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

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

Modélisation numérique Etude environnementale 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 2D résultats solutions envisagées

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

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

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

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

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

Matières organiques en décomposition 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 NH4 en NO3

Modélisation du Système Ecologique Equation de Transport d ’une Espèce Fermeture Turbulente : k-epsilon Modèle de Cinétique Biochimique d[O2]/dt=k2*(Cs-[O2])-k1*[ORG]-n*k4*[NH4] + P + R d[ORG]/dt=-k1*[ORG]+Prod+Conso d[NH4]/dt=-k4*[NH4]

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 ?

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

LE CAS DES 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 Eutrophisation Rôle tampon pour les crues du BV Dépôt matériaux charriés Comblement

terrigène biologique marin humain 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 O2 de saturation (6,4 mg/l) Concentration initiale en NH4 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 : TELEMAC2D : hydrodynamique, SUBIEF : qualité de l’eau, TSEF : charriage...

Telemac2d : Subief : 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 Modèle de W.Q Fichier hydro. Telemac2d 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 = 360s Vitesse 0.1 m/s à l ’entrée donne 700 m/s Prendre un dt = 36s soit 9600 itérations et 13h de calcul.

Jouer sur les paramètres numériques 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

Modélisation du Système Ecologique Les Résultats

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Modélisation du Système Ecologique Les Résultats

Modélisation du Système Ecologique Les Résultats

Modélisation du Système Ecologique Les Résultats

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

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