L1A1 - Les amplitudes de l`onde de marée

L1
A1
Les mouvements
MISE A JOUR N° 1 • mai 2013
La marée dynamique
Les amplitudes
de l’onde de marée
L1
A1
La marée dynamique
Les amplitudes de l’onde de marée
Préambule
L1
A1
La première version de l’indicateur éditée en 2002 caractérise l’onde de marée :
marnage, distance de propagation et localisation du point caractéristique.
Ces paramètres ne présentent pas d’évolution significative sur la période
1996-2001.
Objectif
définition
Interprétation
L’onde de marée se transmet à la masse d’eau
de la partie la plus aval des fleuves, lui
communiquant son énergie, modulée par celle
du débit fluvial qui s’y oppose. Au cours de sa
propagation, l’onde de marée s’amplifie puis,
confrontée à l’augmentation de la pente du lit de
la Loire, elle s’amortit jusqu’à disparaître en un
point où les variations du niveau de l’eau ne sont
plus dictées que par la seule influence fluviale.
La distance de ce point à l’embouchure définit
l’amplitude longitudinale de l’onde de marée.
L’amplitude verticale, ou marnage, est la
différence entre le niveau de pleine mer et celui
de la basse mer suivante.
Les amplitudes de l’onde de marée dépendent
du coefficient de marée - plus il est élevé plus
les amplitudes sont fortes - et du débit - plus il
est élevé moins les amplitudes sont fortes.
Ces deux paramètres sont utilisés pour suivre
l’équilibre dynamique de l’estuaire entre les
influences marine et fluviale.
Les mouvements
La marée dynamique
CAHIER INDICATEURS N° 1 • janvier 2002
Cette fiche constitue une mise à jour de cette analyse sur la période 1996-2011.
L’étude des paramètres de l’onde de marée est complétée par l’évolution du
marnage depuis la fin du XIXe siècle.
Les amplitudes
de l’onde de marée
L’objectif de l’indicateur est de suivre les
amplitudes de l’onde de marée pour deux
situations de référence, de 1996 à 2011.
L’évolution du marnage à Saint-Nazaire et à
Nantes depuis 1876 est également étudiée.
TABLEAU L1 A1 - 1
Situations de référence
N°
Coefficient
de marée
Libellé
Débit à Montjean
(m3/s)
1 Vives eaux et étiage 90 coeff. 100 240 Q 260
5
Mortes eaux
et hautes eaux
40 coeff. 50 1450 Q 1550
Source : GIP Loire Estuaire
Ces situations de référence sont choisies en
fonction de couples coefficient/débit qui permettent
d'avoir des marnages forts (n°1) et faibles (n°5)
pour des occurrences relativement fréquentes.
Marnage : stabilisation après un siècle d’augmentation
Au cours du XXe siècle, alors que le marnage à
Saint-Nazaire ne présente pas de variation
interannuelle significative, le marnage à Nantes
augmente du fait de l’abaissement du niveau des
basses mers. Cette évolution est la conséquence
des travaux réalisés au cours du siècle dernier,
dans l’objectif de faire remonter l’onde de marée
avec une amplitude maximale jusqu’à Nantes
pour faciliter la navigation.
Depuis les années 1980, après les derniers
dragages d’approfondissement dans l’estuaire
aval, le marnage en vives eaux est régulièrement
supérieur à 6 mètres à Nantes lorsque le débit
à Montjean-sur-Loire est inférieur à 200 m3/s.
Il est alors supérieur à celui de Saint-Nazaire.
Lors de l’étiage sévère de 1991, le marnage à
Nantes a été mesuré à plus de 6,30 m. Néanmoins,
sur la période 1989-2011, exception faite de cet
étiage exceptionnel, le marnage reste compris
entre 5,60 et 6,20 m, pour des coefficients de
marée entre 99 et 103 et des débits variant entre
120 et 200 m3/s.
GRAPHIQUE L1 A1 - 1
Evolution du marnage à Nantes et Saint-Nazaire
en étiage pour des coefficients de marée compris
entre 99 et 103
Amplitude (m)
7
6
5
4
3
2
1
0
1876 1903 1960 1971 1978 1982 1989 1997 2004 2011
Année
쎱 Nantes - Chantenay
Saint-Nazaire
Sources : APEEL, GPMNSN, GIP Loire Estuaire
Stabilité et permanence
La forme générale des enveloppes de marées pour
les deux situations de référence est la même sur
la période 1996-2011.
En mortes eaux et hautes eaux, l'amplitude
verticale à Saint-Nazaire est comprise entre
2,20 et 2,90 m. Ce marnage est conservé sur 25 à
53 kilomètres, au maximum jusqu’à Nantes Anne-de-Bretagne. Dans ces conditions, le
marnage maximum s’observe dans la majorité
des cas à Cordemais, entre 2,50 et 3,10 m.
GRAPHIQUE L1 A1 - 2
Enveloppes de marées pour une sélection de situations de référence entre 1996 et 2011
-10,5
10
-0,5
8 9,5
16
25
38
48
53 56
62 66,5 72,5
82
90,5
103,5 (PK)
8
6
Altitude (m IGN69)
4
2
0
-2
2,1
5,0
5,4
5,7
3,3
3,5
3,3
0
0
1,4
0
0
0
0,4
0,5
0,7
Saint-Florent-le-Vieil
0,2
0,2
0,3
2,4
2,4
2,4
Ancenis
0,5
0,5
Oudon
Mauves-sur-Loire
5,5
2,4
2,4
1,3
1,3
1,4
4,3
4,4
4,1
Thouaré-sur-Loire
2,5
2,5
2,6
5,5
5,8
5,7
Sainte-Luce-sur-Loire
2,8
2,8
2,8
5,4
5,7
5,8
Nantes - Saint-Félix
5,6
3,1
3,1
3,0
5,3
5,5
5,7
2,8
3,0
2,7
4,9
5,4
Nantes - Salorges
2,7
2,9
2,6
4,7
5,2
5,2
Donges
2,6
2,8
2,5
4,5
5,0
5,0
Nantes - Chantenay
Nantes Anne-de-Bretagne
19/04/01
15/04/08
16/01/11
12/07/98
11/09/03
24/11/11
Le Pellerin
1490
1510
1530
260
240
241
Cordemais
47
47
48
90
94
97
Paimbœuf
-------------
Date
Saint-Nazaire
Coefficient Débit
de marée (m3/s)
Saint-Gildas
Marnages
(Amplitude en m)
Montoir-de-Bretagne
-4
0
0
0
0
Sources : GPMNSN, DREAL Pays de la Loire, DDT49, DDTM44, GIP Loire Estuaire
En vives eaux et étiage, l’amplitude verticale à
Saint-Nazaire est comprise entre 4,70 et 5,40 m.
Plus de 56 km en amont, au niveau de Nantes Saint-Félix, le marnage est encore au moins égal à
celui de Saint-Nazaire. Dans ces conditions, le
marnage maximum est observé au Pellerin ou à
Nantes - Chantenay et varie entre 5,40 et 5,90 m.
L’onde de marée s’étend au-delà d’Ancenis sans
atteindre Saint-Florent-le-Vieil. L’influence marine
disparaît donc à moins de 104 km de Saint-Nazaire.
GRAPHIQUE L1 A1 - 3
Evolution du marnage le long de l'estuaire
Amplitude (m)
6
5
4
3
2
1
0
-10 0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Point kilométrique (PK)
Vives eaux et étiage (situation n°1)
Mortes eaux et hautes eaux (situation n°5)
Source : GIP Loire Estuaire
Informations
complémentaires
de marée montante (flot) sont plus forts que les courants
de marée descendante (jusant). Le flot est de plus en
plus bref alors que la durée du jusant s’allonge.
La forme en entonnoir de l’estuaire (chenal unique et
absence de grandes vasières latérales), conjuguée à la
remontée des fonds, entraîne une déformation de l’onde
de marée lors de sa propagation vers l’amont. Les courants
FIGURE L1 A1 - 1
Déformation de l'onde de marée
5,84
Vives eaux - étiage
Mortes eaux - hautes eaux
3,14
Ancenis
Montoirde-Bretagne Donges
Oudon
Saint-Florent-le-Vieil
MauvesNantes-Saint-Félix
sur-Loire
Limnigraphe en service
Cordemais
ThouaréLimnigraphe hors service
Nantes-Anne-de-Bretagne
sur-Loire
amplitude longitudinale
Nantes-Salorges Sainte-Lucesur-Loire
Situation
minimum maximum
Nantes-Chantenay
Saint-Nazaire
Paimbœuf
Vives eaux - étiage
Le Pellerin
Pleine mer
(situation n°1)
Basse mer
6
12
Heures
0
6
12
Heures
70
m
6
4
2
0
Flot
m
6
4
2
0
Flot
50
60
Point kilométrique (PK)
nt
0
40
Jusa
m
6
4
2
0
30
nt
6
12
Heures
20
Jusa
nt
0
10
Jusa
m
6
4
2
0
Flot
0
Profil en long du thalweg
Fond du lit du fleuve
Flot
Altitude (m IGN69)
Saint-Gildas
10
5
0
-5
-10
-15
-20
6,60
Marnage maximum
(localisation et amplitude en mètre)
0
80
Jus
90
100
110
ant
6
12
Heures
Sources : BD TOPO® IGN, GPMNSN, SHOM, GIP Loire Estuaire
Sources
& Méthodes
Des références
Les dates d’occurrence des situations de référence
sont obtenues par croisement des tables de
coefficient de marée à Saint-Nazaire fournies par
l’EPSHOM, et des chroniques des débits moyens
journaliers à Montjean-sur-Loire de la banque
Hydro du ministère de l'Ecologie, du Développement
Durable et de l'Energie.
Les hauteurs d’eau sont obtenues à partir des
enregistrements en continu du Grand Port Maritime
de Nantes Saint-Nazaire (GPMNSN) entre SaintGildas et Nantes - Salorges, et de la DDTM44 puis
de la DREAL Pays de la Loire entre Nantes -Annede-Bretagne et Saint-Florent-le-Vieil.
La direction et la force du vent, ainsi que la
pression atmosphérique influencent les niveaux
d’eau. Les hauteurs d’eau sélectionnées sont donc
corrigées pour les paramètres vent et pression,
extraits du site internet Infoclimat, à l’aide de la
méthode expliquée dans la première fiche L1A1
éditée en 2002.
A partir du 1er mai 2011, la station de Donges est
remplacée par celle de Montoir-de-Bretagne.
Deux stations sont ajoutées au réseau à partir du
1er juillet 2011 : Paimbœuf et Nantes - Salorges.
La station Nantes - Saint-Félix est abandonnée
en 2010.
Les valeurs de marnages historiques sont
présentées dans le “Bilan de l’hydrologie et de
l’hydrosédimentaire de l’estuaire de la Loire”,
de Claude Migniot, 1993, APEEL-PANSN et
dans le rapport de synthèse volume I,
“Hydrosédimentaire” de l'APEEL, 1997.
Cette brochure est cofinancée par l'Union européenne.
L'Europe s'engage en Pays de la Loire avec
le Fonds européen de développement régional.
Cette fiche appartient au CAHIER 2002 INDICATEURS édité par le GIP Loire Estuaire • 22, rue de la Tour
d'Auvergne 44200 NANTES • Tél. : 02 51 72 93 65 • Télécopie : 02 51 82 35 67 • E-mail : [email protected]
Rédaction : GIP Loire Estuaire • Maquette : Jean-Luc Hubiche • Réalisation / illustrations : Caféine,
GIP Loire Estuaire • Crédits photo : GIP Loire Estuaire • ISSN : en cours.