L'estuaire de la Loire

Qu'est ce qu'un estuaire ?
L'estuaire est la portion de l'embouchure d'un fleuve où l'effet de la mer ou de l'océan dans lequel ce dernier se jette est perceptible. C'est une zone de mélange des eaux douce et marine, où se font sentir deux phénomènes concomitants :
> La marée dynamique correspond à la pénétration dans l'estuaire de l'onde de marée, au passage de laquelle la surface de l'eau est soumise à un mouvement vertical ascendant puis descendant ;
> La marée de salinité pénètre moins loin dans l'estuaire (le front de salinité correspond à une dilution de 1% d'eau de mer dans 99% d'eau douce).
Chaque estuaire possède un système physique et écologique dynamique et unique, incluant zones humides, méandres, deltas sans cesse remodelés par les courants, des charges de matières en suspension variables selon le contexte géologique, climatique…
Les estuaires ont une productivité biologique particulièrement élevée, au point d'être les milieux les plus productifs au monde.

L'estuaire de la Loire
L'embouchure de la Loire est de type "estuaire à barre" et sa géométrie est définie par la nature des terrains dans lesquels coule le fleuve. Après avoir traversé le Massif Central, la Loire coule à partir d'Angers dans une plaine sédimentaire, constituée d'alluvions qui colmatent peu à peu l'ancien lit rocheux. La forme des vallées est dictée par la nature des roches et l'orientation des accidents tectoniques et peut être divisée en 3 séquences :
> Ponts de Cé - Pellerin : succession d'élargissements et de resserrements
> Pellerin - St Nazaire : évasement en un large triangle ouvert à l'ouest. Présence de goulets étroits sur le lit devenu un chenal unique du fleuve, en forme d'entonnoir.
> Aval de St Nazaire : delta sous-marin, lieu d'une sédimentation vaseuse et sableuse.

Jusque vers les années 1890, ce type d'estuaire a été celui de la Loire. Il se caractérisait par une sédimentation importance, avec un développement de vasières, une grande largeur et une faible profondeur. Les déplacements des chenaux sont fréquents et les courants violents.
Le 20ème siècle a vu des travaux considérables transformer radicalement la géométrie du fleuve, avec notamment un abaissement du niveau des basses eaux et de la ligne d'étiage. Différents travaux ont été réalisés dans l'estuaire :
> En Loire fluviale : épis pour former un chenal unique et approfondi par les extractions de granulats ;
> En aval de Nantes : dragages, déroctages, endiguements de sorte que les courants de jusant et de flots emprunte le même chenal.
> Dans la liaison entre les parties fluviale et maritime : creusement du bassin de marée.
Ces travaux ont fait de l'estuaire de la Loire un estuaire de plaine, caractérisé par la réduction de la superficie des vasières et le développement des marais latéraux, ainsi que par la grande profondeur du chenal.

Fonctionnement et dynamique
Les apports solides du fleuve se font sous trois formes :
> Des sels minéraux dissous dans l'eau,
> Des matières en suspension, minérales (diamètre inférieur à 0,5 mm) ou organiques, en proportion variables selon la saison,
> Des éléments lourds (sables et graviers).
Dans la zone de rencontre des eaux, les courants diminuent voire s'annulent, ce qui provoque l'agglomération des particules sédimentaires (formation de flocons), qui tombent au fond. La quantité de sédiments ainsi piégés varie entre 0,5 et 1,5 millions de tonnes. Cette masse très turbide est entretenue et se déplace dans l'estuaire interne, suivant le coefficient de marée et le débit de la Loire. Elle prend successivement deux formes :
> Le bouchon vaseux
> La crème de vase.

Le bouchon vaseux apparaît en périodes de vives eaux : les étales sont de courte durée, et les eaux fortement agitées par les courants. La turbidité atteint 2 g/L en surface et 20g/L en profondeur, mais chute très brutalement à côté du bouchon. Dans le bouchon vaseux, 1 million de m3 de sédiments sont en mouvement à chaque marée. L'apparition du bouchon vaseux se fait de la manière suivante :
> étale de haute mer : eau calme pour quelques minutes, la vase se dépose sur le fond. Dans la zone de rencontre entre eau salée et eau douce, on estime à 9 cm de vase le dépôt apporté à chaque marée.
> marée descendante : le courant violent remet en suspension la majorité de ce dépôt, provoquant ainsi le bouchon vaseux. (8 cm des dépôts précédents sont remis en suspension 2 fois par jour).
Cette remise en suspension intervient principalement dans le chenal, les zones calmes (bras morts, etc.) sont beaucoup moins concernées et donc se colmatent peu à peu sous l'effet de la floculation des argiles.
Le bouchon vaseux se déplace en fonction des conditions hydrauliques dans l'estuaire. En été, le débit moindre de la Loire permet une remontée plus en amont des eaux salées, et donc le bouchon se forme lui aussi plus en amont dans l'estuaire. La moitié du temps, il est centré entre Donges et Cordemais et s'étend de St-Nazaire à Couëron, mais en raison du creusement du chenal portuaire et de la création du bassin de marée, il peut aujoud'hui mesurer de 15 à 40 km.
Désormais, il faut attendre des crues de débits conséquents pour expulser le bouchon vaseux en mer. En l'absence de crue, la concentration en MO du bouchon augmente, et à chaque marée, il fonctionne comme une machine à laver.

Les conséquences du bouchon vaseux sont les suivantes :
> La remontée de plus en plus fréquente du bouchon vaseux et du front de salinité jusqu'à Nantes a nécessité de prélever l'eau pour l'alimentation de la ville et du département 16km plus en amont que précédemment ;
> Report de l'activité sédimentaire vers l'amont : cela oblige à un dragage continu des souilles le long des quais ;
> Dans les bras secondaires : le courant n'étant plus assez fort, les dépôts non remis en suspension aboutissent au colmatage complet en quelques années ;
> Les vasières des anciens bras vifs sont colonisées par des roselières ;
> Riche en MO, le bouchon vaseux nourrit des bactéries qui consomment tout l'oxygène. L'absence d'oxygène dans l'eau devient fatale aux poissons qui traversent ce bouchon vaseux, et ce d'autant plus que le volume du bouchon a été multiplié par trois.

La crème de vase se forme en période de mortes eaux. Les courants atténués et la durée accrue des étales favorisent en effet le dépôt sédimentaire du bouchon vaseux. Les turbidités sont de l'ordre de 100 à 150 g/L, voire localement de 300 à 400 g/L. L'épaisseur de la crème de vase est de 1 à 3 m, sur une longueur de 20 km, pour un poids estimé à 100 000 T !

 

Dysfonctionnements de l'estuaire
Depuis la fin du 19ème siècle, l'évolution du trafic maritime, qui a nécessité une adaptation des profondeurs du chenal navigable et l'extraction de matériaux ont fortement modifié la géométrie du fleuve et de son estuaire. Cette évolution de l'estuaire se traduit par les phénomènes suivants :
> L'abaissement de la ligne d'eau (-1.80m à Ancenis, -3.50m à Nantes) a pour conséquences l'assèchement de zones humides, des problèmes de tenue des quais et des ponts, et la dégradation des paysages ;
> Les courants sont plus forts, ce qui entraîne une érosion des berges et la perturbation des milieux ;
> Le déplacement de la salinité vers l'amont ;
> Le développement du bouchon vaseux, qui remonte davantage vers l'amont en période d'étiage. Cela provoque la dégradation de l'exploitation des marais, l'envasement des berges, la mortalité de poissons par manque d'oxygène. Selon certains experts, le bouchon vaseux aurait doublé de volume depuis 1982.

Dans le but d'apporter des réponses à cette évolution, le Groupement d'Intérêt Public Loire Estuaire recherche des scénarios possibles d'intervention. Les objectifs fixés pour ces scénarios sont classés suivant ces thématiques :
> Développement économique
> Développement urbain
> Environnement
> Aménités - fonctions identités.