Rôle des herbiers de zostères (Zostera noltii) sur la dynamique sédimentaire du Bassin d’Arcachon

Impact of seagrass meadows (Zostera noltii) on the sediment dynamics of the Arcachon Lagoon

• Auteur / Autrice : Florian Ganthy
• Direction : Nadia Sénéchal, Aldo Sottolichio
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique de l’environnement
• Date : Soutenance le 14/12/2011
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Environnements (Talence, Gironde ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (Talence, Gironde ; 1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Antoine Grémare
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Romaric Verney, Heidi Nepf, Nicolas Gratiot
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Robert Lafite, Carl L. Amos

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sédimentation (géologie)

Arcachon, Bassin d' (France)

France

Zostères

Mots clés libres

Dynamique sédimentaire

Zostera noltii

Bassin d'Arcachon

Sediment dynamics

Zostera noltii

Arcachon lagoon

Résumé

Les estrans du bassin d’Arcachon sont en grande partie colonisés par des herbiers de Zostera noltii. La surface de ces herbiers connaît actuellement une régression importante. Il est donc essentiel de comprendre le rôle des herbiers de Zostera noltii sur les processus hydrodynamiques et sédimentaires afin d’anticiper les conséquences de la régression sur les bilans morpho-sédimentaires du bassin d’Arcachon.Des expérimentations en canal sur herbiers naturels ont mis en évidence une importante atténuation de la vitesse près du fond, associée à une augmentation de la turbulence, diminuant au cours du développement des herbiers. Il en résulte dans le même temps, une augmentation de l’effet de protection contre l’érosion et des flux de dépôt.Des tests d’érodabilité ont montré une variation saisonnière de la résistance des sédiments face à l’érosion, associée à la modification des sédiments superficiels. La stabilisation induite par la présence de la rhizosphère et sa saisonnalité a également été mise en évidence. Un paramétrage satisfaisant de la loi d’érosion a été obtenu.Un suivi in-situ du niveau sédimentaire, des paramètres sédimentaires et biométriques a mis en évidence des tendances nettes au dépôt en présence d’herbier, et à l’érosion en l’absence d’herbier. En présence d’herbiers, l’évolution des caractéristiques des sédiments superficiels est corrélée au cycle de croissance des herbiers. Les sédiments deviennent plus fins durant la période de croissance alors qu’un enrichissement en sable intervient durant la période de dégénérescence automnale.Le modèle hydrodynamique MARS-3D a été exploité pour simuler finement les profils de vitesse en présence des herbiers, en prenant en compte la flexibilité de leurs feuilles.

The intertidal flats in the Arcachon lagoon are extensively colonized by seagrass meadows of Zostera noltii. The last ten years these meadows experienced a drastic regression of their surface area. Understanding the impact of seagrass on hydrodynamics and sediment dynamics is required to anticipate the consequences of meadows regression on the sediment dynamics of the Arcachon lagoon.Flume experiments with natural seagrass highlighted a strong velocity attenuation associated with a turbulence increase near the bed within seagrass canopies. An increase in sediment protection from erosion and in deposition fluxes related to the seagrass growth was found.Erosion tests showed seasonal variability of sediment resistance against erosion associated with changes in sediment characteristics. The bed stabilization induced by the root system and its seasonality was also observed. A parameterization of the erosion law was found.The in-situ survey of sediment altimetry, sediment and biometric characteristics showed a significant trend to sediment deposition on colonized sites, while erosion occurred on the unvegetated site. On the vegetated sites, surface sediment evolutions are correlated to the seagrass growth. Sediment became finer during the growth while the sand content rose during the end-of-season die-off.The hydrodynamic model MARS-3D was modified to take into account for seagrass and its flexibility on hydrodynamics and produced good simulation of velocity profiles in presence of seagrasses.