Qu'est-ce qu'un estuaire ?

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Jeudi 14 septembre 2017

Qu'est-ce qu'un estuaire ?

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  Qu'est-ce qu'un estuaire ?   Estuaires de la façade Manche/Atlantique

 

Accès rapide : Définition Des caractéristiques diversifiées Concept du "paradoxe estuarien" (Estuarine quality paradox) Des fonctions écologiques menacées par les activités humaines


Définition

Un estuaire représente la zone de mélange des eaux douces avec les eaux marines, se formant à l'embouchure d'un fleuve lorsqu'il se jette dans la mer. Soumis à l'influence du fleuve d'une part et de la marée d'autre part, les estuaires possèdent des caractéristiques morphologiques et hydrologiques très variables selon la dominance de l'un ou l'autre de ces forçages naturels.
Les estuaires de la façade Manche/Atlantique sont principalement dominés par la marée ce qui les différencient des deltas présents en Méditerranée dont la morphologie est majoritairement contrôlée par la dynamique du fleuve.
Généralement peu profond et de forme évasée, un estuaire est communément délimité :

  • à l'amont par la limite de pénétration de la marée dynamique (limite maximale de remontée de l’onde de marée) ;
  • à l'aval par la limite d'extension des eaux saumâtres (de salinité inférieure à 30 qui traduit la limite maximale d'influence des eaux fluviales).

L’expansion latérale d’un estuaire est délimitée par la zone de balancement des marées ou zones intertidales. Ces milieux représentent des habitats d’un grand intérêt écologique pour de nombreuses espèces. Les zones intertidales sont dissociées en 2 étages selon leur temps d’immersion :

  • Zone intertidale supérieure majoritairement végétalisée, immergée uniquement lors de grandes marées exceptionnelles (autrement appelée le schorre) ;
  • Zone intertidale inférieure, immergée à chaque marée haute, composée de vasières nues (la slikke), bancs de sable avec ou sans végétation aquatique de type macro-algues intertidales, roseaux...

Des caractéristiques diversifiées


Les niveaux d'eau

Lorsque que la marée se propage de l'aval vers l'amont, les niveaux d'eau en un point donné oscillent au rythme des cycles basse mer (BM)/pleine mer (PM). Sur la base de ce critère, les estuaires peuvent être distingués en fonction du marnage (différence de hauteurs d'eau entre la BM et la PM) selon 4 types (Nicolas, 2010) :

  • estuaire microtidal (marnage < 2 m) ;
  • estuaire mésotidal (marnage de 2 à 4 m) ;
  • estuaire macrotidal (marnage de 4 à 6 m) ;
  • estuaire mégatidal (marnage > 6 m).

Le marnage est lié à la propagation de la marée dans l’estuaire, elle-même fonction de la morphologie du système (réduction de l'espace de propagation vers l'amont, force de frottement...), du coefficient de marée, du vent, des vagues et du débit du fleuve. Il n'est donc pas constant le long d'un estuaire.

La salinité

La rencontre des eaux fluviales et marines entraîne un mélange ou à l’inverse une stratification des eaux estuariennes. Les eaux douces, moins denses, circulent en surface vers l’aval alors que les eaux marines, plus denses, circulent au fond au rythme des marées. La rencontre de ces eaux de densités différentes entraîne la formation de gradients de salinité longitudinaux et verticaux plus ou moins prononcés.
Pritchard (1955) a défini une classification des estuaires en fonction du mode de mélange des eaux douces et salées : (1) estuaire stratifié à coin salé, (2) stratifié, (3) partiellement mélangé ou (4) bien mélangé. Les estuaires de la façade Manche/Atlantique sont principalement classés dans les estuaires partiellement mélangés. Ce sont des systèmes dominés par la marée où la force des courants de marée génère une turbulence par frottement au fond suffisante pour permettre un mélange vertical des eaux (Deloffre, 2005). Ce mélange entraîne la formation de gradients de salinité à partir desquels 4 zones aux caractéristiques écologiques différentes, peuvent être distinguées :

  • la zone fluviale tidale (composée d'eau douce et soumise à la marée dynamique) ;
  • la zone oligohaline (salinité de 0,5 à 5) ;
  • la zone mésohaline (salinité de 5 à 18) ;
  • la zone polyhaline (salinité de 18 à 30).

Autres conditions environnementales

Au-delà de la salinité, l’ensemble des paramètres caractérisant le milieu (matière en suspension, nutriments, oxygène dissous...) fluctue dans le temps et l’espace. Divers facteurs naturels et anthropiques influencent ces paramètres tels que :

  • les apports en eau et en particules issus du bassin versant et du domaine côtier ;
  • divers processus intra-estuariens complexes de dégradation, transformation et/ou stockage des matières organiques, production/consommation de l’oxygène dissous, érosion/dépôt des sédiments… ;
  • l’activité biologique des producteurs primaires (risque d’eutrophisation) et des maillons supérieurs de la chaîne alimentaire ;

Des espèces de toutes origines

Le gradient de salinité représente une zone de stress naturel pour la biologie. Il joue un rôle important dans la présence et la répartition des espèces au sein des estuaires tout comme leur cycle de vie. Ces espèces sont soit fluviatiles, résidentes estuariennes, marines ou amphihalines (migratrices).

  Les espèces fluviatiles ne tolèrent pas ou peu la salinité dans l’eau, par conséquent, leur présence se limite généralement à la zone fluviale tidale (salinité inférieure à 0,5) voire la zone oligohaline pour les plus résistantes (salinité comprise entre 0,5 et 5) (ex : brème, perche commune, oligochètes).

  Les espèces résidentes estuariennes sont des espèces tolérantes à de larges gammes de variations des conditions environnementales (ex : gobie tâcheté, crevette blanche). Elles sont peu nombreuses et peuvent facilement être en compétition avec des espèces invasives.

  Les espèces marines sont les plus présentes dans les estuaires (ex : sole commune, bar, divers mollusques et polychètes). Certaines vivent dans ou à proximité de l’embouchure (zone mésohaline et polyhaline) où les ressources trophiques sont les plus abondantes. D’autres y réalisent une partie de leur cycle de vie comme les juvéniles de poissons marins attirés par les zones de nourricerie présentes en estuaires.

  Les espèces amphihalines regroupent les espèces migratrices qui circulent entre le milieu marin et les rivières pour réaliser l’ensemble de leur cycle biologique (ex : anguille, saumon, flet, mulet porc). La traversée des estuaires constitue une étape dans leur migration potentiellement difficile notamment pour les juvéniles selon les obstacles rencontrés (barrages infranchissables, zones de déficit en oxygène, force des courants…).

Comme de nombreux écosystèmes, les estuaires sont sensibles à la propagation d’espèces invasives (ex : moule zébrée) qui sont par nature capable de s’adapter à des conditions environnementales contraignantes ou à des contaminations, au détriment d’espèces plus sensibles.

 Concept du "paradoxe estuarien" (Estuarine quality paradox)

Le concept de paradoxe estuarien peut être résumé ainsi : les estuaires sont des milieux naturellement stressés, peu d’espèces sont présentes (biodiversité faible) et le nombre d’espèces diminue en direction de l’amont dans le gradient de salinité. Bien que la biodiversité soit faible, le nombre d’individus par espèce est important (forte biomasse).
Les peuplements rencontrés dans les eaux saumâtres sont dominés par des espèces relativement ubiquistes, résistantes à de fortes variabilités spatio-temporelles des conditions du milieu. Ces peuplements sont typiques des milieux naturellement stressés mais également des milieux soumis à de fortes pressions anthropiques (Dauvin, 2007, Elliott et Quintino, 2007). Il est ainsi complexe de discerner les modifications de peuplements liées aux contraintes naturelles de celles engendrées par des activités anthropiques, via les indicateurs classiquement utilisés basés sur la diversité d’espèces, l’abondance ou les biomasses.

 Des fonctions écologiques menacées par les activités humaines

Les milieux estuariens assurent un grand nombre de fonctions écologiques relatives au :

  • Flux de matière et d'énergie : dégradation, transformation et/ou stockage des matières issues du domaine fluvial et maritime ou produites dans l'estuaire. Par exemple : la transformation des nutriments en éléments assimilables (énergie) par les producteurs primaires ou encore « rôle de fltre » du bouchon vaseux permettant l'épuration des eaux en nutriments dans la limite de sa capacité à les dégrader ;
  • cycle de vie des espèces : fonctions de nourricerie, alimentation, reproduction et refuge pour diverses espèces.

Les estuaires et leur bassin versant sont par ailleurs des territoires très convoités par l'homme pour divers usages (agriculture, urbanisation, navigation, pêche professionnelle...) ce qui a, dans les cas les plus extrêmes, fortement modifié ces écosystèmes et leur fonctionnement.
Ces activités ont engendré, par exemple, des déséquilibres tels que des apports excessifs en nitrates et azotes entraînant une eutrophisation des eaux (à l’origine de bloom phytoplanctonique et de désoxygénation des eaux) ou encore la réduction des surfaces de zones intertidales, habitats essentiels pour le développement des juvéniles de poissons.


Sources :
Dauvin, J.-C., 2007. Paradox of estuarine quality: benthic indicators and indices, consensus or debate for the future. Marine Pollution Bulletin 55, 271–281.
Deloffre J., 2005. La sédimentation fine sur les vasières intertidales en estuaires macrotidaux. Processus, quantification et modélisation de l’échelle semi-diurne à l’échelle annuelle. Thèse de doctorat, Université de Rouen.
Elliott, M., Quintino, V., 2007. The Estuarine Quality Paradox, Environmental Homeostasis and the difficulty of detecting anthropogenic stress in naturally stressed areas. Marine Pollution Bulletin 54, 640–645
Nicolas, D., 2010. Des poissons sous influence ? Une analyse à large échelle des relations entre les gradients abiotiques et l'ichtyofaune des estuaires tidaux européens. Thèse de doctorat, Université de Bordeaux 1.