Écologie et aménagement des eaux marines
Le potentiel des océans et des mers
Gilbert Barnabé
Lavoisier TEC et DOC
Introduction
Aménager les eaux marines : pourquoi ?1
1. Les objectifs de l'ouvrage1
2. Une approche écologique2
3. L'aménagement2
4. Aménagement et gestion3
5. Un point de vue holistique4
6. Organisation générale de l'ouvrage4
L'écologie des eaux marines
Chapitre 1
La Terre, planète océane9
1. Données générales9
2. Échelles spatiales et temporelles dans l'océan11
3. Le domaine océanique français12
4. Importance des océans pour l'homme12
Chapitre 2
L'eau de mer15
1. Température15
2. Thermocline16
3. Salinité, sels dissous18
4. Densité spécifique20
5. Chaleur spécifique21
6. Pression hydrostatique21
7. Gaz dissous22
8. pH et système carbonates23
9. La glace en mer25
Chapitre 3
Mouvements des eaux27
1. Données sommaires sur la dynamique des fluides27
2. Microcouche de surface (couche limite océan-atmosphère)32
3. Mouvements périodiques33
4. Courants37
5. Tourbillons, gyres, grands courants océaniques42
6. Couche de mélange46
7. Stratification des eaux47
8. Apports d'eau douce en zone côtière49
9. Aperçu sur la dynamique des sédiments marins50
10. Conclusion52
Chapitre 4
Océan, atmosphère, climat55
1. Radiations solaires55
2. Pénétration du rayonnement solaire dans l'eau57
3. Gains, pertes et stockage de la chaleur60
4. Précipitations, évaporations et transports atmosphériques62
5. Effet de serre64
6. Effet de serre et océan68
7. Fixation du CO2 par le phytoplancton (pompe biologique à carbone)69
8. Évolution climatique et température moyenne71
9. Acidification des océans73
10. Prévisions climatiques et controverse sur le climat76
11. COP21 - 21e Conférence des Parties, Paris 201582
12. Conclusion82
Chapitre 5
Réseaux trophiques océaniques89
1. Particularités des êtres marins89
2. Grandes catégories d'êtres aquatiques91
3. Photosynthèse et réseaux trophiques92
4. Plancton autotrophe (phytoplancton)93
5. Boucle microbienne96
6. Matière organique dissoute101
7. Zooplancton (production secondaire pélagique)103
8. Planctonophages106
9. Carnivores d'ordre supérieur108
10. Cannibalisme110
11. Matières plastiques, leurre mortel110
12. Producteurs benthiques110
13. Pollutions et réseaux alimentaires112
14. Conclusion113
Chapitre 6
Facteurs physiques et production biologique117
1. Mouvements des eaux à l'échelle des organismes aquatiques117
2. Hétérogénéité spatiale et essaims125
3. Stratification des océans et biologie des eaux superficielles126
4. Remontées d'eau profondes (résurgences ou upwellings)130
5. Turbulences et production en eaux côtières132
6. Points clés136
7. Conclusion137
Chapitre 7
Biomasses et productions de matière vivante dans l'océan141
1. Production primaire pélagique141
2. Production d'algues benthiques142
3. Production secondaire pélagique142
4. Production globale de poissons143
5. Production de poissons pêchés144
6. Biomasses benthiques145
7. Variations de la production145
8. Conclusion146
L'homme et les eaux marines
Chapitre 8
L'hommage et le rivage : habitat, loisirs et tourisme151
1. Ligne de rivage, frontière et interface151
2. Attrait irrationnel du rivage152
3. Tourisme côtier152
4. Autres activités liées au littoral155
5. Aspects de la pression anthropique sur le littoral157
6. Conclusion160
Chapitre 9
Pollutions des eaux marines163
1. Apports d'eaux continentales polluées en zone côtière163
2. Rejets d'émissaires en mer172
3. Autres pollutions typiques des océans175
4. Compensations de la pollution184
5. Conclusion184
Chapitre 10
L'exploitation des ressources vivantes marines - Halieutique et aquaculture191
1. Situation générale191
2. Pêches maritimes193
3. Exploitation des ressources aquatiques par l'aquaculture204
4. Conclusion211
Les aménagements des eaux marines
Chapitre 11
Situation de l'aménagement aquatique219
1. Fondements scientifiques de l'aménagement aquatique219
2. Science écologique et aménagement220
3. Dimension globale de l'aménagement221
4. Conclusion223
Chapitre 12
Conservation et valeur économique des océans225
1. La conservation : pourquoi ?225
2. Spécificité de la conservation dans les eaux marines226
3. Biodiversité, résilience, réorganisation des écosystèmes227
4. Invasions biologiques228
5. Formes de conservation et de protection dans le domaine marin229
6. Réserves et parcs naturels231
7. Conditions du succès des aires marines protégées232
8. Impact des aires marines protégées233
9. Artefacts de l'effet réserve : concentration et comportement235
10. Effets négatifs des aires marines protégées236
11. Gestion des pêches : une conservation avortée237
12. Bénéfices de la généralisation des aires marines protégées238
13. Conservation des écosystèmes et aires marines protégées238
14. Aspects conservatoires de l'aquaculture239
15. Voies multiples de l'aménagement239
16. Valeur économique de la nature240
17. Empreinte écologique243
18. Conclusion244
Chapitre 13
Eaux continentales, eaux usées, eaux marines249
1. Recyclage et auto-épuration au sein des écosystèmes aquatiques249
2. Épuration et production biologique dans les eaux côtières254
3. Une menace insidieuse et grave : la pollution invisible et non détectée256
4. Conclusion257
Chapitre 14
Écosystèmes aménagés et aquaculture traditionnelle en zone côtière261
1. Typologie des eaux côtières abritées261
2. Aquaculture en eaux côtières262
3. Pisciculture traditionnelle en étangs et lagunes côtières267
4. Élevages intensifs en cage274
5. Devenir de l'aquaculture traditionnelle en zone côtière274
6. Aquaculture fondée sur les captures276
7. Pacage marin, repeuplement, renforcement des stocks276
8. Conclusion277
Les outils actuels de l'aménagement
Chapitre 15
Habitats ou récifs artificiels283
1. Interfaces en milieu aquatique283
2. Définition et rôle des habitats artificiels283
3. Typologie et utilisation des récifs (habitats) artificiels285
4. Création de récifs par précipitation électrochimique304
5. Conclusion305
Chapitre 16
Dispositifs de concentration de poissons311
1. Définition et fonction311
2. Structure312
3. Différents types de DCP313
4. DCP et comportement des poissons315
5. Conclusion316
Chapitre 7
Mise en mouvement des eaux319
1. Une circulation naturelle des eaux parfois déficiente319
2. Dispositifs passifs et maîtrise du mouvement des eaux320
3. Mise en circulation forcée des eaux et aménagements322
4. Mise en mouvement des eaux et collecte de plancton328
5. Conclusion329
Chapitre 18
Écloserie et maîtrise du recrutement331
1. Fécondité et survie des espèces marines331
2. Obtention des juvéniles dans les activités traditionnelles334
3. Révolution et l'écloserie-nourricerie335
4. Situation nouvelle de l'exploitation des ressources marines338
5. Repeuplements, pacage marin, transplantations...339
6. Conclusion : des perspectives à très grande échelle344
Chapitre 19
Culture des algues349
1. Microalgues349
2. Macroalgues350
3. Renforcement des champs d'algues naturels356
4. Conclusion357
Chapitre 20
Mollusques filtreurs et aménagements361
1. Recyclage de la production planctonique par le benthos361
2. Bivalves, filtreurs dominants des eaux côtières364
3. Bivalves et écosystèmes aménagés366
4. Cultures en suspension en mer ouverte368
5. Création de nouveaux écosystèmes productifs369
6. Aquaculture multitrophique370
7. Conclusion370
Chapitre 21
Cages à poissons373
1. Une technique éprouvée373
2. Espèces élevées375
Le potentiel des océans et des mers
Chapitre 22
Vivre en mer : pourquoi, comment ?379
1. Changer de vision379
2. Habiter en mer : survol des réalisations381
3. Projets d'îles flottantes artificielles et autres constructions384
4. Mégastructures flottantes386
5. Acquis de l'aquaculture en mer ouverte387
6. Utilisation éventuelle de déchets ou matériaux présents en mer389
7. Réhabilitations et recyclage : de vrais opportunités économiques389
8. Tourisme et loisirs en haute mer390
9. L'embarras du choix sur les eaux391
10. Pollution et dépollution391
11. Perspectives économiques et financières392
12. Conclusion393
Chapitre 23
Sites favorables397
1. Problème de la profondeur397
2. Plateaux continentaux397
3. Continent dispersé des guyots398
4. Gyres, tourbillons et remous400
5. Critères géographiques400
6. Amarrage sur le fond402
7. Protections contre vents et vagues403
8. Contraintes biologiques404
9. Utilisation des techniques de plongée404
10. Autres utilisations des plateformes habitées405
11. Conclusion405
Chapitre 24
Énergies marines409
1. La mer, source d'énergie409
2. Autres sources d'énergie utilisables412
3. Conclusion413
Chapitre 25
Enrichissements des eaux415
1. Création d'upwellings artificiels en mer415
2. Autres types d'enrichissements et fertilisations418
3. Fertilisation et géo-ingénierie418
4. Conclusion419
Chapitre 26
Substrats, habitats flottants, dispositifs de concentration de poissons, capteurs421
1. Habitats flottants naturels421
2. Habitats artificiels flottants ou en pleine eau422
3. Substrats dérivants424
4. Création de récifs électrochimiques424
5. Conclusion425
Chapitre 27
Cultures d'algues427
1. Cultures de microalgues427
2. Macroalgues428
3. Cultures en îlots satellites430
4. Conclusion431
Chapitre 28
Filtreurs433
1. D'énormes capacités filtrantes434
2. Cultures de filtreurs en suspension en mer ouverte434
3. Conclusion438
Chapitre 29
Élevage des poissons en cage au large441
1. Une technique opérationnelle441
2. D'autres perspectives442
3. Conclusion442
Chapitre 30
Potentiel des nouvelles pêches445
1. Pêches traditionnelles445
2. Collectes de zooplancton445
3. Des perspectives gigantesques448
4. Conclusion449
Chapitre 31
Autres grands types de valorisations451
1. Vacances, tourisme et loisirs451
2. Exploitation des ressources minérales des fonds océaniques451
3. Géo-ingénierie452
Conclusion générale453
1. Océan, biologie, hydrologie et climat imbriqués453
2. Les menaces anthropiques sur l'océan454
3. L'inestimable valeur économique des océans456
4. Les potentiels de l'aménagement457
5. L'aménagement, rempart contre la pollution459
6. Ajouter la dimension de l'aménagement aux études : priorités à l'action459
Glossaire463
Index471