Fonctionnement hydrologique de la mangrove
3.1 Suivi hydrologique du site
3.1.4 Discussion et conclusion
Les facteurs jouant un rôle important dans la dynamique de la nappe en mangrove sont d’ordre climatique (précipitations) et environnementaux (marée océanique, distance à la côte). L’alternance des saisons caractéristiques du climat tropical joue un rôle déterminant dans la variation du niveau de la nappe. Les résultats montrent clairement que le régime des précipitations influence le niveau général de la nappe, ce qui confirme de précédentes études (Hughes et al., 1998). Ces variations de niveau induisent des changements dans les processus biogéochimiques dans le sédiment. En saison sèche, la nappe s’abaisse et cela engendre une diminution de la diffusion de l’oxygène dans le sédiment, d’où une modification des processus d’oxydoréduction (Pezeshki et al., 1996 ; Marchand et al., 2004) et de décomposition de la matière organique (Marchand et al., 2004) ainsi qu’une une augmentation de la salinité vers la surface du sol (Cadamuro, 1999).
Comme nous l’avons montré, le niveau de la nappe connaît des variations de grandes amplitudes saisonnières, ainsi que des variations périodiques et quotidiennes de faible amplitude. Ces variations découlent de la superposition de plusieurs facteurs, ce qui rend le système très complexe. Les phénomènes de marées et de variations du niveau de la nappe sont soumis à de nombreux cycles : (i) journaliers : cycles semi- diurnes, (ii) mensuels (vives- eaux (fortes amplitudes) et mortes-eaux (faibles amplitudes), régime des pluies, (iii) cycles saisonniers, annuels (grandes marées d’équinoxe, alternances saisons des pluies/saisons sèches). De nombreux auteurs ont démontré l’influence de la marée océanique sur les nappes situées en zone littorale (Wolanski, 1992 ; Kitheka, 1996 ; Li et al, 2002 ; Cheng et al., 2004 ; Kim et al., 2005). Les résultats montrent qu’à Malamani aussi il existe une relation entre ces deux mécanismes. En effet, les signaux périodiques de la nappe et ceux de la marée paraissent être en corrélation.
Cependant, cette constatation n’explique pas l’éventuel mécanisme de transmission entre les flux d’eau de mer et de nappe. La force de pression de la marée sur la nappe semble diminuer avec l’éloignement de la côte (Cheng, 2004 ; Ursino, 2004) et dépend de plusieurs paramètres : nature des sols (Hughes et al., 1998), perméabilité des sédiments (Cheng, 2004) profondeur de la nappe (Li et al., 2002). En mangrove, les sédiments de nature argileuse (cf. chapitre VI) ne possèdent pas de bonnes propriétés de propagation de l’onde de pression exercée par la marée. En l'absence de forage au delà de 1m70 (profondeur piézomètre) et
l'impossibilité de prélevé au delà de 1m à la tarière due à la saturation du substrat, nous pouvons que supposer, au vu de ces premier résultats, que la nappe sous la mangrove de Malamani est une nappe isolée avec des échanges essentiellement verticaux. Les échanges horizontaux sont certainement beaucoup plus faibles, ce qui n’empêche pas la propagation des pressions exercées par la marée. Mais tous ces échanges restent toujours très lents par rapport à la vitesse de circulation des eaux de surface. Pour confirmer cela ainsi que pour connaitre réellement le sous-sol de la mangrove et la position du biseau salée, il serait judicieux de réaliser des forages de plusieurs mètres.
Références bibliographiques du Chapitre III
Cadamuro L., 1999. Structure et dynamique des Ecosystèmes inondables (forêts marécageuses, mangroves) du bassin du Sinnamary (Guyane française). Thèse, Univ. Toulouse III, Paul Sabatier, 228p.
Cheng J., Chen C., Menrui J., 2004. Determination of aquifer roof extending under the sea from variable-density flow modelling of groundwater response to tidal loading: case study of the Jahe River Basin, Shandong Province, China. Hydrology Journal. Volume 12, Number 4, 408- 423.
Hughes C. E., Binning P., Willgoose G. R., 1998. Characterisation of the hydrology of an estuarine wetland. Journal of Hydrology 211 : 34–49.
Kim J.H., LeeJ., CheongT.J., KimR.H, KohD.C., RyuJ.S., ChangH.W., 2005. Use of time series analysis for the identification of tidal effect on groundwater in the coastal area of Kimje, Korea. Journal of Hydrologia. Volume 300, Issues 1-4, p 188-198.
Kitheka J. U. 1996. Water circulation and coastal trapping of brackish water in a tropical mangrove- dominated bay in Kenya. Limnology and Oceanography; 41: 169-176.
Li L., Jeng D.S., Barry D.A., 2002. Tidal fluctuations in a leaky confined aquifer: localised effects of an overlying phreatic aquifer. Journal of Hydrology 265 : 283–287.
Marchand C., Baltzer F., Lallier-Verges E., Alberic P. 2004. Pore-water chemistry in mangrove sediments: relationship with species composition and developmental stages (French Guiana). Marine Geology; 208: 361-381.
Marchand C., Lallier-Verge E., Baltzer F., 2004. The composition of sedimentary organic matter in relation to the dynamic features of a mangrove-fringed coast in French Guiana. Estuarine, Coastal and Shelf Science 56 : 119–130.
Wolanski E., 1992. Hydrodynamics of mangrove swamps and their coastal waters. Hydrobiologia, 247: 141-162.
3.2. Circulation et capacité de stockage de l’eau dans une mangrove de l’ile de Mayotte : l’indice de capacité de résorption de l’eau (CRE), un nouvel indicateur d’aptitude bioremédiatrice.
Résumé
La mangrove se développe à l'interface de l'océan et de la terre, dans un mélange d’eau de mer saline et d'eau fluviale et pluviale douce. Cet écosystème joue un rôle capital dans la protection des côtes, contre les phénomènes d’érosion dus aux marées et à la houle, ainsi que dans la filtration des écoulements souterrains et fluviaux, limitant ainsi la sédimentation et, en ce qui concerne Mayotte, l’eutrophisation du lagon.
L’objectif de nos travaux est d’optimiser un système de traitement d'eaux usées domestiques utilisant les prédispositions épuratrices de la mangrove. Ils ont permis de calculer la capacité de résorption en eau de la mangrove, en proposant un nouvel indice essentiel pour estimer le volume potentiel d’eaux usées domestiques pouvant être accepté par cet écosystème : l’indice CRE. Il dépend de plusieurs paramètres propres à cet écosystème : la capacité d’infiltration dans le sédiment, l’évapotranspiration de la végétation, et la bioturbation induite par les populations de crabes. Cet indice vise à fournir une évaluation de la capacité d'un habitat à résorber un volume d'eau donné par jour. Ce stockage des effluents est essentiel afin de mettre en contact les bactéries dénitrifiantes du sol avec les composées azotés. Dans la mangrove de Malamani, il en ressort que le faciès à C. tagal dominant est capable d’absorber en moyenne 13,7 l.m-2.j-1 et le faciès à R. mucronata absorbe 19,4 l.m-2.j-1. Cet indice a permis également de dimensionner la taille des parcelles réceptrices des eaux usées domestiques : ainsi des parcelles de 675 m2
de superficie semblent suffisantes pour absorber les 10 m3 d’effluents rejetés par jour (cela correspond à une absorption moyenne de 14,81 l.m-2
.j-1 )
La mangrove, véritable zone tampon, possède des aptitudes bioremédiatrices vis-à-vis des eaux usées domestiques. Mais les fonctions écologiques des mangroves, et notamment la circulation de l’eau, dépendent de la nature et de la texture du substrat influençant les capacités d'infiltration de l’eau, de la végétation (par les mécanismes d’évapotranspiration) et de la faune carcinologique bioturbatrice qui crée une macroporosité indispensable.