L'Ifremer vous révèle les océans
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Activités de recherche - année 1998Environnement littoralSommaire :
Fonctionnement de l’écosystème Modélisation des proliférations phytoplanctoniques atlantiques L’Ifremer met au point un modèle écologique tridimensionnel, fondé sur le couplage entre un modèle hydrodynamique et un modèle biologique. Le modèle hydrodynamique permet de rendre compte des phénomènes d’advection et de dispersion sous l’effet du vent et de la marée et simule l’évolution des structures hydrologiques du plateau continental. Il a mis en évidence l’influence des vents sur l’évolution des panaches de fleuves. Le modèle biologique permet de simuler de facon réaliste le devenir des sels nutritifs (azote, phosphore et silicium), du phytoplancton et des formes organiques détritiques dans l’eau. Ce modèle écologique contribuera à améliorer nos connaissances sur l’influence des différents facteurs sur la production primaire et de quantifier le rôle des différences météorologiques interannuelles ; il est pour l’instant en phase de calibration sur les données existantes. Les images satellitaires couleur de l’eau émises par le capteur SeaWiFS de la NASA sont utilisées afin de valider les simulations. Littoral breton, azote et bassins versants Une collaboration s’est instaurée entre l’Ifremer, les collectivités territoriales, l’Agence de l’Eau Loire-Bretagne sur les apports d’azote en Bretagne. En effet, les flux d’azote d’origine terrestre engendrent deux phénomènes sur les côtes bretonnes : des " marées vertes " et des efflorescences phytoplanctoniques, dont certaines peuvent être toxiques. Pour donner lieu à une prolifération d’algues vertes (ulves), le flux d’azote doit être délivré sur une plage à faible pente et couverte d’une eau peu renouvelée. Les anses et les baies des Côtes-d’Armor et du Finistère sont les plus nombreuses à être touchées : environ cinquante sites, dont une quinzaine de façon notable à très forte. Plusieurs opérations ont été réalisées :
Malgré un réel effort pour limiter les apports en azote, les concentrations et les flux continuent encore d’augmenter. Ceci s’explique par l’inertie du système sol/sous-sol dans la restitution de l’azote aux cours d’eau. Le contrôle des marées vertes sera donc une affaire de longue haleine. Les aménagements dans les estuaires justifient souvent que soient prises des mesures de protection, de restauration, de réhabilitation de zones d’intérêt biologique. Un séminaire national, organisé par le GIP Hydrosystèmes avec la collaboration du ministère de l’Aménagement du Territoire et de l’Environnement, a permis de proposer des stratégies pour mieux gérer l’aménagement et le maintien d’un fonctionnement naturel des estuaires. Les résultats de ce séminaire ont été publiés dans la série " Actes des colloques " de l’Ifremer. Les proliférations et les invasions Groupe de travail international sur le plancton toxique Le groupe de travail conjoint du Conseil international pour l’exploration de la mer et de la Commission océanographique intergouvernementale sur la dynamique des efflorescences algales toxiques a étudié la mise à jour des cartes décennales d’événements toxiques. Ces cartes sont actualisées par l’Ifremer pour les pays du CIEM et diffusées sur son serveur. Séminaire Geohab (Global Ecology and Oceanography of Harmful Algal Blooms) Un séminaire financé par l’Unesco (SCOR, Scientific Committee on Oceanic Research et COI, Commission océanographique internationale) s’est tenu au Danemark, afin d’établir un plan d’action scientifique coordonné pour développer les connaissances sur les événements toxiques algaux et organiser la coopération internationale sur ce sujet. La recherche doit permettre de comprendre les particularités et les mécanismes spécifiques contrôlant la dynamique de population d’une espèce toxique. Cette compréhension fondamentale pourra être utilisée pour l’optimisation d’opérations de surveillance ; elle est aussi nécessaire à l’établissement de scénarios prédictifs d’apparition, de transport, de toxicité et d’effets environnementaux. La France poursuit, depuis 1988, un programme national (PNEAT, programme national " Efflorescences algales toxiques ") avec des objectifs généraux identiques à ceux de Geohab, susceptible de constituer le volet Geohab-France. Estuaire de Seine : synthèse et applications L’Ifremer coordonne depuis quatre ans le programme " Seine-Aval ", qui a pour objectif de comprendre les dysfonctionnements de l’estuaire afin de développer les outils nécessaires à sa gestion. Des progrès remarquables dans la recherche des germes in situ par génie génétique ont permis de dénombrer les bactéries nitrifiantes, les bactéries témoins de contamination fécale et les bactéries ayant acquis une résistance au cadmium. De même, des bilans massiques ont été réalisés en sédimentologie et pour certains paramètres appartenant aux cycles naturels (azote, oxygène dissous...). Les laboratoires de l’Ifremer, outre leurs travaux sur la modélisation de l’écosystème estuarien, ont obtenu des résultats sur le transport sédimentaire des polluants, la contamination chimique de l’estuaire (cadmium, herbicides), ainsi que sur la bioaccumulation des polychlorobiphényls (PCB) dans la chaîne trophique du bar. Par ailleurs, l’utilisation d’un sonar latéral a permis à l’Institut et aux universités de Caen et de Rouen d’établir la première cartographie sédimentaire des fonds de l’estuaire. Le Comité scientifique international d’évaluation et d’orientation du programme s’est réuni pour la première fois le 6 mars 1998. L’évaluation a été favorable ; le Comité a recommandé la réalisation d’une synthèse des résultats acquis, afin de valoriser au mieux l’important travail réalisé. A partir des résultats du programme, des applications ont pu être faites, en particulier :
Le programme est devenu un outil opérationnel d’aide à la décision : contamination par le mercure (DDASS), orientations des contraintes à appliquer aux industriels (DRIRE), définition d’indicateurs pertinents de suivi de la qualité de l’eau (AESN). Pollution du littoral des Pyrénées-Atlantiques par les macrodéchets en provenance du large A la demande de la préfecture des Pyrénées-Atlantiques, l’Ifremer a rédigé un document de synthèse sur la pollution littorale du Pays Basque par les macrodéchets. Les connaissances actuelles sur la dynamique côtière du golfe de Gascogne permettent de penser qu’une partie des déchets de la côte espagnole et de la Corogne peut être transportée jusqu’aux côtes françaises durant la période hivernale. En été, ces déchets sont transportés plutôt au nord ou au nord-ouest, du fait des vents dominants de secteur nord-ouest. L’arrivée de déchets espagnols sur les côtes françaises ne pourrait donc être qu’indirecte en cette saison : transit vers le nord-ouest en été et retour sur la côte française en hiver. Mais les connaissances actuelles en hydrodynamique ne permettent pas une réponse définitive. Les bactériophages : indicateurs viraux ? L’Ifremer a présenté ses résultats sur la contamination virale des coquillages au cours du 19ème congrès de l’" International Association on Water Quality " (Vancouver, juin 1998). Ce congrès concerne l’ensemble des aspects touchant la qualité de l’eau, les rejets d’eaux usées et leur impact (baignade, coquillages, santé, retombées économiques). De nombreux exposés ont soutenu le nouveau concept d’utilisation des bactériophages comme indicateur viral, aussi bien pour le contrôle des eaux potables (action américaine, canadienne), que des eaux de baignade (action néerlandaise et espagnole) et des coquillages (action anglaise). L’Ifremer a lancé un programme d’observation de ces bactériophages sur quelques sites français pour évaluer la pertinence de cet indicateur dans les cas de contamination concernés. Contamination des abers du Nord-Finistère par les composés organostanniques Les ostréiculteurs des abers du Nord-Finistère observent des anomalies sur les huîtres de leurs élevages susceptibles d’entraîner une dévalorisation des produits mis en marché. Ce constat suggère l’hypothèse d’une altération de la qualité des eaux par la présence de composés organostanniques (peinture anti-salissures), liés à la présence de 461 mouillages permanents. Le syndicat ostréicole des Abers a contractualisé auprès de l’Ifremer une étude sur la contamination des eaux. Les concentrations de tributyl étain (TBT) les plus élevées ont été relevées sur les sites des ports de l’Aber Benoît et de l’Aber Wrac’h . Pour les deux abers, on constate une diminution progressive de la contamination vers l’amont des estuaires, et des concentrations nettement plus faibles vers la partie marine aval. Les concentrations en TBT supérieures à 2 ng/l-1 (cette valeur étant le seuil en dessous duquel il n’y a pas d’effet provoquant des anomalies de calcification chez l’huître Crassostrea gigas), peuvent expliquer ces anomalies, sans préjuger des effets possibles sur le plancton ou sur les populations de gastéropodes. L’examen d’un échantillon d’huîtres élevées durant deux ans sur le site de l’Aber Benoît confirme ce constat, avec 100 % de chambrage caractéristique d’une présence excessive de TBT. Contamination des zones côtières par les produits phytosanitaires La recherche marine et l’observation de l’environnement en zone estuarienne et côtière apportent des résultats nouveaux, mettant en évidence une contamination ubiquiste et pérenne du littoral français par les produits phytosanitaires. Les données sur la distribution spatio-temporelle des concentrations de ces biocides couvrent trois façades maritimes, correspondant aux grands bassins versants : Seine-Manche, Loire-Gironde-océan Atlantique, Rhône-Méditerranée. Les résultats démontrent que les herbicides appartenant à différentes familles de composés (triazines et produits de leur dégradation, amides et acétanilides) sont des contaminants organiques majeurs, présents à l’état de traces sous forme dissoute dans les eaux estuariennes et côtières en France. La présence constante des triazines et des produits de leur dégradation, établie en tous lieux, confirme le caractère ubiquiste de cette contamination. D’autres biocides ont été formellement détectés et identifiés dans les eaux estuariennes, mais leurs traces semblent être limitées dans le temps et restent localisées dans l’espace. Ces résultats ont été publiés dans une synthèse de l’Institut francais de l’environnement. Comportement géochimique des herbicides en milieu estuarien L’étude du transport et des transformations des herbicides organoazotés dans les zones de mélange des estuaires a pour but d’élucider leur comportement géochimique. A l’échelle de temps considérée, les triazines ne subissent aucune dégradation ni échange avec la phase particulaire. Ce phénomène de dilution conservative implique que les flux bruts entrant dans la zone fluviale sont équivalents aux flux nets exportés en zone marine. Ces résultats ont pour conséquence des considérations pratiques quant au développement d’une stratégie commune d’évaluation des apports fluviatiles des herbicides en zone côtière. Une meilleure compréhension du comportement géochimique de contaminants en milieu estuarien permet également de formaliser ces observations à l’aide de modèles mathématiques. Étude de flux des herbicides dans le Rhône et la Seine L’estimation des flux fluviatiles s’inscrit dans le contexte international des conventions de Barcelone et d’OSPAR (pour l’Atlantique Nord-Est), répondant aux recommandations prises sur la réduction des apports de contaminants en milieu marin côtier. Les apports bruts fluviatiles de l’atrazine dissoute ont été estimés, dans le delta du Rhône à 5 800 kg/an en 1994-1995, et dans l’estuaire de la Seine à 1 300 et 2 200 kg/an, respectivement, en 1992 et 1993. Dans le cas du Rhône, une quantité importante est transportée également sous forme de produits de dégradation (e.g. deséthylatrazine : 3 100 kg/an). Une différence notable de potentiel de transfert de pesticides existe entre les bassins versants du Rhône et de la Seine, le Rhône se caractérisant par un potentiel plus élevé que celui de la Seine. Les résultats de ces recherches fournissent des informations nécessaires au calcul des bilans massiques des herbicides utilisés en France, et des informations indispensables pour la recommandation et la définition d’un protocole de suivi. Réseau d’indicateurs biologiques en Méditerranée L’Ifremer et l’Agence de l’Eau Rhône-Méditerranée-Corse lancent une nouvelle campagne d’étude de la contamination chimique du littoral méditerranéen, en utilisant des mollusques comme biointégrateurs. Sont associés en partenariat à cette opération, l’Agence méditerranéenne de l’environnement (AME) sur le complexe lagunaire de Bages-Sigean (Aude) et l’Intitut de protection et de sécurité nucléaire (IPSN) pour la mesure de radioéléments en mer. A partir de la mi-mai, quarante stations artificielles de moules ont été posées, de la frontière espagnole à la frontière italienne et en Corse, en mer et en lagunes. Elles ont été relevées après trois mois d’immersion et la chair des moules a été analysée pour mesurer les teneurs en contaminants chimiques (métaux lourds et molécules organiques comme les pesticides et les hydrocarbures) ayant un impact sur l’environnement marin. Le rapport final de l’étude est prévu pour le mois de juillet 1999. Modèle de dispersion en Manche pour l’IPSN L’Ifremer vient de livrer à l’Institut de protection et de sûreté nucléaire un modèle mathématique de calcul de la dispersion de matières dissoutes rejetées dans le milieu marin. Ce modèle hydrodynamique est basé sur la méthode " lagrangienne barycentrique ", précédemment mise au point. Il permet de calculer, sur de longues échelles de temps (plusieurs années) et de petites échelles spatiales (plusieurs milliers de kilomètres), le déplacement, la dilution et la décroissance de substances chimiques (conservatives) quelconques. Il s’agit d’un modèle bidimensionnel en coordonnées sphériques basé sur l’hypothèse de la prépondérance de la marée et du vent. Ce nouvel outil fait suite à un premier prototype et l’améliore. Son emprise géographique est plus large (il couvre intégralement le sud de la mer du Nord, la Manche, la mer d’Irlande et, partiellement, le plateau atlantique et la mer Celtique). La résolution spatiale a été perfectionnée. Elle est désormais de 1 km. Ces nouvelles caractéristiques correspondent à un nombre de points de calcul supérieur au million. Le calage et la validation du modèle ont été réalisés à partir de l’observation des éléments radioactifs émis par l’usine de retraitement de La Hague (particulièrement l’antimoine 125), utilisés comme traceurs. Transfert de modèles hydrodynamiques vers les laboratoires côtiers : l’exemple de Boulogne-sur-Mer L’Ifremer a décidé d’équiper progressivement les stations côtières d’un outil de calcul de la courantologie, de la dilution et de la dégradation de divers constituants transportés par le courant, afin de les aider dans la formulation des réponses aux questions qui leur sont posées dans ce domaine. A Boulogne-sur-Mer, le problème principal concerne le devenir des bactéries en mer. A la demande de l’Agence de l’Eau Artois-Picardie, l’Ifremer a modélisé les conditions de dilution, de transport et de dégradation des rejets bactériens inventoriés sur trois sites : la baie de Somme, les abords de Boulogne-sur-Mer et le littoral proche de Dunkerque, à Oye-Plage. Les modèles hydrodynamiques des sites de Boulogne-sur-Mer et de la baie de Somme, ainsi que le modèle à maille plus large du Nord-Pas-de-Calais et de la Picardie, ont été transférés au laboratoire de Boulogne, qui a procédé à leur validation en comparant les résultats de terrain avec ceux donnés par la simulation. Ces modèles serviront de support aux avis en matière d’environnement : positionnement d’un rejet, d’un ouvrage, suivi de polluants, rejets de dragage. Leur objectif est d’aider à la reconquête de la qualité des eaux littorales, conchylicoles et de baignade. Proliférations phytoplanctoniques de l’été 1998 et fermeture de zones
Autres espèces non toxiques 1998 a été une année particulièrement riche en efflorescences phytoplanctoniques diverses : de nombreuses espèces, non toxiques, ont proliféré de façon importante, au printemps mais également en fin d’été. Méthodes d’étude du phytoplancton toxique Les journées du Réseau de surveillance du phytoplancton et des phycotoxines (Rephy), dont l’Ifremer est responsable, ont pour objectif l’échange d’informations sur les techniques ou les résultats nouveaux ainsi que des mises au point sur le fonctionnement, les stratégies et les méthodes entre laboratoires côtiers et laboratoires de recherche. Elles ont permis d’aborder :
Surveillance du phytoplancton toxique : document de synthèse sur dix ans Ce document compile tous les événements qui ont été associés, de 1984 à 1995, à la présence de ces espèces sur le littoral français, avec des conséquences sur la consommation des coquillages ou bien sur la survie des animaux marins. Sont présentés, en particulier, les résultats des épisodes de toxicité liés à la présence, dans les coquillages, de toxines diarrhéiques (DSP) ou de toxines paralysantes (PSP), ainsi qu’une description détaillée de toutes les zones ayant fait l’objet d’interdictions de vente et de ramassage des coquillages. Un récapitulatif des épisodes de mortalités d’animaux marins (poissons sauvages ou d’élevage, coquillages...), associés à des développements phytoplanctoniques, est également inclus. Base des données de la surveillance Quadrige : mise en place opérationnelle La base Quadrige, qui accueille les données des réseaux de surveillance, est aujourd’hui opérationnelle : elle contient un peu plus de 1,7 millions de résultats. En mai, une nouvelle version des outils de saisie et de consultation a été livrée, et les utilisateurs habituels ont procédé à son installation par l’intermédiaire de l’Intranet Ifremer. Parallèlement, un comité des utilisateurs a été mis en place, qui jouera un rôle de conseil et d’évaluation. Il est la force de proposition des évolutions de la base Quadrige. Évaluation des systèmes de contrôle de la salubrité des coquillages par la Commission européenne Une mission de l’Office alimentaire et vétérinaire de la Commission européenne (DG 24) s’est déroulée dans les Côtes d’Armor et à Saint-Malo. Cette mission d’un vétérinaire de l’Office sur le littoral des Côtes d’Armor, accompagné des responsables sectoriels du ministère de l’Agriculture et des Pêches, avait pour but d’évaluer :
L’expert a estimé que le dispositif de surveillance de la qualité des eaux côtières géré par l’Institut (avec les trois réseaux Remi, Rephy et Rno) est adapté aux exigences de la directive 91/492 CEE. Cependant, il s’est interrogé sur la pertinence du Rno à aborder la gestion du risque alimentaire inhérent à la contamination chimique des coquillages. De façon plus générale, l’expert de l’OAV a signalé que de gros efforts sont réalisés en France pour l’application des dispositions communautaires dans ce domaine. Toutefois, une déficience collective a été notée en ce qui concerne la célérité des échanges d’information qui devrait permettre à toutes les autorités compétentes de disposer des données de la surveillance du milieu dans des délais compatibles avec la mise en place de plans de surveillance des produits, adaptés au risque sanitaire. Il a été rappelé par l’Ifremer que l’objectif initial du Rno consiste à évaluer les niveaux et tendances des polluants. Cependant, certains résultats ont été utilisés pour le classement des zones de production. Par ailleurs, la diffusion des données de la surveillance des eaux côtières va être grandement améliorée par l’accès aux données de la base Quadrige. PhytoQuiz : un CDRom pour l’identification du phytoplancton PhytoQuiz 1 est le premier des 2 CD-Roms bilingues (français et anglais) d’auto-formation à l’identification du phytoplancton destinés à des observateurs préalablement initiés : techniciens, aquaculteurs, étudiants. Plus particulièrement adaptés au personnel impliqué dans la surveillance, ils couvrent le phytoplancton et le microphytobenthos des côtes françaises : PhytoQuiz 1 traite des organismes flagellés marins, PhytoQuiz 2 traitera des organismes non flagellés d’eaux marines à saumâtres. Ce produit intéresse de nombreux pays, particulièrement ceux qui possèdent un réseau de surveillance, ou encore ceux qui prévoient d’en créer un. La COI (Commission océanographique intergouvernementale), organisme de l’Unesco chargé d’assurer des cycles de formation a marqué également son intérêt. Le système automatisé de surveillance du littoral " Marel " Le Comité de pilotage Marel (*) (Mesure automatisée en réseau pour l’environnement littoral) s’est tenu à Rouen. D’un point de vue technique, le projet est qualifié de franc succès par notre partenaire régional (SGAR), qui le considère comme l’une des réussites du plan 1994-1999 de la région. Faisant suite à l’implantation de la station estuarienne d’Honfleur qui fonctionne depuis dix-huit mois, la première station marine Grande Rade Sud, Marel, a été mise en place en baie de Seine. Elle fonctionne depuis en mode nominal sans qu’aucune intervention à bord ne soit nécessaire. Après validation, les données peuvent être visualisées sur le Web, tout comme celles de la station estuarienne d’Honfleur. Une opération de maintenance prévisionnelle sera faite prochainement. Certaines mises au point techniques sont opérées actuellement. L’ensemble des mesures qui doivent être réalisées contractuellement sont disponibles, mis à part les nitrates, l’analyseur correspondant devant encore subir des tests en environnement avant d’être implanté sur les bouées. Les deux dernières stations marines qui complèteront le réseau sont prêtes depuis septembre 1998, mais n’ont pas encore pu être mises en place à cause des conditions météorologiques défavorables. Le maintien opérationnel du réseau par l’Institut, dans les conditions contractuelles, est prévu jusqu’à fin 1999. La propriété des stations de surveillance est dévolue à l’Ifremer pour la durée du plan, étant convenu qu’une structure relais serait mise en place au cours de la dernière année. Une extension du réseau est souhaitée par nos partenaires dans le cadre du futur plan État-région. L’Ifremer participe à des réunions organisées par la Commission nationale du débat public (CNDP) sur l’environnement de l’estuaire de la Seine. Cette commission a été mise en place pour renforcer la prise en compte de l’environnement dans les grands projets d’aménagement. Elle constitue la garantie que les objectifs et tous les aspects du projet auront été publiquement débattus avant toute prise de décision définitive. Dans une première étape et dans l’attente de la définition du projet d’extension, les scientifiques doivent répondre à la question suivante : quels sont les risques de " perte " pour le milieu naturel si l’on modifie l’estuaire ? En effet, celui-ci est une zone sensible très particulière, à la fois lieu de mélange eaux douces-eaux marines et siège de processus hydrosédimentaires spécifiques. (bouchon vaseux-crème de vase, zones intertidales...). En outre, l’estuaire est également une zone de nourricerie pour de nombreuses espèces de poissons, une zone de séjour et de nourrissage de nombreuses espèces d’oiseaux, et joue un rôle de régulateur des flux continent-océan avec des phénomènes de stockage de nombreux contaminants chimiques et bactériens. Un document de synthèse a été rédigé par l’Ifremer dans le cadre du programme " Seine-Aval ", qui dresse l’état des connaissances sur le sujet. Celui-ci servira de document de base, avant les études complémentaires qui seront lancées ultérieurement. 400 avis des laboratoires côtiers Le nombre d’avis avoisine les 400. Les demandeurs sont divers : mairies, préfectures, groupements intercommunaux, conseils généraux, conseils régionaux et services déconcentrés de l’État. Cependant, 80 % des demandes d’avis proviennent de deux administrations, les affaires maritimes et l’équipement. Sur les vingt-six départements littoraux de la métropole, la répartition entre les demandes est très inégale, puisque huit départements (Somme, Landes, Aude, Gard, Alpes-Maritimes, Eure et départements de la Corse) ont posé moins de cinq questions sur la période étudiée (1995-1998), alors que plus de cent ont été formulées dans cinq autres départements (Côtes d’Armor, Finistère, Morbihan, Charente-Maritime et Gironde). Ces cinq derniers départements sont, pour mémoire, de gros producteurs de coquillages. Il est également intéressant de constater que 85 % des avis ne touchant pas à la conchyliculture (pour lesquels la consultation de l’Ifremer est requise par la réglementation) sont situés à moins de 30 km d’une station ou d’un centre de l’Ifremer. Lorsque l’aboutissement de ces dossiers est connu, dans 97 % des cas, les avis formulés par l’Ifremer ont été suivis par l’administration. * La station marine Marel comporte vingt panneaux solaires fournissant une puissance installée de 25 W en moyenne à une batterie tampon de 640 Ah ; retenue par trois corps morts de 40 tonnes, elle a une hauteur de 5,5 m (3,5 m au-dessus de la surface) et 3,6 m de diamètre. Elle mesure, en trois points de la tranche d’eau, les principaux paramètres physico-chimiques de l’eau : température, oxygène, pH, chlorophylle, turbidité, nitrates (à venir), ainsi que les paramètres océano-météo : houle, vent, courant, pression atmosphérique, température de l’air.
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