POSITIONNEMENT DE LA CONDUITE OCÉANOPOLIS :

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1 POSITIONNEMENT DE LA CONDUITE OCÉANOPOLIS : ANALYSE HYDRO-SÉDIMENTAIRE RAPPORT FINAL BMO PROJET POC-0906 V2.3 20/02/2014 ACTIMAR - 36, Quai de la Douane F Brest - Tél: Fax: info@actimar.fr - web:

2 Suivi des modifications Rev. Date Auteurs Vérifié par Notes /11/2013 Vincent FAURE Olivier Raillard Création /11/2013 Vincent FAURE Olivier Raillard /12/2013 Vincent FAURE Olivier Raillard /12/2013 Vincent FAURE Olivier Raillard /12/2013 Vincent FAURE Olivier Raillard /12/2013 Vincent FAURE Olivier Raillard Résultats de la modélisation Finalisation «Analyse de l impact des travaux». (Rapport intermédiaire différent) Ajout Régime naturel de turbidité Régime naturel de turbidité Ajout données satellites, synthèse sur zone potentielle /12/2013 Vincent FAURE Olivier Raillard Synthèse, conclusions /12/2013 Vincent FAURE Olivier Raillard Ajouts, corrections /12/2013 Vincent FAURE Olivier Raillard Ajouts éléments de Beudin et al. + divers Finalisation /01/2014 Olivier Raillard Rapport final provisoire /02/2014 Vincent FAURE Olivier Raillard Prise en compte partielle des remarques de BMO /02/2014 Olivier Raillard Prise en compte des remarques de BMO. 2

3 SOMMAIRE 1 INTRODUCTION CONTEXTE DE L ÉTUDE RÉGIME NATUREL DE LA TURBIDITÉ EN RADE NORD COURANTOLOGIE NATURE SÉDIMENTAIRE DES FONDS MESURES DE MES, ET VARIABILITÉ TEMPORELLE Mesures in situ Mesures satellites DYNAMIQUE DES MES DANS LA RADE NORD Les différents apports Processus de dynamique sédimentaire SYNTHÈSE SUR LA ZONE POTENTIELLE D IMPLANTATION DE LA FUTURE PRISE D EAU ANALYSE DE L IMPACT DES TRAVAUX SIMULATIONS PRÉSENTATION DES RESULTATS EXPOSITION AU MES Phase Phase EXPOSITION AU TBT (CONTAMINANTS) Phase Phase ESTIMATION DU TEMPS D ARRET DU POMPAGE CONCLUSIONS PROPOSITION DE POSITIONNEMENT DE LA STATION DE POMPAGE RAPPEL DES CONTRAINTES CROISEMENT DES INFORMATIONS PRÉCÉDENTES : PROPOSITIONS DE POSITIONNEMENT CONCLUSIONS-PERSPECTIVES BIBLIOGRAPHIE ANNEXES MESURES DE MES DANS LA RADE NORD DE BREST Station «océanique» : SOMLIT Stations en Rade Nord : réseau Rade CALENDRIER DES OPERATIONS DE DRAGAGE ET DES REJETS ASSOCIES ÉVOLUTION DES FLUX REJETES EN SEDIMENTS ET EN TBT PENDANT LE REMPLISSAGE DU CASIER

4 1 INTRODUCTION 1.1 CONTEXTE DE L ÉTUDE Le projet de développement du port de Brest initié par la Région Bretagne, vise l accroissement du trafic existant (vrac alimentaire et conteneur) et l implantation d une nouvelle activité industrielle en lien avec les énergies marines renouvelables. Il consistera entre autres à créer une extension en mer du polder existant. Ces travaux impliquent des mobilisations de sédiments, des modifications du relief des fonds et du trait de côte qui pourraient avoir des répercussions sensibles sur les équilibres naturels qu il s agisse des habitats ou du milieu vivant, et sur les usages. C est dans ce contexte que la société ACTIMAR a été mandatée par BMO afin d étudier les possibilités de déplacement de la conduite Océanoplis. (cf Figure 1-1) dans l objectif de la préserver de l influence des travaux et dans un site où les caractéristiques physicochimiques de l eau sont équivalentes à celles du site actuel. Il est convenu entre les partenaires du projet que, dans le cadre de cette étude, la qualité des eaux marines pompées par Océanopolis est principalement appréciée par les teneurs en Matières En Suspension (MES) car c est : le paramètre sur lequel repose en grande partie l arrêt et la remise en marche des pompes d Océanopolis ; le principal paramètre susceptible d être affecté par les travaux de réalisation du polder. Ce rapport comporte les volets suivants : Analyse du régime naturel de turbidité dans la rade Nord de Brest ; Analyse de l impact des travaux sur la zone potentielle de la conduite, à partir de résultats de modélisation ; Synthèse des informations et proposition de positionnements. La zone potentielle de la future prise d eau, et les points précis qui seront retenues dans la suite de cette étude, sont présentés sur la Figure

5 Nouveau Polder Figure 1-1 : Localisation de la zone et des stations potentielles. La couleur représente la bathymétrie (CM) en mètre, et la ligne de sonde +5CM est représentée en trait noir continu.. 5

6 2 RÉGIME NATUREL DE LA TURBIDITÉ EN RADE NORD Les quatre premiers chapitres de cette section portent sur une description générale hydrosédimentaire de la rade Nord de Brest. Le dernier chapitre s intéressera plus particulièrement à la zone potentielle d implantation de la future prise d eau. 2.1 COURANTOLOGIE Lors de l étude d incidences de l extension du polder réalisée par ACTIMAR (Réf. 1), des simulations hydrodynamiques ont été réalisées sur la rade Nord avec une résolution de 65m. Des résultats de courants issus de ces simulations sont présentés ci-après à mi-flot et mi-jusant pour une marée de coefficient 80 (le 06 Mars 2012) sur la Figure 2-1. Figure 2-1 : Courants à mi-jusant (haut) et mi-flot (bas) sur la rade Nord (coeff = 80). La couleur correspond à la bathymétrie (en m). Le cadre rouge est la zone potentielle d implantation. Les directions sont symétriques entre flot et jusant: orienté Nord-Est au flot, le courant est Sud- Ouest au jusant. L écoulement est ainsi canalisé par le chenal situé dans le prolongement du lit 6

7 de l Elorn. Nous le verrons ultérieurement, cette canalisation dans l axe est-ouest des courants a pour effet d isoler hydrodynamiquement les estrans situés de part et d autres du chenal. Les courants les plus intenses se produisent ainsi dans le chenal de l Elorn, au droit du futur polder, dans la zone potentielle d implantation des pompes. Les extrémités Est et Ouest de la zone potentielle présentent des courants moins intenses qu au centre de cette zone, en particulier le coté Ouest. 2.2 NATURE SÉDIMENTAIRE DES FONDS La rade de Brest est un bassin semi-fermé soumis à l influence de l Aulne (Rade Sud) et de l Elorn pour la Rade Nord. L influence de la mer d Iroise s effectue au travers d un goulet large de 1.8km. La nature et la répartition des sédiments sur les fonds de la Rade Nord sont directement liées à l hydrodynamisme local, et principalement aux courants de marée, ainsi qu aux différentes sources de sédiments. La Figure 2-2 présente une carte de la nature granulométrique des fonds au niveau de la Rade Nord, autour du port de commerce de Brest (SAFEGE, 2009, Réf. 2). Figure 2-2 : Nature des fonds dans le port de commerce de Brest (Données ASTERIE 2009, Réf Rapport SAFEGE-2009, Réf. 2) L ensemble de la zone est principalement constitué de sédiments fins. Cependant, une zone de sédiments plus grossiers (sables et graviers) se retrouve sur l estran de la plage du Moulin- Blanc et dans le chenal de l Elorn immédiatement en aval (partie Est de la zone potentielle d implantation). L embouchure de l Elorn est caractérisée par une composition mixte fine et graviers/galets. Le rapport CREOCEAN (2006, Réf. 4) propose une analyse granulométrique d un échantillon moyen constitué de 3 stations le long de la conduite. Cette analyse indique une composition de 35.8% d argiles (<25µm), de 46.50% de silts (25 à 63µm), et 17.7% de sables et grossier (>63µm). Sur la zone de l actuelle pompe d Océanopolis, le rapport InVivo (2011, Réf. 3) présente la granulométrie pour 5 stations le long de la conduite actuelle. Ce rapport précise à nouveau que 7

8 les fonds sont constituées majoritairement de sédiments fins : entre et 79.98% de «vases» (<63µm). InVivo (communication personnelle) précise que du maërl mort se retrouve à toutes les stations potentielles. La présence de maërl mort dans le chenal de l Elorn explique les fractions grossières de ces sédiments, tandis que du maërl moins épais se retrouve devant le polder. Les peuplements benthiques (composés principalement par des polychètes) sont très riches et diversifiés et équilibrés en lien avec l hétérogénéité du biotope. Un récent article de Beudin et al. (2013, Réf. 13) présente une carte compilant différentes données granulométriques sur la rade de Brest, ainsi que des informations spatiales sur les bancs de maërl et de crépidule. Cette carte est présentée sur la Figure 2-3. Elle apporte des informations complémentaires sur la zone d étude : la présence de bancs de crépidules conséquents à l embouchure de l Elorn, avec une densité supérieure à 720 ind/m 2. Une étude est actuellement réalisée par In Vivo qui pourra apporter des précisions sur les peuplements benthiques à proximité du polder. 8

9 Figure 2-3 : Carte des sédiments de fonds extraite de Beudin et al. (2013, Réf. 13), établie à partir des données de Le Berre (1999), Fichaut (1984), Hily (1989) et Guérin (2004). L encadré en bas à droite est un zoom sur la zone portuaire et de l Elorn. 2.3 MESURES DE MES, ET VARIABILITÉ TEMPORELLE Mesures in situ Le rapport de Montbet & Bassoullet (1989, Réf. 5) montrent que les concentrations en MES dans la Rade de Brest ne dépasse pas les 15 mg/l (valeur atteinte après crue), et qu en période d étiage, ces concentrations ne dépassent pas 5mg/l. 9

10 Les données de MES mesurées disponibles au niveau de la zone d étude sont décrites et présentées dans l Annexe (6.1). Au niveau du goulet de Brest (station SOMLIT), la moyenne de la concentration en MES est de 2.2 mg/l, avec un écart-type de Les épisodes de fortes élévations de la concentration en MES (>6mg/l) sont rares et très courts. Ces valeurs sont représentatives des eaux de la mer d Iroise entrant dans la rade de Brest. Au niveau de la zone portuaire (réseau RADE-BMO), Les moyennes des MES se situent autour de 4 mg/l (stations ZP2 et ZP3) avec des écart-type de l ordre de 5. Les concentrations sont régulièrement inférieures à 5 mg/l et n atteignent que très rarement 20 mg/l. On convergence ainsi avec les analyses de CREOCEAN (2009, Réf. 6) qui montre que sur les 7 années de suivi, l ensemble du bassin versant de la rade de Brest affiche, dans plus de 80% des analyses, des concentrations inférieures à 25 mg/l de MES. A l embouchure de l Elorn (pont Albert Louppe, réseau RADE-DDTM), les MES sont toujours supérieures à 2 mg/l. La moyenne s établit aux alentours de 6 mg/l (écart type= 4) Mesures satellites A partir des capteurs «couleur de l eau» de satellites comme SeaWIFS ou MODIS, des algorithmes permettent d estimer les concentrations de surface en chlorophylle et en MES minérales. La plateforme Nausicaa de l IFREMER met à disposition ces données océanographiques acquises par satellites. Des cartes des teneurs en suspension de la couche de surface sont ainsi disponibles quotidiennement si la couverture nuageuse l autorise, et un atlas climatologique a également été développé (Réf. 11). D après ces données, les turbidités naturelles dans la rade de Brest varient, de 1 mg/l à 10mg/L en surface, mais la moyenne annuelle est inférieure à 3 mg/l (Figure 2-4). On précise que compte tenu de la résolution des ces images et de la difficulté d analyse du signal satellite par petits fonds, l estimation par cette technique de la turbidité peut-être considérée comme assez incertaine. Ces données ne nous apparaissent pas donc vraiment exploitables à l échelle de la zone potentielle de la future prise d eau. Figure 2-4 : Moyenne annuelle des MES minérales (mg/l) entre les années , à partir des données satellites MODIS (tiré de l atlas climatologique IFREMER, Réf. 11). 10

11 2.4 DYNAMIQUE DES MES DANS LA RADE NORD Les différents apports Les rivières sont les principales sources de MES dans la rade de Brest. La rade Nord est ainsi sous l influence de l Elorn et de la Penfeld, dont les débits moyens annuels sont respectivement de de 6 m 3 /s et 0.6 m 3 /s (CREOCEAN, Réf. 6). L apport en poids secs mentionné par Montbet & Bassoullet (1989, Réf. 5) est : de 1000 t/an pour l Elorn. Ces apports se produisent principalement lors de phénomènes extrêmes (crues). Les autres apports que l ont peut mentionner sont : le sédiment, qui est une source conséquente de MES dans la colonne d eau par l intermédiaire des processus de remise en suspension (cf paragraphe suivant) ; l importante activité biologique de la rade, dans la colonne d eau et à la surface du sédiment, est également une source potentielle de MES. Ces apports en MES, responsables d une augmentation de la turbidité, seront d autant plus importants lors des phénomènes d eutrophisation : l eutrophisation est une modification de l écosystème caractérisé par une forte augmentation de la production algale, qui est due en général à un apport excessif de nutriments (nitrates, phosphates, etc ). Il faut cependant noter que les ordres de grandeurs des concentrations induites sont potentiellement beaucoup plus faibles que pour les autres processus Processus de dynamique sédimentaire Les études de Berthois & Auffret (1968, Réf. 7) ont montré que la dynamique des MES est le résultat d une interaction forte entre deux milieux hydrologiques : la mer et les rias, à laquelle s associe la marée. Les principaux processus mis en jeu sont d une part l apport de MES par les rivières, auxquels s ajoutent les remises en suspension du sédiment. Ces remises en suspension de sédiment dans la colonne d eau sont principalement liées à l hydrodynamisme : elles ont lieu lors des pics de courants de marée (particulièrement pour les silts et argiles), et les dépôts lors des étales (principalement étale de flot). Les fonctionnements sont ainsi très différents entre mortes eaux et vives eaux. Berthois & Auffret (1968, Réf. 7) précisent ainsi les dynamiques des «lentilles d eaux immobiles, zones d équilibres hydrodynamiques caractéristiques des rias» : En situation de mortes-eaux : ces zones s avancent largement en rade (devant la ville de Brest). Les eaux turbides constituant les «bouchons vaseux» participent à cette progression ; En vives eaux, ces zones sont repoussées vers l amont. Une estimation des flux résiduels en MES en vive eaux et crue des rivières, est présentée sur la Figure 2-5 (Le Mut, 1977, Réf. 8). 11

12 Figure 2-5 : Estimation des flux résiduels en MES (Le Mut, 1977, Réf. 8), en vive eaux et crue des rivières. Carte tirée de Monbet & Bassoullet (1989, Réf. 5). Les houles du large sont fortement diminuées lors de leur passage dans le Goulet, et les vagues générées par le vent dans la rade sont de faible longueur d onde et hauteur. Ainsi l action des vagues sur les dynamiques sédimentaires est restreinte aux zones exposées et de faibles profondeurs. Monbet & Bassoullet (1989, Réf. 5) rapporte ainsi que les vagues et houles n interviennent sur la dynamique sédimentaire que localement, sur une frange littorale, avec des quantités faibles. Cependant, Fichaut (1989, Réf. 9) explique que cette affirmation est partiellement imprécise. Bien que de faible longueur d'onde, elles sont responsables du tri élaboré et du faible envasement des sédiments au sommet des talus abrupts qui limitent le centre rade, parfois à plus d'un kilomètre de la côte (par exemple au niveau du banc du Corbeaux). Enfin, le rapport de Fichaud & Suanez (2008, Réf. 10) apporte des précisions sur la sédimentologie des plages de la rade. La pente forte du haut des plages entraîne des déferlements des vagues suffisamment énergétiques pour que les graviers et sables ne puissent pas se maintenir, et uniquement les cailloux et blocs restent à ce niveau. L énergie des déferlements diminue en descendant sur l estran. On retrouve ainsi du sable à mi-estran, puis du matériel très fin en bas de l estran : en effet, ces zones étant souvent précédé de bancs peu profonds comme celui du Moulin-Blanc, l énergie des vagues est encore plus faible, et le matériel sablo-vaseux très fin peut ainsi se déposer et se maintenir. Les récents travaux de Beudin et al (2013, Réf 13+communication personnelle) ont également mis en évidence le rôle joué par les crépidules sur les dynamiques hydro-sédimentaires. Les tapis de crépidules présents dans la rade (Figure 2-3) peuvent ainsi avoir différentes influences : Une diminution locale du courant par augmentation de la rugosité du fond. Cette diminution tend à favoriser la sédimentation ; Selon la densité d individus, les processus physiques de remise en suspension des sédiments seront augmentés ou bien diminués (modification des tensions de cisaillements) ; Les crépidules vivantes sont des organismes dont l activité biologique joue des rôles de filtration et bio-déposition. La présence d un banc très dense de crépidules (> 720 ind/m 2 ) entre l embouchure de l Elorn et le polder (Figure 2-3) suggère ainsi que la dynamique hydro-sédimentaire sur la zone d étude peut être influencée par ces organismes. Les premiers résultats de modélisation (Beudin, comm. pers.) montrent que cette zone du banc de crépidules serait en accrétion. 12

13 2.5 SYNTHÈSE SUR LA ZONE POTENTIELLE D IMPLANTATION DE LA FUTURE PRISE D EAU La prise d eau actuelle qui est située sur le bord Nord du chenal permet de satisfaire les différents critères d Océanopolis sur la qualité de l eau pompée, notamment ceux qui concernent la turbidité et la salinité. C est à ce titre qu il est important d évaluer si les conditions hydrodynamiques, hydrologiques et la nature sédimentaire des fonds (tous acteurs et témoins du régime sédimentaire et physico-chimique) au sein de la zone potentielle diffèrent de celles de la zone actuelle d implantation de la conduite. La zone potentielle d implantation de la future prise d eau est située dans le chenal de l Elorn, d une profondeur inférieure à 10m, caractérisée par la présence d une «butte» sous-marine où la bathymétrie remonte autour de 5m. Les sédiments sont majoritairement des sédiments fins (vases, sables fins) sur la partie Ouest de la zone, et des sédiments plus grossiers sur la partie Est. Enfin, un banc très dense de crépidules est situé entre l embouchure de l Elorn et le polder, en amont de la butte. Il ressort de l analyse des courants que les conditions varient peu entre la zone d implantation actuelle et les différentes stations de la zone potentielle, et entre ces stations. Figure 2-6 : Courants à mi-jusant (haut) et mi-flot (bas) au niveau de la zone potentielle d étude. La couleur correspond à la bathymétrie (en m). Le cadre rouge est la zone potentielle d implantation. 13

14 Figure 2-7 : Cartes d agitation (extraites du rapport Actimar. Réf. 1) pour un vent SO de 19.4 m/s. La station actuelle ne semble pas soumise à l influence des apports par l Elorn. Son choix avait entre autres reposer sur l idée de se positionner à «l abri» de la butte sous-marine dans cet objectif. Nous ne disposons d éléments précis nous permettant d étayer cette fonction supposée mais les études réalisées en parallèle par InVivo indiquent que ce relief colonisé par les restes d un banc de maërl, ne peut être le fruit d une décantation progressive des apports de l Elorn. Les données disponibles ne permettent pas de clairement définir l étendue du panache de l Elorn au niveau de la zone potentielle. Elles montrent cependant que les concentrations moyennes en MES (hors crues) à l embouchure de l Elorn sont du même ordre de grandeur que celles mesurées dans la zone portuaire, comme l indiquent les mesures effectuées au niveau du pont Albert Louppe (cf Figure 6-5). La bibliographie (Réf. 7) évoque de possibles excursions du panache de l Elorn devant la ville de Brest en situation de mortes-eaux, tandis qu il est repoussé plus en amont en vives-eaux. En toute rigueur et compte de la longueur de la zone potentielle, il est probable que le secteur Est soit plus sous l influence de l Elorn que le secteur Ouest. Les augmentations ponctuelles importantes de MES enregistrées sur le site actuel, se produisent lors des forts coups de vents, certainement en raison de remises en suspension des sédiments fins par les vagues. Les cartes d agitation simulées par Actimar (Réf. 1), et présentées sur la Figure 2-7, montrent que la hauteur significative des vagues décroît d Ouest en Est, par les effets bathymétriques. La prise d eau actuelle est sous l influence des mers du vent levées par les régimes (fréquents) de sud-ouest (et de la turbidité induite). La partie ouest de la zone potentielle est soumise à une agitation légèrement plus élevée que la partie Est. Cependant, compte tenu de la forte ampleur spatiale constatée de visu des turbidités induites par les coups de vent devant le polder, l ensemble de la zone potentielle semble devoir subir avec la même intensité ce phénomène. En résumé, cette analyse du régime naturelle de turbidité basée sur des critères hydrodynamiques, hydrologiques et sédimentaires favorise le choix des stations situées à l ouest de la zone potentielle car leurs caractéristiques physico-chimiques sont les moins susceptibles d être influencées par les apports de l Elorn. Sur les autres critères, courantologique, agitation et nature sédimentaire des fonds, il n a pas été possible de départager les sites candidat. 14

15 3 ANALYSE DE L IMPACT DES TRAVAUX 3.1 SIMULATIONS L étude des incidences de l extension du polder a été conduite par Actimar au moyen d un système de modélisation permettant de calculer, entre autres, les courants et la dispersion en mer des sédiments qui «s échappent» du casier pendant son remplissage. Ce système, et les simulations qui ont été réalisées, sont décrits en détail dans le rapport ACTIMAR (Réf. 1). Pour mémoire, on rappelle que le calcul des courants et de la dispersion des sédiments tient compte de la marée, du vent et de l agitation (qui est elle-même calculée par le système de modélisation). Dans le cadre de cette étude, nous utiliserons les simulations dont les caractéristiques sont les suivantes : Résolution horizontale de 60m (taille de la maille) ; Non prise en compte de la filtration par les mollusques, l effet du rejet sur les accroissements des teneurs en MES est ainsi maximisé ; Période temporelle : o Phase 1 : 8 mois (rejet à travers la digue, et à par la surverse) ; o Phase 2 : 9 mois (rejet uniquement par la surverse) ; Sources de MES : les rejets s effectuant au travers de la digue et par surverse. Le calendrier des travaux et les rejets associés sont décrits dans l Annexe de ce rapport. 3.2 PRÉSENTATION DES RESULTATS Les résultats présentés ci-dessous portent sur les Matières En Suspension (MES) et un contaminant en phase dissoute, le TBT qui a été évalué comme le plus à risque dans le contexte du port de Brest (en raison de ses teneurs dans les rejets et du seuil de sensibilité environnementale). Les teneurs en MES et TBT présentées ici sont uniquement celles induites par les travaux, et ne prennent pas en compte les concentrations naturelles (MES) ou le bruit de fond (TBT). La zone d étude pour le déplacement de la conduite a été définie en concertation avec BMO (voir Figure 3-1) en s appuyant entre autres sur les résultats de l étude d incidence réalisé par Actimar (2013). Le système de pompage doit reposer sur des fonds supérieurs ou égaux à 5 m (CM) et de préférence sur le flanc sud du chenal de l Elorn. On précise que sur les cartes, la bathymétrie est représentée en trait discontinu gris et la ligne de sonde à +5CM est représentée en trait continu noir.les limites à l ouest et à l Est ont été fixées en tenant compte des problèmes de raccordement à terre. On a fait également apparaître sur la Figure 3-1, la position actuelle de la prise d eau et l ensemble des stations potentielles qui ont été échantillonnées pour étudier finement les variations dans le temps de l accroissement des teneurs en MES induites par les travaux. 15

16 Figure 3-1 : Localisation de la zone et des stations potentielles. La ligne de sonde +5CM est représentée en trait noir continu. En jaune, les deux stations les moins impactées. 3.3 EXPOSITION AU MES Phase 1 La Figure 3-2 présente la carte des concentrations maximales en MES (mg/l) obtenues pendant la phase 1. Les rejets produisent des teneurs supérieures à 5 mg/l sur une bande d au moins 200 m comprise entre le futur polder et la rive droite de l Elorn. La partie Sud du chenal apparaît nettement moins impactée par les MES issues du projet. Figure 3-2 : Carte de la concentration maximale en MES (mg/l), pendant la phase1 L ensemble des figures suivantes présente l évolution temporelle des teneurs en MES aux stations A à I. La ligne rouge correspond à la valeur seuil de 2 mg/l au-delà de laquelle le pompage est susceptible d être stoppé. Seules les stations A, H et I présentent des valeurs systématiquement inférieures à 2 mg/l. La station la moins impactée hormis ces stations, est la station E où les dépassements sont très ponctuels et peu fréquents. 16

17 Figure 3-3 : Évolution temporelle des MES (mg/l) à la station A pour la phase 1. Figure 3-4 : Évolution temporelle des MES (mg/l) à la station B pour la phase 1. 17

18 Figure 3-5 : Évolution temporelle des MES (mg/l) à la station C pour la phase 1. Figure 3-6 : Évolution temporelle des MES (mg/l) à la station D pour la phase 1. 18

19 Figure 3-7 : Évolution temporelle des MES (mg/l) à la station E pour la phase 1. Figure 3-8 : Évolution temporelle des MES (mg/l) à la station F pour la phase 1. 19

20 Figure 3-9 : Évolution temporelle des MES (mg/l) à la station G pour la phase 1. Figure 3-10 : Évolution temporelle des MES (mg/l) à la station H pour la phase 1. 20

21 Figure 3-11 : Évolution temporelle des MES (mg/l) à la station I pour la phase 1. 21

22 3.3.2 Phase 2 La Figure 3-12 présente la carte des concentrations maximale en MES (mg/l) obtenues pendant la phase 2. Les concentrations sont plus faibles que pour la phase 1, mais la distribution spatiale reste équivalente. Figure 3-12 : Carte de la concentration maximale en MES (mg/l), pendant la phase 2 L ensemble des figures suivantes présente l évolution temporelle des teneurs en MES aux stations A à I. La ligne rouge correspond à la valeur seuil de 2 mg/l au-delà de laquelle le pompage est susceptible d être stoppé. Pour toutes les stations, hormis la station C, les valeurs en MES ne dépassent que très ponctuellement et peu souvent la valeur seuil de 2 mg/l. 22

23 Figure 3-13 : Evolution temporelle des MES (mg/l) à la station A pour la phase 2. Figure 3-14 : Evolution temporelle des MES (mg/l) à la station b pour la phase 2. 23

24 Figure 3-15 : Evolution temporelle des MES (mg/l) à la station C pour la phase 2. Figure 3-16 : Evolution temporelle des MES (mg/l) à la station D pour la phase 2. 24

25 Figure 3-17 : Evolution temporelle des MES (mg/l) à la station E pour la phase 2. Figure 3-18 : Evolution temporelle des MES (mg/l) à la station F pour la phase 2. 25

26 Figure 3-19 : Evolution temporelle des MES (mg/l) à la station G pour la phase 2. Figure 3-20 : Evolution temporelle des MES (mg/l) à la station H pour la phase 2. 26

27 Figure 3-21 : Evolution temporelle des MES (mg/l) à la station I pour la phase 2. 27

28 3.4 EXPOSITION AU TBT (CONTAMINANTS) Phase 1 La Figure 3-22 présente la carte des concentrations maximales en TBT (ng/l) obtenues pendant la phase 1. Pour rappel, la valeur seuil définie par la norme NQE est de 0.2 ng/l de TBT. La partie Nord du chenal de l Elorn présente des valeurs dépassant la valeur seuil NQE (en particulier près de la prise d eau actuelle), la partie Sud semble moins impactée, avec des valeurs partout inférieures à 0.15 ng/l. Figure 3-22 : Carte de la concentration maximale en TBT (ng/l) pendant la phase 1. L ensemble des figures suivantes, présente l évolution temporelle des teneurs en TBT aux stations A à I. La ligne rouge correspond à la valeur 0.2 ng/l correspondant à la valeur seuil NQE. On constate qu à toutes les stations choisies, la concentration en TBT n atteint jamais la valeur seuil NQE. Les valeurs les plus faibles sont obtenues en majorité aux stations A, E, I et J. 28

29 Figure 3-23 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station A pour la phase 1. Figure 3-24 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station B pour la phase 1. 29

30 Figure 3-25 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station C pour la phase 1. Figure 3-26 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station D pour la phase 1. 30

31 Figure 3-27 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station E pour la phase 1. Figure 3-28 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station F pour la phase 1. 31

32 Figure 3-29 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station G pour la phase 1. Figure 3-30 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station H pour la phase 1. 32

33 Figure 3-31 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station I pour la phase 1. 33

34 3.4.2 Phase 2 La Figure 3-32 présente la carte des concentrations maximales en TBT (ng/l) obtenues pendant la phase 2. Les rejets en TBT lors de cette phase sont très faibles, et l impact reste ainsi limité au niveau de la surverse (en haut à gauche de la carte). Au niveau du chenal, on constate ainsi que les valeurs restent inférieures à 0.02 ng/l. Figure 3-32 : Carte de la concentration maximale en TBT (ng/l) pendant la phase 2. L ensemble des figures suivantes, présente l évolution temporelle des TBT aux stations A à I. La ligne rouge correspond à la valeur 0.2 ng/l correspondant à la valeur seuil NQE. Pour toutes les stations, la concentration en TBT reste très inférieure à la norme NQE. 34

35 Figure 3-33 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station A pour la phase 2. Figure 3-34 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station Bpour la phase 2. 35

36 Figure 3-35 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station C pour la phase 2. Figure 3-36 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station D pour la phase 2. 36

37 Figure 3-37 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station E pour la phase 2. Figure 3-38 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station F pour la phase 2. 37

38 Figure 3-39 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station G pour la phase 2. Figure 3-40 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station H pour la phase 2. 38

39 Figure 3-41 : Evolution temporelle en TBT (ng/l) à la station I pour la phase 2. 39

40 3.5 ESTIMATION DU TEMPS D ARRET DU POMPAGE Pour compléter les informations précédentes, des temps d arrêts de pompage ont été calculés sur la phase 1 (la plus impactante). La méthode a consisté à mesurer ces temps d arrêts sur la base des hypothèses suivantes : Le pompage est arrêté pour des valeurs de MES supérieures à 2 mg/l (ie un «pic») ; Le pompage ne peut être arrêté qu entre 8h et 18h ; Le pompage est relancé uniquement si un prochain pic ne se produit pas dans les 6h à venir ; Si un pic survient après 11h, et qu un nouveau pic se produit entre 12h et 8h le lendemain matin, le pompage n est pas relancé avant au moins 8h le lendemain matin. STATION Dépassement MES? Temps max d arrêt Occurrence d arrêt >12h Occurrence d arrêt >24h Occurrence d arrêt >48h Actuelle Oui 597h A Non X X X X B Oui 25.5h C Oui h D Oui 45.25h E Oui 20h F Oui 45h G Oui h H Non X X X X I Non X X X X Tableau 3-1 : Temps d arrêt de pompage à chaque station pour la phase 1, sur la base d une valeur seuil de MES à 2 mg/l 40

41 3.6 CONCLUSIONS L analyse des résultats des simulations réalisées par ACTIMAR (Réf. 1) a permis de mettre en évidence les principales caractéristiques de l impact des travaux sur la zone potentielle d implantation des pompes : La phase 1 est la plus impactante, à la fois pour les MES et le TBT ; Le bord Nord du chenal, où est située l actuelle station de pompage, est très impacté : les seuils retenu pour les teneurs en MES et en TBT sont fréquemment dépassés en Phase 1 ; A toutes les stations choisies, la concentration en TBT ne dépasse jamais la norme NQE (0.2 ng/l) ; La zone sud du chenal apparaît subir moins d influence. Parmi les stations choisies, les stations A, E, H et I semblent les plus favorables à la prise d eau ; Les temps d arrêts de pompage estimés montrent que seules les stations A, E, F, H et I respectent les contraintes d Océanopolis (arrêt du pompage inférieur à 24 h). 41

42 4 PROPOSITION DE POSITIONNEMENT DE LA STATION DE POMPAGE 4.1 RAPPEL DES CONTRAINTES Les principales contraintes concernant la mise en place de la station de pompage sont les suivants : La concentration en MES de l eau pompée doit être inférieure à 2 mg/l L eau pompée doit présenter une contamination chimique la plus faible possible L eau pompée doit respecter une salinité acceptable La limite bathymétrique de la station de pompage est fixée -5m CM 4.2 CROISEMENT DES INFORMATIONS PRÉCÉDENTES : PROPOSITIONS DE POSITIONNEMENT L analyse des impacts des travaux a montré que seules les stations situées aux extrémités Est et Ouest de la zone potentielle d implantation répondent aux contraintes énoncés cidessus : stations E et I à l Ouest, et stations A et H à l Est (Tableau 4-1) L étude du régime naturel de la turbidité suggère des avantages et des défauts pour les secteurs Est et Ouest qui semblent tourner à l avantage du secteur Ouest : A l Ouest, le panache de l Elorn est sans doute moins influent, en tout cas de manière acceptable pour la prise d eau actuelle, mais des remises en suspension de sédiments surviennent lors des coups de vents ; Les stations de la partie Est, sont certainement plus sous l influence de l Elorn et il n est pas garanti qu elles soient épargnées par les remises en suspension qui provoquent actuellement et préventivement l arrêt des pompes d Océanopolis. 4.3 CONCLUSIONS-PERSPECTIVES Les différentes analyses conduites suggèrent deux conclusions majeures : L extrême Ouest de la zone potentielle pour la future installation de pompage (station I ou E) apparaît la plus intéressante au regard des différentes contraintes sur la qualité de l eau pompée (nous n avons pas abordé ici les contraintes de faisabilité et de couts) ; L extrême Est de la zone potentielle apparaît également répondre aux différents critères, mais une incertitude pèse sur l impact du panache de l Elorn. L évaluation des stations candidates au regard des différents critères est reprise de manière synthétique dans le tableau ci-après. Dans le cas d une installation à l Ouest, on retrouve des critères équivalents à ceux de la station de pompage actuelle. Quelque soit le secteur finalement retenu (en intégrant d autres critères), il sera nécessaire de procéder à des enregistrements en continu de la turbidité sur ce site et sur le site actuel pendant plusieurs mois. 42

43 Zone Est Zone Ouest Station Actuelle Station A Station H Station E Station I Impact des travaux Occurrence d arrêt de pompage >12h Critères Océanopolis Non conforme conforme conforme conforme conforme Impact des contaminants Fort Faible Faible Faible Faible Régime naturel Impact du panache de l Elorn Faible «Possible» «Possible» Faible Faible Impact des resuspensions Moyen Moyen Moyen Moyen Moyen Tableau 4-1 : Synthèse des différentes contraintes hydro-sédimentaire sur les 4 stations intéressantes de la zone d étude 43

44 5 BIBLIOGRAPHIE Réf. 1 «Étude d incidences de l extension du polder : V4 Modélisation», Rapport ACTIMAR, 15/09/2013, 97 pp. Réf. 2 «Études préalables au recalibrage des accès maritimes, étude hydro-sédimentaire». Rapport SAFEGE, octobre 2009 ; 42pp Réf. 3 «Dossier de déclaration pour la sécurisation de l alimentation éléctrique de la station de pompage en mer d Océanopolis». Rapport IN VIVO, Mai 2011, 135 pp. Réf. 4 «Travaux de réféction des conduites de pompage d eau de mer». Rapport CREOCEAN, Février 2006, 40pp Réf. 5 Monbet Y. & Bassoullet P. (1989) Bilan des connaissances océanographiques en rade de Brest. Rapport CEA, 106 pp. Réf. 6 «Études préalables au recalibrage des accès maritimes du port de commerce de Brest, phase 1 : Analyse du projet». Rapport CREOCEAN, octobre 2009, 48pp. Réf. 7 Berthois L. & Auffret G. (1968) Contribution à l étude des conditions de sédimentation dans la rade de Brest. Cahiers du comité central d océanographie et d étude des côtes, Service Hydrographique de la Marine. Réf. 8 Le Mut C. (1977)- Etude des sédiments en suspension en rade de Brest- DEA Géologie Marine, Brest-UBO, 42 pp. + Figures. Réf. 9 Fichaud B. (1989) Morphosédimentologie de la partie occidentale de la rade de Brest In: Norois. N 144, pp Réf. 10 «Etude de faisabilité du rechargement en sable de la plage de la Cantine (commune de le Relecq-Kerhuon)». Rapport GEOMER (Fichaud & Suanez), Novembre 2008, 24pp. Réf. 11 «Atlas de la Température, de la concentration en Chlorophylle et de la Turbidité de surface du plateau continental français et de ses abords de l Ouest européen». Rapport IFREMER (F.Gohin), Décembre 2010, 53pp. Réf. 12 «Campagne de mesures courantologiques et de prélèvements sédimentaires pour analyses granulométriques en rade de Brest (29)». Rapport ASTERIE, Juin 2009, 15pp. Réf. 13 Beudin A., Chapalain G., Guillou N. (2013). Suspended sediment modelling in the bay of Brest impacted by the slipper limpet crepidula fornicate.conference Proceedings Coastal Dynamics

45 6 ANNEXES 6.1 MESURES DE MES DANS LA RADE NORD DE BREST Cette annexe regroupe les données de MES acquises au moyen du réseau SOMLIT et du réseau RADE dans la Rade Nord de Brest Station «océanique» : SOMLIT Le réseau SOMLIT est un réseau national d observation à moyen et long terme de l environnement littoral (Site officiel : Dans la rade de Brest, une station existe à Sainte-Anne du Portzic qui est opérée depuis 1998 par l IUEM. Le site, ouvert à l influence océanique, est situé à la jonction entre la Mer d Iroise et la Rade de Brest (200 m de la côte, profondeur 5 à 10 m suivant marnage) Les données de cette station sont présentées sur la Figure 6-1. (site internet : Figure 6-1 : MES (mg/l) à la station SOMLIT-Brest. (Service d Observation en Milieu Littoral, INSU-CNRS, Brest) Stations en Rade Nord : réseau Rade La Figure 6-2 présente les stations du réseau BMO (réseau Rade, Ces stations sont situées aux différents exutoires des STEP (Zone Portuaire, Maison Blance, Penfeld ). Les données sont disponibles de 2000 à 2010 sur le site internet, mais l échantillonnage de ces stations se poursuit (sauf Penfeld/Bellevue). Hormis à la station ZP4, les données de MES et turbidité sont disponibles. 45

46 Figure 6-2 : Carte des stations du réseau Rade- Littoral (réseau BMO) Les données extraites aux stations ZP2 et ZP3sont présentées sur les Figure 6-4 et Figure 6-3. Les valeurs inférieures à 2 mg/l sont présentées comme égale à 0 (ces valeurs ne sont pas quantifiées dans les données du réseau rade) Au niveau de la zone portuaire, les concentrations en MES sont régulièrement inférieures à 5 mg/l, avec quelques pics ponctuels pouvant atteindre 35 mg/l. Figure 6-3 : MES (mg/l) à la station «Zone portuaire 2». Observatoire environnement du Contrat de Baie (Réseau Rade). 46

47 Figure 6-4 : MES (mg/l) à la station «Zone portuaire 3». Observatoire environnement du Contrat de Baie (Réseau Rade). Toujours dans le réseau Rade, le réseau DDTM possède une station au niveau du pont Albert Louppe (embouchure de l Elorn) où sont mesurées les MES. Les données présentées sur la Figure 6-5 montre que la concentration en MES à l embouchure de l Elorn est toujours supérieure à 2 mg/l. La moyenne s établit à 5.68 mg/l (écart type= 3.98). 47

48 Figure 6-5 : MES (mg/l) à la station «Pont Albert Louppe». Observatoire environnement du Contrat de Baie (Réseau Rade). 6.2 CALENDRIER DES OPERATIONS DE DRAGAGE ET DES REJETS ASSOCIES 48

49 MOIS Zone Phase Technique V EMR DMT 25 EMR DMPD 25 EMR DMT 25 EMR DMPD 25 EMR DH 300 EMR 1.7 A 0 EMR 1.8 PB 0 COM DMPD 60 COM DH 640 EMR DMT 15 EMR DPPD 22,5 EMR DH 40 EMR DMT 15 EMR DMPD 22,5 EMR DH PHASE 1 1 A 1 B PHASE 2 REJET REJET SV Digue Zone Phase Technique V EMR DMT 25 EMR DMPD 25 EMR DMT 25 EMR DMPD 25 EMR DH 300 EMR 1.7 A 0 EMR 1.8 PB 0 COM DMPD 60 COM DH 640 EMR DMT 15 EMR DPPD 22,5 EMR DH 40 EMR DMT 15 EMR DMPD 22,5 EMR DH PHASE 2 REJET REJET SV Digue Figure 6-6. Calendrier de dragage et période d activité des rejets. V = volume extrait en milliers de m3 Techniques de dragage : DMT = Dragage Mécanique Terrestre ; DH = Dragage Hydraulique ; DMPD / DPPD= Dragage Mécanique Ponton Deeper ; DM = Dragage Mécanique ; A = Attente ; PB = Pompage Bassin. Origine des rejets : SV = Surverse ; Digue = au travers de la digue. 49

50 6.3 ÉVOLUTION DES FLUX REJETES EN SEDIMENTS ET EN TBT PENDANT LE REMPLISSAGE DU CASIER Flux de MES (kg/s) Flux demes (digue) Flux de MES (surverse) ,5 Flux de TBT (digue) Flux de TBT(surverse) Flux de TBT (mg/s) 1,0 0,5 0,0 Technique V DMT 25 DMPD 25 DMT 25 DMPD 25 DH 300 A 0 PB 0 MOIS Figure 6-7. Évolution des flux de sédiments (haut) et de TBT au cours des opérations de dragage en phase 1 50

51 Flux de MES Surverse Flux de MES (kg/s) ,5 Flux de TBT Surverse Flux de TBT (kg/s) 1,0 0,5 0,0 Technique V DH 640 DMT 15 DPPD 22,5 DH 40 DMT 15 DMPD 22,5 DH Figure 6-8. Évolution des flux de sédiments (haut) et de TBT au cours des opérations de dragage en phase 2. 51