LES ETANGS PALAVASIENS De leutrophisation la malague PRESENTATION

LES ETANGS PALAVASIENS De l’eutrophisation. . . à la malaïgue

PRESENTATION DU GROUPE • • • Valérie Estupina Robinson Hordoir Sandra Le Corre Stéphanie Renard Hicham Wahbi

LE SUJET • Etangs Palavasiens • Modélisation numérique • Etude environnementale

PLAN DE L ’EXPOSE • phénomènes génériques paramètres retenus pour la modélisation • état des lieux • modèles et code de calcul 0 et 2 D résultats • solutions envisagées

ESPACE LAGUNAIRE • Biotope • Biocénose système inerte Forme plan d ’eau Nature des fonds Composition des eaux système vivant Communauté végétale Communauté animale Equilibre

EQUILIBRE D ’UN ETANG Phytoplancton Zooplancton Nutriments Poissons Bactéries Animaux de fond

EUTROPHISATION Phytoplancton Effluents agricoles et eaux usées Nutriments Poissons Bactéries Animaux de fond

EUTROPHISATION • Problèmes généraux Altération de la qualité de l ’eau Altération des usages récréatifs • Récapitulatif

LA MALAÏGUE • En occitan = mauvaise eau • Nom scientifique : crise dystrophique Dys-= anomalie trophê = nourriture • Quelles sont ses origines?

LA PRECRISE Phytoplancton Effluents agricoles et eaux usées Nutriments Bactéries Matières organiques en décomposition

LA MALAÏGUE Pré-crise Eau rouge Conditions d ’apparition

Modélisation du Système Ecologique Objectifs : • Evaluer la conduite à tenir en cas de Malaïgue • Dimensionner le réseau d ’alimentation. Quelques points importants dans la modélisation : • Survie de l ’étang (ou dépérissement) étroitement liés à la concentration en Oxygène dans l ’étang. • Dynamique de disparition de l ’oxygène dans l ’étang liée à deux réactions biochimiques : - Dégradation de la matière organique morte contenue dans l ’eau. - Passage de NH 4 en NO 3

Modélisation du Système Ecologique • Equation de Transport d ’une Espèce Fermeture Turbulente : k-epsilon Modèle de Cinétique Biochimique • d[O 2]/dt=k 2*(Cs-[O 2])-k 1*[ORG]-n*k 4*[NH 4] + P + R • d[ORG]/dt=-k 1*[ORG]+Prod+Conso • d[NH 4]/dt=-k 4*[NH 4]

Les Etangs Palavasiens Modélisation du Système Ecologique • En fonction des différents paramètres extérieurs, détermination des C. L et C. I… • Intérêt de la simulation : Procédé efficace ?

EVOLUTION DES ETANGS • colmatage de l ’Estang • canal des Estangs • modification des processus physiques processus biologiques

LE CAS DELAISSES • Définition et origine • Caractéristiques hydrodynamiques • Fonction et qualité des eaux Délaissé de Frontignan-Plage Délaissé de La Peyrade

Les Echanges Etangs-canal Par les passes Rôles : Renouvellement des eaux Passage des alevins

Les Echanges Etangs-mer Par les graus Rôle tampon pour les crues marines Entrée matériaux marins Comblement

Les Echanges Etangs-rivières Rivière = source eau douce mais souvent polluée Rôle tampon pour les crues du BV Eutrophisation Dépôt matériaux charriés Comblement

LE COLMATAGE terrigène biologique marin humain colmatage échéance < 1 siècle • mêmes échanges hydrauliques accumulation • T°C malaïgue production

QUALITE DU MEJEAN

Modélisation du Système Ecologique C. I. physico-chimiques : • Masse organique morte importante au démarrage (4 mg /l) • Concentration initiale en O 2 de saturation (6, 4 mg/l) • Concentration initiale en NH 4 varie entre 1 et 5 mg/l selon l ’importance des apports. . .

Les Etangs Palavasiens Modélisation du Système Ecologique • Evaluation des risques pour l ’étang stagnant • Intégration des équations de cinétique chimique • Méthode de Runge-Kutta en Fortran…

Les Etangs Palavasiens Modélisation du Système Ecologique

Outils et déroulement de la simulation • • TELEMAC : code du LNH Code en Fortran Méthode des éléments finis. Plusieurs modules : – TELEMAC 2 D : hydrodynamique, – SUBIEF : qualité de l’eau, – TSEF : charriage. . .

• Telemac 2 d : – Ecoulements à surface libre – Equations de Saint-Venant – Hypothèse : profondeur faible devant les longueur des ondes de surface • Subief : – Evolution physico-chimique – Modèle de qualité d’eau – Fichier des résultats hydrodynamiques

Organisation du système : Pré-processeur : MATISSE, STBTEL Fichiers Géo. + C. L Telemac 2 d Fichier hydro. Modèle de W. Q SUBIEF Post processeur : RUBENS

Maillage • Données bathymétriques : courbes de niveau, semis de points, . . . • Choisir les conditions aux limites : – débit entrant et débit sortant • Dimensionner les ouvertures : 80 m • Nombre de mailles (un minimum de trois point sur une frontière liquide) : 5400 • Doubler la précision quadrupler le Nb. de Mailles

Hydrodynamique • Géométrie définitive mais C. L. Modifiables. • Convergence : – Début : divergence des calculs à partir d ’un certain temps, avec dt = 360 s – Vitesse 0. 1 m/s à l ’entrée donne 700 m/s – Prendre un dt = 36 s soit 9600 itérations et 13 h de calcul.

Convergence Jouer sur les paramètres numériques • Diminuer dt. augmente le Nb. d’itérations et donc le temps CPU • Coefficient d'implicitation : – schéma implicite plus stable qu’un schéma explicite. • Augmenter le coeff. d’ implicitation augmente le durée d’une itération. • Solution adoptée : pas de temps variable

Modélisation du Système Ecologique Les Résultats • Verification de la validité des résultats de SUBIEF… • Mêmes conditions initiales que lors de la simulation 0 -D à un cas d ’étang stagnant dans SUBIEF…

Modélisation du Système Ecologique Les Résultats

Modélisation du Système Ecologique Les Résultats • Oxygéner l ’étang, injection à une de ces extrémités d ’un débit rentrant et riche en oxygène… • Afin de ne pas noyer l ’étang sous les eaux, extraction du même débit à l ’extrémité opposée. . .

Modélisation du Système Ecologique Les Résultats

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APPORTS D ’EAU • apports d’eau salée implantation d ’une station de pompage d ’eau de mer avantages • apports d ’eau douce – inefficacité des liaisons existantes – possibilités et limites – liaisons internes – peu onéreux – respect de l ’hydrodynamisme naturel inconvénient – salinisation étang de Palavas-Carnon

AZOTE ET MALAÏGUE • controverse • simulations • conclusion

OBJECTIF REHABILITATION Réduction des charges polluantes • De l’extérieur – produits concernés – apports du bassin versant et réseaux d ’assainissement • De l’intérieur Délaissé des Aresquiers – réaménagement des berges – dragage – transport des vases

CONCLUSION • Spécificité de chaque solution • Urgence de la situation • Enjeux et intérêts • Pluridisciplinarité • Remerciements