Contexte
Les milieux marins côtiers sont directement sous l'influence des apports terrigènes issus des rivières et fleuves. La quantification des apports terrigènes en éléments nutritifs mais aussi en contaminants par les grands fleuves est un enjeu majeur dans le cadre de la protection des ressources marines. Les zones d'interfaces eau douce / eau de mer, c'est-à-dire les embouchures (ex. estuaires), sont des milieux dynamiques dans lesquels se développent simultanément des gradients de densité, de salinité et des processus géochimiques transitoires. Ces zones d'interface jouent en outre un rôle de filtre réactionnel pour les apports issus des bassins versants. Ces milieux de forte réactivité sont susceptibles de modifier les flux « bruts » de contaminants transférés vers le milieu marin par les rivières et fleuves, qu'il s'agisse des flux dissous ou particulaires, comme cela a été démontré pour les éléments métalliques sur le système côtier de la Gironde (Dabrin, 2009 ; Lanceleur, 2010). L'évaluation des flux « nets », c'est-à-dire en sortie des zones d'interface, demeure une attente majeure dans le cadre des études d'influence des apports continentaux sur le milieu marin côtier (Eyrolle et al., 2011).
La question du devenir en mer des éléments particulaires issus d'un bassin versant amont et transitant dans un estuaire est généralement double : d'une part des processus intra-estuariens souvent liés à la présence d'un bouchon vaseux et de vasières latérales sont susceptibles de modifier les flux nets de particules à l'embouchure de l'estuaire ; d'autre part le matériel sédimentaire sorti de l'estuaire est susceptible de se déposer dans des secteurs du plateau continental de moindre énergie hydrodynamique et d'y rester piégé, ou au contraire de revenir à la côte dans des baies voisines (ex. Sottolichio et al., 2000 ; Le Hir et al ., 2001). Sur ces deux aspects, le cas de la Gironde présente un intérêt scientifique particulier. D'un côté, le bouchon vaseux de la Gironde est le plus développé d'Europe et l'un des plus importants au niveau mondial, avec des concentrations de matières en suspension atteignant la dizaine de g/l en surface. Par ailleurs, la carte des sédiments superficiels du plateau continental du golfe de Gascogne (Figure 1) met en évidence deux vasières bien individualisées au large de l'embouchure devant chacune des deux passes principales (la vasière "Ouest-Gironde" et la vasière "Sud-Gironde"), qui sont le réceptacle plus ou moins temporaire des particules fines issues de la Gironde (Lesueur et al., 2002).
Dans ce contexte, les campagnes METEOR ont pour objectif de réaliser des mesures multi-paramètres entre l'embouchure de l'estuaire de la Gironde et la Vasière Ouest-Gironde, afin de :
- calibrer et valider la simulation des flux de MES entrant/sortant de l'estuaire et pouvant se déposer vers la VOG (projet AMORAD, voir Section 2) ;
- valider les produits satellites (ex. concentration en MES, Chl-a) développés notamment pour l'estuaire et le panache de la Gironde (projet HIGHROC, voir Section 2).
De plus, ces campagnes ont pour ambition de mesurer la dynamique de ces paramètres à des échelles pluri-mensuelles (mesures en continu et campagnes trimestrielles).
Figure 1. Carte de répartition des sédiments superficiels sur le plateau continental à l'embouchure de l'estuaire de la Gironde (d'après Castaing, 1981 et Doxaran, 2002).
Programmes de rattachement
Le projet ANR AMORAD (2013-2019) vise à l'Amélioration des MOdèles de prévisions de la dispersion et d'évaluation de l'impact des RADionucléides au sein de deux compartiments : le milieu marin et les écosystèmes terrestres y compris les eaux de surface associées. Dans ce cadre, le volet sédimentaire de l'axe MARIN du projet AMORAD a pour objectif d'améliorer la compréhension et la modélisation des flux de matière particulaire potentiellement contaminée (flux d'origine continentale et issus des remises en suspension). Par une approche de modélisation numérique hydro-sédimentaire dans le cadre d'un doctorat (Diaz, 2019), l'ambition du « chantier Gironde » est d'aborder la problématique associée aux transferts de sédiments de l'estuaire de la Gironde au plateau continental, dans le but : (i) d'évaluer l'influence d'épisodes évènementiels (crue/étiage, tempêtes) sur les flux particulaires et (ii) de déterminer la dispersion et le dépôt de ces apports particulaires sur le plateau continental (vasières Ouest- et Sud-Gironde, Pertuis-Charentais), ainsi que leur éventuelle resuspension ultérieure.
Pour répondre à ces questions, il est nécessaire de décrire la turbidité dans l'estuaire et de simuler les transferts vers le plateau, en étudiant la sensibilité du système aux scénarios hydrométéorologiques. S'il existe actuellement le réseau de mesure MAGEST (Jalon-Rojas et al., 2015) dans l'estuaire de la Gironde permettant de calibrer et valider les niveaux de turbidité simulés par le modèle, ce n'est pas le cas en sortie d'estuaire pour quantifier les flux entrant/sortant vers le plateau. Ce manque de données pour mener à bien le chantier Gironde inscrit directement la demande campagnes METEOR dans le cadre du projet AMORAD, qui finance le développement et l'entretien des stations et instruments déployés dans METEOR.
Le projet européen (FP7) HIGHROC (HIGH spatial and temporal Resolution Ocean Colour products and services) développe des produits et services pour les zones côtières européennes à partir des données « couleur de l'eau » issus des images satellites à hautes résolutions spatiale et temporelle. L'amélioration des résolutions spatiale et temporelle ouvre en effet de nouveaux champs d'applications pour la télédétection (ostréiculture, dragage, rejet et transport de polluants, visibilité sous-marine) tel que le suivi environnemental des mers côtières dans le cadre de la Directive Cadre sur la Stratégie du Milieu Marin. Dans ce cadre, les campagnes METEOR ont permis de multiplier les match-ups entre mesures in situ et mesures satellites pour valider les produits satellites développés notamment pour l'estuaire et le panache de la Gironde, afin d'associer une incertitude aux produits satellites : réflectance de l'eau, turbidité, concentrations en matières en suspensions (MES) et Chl-a, profondeur optique.
Références
Castaing P. 1981. Le transfert à l'océan des suspensions estuariennes : cas de la Gironde. Thèse de l'U. Bordeaux 1, 530.
Dabrin A., 2009. Mécanismes de transfert des éléments traces métalliques (ETM) et réactivité estuarienne ¿ Cas des systèmes Gironde, Charente, Seudre et Baie de Marennes Oléron. Thèse de l'Université Bordeaux I.
Doxaran D., 2002. Télédétection et modélisation numérique des flux sédimentaires dans l'estuaire de la Gironde. Thèse de l'U. Bordeaux 1, 278p. + annexes.
Eyrolle F., et al., 2011. EXTREMA contrat ANR-06-VULN-005, Episodes météo climatiques extrêmes et redistribution des masses sédimentaires et des polluants associés au sein d'un système côtier. Colloque de restitution finale, Compilation des actes du colloque, Rapport DEI/SESURE 2011-24.
Jalon-Rojas I., S. Schmidt and A. Sottolichio, 2015. Turbidity in the fluvial Gironde Estuary (southwest France) based on 10-year continuous monitoring: sensitivity to hydrological conditions. Hydrology and Earth System Sciences, 19, 2805-2819.
Lanceleur L., 2010. L'argent, sources, transfert et bioaccumulation ¿ Cas du système fluvio-estuarien girondin. Thèse de l'Université Bordeaux I.
Le Hir, P., A. Ficht, R. Silva Jacinto, P. Lesueur, J.-P. Dupont, R. Lafite, I. Brennon, B. Thouvenin, P. Cugier, 2001. Fine Sediment Transport and Accumulations at the Mouth of the Seine Estuary (France). Estuaries, 24(6B), 950-963.
Sottolichio A., P. Le Hir, P. Castaing, 2000. Modeling mechanisms for the turbidity maximum stability in the Gironde estuary, France, In: W.H. McAnally, A.J. Mehta (Eds.), Coastal and Estuarine Fine Sediment Processes, Elsevier, Amst, 373-386.
