Ce rapport technique est dédié au volet de la modélisation hydrodynamique porté par l’Ifremer dans le cadre du projet CORAIL. Il présente une analyse des évolutions des flux de nutriments provenant des bassins versants et illustre la dispersion de leur panache en mer et la contribution relative de chacun des fleuves principaux de la côte d’Emeraude.
Contexte hydrologique :
La hausse de température de l’eau au large de la côte d’Emeraude, en lien avec le réchauffement global, est de 0,77 °C tous les dix ans.
Les concentrations en nutriment suivent une variation saisonnière avec un maximum hivernal et un minimum estival. Les concentrations en phosphate sont de l’ordre de 80 fois inférieures aux nitrates. Ces concentrations sont surtout dépendantes des débits dans les exutoires des fleuves, expliquant les variations intra-annuelles. Les données disponibles sur l’exutoire du Frémur en baie de la Fresnaie montrent une diminution importante interannuelle : en 20 ans les concentrations en nitrates ont été divisées par deux (passant d’une moyenne de 60 mg/l à une moyenne de 30 mg/l).
L’année 2021 est plutôt représentative des cinq dernières années en matière d’hydrologie (débits, concentrations des nutriments). Les observations de CORAIL peuvent être comparées aux études précédentes pour évaluer l’évolution des flux de nutriments (SOGREAH 2002). Les flux hivernaux ont ainsi été divisés par deux à trois en 20 ans sur les trois fleuves : Arguenon et les deux Frémur.
Le tonnage total de nutriment apporté à la mer est lié à la surface totale de chaque bassin versant. Sur 2021, le bassin le plus producteur est celui de la Rance avec plus de 4000 T de nitrate par an, contre 150 T pour celui du Frémur de Lancieux. Quant aux flux spécifiques, le bassin du Frémur de la Fresnaie est le plus producteur au kilomètre carré (5.2 T/km² par an). Ce tonnage est à mettre en lien avec les activités, dont l’agriculture notamment.
Hydrodynamisme :
Les courants résiduels vont d’amont en aval dans les baies et les estuaires (y compris celui de la Rance avec la traversée du barrage) puis sont repris au large dans le sens Ouest-Est. La dynamique de particules provenant de chaque baie est détaillée.
La taille et la concentration des panaches de nutriment en mer sont proportionnelles aux quantités de flux annuels de chaque fleuve avec, par ordre décroissant : la Rance, l’Arguenon, le Frémur de la Fresnaie et le Frémur de Lancieux.
En moyenne, l’ensemble du secteur côtier rencontre des concentrations en nitrate de l’ordre de 5 µmol/l. Il faut aller au-delà des 10 km au large pour que la présence des nutriments soit très faible en moyenne. Les concentrations maximales correspondent aux flux hivernaux. Les fonds de baie et les estuaires ont des concentrations maximales en nitrate supérieures à 40 µmol/l.
Les courants et les flux présents sur la côte d’Emeraude impliquent un mélange de plusieurs sources de nutriment sur de nombreux secteurs. L’influence des fleuves porte essentiellement sur leur baie respective, sauf pour l’Arguenon qui peut atteindre, avec une contribution supérieure à 5 µmol/l de nitrate, la baie de Lancieux. Une plus faible influence (inférieure à 5 µmol/l de nitrate) de l’Arguenon et de la Rance est présente sur tout le domaine. Les deux Frémur peuvent avoir une faible influence en bordure de leur baie, notamment sur la partie Nord de la baie de l’Arguenon. Les contributions relatives en nutriment des différents fleuves sont détaillées pour chaque point de suivi en mer.
Limites :
L’étude CORAIL n’a suivi que les principaux fleuves : la Rance, l’Arguenon et les deux Frémur. Ces fleuves représentent 84 % du linéaire total des cours d’eau des bassins versants de la côte d’Emeraude.
Le modèle hydrodynamique a uniquement considéré la physique pour calculer la dispersion des nutriments. Il n’a pas considéré les phénomènes 1-biologiques (production primaire - reminéralisation), 2-physiques (décantation) et 3-des hypothèses sur les flux entrants (constants sur un mois).
Pour les nutriments, l’erreur entre les données du modèle et les données réelles est en moyenne d’un facteur deux. Les résultats du modèle fournissent toutefois des informations sur l’ordre de grandeur des nutriments ainsi que sur leur tendance et permettent de réaliser des comparaisons relatives entre les baies.
Perspectives :
Il serait intéressant de pouvoir mener une étude complète intégrant les processus de production primaire (production du phytoplancton, des macro-algues) et de la consommation primaire (croissance des bivalves), afin de pouvoir mieux connaître les équilibres trophiques en côte d’Emeraude. Une telle étude permettrait de confronter des scénarios de variation d’apport des bassins versants liés aux changements climatiques ou aux usages (prélèvement d’eau douce, espèce invasive, changement de pratique conchylicole, de pêche…).
La base d’une telle étude repose sur l’acquisition de données les plus fiables possibles sur les débits et les concentrations des fleuves. Il existe différentes méthodes d’extrapolation de ces données mais qui engendrent potentiellement de grandes incertitudes sur leur représentativité. Il faut dans la mesure du possible viser une acquisition haute fréquence in-situ et au plus proche des exutoires.