Avis scientifique 2016/039

État des connaissances sur l'océanographie et l'échange des eaux de la côte sud de Terre-Neuve à l'appui de l'établissement de gestion des aires d’'aquaculture

Sommaire

Géographie, hydrologie, bathymétrie et océanographie de la région de Coast of Bays

• La région de Coast of Bays peut être divisée en trois régions géographiques distinctes :
  • Bay d’Espoir: un fjord long et étroit soumis à un important débit fluvial, avec une moyenne annuelle de ~252 m³/s;
  • Belle Bay: une baie profonde et large soumise à un important débit fluvial (~71 m³/s);
  • La Péninsule de Connaigre: une région moins profonde et plus exposée à la haute mer; elle est soumise à un léger débit fluvial (~10 m³/s).
• Les conditions des vents de surface dans la région de Coast of Bays présentent une importante variabilité saisonnière et spatiale. Les vents de terre dominants de l’ouest-nord-ouest/nord-est sont forts (vitesse médiane de 35 à 45 km/h) en hiver et au printemps, tandis que les vents dominants du sud-ouest sont beaucoup plus faibles (vitesse médiane de 20 à 30 km/h) en été.
• Les marées sont semi-diurnes, avec de petites composantes diurnes. Le marnage dans l'ensemble de la région d'intérêt est petit (environ 2 m, grandes marées) et, par conséquent, le temps correspondant de renouvellement de l’eau  des baies est long. Le temps de renouvellement est beaucoup plus petit dans la région de la péninsule de Connaigre (environ 30 jours) que dans les régions de la Bay d’Espoir et de Belle Bay (environ 60 à 70 jours).
• L'ensemble de la région de Coast of Bays se caractérise par un fort cycle saisonnier de réchauffement et de refroidissement, avec une amplitude annuelle de la température de la surface de la mer d'environ 7°C. Cette amplitude saisonnière des températures à la surface est grande par rapport aux conditions observées en Colombie-Britannique, mais comparable à certaines régions en Nouvelle-Écosse où des activités aquacoles similaires sont exercées.

Structure de la colonne d'eau et variabilité saisonnière

• Bay d’Espoir est un système de deux à trois couches d’eau du printemps à l'automne tandis que Belle Bay est un système de deux couches d’eau du printemps à l'été (et probablement jusqu'à la fin de l'automne ou au début de l’hiver). La région de la péninsule de Connaigre est un système de deux à trois couches d’eau du printemps à l'automne, variant selon l'intrusion locale des eaux profondes aux profondeurs inférieures à 150 m.
• En raison d'un débit fluvial beaucoup plus important, la stratification est plus forte et moins profonde dans la région de Bay d’Espoir que dans les régions de Belle Bay et de la péninsule de Connaigre. Néanmoins, Belle Bay connaît une importante stratification dans la tranche d'eau utilisée par l'industrie aquacole (de 0 à 20 m), tandis que la péninsule de Connaigre s'est révélée plus verticalement homogène dans cette même tranche d'eau. Les profondeurs de la pycnocline en surface ont étaient estimées à de 3 à 3,5 m dans la partie intérieure de la Bay d’Espoir, 3 à 16 m dans Belle Bay, et généralement 20 à 40 m dans la région de la péninsule de Connaigre.
• L'eau dans la couche de surface dans la région de Coast of Bays est en général riche en oxygène (c.-à-d. > 10 mg/l au printemps), bien que certaines zones, comme la partie intérieure de la Bay d’Espoir, présentent constamment des concentrations plus faibles au printemps et en automne. En profondeur, la concentration d'oxygène dissous est diminuée considérablement dans les eaux plus profondes de la Bay d’Espoir et de la péninsule Connaigre due à l'intrusion des eaux profondes du milieu du talus (en anglais Mid Slope Water, MSW). Dans Belle Bay, une baisse importante de la concentration d’oxygène dissous a été observée dans les parties plus profondes de la baie, probablement en raison de l'isolation de ces bassins intérieurs profonds.
• Bien que des variations à court terme (de l’ordre de quelques heures à quelques semaines) de température, de salinité et d'oxygène dissous dans la colonne d'eau aient été notées, les données sont insuffisantes pour déterminer l'étendue spatiale et temporelle de ces caractéristiques. Ceci rend impossible une bonne compréhension de la dynamique associée à ces variations. Il a été avancé que la remontée des eaux profondes et les ondes internes sont de possibles mécanismes qui expliquent certaines des variations observées.

Courants marins

• La vitesse médiane du courant observée dans la région de Coast of Bays varie de 2 à 14 cm/s. La vitesse maximale du courant observée à chaque station est de 5 à 10 fois plus grande que sa vitesse médiane.
• De faibles vitesses médianes sont généralement observées dans les anses abritées, tandis que des vitesses médianes élevées sont observées dans les régions autour des seuils et dans les chenaux étroits.
• Les courants sous la surface mesurés près des sites aquacoles dans la région de Coast of Bays montrent que 50 % des stations ont des vitesses médianes de courant de 4 à 6 cm/s dans les premiers 20 m de la surface.
• La contribution des marées à la variance du niveau de la mer est de 84 %, alors que la contribution des marées à la variance des courants marins est généralement inférieure à 10 %, sauf dans la partie intérieure de Bay d’Espoir, où la contribution est généralement d'environ 25 %. Par conséquent, une partie importante de la variabilité du courant marin n'est pas attribuable aux marées.

L'élaboration d'un modèle de circulation pour la région de Coast of Bays et son application à la gestion des aires d’aquaculture

• Un modèle d’océanographie côtière en volume fini (FVCOM) a été implémenté  afin d'étudier la circulation de la région de Coast of Bays. Le modèle a été exécuté  en configuration barotrope tridimensionnelle (c.-à-d. avec une structure homogène de la colonne d'eau) et avec deux forces motrices : un forçage par les marées à la limite ouverte et un forçage avec vents constants et presque uniformes à la surface.
• L'analyse du résultat du modèle pour le niveau de la mer a montré que la variation des marées a été bien reproduite par le modèle, avec des erreurs de moins de 2 cm pour les composantes principales de marée.
• Les zones d'influence définies par le mouvement des particules sont variables et peuvent atteindre une distance maximale de 47 km en une journée, selon les observations dans la Bay d’Espoir.
• Les régions montrant un possible échange des eaux durant une période de 24 heures peuvent être regroupées comme suit :
  • Bay d’Espoir et Baie de l’Hermitage;
  • Belle Bay (dans son ensemble);
  • La péninsule de Connaigre (dans son ensemble).
• L’implémentation du modèle est aux premières étapes de l'étalonnage et ne représente pas encore la complexité de la dynamique de la zone d'étude.

Le présent avis scientifique découle de l'examen régional par des pairs du 25 au 26 mars 2015 sur l'État des connaissances sur l'océanographie et l'échange des eaux sur la côte sud de Terre-Neuve à l'appui de l'établissement de zones gestion des baies pour l’aquaculture de poissons. Toute autre publication découlant de cette réunion sera publiée, lorsqu'elle sera disponible, sur le calendrier des avis scientifiques de Pêches et Océans Canada.

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