36
Y. Ferret , V. Donato, N. Pouvreau SHOM, Brest (France) Journées REFMAR, PARIS. 2 4 Février 2016 Sauvegarde et analyse des données historiques de hauteurs d’eau. Exemple de la reconstruction de la série marégraphique de Saint-Nazaire depuis 1821

Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

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Page 1: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

DATE

Y. Ferret, V. Donato, N. Pouvreau SHOM, Brest (France)

Journées REFMAR, PARIS. 2 – 4 Février 2016

Sauvegarde et analyse des données

historiques de hauteurs d’eau.

Exemple de la reconstruction de la série

marégraphique de Saint-Nazaire depuis 1821

Page 2: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

CONTEXTE GÉNÉRAL

Etude du changement climatique : enjeu actuel (IPCC, 2013)

Evolution des températures (Océan/atmosphère), régimes climatiques, …

… Evolution du niveau marin

Evolution du niveau marin géocentrique (1993-2012):

(IPCC, 2013)

2/23

Sauvegarde des données marégraphiques historiques

Page 3: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Mesures marégraphiques

longues et continues

primordiales

(IPCC, 2013)

Associées aux observations

modernes, les mesures

historiques permettent d’avoir

accès à l’évolution séculaire

du niveau de la mer

CONTEXTE GÉNÉRAL

Etude du changement climatique : enjeu actuel (IPCC, 2013)

2/23

Sauvegarde des données marégraphiques historiques

Page 4: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

60 ans d’enregistrement sont

raisonnables pour estimer les

variations eustatiques actuelles et

filtrer les contributions cycliques et

irrégulières du signal

marégraphique (Douglas, 1991)

CONTEXTE GÉNÉRAL

Nécessité de chroniques les plus longues possibles

Les tendances calculées varient

selon la durée de la chronique

considérée et de sa qualité

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 20106900

6950

7000

7050

7100

7150

7200

annéesN

iv. M

oy

. a

nn

ue

ls (

mm

)

(/R

LR

-PS

MS

L)

0204060801001200

2

4

6

8

10

durée considérée (années)

ten

da

nc

e lin

éa

ire

(m

m/a

n)

+/-

Err

Std

Niveau moyens annuels mesurés à Brest depuis 1900:

Calculs de tendances en fonction la durée considérée

3/23

Sauvegarde des données marégraphiques historiques

Page 5: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

1955 - 2013

Sauvegarde des données marégraphiques historiques

Répartition et tendances sur les 60 dernières années

Tendances du niveau relatif de la mer en Europe occidentale

:

CONTEXTE GÉNÉRAL

4/23

Page 6: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

1820 30 40 50 60 70 80 90 1900 30 50 60 80 40 70 90 2000 10 10 20

Gouriou et al., 2012

Dunkerque

Le Havre

Cherbourg

St Servan

St Malo

Brest

St Nazaire

La Rochelle

La Pallice

Socoa

St Jean de Luz

Marseille

Toulon

Inventaire des chroniques disponibles en France

NM journaliers

NM mensuels

Données numériques

CONTEXTE GÉNÉRAL

60 ans

1 siècle

Le Havre

St Servan – St Malo

Cherbourg

Rochefort

Estuaire Gironde

Socoa St-Jean-de-Luz

Toulon

Liverpool

Brest

Pertuis d’Antioche

Marseille

Newlyn

St Nazaire

Dunkerque

Actuellement, peu de série de mesures de hauteur d’eau permettent

d’étudier l’évolution séculaire du niveau de la mer en France.

Seules les séries de Brest, Marseille et du pertuis d’Antioche, d’une

durée supérieure à 100 ans, sont disponibles au format numérique

Page 7: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Historical sea level data rescue: Saint-Nazaire

Plan du marégraphe Chazallon

Peu de données exploitées …

… malgré un riche patrimoine français:

Dès le milieu du 19ème siècle:

- mesure automatique et continue des hauteurs d’eau

(marégraphe)

- Développement d’un réseau marégraphique

Réseau marégraphique français

milieu du 19ème siècle

(1850) (1850)

(1846)

(1863)

(1863) (1860)

(1875) (1844)

Réseau de marégraphe géré par le Service Hydrographique

(SHOM, cote 12-7-47-1)

CONTEXTE GÉNÉRAL

Patrimoine « marégraphique » historique français

6/23

Page 8: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

8

1820 30 40 50 60 70 80 90 1900 30 50 60 80 40 70 90 2000 10 10 20

Dunkerque

Le Havre

Cherbourg

St Servan

St Malo

Brest

St Nazaire

La Rochelle

La Pallice

Socoa

St Jean de Luz

Marseille

Toulon

Gouriou et al., 2012

Données num.

Archives papiers

(Marégrammes,

Registres, … )

EN COURS

D’INVENTAIRE

+

SHOM

CONTEXTE GÉNÉRAL

Nécessité du « Data Rescue »

1900 - 2013

Tendance : mm/an

? ?

?

?

?

Le Havre

St Servan

– St Malo

Cherbourg

Socoa St-Jean-de-Luz

Pertuis d’Antioche

St Nazaire

Beaucoup de données inutilisées car

toujours au format papier !!

Besoin d’inventorier avec précision ces

données (complément du travail de N.

Pouvreau, 2008) et de les digitaliser afin de les

rendre exploitables !!!

« Data Rescue » (Demande GLOSS)

1 siècle

Page 9: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

- Sauvegarder le patrimoine historique que sont les observations du niveau de la mer des

décennies passées

- Améliorer la connaissance de l’évolution du niveau marin sur le littoral atlantique français,

puis d’intercomparer les résultats avec d’autres séries pluriséculaires du niveau de la mer à

l’échelle du littoral européen, voire mondial.

- Appréhender l’influence locale de l’anthropisme sur l’évolution des composantes du

niveau marin observées.

- Apporter des éléments primordiaux pour l’étude des niveaux extrêmes

- (Recenser et digitaliser les données météorologiques correspondantes)

UTILITÉ DES SÉRIES HISTORIQUES DE MESURES DU NIVEAUX MARINS

Objectifs

Historical sea level data rescue: Saint-Nazaire 8/23

Page 10: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Stratégie générale

1 – Recherche des archives marégraphiques

2- Numérisation des données papiers

3- Mise en cohérence des données de hauteurs

d’eau nouvellement numérisées : en vertical (/zéro

hydro) et en temps (UTC)

4- Validation des données

0

100

200

300

400

500

600

01/03/1904 06/03/1904 11/03/1904 16/03/1904 21/03/1904 26/03/1904 31/03/1904

Hau

teur

eau

(cm

)

Date

Signal numérique

Historical sea level data rescue: Saint-Nazaire 9/23

RECONSTRUCTION D’UNE SÉRIE HISTORIQUE DE

HAUTEURS D’EAU

Page 11: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Beautemps-Beaupré 1820 (Source: SHOM)

600 m

1820 200 km

ST-NAZAIRE

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Depuis 1863, un marégraphe est installé à Saint-

Nazaire, à l’embouchure de de la Loire (macrotidal)

Depuis le 19ème siècle :

- évolution du trait de côte due aux activités

anthropiques (Développement portuaire)

Observatoire marégraphique de Saint-Nazaire

10/23

600 m

Page 12: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Bouquet de la Grye (Source: SHOM)

600 m

1881 200 km

ST-NAZAIRE

Observatoire marégraphique de Saint-Nazaire

Depuis 1863, un marégraphe est installé à Saint-

Nazaire, à l’embouchure de de la Loire (macrotidal)

Depuis le 19ème siècle :

- évolution du trait de côte due aux activités

anthropiques (Développement portuaire)

10/23

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Page 13: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

600 m

Trait de côte actuel (Source: SHOM)

Aujourd’hui 200 km

ST-NAZAIRE Depuis 1863, un marégraphe est installé à Saint-

Nazaire, à l’embouchure de de la Loire (macrotidal)

Depuis le 19ème siècle :

- évolution du trait de côte due aux activités

anthropiques (Développement portuaire)

Observatoire marégraphique de Saint-Nazaire

10/23

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Page 14: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

600 m

Observatoire marégraphique actuel,

« avant port » (Mesures depuis 1951)

1ère localisation du marégraphe,

Phare du « Vieux-Môle » (1863-1950)

Plan de la base du puits

de tranquillisation

Avril

2014

(1861, cote 4S333, AD44)

200 km

ST-NAZAIRE Depuis 1863, un marégraphe est installé à Saint-

Nazaire, à l’embouchure de de la Loire (macrotidal)

Depuis le 19ème siècle :

- évolution du trait de côte due aux activités

anthropiques (Développement portuaire)

- Changement de la localisation du marégraphe

(1951 … 2 sites)

Observatoire marégraphique de Saint-Nazaire

10/23

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Page 15: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Marégraphe radar à ondes guidées

Depuis 1863, un marégraphe est installé à Saint-

Nazaire, à l’embouchure de de la Loire (macrotidal)

Depuis le 19ème siècle :

- évolution du trait de côte due aux activités

anthropiques (Développement portuaire)

- Changement de la localisation du marégraphe

(1951 … 2 sites)

- Evolution du type d’instrument utilisé:

- Marégraphe à flotteur

- Depuis 2007, marégraphe radar (réseau

marégraphe RONIM -- SHOM)

(UNESCO, 1985)

Principe de fonctionnement d’un

marégraphe à flotteur

Observatoire marégraphique de Saint-Nazaire

10/23

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Page 16: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Documents existant relatifs à l’observation du niveau marin à Saint-

Nazaire dispersés dans plusieurs centres d’archive en France

Registres manuscrits (1863 – 1920; 1925):

Extraction des hauteurs d’eau (pas de temps: ¼h – 1h)

Journaux bimensuels des marées (PM-BM,…)

Marégrammes

(1932 – 1964):

2 semaines à 1 mois de

mesures continues

1ères mesures identifiées : 1821

Observations diurnes tous les ¼ h sur une échelle de

marée temporaire (pour réduction de sondes).

1 – Recherche des archives marégraphiques

11/23

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Page 17: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Au total, les données recensées couvrent une période longue de 190 ans, incluant

au moins 125 ans de mesures continues du niveau marin à Saint-Nazaire

Localisation Extrémité du Vieux Môle Avant-port, jetée est

Type Chazallon

OTT Brillié Château

Pneumatique

Marégraphe

Nouvelles données :

1821 1830 1840 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Reg

istr

es

1821

Reg

istr

es

1853

PAS DE DONNÉES

PA

S D

E

DO

NN

ÉE

S

Marégraphe à flotteur

Registres et marégrammes papiers

Marégraphe à flotteur

Marégrammes papiers

1863 1921 1951

Données num.

2007 : RONIM

Marég.

radar

1 – Recherche des archives marégraphiques

Intérêt de généralisation

du travail d’inventaire

aux collectivité,

Autorités portuaires, …

12/23

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Page 18: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Travail long et fastidieux !

Registres manuscrits: Digitalisés manuellement

(~ 500.000 valeurs horaires)

+ procédures de vérification pour identifier les

erreurs de transcription lors de numérisation et/ou

par observateurs

Marégrammes papiers: - Scannage (> 1 km de documents scanné)

- Numérisation : logiciel NUNIEAU (CEREMA)

Environ 8000 courbes

journalières de marée ont

été extraites dans le cadre

de ce projet

Logiciel NUNIEAU (NUmérisation des NIveaux d'EAU) mis à disposition gratuitement pour numériser

de façon semi-automatique les marégrammes papiers. Il se base sur un algorithme de reconnaissance

des couleurs pour extraire le signal de marée(pas de temps paramétrable selon qualité du marégramme).

2- Numérisation des documents papiers

13/23

http://www.mediterranee.cerema.fr/logiciel-de-numerisation-des-enregistrements-r57.html

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Page 19: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Nouvelles données

Registres manuscrits Marégrammes papiers

Données de hauteurs d’eau NUMERIQUES … BRUTES

~ 80 ans de

données

nouvellement

numérisées

Stratégie d’échatillonnage

1 heure Diurne

15min

Diurn.

15min 5 min.

2- Numérisation des documents papiers

1821 1830 1840 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Reg

istr

es

1821

Reg

istr

es

1853

PAS DE DONNÉES

PA

S D

E

DO

NN

ÉE

S

Marégraphe à flotteur

Registres et marégrammes papiers

Marégraphe à flotteur

Marégrammes papiers

1863 1921 1951

Données num.

2007 : RONIM

Marég.

radar

14/23

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Page 20: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

3- Mise en cohérence des données … en terme de temps

Tps Solaire Moyen Systèmes de temps

Temps Solaire Vrai

Tps local (TU+1) TU

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

janvier mars mai juillet septembre novembre

Co

rre

cti

on

(m

inu

tes

)

Equation du temps

TSV TSM

Correction en longitude

+8,47min

TSM TU

1821 1830 1840 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Reg

istr

es

1821

Reg

istr

es

1853

PAS DE DONNÉES

PA

S D

E

DO

NN

ÉE

S

Marégraphe à flotteur

Registres et marégrammes papiers

Marégraphe à flotteur

Marégrammes papiers

1863 1921 1951

Données num.

2007 : RONIM

Marég.

radar

15/23

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Page 21: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Repère IGN NGF OKS69

Zéro marég.: 1863 - (1898)

Zéro marég.: (1898 ) – 1996 / Zéro hydro (1864-1996)

Zéro marég.: 1996-…

Zéro hydro (1821)

RLR 1974 (PSMSL)

Zéro hydro: 1996-…

12

.75

7m

0.2

5m

0.1-0.13m

0.4

m

8.8

52

m

9.2

52

m

Beaucoup d’informations, parfois incohérentes à analyser

Pour certaines périodes, le zéro du marégraphe reste incertain!

1821 1830 1840 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Led

gers

1821

Led

gers

NO DATA

NO

DA

TA

Float tide gauge

Paper-form datasets (ledgers, marigrams) Analog marigrams

1863 1921

Digital datasets

2007

NO

D

AT

A

NO

D

AT

A

NO

D

AT

A

NO

D

AT

A

Float tide gauge Radar

tide

gauge

3- Mise en cohérence des données … en terme de référence verticale

(Confusion possible entre Zéro hydro / Zéro marégraphe)

16/23

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Page 22: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

4- Correction / Suppression – Validation des données

Feuille de contrôle associée au marégramme Méthodes:

- Prise en compte des contrôles lors des mesures

- Identifications des sauts verticaux et/ou temporels

contrôles visuels, traitement du signal (filtrage

de fréquence, …)

- Comparaison avec les prédictions (étude des résidus)

- …

Hau

teu

rs d

’eau

(m

)

1957 6

5

4

3

2

1

0

Comparaison hauteur

contrôlée / haut. extraite dH (m)

07/55 01/56 07/56 01/57

-50

0

50

100

tim

e d

iffe

rence (

min

)

PM

Obs-Pred

smoothed diff

time correction

07/55 01/56 07/56 01/57

-100

-50

0

50

100

tim

e d

iffe

rence (

min

)

BM

Obs-Pred

smoothed diff

time correction

Etude des résidus (Obs-Pred)

Dif

fére

nce e

n t

em

ps (

min

)

100

50

0

-50

PM

Résidus PM (Obs-Pred)

Différence lissée

Erreurs de retranscription

02/04/1867 03/04/1867

Identification des erreurs,

anomalies, …

Corrections / suppression,

validation

17/23

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Page 23: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Brest Pertuis d’Antioche Saint-Nazaire

4- Vérification de la qualité des mesures historiques

Qualité des mesures vérifiée en comparant des séries de hauteurs d’eau mesurées à proximité

(stations régulièrement soumises aux mêmes conditions atmosphériques à large échelle)

IDENTIFICATION DE PERIODES POTENTIELLEMENT DE MAUVAISES QUALITE !!

18/23

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Page 24: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

St Nazaire / Brest

St Nazaire / Pertuis

GLOBALEMENT, DONNÉES DE BONNE QUALITÉ … A AFFINER!

Brest Pertuis d’Antioche Saint-Nazaire

Qualité des mesures vérifiée en comparant des séries de hauteurs d’eau mesurées à proximité

(stations régulièrement soumises aux mêmes conditions atmosphériques à large échelle)

4- Vérification de la qualité des mesures historiques

18/23

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Page 25: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Le Havre

St Servan – St Malo

Cherbourg

Rochefort

Estuaire Gironde

Socoa St-Jean-de-Luz

Toulon

Liverpool

Brest

Pertuis d’Antioche

Marseille

Newlyn

St Nazaire

TRAVAIL EN COURS!!

Newlyn (source: PSMSL)

Brest (source: Sonel)

SAINT-NAZAIRE

Pertuis

d’Antioche

(Gouriou et al.)

Marseille

(source: PSMSL)

La série reconstruite de St-Nazaire devient assez longue pour

permettre l’étude de l’évolution du niveau marin!

Intérêt de la reconstruction : Evolution du niveau marin

Résultats attendus:

Comparaison avec d’autres séries pluriséculaires du niveau de la mer

Tendances à St-Nazaire selon le

« 0 officiel » du marégraphe:

1953 -2013: 1.70+/-0.21 mm/an

1863-2013: 1.33+/-0.06 mm/an

A CONFIRMER! !

19/23

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Page 26: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

Me

an

tid

al

ra

ng

e (

cm

)

320

340

360

380

400

420Evolution du marnage mens. Moyen (St –Nazaire)

St-Nazaire

Nantes

… En aval, impact pas

complètement quantifié !

Intérêt de la reconstruction : Evolution des caractéristiques de la marée

Evolution du marnage, modification des composantes harmoniques, … / Influences anthropiques

Modifications anthropiques importantes en Loire lors du siècle dernier ! (dragage, chenaux de

navigation, développement portuaire, …)

Impact fort sur le

marnage en amont …

(Winterwerp et al., 2015)

6

4

2

0

Evolution du marnage à Nantes

1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000160

170

180

190amplitude (cm)

M2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 200060

80

100

120

140Phase (°)

M2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 200050

55

60

65

70

75amplitude (cm)

S2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000100

120

140

160

180Phase (°)

S2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 200025

30

35

40

45amplitude (cm)

N2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 20000

50

100

150

200Phase (°)

N2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 200010

15

20

25amplitude (cm)

M4

1880 1900 1920 1940 1960 1980 20000

100

200

300

400Phase (°)

M4

1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000160

170

180

190amplitude (cm)

M2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 200060

80

100

120

140Phase (°)

M2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 200050

55

60

65

70

75amplitude (cm)

S2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000100

120

140

160

180Phase (°)

S2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 200025

30

35

40

45amplitude (cm)

N2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 20000

50

100

150

200Phase (°)

N2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 200010

15

20

25amplitude (cm)

M4

1880 1900 1920 1940 1960 1980 20000

100

200

300

400Phase (°)

M4

1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000160

170

180

190amplitude (cm)

M2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 200060

80

100

120

140Phase (°)

M2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 200050

55

60

65

70

75amplitude (cm)

S2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000100

120

140

160

180Phase (°)

S2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 200025

30

35

40

45amplitude (cm)

N2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 20000

50

100

150

200Phase (°)

N2

1880 1900 1920 1940 1960 1980 200010

15

20

25amplitude (cm)

M4

1880 1900 1920 1940 1960 1980 20000

100

200

300

400Phase (°)

M4

Evolution des composantes harmoniques

Exemple de M2

Développement portuaire, Nouveaux

chenaux de navigation ???

Modification de l’observatoire (puits,…)???

20/23

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Page 27: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

08/11 12:00 09/11 00:00 09/11 12:00 10/11 00:00 10/11 12:00 11/11 00:00 11/11 12:00 12/11 00:00 12/11 12:00 13/11 00:00 13/11 12:00 14/11 00:00 14/11 12:00 15/11 00:00 15/11 12:00 16/11 00:00 16/11 12:00980

1000

1020

1040

Atm

. p

res

su

re (

hP

a)

08/11 12:00 09/11 00:00 09/11 12:00 10/11 00:00 10/11 12:00 11/11 00:00 11/11 12:00 12/11 00:00 12/11 12:00 13/11 00:00 13/11 12:00 14/11 00:00 14/11 12:00 15/11 00:00 15/11 12:00 16/11 00:00 16/11 12:000

1

2

3

4

5

6

7

Se

a le

ve

l (m

)

Obs. Pred. Residual

08/11 09/11 10/11 11/11 12/11 13/11 14/11 15/11 16/11

Se

a le

ve

l (m

) / S

to

rm

su

rg

e (m

)

0

1

2

3

4

5

6

7

Atm

.

Pre

ssu

re

(h

Pa

)

1040

1020

1000

980

Novembre 1894

“Le 12 Novembre, de midi à 5h du soir, une violente tempête,

ouragan même, s’est déchainé sur nos côtes de Bretagne. Le

marégraphe de St-Nazaire […] a été particulièrement éprouvé.”

A.Evain (Nov. 1894)

Surcote de 1.38 m

meilleure définition

des PPRN

(Risques littoraux,

Submersion, …)

« Aspect

opérationnel »

Intérêt de la reconstruction : Prise en compte des tempêtes historiques

Etude des évènements exceptionnels :

L’identification et la prise en compte des surcotes historiques, non-quantifiées jusqu’alors,

permet d’améliorer les statistiques sur la tendances des niveaux marins extrêmes.

21/23

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Page 28: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Aperçu du travail en cours sur la reconstruction de la série de St-Nazaire

CONCLUSION

Travail réalisé:

- Inventaire et recherche d’archives relatives à l’observation du niveau marin à Saint-Nazaire

- Digitalisation des données (500.000 valeurs horaires, 8.000 signaux tidaux journaliers)

Globalement, données de bonne qualité

- Travail à partir des mesures/métadonnées pour rendre la série reconstruite cohérente

… En cours de réalisation:

Travail encore nécessaire pour obtenir une série cohérente la plus sûre et complète possible

Néanmoins, il est déjà perceptible que des résultats prometteurs devraient être obtenus

Une fois la série reconstruite et validée, les données nouvellement numérisées seront mises à disposition (REFMAR,

SONEL, PSMSL, …)

Résultats attendus

Etude de l’évolution du niveau marin, comparaison avec des séries à proximité, travail sur niveaux extrêmes,

évolution des caractéristiques de la marée, ….

Perspectives:

Données de pressions atmosphériques disponible en format papier (1863-1920), pourraient également être

digitalisées : une probable meilleure caractérisation de la tendance long-terme du niveau marin pourrait être atteinte!

data.shom.fr

www.sonel.org

22/23

Reconstruction de la série de Saint-Nazaire

Page 29: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Possibilité / Nécessité de ne pas se limiter à la

France …

élargir l’emprise géographique

du “Data Rescue”

INVENTAIRE SHOM

EN COURS

Archives papiers

(Marégrammes,

Registres, … )

Ex: MADAGSCAR

PERSPECTIVES

23/23

Extrait marégramme de Diego Suarez,

Madagascar

(Pouvreau, 2008)

Données num.

Page 30: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

MERCI POUR VOTRE ATTENTION

Questions???

Aquarelle d’Alfred Carbon, 1891.

(Ecomusée, G 522-2821).

April

2014

http://refmar.shom.fr/applications_maregraphiques/program

mes-projets/construction-analyse-series-coherentes-niveau-

mer/port-de-saint-nazaire

Page 31: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

36/37

(1861)

MISE EN PLACE DE L’OBSERVATOIRE DES MARÉES AU « VIEUX MÔLE »

Note de l’Ingénieur hydrographe Gaussin, 1861 :

« Le puits du marégraphe est établi à l’extrémité du musoir de la jetée en

pierre de St-Nazaire. Il est formé de pièces de bois de sapin, verticales

appliquées contre un des côtés du musoir et fortement reliées par des

bandes de fer […] Dans ce massif de sapin est le puits circulaire de 60

centimètres de diamètre descendant verticalement jusqu’aux assises

inférieures de la jetée en bas de la cale, à 1 m environ au dessus de la

basse mer, puis dans les assises de la cale et dans le rocher inférieur où il

est maçonné en briques et ciment avec le même diamètre, il descend ainsi

m’a-t-on assuré jusque 30 ou 40 centimètres au dessous du zéro de l’échelle

de l’extrémité de la jetée » Carte postale, AD-44 (23 Fi 4438)

Gaussin, 1861

(1861, cote 4S333, AD44)

Page 32: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Logiciel NUNIEAU (CEREMA)

Numérisation des marégrammes papiers

Vraiment efficace quand : Une courbe de marée par marégramme et la couleur dominante du fond est

différente de celle de la courbe

Etapes

CALAGE EN TEMPS

ET EN VERTICAL

Page 33: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Logiciel NUNIEAU (CEREMA)

Numérisation des marégrammes papiers

Vraiment efficace quand : Une courbe de marée par marégramme et la couleur dominante du fond est

différente de celle de la courbe

Etapes

CALAGE EN TEMPS

ET EN VERTICAL

DÉFINITION DE LA

COULEUR A EXTRAIRE

Page 34: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

CALAGE EN TEMPS

ET EN VERTICAL

DÉFINITION DE LA

COULEUR A EXTRAIRE

NETTOYAGE DE

L’IMAGE

Logiciel NUNIEAU (CEREMA)

Numérisation des marégrammes papiers

Vraiment efficace quand : Une courbe de marée par marégramme et la couleur dominante du fond est

différente de celle de la courbe

Etapes

Page 35: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Du Temps Solaire Vrai au Temps Solaire Moyen … au Temps Universel

RECONSTRUCTION DES HAUTEURS D’EAU HISTORIQUES À SAINT-NAZAIRE

Temps Solaire Vrai ou apparent

Mesure du temps basée sur le déplacement apparent du Soleil au cours de la journée pour un endroit donné.(angle horaire du

Soleil) Heure du cadran solaire

Durée du jour varie au cours de l’année, du fait de:

- L’obliquité, ou l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre / à l’écliptique

- L’ellipticité de l’orbite de la Terre

Temps Solaire Moyen

Mesure du temps basée sur

un Soleil moyen qui se

déplacerait sur l’équateur à

vitesse constante (1 jour =

24h) tout au long de l’année

Périhélie

(3janv) Aphélie

(7juill)

TSV TSM

Correction en longitude

+8,47min

TSM TU

Page 36: Sauvegarde et analyse des données historiques de ... - Shom

Le suivi de l’évolution du trait de côte et de la bathymétrie au cours du temps pourrait permettre de

comprendre les modifications des caractéristiques de la marée au cours du 19ème et 20ème siècles.

RECONSTRUCTION DES HAUTEURS D’EAU HISTORIQUES À SAINT-NAZAIRE

PERSPECTIVES

Evolution du trait de côte et de la bathymétrie sur des temps historiques

Archives cartographiques du

SHOM contient plusieurs

minutes (papier):

- 1821

- 1853

- 1864

- 1881

- 1893

- 1901

- …

Couvrant selon les cartes, la Loire

jusqu’à Nantes, ou uniquement

l’embouchure. Minute Beautemps-Beaupré de 1821 (Source: SHOM)

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