Rapport interne de la Direction des Ressources Vivantes de l'IF~MER . IFREMER --; ~<V,,"UCL • uocumentation 1 B.P 171 •rueJean.Vilar· 34203SETECEDEX Tel. 04674678 00 Fax046774 7090 ETUDE SEDIMENTAIRE APPLIQUEE A L'AQUACULTURE POUR CINQ ESTRANS DE BRETAGNE SUD (Morbihan et Loire Atlantique) Gérard LEMOINE Novembre 1994 INSTITUT FRANÇAIS DE RECHERCHE POUR L,ExPLOITATION DE LA MER Adresse: DIRECTION DES RESSOURCES VIVANTES IFREMER DEPARTEMENT RESSOURCES AQUACOLES 12, rue des Résistants B.P.86 - 56470 LA TRINITEIMER STATION1LABORATOIRE: LATRINITESURMER AUTEUR(S) : CODE: Gérard Lemaine, avec la collaboration de : - IFREMERIRA LaTrinitésur Mer RIDRV - 94-18 -DépartementSédimentologie Dynamique Benthiquede la D.E.L. d'IFREMER-Brest, -CREMA l'Houmeau, - le laboratoire de Géologie de la Facultédes Sciencesd'Angers. TITRE : Date :novembre 1994 Tirage en nombre : 50 Etude Sédimentaire Appliquée à l'Aquaculture sur Cinq Nb pages 108 Estrans de Bretagne Sud (Morbihan, Loire Atlantique). Nb figures 31 Nb photos 26 CONVENTION DIFFUSION (intitulé) Stage F.N.E. financé par la D.D.T.E. libre 0 du 17/01/93 au 30/06/93 restreinte 0 W44 confidentielle 0 RESUME; Dans le cadre de la mise en place du Réseau d'Observation de Mollusques REMORA de l'IFREMERIRA, une éTUde sédimentaire prospective a été réalisée sur cinq stations réparties entre la Rivière d'Etel (56) et la Baie de Pen-Bé (44). Ce travail a permis de préciser le rôle intégrateur du sédiment vis-à-vis de l'hydrobiologie des sites d'une part, de discerner les influences probables du sédiment sur la qualité des eaux d'autre pan. Ce type d'approche reste toutefois difficilementapplicable au suivi proprement dit de la productivité de mollusques cultivésen estran. Il peut sunoU[ contribuerà l'évaluation des sites sur le long terme, pour la maintenance et l'aménagement conchylicole. Cette contribution éventuelle nécessite une investigation complémentaire préalable sur la réactivité du sédiment vis-à-vis d'évènements hydrologiques occasionnelsou catastrophiques, plus paniculièrement vis-à-vis de dessalures. ABSTRACT; Within the national molluscan monitoring network, a sedimentary sTUdy was carried out on five experimental sites located in southern Brittany (i.e., from Etel to Pen-Hé rivers). The study aimed to specify sediment integrating characteristics with regards to hydrobiological variables. Moreover, interactions between sediment and water column characteristics were specified. It appears that this approach is likely unappropriate to characterize interdical rearing area productivity. However, this approach can suppon the site evaluation on a long term basis to sustain shellfish culTUre management. This would require additional study to assess sediment reactivity to abnormal events like drastic salinity decreasc. mots-clés: Sédiment, Ostréiculture, Estran, Phosphore, Eutrophisation. keywords: SedIment,ûysterculture, Interttdal area, Phosphorus,EUlfophlcatlon AMER IFREMER· Institut Françaisde Recherche pour l'exploitation de la Mer, 1994 Remerciements: - Jean-Pierre Debenay du Laboratoire de Géologie de la Faculté des Sciences d'Angers apris en charge l'étude de la microfaune àforaminifères. - Dominique Hamon du département Environnement Benthique à IFREMER Brest a accepté de m'aiderpour les déterminations sur la macrofaune. -Jean-Marc Dormoy, de l'Ecole Nationale Supérieure d'Agronomie de Rennes, a émis des remarques judicieuses pour la conclusion. 11 a également apporté une aide informatiquepour la mise enforme de ce document. - Geneviève Arzul, du Laboratoire d'Ecotoxicologie à IFREMER Brest .. -Philippe Bassoullet du département Hydrodynamique etSédimentologie à IFREMER Brest .. -Michèle Feuillet etPierre-GuySauriau, du Centre de Recherche en Ecologie Marine et enAquaculture de l'Houmeau .. -Joseph Mazurié du Laboratoire de RecherchesAquacoles à IFREMER La Trinité sur-Mer .. ont permis l'aboutissement de ce travail, grâce à des observations sur un document émis provisoirement. Pour ces contributions et cet aimable soutient, je remercie ces différentes personnes. SOMMAIRE INTRODUCTION p. 8 CHAPITRE 1-TECHNIQUES ET METHODES D'INVESTIGATION 1.1 - Conditions et protocole de terrain p. 9 1.2 - Conditions et protocoles de laboratoire p. 9 1.2.! - Traitement des prises de vue p. 9 1.2.2 - Conservation et traitement des carottes p. 10 1.2.3 - Analyse physico-chimique des prélèvements de sédiments superficiels p. 10 1.2A - Conditionnement et traitement de la macrofaune benthique p. 10 1.1.3 - Traitement des données p. Il CHAPITRE 11- ETUDE DES SEDIMENTS POINTE DE MANE-HELLEC EN RIVIERE D'ETEL !I.! - fNTRODUCTION p. 12 11.1.1- Cadre géographique p. 12 11.1.2- Caractères généraux de la station p. 14 11.1.3 - Opérations réalisées sur le terrain p. 14 !I.2 - ESQUISSE MORPHOLOGIQUE p. 15 11.3 - ETUDE DES STRUCTURES SEDIMENTAIRES p. 15 11.3.1 - Description des carottes p. 15 11.3.2 - Interprétation dynamique p.23 !lA - ETUDE DES SEDIMENTS SUPERFICIELS p.24 !lA.! - Aspects granulométriques p. 24 11.4.2 - Approche minéralogique et chimique p. 27 11.5 - APPROCHE BIOSEDIMENTAlRE p.28 !I.6 - DISCUSSION p. 28 CHAPITRE III - ESTRAN DE PENTHIEVRE EN BAIE DE QUIBERON IILI- INTRODUCTION p.30 Ill.I.1 • Cadre géographique p. 30 Ill.I.2 -Caractères généraux de la station p. 30 I1LI.3 - Opérations réalisées sur le terrain p.31 IIl.2 - ESQUISSE MORPHOLOGIQUE p. 33 I1U - ETUDE DES STRUCTURES SEDIMENTAIRES p. 33 IIU.I - Description des carottes p. 33 I1U.2 - Interprétation dynamique p. 33 IIIA - ETUDE DES SEDIMENTS SUPERFICIELS p.40 IllA.1 - Aspects granulométriques p.40 IIL4.2 - Approche minéralogique et chimique p.42 IIl.5· APPROCHE BIOSEDIMENTAIRE p.43 III.6 - DISCUSSION p.43 CHAPITRE IV - ANSE DE KERJEAN A LARMOR-BADEN DANS LE GOLFE DU MORBIHAN IV.I - INTRODUCTION p.44 IV.l.! - Cadre géographique p.44 IV.1.2 - Caractères généraux de la station p.44 IV.1.3 . Opérations réalisées SUT le terrain p.45 IV.2- ESQUISSE MORPHOLOGIQUE p.45 IV.3 - ANALYSE STRUCTURALE DE LA COLONNE SEDIMENTAIRE p.45 IVA - ETUDE DES SEDIMENTS SUPERFICIELS p.47 IV04.1 -Aspects granulométriques p.47 IVA.2 . Approche minéralogique et chimique p. 52 IV.5 - APPROCHE BIOSEDIMENTAlRE p. 53 IV.6 . DISCUSSION p. 53 CHAPITRE V - ESTRAN DE LA TOUR-DU-PARC EN RIVIERE DE PENERF V.I- INTRODUCTION p. 55 V.l.l - Cadre géographique p. 55 V.1.2 - Caractères généraux de la station p. 55 V.U - Opérations réalisées sur le terrain p. 56 V.2 - ESQUISSE MORPHOLOGIQUE p. 58 V.3 - ETUDE DES STRUCTURES SEDIMENTAIRES p. 58 V.3.1 - Description des carottes p. 58 V.3.2 - Interprétation dynamique p. 58 VA - ETUDE DES SEDIMENTS SUPERFICIELS p. 63 VA.I- Aspects granulométriques p. 63 VA.2 - Approche minéralogique et chimique p.64 V.5 -APPROCHE BIOSEDIMENTAIRE p. 65 V.6 - DISCUSSION p.65 CHAPITRE VI - TRAICT DE PEN-BE AU SUD DE LA GRANDE BAIE DE VILAINE VI.I - INTRODUCTION p. 66 VI.1.I- Cadre géographique p.66 VI.1.2 - Caractères généraux de la station p.67 VI.1.3 - Opérations réalisées SUI le terrain p. 67 VU - ESQUISSE MORPHOLOGIQUE p.69 VU - ETUDE DES STRUCTURES SEDIMENTAIRES p. 69 VU.I - Description des carottes p.69 VI.3.2 - Interprétation dynamique p. 75 VIA - ETUDE DES SEDIMENTS SUPERFICIELS p. 76 VIA.I - Aspects granulométriques p. 76 VI.4.2 - Approche minéralogique et chimique p. 78 VI.5 - APPROCHE BIOSEDIMENTAIRE p. 80 VI.6 - DISCUSSION p. 80 CHAPITRE VII - BILAN DES ETUDES SUR LES CINQ SITES VII.1- POUVOIR INTEGRATEUR DU SEDIMENT VIS-A-VIS DU MILIEU ENVIRONNANT p. 82 VII.1.1 - Apports de l'étude morphologique p. 82 VII.I.2 - Apports de l'étude de sédimentologie structurale p. 82 VII.I.3 - Apports de l'étude physico-chimique des sédiments superficiels p. 85 VII.1.4 - Apports de l'étude de la macrofaune benthique p. 88 VII.2 - INFLUENCE DU SEDIMENT SUR LES EAUX SUS-JACENTES p. 90 VII.2.1 - Apports de "étude morphologique p. 90 VI1.2.2 - Apports de l'étude des sédiments p.91 CONCLUSION p. 93 ANNEXE: COMPLEMENTS BIBLIOGRAPHIQUES (RELATIONS SEDIMENT-CONCHYLICULTURE) p.95 BIBLIOGRAPHIE 8 INTRODUCTION Cette étude sédimentologique s'associe partiellement à la mise en place et au suivi du réseau national d'huîtres creuses "REMORA" de l'IFREMER. De nature prospective, elle est localisée sur deux départements bretons : le Morbihan et la Loire-Atlantique. Sous la responsabilité du Laboratoire Ressources Aquacoles de la Station de La Trinité-sur-Mer, elle s'inscrit dans une politique de diversification des moyens d'évaluation du potentiel des sites conchylicoles. Les travaux récents réalisés par Jean-Marc Sornin dans des parcs sur estran (1981, thèse 3ème cycle, Université de Nantes), par l'équipe CNRS-IFREMER du CREMA l'Houmeau (Feuillet, 1971 ; Feuillet-Girard et Gouleau, 1977 ; Feuillet-Girard ~ 1988 ; Martin ~., 1989) en bassins maritimes ont confirmé l'intérêt d'une contribution sédimentologique pour ce type d'investigations. C'est pour cette raison que l'auteur est intervenu une première fois en 1989 à la Trinité: un ralentissement de la croissance des huîtres ayant été enregistré localement dans la Baie de Quiberon, Claude Le Bec, (responsable à l'époque d'un réseau de suivi sur ces mollusques) avait invoqué l'action possible du sédiment. Pour vérifier cette hypothèse, il était nécessaire de procéder d'abord à l'évaluation de l'état des fonds. Une cartographie morphosédimentaire a permis surtout de mettre en évidence des évolutions d'ordre dynamique. Certaines d'entre elles, entre autre des processus d'envasement, pouvaient se répercuter de manière défavorable sur les cultures. Toutefois, l'action directe du sédiment n'avait pu être établie de manière certaine et l'étude bibliographique menée en parallèle laissait à ce sujet de nombreuses interrogations. Ces investigations montrent que considérer l'influence univoque du sédiment sur l'eau révèle imparfaitement le rôle du sédiment, du fait que son action est essentiellement régulatrice. A sa capacité de relarger des substances dissoutes dans l'eau se superpose celle de les fixer, afin de satisfaire une tendance à l'équilibre entre la phase fixée par les particules et la phase dissoute. La présente étude s'inscrit dans le prolongement de ces travaux, elle est motivée par deux questions restées ouvertes: - Quels intérêts peuvent présenter l'étude du sédiment dans la perspective d'une recherche de paramètres inté2rateurs de la qualité du milieu? - Quels outils permettent de discerner des effets à la fois significatifs et spécifiques du sédiment sur les cultures en estran? Pour essayer d'y répondre, cinq stations du Réseau REMORA ont d'abord été étudiées. A partir de ces investigations un bilan a été établi en vue de proposer des méthodes sédimentologiques simples et peu coûteuses. Quelques compléments bibliographiques faisant suite à une première synthèse sur les relations sédiment-conchyliculture ( Lemoine, 1990) sont consignés en annexe. 9 CHAPITRE 1- TECHNIQUES ET METHODES D'INVESTIGATION 1.1. - Conditions et protocole de terrain L'accès sur les sites a été grandement facilité par les ostréiculteurs que nous remercions pour leur accueil. Leur collaboration nous a été d'un grand secours, pour le transport du matériel et des échantillons. Mis à part ces aspects purement matériels, nous avons pu grâce à leur présence recueillir de nombreuses informations. Les stations ont été implantées sur le bas-estran en limite de basse mer de vives-eaux. A ces emplacements, le protocole prévoit des opérations suivantes: a - un inventaire photographique pour l'étude morphologique; b - un carottage de sub-surface dans les 40 cm, avec tube PVC biseauté de 8cm de diamètre; c - un prélèvement de sédiment superficiel avec une pelle américaine de 10 cm ; d -une observation de la profondeurd'oxygénation dans le sol; e - un enregistrement de la densité de terriers (annélides, filtreurs potentiels...) au m2 ; f - un échantillonnage de la macrofaune avec cylindre PVC de 30cm de diamètre sur 10cm de profondeur, soit une contenance approximative de 7 litres; g - l'implantation d'un repère de nivellement relatif (piquet en bois) et mesure de la distance par rapport au sol à proximité des poches REMORA ; Ces opérations sont effectuées deux fois, l'une en zone cultivée, l'autre en zone non cultivée. Quelques modifications ont toutefois été apportées à ce schéma. Elles seront mentionnées au cours de l'étude. 1.2 - Conditions et protocoles de laboratoire Les mesures de teneurs en carbonates et de matière organique calcinable ont été effectuées dans le laboratoire de sédimentologie littorale d'IFREMER-Brest grâce à Philippe Bassoullet qui a mis à disposition le matériel nécessaire. Pour les échantillons de macrofaune, prédéterminée également à IFREMER-Brest, Dominique Hamon du département Environnement Benthique a apporté une aide méthodologique et scientifique. 1.2.1 - Traitement desprises de vue Les photographies panoramiques sont orientées en référence aux données du positionnement réalisé par Anne Mariette au compas de relèvement. 10 1.2.2 - Conservation et traitement des carolles Les carottes sont stockées dans un local frais et en position verticale. Leur protection contre les pertes en eau est réalisée de la manière suivante: introduction dans un sac en plastique et couverture par un chiffon humide. Leur ouverture a lieu les dix jours qui suivent selon le procédé suivant: -découpe longitudinal de la gaine PYC, à l'aide d'une scie circulaire; - finition de la coupe à la spatule. Pour la mise en évidence des structures, la technique du plâtre coulé sur de la bande de gaze est mise en oeuvre. Déplâtrées 24 heures plus tard, les demi-carottes sont aussitôt photographiées en lumière naturelle et décrites. 1.2.3 -Analysephysico-chimique desprélèvements de sédiments superficiels Le protocole utilisé s'inspire de la méthode adoptée par Gros et Hamon (1988) lors d'une étude typologique des sédiments en baie de Saint-Brieuc. Quelques adaptations ont été apportées ici. Elles concernent surtout l'analyse granulométrique : - séparation en 4 classes principales : < 50~m ; 50~m-500~m 500~m-2,5mrn >2.5mrn - criblage détaillé de la classe des sables fins (50~m-500~m) en 6 sous-classes : 50~m­ 80~m ; 80~m-125~m ; l25~m-200~m ; 200~m-3l5~m ; 315~m-400~m ; 400~m­ 500~m. Le mode de conditionnement des échantillons sur le terrain s'est révélé mal adapté à l'acquisition des teneurs en eau (pertes en eau remarquées durant le transport et le stockage). Ce paramètre, bien que prévu dans le protocole, n'a donc pas été exploité. Le dosage du carbone organique et du carbone total n'a pas été réalisé. Seule, la méthode de pertes au feu a été retenue pour l'estimation de la teneur en matière organique. 1.2.4- Conditionnement et traitement de la macro/aune benthique Le prélèvement de la macrofaune est réalisé sur l'échantillon de sédiment frais, avec un grand tamis de chantier à mailles de 2mm. Les animaux recueillis dans le refus sont conditionnés dans l'eau formolée à 5% (cette opération préliminaire est effectuée directement sur le terrain). Un pré-tri par taxons principaux intervient ensuite au laboratoire. Les animaux ont pu être identifiés jusqu'au genre (sauf pour quelques espèces) avec la collaboration de D. Hamon (Départ. "Environnement Benthique" à lFREMER-Brest).