Transcript Suivi des sels nutritifs et de leurs flux dans le bassin Artois

Glossaire
Bloom : prolifération et accumulation rapide et massive d’une espèce ou d’un groupe
d’espèces de micro-algues à la surface d’un milieu aquatique.
Bouée MAREL - CARNOT : station de mesures automatiques à haute fréquence de
l’environnement côtier, basée à Boulogne-sur-Mer et gérée par Ifremer.
DCE : Directive Cadre sur l’Eau (2000/60/CE) dont l’objectif est d’atteindre le bon état
chimique et écologique des masses d’eau superficielles, souterraines, côtières et de
transition européennes d’ici 2015.
DCSMM : Directive Cadre Stratégie pour le Milieu Marin (2008/56/CE) dont l’objectif est
d’atteindre le bon état écologique des milieux marins d’ici 2021.
Eutrophisation : modification et dégradation du milieu aquatique résultant d’un apport
excessif en matières nutritives qui entraîne une prolifération des algues et plantes
aquatiques.
Flux : mesure de la quantité de nutriments par unité de temps évaluée à partir d’estimations
de concentrations et de débits.
Sel nutritif (ou nutriment) : molécule minérale essentielle à la reproduction et à la
croissance végétale.
Service d’Observation en Milieu LITtoral : réseau national (CNRS/INSU) d’observation à
long terme des écosystèmes littoraux.
L
es sels nutritifs sont des éléments essentiels pour la
connaissance et la gestion des milieux naturels. Ils font à ce titre
l’objet d’études approfondies sur leurs origines, quantification et
impact sur l’état des milieux. Ils sont indispensables au
développement du phytoplancton et constituent un paramètre clé
responsable en partie de certaines proliférations et nuisances. Leur
suivi répond à des exigences régionales, nationales et
internationales liées aux Directives Cadre sur l’Eau (DCE*),
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OSPAR*.
Différents réseaux de suivi ont été mis en place pour répondre à ces
exigences et ont fait l’objet d’une optimisation pour éviter les
redondances et les surcoûts.
Ces réseaux ne peuvent cependant pas se substituer à des études
plus fines qui nous permettent de mieux comprendre, expliciter et
valoriser les données acquises. Elles peuvent permettre de réviser
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Contributeurs
Mathias Broutin / Luis Felipe Artigas (Laboratoire d’Océanologie et Géosciences; UMR 8187 LOG ULCO / CNRS / Univ. Lille1)
Jean Prygiel / Christophe Lesniak (Agence de l’Eau Artois-Picardie)
Alain Lefebvre (LER Ifremer Boulogne-sur-Mer)
Mise en forme / édition
Mathias Broutin (Laboratoire d’Océanologie et Géosciences; UMR ULCO / CNRS / Univ. Lille1)
Sandra Vantalon (Géosystèmes ; UMR Univ. Lille 1 / CNRS)
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Suivi des
sels nutritifs
et de leurs flux
dans le bassin
Artois-Picardie
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Dans le cadre de l’accord de coopération entre l’Agence de l’Eau
Artois-Picardie, le Laboratoire Environnement Ressources de l’Ifremer
Boulogne-sur-Mer et le Laboratoire d’Océanologie et Géosciences de
Wimereux, différentes études ont été menées pour améliorer la connaissance
sur l’origine et les flux de sels nutritifs, l’évolution temporelle de ces apports
et leur importance pour le développement du phytoplancton, ainsi que pour
optimiser la surveillance des eaux estuariennes et côtières.
Pour ces raisons, les sels nutritifs font l’objet de suivis sur nos côtes (Réseau
d'Observation de la Contamination Chimique*, Suivi Régional des
Nutriments* et bouée MAREL* dans le port de Boulogne-sur-Mer d’Ifremer,
Service d’Observation en Milieu LITtoral* du CNRS, Réseaux de surveillance
et de contrôles opérationnels de la Directive Cadre sur l’Eau (DCE*))
complétés au niveau des fleuves et des estuaires par des mesures qui
permettent l’estimation des flux.
Les concentrations et proportions relatives en nutriments en eaux côtières et
estuariennes jouent un rôle majeur dans le développement végétal et dans
les proliférations particulièrement marquées du phytoplancton avec des
phénomènes de coloration des eaux, d’accumulation d’écumes, et
d’éventuelles contaminations ou mortalités d’organismes marins.
es sels nutritifs ou nutriments* sont indispensables au développement des
végétaux, dont le phytoplancton* qui est à la base des réseaux alimentaires
marins. Il s’agit d’un élément de qualité, communément utilisé dans les
réseaux de surveillance, essentiel à la caractérisation des écosystèmes
aquatiques.
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Ph
Suivi Régional des Nutriments : réseau régional (IFREMER) d’observation et de
surveillance des variations de concentration en sels nutritifs du milieu littoral et de leurs
conséquences sur la dynamique du phytoplancton.
OSPAR : convention internationale Oslo-Paris pour la protection du milieu marin de
l’Atlantique Nord-Est.
Phytoplancton : micro-algues en suspension dans l’eau qui dérivent avec les courants.
ROCCH : Réseau d’observation (IFREMER) de la contamination chimique du littoral qui a
pour objectif de répondre aux obligations de la DCE et des conventions OSPAR et de
Barcelone.
Zooplancton : organismes animaux en suspension dans l’eau qui dérivent avec les courants.
Références
David Devreker « Apports en sels nutritifs des cours d’eau de la façade Nord Pas-de-Calais
Picardie en Manche orientale », rapport Agence de l’Eau Artois-Picardie, 72p.
Lefebvre A., et al. « MAREL Carnot - Valorisation des données d’une surveillance à haute
fréquence en zone côtière sous influence anthropique (Boulogne-sur-Mer). Bilan de l’année
2011 », rapport annuel Ifremer, 36p.
Nzigou A., Lefebvre A. « Suivi régional des nutriments sur le littoral Nord - Pas de Calais
Picardie. Bilan de l’année 2012 », rapport annuel Ifremer, 176p.
Gentilhomme V., Lizon F., 1998 « Seasonal cycle of nitrogen and phytoplankton biomass in
a well-mixed coastal system (Eastern English Channel) » Hydrobiologia 361, 9p.
Boulart C., et al. 2006 « Atmospherically promoted-photosynthetic activity in a
well-mixed ecosystem: Significance of wet deposition events of nitrogen
compounds », Estuarine, Coastal and Shelf Science 69, 9p.
www.eau-artois-picardie.fr
Importance des sels nutritifs* dans le Bassin Artois-Picardie
Apports par les cours d’eau
L’Azote et le Phosphore sont les principaux éléments nutritifs des végétaux. Une
La Seine représente la principale source d’apports de sels nutritifs* en Manche
grande quantité de sels nutritifs* entraîne de fortes proliférations de micro-algues.
En Artois-Picardie, les micro-algues se reproduisent abondamment et génèrent
des blooms* phytoplanctoniques, dont ceux de Phaeocystis globosa, à l’origine
d’épisodes de mousses sur nos côtes et estuaires, en partie responsables de la
non atteinte du bon état écologique.
Lors des blooms de phytoplancton, le stock de sels nutritifs diminue petit à petit
jusqu’à devenir insuffisant pour entretenir la prolifération. Les nutriments
deviennent alors un facteur limitant de cette croissance. D’autres éléments
affectent cette prolifération comme la mort cellulaire (naturelle, broutage par le
zooplancton*), la sédimentation et le transport par les courants, sans oublier les
conditions hydroclimatiques (force des vents, des courants, conditions
météorologiques en général).
centrale et orientale, en raison de débits de 10 à 200 fois plus élevés que ceux des
cours d’eau du bassin Artois-Picardie. Néanmoins, les apports de la Somme, de la
Canche et de l’Authie semblent être les principaux responsables des proliférations
observées sur nos côtes. De même dans le Boulonnais, les apports de la Slack, du
Wimereux et de la Liane ne sont pas à négliger car ils sont en grande partie à
l’origine des proliférations locales. Sur la façade Mer du Nord, la difficulté à mesurer
des débits rend l’estimation des apports difficile.
Origine des apports
Il est aujourd’hui difficile de quantifier les différentes sources de sels nutritifs.
Elles peuvent être d’origine terrestre (apports locaux du bassin, de la Seine),
provenir de précipitations ou résulter de la dégradation de la matière
organique en milieu marin.
D’autres éléments rentrent en compte
comme la Silice (Silicates) utilisée par les
diatomées (un des groupes les plus
importants de phytoplancton) pour former
leur squelette. Un déficit en silice est de
nature à freiner la croissance des
diatomées.
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industrie
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Photo au microscope inversé d’une diatomée centrique du genre Thalassiosira
Evolution à long terme
Depuis le début du Suivi Régional des Nutriments* en 1992, on remarque une
limitation de la croissance du phytoplancton principalement par la Silice et le
Phosphore. Les rejets en phosphates ont beaucoup diminué (traitement du
phosphore en station d’épuration, réduction voire disparition du phosphore dans
les lessives et produits vaisselle). Il n’en va cependant pas de même pour les
apports azotés qui ont tendance à augmenter, leur origine diffuse les rendant plus
difficiles à gérer. Depuis 1997, le rapport Azote sur Phosphore a de ce fait doublé
voire triplé dans l’Authie, la Canche et la Somme, et favorise les proliférations de
Phaeocystis.
N/P
60
Radiale SRN Dunkerque
Le Canal
de Dunkerque
Le Canal
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Suivi des sels nutritifs*
10µm
Points DCE
Radiale SRN
Boulogne-sur-Mer
Rapports en sels nutritifs
Il existe des rapports optimaux de croissance des cellules
phytoplanctoniques. Si les concentrations en Azote et Phosphore (dont les
principales formes sont le Nitrate, l’Ammonium et le Phosphate) sont un
facteur essentiel de la croissance végétale, le rapport entre les différents
nutriments favorise la prolifération de certaines espèces. A titre d’exemple,
un rapport Azote sur Phosphore élevé (excès d’Azote par rapport au
Phosphore) serait de nature à favoriser la prolifération de Phaeocystis.
Points d’observation et de surveillance
Plusieurs réseaux ont été créés au fil du temps pour suivre la qualité des eaux
côtières et des estuaires. Les protocoles mis en œuvre pour ces réseaux répondent
à des logiques et à des objectifs différents. Des efforts ont toutefois été faits pour
optimiser les différents réseaux qui sont désormais complémentaires.
Ainsi les ROCCH* et REPHY, réseaux nationaux d’Ifremer dédiés respectivement à
la surveillance de la qualité générale de l’eau et du phytoplancton, ont été complétés
au niveau local par le SRN*. Ce dernier a été mis en place par l’Agence de l’Eau
Artois-Picardie et l’Ifremer Boulogne-sur-Mer en 1992 pour l’évaluation de
l’eutrophisation sur le littoral du bassin Artois-Picardie. Une partie de ce SRN (points
côtiers) a enfin été affectée à la DCE* en 2007. Elle est orientée autour des impacts
anthropiques et apporte des informations complémentaires à celles de la bouée
Marel de Boulogne-sur-Mer.
On notera également la présence sur le littoral Artois-Picardie de deux stations du
réseau national SOMLIT*. Ce suivi a été mis en place en 1997 par l’Institut National
des Sciences de l’Univers (INSU) dans le cadre du réseau des stations marines. Il
constitue une référence moins soumise aux impacts anthropiques directs.
La Canche
Radiale SRN
Somme
L’Authie
La Somme
Carte des principaux cours d’eau, radiales et stations de surveillance des sels
nutritifs du bassin Artois-Picardie
Perspectives de la surveillance
Pendant plus de 20 ans des données ont été acquises localement. Elles ont
permis d’améliorer les connaissances et de répondre aux besoins des directives.
Depuis quelques années, l’accent est mis sur l’évaluation des flux* avec un
renforcement de la mesure des débits en particulier sur la façade mer du Nord.
D’autre part, de nouveaux paramètres comme la Silice (Silicates) ont été ajoutés.
Ils permettront la mise en place d’indicateurs d’eutrophisation* plus élaborés. Le
déploiement de mesures à haute fréquence permet également de mieux apprécier
la variabilité des apports.
Réseau de flux
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40
30
20
10
0
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Evolution des moyennes annuelles du rapport Azote sur Phosphore aux points SRN
côtier de Boulogne-sur-Mer et SOMLIT côtier depuis 1993
Un réseau dédié à l’évaluation des apports continentaux en sels nutritifs à la
mer a été initié en 2010 sur l’ensemble du littoral du bassin Artois-Picardie. Il
s’appuie sur des stations de mesures situées en aval des cours d’eau côtiers et
permet notamment, dans le cas de la rivière Somme, d’intégrer l’essentiel des
apports à la baie. Les débits ainsi que les teneurs en Azote et Phosphore y sont
mesurés une fois par mois.
Une mesure plus fine des débits et des concentrations en sels nutritifs a été
effectuée sur le Wimereux lors de deux campagnes en 2011-2012 et permet
d’avoir une meilleure idée de la variabilité des flux.
Station de mesures automatiques de l’Agence de l’Eau Artois-Picardie
utilisée lors des campagnes sur le Wimereux