II.2 Matériel sédimentaire
II.2.3 Caractérisation de la densité de chaque espèce
Les masses volumiques de chaque espèce ont été mesurées à l’aide d’un pycnomètre en acier (BYK – Gardner GmBH) qui possède un volume total de 100 ml. Une certaine quantité de débris coquilliers, préalablement pesée, est déposée à l’intérieur (jusqu’à la moitié du bécher), puis le pycnomètre est rempli à moitié par de l’eau à 20°. Le sédiment et l’eau sont alors mélangés doucement afin d’extraire la majorité des bulles d’air prisonnières de la porosité du sédiment avant de remplir totalement le pycnomètre et de le fermer hermétiquement. Le couvercle présente en son centre un trou qui permet l’évacuation du liquide en excès sans produire d’inclusion d’air. La masse totale du sédiment et de l’eau est enfin mesurée. Le volume total étant connu avec précision, il est alors possible de calculer la densité des coquilles (ds) grâce aux équations II.1 et II.2 :
ρs = mtot− mpyc
Vpyc (II.1)
ds = ρs
ρ (II.2)
avec ρs la masse volumique du sédiment, mtot la masse totale du pycnomètre plein (sédi- ment + eau), mpyc la masse du pycnomètre vide, Vpyc le volume du pycnomètre et ρ la
II.2 Matériel sédimentaire
masse volumique de l’eau.
Cinq réplicats ont été effectués pour chaque combinaison diamètre/espèce. Les valeurs moyennes ont été calculées et les incertitudes ont été déduites de la variabilité de la mesure sur ces cinq essais (Tableau II.1).
Les densités, toutes espèces confondues, sont comprises entre 2,01 et 2,80. La plupart sont supérieures à 2,60. Pour comprendre pourquoi de telles différences sont observées, la minéralogie a été recherchée dans la littérature (Kennedy et al., 1969 ; Eyster, 1986, Figure II.1). Comme expliqué dans la partie précédente (Section II.2.2), les coquilles peuvent être composées soit par de la calcite, soit par de l’aragonite, soit par un mélange des deux. Les espèces composées d’aragonite possèdent les densités les plus élevées, entre 2,75 et 2,80 tandis que les espèces calcitiques présentent les plus faibles valeurs, entre 2,01 et 2,63. Une seule espèce (Mytilus) est composée à la fois de calcite et d’aragonite et possède une densité intermédiaire, égale à 2,66. Cependant, la calcite a une densité comprise entre 2,6 et 2,8 tandis que celle de l’aragonite, plus élevée, est située entre 2,9 et 3. La minéralogie n’explique donc pas en totalité les valeurs obtenues, toujours plus faibles par rapport à celle de leur minéralogie. Cet écart provient de la structure interne des coquilles, et notamment par la présence plus ou moins importante de porosité. Les espèces possédant une structure interne compacte (Figure II.6) sont composées d’aragonite et possèdent des densités plus importantes, entre 2,75 et 2,8. Mytilus, structurée de feuillets et d’une partie plus homogène, tout deux compacts, est composée à la fois d’aragonite et de calcite et dispose d’une densité intermédiaire (2,66). Anomia, qui possède une structure complètement foliée et plus aérée, est composée seulement de calcite ; la densité est un peu plus faible (2,63). Enfin, les huîtres, composées également de calcite, ont des densités
Tableau II.1. Noms communs et latins, minéralogie et densités moyennes des mollusques utilisés dans cette étude.
Nom latin Nom commun Minéralogie Masse volumique
(kg.m-3) Densité
Crepidula fornicata Crépidule Aragonite 2800 ± 28,6 2,80
Scrobicularia plana Scrobiculaire Aragonite 2781 ± 35,0 2,78
Cerastoderma edule Coque Aragonite 2771 ± 31,1 2,77
Ruditapes sp Palourde Aragonite 2754 ± 30,8 2,75
Mytilus edulis Moule Calcite/Aragonite 2663 ± 37,4 2,66
Anomia ephippium Anomie Calcite 2629 ± 69,8 2,63
Magallana gigas Huître creuse Calcite 2081 ± 29,8 2,08
moyennes autour de 2. Ces dernières possèdent deux types de structures mises en évidence sur les images MEB : l’une plus compacte (feuillets) et l’autre très légère (crayeuse). La masse très poreuse abaisse la densité moyenne des débris d’huîtres. Des mesures de densités sur chaque type de particules ont été tentées, mais les essais sur les dépôts crayeux se sont avérées difficiles. En effet, les grains de la masse poreuse, après avoir été séchés en étuve, possédaient une densité inférieure à celle de l’eau (0,71). Cependant, la masse crayeuse a une forte porosité qui se sature lentement au cours du temps lorsqu’elle est immergée dans l’eau. Par conséquent, des fragments poreux d’huîtres ont été placés dans l’eau pendant plus de deux semaines avant de mesurer leur densité. Une valeur de 1,1 a été obtenue. Néanmoins, il n’est pas certain que le temps d’immersion était suffisant pour saturer complètement la porosité des grains, ni de savoir si ce matériau est saturé dans l’eau dans le milieu naturel. La densité des feuillets de calcite a été obtenue avec une valeur de 2,48. Celle-ci devrait être plus importante car une certaine quantité de masse crayeuse reste présente entre les feuillets de calcite. Il n’est pas possible de la retirer pour les mesures. Les débris d’huîtres prélevés sur le terrain sont essentiellement constitués de calcite foliée. Les débris crayeux sont rarement présents, parfois attachés aux feuillets. Cette matière crayeuse poreuse est plus sensible au transport et à l’érosion.
II.2 Matériel sédimentaire
Les observations effectuées lors de la fragmentation, les images au MEB, la composition minéralogique et les mesures de densités sont cohérentes. En effet, les espèces les plus résistantes à la fragmentation sont composées d’aragonite, possèdent une structure interne compacte et ont les densités les plus élevées (Crepidula, Scrobicularia,Cerastoderma, Ruditapes). Mytilus est un peu moins résistante, possède une structure foliée et compacte car elle est composée à la fois d’aragonite et de calcite, et sa densité est intermédiaire. Anomia est l’espèce la plus fragile à l’écrasement, elle est composée entièrement de feuillets de calcite et sa densité est inférieure aux autres espèces. Enfin, les huîtres Magal lana et Ostrea sont des cas particuliers à cause de la complexité de leur structure interne. Elles sont composées d’une masse crayeuse très poreuse intercalée par des feuillets de calcite, mais leurs densités sont très faibles en raison de la légèreté de la masse poreuse.