IMPACT DE LA POLLUTION SUR LE MILIEU MARIN




Sommaire

  1. Introduction/présentation du projet
  2. Description du problème
    1. Etude de la qualité des eaux
      1. Normes de qualité
      2. Pollutions recherchées
      3. Analyse de la contamination des plages
    2. Analyse des causes possibles de contamination
      1. Les différents modes de rejet
      2. Les causes possibles de pollution bactérienne
      3. Les résultats par plages
  3. Etude simplifiée de la diffusion d'une pollution
    1. Description du domaine
    2. Hypothèses générales
    3. Propagation de la pollution en période estivale
      1. Les conditions aux limites
      2. Les premières analyses
    4. Propagation de la pollution en période hivernale
      1. Les conditions aux limites
      2. Les premières analyses
    5. Analyse des résultats et des limites du modèles
      1. Les limitations du modèle
      2. Les commentaires
  4. Conclusion
  5. Bibliographie
  6. Annexes
  7. Présentation


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1. Introduction/présentation du projet


Le milieu marin se distingue très nettement des milieux aquatiques terrestres utilisés comme exutoire des eaux usées tant par sa nature, qui lui confère un comportement différent envers la pollution, que par les usages auxquels il donne lieu. L'originalité du milieu marin, et plus particulièrement du milieu constitué par la façade océanique, réside essentiellement dans:

Par ailleurs, l'urbanisation croissante dans les zones littorales, liée à l'activité tant touristique qu'industrielle, entraîne une augmentation très importante des rejets polluants dans le milieu marin aux abords de grandes villes comme Bayonne. En effet, outre, la pollution due aux rejets domestiques (croissants avec l'urbanisation), il existe dans cette région deux activités industrielles particulièrement polluantes: les conserveries de poissons et les ateliers de traitement de surfaces (galvanisation de pièces ...).

Il nous a donc semblé intéressant d'étudier l'impact des rejets polluants sur la qualité des eaux, et notamment celles du littoral. En effet, l'activité économique de Bayonne et de sa région repose aussi en partie sur les activités touristiques et balnéaires.

Ainsi, nous avons pensé diviser notre étude en deux parties: l'une descriptive et l'autre plus calculatoire.
La partie descriptive, issue des documents que nous avons pu réunir, devrait permettre tout d'abord de mieux comprendre les problèmes de pollution du milieu marin vis à vis de son exploitation. Après une description générale de ces problèmes (les divers modes de rejets, les possibilités de traitements des déchets, l'impact sur la qualité de l'eau), nous mettrons l'accent sur la région de l'embouchure de l'Adour.
Dans la seconde partie, nous prévoyons grâce à un code de calcul (probablement PHOENICS) de modéliser la propagation d'une pollution dans une zone proche du littoral, dans un cas d'étude simplifié. Nous pourrons ainsi étudier son impact sur le milieu, et notamment considérer son influence sur la qualité des eaux de baignade.

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2. Description du problème



L'une des principales activités de la région de Bayonne est le tourisme, lié à la présence du littoral atlantique. Cette activité dépend directement de la qualité des eaux de baignades. En effet depuis 1972, un suivi de la qualité des eaux de baignade en mer françaises a été mis en place. C'est pourquoi il semble primordial d'étudier et de comprendre la provenance et la propagation des rejets en mer afin de maîtriser les pollutions du littoral.

2.1. Etude de la qualité des eaux

2.1.1. Normes de qualité

Par application du décret n° 81-324 du 7 avril 1981, l'eau des baignades doit répondre aux normes suivantes:


2.1.2. Pollutions recherchées

Dans le cadre du Réseau National d'Observation (R.N.O.) de la qualité du milieu marin, l'IFREMER assure une surveillance régulière des niveaux de présence de ces polluants.
Les polluants recherchés sont:


Ces substances sont présentes dans les coquillages à un niveau suffisamment faible pour affirmer qu'ils n'agissent absolument pas sur la qualité des eaux de baignade. Il semble donc que seuls les paramètres microbiologiques soient à prendre en compte:
Lorsque ces germes sont mis en évidence dans un échantillon d'eau, ils sont le signe d'une contamination par les matières fécales.
La présence dans le milieu marin de ces substances ne constitue pas obligatoirement un danger pour les baigneurs*, cependant leur origine laisse craindre la présence simultanée de germes pathogènes pour l'homme.
(*) coliformes fécaux et streptocoques font partie des germes normalement présents dans la flore intestinale de l'homme et de la plupart des animaux.

Pour chacune des familles de germes, la Directive européenne a fixé des valeurs guides et des valeurs impératives.
Les pourcentages de dépassement aux valeurs impératives déterminerons les classements en "B", "C" ou "D".
Un minimum de résultats inférieurs aux valeurs guides sera nécessaire pour qu'une eau de baignade puisse bénéficier du classement en eau de bonne qualité, c'est à dire de classe "A".
Voir annexe A :
Procédure de classement sur la base des critères microbiologiques.



2.1.3. Analyse de la contamination des plages

Sur la commune d'Anglet:

cf tableau récapitulatif des nombres de dépassements aux critères de contamination.


2.2. Analyse des causes possibles de contamination

2.2.1. Les différents modes de rejet.

Le rejet en zone littorale peut s'effectuer selon plusieurs modalités dont le choix est effectué parmi l'une des catégories suivantes:

Les deux derniers modes de rejet ne sont pas spécifiques aux zones littorales, leur utilisation peut cependant y être envisagée. Par ailleurs, le nombre des possibilités offertes est souvent réduit par les conditions géographiques et les paramètres économiques des régions concernées.

2.2.2. Les causes possibles de pollution bactériennes

Les causes de pollution bactérienne les plus fréquemment citées sont: 2.2.3. Résultats par plages



  • Synthèse:
    De manière générale, outre des pollutions plus locales, l'ensemble des plages de la commune d'Anglet semble être influencé par la contamination des eaux de l'Adour: notamment sur les plages des Cavaliers et de Chiberta, où aucun rejet direct n'a été identifié.
    Par ailleurs l'influence du ruiseau Le Barbot semble très nette sur la plage des Sables d'Or.
    Tableau de synthèse

    A ce stade, il nous semble intéressant d'essayer de comprendre le phénomène de propagation du polluant dans la zone côtière. A cet effet, nous tenterons de modéliser, dans la partie suivante, les courants sur la façade littorale d'Anglet.


    3. Etude simplifiée de la diffusion d'une pollution


    Pour cette modélisation nous avons choisi d'utiliser PHOENICS. Nous avons décidé de procéder par étapes sucessives compte tenu du peu de temps dont nous disposions. Le principe est de prendre un cas très simplifié et de compliquer le modèle au fur et à mesure (raffinement du maillage, insertion des digues, prise en compte des courants), lorsque les résultats nous semblent satisfaisants.

    Nous avons choisi d'étudier l'impact de la propagation d'une pollution dans la zone contenant les plages d'Anglet. Les contaminations principales proviennent des eaux relativement polluées de l'Adour et d'un ruisseau, Le Barbot.

    Remarques:

    1. Lorsque nous parlerons de nord, respectivement de sud ...,il s'agira à chaque fois du nord géographique, respectivement du sud géographique ..., et non des orientations des faces des mailles couramment utilisées pour la méthode des volumes finis.
    2. Les valeurs numériques des concentrations, utilisées dans l'étude, ne sont pas représentatives des concentrations réelles. Nous nous contenterons donc, de commenter le pourcentage des concentrations des cours d'eau, retrouvé le long de la côte.



    3.1 Description du domaine

    Schéma


    3.2 Hypothèses simplificatrices

    Nous avons modélisé les écoulements dans un plan horizontal, en considérant que les mouvements verticaux et la diffusion verticale étaient négligeables.
    Par ailleurs, nous avons considéré que le domaine était suffisamment étendu selon la direction Y pour que la frontière océanique parralléle à la côte puisse être modélisée comme une frontière à flux nul. Dans une première approche, nous n'avons pas pris en compte les phénomènes de marées, mais nous tenterons de mettre en évidence ultérieurement les modifications engendrées par une marée montante.
    Nous avons pris en compte deux cas simplifiés:



    3.3 Propagation de la pollution en période estivale

    3.3.1. Conditions aux limites

    On décrit le mouvement de la mer par un courant, parallèle à la côte, orienté vers le sud. Il existe donc trois entrées à notre domaine:
    3.3.2 Premières analyses

    PHOENICS permet d'obtenir une carte des
    vitesses et une carte de propagation de la pollution.

    Sur la carte des vitesses, on note une zone de recirculation (le long de la côte). Celle-ci est très défavorable pour le problème de pollution des eaux de baignade, puisque le contaminant, apporté par les eaux de l'Adour ,va être piégé sur la façade littorale plutôt que d'être "évacué" au large (nous reviendrons sur ce point dans les commentaires ci-après). De la même façon, les pollutions véhiculées par le ruisseau Le barbot, propagées lentement le long de la côte, affectent fortement les eaux des plages des Sables d'Or et du V.V.F., comme le montre le profil de la concentration le long de la côte.
    Nous avons fait une tentative de modélisation des effets d'une marée montante (ce qui est difficile car notre modèle ne peut pas prendre en compte un déplacement de la limite du rivage), en imposant une vitesse dirigée vers la côte sur la face ouest. Nous nous contenterons de remarquer que le phénomène de piégeage observé auparavant est encore d'avantage accentué et que le panache de pollution issu de l'Adour est encore plus dirigé vers la côte.
    propagation de la pollution


    3.4. Propagation de la pollution en période hivernale

    3.4.1. Conditions aux limites

    On décrit le mouvement de la mer par un courant parallèle à la côte orienté vers le sud. Il existe donc trois entrées à notre domaine:


    3.4.2 Premières analyses

    PHOENICS permet d'obtenir une carte des
    vitesses et une carte de propagation de la pollution.
    La direction des courants observées dans ce cas, semble plus favorable à l'évacuation des contaminations vers le large. Ceci est confirmé par profil de la concentration le long de la côte.


    3.5. Analyse des résultats et des limites du modèle

    3.5.1. Les limitations du modèle

    Plusieurs caractéristiques de la modélisation que nous avons choisie, nécessitent des commentaires et des mises en garde:




    3.5.2. Commentaires

    Les commentaires qui suivent porteront essentiellemnt sur les résultats concernant la période estivale, dans la mesure où, c'est durant cette période que la qualité des eaux de baignade est à surveiller.

    Premièrement, les zones de recirculation observées près de la côte sont très défavorables pour la dispersion des contaminants amenés par les cours d'eau. Elles tendent à piéger les pollutions à proximité des plages au lieu de les évacuer vers les eaux plus profondes. Ainsi, on retrouve près des plages une concentration de l'ordre de 60% de celle relevée dans l'embouchure (voire même 80% pendant la marée montante).

    Même si dans le cas réel, il faut considérer un facteur de dilution (dû au mélange des eaux de la rivières avec l'eau de mer), qui aura tendance à diminuer la pollution côtière, il n'en reste pas moins vrai que les eaux des plages de la commune d'Anglet restent très sensibles aux pollutions des eaux de l'Adour et du ruisseau Le Barbot.
    Il semble donc indispensable d'améliorer la qualité des eaux rejetées par ces cours d'eau si l'on veut diminuer la pollution des eaux de baignades.

    L'installation des digues et notamment de la digue nord a été motivée par des problèmes d'érosion des plages. Malheureusement son impact au niveau de la pollution est assez compromettant pour la qualité des eaux des plages de la commune d'Anglet.
    En effet, en l'absence de digues la pollution serait tout de même dirigée vers les plages (compte tenu du courant littoral en période estivale), cependant dans le cas de rejets ponctuels ceux-ci seraient évacués assez rapidement vers le large. La présence de la digue induit un piégeage au moins temporaire des contaminants le long de la côte. Ceci implique des effets relativement pérennes dans le cas d'une pollution accidentelle plus importante que la moyenne.

    Enfin, compte tenu des courants près du littoral d'Anglet, il semble qu'il faille proscrire les rejets en mer, de quelque nature qu'ils soient, et tout particulièrement
    des rejets directs à la côte.
    Dans la mesure où une évacuation d'eau cotaminée serait indispensable, on optera de préférence pour un rejet en mer, suffisamment loin de la côte (environ 1000 m) pour que les eaux contaminées soit évacuées vers le large.

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    4. Conclusion




    Malgré une simplification un peu outrancière du problème réel, notre étude nous a permis de formuler des remarques sur le plan qualitatif, et dans une certaine mesure, de mieux comprendre le phénomène de transport du contaminant dans la zone littorale d'Anglet (à l'embouchure de l'Adour).

    Nous aurions aimé pouvoir utiliser la simulation obtenue sur TELEMAC2D, dans le cadre de l'étude des courants,afin de pouvoir compléter notre étude par une vision à plus grande échelle, de la propagation d'une concentration dans le milieu marin. Compte tenu de notre emploi du temps surcharé nous n'en n'avons malheureusement pas eu la possibilité.

    Enrichissement apporté par cette étude:

    Bien des points seraient encore à développer et nous ne prétendons pas avoir obtenus des résultats numériques précis.
    Cette étude travail aura eu cependant le mérite, outre de nous permettre de prendre des initiatives, d'approfondir un sujet que nous avions choisi.
    De plus, elle nous aura permis de nous rendre compte de l'ampleur de tels problèmes et des difficultés à les modéliser ( Le
    rapport de l'IFREMER signalait d'ailleurs qu'aucune tentative de résolution n'avait été effectuée à l'époque, et mettait en avant les nombreuses difficultés que comportait l'obtention d'un modèle intégrant tous les paramètres physiques).
    C'est pourquoi, outre la résolution même partielle du problème, l'intérêt de notre travail a en partie résidé dans l'interprétation de nos résultats et dans l'analyse de leurs validité, compte tenu des hypothèses réductrices que nous avions faites.

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    5. Bibliographie


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    6. Annexes


    1. Procédure de classement sur la base de critères microbiologiques
    2. Modes de rejet des eaux usées en zone littorale
    3. Les eaux usées domestiques: réseaux unitaires et séparatifs
    4. Récapitulatif des causes possibles de contamination des plages de la commune d'Anglet
    5. Analyse des dépassements aux critères de contamination


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