Version classiqueVersion mobile

Suivi des impacts de l’extraction de granulats marins

 | 
Robert Lafite
, 
Michel Desprez

Niveau des connaissances

Texte intégral

Pression d’extraction

1Dans plusieurs pays (Belgique, Grande-Bretagne, Pays-Bas, par exemple), le suivi électronique de l’activité est assuré par des boîtes noires installées sur les navires, obligatoires de par la réglementation en vigueur.

2À Dieppe et en Baie de Seine, lorsque les informations sur le suivi étaient accessibles, l’intensité d’extraction (pression) a été définie d’après la classification de Boyd et al. (2004) qui identifiait trois catégories de pression : faible, moyenne et forte. Cette intensité a été quantifiée à l’échelle de la zone de permis (heures/hectare/an) et à celle des sillons et des stations de suivi bio-sédimentaire (heures/are/an), de manière à affiner la relation entre l’intensité d’extraction et les différents degrés d’impacts biologiques et morphosédimentaires.

Pourcentages surfaciques des zones de concession à Dieppe (permis de 6 km2) et en Baie de Seine (sites de 0,6 km2) en fonction de l’intensité d’extraction.

3Contrairement à l’expérimentation menée en Baie de Seine, l’exploitation de Dieppe couvre une plus grande surface (6 km2) mais l’intensité moyenne d’extraction y est largement inférieure à 1h/ha/an sur plus de 95 % du périmètre autorisé (maximum local de 39 mn), témoignant d’une exploitation extensive avec de larges secteurs laissés en jachère.

Impacts physiques

Effets sur le trait de côte

4Conformément au principe de précaution, la majorité des secteurs d’extraction de granulats marins en Europe sont situés au large pour limiter au maximum les risques d’impact sur la stabilité du trait de côte (profondeur supérieure à – 20 m aux Pays-Bas). Avant toute attribution de permis, des évaluations préventives, souvent basées sur de la modélisation numérique, sont recommandées pour vérifier que les conditions de houle littorale, les courants de marée et le transit sédimentaire naturel ne seront pas affectés, et qu’il n’y aura aucun impact négatif sur les plages ou les cordons dunaires, particulièrement vulnérables. Mais la connaissance des processus et des lux sédimentaires qui contrôlent les échanges entre large et côte reste un thème de recherche à approfondir.

5Les effets potentiels de l’extraction de granulats marins sur l’érosion des côtes à falaises crayeuses et cordons de galets situées à proximité du site d’extraction de Dieppe, n’ont pas été étudiés dans le cadre du GIS.

Effets sur la colonne d’eau

6Des études antérieures ont apporté des informations sur les concentrations des eaux de surverse (de quelques grammes à quelques dizaines de grammes par litre), la géométrie et les temps de dispersion au sein des panaches turbides, qu’ils soient de surverse ou benthique (de fond). Le panache peut présenter deux phases : une phase dynamique, siège d’une décantation rapide (5-15 mn) avec étalement des particules sur le fond et une phase passive qui témoigne d’une décantation plus lente et d’une dispersion progressive (quelques heures avec un dépôt sur une distance de 1 à 8 km depuis le point de surverse).

7Certaines études sont focalisées sur les processus de floculation pouvant apparaître au sein des panaches turbides.

Intensité cumulée (heures/an) par hectare (à gauche) et par are (à droite) sur le site A de Baie de Seine pour la période 2007-2008.

Synthèse de la dynamique d’un panache turbide généré à contre courant dans le cas d’une surverse par sabords.

8En Baie de Seine, l’effort a porté sur la mesure in situ des caractéristiques du panache turbide. À l’entrée des eaux de surverse dans le milieu marin, la concentration chute de quelques grammes par litre à quelques dizaines ou centaines de milligrammes par litre sous l’effet d’une dilution. Le panache bien établi à l’arrière de la drague (10 mn après la surverse), d’une largeur de 100 m, évolue de manière passive sous les effets conjugués d’une dispersion latérale et d’une décantation des particules. Les concentrations diminuent progressivement pour tendre vers celles du milieu naturel au-delà de 2 h, même si le panache reste parfois visible à l’œil nu.

9Dans le contexte macrotidal de la Manche orientale, il ressort que :

  • les conditions d’extraction (avec ou contre-courant, débit de la pompe, capacité de chargement) contrôlent fortement les concentrations initiales, la géométrie et l’importance relative de la phase dynamique du panache ;
  • le type de matériaux dragués (granulométrie et nature) et les courants tidaux conditionnent le temps de dispersion (phase passive) et l’extension du panache qui peut se développer jusqu’à 6,5 km au-delà de la zone d’extraction.

Stratégie et instrumentation de mesure des caractéristiques de la colonne d’eau
En Baie de Seine, une stratégie de mesures reposant sur des suivis dérivants (lagrangiens) basés sur l’utilisation d’instruments acoustiques et optiques s’est révélée adaptée pour comprendre la dynamique du panache de surverse.
Les principaux paramètres sont mesurés dans la colonne d’eau grâce aux instruments de mesure suivants :
(1) La concentration en MES* et la turbidité* sont mesurées directement sur des prélèvements d’eau réalisés à la bouteille Niskin* ou indirectement grâce à l’ADCP* (signal rétrodiffusé)
(2) Les caractéristiques des courants et de la houle sur l’ensemble de la colonne d’eau sont mesurés grâce aux courantomètres de type ADCP.
(3) La granulométrie des particules est mesurée directement sur des prélèvements d’eau réalisés à la bouteille Niskin puis filtrés, ou indirectement, in situ, grâce au LISST*.
(4) les paramètres hydrologiques de la colonne d’eau tels que la salinité, la conductivité et la température sont mesurés grâce à l’aide d’une sonde CTD*.
En complément, une approche par modélisation numérique doit permettre de tester des scénarios non rencontrés lors des mesures sur le terrain, tels qu’une exploitation lors d’une période d’agitation par la houle.

Effets sur la topographie et les sédiments du fond marin

10Largeur et profondeur sont respectivement de l’ordre de plusieurs mètres et du mètre dans le cas de sillons résultant de passages répétés de l’élinde. Après plusieurs années, une exploitation localisée engendre des dépressions durables de quelques mètres de profondeur.

11Des indicateurs d’impact peuvent être mis en évidence : à Dieppe, l’accroissement de l’hétérogénéité de la couverture sédimentaire est identifié comme un marqueur de perturbation des fonds par l’extraction, tandis qu’une teneur en sables fins supérieure à 10 % constitue un indicateur du dépôt des panaches de surverse. En Baie de Seine, malgré une intensité d’extraction annuelle supérieure, de tels dépôts de surverse n’ont pas été observés du fait de la courte durée d’exploitation (inférieure à 1 an sur le site A et à 3 ans sur le site B).

12L’extraction de granulats marins conduit à des modifications de la topographie et de la nature des fonds, induites par deux phénomènes : le creusement de sillons, lié au passage de l’élinde aspiratrice traînée sur les fonds, et la décantation du panache turbide, qu’il soit de surverse ou benthique.

13Dans les sédiments de Dieppe et de la Baie de Seine, les sillons d’extraction présentent des largeurs de 5 m, des profondeurs inférieures au mètre et des pentes supérieures à 5 °. En Baie de Seine, à l’issue d’une année d’extraction, un peu moins de 50 % de la surface du site A a été travaillée (soit 0,3 km2) et le fond a subi un approfondissement moyen de 20 cm. Les sillons sont partiellement remplis par des sables fins à grossiers, parfois ridés.

Fonds impactés par l’extraction sur le site de Dieppe (imagerie acoustique). En haut : sillons récents (moins d’un an, en bas) et sillons creusés depuis quelques années (en haut). En bas : fonds sableux modelés de petites dunes résultant de l’alimentation par le transit sableux naturel et les sables fins de surverse. Remarque : les bandes blanches (en haut) et noires (en bas) correspondent à des artéfacts correspondant au trajet du bateau.

Stratégie et instrumentation de mesure des caractéristiques du fond
Le suivi des impacts et de la restauration des fonds passe par la caractérisation de la topographie et des sédiments grâce à une instrumentation dédiée :
(1) La topographie des fonds est mesurée grâce à un sondeur multifaisceaux*.
(2) La nature des fonds (granulométrie, nature et/ou rugosité) est approchée indirectement grâce aux données d’imagerie du sondeur multifaisceaux et du sonar à balayage latéral*, calibrées par des observations directes telles que les prélèvements de sédiment réalisés à la benne* et la vidéo.
Des analyses en laboratoire, réalisées sur les prélèvements de sédiments, permettent de quantiier la granulométrie et la nature des sédiments superficiels. La vidéo est un outil complémentaire qui ofre une vision des paysages et des faciès morphosédimentaires à une échelle spatiale intermédiaire entre celle du prélèvement à la benne (0,1 m2) et celle des sondeurs et du sonar (1 m2).

Sillons d’extraction récents (moins d’un an) en Baie de Seine. Topographie transversale du fond avant (courbe verte) et après extraction (courbe rouge) ; échelle verticale x 25.

Restauration de la topographie et des sédiments du fond marin

14La persistance des modifications topographiques et sédimentaires varie en fonction des caractéristiques hydro-sédimentaires du milieu (intensité des courants, taille du sédiment).

15Lorsque les sédiments sont sableux et mobiles, les sillons de dragage disparaissent en quelques semaines, mais ils peuvent être encore identifiables plus de 10 ans après l’arrêt de l’activité dans des fonds sableux calmes à faible transit sédimentaire ou dans des sédiments grossiers stables.

16À Dieppe, à l’échelle de quelques mois d’interruption de l’activité d’extraction, des déplacements de sables sont observés sur des distances pouvant atteindre le kilomètre. Le lissage de la morphologie des sillons d’extraction est rapide lors des premières années après l’arrêt de l’extraction (élargissement des sillons à 5-7 m, diminution de l’inclinaison des flancs à 5 ° maximum, et de la profondeur des sillons à 0,4-0,9 m). Il s’accompagne d’un remplissage partiel des sillons par des sables grossiers, apportés par le transit sédimentaire naturel.

17Environ 10 ans après l’arrêt des extractions, les sillons sont intégralement remplis à certains endroits, recouverts par des corps sédimentaires sablo-graveleux dynamiques (rubans, dunes), mais restent visibles à d’autres endroits entre les crêtes de galets (voir parties inférieure et supérieure de l’image acoustique ci-dessous).

18En absence de transit sédimentaire naturel, le dépôt des sables fins de surverse reste confiné à l’intérieur (dans les sillons de dragage) et en périphérie immédiate du site avec une modification correspondante des peuplements d’invertébrés et de poissons. Sur des sites où le transit sédimentaire naturel est élevé, comme à Dieppe, les dépôts sableux de surverse sont remobilisés ultérieurement sur plusieurs kilomètres dans la direction du courant tidal résiduel.

Restauration des fonds sur le site de Dieppe. Sillons anciens lissés (en bas à droite), en phase finale de comblement et de recouvrement par des rubans sableux ridés (en haut et à gauche).

Impacts biologiques

Effets sur le benthos

19L’impact des dragages sur les organismes vivant sur les fonds (animaux benthiques) est important dans le sillage de la tête d’élinde. On observe classiquement des réductions de 60 à 80 % du nombre d’espèces, et supérieures à 90 % pour l’abondance et la biomasse du benthos. L’importance de cet impact dépend de l’intensité annuelle d’extraction sur le site, mais aussi du nombre d’années d’exploitation (effets cumulés).

20Dans le périmètre d’extraction de Dieppe, l’appauvrissement est maximal dans le secteur le plus intensement exploité (- 77 % pour le nombre d’espèces, - 92 % pour l’abondance et - 96 % pour la biomasse dans le secteur de dragage). Les conséquences observées dans le secteur temporairement en « jachère » sont nettement moindres du fait d’une recolonisation de type opportuniste (abondance > référence).

21Un impact important a également été observé en périphérie proche (< 2 km) du fait d’un dépôt récurrent de sables fins rejetés avec les eaux de surverse. Dans le cas d’un dépôt extensif de sédiments très fins et de matière organique associée, un enrichissement a pu être mis en évidence sur les communautés benthiques situées en périphérie, comme sur certains sites britanniques.

Évolution du nombre d’espèces, de l’abondance et de la biomasse des peuplements benthiques sur le site de Dieppe (valeurs moyennes relatives pour 2003 et 2007).

Stratégie de mesure et analyses pour la caractérisation des communautés benthiques
L’échantillonnage quantitatif du benthos est réalisé à l’aide d’une benne mini-Hamon prélevant une surface de 0,1 m2 ; trois réplicats* sont effectués à chacune des stations dont les coordonnées sont enregistrées à l’aide d’un GPS différentiel.
La macrofaune correspond aux animaux retenus après élimination du sédiment dans un tamis de 1 mm de maille. La détermination jusqu’au plus petit niveau taxonomique possible permet de calculer les paramètres de base décrivant la communauté benthique : la richesse spécifique (nombre d’espèces), l’abondance (nombre d’individus par m2) et la biomasse (grammes de matière organique par m2, exprimée en poids sec calciné sans cendres).
À chaque station, un échantillon de sédiment est prélevé pour réaliser une analyse granulométrique sur une colonne de tamis classiques, norme AFNOR, de maille carrée (2 mm – 40 μm) et pour estimer sa teneur en matière organique.

Comparaison de l’impact biologique observé après une seule année d’extraction à l’intérieur des deux sites expérimentaux de Baie de Seine (valeurs relatives exprimées en % des valeurs observées dans le secteur de référence).

Extension spatiale de l’impact biologique des extractions depuis l’intérieur jusqu’à 750 m du périmètre expérimental de Baie de Seine (site B) (valeurs relatives exprimées en % des valeurs observées dans le secteur de référence).

Évolution du nombre d’espèces, de l’abondance et de la biomasse des peuplements benthiques sur l’ancien site de Dieppe entre 1995 et 2010 (valeurs relatives exprimées en % des valeurs observées dans le secteur de référence).

Évolution de l’importance relative des trois paramètres élémentaires de peuplement sur la partie nord du site expérimental A (test jachère) entre 2007-2008 (état initial) et 2011. La flèche indique la période d’exploitation en octobre 2008 (valeurs relatives exprimées en % des valeurs de référence).

Effets sur les poissons

22L’impact de l’exploitation des granulats marins sur l’ichtyofaune est soit direct, par dérangement et déplacement temporaire (réaction d’évitement ou parfois d’attraction) et modification du substrat (préférences édaphiques des poissons benthiques), soit indirect par le biais de la chaîne alimentaire.

23À Dieppe, pour une faible intensité d’extraction (< 1h/ha/an), aucun impact de l’activité n’a pu être mis en évidence sur le nombre d’espèces de poissons démersaux, tant dans le périmètre exploité que dans le secteur périphérique soumis au dépôt des sédiments de surverse. On observe au contraire une nette diminution de l’abondance, tant dans le secteur d’extraction (- 35 %) que dans celui de surverse (- 47 %). Pour la biomasse, aucun impact n’est observé dans le périmètre alors qu’elle est réduite de 29 % dans le secteur de surverse.

Richesse spécifique, abondance et biomasse relatives des poissons démersaux dans les secteurs impactés sur le site de Dieppe (valeurs relatives exprimées en % des valeurs observées dans le secteur de référence).

24Le tableau ci-dessous indique les espèces représentatives des principaux secteurs du site de Dieppe :

  • la plie est l’espèce la plus souvent observée (constante > 75 %) dans chacun des secteurs au cours des deux années de suivi ;
  • pour l’abondance et la biomasse, chaque secteur est dominé par une espèce différente : le lançon dans le secteur de référence, la dorade grise dans celui d’extraction, la plie dans celui de surverse.

SECTEURS

REFERENCE

DRAGAGE

SURVERSE

Constance
> 75 %

Petite vive
Plie
Dorade grise

Plie
Dorade grise
Rouget barbet

Petite vive
Plie
Sole jaune

Abondance

Lançons
Petit tacaud
Petite vive

Dorade grise

Petite vive
Plie
Merlan

Biomasse

Lançons
Plie
Dorade grise

Dorade grise
Seiche, Plie

Raie bouclée
Plie
Merlan

Espèce-clé

Lançons

Dorade grise

Plie

Classement par ordre décroissant de fréquence des espèces dominantes (en gras) et des principales espèces accompagnatrices du peuplement halieutique des secteurs d’extraction et de surverse du site de Dieppe pour les paramètres constance, abondance et biomasse.

Les protocoles halieutiques mis en œuvre à Dieppe et en Baie de Seine reposent sur les techniques de pêche locales :
– chalut de fond à grande ouverture verticale (GOV) au large de Dieppe, chalut de fond en Baie de Seine. Pour répondre à l’objectif d’une description optimale de l’ichtyofaune, le maillage employé est inférieur à celui réglementairement autorisé pour le chalut de fond à poissons (80 mm en étiré) ;
– le but n’étant pas de capturer seulement les poissons de taille marchande, une double poche est placée à l’intérieur du chalut, avec une maille de 20 mm (étiré).
L’échantillonnage est réalisé chaque trimestre sur des traits témoins dans la zone impactée par les extractions, ainsi que sur plusieurs traits de référence situés en dehors de la zone d’influence théorique des dragages.
L’heure et la position géographique exacte des traits de chalut sont enregistrées en début et en fin de trait pour le calcul de l’abondance numérique et pondérale des espèces capturées. La richesse spécifique est calculée par station et par campagne. L’abondance et la biomasse des captures sont ramenées à un temps de pêche standard d’une heure. Les tractus digestifs des poissons sélectionnés sont prélevés et placés dans une solution d’eau de mer formolée à 4 % en attendant leur dissection ultérieure.

25En Baie de Seine, le suivi réalisé entre 2007 et 2011 a mis en évidence un fort impact des extractions sur la fréquentation halieutique, tant pour le nombre d’espèces (- 50 %) que pour l’abondance (-92 %).

26L’intensité de cet impact est légèrement supérieure à celle observée sur le benthos (- 42 % pour le nombre d’espèces, - 71 % pour l’abondance).

27La différence d’intensité d’extraction (maxima de 4 h/ha/an en Baie de Seine contre 40 mn à Dieppe) peut expliquer l’impact nettement supérieur observé sur la fréquentation halieutique en Baie de Seine (- 90 %) par rapport à Dieppe (-50 %).

28Contrairement au scénario de Dieppe (impact maximal sur le benthos et minimal sur les poissons), le niveau d’impact observé en Baie de Seine est plus conforme à celui observé sur le benthos, maillon traditionnellement utilisé comme indicateur du niveau de perturbation de l’écosystème.

29Les cartographies du nombre d’espèces et de l’abondance mettent en évidence l’extention spatiale limitée de l’impact qui s’étend au maximum sur quelques centaines de mètres. En effet, les évolutions observées fin 2008 sur les stations directement impactées (A nord et B nord), sont de moindre ampleur sur les stations connexes des sites d’extraction (A sud et B sud) éloignées de 300 m. Aucun impact n’a été mis en évidence sur les traits de référence situés à 1 km.

30Si de nombreuses espèces comme les grondins, la sole perdrix, le tacaud commun, et dans une moindre mesure le rouget barbet et le merlan, montrent une nette diminution de fréquentation liée aux extractions, on observe au contraire chez la sole une attractivité temporaire mais régulière des secteurs en début d’extraction, non systématique chez la limande.

31Cette dernière espèce présente une abondance pouvant être de façon temporaire multipliée par 50 sur la zone d’extraction et jusqu’à 6 en périphérie immédiate de celle-ci.

Évolution comparée du nombre total d’espèces et de l’abondance de l’ichtyofaune au cours des 5 années de suivi (2007-2011) entre le site d’extraction (CB1) et les stations de référence (REF). Les flèches rouges représentent les phases d’exploitation.

Cartographie de la richesse spécifique et de l’abondance moyennes (ind/h) observées en 2008-2009 sur le site expérimental de Baie de Seine (extraction à partir de novembre 2008 sur le secteur nord de la zone B ; recolonisation à partir de juillet et novembre 2008 sur les secteurs sud et nord de la zone A)

Évolution temporelle du rendement numérique de sole commune (exprimé en pourcentage relatif à la référence) au cours des quatre premières années de l’expérimentation. Les lèches indiquent les périodes d’extraction (impact direct en bleu et impact indirect en rouge.)

32Le caractère temporaire de ce phénomène est à relier au dépôt du benthos rejeté par les eaux de surverse lors du dragage de la couche superficielle de sédiments colonisée par la faune ; la durée de l’attraction est comprise entre 1 et 3,5 mois.

Retour des ressources halieutiques

33À Dieppe, l’absence temporaire d’extractions (2 ans sur le secteur nord en « jachère ») permet un retour rapide du nombre d’espèces tandis que l’abondance et la biomasse restent respectivement inférieures de 30 % et 20 % aux valeurs de référence.

Nombre total d’espèces, abondance et biomasse relatives des poissons démersaux dans les secteurs en cours de recolonisation sur le site de Dieppe. Valeurs relatives exprimées en % des valeurs observées dans le secteur de référence.

34Le secteur de recolonisation montre, dix années après l’arrêt des extractions, une communauté halieutique aussi diversifiée que le secteur de référence, mais avec une abondance et une biomasse près de deux fois supérieures, alors que le processus de recolonisation par le benthos est seulement en cours d’achèvement. Le tableau suivant montre l’évolution des espèces dominantes de la communauté halieutique du site d’extraction au cours du processus de recolonisation :

  • la plie montre une diminution progressive de sa présence entre la phase d’extraction et celle de recolonisation à moyen terme, alors que la dorade grise reste l’espèce la plus fréquente ;
  • l’abondance et la biomasse sont dominées par la dorade grise, ce qui en fait l’espèce-clé de chacune des étapes.

35En Baie de Seine, après un seul mois d’extraction avec une intensité de 2,5 h/ha, l’expérimentation de la jachère (zone A) a mis en évidence une diminution limitée (- 33 %) et temporaire (1,5 an) du nombre d’espèces fréquentant la zone ; l’abondance a par contre montré une chute importante (- 80 %) et plus durable, avec retour de niveaux comparables à ceux de référence 2,5 ans après l’arrêt des extractions.

SECTEURS

DRAGAGE

JACHERE

RECOLONIS.

Constance
> 75 %
50 à 75 %

Plie
Dorade grise
Rouget barbet

Dorade grise
Rouget barbet
Plie

Dorade grise
Grondin rouge

Abondance

Dorade grise

Dorade grise
Lançon

Petit tacaud
Dorade grise

Biomasse

Dorade grise
Seiche, Plie

Dorade grise
Seiche

Dorade grise
Morue

Espèce-clé

Dorade grise

Dorade grise

Dorade grise

Classement par ordre décroissant de fréquence des espèces dominantes (en gras) et des principales espèces accompagnatrices du peuplement halieutique des secteurs de jachère et de recolonisation du site de Dieppe pour les paramètres constance, abondance et biomasse.

36Le processus de recolonisation se fait en plusieurs étapes avec :

  1. reprise initiale des fluctuations saisonnières des paramètres faunistiques,
  2. retour de niveaux d’abondance similaires à ceux de la référence en conditions de minima saisonniers,
  3. puis de maxima saisonniers.

Évolution temporelle du nombre d’espèces et de l’abondance des poissons dans le secteur nord du site A et dans celui de référence. La flèche indique la période d’extraction.

Effets sur les relations trophiques benthos-poissons

37Il existe très peu d’informations sur les conséquences de la réduction de nourriture benthique pour la chaîne alimentaire et notamment les poissons, à l’exception des études originales réalisées dans le cadre du programme SIEGMA sur le site de Dieppe entre 2004 et 2006 et celles en cours d’acquisition en Baie de Seine.

Importance relative des proies dominantes pour la morue, la dorade grise et le grondin dans les secteurs en cours d’extraction du site de Dieppe. Remarque : Les crabes sont figurés en rouge, les crevettes en jaune, les autres crustacés en orange, les bivalves en rose, les autres mollusques en parme, les annélides en vert et les échinodermes en mauve.

Importance relative des proies dominantes pour la plie, la sole et la raie dans le secteur de surverse du site de Dieppe. Remarque identique pour le code couleurs.

Importance relative des proies dominantes du rouget barbet dans les différents secteurs impactés par les extractions sur le site de Dieppe.

38À Dieppe, l’abondance des espèces démersales a pu être reliée à la nature des proies benthiques disponibles :

  • Les galets des secteurs d’extraction et de jachère sont caractérisés par la présence de la morue et l’abondance de la dorade grise qui se nourrissent essentiellement des petits crabes opportunistes (Galathea, Pisidia) qui recolonisent le site après arrêt des dragages ; la dorade grise peut être considérée comme l’espèce-témoin du secteur de dragage où son abondance et sa biomasse sont maximales. Les grondins consomment eux aussi majoritairement ces petits crabes opportunistes, mais aussi des poissons juvéniles (callionyme).
  • La plie et la sole se nourrissent préférentiellement des annélides et des bivalves colonisant les sables fins instables qui caractérisent les secteurs de dépôt de la surverse ; des crevettes et d’autres crustacés représentent en hiver des proies exclusives pour les raies.
  • Les contenus stomacaux du rouget barbet font de ce poisson la meilleure espèce indicatrice de la diversité des habitats et des communautés benthiques associées, qui caractérisent les différents secteurs perturbés par les extractions sur le site de Dieppe.

39En Baie de Seine, le faible nombre d’années d’extraction n’a pas permis de mettre en évidence de modification significative du régime alimentaire de la plupart des espèces (limande, merlan, morue, tacaud), à l’exception de la sole ; cette dernière espèce présente une nette évolution de son régime alimentaire avec une diminution de la contribution des annélides et des crevettes, une augmentation de celle des bivalves et l’apparition d’espèces de l’épifaune des graviers, rendues accessibles par la perturbation mécanique des fonds et le dépôt de ces nouvelles proies rejetées avec les eaux de surverse.

40La nature du substrat et de la faune associée conditionne donc la fréquentation des diverses espèces de poissons démersaux qui les consomment ; l’activité d’extraction se traduit par une importante diminution de l’abondance de la plupart des espèces dont les proies benthiques se sont raréfiées ; seules des espèces au régime alimentaire opportuniste peuvent voir leur abondance augmenter temporairement du fait de l’apport brutal de matière organique lors des premières phases d’exploitation (décapage de la couche superficielle biologiquement « active »).

Importance relative des proies dominantes de la sole dans les différents secteurs prospectés sur le site expérimental de Baie de Seine.

Modélisation de la chaîne alimentaire de Manche orientale

41À une échelle régionale, l’attention s’est portée sur l’influence exercée par les conditions abiotiques sur la distribution des espèces halieutiques.

42L’association poisson-environnement a été déterminée en se basant sur les relations statistiques entre les variables environnementales (salinité, température…) et la présence des espèces. La distribution de ces dernières est déterminée en se basant sur les interactions biotiques et sur les facteurs dus aux activités humaines qui influencent la distribution de l’habitat propre à chaque espèce.

43Un modèle Ecopath de la Manche orientale représntant la période 1995-1996 a été construit. Cette approche par modélisation tente de fournir une description synthétique de la structure de l’écosystème et de représenter ses propriétés fondamentales. Le modèle comporte 51 groupes fonctionnels comprenant des mammifères marins (2), des oiseaux de mer (1), des poissons (29), des invertébrés (15), des producteurs primaires (1) et des compartiments rejets et détritus.

44Cette étude documente la réalisation du modèle de l’écosystème qui consiste en une représentation statique des flux biotiques dans les réseaux trophiques. Cela servira de base pour les simulations dynamiques spatio-temporelles (Ecosim et Ecospace) dans un futur proche.

45Ce type d’étude peut révéler de nombreuses informations sur l’état de l’écosystème et la façon dont ses composantes biologiques sont affectées par des perturbations ou des changements environnementaux.

46Ce type de modèle a été développé pour étudier les réponses écologiques des espèces halieutiques face aux stress liés notamment aux activités anthropiques – telles que la perturbation des fonds marins suite aux extractions de granulats marins – et les conséquences de ces activités sur l’écosystème.

Représentation simplifiée de la structure du réseau trophique en Manche Est montrant les flux principaux qui connectent les différents groupes fonctionnels

Stratégie de modélisation
Une étape cruciale requise lors de la modélisation ECOPATH est la détermination des groupes fonctionnels de l’écosystème. Chaque groupe peut être représenté par une espèce particulière ou un groupe d’espèces aux caractéristiques écologiques similaires. Pour cette étude, les groupes fonctionnels ont été établis en se basant sur les indications de Yodzis et Winemiller (1999) et Christensen et al. (2005). Dans les écosystèmes à biodiversité faible, chaque compartiment peut ne comprendre qu’un seul type d’espèce qui peut être particulièrement abondant ou important du point de vue écologique ou considéré comme important pour les pêcheries. Dans un écosystème à biodiversité élevée, comme les écosystèmes marins, les espèces sont souvent regroupées de façon à respecter une certaine homogénéité des données. Chaque groupe doit être constitué d’espèces présentant des caractéristiques écologiques similaires (guildes trophiques, distribution spatiale, âge, taille, etc.) qui peuvent alors être considérées comme suivant la même “dynamique trophique” (Yodzis et Winemiller, 1999)
Équation du Modèle Ecopath
Pour cette étude, nous avons utilisé le logiciel « Ecopath with Ecosim and Ecospace » où les groupes fonctionnels sont formés d’espèces ayant des caractéristiques éco-biologiques similaires (démographie, préférences alimentaires, distribution spatiale…). L’équation élémentaire appliquée à chaque groupe fonctionnel est la suivante : Production = Capture + Accumulation de biomasse + Mortalité par prédation + Solde migratoire + Autres mortalités.
Ici, la mortalité par prédation est le lien essentiel entre les groupes qui permet le flux de biomasse au sein du réseau trophique.

Impacts sur les habitats et la biodiversité

47L’extraction de granulats marins peut représenter un enjeu pour la biodiversité si les projets d’exploitation concernent des secteurs peu représentés dans le secteur géographique, et/ou si les impacts peuvent affecter des espèces ou habitats sensibles (frayères, nourriceries, récifs biogéniques…).

48L’impact des extractions de sédiments sur la biodiversité des fonds marins du site diffère selon le critère considéré :

  • le nombre d’espèces benthiques est réduit de 42 % après une seule année d’extraction en Baie de Seine, mais de 77 % après plusieurs années sur le site de Dieppe ;
  • alors que le nombre d’espèces de poissons benthiques et démersaux n’est pas affecté par le caractère extensif de l’extraction menée depuis plusieurs années à Dieppe, il a été réduit de 35 à 50 % après l’extraction semi-intensive réalisée pendant un à plusieurs mois en Baie de Seine ;
  • le nombre d’habitats EUNIS et de communautés associées est en forte augmentation locale à Dieppe avec mise en évidence de plusieurs habitats structurels et fonctionnels caractéristiques des différents secteurs prospectés :
    • le périmètre d’extraction se caractérise par la présence de crêtes de galets mis à nu par l’exploitation (Habitat EUNIS A5.121) et qui sont rapidement colonisés par une épifaune d’espèces opportunistes comme le ver fixé Pomatoceros qui représente plus de 90 % des individus de la nouvelle communauté benthique, accompagné par les crabes Pisidia et Galathea ; ces derniers constituent les proies dominantes de la dorade grise, de la morue et du grondin qui caractérisent la nouvelle communauté halieutique du site en exploitation. La présence régulière de la morue dans les périmètres exploités, observée tant à Dieppe qu’en Baie de Seine, est intéressante à souligner pour une espèce inscrite dans la liste OSPAR des espèces sensibles. Cette présence a une explication d’ordre trophique, les secteurs en jachère lui fournissant des zones privilégiées d’alimentation.
    • le secteur périphérique, soumis à un apport régulier de sables rejetés avec les eaux de surverse, présente une couverture sédimentaire plus fine que le sable grossier d’origine, mais aussi plus instable dans un contexte de forts courants de marée ; seules quelques espèces caractéristiques des sables fins mobiles (annélides errantes, bivalves) colonisent ce secteur (Habitat EUNIS A5.231) qui est principalement fréquenté par la sole et la plie.
    • les fonds de l’ancien secteur d’extraction en cours de recolonisation sont très hétérogènes (crêtes de galets, sillons envasés, sables grossiers charriés par les courants) ; la communauté benthique, toujours dominée par les vers et crabes opportunistes, est complétée par des crevettes et de jeunes poissons (juvéniles de dragonnets) qui représentent les principales proies des grondins qui dominent le peuplement halieutique de ce secteur.

Nombre moyen d’espèces d’invertébrés benthiques, nombre total de poissons démersaux et nombre d’habitats observés sur le site de Dieppe. Comparaison avec le secteur de référence.

49Il est important de souligner l’échantillonnage récent (2010) d’une communauté à Sabellaria spinulosa (espèce sensible de la liste OSPAR ; habitat EUNIS A5.6 ; habitat 1170 Natura 2000) dans l’ancien périmètre d’extraction de Dieppe soumis à des dépôts occasionnels de sables fins par surverse lors de l’exploitation d’un site contigu (effet cumulé « positif » !) ; cet apport artiiciel de sables ins facilite la construction du tube de l’annélide qui proite également d’un apport de matière organique d’origine benthique.

Information du public sur les enjeux des extractions en mer

50L’information reste à faire en France, contrairement à la Grande-Bretagne où un efort important a été fait auprès du public et des scolaires (conférences, expositions, programmes appliqués…) pour attirer l’attention des usagers de la mer sur les questions liées aux extractions de granulats marins, et sur la façon de protéger les ressources environnementales.

51Un thème du GIS SIEGMA est consacré à la difusion des connaissances auprès des usagers de la mer, des administrations maritimes et du public. Un support pédagogique pour une exposition et un site web (www. siegma. fr) sont disponibles à ce jour.

Table des illustrations

Légende Pourcentages surfaciques des zones de concession à Dieppe (permis de 6 km2) et en Baie de Seine (sites de 0,6 km2) en fonction de l’intensité d’extraction.
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 104k
Légende Intensité cumulée (heures/an) par hectare (à gauche) et par are (à droite) sur le site A de Baie de Seine pour la période 2007-2008.
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 161k
Légende Synthèse de la dynamique d’un panache turbide généré à contre courant dans le cas d’une surverse par sabords.
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 61k
Légende Fonds impactés par l’extraction sur le site de Dieppe (imagerie acoustique). En haut : sillons récents (moins d’un an, en bas) et sillons creusés depuis quelques années (en haut). En bas : fonds sableux modelés de petites dunes résultant de l’alimentation par le transit sableux naturel et les sables fins de surverse. Remarque : les bandes blanches (en haut) et noires (en bas) correspondent à des artéfacts correspondant au trajet du bateau.
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 208k
Légende Sillons d’extraction récents (moins d’un an) en Baie de Seine. Topographie transversale du fond avant (courbe verte) et après extraction (courbe rouge) ; échelle verticale x 25.
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 131k
Légende Restauration des fonds sur le site de Dieppe. Sillons anciens lissés (en bas à droite), en phase finale de comblement et de recouvrement par des rubans sableux ridés (en haut et à gauche).
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 121k
Légende Évolution du nombre d’espèces, de l’abondance et de la biomasse des peuplements benthiques sur le site de Dieppe (valeurs moyennes relatives pour 2003 et 2007).
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 105k
Légende Comparaison de l’impact biologique observé après une seule année d’extraction à l’intérieur des deux sites expérimentaux de Baie de Seine (valeurs relatives exprimées en % des valeurs observées dans le secteur de référence).
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-8.jpg
Fichier image/jpeg, 56k
Légende Extension spatiale de l’impact biologique des extractions depuis l’intérieur jusqu’à 750 m du périmètre expérimental de Baie de Seine (site B) (valeurs relatives exprimées en % des valeurs observées dans le secteur de référence).
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-9.jpg
Fichier image/jpeg, 66k
Légende Évolution du nombre d’espèces, de l’abondance et de la biomasse des peuplements benthiques sur l’ancien site de Dieppe entre 1995 et 2010 (valeurs relatives exprimées en % des valeurs observées dans le secteur de référence).
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-10.jpg
Fichier image/jpeg, 57k
Légende Évolution de l’importance relative des trois paramètres élémentaires de peuplement sur la partie nord du site expérimental A (test jachère) entre 2007-2008 (état initial) et 2011. La flèche indique la période d’exploitation en octobre 2008 (valeurs relatives exprimées en % des valeurs de référence).
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-11.jpg
Fichier image/jpeg, 73k
Légende Richesse spécifique, abondance et biomasse relatives des poissons démersaux dans les secteurs impactés sur le site de Dieppe (valeurs relatives exprimées en % des valeurs observées dans le secteur de référence).
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-12.jpg
Fichier image/jpeg, 97k
Légende Évolution comparée du nombre total d’espèces et de l’abondance de l’ichtyofaune au cours des 5 années de suivi (2007-2011) entre le site d’extraction (CB1) et les stations de référence (REF). Les flèches rouges représentent les phases d’exploitation.
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-13.jpg
Fichier image/jpeg, 135k
Légende Cartographie de la richesse spécifique et de l’abondance moyennes (ind/h) observées en 2008-2009 sur le site expérimental de Baie de Seine (extraction à partir de novembre 2008 sur le secteur nord de la zone B ; recolonisation à partir de juillet et novembre 2008 sur les secteurs sud et nord de la zone A)
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-14.jpg
Fichier image/jpeg, 100k
Légende Évolution temporelle du rendement numérique de sole commune (exprimé en pourcentage relatif à la référence) au cours des quatre premières années de l’expérimentation. Les lèches indiquent les périodes d’extraction (impact direct en bleu et impact indirect en rouge.)
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-15.jpg
Fichier image/jpeg, 112k
Légende Nombre total d’espèces, abondance et biomasse relatives des poissons démersaux dans les secteurs en cours de recolonisation sur le site de Dieppe. Valeurs relatives exprimées en % des valeurs observées dans le secteur de référence.
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-16.jpg
Fichier image/jpeg, 97k
Légende Évolution temporelle du nombre d’espèces et de l’abondance des poissons dans le secteur nord du site A et dans celui de référence. La flèche indique la période d’extraction.
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-17.jpg
Fichier image/jpeg, 131k
Légende Importance relative des proies dominantes pour la morue, la dorade grise et le grondin dans les secteurs en cours d’extraction du site de Dieppe. Remarque : Les crabes sont figurés en rouge, les crevettes en jaune, les autres crustacés en orange, les bivalves en rose, les autres mollusques en parme, les annélides en vert et les échinodermes en mauve.
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-18.jpg
Fichier image/jpeg, 98k
Légende Importance relative des proies dominantes pour la plie, la sole et la raie dans le secteur de surverse du site de Dieppe. Remarque identique pour le code couleurs.
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-19.jpg
Fichier image/jpeg, 91k
Légende Importance relative des proies dominantes du rouget barbet dans les différents secteurs impactés par les extractions sur le site de Dieppe.
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-20.jpg
Fichier image/jpeg, 111k
Légende Importance relative des proies dominantes de la sole dans les différents secteurs prospectés sur le site expérimental de Baie de Seine.
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-21.jpg
Fichier image/jpeg, 97k
Légende Représentation simplifiée de la structure du réseau trophique en Manche Est montrant les flux principaux qui connectent les différents groupes fonctionnels
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-22.jpg
Fichier image/jpeg, 107k
Légende Nombre moyen d’espèces d’invertébrés benthiques, nombre total de poissons démersaux et nombre d’habitats observés sur le site de Dieppe. Comparaison avec le secteur de référence.
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-23.jpg
Fichier image/jpeg, 74k
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-24.jpg
Fichier image/jpeg, 227k
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-25.jpg
Fichier image/jpeg, 214k
URL http://books.openedition.org/purh/docannexe/image/818/img-26.jpg
Fichier image/jpeg, 191k

© Presses universitaires de Rouen et du Havre, 2012

Conditions d’utilisation : http://www.openedition.org/6540

Rechercher dans OpenEdition Search

Vous allez être redirigé vers OpenEdition Search