Algues vertes : mieux comprendre le phénomène

Thématique | Algues vertes | Publié le 03 mai 2021
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Les travaux scientifiques réalisés historiquement sur le phénomène de prolifération des algues vertes font apparaître un consensus sur l’explication de leur prolifération en Bretagne. Il est la conséquence d’une eutrophisation des eaux littorales, due à des apports excessifs de nutriments (azote et phosphore) en provenance des fleuves côtiers, conjugués à une morphologie spécifique des baies concernées. Même si ce phénomène est bien connu dans les grandes lignes, sa complexité fait qu’il subsiste encore des incertitudes et que le PLAV prévoit un volet «amélioration des connaissances» notamment pour approfondir la compréhension des processus biophysiques en jeu afin de mieux guider l’action.

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L’émergence de besoins de connaissances complémentaires

L’analyse des projets de territoire par le Groupe d’appui scientifique et le forum d’échanges entre porteurs du PLAV et scientifiques (octobre 2017) ont permis de faire émerger différentes thématiques d’intérêt nécessitant l’acquisition de connaissances.

Sur cette base de travail et de concertation coordonnée par le CRESEB, les porteurs régionaux du Plan ont pu définir les modalités d’accompagnement des études à mener à l’échelle régionale. Dans le cadre du programme des interventions territoriales de l’État (PITE) et du volet Acquisition et Partage de Connaissances (APC) du Contrat de Plan Etat-Région (CPER 2015-2021) pour les politiques de l’eau, des moyens financiers ont ainsi été mobilisés pour lancer des études.

Parmi les thématiques identifiées, il est ressorti le besoin de lancer des études scientifiques et techniques pour approfondir certains aspects biophysiques du phénomène de prolifération des algues vertes, afin de mieux guider l’action.

Des études pour éclairer les processus en jeu et les changements nécessaires

Ainsi, des études scientifiques ont été  engagées afin de :

  • Appréhender la circulation et la mémoire de l’azote au sein des bassins versants pour évaluer  les temps de réponse et cibler les zones les plus contributrices (MORAQUI, DEMAiN)
  • Améliorer la modélisation du développement des algues vertes pour mieux prédire l’évolution possible de leur biomasse sur le littoral (TNT-MARS)
  • Caractériser les dépôts d’algues et leur potentiel d’émissions d’H2S et mieux connaitre le phénomène de prolifération sur l’ensemble du littoral breton (IZAR, CARMA, IMPRO *)

*L’étude IMPRO est hors PLAV ; elle répond à une demande de l’Agence de l’eau dans le cadre de la disposition 10A2 du SDAGE 2016-2021, sur le rôle des flux sédimentaires dans les proliférations d’algues vertes sur vasières. Cette question interroge aussi les baies du PLAV2 ayant des fonds de baie vaseux.

MORAQUI : Modélisation de la Réactivité des Aquifères dans les bassins algues vertes

  • Structure porteuse référente : Université de Rennes 1 (OSUR –  Geosciences)
  • Objectifs principaux :
    • Mieux connaitre la dynamique des différents compartiments des eaux souterraines et leur réactivité biogéochimique sur le cycle de l’azote (dénitrification potentielle en présence de minéraux dans la partie profonde) ;
    • Mieux contraindre les modèles des compartiments souterrains développés par les scientifiques ; Améliorer les résultats sur les temps de réponse à long terme
  • Baies AV associées : Locquirec et Douarnenez
Carte de représentation de points de prélèvements qualité de l'eau
MORAQUI | Modélisation de la réactivité des aquifères dans les bassins versants

DEMAiN : Diagnostic très haute résolution des zones d’Emission et d’Abattement du Nitrate dans les bassins algues vertes

  • Structure porteuse référente : Institut national de la recherche agronomique (UMR SAS, Rennes) et Transcender (bureau d’étude)
  • Objectifs principaux :
    • Proposer une méthodologie innovante de diagnostic à très haute résolution spatiale de la qualité de l’eau des cours d’eau de tête de bassins versants (mesures NO3, COD, chlorures, turbidité…) ;
    • Identifier les facteurs de contrôle de la variabilité de la qualité de l’eau le long d’un linéaire, et en déduire des leviers d’action à une échelle fine ;
    • Analyser le lien entre l’hétérogénéité du milieu et des pratiques et les variations de la qualité de l’eau le long d’un linéaire ; Evaluer à terme l’effet des actions de remédiation engagées
  • Baies AV associées : Douarnenez et Lieue de Grève
Mesure de la qualité de l'eau in situ avec un laboratoire portable
DEMAiN | Diagnostic très haute résolution des zones d’émission et d’abattement du nitrate dans les bassins versants algues vertes

MARS-TNT : Couplage du modèle agro-hydrologique TNT2 et du modèle littoral EcoMARS3D-Ulves

  • Structure porteuse référente : Institut national de la recherche agronomique (UMR SAS, Rennes) et Centre d’étude et de valorisation des algues (CEVA, Pleubian)
  • Objectifs principaux :
    • Améliorer la chaine de modélisation en reliant les pratiques agricoles dans les bassins versants alimentant les eaux littorales (modèle agro-hydrologique TNT2) et l’importance de la prolifération algale dans la baie (modèle de développement des algues EcoMARS3D-Ulves).
    • Analyser les synergies et antagonismes des effets climatiques sur les flux nitriques et sur la croissance des algues et d’améliorer la prédiction des probabilités de retour à un bon état écologique des masses d’eau
  • Baies AV associées : Baie de St Brieuc
EcoMARS3D Ulves – TNT2 | Modélisation du développement des algues vertes

CARMA : Caractérisation des proliférations des macroalgues opportunistes autres que les ulves dans les baies bretonnes

  • Structure porteuse référente : Centre d’étude et de valorisation des algues (CEVA, Pleubian)
  • Objectifs principaux :
    • Compiler les données relatives aux proliférations d’algues autres que l’ulve observées depuis 2006 (espèces, années de prolifération, dynamique annuelle, conditions environnementales d’apparition) ;
    • Préciser l’analyse morphologique et moléculaire des espèces, leurs traits écophysiologiques pour comprendre et expliquer leurs proliférations récentes (dynamique de ces populations d’algues vis-à-vis de l’ulve, contexte d’eutrophisation en régression) ;
    • Opérationnalisation, à terme, du modèle écologique EcoMars3D-Ulves (mettre au point de nouveaux modules biologiques pour chacune des nouvelles espèces opportunistes)
  • Baies AV associées : Baies de la Fresnaye et Lancieux, Baie de St Brieuc, Baie de Douarnenez
Mise en culture d'algues
CARMA | CARactérisation des MAcroalgues opportunistes dans les baies à Algues Vertes

IZAR : Identification des zones de dépôt d’algues vertes à risque en Bretagne

  • Structure porteuse référente : Centre d’étude et de valorisation des algues (CEVA, Pleubian)
  • Objectifs principaux :
    • Réaliser une analyse interannuelle approfondie des phénomènes de putréfactions d’algues, à partir des données de survols aériens et de relevés terrains;
    • Caractériser le potentiel d’émission d’hydrogène sulfuré (H2S) des différents dépôts putréfiants catégorisés en quatre types;
    • Mettre à jour la cartographie des échouages et  des  dépôts sur l’ensemble du  littoral breton.
  • Territoire : Littoral breton
Dépôt d'algues vertes en putréfaction
IZAR | Identification des Zones de dépôt d’Algues vertes à Risque en Bretagne

IMPRO : Impact du sédiment sur les proliférations de macroalgues sur vasières

Parallèlement aux baies sableuses concernées par le PLAV, se pose la question des proliférations d’algues vertes sur des vasières d’estuaires bretons dont les masses d’eau sont déclassées au titre des marées vertes (SDAGE Loire-Bretagne 2016-2021). La disposition 10A2 du SDAGE préconise l’initiation d’études pour identifier la part des apports d’azote terrigènes (bassin-versant) et littoraux (relargage des sédiments vaseux) dans les proliférations. Le Creseb a animé un groupe de scientifiques qui a abouti à la construction du projet scientifique IMPRO.

  • Structure porteuse référente : CNRS-Univ.Rennes1, Ifremer, Univ. Bordeaux, CEVA
  • Objectifs principaux :
    • Acquérir de nouvelles données et connaissances locales sur la caractérisation des sédiments vaseux, leur contribution aux proliférations de macroalgues ;
    • Quantifier les flux de nutriments (N,P) provenant des sédiments vaseux et leur part dans la croissance des ulves ;
    • Permettre in fine une meilleure prise en compte de la dynamique sédimentaire dans l’outil de modélisation EcoMARS3D-Ulve.
  • Territoire : Littoral breton
Carottes sédimentaires réalisées sur vasières à Ledano
IMPRO | IMpact du sédiment sur les PROliférations de macroalgues sur vasières

Un séminaire de restitution et de partage des connaissances acquises

Au fur et à mesure de leur conduite, ces études ont fait l’objet de comités de pilotage et de suivi à l’échelon local et/ou régional avec les territoires pilotes concernés et la Coordination régionale du PLAV. Le Creseb a participé à ce suivi et collaboré avec les financeurs pour faciliter la vulgarisation des livrables (rapport, note de synthèse, fiches).

Le Douron et son estuaire.
Séminaire de restitution des études scientifiques liées aux algues vertes

Ressources complémentaires

Agir contre les algues vertes en Bretagne – Qu’est-ce que les algues vertes ? – Lien site algues-vertes.com
Echouage d'ulves sur une plage bretonne.
Forum d’échange autour de l’appui scientifique au PLAV
Ramassage d'ulves
Regards croisés sur les besoins d’appui scientifique au PLAV
Les marées vertes, 40 clés pour comprendre
Site web du Creseb

Dès 2016, le Creseb a été sollicité par l’Etat et la Région Bretagne afin d’organiser l’appui scientifique dans le cadre du second plan de lutte contre la prolifération les algues vertes (PLAV2).

Le Creseb accompagne des projets de recherche sur cette thématique, organise régulièrement des journées d’échanges avec les scientifiques et les acteurs de la gestion intégrée de l’eau. De nombreuses ressources documentaires sont également référencées su son site.

Retrouvez ici l’ensemble des contenus référencés sur le site du Creseb ayant attrait aux marées vertes.