Chapitre IV : Fonctionnement des zones estuariennes et côtières
1/ Composition de l’eau de mer :
a) Différences eau douce/ eau salée :
La caractéristique la plus importante des eaux de mer est la salinité (teneur globale en sels)
(chlorures de sodium et de magnésium, sulfates, carbonates).
La salinité moyenne des eaux des mers et océans est de 35 g/L.
L’eau de mer contient donc 300 fois plus de sels que l’eau douce.
Les constituants dissous des rivières proviennent de la dissolution des roches (surtout ions
carbonates et calcium)
Les constituants dissous de l’eau de mer proviennent
- de l’érosion des roches sur les continents
- des gaz volcaniques (chlorure, bromure, sulfates)
On constate que l’eau de pluie est une version diluée de l’eau de mer.
Lorsque l’eau salée s’évapore, les sels dissous qu’elle contient servent de point de départ à la
formation de noyaux de condensation (nuages).
b) Différences entre les eaux salées :
Glossaire International d'Hydrologie :
Eau salée : eau dans laquelle la concentration en sels est relativement élevée (> de 10 g/litre)
Eau saumâtre : eau salée non potable de salinité inférieure à celle de l'eau de mer.
La plupart des eaux saumâtres contiennent entre 1 et 10 g de sels par litre.
Ce sont parfois des eaux de surface mais le plus souvent des eaux souterraines qui se sont
chargées en sels en dissolvant certains sels présents dans les sols qu'elles ont traversés. Leur
composition dépend donc de la nature des sols traversés et de la vitesse de circulation dans
ces sols. Les principaux sels dissous sont le CaCO3, le CaSO4, le MgCO3 et le NaCl.
Concentration en sels dissous des eaux marines : océans ouverts : 33 à 37 g/kg eau.
Concentration des sels dissous dans les eaux marines en g/kg
La concentration de l’eau de mer en sels dissous dépend :
1. des pluies (qui diluent)
2. des apports continentaux ET de l’évaporation (qui concentrent)
La proportion relative des différents éléments dissous reste constante d’un océan à l’autre
mais la quantité totale de sels dissous peut varier car elle dépend de l’évaporation or, celle-ci
est plus importante pour les eaux marines plus chaudes (ex : méditerranée).
La concentration en éléments dissous est plus grande dans
- les mers côtières fermées 28 à 33 g/kg
- les bassins anoxiques
- les sources hydrothermales
- les eaux saumâtres > macrophytes
2. phytoplancton non siliceux >> diatomées :
On a vu que le phytoplancton non silicieux était moins exigeant en nourriture et
qu’il prenait le dessus sur les diatomées en cas d’excès de nutriments.
3. phytoplancton toxique >> phytoplancton non toxique
4. augmentation de la biomasse disponibilité accrue en algues mortes
prolifération des bactéries augmentation de la respiration bactérienne
surconsommation de l’oxygène par les bactéries souffrance des poissons
5. Augmentation des algues toxiques
6. Déséquilibre des chaînes trophiques et « bifurcations trophiques »
ex : la chaîne pélagique prend l’avantage sur la chaîne benthique.
détérioration de la qualité de l’eau
perte de biodiversité ET d’espèces à valeur commerciale
empoisonnement (par les phytoplancton et algues toxiques)*
perte de qualité esthétique des côtes
* Localisation des algues toxiques (qui peuvent provoquer des empoisonnements humains
lors de la consommation de moules ou d’huîtres contaminées).
Répartition mondiale des algues toxiques PSP :
Jusqu’à 1970 : surtout au niveau des côtes du Canada et de l’Amérique du Nord
Actuellement : un peu partout !
Répartition européenne des algues toxiques DSP :
5/ Etude de deux cas
Baie Sud de la Mer du Nord
Les eaux de différents fleuves (Somme, Sine, Escaut) aboutissent dans le Manche et sont
charriées vers les Nord-Ouest, vers les cotes de la Mer du Nord où on observe chaque été
l’envahissement des plages par des efflorescences algales.
Bassin Nord-Ouest de la Mer Noire
Conséquences de la démographie, de l’industrialisation et de la surpêche sue la biodiversité de
cette mer fermée. Invasion d’espèces exotiques nuisibles.
a) Baie Sud de la Mer du Nord
Caractéristiques :
La Manche reçoit les eaux de la Seine et de la Somme et transporte celles-ci, vers le Nord Est,
vers la Mer du Nord où se déversent également les eaux de l’Escaut et du Rhin. Ces fleuves
ont des bassins versants où les activités humaines sont intenses et ils charrient énormément de
nutriments. Ainsi, la mer du Nord est dix fois plus chargée en nutriments que la Seine.
Conséquences visibles dans la Baie Sud :
Normalement : N/P = 16 et Si/P = 16
Dans la baie Sud de la Mer du Nord, les proportions sont N/P >> 16 et Si/P <16
Relation entre densité algale et excès de nitrates
Ces eaux – anormalement enrichies en nutriments - sont bénéfiques aux algues planctoniques
marines appelées Phaeocystis, cellules flagellées qui forment des colonies englobées dans du
mucus. Ainsi protégées, ces algues ne sont consommées par aucun organisme marin.
Lorsque la concentration d’une espèce de phytoplancton augmente relativement rapidement
dans un milieu aquatique, on parle d’efflorescence algale (ou bloom en anglais).
Les efflorescences algales de Phaeocystis forment une mousse abondante sur les plages de la
Bretagne à l’Allemagne.
Interprétation de la cause de ces mousses :
10% des utilisateurs de la plage considèrent que la présence de ces mousses est une nuisance
de premier ordre… mais ils n’attribuent pas celles-ci à un déséquilibre environnemental.
Quant aux pêcheurs, ils sont 10 % à considérer que ces algues sont une nuisance (les colonies
muqueuses bouchent le mailles des filets) mais ils pensent qu’elles n’ont aucun influence sur
la quantité de poissons remontée. La plupart d’entre eux estiment que c’est l’augmentation de
la température au printemps qui explique l’apparition de ces mousses au mois de mai.
b) Bassin Nord-Ouest de la Mer Noire
Caractéristiques :
Superficie de la Mer Noire : 423 000 km²
Faible salinité : 18 ppm.
La Mer Noire est une mer fermée recevant des apports de nutriments et de sédiments par des
rivières drainant la moitié de l’Europe et une partie importante de l’Asie
Elle communique avec la mer d’Azov par le détroit de Kertch, avec la mer de Marmara par le
Bosphore (de faible profondeur : 37-120 m) et avec la mer Méditerranée par les Dardanelles.
Les apports d’eau douce sont assurés à 80 % par le Danube qui a un débit de 7000 m³ seconde
Le bassin versant du Danube (817 000 km²) est habité par les populations de 8 pays différents
ayant des développements économiques et des politiques environnementales différents.
Evolution des pressions exercées sur la Mer Noire (jusqu’en 1990) :
Années 60 : biodiversité riche.
Années 70 : développement accru des activités humaines dans le bassin versant du fleuve.
- plus d’urbanisation, plus d’industrie, plus d’agriculture
- grands travaux hydrauliques et modification du cours naturel de certains fleuves.
… et sur la mer…
- accentuation de la pêche avec utilisation de chaluts de plus en plus grands.
Années 80 : Emergence de Mnémiopsis (espèce exotique de gélatineux) dans la Mer Noire.
Modifications des apports du fleuve
Concentration en NO3 et PO4 de la Mer Noire
Conséquences sur les écosystèmes marins
Excès d’azote par rapport à la Silice
des organismes phytoplanctoniques non siliceux (dinoflagellés) supplantent les diatomées
1. augmentation du rapport non siliceux/diatomées
Augmentation de la turbidité chute de la lumière
diminution des herbiers (// surpêche)
diminution des populations de poissons
2. Augmentation des méduses
compétition pour la nourriture entre espèces de zooplancton
explosion des Mnemiopsis
chute des anchois (concurrencés)
Vu qu’elles se nourrissent de zooplancton, les Mnemiopsis finissent, aussi, par disparaître !
Dès 1975, il n’y a plus de poissons dans les filets.
Dès 1985, il n’y a quasi plus que du Mnemiospsis dans les filets de pêche.
Situation après 1990 :
Grosse chute du niveau socio-économique des pays voisins de la Mer Noire
diminution des émissions de nitrates et phosphates
diminution de la pêche (car pas de sous pas de fuel pas de bâteau).
On observe un retour à la normale :
- diminution des efflorescences algales
- diminution des Mnemiopsis exotiques et réapparition des anchois
- recrudescence du phytoplancton silicieux (diatomées)
- réapparition de certaines espèces benthiques
MAIS une réexploitation excessive des ressources réentraînera(i)t les mêmes déséquilibres.