Modélisation validée de l’hydro-morpho-sédimentologie, base physique d’une modélisation environnementale de l’estuaire de la Seine

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Portage : GIP Seine-Aval

Coordination scientifique : Florent Grasso (Ifremer)

Période : 2017-2020

Financement : GIP Seine-Aval

Labellisation : Programme Seine-Aval 6

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Le projet MORPHOSEINE vise à exploiter l’outil de modélisation MARS3D CurviSeine mis en place par l’Ifremer dans le cadre des programmes Seine-Aval 4 et 5, afin de répondre à l’attente concernant l’évolution possible de l’estuaire dans les 50 prochaines années. La « trajectoire » du système estuarien est déclinée sous plusieurs paramètres ou indicateurs, destinés à caractériser les habitats pélagiques et benthiques : i) distribution des salinités et des Matières en suspension (MES), et ii) évolution morphologique, avec un regard particulier sur l’hypsométrie (évolution des zones subtidales et intertidales).

La validation du modèle morphosédimentaire s’appuie principalement sur une période décennale actuelle bien documentée (2009-2018) et sur une période tendancielle (2016-2026), pour lesquelles les tendances morphologiques simulées sont comparées avec une autre approche de modélisation mise en place par la société ARTELIA pour le compte du GPMH (TELEMAC3D-Seine). D’autre part, une tentative de reconstitution de l’évolution morphosédimentaire rétrospective a été réalisée afin d’apporter une analyse critique sur des simulations prospectives à des échelles de temps plus longues (50 ans).

L’analyse des simulations sur la période 1975-1995 permet de mieux caractériser les évènements morphogènes de l’embouchure. L’influence des vagues et du marnage sur les évolutions morphologiques des zones subtidales et intertidales est importantes, alors que les apports fluviaux semblent moins déterminants.

Les travaux de modélisation prospective à 50 ans se sont portés sur la comparaison de deux scénarios « extrêmes » de montée du niveau de la mer (RCP 2.6 : +3 mm/an et RCP 8.5 : +24/mm/an ; rapport du GIEC 2017). Les résultats révèlent que l’estuaire aval a la capacité de s’adapter à la montée du niveau moyen avec une accrétion globale de l’embouchure. Cette adaptation se traduit par des estrans moyens et supérieurs conservés après 50 ans. Il est donc important de noter que la montée du niveau de la mer n’est pas systématiquement associée à une perte des zones intertidales, en particulier si suffisamment de sédiments sont disponibles pour nourrir l’adaptation morphologique de l’estuaire.

Les travaux de modélisation numérique conduits dans ce projet ont permis d’apporter une meilleure compréhension de la dynamique morphosédimentaire de l’estuaire à l’échelle de 10 à 50 ans. Néanmoins, la modélisation morphodynamique réaliste à l’échelle d’un estuaire (i.e. dynamique tridimensionnelle, sable-vase, vagues-courants, avec aménagements-dragages), est très complexe à mener et est rarement réalisée au-delà de 10 ans à cause de contraintes liées au temps de calcul et aux problèmes de stabilité numérique

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Référence bibliographique :

Grasso F. (coord.), Le Hir P., Mengual B., Walther R., Verney R., 2021. Projet MORPHOSEINE « Modélisation de l’évolution morphosédimentaire de l’estuaire de la Seine », Rapport de recherche du programme Seine-Aval 6, 97 p.

Responsables scientifiques des équipes impliquées

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Florent Grasso

Ifremer, Dyneco/Physed
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Benoit Laignel

UMR CNRS 6143 M2C, Université de Rouen
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Régis Walther

ARTELIA