La zone marine de la Méditerranée du Nord-Ouest, comprise entre Toscane, Ligurie, Corse et PACA, présente des caractéristiques météorologiques (ex. risque d’alluvions), océanographiques (ex. courant marin de la Méditerranée du Nord) et environnementales (Sanctuaire Pelagos pour la protection des mammifères marins).
L’amélioration des moyens de monitorage et prévision de la mer au niveau transfrontalier est possible grâce à la coopération entre les partenaires des régions voisines. Ils conçoivent, implémentent et maintiennent dans le temps des réseaux d’observations, en échangeant les connaissances acquises dans leurs domaines respectifs, et en associant les intérêts des territoires riverains.
Si on parle de pollution non naturelle, et donc d’origine humaine (ou anthropique), les pollutions que l’on retrouve dans l’environnement marin sont émises majoritairement par les activités industrielles (incluant les activités liées aux navires) mais pas uniquement portuaires. Les industries continentales peuvent malheureusement rejeter bon nombre de polluants dans les fleuves qui se retrouvent finalement en mer. Les activités portuaires sont bien sûr aussi à surveiller car leur proximité avec l’environnement marin ouvert fait que la pollution qu’ils génèrent impacte très rapidement la mer. Ainsi, allier de front le développement économique des ports et la protection des zones marines attenantes est un challenge très important.
Dans la zone marine transfrontalière les ports les plus importants se trouvent à proximité des AMP. En Toscane, par exemple, le port de Livourne se trouve à quelques milles de l’AMP de la Meloria, et il est donc important d’estimer l’empreinte environnementale du port sur l’AMP, à l’état actuel des choses, et en ce qui concerne les futurs projets de développement et d’élargissement.
Le projet a étudié la dynamique des courants marins et des potentiels contaminants, entre les ports et les AMP, en déterminant spécificité pour les diverses aires. C’est précisément la dynamique prédominante des courants marins qui ont tendance à transporter le long de la côte, et non vers l’AMP, les polluants d’origine portuaire, le facteur naturel qui préserve l’AMP de la Meloria.
La zone de coopération se distingue pour la forte concentration de ports – dont certains prévoient d’importants travaux d’élargissement – situés à proximité des aires marines protégées.
Dans le cadre du projet IMPACT, on entend conjuguer la conservation des réserves marines des Meloria, Cinque Terre, Port-Cors et Porquerolles et du Parc Maritime de Cap Corso et Agriates et le développement des activités portuaires dans quatre zones d’étude: Livourne, La Spezia, Toulon et Bastia.
Parmi les événements dangereux pour les aires marine protégées (AMP), apparaissent pas seulement les déversements de substances polluantes dus aux accidents maritims, mais aussi les contaminations causées par les opérations de maintenance ou d’agrandissement de zones portuaires limitrophes. Il faut donc rechercher des solutions et des moyens pour mieux préserver les AMP, sans empêcher le déroulement nécessaire des activités portuaires.
Les AMP sont des environnements marins et côtiers qui sont intéressants pour leurs caractéristiques naturelles, géomorphologiques, physiques et biochimiques. Il apparaît donc clairement que leur mise en place et leur sauvegarde sont fondamentales pour tous les secteurs et les activités protégés: pas seulement la conservation de milieux marins précieux, mais aussi leur récupération en cas de surexploitation, la gestion et la sauvegarde des valeurs anthropologiques et historiques qui y sont liées, la défense des activités productives concernées, telles que la pêche et le tourisme , et la promotion d’activités d’éducation, de formation et de recherche scientifique.
Aux fins de la mise en place d’une AMP, un tronçon de mer, appelé “aire marine de repérage”, est identifié et à la suite de la procédure d’instruction, on arrive à sa délimitation, définition des objectifs et régime de sauvegarde visé par la protection.
Parfois, certains des opérateurs qui travaillent dans ces zones ne se félicitent pas des restrictions, car ils craignent des pertes économiques potentielles (le cas des pêcheurs ou des voyagistes). Le dimensionnement correct d’un AMP est donc essentiel non seulement pour une définition et une protection plus efficaces des zones réglementées, mais aussi pour réduire le plus possible les tensions sociales, en soutenant chaque décision avec des preuves scientifiques qui motivent ses choix.
Les courants marins, dans mers et océans, peuvent être comparés à des fleuves qui se déplacent à vitesse constante avec importantes masses d’eau, pour distances considérables.
Ils peuvent se développer en surface ou en profondeur et ils sont capables de transporter, dans plusieurs zones, ce qu’ils contiennent en suspension: le phytoplancton et le zooplancton, y compris les oeuf et les larves d’organismes marins, mais aussi polluants en cas de déversements de toutes origines (ex. accidents maritimes, activités portuaires, activités industrielles).
L’étude des courants est essentiel pour comprendre comment ils peuvent affecter la distribution de certains organismes, et pour prévoir et atténuer les dommages éventuels, en cas de transport de polluants.
La plupart des espèces marines se reproduisent en émettant des oeufs ou des larves dans l’eau minuscules (de quelques dizaines de microns à quelques millimètres), donc facilement transportés par les courants marins.
Cette phase dispersive peut avoir deux effets antagonistes sur le maintien des populations, à savoir diminuer le maintien local par des taux de rétention parfois trop faibles pour assurer le renouvellement d’une population et augmenter la diffusion régionale par la distribution de l’espèce sur plusieurs sites, accroissant sa résilience aux perturbations locales.
Cette diffusion n’a lieu que si les larves rencontrent un endroit propice à leur développement, leur habitat.
Les AMP sont établies pour protéger les écosystèmes et les organismes qui les peuplent. Ces organismes se propagent grâce à l’émission périodique de larves, transportées par les courants, jusqu’aux zones dites de recrutement, nouveaux substrats à coloniser; dans certains cas, elles peuvent retomber près des colonies “mères”, dans d’autres elles peuvent être transportées loin d’elles.
Le dimensionnement correct d’une AMP est important parce que l’inclusion de zones de recrutement devient fondamental pour l’efficacité des actions de protection.
La connectivité est la capacité de différents systèmes à se connecter et à communiquer entre eux, afin d’échanger des informations. La connectivité marine est un processus crucial qui détermine la persistance, la résilience et la productivité des écosystèmes marins, y compris les espèces marines exploitées. En général, la connectivité est un élément essentiel des dynamiques de la population marine, au niveau local et mondial. Les études de connectivité se concentrent généralement sur les habitats, la faune et la flore et sur les objets mobiles (ex. plastique) à divers échelles spatiales et temporelles.
Comprendre et quantifier la connectivité entre différents habitats ou populations spatialement éloignées est essentiel pour contribuer à la gestion durable des écosystèmes et pour fournir des données sur lesquelles fonder le processus décisionnel. Cette connaissance est indispensable pour pouvoir allouer les justes efforts de conservation vers les zones qui servent de nœuds principaux dans un réseau des aires marines protégées [définition provenant de la thèse de doctorat de Michela Ballardini, Università di Bologna].
La perte d’habitat d’une espèce se produit lorsqu’une zone géographique change de nature, par exemple une roche avec des infractuosités devenant lisse comme du béton, par exemple lorsqu’un port s’étend. Cette perte d’habitat limite la distribution spatiale des populations d’une espèce, parfois jusqu’à causer leur extinction.
En effet, le transport des oeufs et larves par les courants marins durant la reproduction créent un fonctionnement en réseau des populations marines: le renouvellement des générations étant liés à des boucles d’échanges entre populations, dite connectivité marine.
La disparition d’un habitat relais peut conduire à bloquer ce renouvellement des générations.
Les courants océaniques peuvent être mesurés avec divers instrument, mais quand il s’agit de connaître les courants dans le futur, seuls des programmes informatiques simulant les courants peuvent répondre à cela. Dans ce cas, les courants océaniques seront modélisés par des codes de calcul qui résolvent des équations issus de la mécanique des fluides, et adaptés au domaine océanique qui nous intéresse.
Pour IMPACT, plusieurs modèles sont utilisés : on peut citer NEMO, ROMS, et le MITgcm.
Les radars à haute fréquence (HF – High Frequency) sont des instruments de télédétection avancés qui permettent d’obtenir et de mettre à disposition des informations sur l’état de la mer, en particulier sur les courants marins de surface et sur la houle, dans une vaste zone marine.
Ils sont installés dans des zones stratégiques de la côte des régions de coopération, et ils fournissent chaque heure une “photographie” de la vitesse du courant de surface, sur une partie significative de la zone marine transfrontalière, avec une résolution très élevée, égale à une valeur mesurée tous les 2 – 3 km.
Dans le cadre du projet IMPACT, en synergie avec d’autres instruments tels que des bouées flottantes (drifters) et des modèles de circulation, les radars HF contribuent à améliorer la connaissance de la dynamique des masses d’eau et des phénomènes de transport, et donc à réduire l’incertitude dans les prévisions de l’état de la mer. L’amélioration des prévisions permet une gestion plus efficace des actions de protection environnementale marine, telles que les interventions pour combattre la diffusion de polluants en cas de déversements.
Le terme drifter vient du verbe anglais ”to drift” qui signifie “dériver”. Il s’agit en effet de bouées conçues pour être transportées par les courants, après leur libération en mer. Ils sont également connus comme “bouées Lagrangiens” parce qu’ils sont solidaires dans leur mouvement avec l’élément aqueux étudié.
Ils peuvent opérer en surface et en profondeur. Ils sont principalement constitués d’une partie immergée, appelée “drogue”, tandis que la partie émergeant à la surface est constituée d’une petite antenne. La partie immergée fonctionne comme une ancre flottante, plus ou moins lestée en fonction de la profondeur à laquelle on veut intercepter le courant. La partie émergée transmet la position de la bouée à travers le réseau satellitaire et permet donc d’en tracer la trajectoire dans le temps.
De la trajectoire on déduit immédiatement des informations ponctuelles très précises sur les courants qui ont traîné la bouée. L’envoi de la position se fait à des intervalles de temps définis en fonction de l’échelle des phénomènes à observer.
Les modèles numériques de circulation complètent les informations obtenues par des instruments de mesure, tels que les radars HF et les drifters, du point de vue de l’étendue spatiale et temporelle. Tout d’abord, ils fournissent des informations le long de la colonne d’eau, c’est-à-dire également au-dessous de la surface marine, où le réseau d’observation constitué de radars HF et de drifters ne peut effectuer de mesures. Les modèles peuvent également apporter une contribution complémentaire en surface, dans des zones d’intérêt non atteintes de manière temporaire ou permanente par le réseau observatif disponible.
Le sédiment est échantillonné le long d’un transept dont la direction correspond à celle du courant dominant. La matrice est prélevée par un box corer, un instrument constitué d’une boîte métallique lestée à base rectangulaire, dans lequel la récupération du sédiment est assurée par une fermeture basale. Les organismes sont prélevés à l’aide d’un opérateur sous-marin à des distances différentes des zones portuaires.
Les sédiments sont hautement représentatifs de l’état de contamination du milieu marin. L’étude de cette matrice et de ses caractéristiques chimiques et physiques revêt une grande importance dans le cadre des activités de surveillance car elle représente une sorte de “mémoire historique”, et permet donc d’obtenir des indications pas seulement sur des événements de pollution récents, mais aussi sur les anciens.
En outre, il joue un rôle important de véhicule et de transport direct de certains polluants, et il peut se comporter comme un réservoir transitoire et/ou définitif, d’où les polluants peuvent être rejetés et rejetés dans l’environnement.
On procède tout d’abord à des mesures d’analyse chimique en plusieurs point de la zone étudiée, tout en répétant ces mesures dans le temps pour connaître l’évolution temporelle des taux de pollution.
Ensuite, le deuxième volet de l’approche utilisée dans IMPACT est la modélisation Lagrangienne. Cette modélisation permet de simuler le transport des polluants sur une zone définie, en tout point de l’espace représenté par le modèle et avec la possibilité de faire propager les polluants dans le futur. Les mesures de terrain sont alors utilisées dans les expériences numériques en tant que conditions initiales de concentration.
Il est nécessaire d’évaluer le potentiel flux de contaminants d’aires à forte pression anthropique, comme les ports industriels, vers des aires subordonnées à régime de protection, comme les AMP (en particulier le Port de Livourne et l’AMP de la Meloria).
Cette évaluation est faite sur la matrice la plus conservatrice, telle que les sédiments.
Le niveau de contamination de l’environnement influe également sur la composition microbienne des sédiments; pour cette raison, la définition des profils microbiens est un support précieux pour le suivi des flux.
Le motif principal est définir une ligne de base qui puisse représenter une référence utile pour les futures stratégies de développement portuaire, en particulier dans les ports industriels (ex. Livourne) voisins à des zones d’intérêt naturaliste, subordonnées à régime de protection (ex. AMP de la Meloria).
Actuellement les niveaux de contamination et les relatifs effets sur les organismes indicateurs sont le résultat des activités industrielles et du trafic portuaire, ainsi que l’hydrodynamisme de l’aire.
Toute activité de développement portuaire (ex. augmentation des activités, construction de nouveaux produits manufacturés) devra tenir compte que les modifications de l’hydrodynamisme de la zone d’étude pourraient avoir des conséquences directes sur la modification des flux.
Les données fournies par ce projet peuvent constituer un support précieux pour la prise de décision.
Cette espèce intertidale, ubiquitaire en Méditerranée, est résistante aux substances xénobiotiques, et elle vit aussi bien sur les côtes rocheuses naturelles que sur les brise-lames et les quais artificiels, en se trouvant aussi communément dans les ports, et donc d’échantillonnage facile. La dispersion des larves pélagiques peut être un indicateur des flux entre les ports et les AMP. L’évaluation des effets de la contamination environnementale (par la mesure des principaux paramètres écologiques et de la bioaccumulation), et l’analyse des biomarqueurs et des niveaux d’expression génique permettent de porter un jugement sur l’état de santé des populations résidant dans les différentes zones d’étude.
L’utilisation des mollusques bivalves dans la surveillance de la contamination chimique des milieux marins est utilisée depuis des décennies, tant aux États-Unis que dans nombreux pays européens, dans des programmes internationaux de Mussel Watch.
Pour qu’une espèce puisse être utilisée comme bioindicateur, elle doit posséder certaines caractéristiques indispensables, telles que l’absence de mécanismes de régulation des concentrations tissulaires de contaminants (l’organisme concentre ces substances dans ses tissus de manière proportionnelle à leur niveau environnemental), la sexsilité, les habitudes alimentaires, la facilité de collecte, la large diffusion géographique et enfin la connaissance du cycle biologique.
L’aspect le plus innovant du projet IMPACT est son approche transfrontalière, basée sur un plan de modélisation et de surveillance qui capitalise et élargit le réseau existant d’infrastructures transfrontalières construit dans le cadre des projets du précédent programme de coopération.
La plate-forme web-GIS d’IMPACT fournira en outre de nouvelles données utiles à la gestion des AMP de la part des organismes préposés et des institutions titulaires de la planification des espaces maritimes.
L’approche transfrontalière est essentielle pour les problèmes communs relatifs aux zones clés et vulnérables et pour garantir l’efficacité des interventions, en les fondant sur un réseau d’infrastructures et des pratiques partagées.
Un GIS (Geographical Information System) est composé d’une série d’outils software pour acquérir, stocker, extraire, agréger et afficher des données géoréférencées, c’est-à-dire associées à des positions géographiques précises.
Les GIS intègrent les caractéristiques des data base, qui permettent d’effectuer des recherches, de stocker des données, d’établir des graphiques, avec celles d’une carte interactive, qui fournit des données spatiales et des représentations géographiques, même sur des niveaux multiples. Ces représentations facilitent pas seulement la planification d’interventions ordinaires, mais aussi l’identification de nouvelles actions qui deviennent nécessaires sur le territoire.
Un WebGIS est un GIS à distance accessible et consultable sur Internet via browser, c’est donc l’extension au web des applications nées et développées pour gérer la cartographie numérique. Un webGIS se distingue d’un GIS par ses fonctionnalités de communication et de partage d’informations avec d’autres utilisateurs.
Le but du webGIS d’IMPACT, avec les lignes directrices pour son utilisation, est de fournir un instrument utile, basé sur des informations objectives et des analyses scientifiques, à support de la gestion optimale des aires portuaires et des AMP présentes dans les zones d’étude.
Grâce à l’effort de tout le partenariat a été recueillie et analysée une importante quantité de données dans les quatre zones d’étude: des informations sur la répartition des courants, la collecte de nouvelles données et des séries historiques sur la présence et la distribution de contaminants dans la colonne d’eau et dans les sédiments, des informations sur la génétique, la structure de population et la répartition des organismes importants du point de vue de l’environnement et leur dispersion ou rétention dans les AMP concernées.
Le webGIS représente le moyen optimal d’organiser et de consulter intelligemment toutes ces informations au service des décideurs politiques de la zone marine transfrontalière.
La Corse est la région méditerranéenne de la zone “Interreg-Marittimo” la moins impactée par les pollutions chimiques, en raison de sa faible population et de l’absence d’industries lourdes.
Néanmoins, la pollution des zones portuaires et les risques associés au trafic maritime dans le Canal de Corse représentent un risque majeur croissant qu’il est nécessaire de mieux cerner afin de pouvoir mieux le gérer à terme. Connaitre précisément l’origine des pollutions portuaires ainsi que leur devenir en mer permet de prédire quelles seront les zones les plus à risque pour l’environnement. Ces trois volets constituent la contribution IFREMER au projet IMPACT.
Les ports commerciaux de Corse, Bastia, Ajaccio et dans une moindre mesure de Propriano et de Porto Vecchio sont les ports les plus importants en terme de trafic maritime et donc ceux présentant un risque majeur de pollution aussi bien chroniques qu’accidentelles.
Dans la zone du Projet IMPACT et du Parc Naturel du Cap Corse, les grands ports de plaisance comme Saint-Florent sont également des sources possibles de pollution, mêmes si leur importance est moindre que celle des ports de fret.
Les études de dispersion menées à l’aide du code hydrodynamique montrent que les courants se dirigent principalement vers le nord, entrainant les pollutions vers la zone transfrontalière de l’île de Capraia en Italie et dans une moindre mesure vers le littoral du Parc Naturel.
Ces calculs ont ensuite été confirmés en relâchant des bouées dérivantes à la surface de l’eau. Elles mettent également en évidence l’existence d’une connexion des courants marins entre l’Est et l’Ouest du Cap Corse, de Bastia à Saint-Florent, et inversement suivant les conditions de vent. Le transport à long terme peut aussi se prolonger jusqu’à la côte ligure et la côte provençale en longeant le talus sous-marin.
