Cienciaes.com : Eaux très troubles. Nous avons parlé avec Manuel Díez Minguito.

Dans les périodes troubles, lorsque les précipitations sont abondantes en peu de temps, il est courant de voir des rivières, chargées d’eaux turbulentes, couler dans les canaux avec une vilaine couleur chocolat en raison des particules en suspension qu’elles entraînent. Même si à ces moments-là la traînée est extraordinaire, la réalité est que le phénomène de turbidité de l’eau, dans une plus ou moins grande mesure, existe en permanence. Lorsque des eaux chargées de particules atteignent l’embouchure et rencontrent les eaux de la mer ou de l’océan, se produisent une série de phénomènes que les scientifiques s’efforcent de comprendre. Notre invité aujourd’hui dans Talking with Scientists, Manuel Diez Minguitoa parlé à plusieurs reprises des estuaires comme de lieux de la plus haute importance, à la fois parce qu’ils concentrent un nombre énorme d’êtres humains qui vivent à proximité et en raison de leur richesse écologique et économique.

Les estuaires sont des lieux de rencontre de deux eaux, l’une douce qui vient de l’intérieur des terres et l’autre salée qui vient de l’océan. Le fleuve apporte des eaux douces plus légères et chargées de particules en suspension, tandis que l’eau océanique, salée et plus dense, varie en hauteur au gré du va et vient des marées. Ainsi, en fonction d’un ensemble non négligeable de facteurs qui font de chaque estuaire un monde, les mouvements d’entrée et de sortie d’eaux d’origine différente provoquent des phénomènes de stratification des eaux, des courants qui s’écoulent tantôt dans un sens, tantôt dans le sens opposé. … forcés par les marées et la turbidité que les scientifiques peinent à comprendre.

Le phénomène que nous apporte aujourd’hui Manuel Díez Minguito est celui de la turbidité des eaux. Nous savons que l’eau claire et cristalline permet à la lumière du soleil de pénétrer sans obstacles et de fournir de l’énergie au plancton, aux algues et aux plantes qui, à leur tour, nourrissent de nombreuses autres créatures. L’eau trouble, en revanche, peut réduire considérablement le passage de la lumière, générant ainsi un environnement radicalement différent. Selon des études récentes, les eaux de certains estuaires présentent un état extrêmement trouble caractérisé par des concentrations de plusieurs grammes de sédiments par litre d’eau.Pourquoi ces états hyper-turbides se produisent-ils ? Quels mécanismes les nourrissent et quelles conséquences cela a-t-il sur l’environnement entourant l’estuaire ?

Les recherches menées par Yoeri M. Dijkstra et ses collègues des départements de mathématiques appliquées et de mécanique des fluides de l’Université de technologie de Deft aux Pays-Bas étudient le problème de la turbidité extrême dans les estuaires et les rivières.

Ce sont les particules qui existent en suspension dans l’eau qui lui donnent un aspect qui varie de la transparence cristalline au brun chocolat. Il n’est pas difficile de comprendre la différence, il suffit de retirer le fond pour que l’eau perde sa transparence et change de couleur. Bien entendu, de nombreux phénomènes peuvent provoquer cet état de turbidité. Une augmentation soudaine des précipitations en amont provoque une augmentation significative du débit d’une rivière : l’excès d’eau arrache les particules du canal et les transporte vers l’embouchure ; Dans l’estuaire, les courants d’eau remuent le fond et soulèvent les sédiments accumulés ; transport maritime fluvial, marées, etc.

La turbidité de l’eau dépend des particules en suspension qu’elle contient. Dans les estuaires, les concentrations de sédiments en suspension varient en moyenne de quelques dizaines de milligrammes par litre à 10 grammes par litre. En plus de la variation des concentrations dans les différents estuaires, il existe également des taux de sédimentation différents. La quantité de particules en suspension est déterminée par l’équilibre entre les nouvelles particules en suspension générées et celles qui se déposent au fond. L’échelle de temps de ces variations varie d’un rythme de marée quotidien à plusieurs années.

Il existe de fortes indications selon lesquelles cette augmentation à long terme de la concentration de sédiments est liée aux interventions humaines en cours : suppression des vasières, poursuite du dragage et de l’approfondissement des chenaux pour maintenir la navigation, etc. Selon certaines hypothèses, l’approfondissement du chenal pourrait amplifier l’effet des marées et la remontée des sédiments fins du fond, ce qui se traduirait par une augmentation de la turbidité de l’eau. Une meilleure compréhension de ces processus est importante pour prendre des décisions sur l’opportunité d’approfondir les canaux fluviaux.

je vous invite à écouter Manuel Diez Minguito Il est docteur en sciences physiques et chercheur dans le Groupe de dynamique des flux environnementaux du Centre Andalou de l’Environnement de la Université de Grenade. Une partie de ses activités de recherche liées à ce sujet sont développées avec le soutien de la Fondation Biodiversité, du Ministère de l’Agriculture et de la Pêche, de l’Alimentation et de l’Environnement (PLANS). Manuel est également l’auteur d’un de nos podcasts : Oceans of Science.

Référence:
Dijkstra et al. L’état hyperturbide de la colonne d’eau dans les estuaires et les rivières : l’importance d’une sédimentation entravée » Ocean Dynamics (2018) 68 : 377-389.