Communication présentée au "Colloque international Interactions Nature-Sociétés, analyse et modèles", tenu à La Baule (France) le 3 mai 2006, qui contient une partie des résultats d'une Action franco-colombienne du programme universitaire ECOS Nord. Action ECOS Norte C03 U01, 2003-2005. "Un modelo geodinámico de bahía tropical: la bahía de Cartagena de Indias /“ Un modèle géodynamique de baie tropicale : la bahía de Cartagena de Indias ”, en collaboration avec la Escuela Naval et le Centro de Investigaciones Oceanográficas e Hidrográficas (CIOH) de la Armada colombiana ainsi qu'avec le Laboratoire de Géographie Physique, UMR 8591 (Meudon, France). Yves F. THOMAS *, Loïc MÉNANTEAU **, Stéphane KUNESCH *, Marcella CESARACCIO *, Carlos ANDRADE ***, Serguei LONIN ***, Carlos PARRA **** * UMR 8591 LGP, 1 place Aristide Briand, 92195 Meudon Cedex, France ** UMR 6554 LETG, BP 81227, 44312 Nantes Cedex 3, France *** GIO ENAP, AA 982, Cartagena de Indias, Colombia **** CIOH, AA 982, Cartagena de Indias, Colombia

1. Yves F. THOMAS *, Loïc MÉNANTEAU **, Stéphane KUNESCH *, Marcella CESARACCIO *,
Carlos ANDRADE ***, Serguei LONIN ***, Carlos PARRA ****
* UMR 8591 LGP, 1 place Aristide Briand, 92195 Meudon Cedex, France
** UMR 6554 LETG, BP 81227, 44312 Nantes Cedex 3, France
*** GIO ENAP, AA 982, Cartagena de Indias, Colombia
**** CIOH, AA 982, Cartagena de Indias, Colombia
Le delta du canal du Dique
(baie de Carthagène des Indes, Colombie).
Modélisation géomorphologique et sédimentologique
Colloque international
Interactions Nature-Société, analyse et modèles.
La Baule, 3 mai 2006

2. Canal du Dique
et baie de Carthagène
des Indes
Laguna de
Maracaibo
La Guajira
Sierra Nevada
de Santa Marta
Golfo
de
Urabá

3. Bras anciens du Río Magdalena

4. La Escollera, digue sous-marine qui barre depuis 240 ans la passe
de Bocagrande, a joué un rôle majeur dans la dynamique de la baie

5. La Escollera
1764-1780
La Escollera, digue sous-marine qui barre depuis 240 ans la passe
de Bocagrande, a joué un rôle majeur dans la dynamique de la baie
Bocachica
Bocagrande
CARTAGENA
DE INDIAS

6. Pasacaballos
1784
« Plano particular de la
Canal Hondable de
Pasacaballos comunicada
y unida a la Bahia de
Cartagena… »
Antonio de Arebalo
Servicio Geográfico del
Ejército, Madrid

7. Zone industrielle de Mamonal, à l’est de la baie

8. Baie de Carthagène
delta

9. Bathymétrie 2000-2004
krigeage
Bathymétrie
Bathymétrie 2004
sondes
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
Classes de Distance (m)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Variogramme pour l'établissement par krigeage de la carte bathymétrique 2000-2004 :
14890 sondes, isotropie = anisotropie géométrique, effet de pépite = 2, Modèle = Sphé-
rique, palier = 100, portée = 3000 .
Variogramme0.5[Z(x+h)-Z(x)]2

10. Bathymétrie
(2000-2004)
Delta du
Canal du Dique
Tierra
Bomba

11. Comparaison des modèles numériques de terrain obtenus par krigeage
à partir des levés bathymétriques réalisés en 1977 (CIOH) et 2004 (CIOH et CNRS)
Bathymétrie (1977-2004) :
mise en place d’un delta et « fossilisation » des récifs coralliens

12. -12
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
1977 - 2004
Accumulation
Erosion
Bathymétrie
Évolution du delta
du canal du Dique
entre 1977 et 2004

13. 1 2
3
45
6
78
910
111213
141516
17
18
1920-1
21
22-122-2
232425262728
29
3030-231 32 33 34 35
36373839
4041
4243
44 45
46
47
48
49-149-249-3
50 51-151-2
52 53
54-154-255-155-256-156-2
57-157-258
5960
61 62 63-1
63-2
64-164-2 65
6667686970717273
74 75 76 77
787980
81
82
83 84 85 86-186-286-3
87
8889909192
93
94
95
96
97 98 99-1
99-2
100101102 103104105106107108
109110111112113114115116117118-1118-2119
120
121
122123124125-1125-2126127128 129 130 131132133 134 135136 137
138139140141142143144145146147148149150151
152153154 155156 157 158 159160161162163 164165166167
168169170171
172
173
174
175
176-1176-2
177
178
179
180181182183184
185
186187188
189
190
191 192
193194195-1195-2 196 197198199200201
202203204205206
207
208209210
211212
213-1213-2214215
216217
218-1
218-2
219-1219-2
220
221
222
223224
225
226
227228
229
230
231
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253 254 255 256
257258259260
261 262 263 264
265266
267
268269
270
271
Echantillonnage
sédimentologique
Sédimentologie
280 échantillons prélevés

14. 0
6
12
18
24
30
36
42
48
54
60
66
72
78
84
90
96
Teneur en
sables (%)
0
4
8
12
16
20
24
28
32
36
40
44
48
52
56
60
64
68
72
76
80
Teneur en
limons (%)
Sédimentologie

15. 0
4
8
12
16
20
24
28
32
36
40
44
48
52
56
60
64
68
72
Teneur en
argiles granulométriques (%)
Sédimentologie

16. 0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
4.0
Ecart-type
(unités "phi")
Sédimentologie
-1.0
-0.4
0.2
0.8
1.4
2.0
2.6
3.2
3.8
4.4
5.0
5.6
6.2
6.8
7.4
8.0
8.6
9.2
9.8
Moyenne
(unités "phi")

17. Sédimentologie

18. Sédimentologie
Plan d’échantillonnage le long de
l’axe du delta du Dique

19. Profil granulométrique le long de l’axe du Canal du Dique
Sédimentologie

20. Sédimentologie
Distance
à l’embouchure (m)
Distribution des pourcentages de sables,
limons et argiles « granulométriques » ; et
des paramètres texturaux exprimés en
unités PHI : moyenne (μ), écart type (σ) et
asymétrie (Sk).
On notera que la distribution des
paramètres texturaux est en accord avec le
« type 1 » du modèle GSTA (Grain Size
Trend Analysis) proposé par Gao et Collins
(1992) :
(μ2 > μ1, σ2 < σ1, Sk2 < Sk1).

21. Image sonar latéral
du chenal de naviga-
tion dans la zone
interne de la baie de
Carthagène des Indes
Sédimentologie

22. RioMagdalena-->
<-- Caño Correa
<-- Caño Matunilla
<-- Caño Lequerica
<--Pasacaballos
Calamar
Gambote
Calamar
Gambote
Caño Correa
Caño Matunilla
Caño Lequerica
Pasacaballos
100 %
60 %
15 %
15 %
14 %
16 %
Crue 1973 Etiage 1973
100 %
100 %
35 %
40 %
11 %
14 %
Site
100 %
100 %
16 %
37 %
Crue 1997 Etiage 1997
100 %
1 %
10 %
31 %
7 %
51 %
3884 m
3
.s
-1
47 %
10511 m
3
.s
-1
Hydrologie continentale

23. Débits liquides mensuels moyens exprimés en m3.s-1
pour la période comprise entre 1941 et 1999
Hydrologie continentale

24. Débits solides mensuels moyens exprimés en 103t.j-1 pour la période comprise entre 1972 et 1998
Hydrologie continentale

25. Alizés faibles, courant chaud, indice ENSO (El Niño Southern Oscillation) négatif
Alizés intenses, courant froid, indice ENSO (El Niño Southern Oscillation) positif

26. Canal du Dique : volumes annuels dragués
entre 1923 et 2003
D'après P.-A. Zapata Ramírez, 2005 ; nombreuses données manquantes

27. L’analyse d’une chronique de 69 images SPOT a permis d’identifier, en fonction de leur extension et
de leur orientation, six états morphologiques du panache des eaux du Canal du Dique dans la baie de
Carthagène des Indes :
1, jusqu’au nord de la baie ; 2, jusqu’au nord et à l’ouest de la baie ; 3, jusqu’à l’ouest de la baie ;
4, jusqu’au centre de la baie ; 5, jusqu’à l’est de la baie ; 6, limité aux abords immédiats de l’embouchure

28. Cartographie des vents mensuels moyens
obtenue à partir des données
du diffusiomètre SeaWinds du satellite QuickSCAT

29. Cartographie des vents mensuels moyens
obtenue à partir des données
du diffusiomètre SeaWinds du satellite QuickSCAT
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
Reference Vectors
0 15
-83 -82 -81 -80 -79 -78 -77 -76 -75 -74 -73 -72 -71 -70
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
JANVIER 2000 FEVRIER 2000
-83 -82 -81 -80 -79 -78 -77 -76 -75 -74 -73 -72 -71 -70
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
Reference Vectors
0 15
MARS 2000
-83 -82 -81 -80 -79 -78 -77 -76 -75 -74 -73 -72 -71 -70
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
Reference Vectors
0 15
Janvier 2000
Mars 2000
Février 2000
Avril 2000

30. JUILLET 2000
-83 -82 -81 -80 -79 -78 -77 -76 -75 -74 -73 -72 -71 -70
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
Reference Vectors
0 15
AOÛT 2000
-83 -82 -81 -80 -79 -78 -77 -76 -75 -74 -73 -72 -71 -70
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
Reference Vectors
0 15
Mai 2000
Juillet 2000
Juin 2000
Août 2000

31. DECEMBRE 2000
-83 -82 -81 -80 -79 -78 -77 -76 -75 -74 -73 -72 -71 -70
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
Reference Vectors
0 15
NOVEMBRE 2000
-83 -82 -81 -80 -79 -78 -77 -76 -75 -74 -73 -72 -71 -70
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
Reference Vectors
0 15
OCTOBRE 2000
-83 -82 -81 -80 -79 -78 -77 -76 -75 -74 -73 -72 -71 -70
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
Reference Vectors
0 15
SEPTEMBRE 2000
-83 -82 -81 -80 -79 -78 -77 -76 -75 -74 -73 -72 -71 -70
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
Reference Vectors
0 15
Septembre 2000
Novembre 2000
Octobre 2000
Décembre 2000

32. Distribution de la hauteur de vagues (en mètres) pour chaque mois de l’année
dans la zone 9° à 11° N et 75° à 77° W.
Hydro-climatologie : la houle
La série de 7472 observations couvre les années 1963 à 2002 (données COADDS)

33. Distribution de la période de vagues (en secondes) pour chaque mois de l’année
dans la zone 9° à 11° N et 75° à 77° W.
Hydro-climatologie : la houle
La série de 7472 observations couvre les années 1963 à 2002 (données COADDS)

34. Distribution de la direction de provenance des vagues (en degrés)
pour chaque mois de l’année dans la zone 9° à 11° N et 75° à 77° W.
Hydro-climatologie : la houle
La série de 7472 observations couvre les années 1963 à 2002 (données COADDS)

35. Cycle de marée à Carthagène des Indes : suivi de la hauteur de la marée
d’heure en heure sur un cycle de 31 jours (janvier 2000)
Marée mixte de régime microtidal
Hydrologie marine : la marée

36. D'après Thomas et al., 2006
Probabilité d’une surcote donnée pour les marémètres de Carthagène des Indes
période 1951-2000
Lors de chacun des mois de l’annéeLors de chaque année
Hydrologie marine : la marée

37. 1
2
3 4 5
678
91011
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
5556
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119 120 121
122123
124
125
Echantillonnage
hydrologique
Hydrologie marine
145 stations

38. 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34 °/oo
Salinité
de surface

39. 0.25
0.40
0.63
1.00
1.58
1.49
3.98
6.30
10.00
15.85
25.12
38.81
63.00
100.00
158.49
251.18
398.10
630.95
Solides en
Suspension
0.5 5 50 500
0
100
200
300
400
500 Total Suspended Matter Concentration = B * Turbidity
95 % Confidence Limit
B = 0.93456
R = 0.9876
N = 44
Prob < 0.0001
TotalSuspendedMatterConcentration(mg.l-1)
Turbidity (NTU units)
0.5 5 50 500
-100
-75
-50
-25
0
25
50
75
100
Residual
Courbe de calibration des mesures de turbidité, exprimées en unités NTU, en termes de
concentration de matières en suspensionstotales,exprimées en mg.l-1.
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
2.8
3.2
3.6
4.0
4.4
4.8 m
Transparence
Hydrologie marine
et sédimentologie

40. Patron de simulation de la turbidté des eaux
Campagne de mesure réalisée
entre les 19 et 29 avril 2004.
Essai conduit avec le modèle CODEGO
dans le cadre de l’Action ECOS-Nord.C03U01
Baie de Carthagène des Indes
Modélisation

41. Patron de simulation de la turbidté des eaux
Conditions climatologiques :
- saison humide (mai-novembre)
- vents faibles de direction sud-ouest
(vitesse moyenne 3 m/s-1)
Essai conduit avec le modèle CODEGO
dans le cadre de l’Action ECOS-Nord.C03U01
Baie de Carthagène des Indes
Modélisation

42. Vitesse orbitale au niveau du fond en m.s-1 calculée à partir du logiciel SWAN
pour une période de 5 s et une hauteur de 0,50 m (cas A) et 1 m (cas B)
Modélisation
A B

43. Simulation de la distribution des limons fins (A), des limons grossiers (B) et des sables fins (C)
A B C
Modélisation

44. Les auteurs tiennent à remercier tout particulièrement l’École Navale
des Cadets "Almirante Padilla", la Direction Générale Maritime à
travers le CIOH, le CNES (Actions ISIS 0206-337 et 0307-499), le
CNRS et le programme de coopération ECOS-Nord (Action C03U01)
sans le soutien financier desquels ce projet n’aurait pu être mené à
bien.
Remerciements