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Production of sedimentological charts (G charts)

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Présentation des cartes G


La carte G représente la nature des fonds sur un fond de carte marine utilisable pour la navigation. Publiées pour la plupart à une échelle proche du 1/50 000, elles sont autant que possible réalisées dans le cadre de collaborations avec les laboratoires universitaires ayant la connaissance de la zone à cartographier.

La réalisation d'une carte G repose sur l'utilisation et la compilation de toutes les données disponibles sur la nature des fonds. Le sédimentologue en charge de sa réalisation utilisera aussi bien les observations anciennes au plomb suiffé (95% des prélèvements sur le plateau continental français), que les données d'imagerie sonar latéral ou les photographies aériennes prises à marée basse pour la cartographie de l'estran. Pour des raisons de sécurité de la navigation les sédiments sont actuellement figurés par différentes trames d'une couleur éloignée des autres couleurs d'une carte marine classique : le vert. Lorsqu'ils apportent une information complémentaire utile, des renseignements complémentaires sont ajoutés sur la pochette de la carte. Il peut s'agir de la teneur en carbonates de calcium, des zones d'envasement temporaire, de champs de dunes, de la répartition des herbiers, …

A l'issue d'une recherche cartographique au niveau international, il apparaît que le Service Hydrographique français a publié en 1897 la première carte mondiale de sédimentologie. La reprise de cette activité en 1992 a permis la publication de 1 à 4 cartes par an. Le catalogue comprend 28 cartes G au 09 mars 2009. Les zones couvertes à cette date sont les côtes nord de la France du Mont-Saint-Michel à la frontière Belge, la Bretagne occidentale et méridionale, les côtes de la Charente maritime à la Gironde et le nord de la Corse. Actuellement les ventes annuelles sont de l'ordre de 1 500 cartes et plus de 15 000 cartes G ont été vendues depuis la vente de la première carte en janvier 1993.

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Inventaire des cartes G publiées (en vert) et les publications prévues de 2009 à 2011

 

Les données utilisées


Afin d'obtenir une précision optimale toutes les données existantes sur la zone à cartographier sont utilisées. Une longue étape de recherche dans les archives, les bases de données (SISMER, BRGM, ...) et auprès des Universités (Bordeaux, Brest, Caen, Rouen, Lille...) et organismes extérieurs publics ou privés (CREOCEAN, l'ODEM, l'Office de l'Environnement de la Corse, Le conseil Général de Charente Maritime, les ports autonomes, …) est nécessaire. Toutes les données sont analysées, validées, numérisées (dans le cas de données analogiques) et intégrées dans la BDSS. La carte résultat et les différentes éditions suivantes sont également intégrées dans la BDSS.

Les systèmes de prélèvements

 


      Ces données les plus anciennes sont les plus importantes quantitativement. Réalisés par les hydrographes de la Marine jusqu'en 1940, un plomb enduit de suif était descendu au fond, pouvant ainsi donner la sonde. Selon la granularité du sédiment rencontré, pouvait remonter du sédiment collé au suif (sable, vase...), ou seule restait une empreinte lorsqu'il s'agissait de roche ou de galets. La nature lithologique du fond ainsi obtenue est la principale source des natures de fond des cartes marines.


      Instrument de prélèvement ponctuel, la benne permet de remonter un sédiment peu perturbé et non lessivé. Chaque échantillon est soumis à des analyses granulométriques et sédimentologiques effectuées en laboratoire.
      La couverture par des prélèvements à la Benne Shipeck est très lâche et très hétérogène sur le plateau continental français. Contrairement au plomb suiffé, on peut donc davantage compter sur la qualité des données que sur leur quantité.


      Les carottiers Küllenberg et d'interface sont très peu utilisés pour les cartes G car la majeure partie de ces prélèvements est effectuée au large et par grands fonds. Néanmoins pour les environnements où le plateau continental est étroit, tels que dans le sud de l'Aquitaine ou en Méditerranée, ces prélèvements sont fréquemment les seules données disponibles pour caler les données d'imagerie et de sismique et servent donc à la cartographie des parties des cartes G situées au-delà de l'isobathe 200 mètres

Les techniques acoustiques (Description détaillée des systèmes)

 

  • Les systèmes de classification automatiques des fonds


      Les systèmes de classification des fonds permettent d'obtenir à partir du traitement du signal rétrodiffusé des sondeurs bathymétriques des paramètres qui une fois calibrés à l'aide de prélèvements vont permettre l'établissement d'une carte de la répartition des sédiments mais aussi de la présence d'algues, de gaz dans les sédiments, ... Les cartes ainsi obtenues permettent localement une amélioration de la résolution des cartes G.

Exemple de cartographie obtenue à partir de données du Système de Classification des Fonds RoxAnn.
(SHOM/HOM - SHOM/GHA -BH2 Borda - ALTRAN OUEST)


      L'imagerie acoustique permet la délimitation des différents faciès sédimentaires et biosédimentaires (banc de maërl ou de crépidules...) ainsi que des grands ensembles structuraux (plateau rocheux, champs de dunes, zones de pockmarks, ...). Une telle imagerie ne couvre que des secteurs restreints ayant fait l'objet de levés sonar latéral (depuis 1990) et les secteurs levés au sondeur multifaisceaux (SMF) depuis 2000. L'imagerie SMF n'offre pas la même qualité mais permet de couvrir plus rapidement de vastes secteurs. Tous systèmes confondus, les zones ainsi couvertes ne représentent que quelques pourcents du plateau continental français


      Les photographies et la vidéo sous-marine fournissent des images ponctuelles mettant en évidence :

      - l'existence de placages sédimentaires sur des zones rocheuses,
      - les éventuelles structures liées à l'hydrodynamisme (rides, traînées de sable grossier, queues de comète...),
      - les hétérogénéités locales du fond.

      L'utilisation de ces données demeure excessivement rare car aucun organisme ne les archivant, leur recherche est presque toujours un échec.

Autres techniques d'acquisition des données en milieu cotier

  • Les cartes sédimentologiques et géologiques anciennes


      Plus on s'éloigne des côtes, plus les renseignements sédimentaires sont épars. Afin de compléter ce manque d'information, on peut devoir recourir aux cartes sédimentaires anciennes du Service Hydrographique ou de laboratoires universitaires (publications des années 1960 à 1975), lorsque les données d'origine n'ont pu être retrouvées.

  • Les photographies aériennes


      Les photographies aériennes permettent la cartographie de l'extension des faciès sédimentaires sur le littoral. Pour la réalisation des cartes G, l'interprétation des photographies par le bureau photogrammétrie du SHOM est prise en compte, en l'absence de ces interprétations, les photos aériennes sont analysées.

  • La profondeur


      La morphologie est reconstituée à partir de minutes à grande échelle (1/10 000, 1/5 000...), c'est un supplément d'information indispensable pour tracer les limites des platiers rocheux, des canyons et des autres structures morphologiques remarquables. Cette bathymétrie fine, issue de la base de données bathymétriques du SHOM et de ses archives, permet de mettre en évidence de petits monts sous-marins ou des rochers isolés. La couverture bathymétrique est relativement dense et couvre la quasi totalité des côtes françaises.

      Entièrement manuelle par le passé cette morphologie des fonds est réalisée à l'aide de données numériques. Couplée à un tel modèle numérique de terrain, les données sédimentaires peuvent être visualisées en relief.

 

La synthèse des données


Le traitement numérique des données permet l'archivage de toutes les données ayant servi à faire la carte. Cette procédure a également permis de diminuer de moitié le temps de réalisation d'une carte G. Le temps de réalisation d'une carte G est, en 2009, compris entre 4 et 6 mois de travail.

Les données sédimentologiques de base sont très variables en quantité par exemple pour la carte 7404G (De l'Ile de Ré à l'Ile d'Oléron), les mosaïques sonar latéral réalisées par la société Créocéan pour le compte du département de la Charente Maritime et celles réalisées par le SHOM ont été utilisées en complément des prélèvements suivants :

  • 1 500 descriptions visuelles de plomb suiffé,
  •  615 dragages réalisés dans les années 1960-1970,
  • 310 prélèvements à la benne des années 1970-1998,
  • 90 carottages.


La proportion est variable régionalement et nous obtenons jusqu'à 13 données plomb suiffé pour 1 donnée de prélèvement récent.

 

Tracé des limites de faciès


A ce stade toutes les opérations sont effectuées sur écran et toutes les données sont gérées dans un SIG au format shape. A partir des données ponctuelles : plomb suiffé, prélèvements à la benne, carottages, caméra vidéo... une première délimitation des différents faciès est effectuée. A partir des données d'imagerie acoustique et de bathy-morphologie, les limites entre les différents faciès sont affinées.

Les contours des plateaux rocheux deviennent parfaitement identifiables, et les incohérences entre la morphologie et les limites sédimentaires sont corrigées. Grâce aux photographies aériennes, la sédimentologie du littoral est définie et les polygones sédimentaires sont étendus jusqu'au trait de côte de la carte marine correspondante. L'absence de prélèvements récents à proximité des côtes est néanmoins souvent préjudiciable. Ce domaine présente une variabilité saisonnière des fonds, et des écarts entre la carte et l'observation sur le terrain, peuvent ainsi apparaître localement.

Pour les zones les plus au large, il est fréquemment nécessaire d'avoir recours à d'anciennes données et/ou cartes sédimentaires à plus petite échelle. La précision s'amenuise ainsi aux abords du rebord du talus continental.
Toutes les données sédimentaires doivent être analysées dans un contexte environnemental complet. C'est pourquoi il est nécessaire, lors de la fusion de données, de disposer de :

  • la géomorphologie : modèles numériques de terrain, cartes bathymétriques précises, restitutions photogrammétriques de l'estran et du domaine tidal,
  • l'hydrodynamique : analyse des courants de marée, des courants résiduels, comparaison de levés bathymétriques, méthode de Gao et Collins.

 

Vérification


Lorsque tous les faciès sédimentologiques ont été parfaitement déterminés, il reste à vérifier leur cohérence avec les natures de fond de la carte marine, sur laquelle va s'ajouter le film sédimentologique ; la priorité est donnée aux informations les plus récentes ayant le meilleur coefficient de qualité. Cette phase permet de mettre à jour les natures de fond des cartes marines.


Généralisation et lissage

Lorsque les courbes délimitant les zones sont définitives, une carte est tracée en couleur sur papier au format A0, à l'échelle de la carte finale.

Avant généralisation, la carte est intégrée dans la BDSS. Une généralisation des limites de faciès est parfois nécessaire dans la mesure où certaines zones sédimentaires ne seraient pas discernables sur une carte à 1:50 000 tramée. Elle consiste en un agrandissement des petites zones, à un regroupement lorsque de nombreuses petites zones de même nature sont voisines, voire à une suppression (zone sédimentaire ponctuelle ou petite zone peu différente de son environnement). Quelque soit le cas de figure, une zone rocheuse si petite soit-elle n'est jamais supprimée, elle sera figurée par un triangle vert (pointement rocheux).

La généralisation est réalisée pour que la précision du document soit conforme à l'échelle de représentation, elle engendre localement une perte de détails sur le document final. En contrepartie, celui-ci devient plus lisible et utilisable pour la pêche et la navigation. La carte généralisée est également intégrées dans la BDSS.

Exemple de la suite de cartes G de la Baie de Seine (7120G, 7422G, 7421G)
Exemple de la suite de cartes G de la Corse (6969G, 6970G, 6822G & 6823G)

La carte numérique est transmise à la section cartographie qui réalise le film spécifique aux cartes G qui sera couplé aux autres films noir, bistre et magenta de la carte marine fondamentale à jour des dernières modifications. La pochette contient l'origine des renseignements utilisés pour la réalisation de la carte, le nom des collaborateurs externes au SHOM ayant participé à la réalisation de la carte. Elle peut contenir également des cartes synthétiques de la teneur en carbonates, de l'envasement temporaire, des structures sableuses, des herbiers.

 

Conclusion


Animation sur les cartes sédimentaires à différentes échelles.

Selon la quantité et la qualité des informations disponibles, la fiabilité de la nature de fond retenue est plus ou moins bonne. Dans le cas où l'on se trouve en présence de deux informations différentes pour un même lieu, la plus récente sera considérée comme la plus fiable, sauf si la mesure a été effectuée dans des conditions exceptionnelles (après une forte tempête par exemple) ou avec une méthode peu fiable (dragage).

Les cartes G, destinées aux pêcheurs et plaisanciers, mais utilisées pour de nombreuses autres applications (aménagement...) connaissent un succès supérieur aux prévisions initiales avec de l'ordre 1 500 cartes vendues chaque année.

 

Le programme des cartes G

 

Cartes G publiées (au 10/03/2009) et publications programmées de 2009 à 2011

Tableau des Cartes G publiées au 10/03/2009

1

6651G

Natures de fond de Calais à Dunkerque (publication 2008)

2

6822G

Natures de fond des Abords Nord de Bastia (publication 2009)

3

6823G

Natures de fond des Abords Sud de Bastia (publication 2009)

4

6969G

Natures de fond de Du Cap Corse à la Punta di l'Acciolu - Golfe de Saint-Florent (publication 2009)

5

6970G

Natures de fond de Punta di l'Acciolu à Capo Cavallo (publication 2008)

6

7031G

Natures de fond de l'île de Penfret au plateau des Birvideaux - Abords de Lorient

7

7032G

Natures de fond de l'île de Groix à Belle-île - Abords de Lorient

8

7033G

Natures de fond de Quiberon au Croisic

9

7120G

Natures de fond des abords de Cherbourg - Du Cap de la Hague à Pointe de Barfleur

10

7121G

Natures de fond de la Baie de Douarnenez

11

7146G

Natures de fond de la Pointe de Penmarc'h à la Pointe de Trévignon

12

7147G

Natures de fond de la Chaussée de Sein à la Pointe de Penmarc'h - Baie d'Audierne.

13

7149G

Natures de fond du Goulet de Brest à Portsall, Ile d'Ouessant.

14

7156G

Natures de fond de la Pointe du Grouin à la Pointe d'Agon - Baie du Mont-Saint-Michel et Iles Chausey

15

7157G

De le Pointe d'Agon au Cap de Carteret - Passage de la Déroute

16

7172G

Natures de fond de la Pointe de Saint-Mathieu à la Chaussée de Sein

17

7323G

Natures de fond de Boulogne sur mer à Calais

18

7374G

Natures de fond des côtes de la Guyane française (Remplacement de la carte 6131G en cours)

19

7403G

Natures de fond des Sables d'Olonne à l'île de Ré

20

7404G

Natures de fond de la Pointe du Grouin du Cou à la Pointe de Chassiron - Pertuis Breton et d'Antioche

21

7405G

Natures de fond de La Rochelle à la Pointe de la Coubre (Ile d'Oléron)

22

7416G

Natures de fond des abords sud de Boulogne-sur-mer - Du Tréport à Boulogne-sur-mer

23

7417G

Natures de fond des abords de Fécamp et de Dieppe- Du Cap d'Antifer à Dieppe.

24

7418G

Natures de fond des abords du Havre et d'Antifer - Embouchure de la Seine

25

7421G

Natures de fond de la Pointe de la Percée à Ouistreham

26

7422G

Natures de fond de la Pointe de Barfleur à la Pointe de la Percée

27

7426G

Natures de fond de l'embouchure de la Gironde - De la Pointe de la Coubre à la Pointe de la Négade

28

7440G

Natures de fond de Bayonne à Saint Sébastien (publication 2009)

 

Bibliographie Cartes G

 

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