flux sédimentaire

[pierig]

bonjour, je voulais savoir comment faire pour estimer pratiquement le flux sédimentaire annuel d'un fleuve .

merci

[lemoimax]

Je vais me permettre de répondre ici, étant donné que c'est mon domaine de recherche.

Il faut déjà avoir des mesures de turbidité (ou de concentrations en matières en suspension MES), le mieux étant des enregistrements en continu, et des mesures de débits (Q). Ces données doivent être acquises le plus possible à l'embouchure du fleuve (afin d'éviter des apports latéraux qui pourraient ne pas être pris en compte).

Prenons le cas sur une journée, un fleuve simple, tu as une concentration en MES moyenne sur la journée (dans le meilleur des cas, elle est constante sur la journée), cette concentration est généralement en gramme/litre et elle représente donc une masse de particules pour un volume donné à un instant t (on considère que le point où est mesurée la concentration est représentatif de la section d'écoulement et que donc cette mesure est aussi valable sur l'autre rive, ce qui n'est peut-être pas le cas, bref). Tu as ensuite ton débit (qui peut être disponible sur une banque de données comme la banque hydro) qui est donc ton volume d'eau qui passe par unité de temps en un point. Le débit est donc en mètre cube / seconde (m3/s). Les données de débit sont en général journalière tu as donc ton débit journalier moyen X m3/s, tu peux donc calculer le volume d'eau qui est passé dans la journée.

Tu as ton volume d'eau qui est passé et tu as la concentration pour une unité de volume, tu n'as plus qu'à multiplier ton volume par la concentration et tu as ton flux journalier. Si tu fais la somme de ce volume pour chaque jour et tu obtiens ton flux annuel. Cela reste une approximation, mais ça fonctionne assez bien, après tout dépend du fleuve.

Attention aux unités, le débit est en m3/s, les MES en g/L. tu vas arriver sur des ordres supérieurs à la tonne, tu devras passer tes m3 en L (pour rappel, 1 m3 = 1000 L).

Si tu n'as pas des données de turbidité en continu, mais du ponctuel (par exemple, une mesure / semaine) alors c'est un peu différent (et le résultat n'en est que plus approximatif, ce n'est plus une fourchette que tu auras, mais une fourche). Tu fais une relation que l'on appelle Q/MES, c'est à dire, tu prends tes valeurs de concentration en MES, et la valeur de débit associée à ce jour. Tu fais un tableau avec Q1/MES1 ; Q2/MES2..., tu traces ta relation pour avoir une formule du genre MES = X*Q (ou une formule plus complexe). Tu as donc une formule qui va te permettre d'extrapoler la valeur en MES en fonction de la donnée de débit. Ensuite, tu fais comme dans le premier cas, tu as tes données de débit et de MES pour chaque jour, tu multiplies pour chaque jour, tu fais la somme, et voila, tu as ton flux annuel.

J'espère avoir été clair. N'hésite pas à redemander des précisions (et de me dire si c'est trop simple comme j'ai expliqué ou trop compliqué).

Par simple curiosité, c'est pour faire ça sur quel fleuve et c'est dans quel cadre?

[Next50MY]

Lemoimax, as-tu des références biblio avec des liens en pdf ?

Est-ce que une extrapolation est faite pour retrouver les débits fluviatiles sur des dépôts anciens, selon la granulométrie, le taux de subsidence, la vitesse théorique de sédimentation ?

[lemoimax]

voici quelques références sous le coude sur les relations Q/MES (basées sur du basse- et du haute-fréquence).

Dumas 2004 CR G.pdf

Laignel 2006 CR G.pdf

[lemoimax]

et deux autres

Schäfer 2002 MC.pdf

Hakanson 2005 EM.pdf

[lemoimax]

Et un dernier pour la route. Par contre, pour les allergiques à la langue su ChatQuiExpire, il faut trier.

Quant à ta dernière question, je travaille sur du récent donc je ne me suis pas trop penché sur le problème, mais je vais voir si je n'ai pas des collègues qui sont susceptibles de me diriger sur des articles. Tu cherches bien des débits ou des plutôt des ordres de grandeur de vitesse? De tête, je dois avoir quelque part des références qui donnent les environnements de dépôts en fonction de la granulométrie, donc plutôt des informations sur les vitesses de courant mais pas de débit. Je note ta question sur un papier et je te tiens au jus (si tu as besoin de ça de façon urgente, dit le moi que je fasse ça vite

ps: désolé pour les 3 messages à la suite, la faute aux pièces jointes lourdes

López-Tarazón 2009 GM.pdf

[pierig]

Merci pour ta réponse rapide et claire!

c'est pour le Rhône, dans la partie supérieure, en amont du lac Léman. C'est juste une question dans un cours de sédimentologie, on ne cherche pas à calculer mais juste savoir comment on fait.

Juste une précision, le flux c'est donc bien la quantité de sédiments qui passe et non la quantité qui se dépose? parce que sur certains sites j'ai lu cela ...

Mais pour aller plus loin, quels outils utilise-t-on pour calculer la concentration de matière?

Et aussi, comme le débit dans le lac doit être bien inférieur à celui du fleuve, le flux sédimentaire doit être bien différent à l'entrée et à la sortie du lac? par exemple moins de "gros" sédiments et une concentration plus faible donc?

Et dans le même rapport, les roches du substrat que l'on prélève dans le fleuve, à l'entrée et à la sortie du lac doivent être différentes?

[lemoimax]

Quand on parle de flux, il y a la notion de "passage". On ne parle pas trop de flux quand on veut parler de dépôt ou d'érosion.

Pour la concentration en MES, le protocole est simple, un prélèvement d'eau (toujours bien noter l'heure du prélèvement en particulier pour les systèmes soumis à la marée ; et la profondeur, bon, dans ton cas, ça devrait aller pour ces deux points, la colonne d'eau doit être assez homogène avec des turbidités faibles) est est réalisé.

Un volume Vf est filtré (pour des systèmes peu turbides, il ne faut pas hésiter à filtrer une grande quantité, tu peux monter à du 1 voire 2 L. Pour filtre, il faut en prendre un avec des pores de très petites tailles (je n'ai plus les dimensions en tête mais ça permet de capter les argiles donc avec une taille inférieure à 4 µm). Au préalable, le filtre est séché et pesé, tu as une masse initiale Mi. Après filtration, le filtre est à nouveau séché et pesé, tu obtiens une nouvelle masse Vf. En faisant Vf-Vi, tu as ta masse de MES.

Connaissant ton volume filtré Vf et la masse de MES dedans, tu as donc mMES/Vf = [masse]/[volume]=[concentration] g/L

voila pour la mesure de la concentration, sinon, ces des appareils type sonde multi-paramètres, qui font de la mesure de la turbidité "optique" (qui est ensuite convertie en concentration par calibration). La mesure peut aussi être acoustique (une onde acoustique est réfléchie sur les particules et l'énergie rétrodiffusée est ensuite mesurée, en gros, plus c'est chargé en particule, plus le signal reçu est faible), et doit être calibrée. Mais ça revient à la fin au même, sauf que les sondes te permettent d'avoir beaucoup plus de données.

Dans le cas du lac (je ne connais pas du tout), effectivement, il faut faire une mesure en entrant et en sortant, cela te permet d'avoir un bilan (lac en comblement ou en vidange ou bien stable, après, rien ne dit que ce qui sort est identique à ce qui entre). après, l'hydrodynamisme doit diminuer dans le lac donc il y a probablement une décantation des particules après l'entrée dans le lac et donc des concentrations plus faibles.

Quant au substrat, il peut être le même, mais il peut être recouvert à l'entrée du lac par les particules qui se sont déposées (et former par exemple des vasière "subtidales", subtidales n'étant pas un terme adapté car pas soumis à la marée). A l'inverse, lorsque le lac se déverse dans le fleuve, l'hydrodynamisme augmente (on passe d'un lac large à un "tuyau" étroit faut bien que le courant accélère) et est susceptible aussi d'érodé le substrat apportant de nouvelles particules au fleuve. Donc peut-être pas de différence dans le substrat mais sur la couverture superficiel, pourquoi pas.

[Next50MY]

Merci pour ces articles.

On a une bonne image du volume de Matières En Suspension en utilisant l'unité "tonnes par km2 par an". Ce qui m'intéresse aussi c'est des exemples d'évaluation de volume annuel érodé dans le bassin versant d'une fleuve. Pas mal de lecture. Je te recontacte dans quelques jours pour les questions au spécialiste...

En lisant Laignel 2006 et ... Peux tu confirmer que que la MES intègre la matière organique, les matières minérales turbides en suspension et les matières minérales dissoutes sous formes ioniques ?

En particulier quelle est la proportion annuelle de carbonates érodés dans l'exemple de Laignel 2006 ?