Équipe DPL > Axe 1 : Niveau marin et Mouvements verticaux à la côte

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Les mouvements verticaux du sol à la côte sont présents dans les variations du niveau de la mer enregistrées par les marégraphes. Ils peuvent être d’origine épirogénique (tectonique, volcanisme, rebond postglaciaire, processus de sédimentation) ou anthropique (subsidence liée au pompage de fluides souterrains, hydrocarbures ou nappes phréatiques). Quelques exemples ci-contre montrent leur importance sur des périodes de temps longues de plusieurs décennies, voire siècles (Figure adaptée du PSMSL).

Il s’agit donc de signaux d’origine non-climatique qu’il convient de bien déterminer pour les séparer des contributions climatiques, à savoir la dilatation thermique des océans et les fontes des glaces continentales (calottes polaires ou glaciers alpins), mais aussi pour mieux les comprendre et prendre en compte dans les projections d’évolution du niveau de la mer à la côte et les études d’impact associées. L’enjeu ultime est de mieux anticiper et mieux s’adapter aux changements à venir, qu’ils soient d’origine épirogénique ou climatique.

- La première action de cet axe de recherches est de déterminer ces mouvements verticaux par l’observation, plus précisément par méthodes de géodésie spatiale et de gravimétrie absolue. Parmi les techniques de géodésie spatiale le GPS s’est rapidement imposé en raison de la qualité de ses résultats, de son utilisation pratique et des coûts relativement raisonnables du matériel. Un exemple du potentiel de cette technique est donné ci-dessous illustrant la présence des mouvements verticaux du sol dans les séries temporelles longues des marégraphes et comment les analyses fines des mesures GPS peuvent les séparer (réduire) pour mieux dégager les contributions climatiques (action 1).

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Séries temporelles de niveaux moyens annuels issus de l’analyse de : (gauche) marégraphes ; (milieu) marégraphes corrigées du rebond postglaciaire avec les prédictions du modèle de Peltier [2004] ICE5G (VM2) ; et (droite) corrigées de nos résultats GPS exprimées dans le repère géocentrique ITRF2005 ; en (haut) Europe du Nord et (bas) Nord Ouest de l’Amérique (les unités sont en mm).

 

- La seconde action est de comprendre et de modéliser les processus à l’origine des mouvements verticaux. Dans la gamme étendue des processus épirogéniques, le rebond postglaciaire est un phénomène important de large ampleur, pour lequel des modèles relativement précis existent (modèles dits d’ajustement glacio-isostatique ou GIA). La précision de leur prédictions est cependant limitée par la connaissance de l’histoire de déglaciation et des paramètres du modèle de Terre tels que l’épaisseur de la lithosphère ou les profils de viscosité du manteau supérieur et inférieur (action 2).

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Marégrammes historiques (Marseille)

Des mesures du niveau marin précises, complémentaires et indépendantes de la marégraphie, sont apportées par l’altimétrie radar embarquée sur satellite depuis 1992 (exemple, le satellite Topex/Poseidon). Par ailleurs, les archives historiques sont aussi une source importante de données de niveau de la mer, d’autant plus que le patrimoine français s’avère très important, en stations et en volume de données, et qu’il témoigne d’un passé révolu sur lequel on ne peut plus revenir (pour mesurer) mais qu’il est intéressant d’étudier pour comprendre les fluctuations présentes du niveau de la mer. Ces aspects connexes des actions 1 et 2 sont importants dans l’axe de recherches 1, et l’on demeure à l’affût d’opportunités de ressources pour les explorer.

Action 1 : Détermination des variations du niveau marin relatif et absolu ; séparation des contributions climatiques des contributions épirogéniques
Action 2 : Compréhension des processus de mouvements verticaux liés au rebond post glaciaire
Action parallèle : Développement d’une infrastructure de Service d’observation appelée SONEL (www.sonel.org), labellisée par l’INSU (CNRS) en 2011

Compléments d’information : Une référence dans les Annales Hydrographiques (2011)

publie le mardi 4 septembre 2012