Chapitre III : Recueil et analyse préalable de
l'information
Les données observées constituent la
matière première des méthodes d'interpolation. En
géostatistique elles ont la particularité d'être
géo-référencées. L'objet de ce chapitre et de
présenter la zone du golfe du Morbihan retenue pour appliquer les
méthodes d'interpolation géostatistique, puis de présenter
les données utilisées pour aboutir à une cartographie du
socle cristallin.
1/ Localisation de la zone d'étude
Le Golfe du Morbihan :
Une petite mer intérieure d'une superficie de 11 500
ha.
Zone d'étude
Locmariaquer
figure 3.1 : source IFEN
Arradon
Baden
Arzon
pointe
Île
Île aux Moines
Île d'Arz
Vannes
La zone d'étude se localise entre l'île aux
Moines et Baden dans le golfe du morbihan. Le passage étroit entre la
pointe de l'île aux Moines et le continent provoque des courants
importants (figure 6.2). Ils sont à l'origine de formations
sédimentaires hétérogènes. La charge de
sédiments et la force du courant génèrent de
l'érosion et modèlent le fond marin. Les courants assurent la
mise en mouvement des particules sédimentaires, ce qui entraînent
l'érosion et l'entretient des chenaux. La proximité de la zone
d'étude à l'atlantique fait que les conditions hydrodynamiques y
sont importantes par rapport aux secteurs à l'est de l'île aux
Moines. Elles expliquent les profondeurs bathymétriques de l'ordre de 10
à 15 mètres et des fonds marins rocheux ou sableux.
2/Source des données
Le golfe du Morbihan a fait l'objet de campagnes
bathymétriques et sismiques. L'évaluation de la profondeur de la
roche dans le milieu marin, s'appuie sur ces relevés. Une partie du
travail consiste à relever l'information apportée par les
données sismiques (support papier), et de l'intégrer dans un
Système d'Information Géographique. Les données
bathymétriques sont quant à elles ajoutées à la
base d'information. Le tout constitue un échantillon de travail.
2.1/ Informations provenant des campagnes sismiques
2.1.1/ Recueil des données sismiques
La sismique est une technique de mesure qui consiste à
enregistrer en surface des échos issus de la propagation dans le
sous-sol d'une onde sismique (figure 3.2). Ainsi les
hétérogénéités du sous-sol sont
relevées. Le passage par exemple d'une couche rocheuse à une
couche sédimentaire va se traduire par la présence d'un
réflecteur sur les enregistrements (figure 3.3).
Figure 3.2 (Ifremer)
Le temps d'arrivée de l'écho permet
d'enregistrer la profondeur des obstacles rencontrés par l'onde. En
résumé, les études sismiques fournissent une image
(profil) de la structure du soussol. On peut y reconnaître la
superposition de certaines couches de roche et/ou de sédiment (figure
3.3).
La profondeur du fond marin et du substratum est
relevée (au décimètre) tous les 70 mètres (figure
3.4). Le profil fourni les profondeurs en « seconde temps double ».
C'est-à-dire le temps que l'onde envoyée par l'appareil met pour
revenir à ce dernier. Cette unité peut être convertie en
mètre. La vitesse de propagation de l'onde est de 1500 m/s dans l'eau et
de 1700 m/s dans les sédiments.
0 marin
Fond marin Profil sismique Toit du substratum
Réflecteur
1000 mètres
Gaz
Couche sédimentaire
Figure 3.3
Conversion du profil sismique en données
numériques
|
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
1400
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0
-2
-4
-6
Profondeur
-8
-10
-12
-14
-16
-18
|
Z Eau Z Sed m
P tir Z_Roche_m
|
Figure 3.4
Remarque : les données récoltées peuvent
manquer de précision. Les problèmes suivants sont
rencontrés :
- Lors de la saisie sur papier avec un décimètre,
une erreur de un à deux millimètres est courante (1mm saisi
correspond à 18cm de profondeur réelle).
- La conversion de seconde en mètre amène
à faire un choix sur les arrondis.
- Le niveau zéro autrement dit le niveau de la mer
n'est pas connu pour les profils en notre possession. Il faudra admettre qu'il
est approximativement égal au niveau de référence
utilisé par le SHOM (Service Hydrographique et Océanographique de
la Marine).
2.1.2/ Plan d'échantillonnage
Une campagne sismique permet d'obtenir des informations sur la
nature et la géométrie de la couverture sédimentaire. Pour
rendre une collecte de données efficace, le rapport INERIS (2003, p.52)
conseille de disposer les échantillons selon un maillage
régulier. A nombre d'échantillons égal, la
régularité de la maille facilite l'inférence de la
structure spatiale et garantie une meilleure précision. Toujours
d'après le même rapport, il est prouvé que la variance de
l'erreur d'estimation d'un échantillonnage aléatoire
stratifié est inférieure à celle d'un
échantillonnage aléatoire uniforme. (On peut retrouver ces
affirmations dans l'ouvrage de M. Arnaud et X. Emery, p113.)
En pratique, il n'est pas toujours possible de relever
l'information suivant un maillage régulier comme le préconise la
théorie. En effet, les nombreux bancs de sable du golfe ne permettent
pas aux bateaux de naviguer partout.
Dans tous les cas, il est préconisé de resserrer
la maille d'échantillonnage en quelques endroits, afin de faciliter la
modélisation du variogramme aux petites distances. C'est pourquoi nous
ajoutons aux données sismiques :
- des points de la base bathymétrique (chap. III §
2.2) mesurés sur des zones de roche (figure 3.5).
- des points d'experts, estimés visuellement par des
personnes familiarisées avec le terrain (figure 3.5).
Profil_34 Profil_08
Profil_09
Profil_13
Profil_10
Profil_11 Profil_12
Port Blanc
Ile aux Moines
N
Figure 3.5
Le nombre de points a également son importance. Un
nombre de points trop faible rend le variogramme « instable » et les
résultats de l'estimation peu fiables. Selon Cressie (1993, p.237) 30
paires de points par classe de distance seraient nécessaires à la
construction du variogramme. Dans le cas étudié nous disposons en
moyenne de plus de 100 paires de points par classes de distances (cf. chap.IV,
§ 1).
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