Protocoles : cartographie morpho-bathymétrique et morpho-sédimentaire, inventaire biologique

Avant-propos

Ce protocole a pour objectif :

  • de permettre une réalisation standardisée des opérations en mer liées à l'état de référence initial et aux études de suivi ;
  • de fournir un guide de lecture facilitant l'émission des avis que l'Ifremer fournit aux décideurs publics (ministères, préfectures, services déconcentrés de l’État) et, ainsi, d'harmoniser les réponses à l'échelle nationale.  

L'état de référence initial et les études de suivi d'un site d'exploitation de matériaux marins doivent comporter, au minimum, les opérations suivantes :      

  • une cartographie morpho-bathymétrique ;
  • une cartographie morpho-sédimentaire ;
  • un inventaire biologique.

1- Cartographie morpho-bathymétrique

Le levé bathymétrique est réalisé au moyen d'un sondeur monofaisceau précis (pouvant apprécier des dénivelés de 30 cm) et bien étalonné ; l'objectif étant de disposer de mesures fiables pour des comparaisons avec le(s) levé(s) ultérieur(s) et pour l'établissement de différentiels.

La taille des périmètres autorisés à l'extraction étant actuellement de l'ordre de quelques km2, l'échelle 1/5 000 (cinq millième) est l'échelle pertinente pour la restitution de la carte bathymétrique. Ceci impose un espacement de 50 m des routes (profils) à réaliser, auxquelles on ajoutera des routes perpendiculaires espacées de 150 m. Ainsi, il sera possible de vérifier, aux points de croisement des routes et après réduction de la marée observée, la similitude des mesures obtenues.

Pour aboutir à des sondes rapportées au zéro hydrographique, la correction des mesures bathymétriques enregistrées sera réalisée à l'aide de la marée observée (marée prédite à proscrire), disponible dans le port principal le plus proche, en tenant compte, éventuellement, des corrections d'heure et de hauteur pour le port rattaché.

L'immersion d'un marégraphe sur site durant l'opération est conseillé.

Trois documents seront produits :

  • une carte des sondes (minute de bathymétrie) ;
  • une carte en isobathes (équidistance 0,5 m) ;
  •  une carte des différentiels (dans le cadre du suivi).

Nota : la projection, l'éllipsoïde et le système géodésique des cartes doivent être précisés. Le levé bathymétrique sera réalisé simultanément avec le levé morpho-sédimentaire.   

2- Cartographie morpho-sédimentaire

Le levé morpho-sédimentaire est réalisé au moyen d'un sonar à balayage latéral. La fréquence du sonar sera choisie pour obtenir une bonne définition des différents faciès sédimentaires.

L'espacement des routes (profils) devra permettre d'avoir un recouvrement des sonogrammes significatif, de l'ordre de 10 %, entre 2 passages voisins pour s'assurer de l'exhaustivité de la couverture "sonar" dans le périmètre.

Ce levé est complété par des prélèvements de sédiment à la benne (voir § 3) permettant d'associer à chaque faciès acoustique, détecté par le sonar à balayage latéral, une nature lithologique et une classe granulométrique. L'implantation des points de prélèvement, à l'intérieur et à l'extérieur du périmètre, sera déterminée après le dépouillement et l'examen de la mosaïque d'images "sonar".

Les points à l'extérieur du périmètre serviront de stations témoins, à des fins comparatives, pour le suivi ultérieur.

Deux documents seront produits :

  • une carte morpho-sédimentaire, établie à l'échelle 1/5.000, montrant la répartition et la nature des formations superficielles (vase, sable, ...), et la morphologie associée (mégarides, rubans, trainées, ....) témoin de la mobilité des sédiments ;
  • une carte des différentiels (dans le cadre du suivi).

Nota : la projection, l'éllipsoïde et le système géodésique des cartes doivent être précisés.  

La production de la mosaïque d'images "sonar" sera appréciée.

Le levé morpho-sédimentaire sera réalisé simultanément avec le levé bathymétrique.

3- Inventaire biologique

L'inventaire de la macrofaune et de la macroflore benthiques, dans la zone concernée et à sa périphérie (voir § 4), a pour objectif de déterminer la diversité et la richesse biologiques et de suivre leur évolution en cours d'exploitation. Les points d'échantillonnage seront répartis dans les différentes strates morpho-sédimentaires définies à partir de la mosaïque d'images "sonar". Dans la mesure du possible, une reconnaissance des fonds par vidéo sous-marine complètera la reconnaissance morpho-sédimentaire et permettra de recenser les plus grosses espèces animales et végétales épibenthiques.

Le nombre de stations d'échantillonnage et leur répartition dépendra de l'hétérogénéité observée ; ce nombre sera nécessairement plus réduit en présence de fonds homogènes. Ces stations seront couplées aux points de prélèvements sédimentaires.

En tant que de besoin, des stations complémentaires pourront être implantées.

Les prélèvements sont effectués à l'aide d'une benne adaptée à l'échantillonnage de la faune. Nous recommandons :

  • la benne Smith-Mac Intyre, surface de prélèvement : 1/10 m2 (figure 1)
  • la benne Hamon, surface de prélèvement : 1/4 m2 (figure 2)

Nota : Les bennes de type Van Veen (figure 3) ou Shipeck (figure 4), réservées aux prélèvements à des fins d'analyses chimiques et granulométriques, sont à déconseiller pour l'échantillonnage biologique.

 

À chaque station, il est recommandé de réaliser un minimum de 4 répliquats (benne Smith-Mac Intyre) ou de 2 répliquats (benne Hamon) pour rendre compte de la distribution des espèces en un point donné et de la dispersion des plus grosses espèces.

Selon la nature sédimentaire, les échantillons sont tamisés sur un tamis de maille de 1 mm (maille ronde de préférence) pour les sédiments fins ou envasés, ou de 2 mm pour les sédiments grossiers. Le refus, fixé au formol (dilué à 5 %), fait l'objet d'analyses comprenant :

  • un tri biologique ;
  • une détermination au niveau de l'espèce pour les individus les plus caractéristiques du site, y compris les espèces d'intérêt commercial ;
  • une détermination au niveau du genre pour les autres ;
  • un comptage du nombre d'individus déterminés.

 Les résultats sont présentés sous la forme :

  • de tableaux indiquant la position géographique de la station, la sonde (c'est-à-dire profondeur d'eau réduite de la marée observée), le faciès sédimentaire (biotope), le nombre d'individus par m2 et l'écart-type pour chacune des stations échantillonnées, l'identification des espèces d'intérêt commercial ;
  •  de cartes à petite échelle de la distribution quantitative des espèces dominantes et des espèces d'intérêt commercial ;
  • d'une carte synthétique des principales unités biosédimentaires.

4- Périmètre concerné par les levés

Pour une bonne compréhension de l'évolution des fonds marins au cours du temps (objectif recherché à travers l'état de référence initial et les études de suivi), les levés bathymétrique et morpho-sédimentaire (réalisés simultanément) intègrent, au minimum, une bande de 500 m de large autour du site d'exploitation.

Dans le cas de sites exploités en proximité de zones littorales sensibles, le périmètre des levés pourra être étendu.

5- Positionnement et navigation

Un système de navigation précis est la condition d'un bon positionnement des routes et des points de prélèvement, donc de la répétitivité des mesures et observations au cours des suivis ultérieurs.

Actuellement le GPS différentiel assure cette exigence avec une précision de quelques mètres.

Le GPS cynématique, désormais disponible, permet d'atteindre une précision absolue horizontale centimétrique et verticale subdécimétrique (plus de référence au niveau instantané de l'eau, donc à la marée).

6- Récapitulatif des documents attendus

  • une carte des routes et des stations de prélèvement (sédiment, faune, flore) ;
  • une carte des sondes (minute de bathymétrie) ;
  • une carte en isobathes (équidistance 0,5 m) ;
  • une carte des différentiels bathymétriques (dans le cadre du suivi) ;
  • une carte morpho-sédimentaire ;
  • une carte des différentiels morpho-sédimentologiques (dans le cadre du suivi) ;
  • des cartes de distribution quantitative des espèces dominantes et des espèces d'intérêt commercial ;
  • une carte synthétique des principales unités biosédimentaires ;
  • un rapport décrivant les outils utilisés (sondeur bathymétrique, sonar à balayage latéral, benne, système de navigation, marégraphe, ...), les conditions de mise en oeuvre, les méthodes informatiques pour l'établissement des différentiels, les résultats obtenus (bathymétrie, morpho-sédimentologie, faune et flore), une analyse et une interprétation des résultats (comparaison évolution sédimentaire/évolution faunistique) ;
  •  en option : la mosaïque d'images "sonar".

7- Fréquence des opérations dans le cadre du suivi

L'évolution des fonds marins concernés par une exploitation de matériaux marins est régie par l'action conjuguée de phénomènes naturels et de phénomènes anthropiques propres à l'exploitation. Afin de pouvoir discriminer le mieux possible l'action respective de ces deux types de phénomènes, et de pouvoir constater le plus objectivement possible l'évolution résultante, en s'affranchissant de la prépondérance d'épisodes météorologiques brutaux par exemple, il est nécessaire de prendre en compte un laps de temps suffisamment (et raisonnablement) long.

Nous proposons donc que, dans le cadre du suivi, les opérations soient réalisées à fréquence quinquennale.

Dans ces conditions, on est en mesure d'attendre des études de qualité.