est-elle généralisable ?

Cette étude met aussi en évidence les lacunes en ce qui concerne l’étude des propriétés rhéologiques des matériaux fins, du point de vue des mécanismes de tassement /érosion mais surtout du point de vue du transfert de matériel sédimentaire entre les vases consolidées et la vase fluide : comment passe-t-on de vase compactes à l’état de galets mous ? Selon quelles modalités ces galets mous sont érodés afin de fournir des MES et / ou des vases fluides ? Quelles sont les interactions entre la vase et les vagues (atténuation des vagues et/ou liquéfaction de la vase) ?

Si la question estuarienne est posée essentiellement du point de vue de la dynamique des sédiments fins, en raison de leur relation avec les bancs côtiers, d’autres questions sont connectées au niveau des estuaires de la GF : navigation (dragage, manoeuvrabilité en zones stratifiées), alimentation en eau potable ou contamination au mercure. En particulier, la dynamique des sables reste une problématique majeure pour la Guyane française. En premier lieu, les sables sont le support de l’évolution holocène du trait de côte, par l’intermédiaire de la formation des cheniers. Si ces derniers mériteraient une attention particulière (rôle dans les constitutions successives du littoral, sur la partie W) l’évolution actuelle des sédiments sableux est cruciale, du point de vue de l’étude des plages. De plus la dynamique des sables en période interbanc peut soulever une série de questions aux forts enjeux environnementaux, telle la stabilité du littoral, non protégé par les dépôts vaseux en interbanc. La thèse de Morgane Jolivet débutée en octobre 2016 a pour objectif de mieux appréhender les interactions vase/houle/sable et de dresser des bilans sédimentaires à l’échelle des plages et des avant plages de l’ouest guyanais et de la région de Kourou.

L’étude des transferts des sédiments sableux intra-estuariens (transport amont- aval, dynamique des sables en période interbanc) et leur contribution aux apports sableux à la côte, mériterait d’être développée, selon une approche intégrant les continuums fleuve – côtes, aussi bien en domaine intertidal que subtidal.

La dynamique sédimentaire des littoraux en GF est la clé de la structuration et du fonctionnement de la côte guyanaise, et son étude est indispensable à l’établissement d’une stratégie de gestion et de conservation de la côte puis de prédiction d’évolution dans un contexte de changement global.

Dans cet axe sont privilégiés les outils de la sédimentologie et de la dynamique sédimentaires : bathymétrie, granulométrie du sédiment, imagerie acoustique des fonds, mesures hydrosédimentaires, imagerie satellitale, photogrammétrie par drone et ULM et modélisation numérique.

L’ouverture à l’international de l’axe dynamiques sédimentaires sera encouragée, notamment à travers les collaborations existantes avec l’institut de Recherche de l’Etat d’Amapa côté Brésil (Valdenira Santos) et avec les équipes Belges, Néerlandaises et Surinamaises (Erik Toorman, P. Augustinus, N. Sieuwnath) côté Suriname et Guyana.

Axe2_Fig1
Fig. 1 Modèle conceptuel de fonctionnement de l’estuaire du Mahury (Orseau, 2016)