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Docum. Lab. Géol. Lyon, HS n° 10

 

P. BERNIER & Y. GRUET (2011) - Environnement littoral.
Sédimentation et biodiversité de l'estran.
Île de Noirmoutier (Vendée).
163 p., 68 fig., 33 pl.

Résumé

L'île de Noirmoutier est située dans l'Océan Atlantique, en bordure de la côte vendéenne, au sud-ouest de l'estuaire de la Loire. Les milieux observés sur le littoral sont très variés, d'autant plus que, dans la Baie de Bourgneuf, les influences océaniques s'atténuent en direction du sud où les échanges avec l'océan et la Baie passent par l'étroit Goulet de Fromentine. L'île de Noirmoutier fournit ainsi un cadre remarquable pour identifier et examiner les différents milieux littoraux, principalement ceux de l'estran.

L'objectif est de décrire les milieux et les relations entre les organismes vivants et la sédimentation. Pour cela, une présentation générale permet de rappeler quelques notions d'océanographie de base, nécessaires à la compréhension des phénomènes observés. Les principes de la marée ont été détaillés pour mieux saisir les mouvements et l'organisation des sédiments.

Trois grands milieux sont étudiés : sableux, récifal et vaseux.

Dans le milieu sableux, les structures sédimentaires décrites sont essentielles à l'organisation de la plage. Les mégarides et les microrides sont analysées et montrent comment elles sont le reflet des mouvements de la marée, en les enregistrant. La diagenèse précoce affecte les sédiments, comme sur les plages tropicales (beachrock). Des structures originales sont décrites, comparables à celles des milieux carbonatés mais avec un ciment ferrugineux. La mise en place de moulières sauvages en milieu meuble sableux peut apparaître comme une anomalie pour des organismes qui vivent normalement sur un substrat durci ou rocheux. Les phases d'installation et de développement mettent en évidence des stratégies adaptatives, souvent éphémères, mais parfois efficaces, ayant un certain succès pendant un temps limité, en stabilisant le milieu meuble. Leur destruction peut provenir de leur propre réussite (envasement dans leurs biodépôts) ou de l'extérieur, par ensablement. L'organisation d'un delta de marée a rarement été décrite dans nos régions. L'histoire du delta de marée est retracée depuis le début du 18e siècle. Le delta de marée de Fromentine est un véritable cas d'école, décrit en détail. La faune et la flore sont également présentées, entre la haute plage et l'infralittoral.

Le milieu récifal est décrit d'abord et principalement à travers le récif d'hermelles de la Fosse qui fait aussi partie intégrante du delta de marée de Fromentine. Il s'agit du deuxième plus grand récif d'hermelles d'Europe, après celui du Mont Saint-Michel. Outre la biologie et l'écologie des hermelles, la construction et l'organisation du récif retient l'attention : installation, développement, expansion, facteurs limitants, destruction. D'autres types de bioconstructions, d'extension plus limitée, sont examinés : Rhodothamniella, lanices, zostères, cyanobactéries.

Le milieu de vasière, largement développé dans la Baie de Bourgneuf, permet de retracer la nature et l'origine des vases, leur organisation, les structures propres à ce milieu, la faune et la flore. Les aspects de la consolidation amènent à examiner également l'évolution diagénétique des lits sableux intercalés dans la vase. Le cas particulier des galets noirs est abordé et détaillé. Ils sont des traits caractéristiques des milieux anoxiques intertidaux et de mangrove, mais sont aussi répandus en zone tempérée et dans leurs équivalents du domaine fossile. Comment et pourquoi se forment-ils, et dans quelles conditions.

Les variations du niveau marin affectent l'île dans sa morphologie. Son histoire récente, depuis 5 000 ans, est retracée et expliquée à partir d'observations et de mesures.

Enfin, une île basse, telle que l'île de Noirmoutier, est très sensible aux assauts des tempêtes. La protection de son littoral est un objectif majeur pour son avenir. Différents aspects de sa protection actuelle sont présentés et des recherches de solutions sont envisagées.

 

Abstract

The island of Noirmoutier is located off the Atlantic coast of Vendée (France), SW of the River Loire estuary. Environments observed on the shore vary greatly, especially as oceanic influences in the Bay of Bourgneuf subside in the south, where exchanges between Ocean and Bay take place in the very narrow Goulet de Fromentine, which acts as a tidal delta. The island of Noirmoutier is therefore an exceptional setting to study different coastal environments, mainly the intertidal ones.

The aim is to describe the various environments and the relationships between living organisms and sedimentation. First, basic principles of oceanography are provided as a guideline to help understand the process at work in the coastal environments. Tide dynamics are explained in detail to emphasize their key role in moving and organizing sediments.

Sandy, reefal and muddy environments are studied.

Sandy environments reveal sedimentary structures, which are fundamental to describe beach and intertidal areas. Megaripples and microripples are analyzed and reveal the record of tidal conditions. Locally, early diagenesis occurs in the form of cemented layers that resemble tropical beachrocks. However, by contrast with their carbonate-cemented low-latitude counterparts, beachrocks of Noirmoutier are cemented by ferruginous precipitates.

Wild mussel present on sandy areas, which is unusual because they are known to typically settle on hardened or rocky substrates. Mussel settlement and development are the results of short-lived but nevertheless efficient adaptive strategies, consisting in the stabilization of mobile sands.

Their destruction may be a consequence of their own success (i.e. mussels are buried in their biodepositional waste) or originates through the process of sedimentation leading to burial. The organization of a tidal delta is not frequently described, but the delta of Fromentine deserves attention as it is well delineated and understood. The history and the evolution of such a tidal delta are described from the beginning of the eighteenth century to the present. Fauna and flora are located in this environment from lower supratidal to upper subtidal area.

Reefal environments are described mainly through the Sabellarian reef, which is a part of the tidal delta of Fromentine. Located at La Fosse, it is the second one, by the size, in Europe, after the Mont Saint-Michel Sabellarian settlements. Sabellaria worm biology and ecology are described, and then, reef bioconstruction and organization are carefully examined: settlement, growth, maximum spreading, limiting factors and destruction. Other bioconstructions, more limited in extension, are documented: Rhodothamniella, Lanice, Zostera, cyanobacteria.

Muddy environments are widely developed in the Bay of Bourgneuf. The nature and origin of their constitutive mud, their organization, their own structures, fauna and flora are examined. Early stages of induration of sand interbeds in the form of ferruginous sandstones are documented. Black pebbles, a typical feature of mangrove sediments and also temperate settings are frequent in these anoxic intertidal and subtidal sediments, south of the island. The mechanisms of their formation are described and prove applicable to explain the origin of black pebbles in the geological record.
Sea level changes have modified the island morphology. The recent history of the island, from 5 000 years, is given and explained through observations and measures.

Finally, a very low island, as the island of Noirmoutier, suffers dramatically from large storm impacts. Shoreline protection is therefore a major concern for the future. Different aspects and proposals for the protection of the island are presented.

 

Sommaire

Résumé
Abstract
Préambule

Premier chapitre - PRÉSENTATION GÉNÉRALE

I - Cadre géographique
II - Cadre géologique
A - Le socle briovérien
B - Des roches d'âge mésozoïque existent-elles ?
C - Les dépôts éocènes
1 - Les argiles noires feuilletées de l'Anse Rouge
2 - Les grès à Sabals
3 - Les calcaires lutétiens
D - Les argiles du Quaternaire récent
III - Notions d'océanographie
A - Zonations bathymétriques : hydrodynamique et biologique
1 - La zone subtidale
2 - La zone intertidale
3 - La zone supratidale
4 - La zone péritidale
B - Houle et vague
1 - Notion de vague
2 - La houle et les vagues de haute mer
3 - La vague littorale
IV - La marée
A - La force génératrice des marées
B - Théories de la marée
1 - Théorie statique de la marée
2 - Théorie dynamique de la marée (Laplace, 1799)
C - Cycles de la Marée
1 - Le cycle de base : le cycle de pleine-mer / basse-mer
2 - Le cycle semi-lunaire : morte-eau / vive-eau
3 - Le cycle lunaire : alternance grande vive-eau / petite vive-eau
4 - Le cycle semi-annuel : solstice / équinoxe
D - Les régimes tidaux
E - L'amplitude de la marée : le marnage
1 - Les différents zéros de la Terre
2 - Les mouvements de la mer
3 - La courbe de marée
4 - Les variations d'amplitude de la marée
5 - Courants et marée
6 - Dérive littorale

Deuxième chapitre - MILIEU SABLEUX

I - Structures éoliennes
II - Plage et zone intertidale
A - Organisation de la plage
B - Différents types de plages
1 - Les plages de fond de baie
2 - Les plages ouvertes
3 - Les tombolos
4 - Les flèches littorales
C - Différentes structures sédimentaires de la plage
1 - La laisse de marée ou laisse de haute mer
2 - Les figures d'écume, en feston (foam-marks)
3 - Les swash-marks
4 - Les sables alvéolaires (Baudoin, 1954) ou keystone vugs (Dunham, 1970)
5 - Les rill-marks
III - Rides de courant : mégarides et microrides
A - Rappel de quelques éléments d'hydrodynamique
1 - Particules près du fond
2 - Particules en suspension
B - Les mégarides
1 - Organisation d'une mégaride
2 - Influence du flot et du jusant : enregistrement de la marée
3 - évaluation de la tranche d'eau à partir des mégarides
4 - Caractères distinctifs des rides subtidales et des rides intertidales
C - Les microrides
1 - Microrides de vagues
2 - Microrides de courant
D - Figures associées aux courants de marée en milieu sableux
IV - Diagenèse en milieu sableux
A - Le beachrock
B - Le beachrock des Souzeaux
1 - Contexte littoral
2 - Sédiment et grès
3 - Cimentation
4 - Mécanisme de la cimentation
5 - Âge de la cimentation
6 - Réflexions sur la cimentation ferrugineuse du grès de plage
V - Moulières à plat en milieu meuble
A - L'arrivée de jeunes individus et le développement de la population de moules
B - Quelle stratégie pour cette moulière ?
C - Quelques modifications saisonnières au niveau de la moulière à plat
1 - En période calme, printanière et estivale 
2 - En période agitée, automnale et hivernale
VI - Delta de marée de Fromentine
A - Les caractéristiques d'un delta de marée
1 - Définition du delta de marée
2 - Morphologie
B - Séquences sédimentaires
1 - Séquence de delta de jusant
2 - Les chenaux
3 - Séquence de delta de flot
4 - Sections transversales de delta de marée
C - L'organisation du delta de marée de Fromentine
1 - Organisation
2 - évolution du delta
3 - Fonctionnement hydrodynamique
4 - Conclusion
VII - Faune et flore des milieux sableux
A - Les plages de fond de baie
B - Les tombolos : le cas du tombolo du Cobe
C - Les flèches littorales et le delta de marée de Fromentine
D - Expression des résultats
E - Biodiversité des différents milieux sableux
F - Conclusion

Troisième chapitre - MILIEU RÉCIFAL

I - Récifs d'hermelles du delta de marée de Fromentine
A - Biologie et écologie des récifs d'hermelles
B - Les constructions d'hermelles
1 - L'implantation des jeunes vers et le début de l'accroissement des tubes
2 - La structure et la construction du tube
3 - Les phases de développement des constructions
4 - Les constructions forment des ensembles fonctionnels qui se regroupent en « bancs » de récifs
5 - Les récifs d'hermelles des Roches de la Fosse et le delta de marée de Fromentine
6 - évolution chronologique des récifs de la partie nord du delta de marée
C - La faune et la flore des récifs d'hermelles
D - Menaces et mesures de protection
1 - Les menaces
2 - La protection des récifs d'hermelles
II - Autres bioconstructions
A - Bioconstructions à lanices
B - Bioconstructions à Rhodothamniella 
C - Bioconstructions à zostères
D - Bioconstructions à spartines
E - Tapis microbiens

Quatrième chapitre - MILIEU DE VASIÈRE D'ESTRAN

I - Organisation de la vasière
II - Nature des sédiments et figures sédimentaires de la vasière
A - Nature des sédiments
B - Figures sédimentaires
C - Pistes et traces
1a - La faune endobionte
1b - La faune épibionte
2 - Les traces d'oiseaux
3 - La reptation des objets
III - Origine des vases
IV - Propriétés des vases
A - Vitesse de chute - Floculation
B - Consolidation des vases
C - Propriétés rhéologiques
V - éléments diagénétiques intervenant dans les vasières
A - Les galets ou cailloux noirs
B - Diagenèse précoce des lits sableux intercalés dans la vase
VI - Flore et faune de la vasière
A - Zonation de la flore et de la faune
1 - Le schorre
2 - La slikke
B - Rôles et intérêts de la flore et de la faune des vasières
1 - Influence de la flore et de la faune sur le sédiment
2 - Rôle nourricier de la flore et de la faune

Cinquième chapitre - CÔTES ROCHEUSES

I - Les peuplements de balanes et la moulière
II - Les peuplements d'algues et d'animaux associés

Sixième chapitre - VARIATIONS DU NIVEAU MARIN ET HISTOIRE RÉCENTE DE L'ÎLE DE NOIRMOUTIER

I - Variations du niveau marin
II - Évolution du littoral de l'île de Noirmoutier depuis 5 000 ans
A - Variation du niveau de la mer sur l'île de Noirmoutier
B - L'île de Noirmoutier, il y a 5 000 ans et son évolution jusqu'à nos jours
C - Mise en place du Passage du Gois et son évolution dans le temps

Septième chapitre - ÉROSION CÔTIÈRE

I - État des lieux
A - Hydrodynamisme
1 - La houle
2 - La marée
3 - Les courants de marée
4 - La dérive littorale
B - Variations du niveau marin
C - Transit sédimentaire
D - Érosion - Accrétion
E - Activités anthropiques
1 - Extraction de granulats fins à la Concession du Pilier
2 - Les Ports de l'Herbaudière et de Morin
F - Désordres du littoral de Noirmoutier
1 - Érosion
2 - Accrétion
II - Recherche de solutions
A - Les enrochements et les brise-lames
B - Les pieux hydrauliques
C - La réalimentation des plages
D - Le système Ecoplage
E - Conclusion

Conclusion générale

Références bibliographiques
Glossaire
Liste des illustrations