Plan St-Laurent - Pour un développement durable

• Archives
  • À la une – 2009

L’estuaire retient son souffle

Quelque 1 300 km² des profondeurs marines de l’estuaire du Saint-Laurent ont perdu la moitié de leur oxygène depuis 1930. Les eaux du golfe ont également été touchées. On croit qu’un phénomène naturel conjugué à l’activité humaine expliqueraient essentiellement cet état de fait.

Mais la bonne nouvelle, c’est que la situation s’est stabilisée au cours des cinq dernières années. On continue toutefois d’étudier les causes et les impacts de ce phénomène préoccupant, appelé hypoxie ou diminution de l’oxygène dans l’eau, sur la vie aquatique, notamment à l’Institut Maurice-Lamontagne (IML), de Pêches et Océans Canada, l’un des partenaires du Plan Saint-Laurent.

 

Denis Gilbert en train de prendre un échantillon d'eau sur le navire de la Garde côtière canadienne Frederick G. Creed, 8 mai 2008 (photo prise par Sylvain Chartrand, ministère des Pêches et Océans Canada)

Qu’est-ce qui a pu causer une baisse de 50 % de l’oxygène dans les eaux profondes de l’estuaire? Essentiellement, deux facteurs. D’abord, une modification dans les masses d’eau en provenance de l’océan et, dans une moindre mesure, une augmentation de la matière organique qui se dépose au fond de l’eau.

C’est en 2003 que l’on a constaté que les eaux très profondes (300 m ou plus) de l’estuaire maritime, entre Matane et Les Escoumins, avaient une teneur en oxygène inférieure à 2 mg par litre d’eau (2 mg/l), alors que des mesures prises dans les années 1930 indiquaient le double de cette valeur. Or, on considère cette concentration de 2 mg/l comme le seuil sous lequel de nombreuses espèces aquatiques animales ne peuvent survivre.

 

Profil vertical moyen de concentration en oxygène (mg/L) dans l'estuaire maritime du Saint-Laurent en 2008. Source : MPO

L’estuaire du Saint-Laurent vient donc s’ajouter à la liste des 400 zones côtières du monde qui se trouvent dans cette condition grave d’hypoxie. On les appelle parfois des zones mortes, « mais je préférerais réserver ce terme aux zones anoxiques où l’eau est totalement dépourvue d’oxygène et où l’on ne trouve aucune forme de vie animale avancée », suggère Denis Gilbert, de l’IML, l’un des principaux spécialistes de la question au Canada.

Dans le golfe du Saint-Laurent, la situation est moins grave que dans l’estuaire, mais on y observe néanmoins la présence de zones où la concentration d’oxygène près du fond, soit à 200 m ou plus de profondeur, est inférieure à 3 mg/l. Ces zones couvrent une superficie de 21 500  km², soit 10 % de la superficie totale du golfe, principalement dans la gyre du nord-ouest du golfe ainsi qu’à la tête des chenaux Esquiman et Anticosti.

 

Pourcentage de saturation en oxygène mesuré près du fond aux positions des traits de chalut de la mission d'évaluation des poissons de fond en 2004 et 2005. Source : MPO

Problème pour la morue

À une concentration de 3 mg/l, et même à des teneurs plus élevées, la situation est déjà problématique pour un poisson de fond tel que la morue. On observe alors une moins bonne croissance, qui peut se traduire par une importante perte de productivité du stock. « Dans le golfe, précise Denis Gilbert, cette perte a été évaluée par mon collègue Denis Chabot à 17 % par rapport à ce que l’on verrait dans des conditions optimales d’oxygène. » D’ailleurs, on ne trouve pratiquement pas de morue dans les zones de moins de 3 mg/l.

Quant aux zones plus gravement atteintes de l’estuaire (2mg/l ou moins), la morue en est totalement absente. « Elle n’y a sans doute jamais été très abondante, mais je sais, de façon anecdotique, que des pêcheurs en prenaient aux Escoumins dans les années 1960 », possiblement à des profondeurs moindres que 300 m, où les concentrations d’oxygène sont plus élevées, relate l’océanographe.

D’autres formes de vie, moins visibles et moins convoitées que la morue, ont aussi disparu. Par rapport aux années 1970, les chercheurs ont constaté des changements dans la composition des espèces qui occupent le fond du chenal laurentien. Ce chenal, où prédominent les conditions d’une diminution de l’oxygène de l’estuaire, est une profonde vallée sous-marine longue de 1 240 km qui s’étire de Tadoussac jusqu’au-delà du golfe. La microfaune d’invertébrés benthiques, en particulier, s’est passablement modifiée, certaines espèces plus tolérantes à une faible teneur en oxygène ayant pris la place d’autres espèces moins bien adaptées, et cela se répercute sur toute la chaîne alimentaire. En fait, l’hypoxie amène généralement une perte de biodiversité et, éventuellement aussi, une diminution de la biomasse, fait valoir Denis Gilbert.

Rencontre de deux masses d’eau

Il faut d’abord savoir que, dans le fond du chenal laurentien, le courant circule, très lentement, dans le sens inverse de l’écoulement de surface, c’est-à-dire du golfe vers l’estuaire. Ce courant est un mélange de deux masses d’eau qui se rencontrent à l’embouchure du chenal laurentien dans le nord-ouest de l’océan Atlantique : le courant du Labrador, froid et bien oxygéné, et celui du Gulf Stream, plus chaud et plus pauvre en oxygène, dont les eaux proviennent du centre de l’Atlantique Nord.

Selon des calculs effectués par Denis Gilbert et des collègues, l’apport du courant du Labrador aux eaux profondes du chenal laurentien représentait 72 % dans les années 1930, et celui du Gulf Stream, 28 %. Au milieu des années 1980, soit 50 ans plus tard, ces proportions étaient passées à 53 et 47 % respectivement. « On ne sait pas pourquoi un tel changement s’est produit, avoue Denis Gilbert. Par contre, on sait qu’il en a résulté un réchauffement de près de 2 °C des eaux profondes du chenal. » Or, la courbe de ce réchauffement au fil du temps correspond bien à celle de la diminution de l’oxygène, même en tenant compte des variations périodiques. Ces 2 °C additionnels amenés par la modification des masses d’eau expliqueraient entre la moitié et les deux tiers de l’appauvrissement en oxygène, estime l’océanographe.

L’autre partie de l’explication tient à des conditions internes du système du Saint-Laurent. On pense surtout à une augmentation du flux de matières organiques de la surface vers le fond marin. Une part inconnue de cette augmentation pourrait être attribuable à des phénomènes naturels liés, entre autres, à une série d’hivers plus froids au cours des décennies précédentes. Mais une autre part inconnue pourrait aussi venir des activités humaines, qui apportent quantité de nitrates et de phosphates dans le Saint-Laurent et ses affluents.

Floraison phytoplanctonique

Véritables engrais pour la matière végétale, ces nitrates et phosphates favorisent la floraison du phytoplancton présent dans les couches supérieures des cours d’eau. Résultat : davantage de phytoplancton finit par mourir et se déposer au fond de l’eau, ce qui entraîne une décomposition accrue de matière végétale et, donc, un accroissement de la demande en oxygène. Dans l’estuaire, il faut aussi tenir compte du brassage énorme qui s’effectue à la hauteur de Tadoussac, à cause de l’interaction des forts courants de marée avec la remontée soudaine du lit du chenal, et qui remet en circulation une bonne partie des nutriments accumulés dans les eaux intermédiaires et profondes tout le long du parcours de l’eau dans le chenal laurentien depuis le golfe.

Des monitorages à long terme de nitrates et de phosphates entrepris dans le fleuve (Lévis-Lauzon) au cours des années 1990 n’ont pas encore révélé de tendances à la hausse statistiquement significatives. On estime cependant que les flux de nitrates dans l’ensemble du bassin du Saint-Laurent sont probablement aujourd’hui de deux à cinq fois plus élevés qu’avant l’occupation du territoire par les Européens. En outre, on sait que les ventes d’engrais azotés (nitrates) et phosphatés ont considérablement augmenté depuis les années 1960.

De la liste des 400 zones côtières hypoxiques de la planète plusieurs sont situées près d’importants bassins de population et elles ont justement commencé à manquer d’oxygène après les années 1960. Nombre d’études ont démontré que les phosphates et les nitrates étaient en cause.

Cependant, on ignore la proportion que joue chacun des facteurs impliqués dans l’augmentation de ces nitrates et phosphates dans l’estuaire. Par analogie avec d’autres situations similaires ailleurs dans le monde, les « meilleurs candidats » demeurent cependant les déversements d’eaux usées municipales et les épandages de fertilisants agricoles, soutient Denis Gilbert.

La presque totalité des municipalités du Québec est maintenant desservie par des stations d’épuration qui réduisent les apports en matières organiques et particulaires, ainsi que, dans une moindre mesure, en phosphore au milieu aquatique. Ces efforts contribuent à la protection des écosystèmes aquatiques, incluant l’estuaire du Saint-Laurent. Faudrait-il aller plus loin et généraliser l’enlèvement de l’azote, ce qui requiert des procédés de traitement très coûteux? L’évaluation plus précise des sources d’azote à l’estuaire permettrait d’établir la pertinence d’une telle solution, estime Jean Painchaud, du ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs (MDDEP). 

Difficiles à traiter

Quant aux nitrates et aux phosphates d’origine agricole, ils proviennent autant des épandages de fumier que d’engrais chimiques. De source plus diffuse que les déversements ponctuels d’eaux usées, ils sont donc plus difficiles à traiter. Mais chose certaine, selon Denis Gilbert, et comme le préconise l’actuelle réglementation, en épandant le fumier au printemps après la fonte des neiges plutôt qu’à l’automne, on préviendrait les ruissellements massifs de nutriments sur les sols nus, lors des débâcles printanières. Le respect des bandes riveraines de végétation le long de tous les cours d’eau est également fondamental. On pourrait par ailleurs utiliser de nouveaux types d’engrais qui relâchent leurs ingrédients actifs plus graduellement, bien qu’ils soient plus chers à l’achat.

Au Québec, on met l’accent sur le contrôle du phosphore, auquel les gens sont maintenant sensibilisés à cause de la prolifération d’algues bleu-vert (cyanobactéries) dans les lacs. Mais ce contrôle s’avère surtout utile en eau douce, souligne le chercheur. En eau salée, ce sont davantage les nitrates qui causent problème. « Bien sûr, dit-il, certaines méthodes de réduction du phosphore contribuent en même temps à diminuer les nitrates. Mais certaines études ont montré que des stratégies visant uniquement à réduire le phosphore sans s’occuper en même temps des nitrates peuvent parfois aggraver la situation en aval dans les eaux marines côtières. Donc, peut-être faudrait-il que les programmes de contrôle s’attaquent simultanément à ces deux types de nutriments. » 

Certes, l’impact bénéfique d’une réduction des apports de nitrates et de phosphates ne sera jamais plus grand que la part de responsabilité de ces éléments dans le problème dont souffre l’estuaire, c’est-à-dire moins de 50 %. Mais une contribution de cet ordre serait déjà beaucoup, estime Denis Gilbert.

« Pour le reste, en ce qui a trait aux mouvements des masses d’eau océanique du courant du Labrador et du Gulf Stream, on ne peut rien prédire. Tout peut arriver, car l’une des caractéristiques des courants marins est justement qu’ils sont variables. » En attendant, l’IML continuera d’étudier les effets de l’hypoxie sur certaines espèces commerciales telles que la crevette nordique et le flétan du Groenland (turbot), qui ne semblent pas très atteints pour l’instant, si l’on en croit leur répartition spatiale.

À plus long terme, il serait également intéressant de voir si le zooplancton est touché, en particulier le krill, dont viennent se nourrir les baleines chaque été. À suivre…

Pour obtenir de l’information à ce sujet, contacter :

Denis Gilbert
Institut Maurice-Lamontagne
Pêches et Océans Canada
850, route de la Mer, C. P. 1000
Mont-Joli (Québec)  G5H 3Z4
Tél. : 418 775-0500
Courriel : denis.gilbert@dfo-mpo.gc.ca.