LES ETANGS PALAVASIENS

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

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

3. LE SUJET • Etangs Palavasiens Modélisation numérique Etude environnementale

4. 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

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

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

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

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

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

10. LA PRECRISE Phytoplancton Effluents agricoles et eaux usées Nutriments Bactéries Matières organiques en décomposition

11. LA MALAÏGUE Eau rouge Pré-crise Conditions d ’apparition

12. 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

13. 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]

14. Les Etangs PalavasiensModélisation du Système Ecologique • En fonction des différents paramètres extérieurs, détermination des C.L et C.I… • Intérêt de la simulation : Procédé efficace ?

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

16. LE CAS DES DELAISSES • Définition et origine • Caractéristiques hydrodynamiques • Fonction et qualité des eaux Délaissé de Frontignan-Plage Délaissé de La Peyrade

17. Les Echanges Etangs-canal Par les passes Rôles : Renouvellement des eaux Passage des alevins

18. Les Echanges Etangs-mer Par les graus Rôle tampon pour les crues marines Entrée matériaux marins Comblement

19. Les Echanges Etangs-rivières Rivière = source eau douce mais souvent polluée Eutrophisation Rôle tampon pour les crues du BV Dépôt matériaux charriés Comblement

20. mêmes échanges hydrauliques accumulation • T°C malaïgue production LE COLMATAGE terrigène biologique marin humain colmatage échéance < 1 siècle

21. QUALITE DU MEJEAN

22. 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...

23. Les Etangs PalavasiensModélisation du Système Ecologique • Evaluation des risques pour l ’étang stagnant • Intégration des équations de cinétique chimique • Méthode de Runge-Kutta en Fortran…

24. Les Etangs PalavasiensModélisation du Système Ecologique

25. 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...

26. Telemac2d : 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

27. Pré-processeur : MATISSE, STBTEL Organisation du système : Fichiers Géo. + C.L Modèle de W.Q Fichier hydro. Telemac2d SUBIEF Post processeur : RUBENS

28. 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

29. 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.

30. 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

31. Modélisation du Système EcologiqueLes 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…

32. Modélisation du Système EcologiqueLes Résultats

33. Modélisation du Système EcologiqueLes 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...

34. Modélisation du Système EcologiqueLes Résultats

35. Modélisation du Système EcologiqueLes Résultats

36. Modélisation du Système EcologiqueLes Résultats

37. Modélisation du Système EcologiqueLes Résultats

38. Modélisation du Système EcologiqueLes Résultats

39. Modélisation du Système EcologiqueLes Résultats

40. Modélisation du Système EcologiqueLes Résultats

41. Modélisation du Système EcologiqueLes Résultats

42. Modélisation du Système EcologiqueLes Résultats

43. Modélisation du Système EcologiqueLes Résultats

44. Modélisation du Système EcologiqueLes Résultats

45. Modélisation du Système EcologiqueLes Résultats

46. 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 APPORTS D ’EAU • inefficacité des liaisons existantes • possibilités et limites • liaisons internes étang de Palavas-Carnon

47. controverse simulations AZOTE ET MALAÏGUE conclusion

48. 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 OBJECTIF REHABILITATION Délaissé des Aresquiers

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