Stratégie de mise en place des stations de prélèvements

En 2008, le groupe ARTELIA et le GPMR ont développé conjointement un modèle numérique hydrosédimentaire permettant d'estimer le devenir à moyen-terme des sédiments clapés en baie de Seine. Le modèle a été construit sur la base de trois logiciels : TELEMAC-2D qui calcule les niveaux d'eau et les vitesses de courant, TOMAWAC qui calcule la propagation de la houle, et SISYPHE-2D qui calcule l'advection-dispersion et les flux de dépôt pour deux types de matériaux : la vase et le sable (Sogreah, 2008). Les modélisations numériques du transport sédimentaire dans le secteur de Machu ont été réalisées en reprenant les paramètres de calage utilisés pour le secteur du Kannik, la zone de Machu n’ayant pas fait encore l’objet de dépôts de sédiments dont l’évolution permettrait de valider une modélisation numérique.

Le développement du modèle s’est effectué en deux phases : (1) mise en place d’une modélisation court-terme sur un cycle de marée avec différentes conditions de houle, (2) extension du modèle pour des simulations à moyen-terme de l’ordre d’une année. Une simulation de 250 000 t de sédiment sablo-vaseux sur un cycle de marée, sur le site d’hydrosédimentaire a été réalisée pour les trois conditions d’agitation (faible, moyen et forte). Les résultats montrent qu’en condition d’agitation faible, la majorité des sédiments immergés sur une période de 15 jours, se sont déposés sous la forme d’un dépôt conique formant un exhaussement des fonds de l’ordre de 3 m. A l’extérieur de ce périmètre, les dépôts sédimentaires, principalement dirigés vers le nord-est et le sud ouest sont négligeables. En période d’agitation forte, la stabilité des dépôts sur le site d’immersion diminue, la concentration des M.E.S. augmente sur la zone d’immersion ainsi que sur une aire s’étendant vers l’est dont la bathymétrie des fonds est supérieure à -10 m CMH3

.

Pour simuler le devenir à moyen terme des sédiments clapés, une simulation a été réalisée en prenant en compte l'immersion d’un million de tonnes de sédiments pendant quatre cycles de marée (4 x 250 000 t) sur le site d’expérimentation hydrosédimentaire (point fixe). Pour représenter cette situation, deux séquences d’agitation faible, suivies d’une séquence d’agitation forte, puis une séquence d’agitation forte ont été simulées. Ces conditions

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Nephtys cirrosa avant les expérimentations de clapages menés sur le site de Machu

d’agitation prises en compte cherchent à se rapprocher des conditions moyennes annuelles pour lesquelles l’agitation est faible 68 % du temps, modérée 22 % du temps et forte 10 % du temps. A moyen terme, les résultats ont montré que l'influence hydrosédimentaire était essentiellement portée vers le nord-est et le sud-ouest (Figure II.1). L'essentiel des dépôts est resté dans le cône de sédiments clapés, d’un rayon de base de 300 m, pour un exhaussement moyen de l'ordre de 6 m. Au-delà du site de dépôts, les dépôts sont d’ordre centimétrique (<10 cm) sur toute la zone d’influence, les particules fines, plus susceptibles d'être reprises par l'agitation, constituant une part plus importante de la sédimentation constatée (Sogreah, 2008).

Figure II.1. Localisation des sites de clapages expérimentaux et résultat de la modélisation de l’évolution de la bathymétrie après clapage ponctuel de 1 millionde tonne de sédiment (Sogreah, 2008).

L'emplacement et la disposition des stations de prélèvements sur la zone de Machu pour le suivi biosédimentaire ont été choisis en fonction des résultats de ce modèle numérique hydrosédimentaire visant à estimer l'avenir à moyen terme des sédiments déposés sur le site de Machu.

Un ensemble de 17 stations a été sélectionné pour suivre l'impact des expérimentations de clapage hydrosédimentaire et biologique. La stratégie a été de disposer les stations en trois radiales, nommées AK4, AK7 et AK8 afin de suivre séparément l'influence de chaque expérimentation sur la macrofaune benthique (Figure II.2). Les radiales AK4 et AK7 comprennent chacune sept stations, espacées de 500 m.

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saisonniers (4 x 250 000 m³) sur la macrofaune benthique. Les quatre épisodes de clapages ont été réalisés sur une zone rectangulaire de 98 ha (Figure II.2) qui entourent les stations AK4C et AK4D. Le sédiment a été déposé en répartissant le sédiment sur toute la surface rectangulaire dédié aux clapages afin de permettre à la faune benthique de résister plus facilement à un enfouissement et de remonter à la surface afin d'éviter l’asphyxie.

Les sept stations de la radiale AK7 ont été disposées autour de la zone de dépôt dite d'expérimentation hydrosédimentaire (site de clapage MASED) afin de suivre l'impact d'un clapage d'un 1 Mm³ sur la macrofaune benthique. Dans ce cas, un point de clapage unique (Figure II.2) a été défini afin de former un dépôt conique concentré en un point de 5 m environ, ce qui correspond à 7 mois d'activités de clapages réalisés de façon discontinue. La radiale AK8 regroupe trois stations, aussi espacées de 500 m. Elle correspond à la radiale de référence, ce site étant d’après la modélisation situé hors de l’emprise probable du panache de plus forte dispersion des sédiments clapés lors de l’expérimentation (Figure II.1.) De plus, la radiale AK8 a aussi été sélectionnée en raison d'une similitude de la granulométrie du sédiment et de la macrofaune avec les sites des radiales AK7 et AK4, ce qui a été montré lors des deux suivis menés pendant la recherche d'une zone d'expérimentations de clapages en baie de Seine (Jourde et Dubut, 2009 ; Alizier et Dauvin, 2009).

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