Modélisation sur vingt ans (1976-1995) de la production phytoplanctonique en baie de Seine

This paper presents an ecological modelling of the Bay of Seine (Eastern Channel) over the last twenty years, chosen as a typical case of eutrophication in a river plume. In the physical sub-model, the Bay is divided into 42 boxes and water fluxes between them are calculated automatically using Ifremer's "Elise" software. A two-layer, vertical thermohaline model is then linked with the horizontal circulation scheme in order to take vertical stratification into account. The biological submodel deals with two chemical elements, nitrogen and silicon, and splits phytoplankton into diatoms and flagellates. Results from this ecological model point out the spatial concordance of highest phytoplanktonic concentrations with the river plume spreading in the bay. Contrary to diatoms, flagellate production appears to be mainly confined to the eastern bay, due to the vertical haline stratification in front of the river mouth. As far as the whole bay is concerned, the interannual fluctuations of diatom production are related to the level of spring insolation, whereas silicon inputs regulate diatom production in the river plume. The flagellate summer production in the plume is enhanced by high water temperature and high N/Si ratios, which appear during dry years with low discharge regimes. Finally, interannual increase of flagellate production could be related to gradual increase of nitrogen loadings, contrasting with silicon loadings, which remained stable for twenty years.

Le phénomène d'eutrophisation dans un panache fluvial est présenté par une modélisation écologique sur 20 ans de la baie de Seine (Manche orientale). Dans le sous-modèle physique, la baie est divisée en 42 boîtes et les flux d'eau interboîtes sont calculés grâce au logiciel Elise; un modèle bicouche thermohalin est couplé au schéma de circulation horizontale afin de prendre en compte les stratifications verticales de la colonne d'eau. Le sous-modèle biologique considère l'azote et le silicium, et partage le phytoplancton en diatomées et flagellés. Les résultats de ce modèle écologique mettent en évidence la concordance géographique entre les zones de concentrations maximales du phytoplancton et l'extension du panache de la Seine dans la baie. La production des flagellés, contrairement à celle des diatomées, est localisée essentiellement dans la partie orientale de la baie, en raison de la stratification haline des eaux. Les fluctuations interannuelles de la production des diatomées sur l'ensemble de la baie sont liées aux variations de l'insolation printanière, alors que dans le panache elles dépendent des apports terrestres en silicium. La production estivale des flagellés dans le panache est accrue par des températures élevées de l'eau et par de fortes valeurs du rapport N/Si durant les années à étiage sévère. La tendance pluriannuelle à l'augmentation de la production des flagellés est à rapprocher de l'évolution des apports depuis vingt ans, caractérisée par une croissance en azote, et une stabilité en silicium.