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De la difficile émergence des facteurs de modernisation

Les effets et le comportement du fioul déversé en 2007 dans le détroit de Kertch suite à un naufrage de pétrolier

Impacts of the 2007 Kertch oil spill
Andrey N. Kuznetsov, Yury A. Fedorov and Paul Fattal
p. 91-99

Abstracts

The accidental oil spill that occurred in the Strait of Kertch in November 2007 has affected the coasts of the strait as well as the adjacent sectors of the Sea of Azov and the Black Sea. The observation of this pollution and its natural degradation in the environment shows that the processes are rather dynamic while the spilled fuel is relatively fresh. However the favourable conditions of insolation, thermal and biochemical regime in the hot season are also very important for the natural remediation of environment.

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Full text

1Entre le 11 et le 12 novembre 2007 une forte tempête centrée dans le sud de la mer d’Azov a donné lieu à une série de naufrages dans le détroit de Kertch et provoqué un sinistre écologique majeur. À cette période, comme la plupart du temps, un grand nombre des bateaux fluviaux de faible tirant d’eau, en provenance du bassin du Don et de la mer d’Azov sont ancrés dans le sud du détroit de Kertch, dans l’attente d’être autorisés de pénétrer dans le port russe Caucase ou le port ukrainien Kertch pour transborder leurs marchandises (fioul, soufre, métaux, etc.) sur de plus grands navires destinés à l’Europe occidentale via la mer Noire et la mer Méditerranée. Au cours de cette tempête dont la puissance a été sous-estimée par les prévisions météorologiques, sept évènements majeurs ont eu lieu aux alentours du détroit. En effet, trois cargos chargés de soufre industriel granulé coulent. Enfin, deux pétroliers et deux barges chargés de fioul lourd s’échouent (les barges ne fuiront pas). Seul le pétrolier « Volgoneft-139 », d’un tirant d’eau de 5 000 tonnes t.p.l., chargé de 4 077 tonnes de fioul lourd se casse en deux, avec une partie arrière qui s’échoue près de l’île de la flèche Touzla alors que la partie avant coule. Le « Volgoneft‑123 » ainsi que les barges ne seront que simplement endommagés. Au total, ces accidents ont entraîné la mort de 8 marins et un déversement de 1 300 tonnes de fioul lourd ainsi que 6 800 tonnes de soufre dans le milieu.

2L’objet du présent article est d’étudier les impacts de cette marée noire sur les littoraux du détroit de Kertch, de la mer d’Azov au nord et de la mer Noire au sud. Puis, dans un second temps, grâce à l’analyse physico-chimique des composés du pétrole sur une période allant de la catastrophe jusqu’à août 2011, nous étudierons les processus de dégradation naturelle de la pollution dans le milieu.

1 - Impacts de la pollution

1.1 - Secteurs touchés et opérations de nettoyage

3Le 11 novembre 2007 une dépression méditerranéenne creusée (980 hPa) traverse les Balkans et la mer Noire et atteint la Crimée. Dans le détroit de Kertch, lors de cette tempête, entre le 11 et le 12 novembre, les vents sont forts à très forts de secteur sud à sud-ouest, avec des rafales allant jusqu’à 120 km/h, générant entre les deux bassins un courant puissant avec une surélévation du niveau de la mer Noire dans sa partie septentrionale et une baisse simultanée du niveau de la mer d’Azov dans sa partie méridionale. Ces vents de secteur sud sont assez rares dans cette région, notamment en cette saison où des vents de nord et nord-est dominent plutôt. La dépression a donc favorisé l’apparition de houles creusées de l’ordre de 5 m, en provenance du sud. Dans ce contexte, les nappes d’hydrocarbures déversées ont dérivé vers le débouché nord du détroit du Kertch touchant simultanément la digue et l’île de la flèche Touzla (moitié du volume déversé), la flèche Tchoushka près de la sortie nord du détroit ainsi que le golfe de Taman et la mer d’Azov (sources diverses) (fig. 1).

Fig. 1

Fig. 1

Côtes touchées par les marées noires et niveau de pollution

Sources diverses.

4Dans les heures qui ont suivi l’accident, les opérations de dépollution ont été déclenchées et mises sous l’autorité du ministère fédéral du transport avec l’appui du ministère fédéral pour la protection civile, les situations d’urgence et la gestion des conséquences des sinistres. Ces premières opérations de dépollution manuelles et mécaniques ont consisté à enlever les plus grosses quantités de polluant échoué sur le littoral. Pour cela, la région de Krasnodar a mobilisé plus de 1 200 personnes (essentiellement des spécialistes du centre régional de la protection civile, ainsi que des militaires) et déployé sur le terrain d’importants moyens de lutte, dont 198 engins de chantier, 173 camions, 20 bateaux et enfin 7 unités aériennes qui ont participé aux opérations de sauvetage des marins et effectué le suivi de la dérive des nappes. En dépit des conditions hydrométéorologiques défavorables, pendant les quelques jours qui ont suivi l’accident, les opérations en mer ont tout de même permis de sauver 37 marins, remorquer les bateaux endommagés vers Port‑Caucase (ou Kavkaz), pomper une bonne partie du fioul restant dans les épaves du « Volgoneft-139 » et fermer les entrées dans le golfe de Taman par des barrages flottants. D’après les sources officielles, entre le moment de l’accident et le 6 décembre, plus de 50 km de côtes ont été dépolluées et environ 48 000 tonnes de déchets, constitués d’un mélange d’hydrocarbure, de sédiments et d’algues souillées ont été enlevés (dont approximativement 42 000 tonnes sur le littoral russe). Cependant, en dépit des opérations de nettoyages, et avec les arrivages ultérieurs, certains secteurs du détroit ont subi des vagues d’arrivage de polluant, comme pour le cas de la digue de la flèche de Touzla où les blocs calcaires de protection côtière ont été très fortement pollués.

1.2 - Les teneurs en hydrocarbures

5Le fioul du « Volgoneft-139 » est de type lourd, peu toxique, contenant très peu de substances volatiles et solubles. D’après la classification russe, il s’agit d’un fioul M-100 (cela veut dire que sa viscosité à la température de 80°C est comprise entre 60 à 118 cSt (Centistokes) et selon la classification internationale ce produit est proche du fuel oil IFO-380).

  • 1 Pour comparaison, la concentration maximale admissible en Russie et en Ukraine est 0,05 mg/l.

6Au cours des jours qui ont suivi l’accident, les eaux superficielles et côtières avaient des teneurs en pollution pétrolière très élevées et très hétérogènes selon les résultats fournis par les différents services chargés du suivi. Ainsi, le 13 novembre 2007, à proximité de la flèche Tchoushka et au nord du port Caucase,  le service hydrométéorologique de la Région de Krasnodar a observé des concentrations d’hydrocarbures pouvant aller jusqu’à 2,50 mg/l1 (Agence des eaux du Kouban, 2007). Par ailleurs, l’Institut de pêche et d’aquaculture de la mer d’Azov a, entre le 13 et le 17 novembre 2007, évalué les concentrations totales des composants pétroliers pour l’ensemble de la région et ils sont de l’ordre de 7,35 à 22,6 mg/l le long de la partie sud-ouest de la digue Touzla ; de 1,3 à 156 mg/l près de la flèche Tchoushka et ils peuvent s’élever jusqu’à 707 mg/l (!) au niveau du village de Koutchougoury situé sur la côte du golfe de Temryouk dans la mer d’Azov (Institut de pêche et d’aquaculture de la mer d’Azov, 2008). En contrepartie, les résultats des études menées par le centre de suivi et de gestion des eaux du bassin du Kouban ont montré que pour le 13 novembre, au milieu du détroit du Kertch, au lieu du naufrage du pétrolier, la couche superficielle de l’eau ne contenait que 0,34 mg/l d’hydrocarbures et 1,74 mg/l au maximum entre la flèche Touzla et la côte de Crimée (communiqué de presse du service fédéral d’hydrométéorologie, 2007). Enfin, une quinzaine de jours après la catastrophe, les trois organismes cités ci-dessus s’accordaient pour indiquer que les concentrations étaient retombées jusqu’à un niveau compris entre 0,05 à 0,15 mg/l et ces teneurs se sont maintenues jusqu’à l’été 2008.

7En ce qui concerne les teneurs en composants pétroliers de la couche superficielle des sédiments du fond, ceux-ci ont été évaluées par l’Institut de pêche et d’aquaculture de la mer d’Azov, entre le 30 novembre et le 7 décembre 2007, et ne dépassaient pas leur niveau d’avant l’accident, variant de 0,02 à 0,33 mg/g de poids sec (Institut de pêche et d’aquaculture de la mer d’Azov, 2008).

8Parmi les éléments d’explication des impacts, on a observé qu’au cours des premiers jours qui ont suivi la catastrophe et sous l’effet de la tempête, les concentrations de composants pétroliers sont restées très fortes dans la partie supérieure de la colonne d’eau et dans tout le détroit de Kertch en raison d’une dispersion active des substances non encore dissoutes. L’essentiel de cette nappe qui se trouvait en surface (la densité du fioul lourd est légèrement inférieure à celle de l’eau de mer) a d’ailleurs affecté un grand nombre d’oiseaux marins. De plus, avec les températures basses qui règnent à cette période de l’année et avec l’agitation forte de l’eau, une émulsion (incorporant des bulles d’air) s’est formée conférant aux nappes une plus grande flottabilité et une plus grande prise au vent. Enfin, dans le détroit de Kertch, du fait de la configuration des côtes et de leur proximité, on peut penser que l’altération naturelle du polluant ne s’est que peu opérée lors de sa dérive en mer. En effet, la forte participation des microorganismes qui contribue à l’augmentation du pourcentage des composants lourds peu biodégradables et à la formation d’agrégats à densité forte qui commencent à se précipiter, n’a pas eu lieu.

9Avec l’extinction de la tempête et l’accumulation du polluant sur la côte, les concentrations dans la colonne d’eau sont retombées au bout de deux semaines à des niveaux équivalents à ceux observés avant l’accident. Sur le littoral, les dépôts échoués incorporaient de grandes quantités de végétation aquatique, des mollusques bivalves ainsi que des particules en suspension toujours présentes dans les eaux peu profondes et troubles de la mer d’Azov et du détroit de Kertch. À noter que les accumulations importantes de zostères polluées ont joué le rôle de sorbants (absorption biochimique) naturels participant à la dépollution rapide des eaux du détroit de Kertch. A contrario elles ont pu aussi participer à l’augmentation du poids du polluant et contribuer à la contamination des sédiments du fond et, dans ce cas, leur dépollution naturelle peut durer plusieurs années.

10Au total, cette marée noire dont le volume global déversé est relativement faible a eu un fort impact sur les côtes, du fait de leur proximité, sans pour autant affecter de manière très significative la colonne d’eau. Ce type d’impact faible sur la colonne d’eau a aussi été observé dans d’autres cas de marées noires avec des déversements de fiouls lourds, comme pour l’Exxon Valdez en 1989 sur les côtes d’Alaska, de l’Erika en 1999 sur les côtes atlantiques ou du Prestige en 2002 en Galice et dans le golfe de Gascogne. En effet, l’impact sur les biotopes pélagiques et le plancton est bien moins important que pour des marées noires avec des déversements de pétroles légers comme pour les cas du Torrey Canyon en 1967 au large des îles Scilly, de l’Amoco Cadiz en 1978 dans les côtes d’Armor ou encore de la plateforme Ixtoc-1 en 1979 dans le golfe du Mexique (CEDRE, 2000 ; Clark, 2001 ; Fattal, 2008 ; Gesamp, 1993 ; Marchand et Caprais, 1981 ; Nelson-Smith, 1972 ; O’Sullivan et Jacques, 2001 ; Wells et al., 995). Par contre, les fiouls lourds ont toujours un impact très fort sur les populations d’oiseaux marins et sur les côtes et c’est le cas pour le détroit de Kertch où il a été dénombré entre 15 500 et 18 500 oiseaux morts (Institut de pêche et d’aquaculture de la mer d’Azov, 2008).

11Enfin, en ce qui concerne le soufre industriel granulé qui s’est déversé dans le milieu avec les trois bateaux coulés lors de la tempête, celui-ci n’est pas considéré comme biochimiquement actif et c’est la raison pour laquelle les études de l’Institut de pêche et d’aquaculture de la mer d’Azov ont conclu à un impact relativement faible de l’accident sur les communautés hydrobiologiques.

2 - Matériels et méthodes de recherche

12La zone du détroit de Kertch fait l’objet d’un suivi régulier que nous menons depuis les années 1990 (Fedorov, 1999 ; Fedorov et al., 2007, 2008 ; Kuznetsov et al., 2007, 2008). Aussi, toutes les données sur les processus biogéochimiques des eaux et des sédiments du fond du détroit et des territoires adjacents, antérieures à l’accident de novembre 2007, nous permettent d’avoir un état zéro sur les écosystèmes touchés.

13Par ailleurs, en décembre 2007, août 2008, septembre 2009, août 2010, janvier, mai, août et novembre 2011 nous avons réalisé des campagnes de suivis dans les secteurs russes du détroit de Kertch, dans le golfe de Temryouk, dans l’embouchure du Kouban et sur la côte de la mer Noire entre la flèche Touzla et la ville de Novorossiysk (fig. 2).

Fig. 2

Fig. 2

Carte des points de suivis et prélèvements effectués dans la région du détroit de Kertch de 2007 à 2011

Sources diverses.

14En tout, à partir de la marée noire étudiée, 149 échantillons de polluant, plus ou moins frais, ont été effectués [69 échantillons ont été prélevés dans le détroit de Kertch (dont 12 en décembre 2007) et 80 sur les côtes de la mer Noire et d’Azov]. Un des objectifs de ces campagnes a consisté à évaluer le niveau de la pollution pétrolière dans la colonne d’eau, sur les côtes et dans les sédiments du fond et ceci afin de déterminer les dérives du polluant et la dynamique de sa transformation naturelle. Des échantillons d’eau (121) ont été prélevés grâce à une bouteille de prélèvement, alors que les sédiments du fond ont été extraits couche par couche au carottier à percussion (6 carottes jusqu’à 40 cm qui ont été subdivisées en 28 sous‑échantillons). Enfin, nous avons aussi échantillonné des sédiments de plage (14 carottes jusqu’à 50 cm qui ont été subdivisées en 58 sous‑échantillons).

15L’analyse des échantillons a été effectuée selon le mode opératoire suivant : extraction des composants pétroliers par des solvants organiques, séparation chromatographique des hydrocarbures saturés et monoaromatiques, des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et des composés asphaltiques (résines et asphaltènes) sur couche mince d’aluminoxyde et enfin détection de leur quantité et recherche de présence de substances d’origine biologique par les méthodes optiques (spectrophotométrie infrarouge, méthode de luminescence) et gravimétriques (Stradomskaya et Fedorov, 1991).

16L’objectif de cette méthode d’analyse des échantillons est d’évaluer le niveau de la pollution pétrolière de l’environnement côtier, d’identifier les traces de fioul issues du « Volgoneft-139 » et de réaliser des comparaisons d’évolution de leur composition dans les milieux afin de prolonger les recherches que nous menons sur le calcul d’un indice de résistance des milieux (Fedorov et al. 2005).

3 - Résultats et discussion

3.1 - Eau de surface

17Les résultats des campagnes d’investigations réalisées en décembre 2007, août 2008, septembre 2009, août 2010, janvier, mai, août et novembre 2011, dans la partie russe du détroit, montrent que jusqu’au mai 2011 le niveau de pollution de l’eau demeure élevé dans la zone de l’accident, supérieur à la norme admissible mais comparable à ce que nous obtenions avant la catastrophe (tab. 1). Ceci s’explique par l’intensité du trafic pétrolier dans le détroit de Kertch et dans les ports russes de la mer Noire où il règne d’ailleurs, parfois, une odeur de pétrole.

18En effet, en 2006 et 2007 les concentrations moyennes de la totalité des composants pétroliers varient entre 0,05 et 0,20 mg/l (supérieures aux normes de 0,05 mg/l admissibles en Russie). Par ailleurs, les variations saisonnières ne peuvent être mises en exergue de manière évidente, car, même si en période chaude, (de la fin du printemps au début de l’automne) l’activité biologique est intense contribuant aux processus naturels de bioremédiation, les concentrations restent très importantes car c’est la période où la navigation et l’activité portuaire sont très intenses. De plus, à la fin de l’été et au début de l’automne, les phénomènes d’eutrophisation entraînent l’enrichissement de matière organique dans l’eau, y compris les hydrocarbures d’origine biologique. Ainsi, avons-nous pu observer en période estivale des concentrations qui pouvaient aller jusqu’à 0,63 mg/l. En saison froide, les apports en polluants et produits de synthèse biologique chutent mais aussi de manière concomitante les processus de bioremédiation deviennent bien moins actifs. De plus, dans les zones de faibles profondeurs (5 à 8 m au milieu du détroit de Kertch et 12 m maximum dans la partie sud de la mer d’Azov), les tempêtes plus fréquentes en cette période de l’année, participent à la remise en suspension des polluants accumulés dans les sédiments du fond.

19Si ces valeurs correspondent à peu près au niveau habituel pour la région considérée, les concentrations maximales de l’été 2008 s’expliquent, d’une part, par l’extrême diversité des sources de pollutions chroniques et, d’autre part, par les fuites constatées de la partie avant du « Volgoneft-139 » et ceci jusqu’à son renflouage en août 2008. De plus, en période chaude, la destruction biochimique active des hydrocarbures échoués sur les côtes peut participer à l’enrichissement des eaux côtières en substances dérivées qui comprennent, entre autres, des hydrocarbures légers bien solubles.

20À mesure que l’on s’éloigne du détroit de Kertch vers l’embouchure du Kouban, au nord-est ou vers la ville de Novorossiysk, au sud-est, les concentrations restent toujours élevées , de l’ordre de 0,14 à 0,47 mg/l. Si en décembre 2007 les teneurs sont plus importantes que dans la zone de l’accident et conformes à ce que l’on observe depuis les années 1990, c’est en partie dû aux apports fluviaux du Kouban qui drainent des polluants des zones d’extractions de pétrole situées dans la Région de Krasnodar, ainsi qu’à l’activité des volcans de boues qui sont assez nombreux sur la presqu’île de Taman et dans le golfe de Temryouk. De même, au sud, dans la région de Novorossiysk, nous sommes sous influence des terminaux pétroliers, notamment celui du premier transporteur pétrolier russe « Transneft » situé sur la côte est de la baie de Tsemes, ainsi que celui du consortium caspien situé près du village de Yuzhnaya Ozéréevka situé à 15 km au sud-ouest de Novorossiysk. Rappelons à cet effet que, via les ports russes de la mer Noire et du détroit de Kertch, transitent chaque année plus de 80 millions de tonnes de pétrole ou de produits pétroliers et ces volumes correspondent à près d’un quart du volume total exporté par la Fédération de Russie.

21La composition de la pollution pétrolière détectée dans les échantillons d’eau est constituée principalement par des hydrocarbures saturés et monoaromatiques qui ont un potentiel de solubilité dans l’eau. Par ailleurs, certains échantillons prélevés à proximité des ports pétroliers ont révélé des concentrations élevées de résines et d’asphaltènes (16 à 26% de la totalité des composants pétroliers) qui sont des substances macromoléculaires presque insolubles. Leur présence dans l’eau indique que le polluant est frais et qu’il n’a pas encore subi le fractionnement dû au vieillissement qui se poursuit généralement par la sédimentation des composés lourds.

3.2 - Sédiments du fond

22En ce qui concerne les sédiments prélevés au fond grâce au carottier (jusqu’à 40 cm d’épaisseur en août 2008), tout au long de la passe du détroit de Kertch, ils sont constitués de sable vasard et de débris coquilliers et ont des concentrations totales de composés pétroliers qui ne dépassent pas 0,15 mg/g du poids sec. Ces résultats sont très faibles si l’on tient compte, d’une part, des faibles profondeurs (5 à 8 m maximum) et, d’autre part, de la circulation intense. De plus, la luminescence intense de couleur bleu claire de la zone chromatographiques des composés asphaltiques sur la couche mince d’aluminoxyde (Al2O3) soumise à la lumière ultraviolette et l’absence de luminescence dans les autres zones chromatographique indiquent que les composés détectés dans les échantillons sont principalement d’origine biologique et ne sont donc pas liés au déversement d’hydrocarbures de novembre 2007.

23Dans la partie ukrainienne du détroit de Kertch, l’UNEP (United Nations Environment Program) a, en juillet 2008, réalisé une étude dans la couche superficielle des sédiments du fond en huit points de prélèvements. En cinq points les concentrations d’hydrocarbures pétroliers ne dépassaient pas 0,11 mg/g. Par contre, pour ceux prélevés à proximité des terminaux pétroliers de la ville de Kertch et à proximité de l’épave du « Volgoneft-139 » ces concentrations étaient comprises entre 0,36 à 0,56 mg/g de poids sec. Aussi, d’après les données sur les concentrations d’hydrocarbures aromatiques polycycliques seul le dernier échantillon peut être considéré comme étant d’origine de l’épave.

24Comme pour la pollution de l’eau, les faibles traces de polluant dans les sédiments du fond s’expliquent par le courant, la dérive de nappes en surface et le rapide échouage de ces dernières sur les côtes, sans qu’elles n’aient eu le temps de s’émulsifier et de former des agrégats lourds capables de plonger et contaminer les sédiments du fond. Par ailleurs, il faut aussi prendre en considération la faible capacité des sédiments sableux à absorber le polluant (Fattal, 2008 ; Fedorov et al., 2006 ; Marchand et Caprais, 1981 ; Nelson-Smith, 1972 ; O’Sullivan et Jacques, 2001).

3.3 - Sur la côte

25Sur la côte, en décembre 2007, sur toute la longueur de la digue de la flèche de Touzla, côté détroit, entre le milieu et la partie extrême, on a observé de multiples galettes et boulettes d’hydrocarbures légèrement asséchées en surface avec de nombreuses traces d’écoulement. Sur les plages situées à proximité de cette digue et surtout sur la côte sableuse de la flèche Tchoushka, en surface et en certains endroits jusqu’à une profondeur de 20 cm dans la plage, on a trouvé d’importantes accumulations de polluant mélangé à des algues et coquillages. Là encore, la plupart des agrégats de polluant ont une composition identique à celle issue du « Volgoneft-139 », avec une prédominance des hydrocarbures saturés et monoaromatiques (51 à 65%) (10 échantillons sur 12 prélevés dans le détroit de Kertch, en décembre 2007, sont identifiés comme étant du « Volgoneft-139 »). Par ailleurs, la présence d’un pourcentage élevé d’hydrocarbures aromatiques polycycliques (14% environ), dont certains sont considérés comme cancérogènes, est caractéristique des produits pétroliers lourds alors que dans un pétrole brut, même altéré, les concentrations ne dépassent pas 4%. À cet effet et lors d’études précédentes menées sur la transformation naturelle d’une pollution et effectuées d’une part sur les rivières polluées du bassin du Don suite à la rupture d’un oléoduc et d’autre part sur les côtes atlantiques françaises touchées par la marée noire de l’Erika, nous avons pu montrer que dans l’environnement les HAP se décomposent moins vite que les hydrocarbures saturés et monoaromatiques, mais plus vite que les composés asphaltiques (résines et asphaltènes qui dominent dans du polluant vieilli). Ainsi, si l’on considère l’évolution des proportions entres ces trois fractions, au fur et au mesure de leur dégradation naturelle, on observe que le pourcentage total des hydrocarbures saturés et monoaromatiques diminue, le pourcentage des composés asphaltiques augmente alors que le pourcentage des HAP ne change presque pas ou change peu pendant des années (voir fig. 3). C’est pourquoi même pour une pollution qui a subi des altérations, les HAP peuvent être utilisés comme des indicateurs de traces de pollution par les produits pétroliers lourds (Fattal, 2008 ; Fedorov et al., 2005, 2006 ; Kuznetsov, 2008 ; Kuznetsov et al., 2011).

Fig. 3.

Fig. 3.

Évolution de la composition moyenne du fioul déposé sur les côtes du détroit de Kertch en novembre 2007 au fil du temps :
1 - hydrocarbures saturés et monoaromatiques
2 - composés asphaltiques (résines et asphaltènes),
3 - hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP).

Sources diverses.

26Les données sur les échantillons prélevés au jour du déversement et 7 jours plus tard sont issues de l’ouvrage Institut de pêche et d’aquaculture de la mer d’Azov (2008), car nous n’avions pas accès au site en raison d’une fermeture de la zone par les autorités.

27Lors des visites ultérieures menées sur les côtes polluées du détroit (saisons estivales des années 2008 à 2011), nous avons constaté que la remobilisation du polluant par l’hydrodynamisme mais aussi les processus naturels de dépollution ainsi que les opérations de nettoyage, ont largement contribué à la diminution progressive de la quantité et de l’étendue des traces visibles du polluant. Entre août 2008 et août 2011, 50 échantillons sur 57 prélevés dans le détroit de Kertch et 64 échantillons sur 137 prélevés sur toute la côte étudiée entre l’embouchure du Kouban et la ville de Novorossiysk sont identifiés comme étant du « Volgoneft-139 ».

3.4 - Dépollution naturelle

28Pour évaluer la vitesse de la dépollution naturelle du polluant, issu du « Volgoneft-139 », par sa transformation biochimique, il est nécessaire d’étudier l’évolution de sa composition dans le temps. Aussi, les résultats de notre suivi effectué pendant 4 ans, ont montré que la concentration totale moyenne des hydrocarbures saturés et monoaromatiques, contenus dans les agrégats d’hydrocarbures, trouvés sur les côtes du détroit de Kertch, a diminué de 65% à 16%  (fig. 3).

29Par ailleurs, le pourcentage des composés asphaltiques a quant à lui augmenté. Or, dans nos travaux antérieurs, nous avions montré à travers plusieurs exemples qu’un environnement pollué par du pétrole ou ses dérivés, a au fil du temps une proportion entre hydrocarbures et composés asphaltiques qui suit toujours la même forme de courbe, en diminution exponentielle (fig. 4).

Fig. 4

Fig. 4

Évolution des proportions moyennes entre concentrations des hydrocarbures et composés asphaltiques (HC/AC) dans l’environnement aquatique au fil du temps (chaque point correspond à une valeur moyenne pour un groupe d’échantillons similaires) : a) sédiments des rivières du bassin du Don : 1 – sable grossier, 2 – sable vasard, 3 – vase de marécage ; b – côte atlantique française : 1 – pellicules fines du fioul de l’Erika sur les rochers de l’estran, 2, 3 – pellicules épaisses des fiouls de l’Erika et du Prestige dans les fissures des rochers de l’estran, 4 – sédiments de sable fin et de vase du Trait du Croisic ; c – côte du détroit de Kertch : 1 – grosses accumulations de fioul dans les endroits humides et peu exposés à l’influence du ressac et du soleil, 2 – croûtes épaisses de fioul couvrant les blocs de calcaire, 3 – croûtes fines et petites taches de fioul couvrant les blocs de calcaire, 4 – accumulations de fioul incorporant des particules sableuses, des détritus d’algues et des coquilles prélevés sur la flèche Tchoushka. T – demi-période de destruction naturelle du polluant (les indices de T correspondent aux numéros des groupes des échantillons indiqués dans les légendes).

Sources diverses.

30Cette proportion peut donc être considérée comme un indicateur du point de transformation de la pollution pétrolière.

31Dans ce cas, la demi-période de cette courbe exponentielle est un indicateur de la vitesse de la dépollution naturelle du milieu. Ainsi, pour les traces d’hydrocarbures que l’on trouve sur les côtes du détroit de Kertch, pour la période de décembre 2007 à août 2011, cette valeur varie-t-elle de 322 à 825 jours (522 jours en moyenne). La demi-période minimale correspond à la vitesse maximale de la dépollution du milieu. Une telle dispersion des valeurs s’explique par les formes différentes des traces du fioul et par leur exposition variable à l’influence des facteurs naturels de transformation. Le processus de décomposition naturelle est le plus actif pour des accumulations asséchées de fioul incorporant beaucoup de particules sableuses, de détritus d’algues et de coquilles que l’on trouve en surface, jusqu’à une profondeur de 15 cm. Dans la partie émergée de la plage sableuse de la flèche Tchoushka la demi-période est de 322 à 360 jours. Ce fait est conditionné d’une part, par la capacité qu’a le sable (à la différence de la vase) de mieux absorber les composés asphaltiques que les hydrocarbures légers qui disparaissent plus vite et d’autre part, par la présence de la matière organique labile (les algues et les produits de leur décomposition) qui accélère normalement l’activité des microorganismes. Dans les croûtes fines du fioul couvrant les blocs de calcaire de la digue de la flèche Touzla, bien exposés à l’influence de l’air, du soleil et aussi du ressac, le processus de destruction est aussi très actif (la demi-période est de 404 à 453 jours). Par contre, les croûtes épaisses de polluant ainsi que les infiltrations dans les amas de cailloutis, de galets ou dans le sable souvent mouillé mais protégé de l’influence directe du ressac et du soleil, se transforment plus lentement (la demi-période de transformation est de 517 à 825 jours).

32Plus généralement, la dynamique de transformation naturelle du fioul sur les côtes du détroit de Kertch est 1,5 à 2,5 fois plus importante par rapport à celle observée pour la pollution pétrolière des rivières du bassin du Don et des côtes atlantiques françaises. Cela peut s’expliquer par les conditions thermiques et biogéochimiques favorables surtout en saison chaude mais aussi par la fraicheur du polluant. Or, pour les deux exemples du Don et de l’Erika nous avons des périodes de suivis qui durent respectivement depuis 11 et 9 ans et pour ces deux cas, compte tenu de l’ancienneté des dépôts d’hydrocarbures, la vitesse de sa décomposition peut baisser.

33Hors du détroit de Kertch, c’est-à-dire sur les côtes de la mer d’Azov et de la mer Noire, surtout dans la zone d’influence des terminaux portuaires de Novorossiysk, avant et pendant la période de l’accident de novembre 2007, on a pu observer de multiples traces de pétrole et de ses dérivés en différents points et à divers degrés d’altération. Cette observation confirme le caractère chronique de la pollution pétrolière dans cette région ainsi que la diversité de ses sources. Tous les agrégats bien altérés se composent essentiellement des substances asphaltiques (60 à 75%) résistants à la transformation biochimique, alors que les polluants relativement récents sont caractérisés par la dominance des hydrocarbures. Les proportions entre fractions pétrolières principales permettent de constater que certains agrégats étudiés peuvent être liés aux fuites de pétrole brut exporté à partir du terminal maritime du Consortium de pipelines caspien à Youjnaya Ozeréevka. Par ailleurs, une bonne partie de boulettes qui ont des concentrations élevées de HAP (de 14 à 25%) proviennent des ports de Novorossiysk, de Touapsé et du port Caucase d’où l’on expédie aussi des produits pétroliers lourds.

34Pour août 2008, c’est-à-dire neuf mois après l’accident, les boulettes de fioul altéré, de même composition que celles issues du détroit de Kertch (jusqu’à 8 cm de diamètre) apparaissent dans certains secteurs des côtes de la mer d’Azov et de la mer Noire jusqu’à l’embouchure du Kouban au nord-est et de la ville de Novorossiysk au sud-est (50 à 150 km du lieu de l’accident) (fig. 5).

Fig. 5

Fig. 5

Propagation de la pollution pétrolière de la zone d’accident dans le détroit de Kertch le long des côtes de la mer Noire et de la mer d’Azov

Sources diverses.

35Il en est de même pour la campagne de septembre 2009 où la situation est quasi similaire à celle de 2008 avec des traces de pollution, en provenance du détroit de Kertch, moins importantes et bien plus altérées. De même, dans le secteur ukrainien, les experts de l’UNEP qui ont inspecté les côtes en juillet 2008 ont aussi trouvé de tels agrégats jusqu’au golfe Arabatsky dans la partie sud-ouest de la mer d’Azov (100 km du lieu de l’accident) (UNEP, 2008). La présence de boulettes altérées sur une aire de propagation de l’ordre de 420 km sur le territoire de la Fédération de Russie et 220 km sur celui de l’Ukraine, démontre l’influence des vagues, du ressac et des multiples dépôts et remobilisations sur la côte. La dérive générée par les houles et les tourbillons anticycloniques de petite et moyenne échelle qui se forment épisodiquement dans les eaux côtières, jouent un rôle principal dans ce processus assurant le transport des polluants dans des directions différenciées, y compris celles opposées aux courants cycloniques principaux (Titov, 1999).

4 - Quelques considérations sur les enjeux environnementaux et sociétaux

36La pollution survenue dans le détroit de Kertch a eu des répercussions environnementales et sociétales limitées car le volume déversé est somme toute modeste comparé à des pollutions majeures survenues ailleurs dans le monde. Du fait de ce faible volume déversé, les impacts sur les communautés biologiques demeurent limités. Par ailleurs, l’espace protégé situé dans le golfe de Taman n’a presque pas été touché car la digue de Touzla a fait office de barrage en concentrant une bonne partie du polluant.

37En fait, les sites du détroit de Kertch qui ont été pollués sont à faible enjeux car la densité de population est faible dans le détroit et il n’y a pas d’activité touristique dans cette région. Les enjeux, pour cette étude de cas, se concentrent autour de la navigation et de l’activité portuaire. Cet accident a depuis poussé les autorités du port Caucase (qui était, à l’époque soviétique, destiné à desservir le bac entre la côte caucasienne et celle de la Crimée, alors que toutes les marchandises passaient par le port ukrainien de Kertch), de commencer à construire de nouveaux terminaux portuaires protégés par des môles, afin que cessent les transbordements de marchandises entre navires fluviaux et marins, sur une rade ouverte, qu’ils soient en provenance du Don ou de la Volga. L’objectif étant, par ces aménagements, d’assurer la sécurité accrue de toutes les activités portuaires.

38Plus généralement, l’originalité de cette étude in situ réside dans le fait que pour la première fois, suite à un incident, nous avons pu analyser le comportement du fioul sur les moyen et long terme, dans un milieu naturel. Le modèle proposé ne se limite pas à la seule analyse des vitesses de dégradations mais aussi intègre une approche connue aux États-Unis sous le sigle NRDA, Natural Resource Damage Assessment, qui permet d’optimiser les mesures de nettoyage en tenant compte de ces processus de dégradations naturelles. Cette approche encore peu utilisée en France en économie de l’environnement sera, dans un avenir proche, intégrée aux directives européennes.

39L’objectif de la méthode NRDA est de déterminer le montant des mesures de remise en état de l’environnement compensant intégralement la collectivité des dommages subis à la suite d’une catastrophe. Ce système se base sur l’appréciation d’un niveau de qualité environnementale initial et propose différents scénarii (avec ou sans opérations de nettoyage) et de restauration (retour à l’état initial) à évaluer sur un plan économique 2. La monétarisation de ces dommages se fait par association du niveau de qualité environnementale d’un site à son niveau de service théorique pour la société. La perte monétarisée (par l’estimation de la valeur des usages) de niveau de services environnementaux suite à une pollution doit être compensée par des actions de nettoyage et de restauration et des mesures compensatoires d’un montant équivalent.

40Le schéma théorique propose plusieurs alternatives, à savoir , ne rien faire, c’est-à-dire laisser la nature se restaurer naturellement ou accélérer le retour à l’état initial de l’environnement grâce à des actions de restauration.

41Le choix de l’une des alternatives est conditionné par la comparaison entre le montant des pertes de niveau de services et celui de la restauration primaire du site traité. Il est parfois plus intéressant financièrement (quand la valeur des services est faible) de laisser un site à des processus de nettoyage naturels et de proposer seulement des mesures compensatoires (aménagements divers et variés, promotion touristique).

42L’intérêt de cette technique est qu’elle raisonne en termes de compensation plutôt qu’en termes monétaires et cela est intéressant et novateur.

Conclusion

43Les résultats de nos études et de nos analyses permettent de constater que le déversement accidentel du « Volgoneft-139 » dans le détroit de Kertch, en novembre 2007, n’a pas entraîné une augmentation considérable du niveau de la pollution pétrolière dans la colonne d’eau et dans les sédiments du fond. De même, la pollution sur les territoires adjacents au détroit n’est pas non plus très importante. Ce constat s’explique par le fait que le fioul lourd ne contient que très peu de composés solubles, assurant sa flottabilité dans l’eau de mer et une dérive superficielle fonction de la direction du vent. Les biocénoses aquatiques n’ont donc subi que peu d’impacts, alors qu’a contrario un grand nombre d’oiseaux ont été mazoutés et trouvés morts, échoués sur les côtes. Sur un petit territoire comme celui du détroit de Kertch, aux côtes découpées, le vent violent qui a sévi dans les premiers jours de l’accident a poussé très vite les nappes vers la côte. Ainsi, les flèches sableuses de Touzla et de Tchoushka qui s’enfoncent assez loin dans les eaux du détroit de Kertch ont été touchées en premier lieu, limitant la propagation dans le golfe peu profond de Taman. Puis, plus tard, lors de nos observations de l’été 2008 et sous l’action de la dérive côtière et des courants, les boulettes d’hydrocarbures en provenance du « Volgoneft-139 » ont été transportées au-delà du détroit de Kertch et sont apparues sur les côtes sud de la mer d’Azov, du golfe Arabatsky situé à l’ouest, à l’embouchure du Kouban à l’est et sur les côtes de la mer Noire jusqu’à la ville de Novorossiysk au sud-est.

44L’analyse de l’évolution de la composition du fioul déversé, dont les traces demeurent encore sur les côtes du détroit de Kertch au cours de la période allant de novembre 2007 à novembre 2011, montre que la vitesse de la dépollution naturelle est importante (la demi-période de la transformation biochimique varie de 322 à 825 jours). Cette dépollution naturelle « accélérée » peut s’expliquer par les conditions thermiques et biogéochimiques favorables, par l’abondance du rayonnement solaire, surtout en saison chaude mais aussi par la « fraîcheur » du polluant. Au fur et à mesure de son vieillissement, la vitesse de la dépollution a généralement tendance à diminuer.

45Ce travail a été effectué grâce au soutien du ministère de la Formation et de la Science de la Fédération de Russie (projets НШ-8030.2010.5, НШ-5658.2012.5 ; МК-2574.2008.5, МК-4216.2010.5, ГК 14.740.11.1045), de la Fondation Russe pour les Recherches Fondamentales (projet 06-05-22001), du Centre National pour la Recherche Scientifique en France (projet PICS-3451) et de l’Ambassade de France en Russie. Il s’inscrit dans le cadre du LIA STPV , Transformation de la pollution pétrolière dans les écosystèmes d’eaux superficielles continentales, des côtes et des mers ainsi que l’évaluation de leurs vulnérabilités.

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Notes

1 Pour comparaison, la concentration maximale admissible en Russie et en Ukraine est 0,05 mg/l.

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List of illustrations

Title Fig. 1
Caption Côtes touchées par les marées noires et niveau de pollution
Credits Sources diverses.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/6567/img-1.png
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Title Fig. 2
Caption Carte des points de suivis et prélèvements effectués dans la région du détroit de Kertch de 2007 à 2011
Credits Sources diverses.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/6567/img-2.png
File image/png, 123k
Title Fig. 3.
Caption Évolution de la composition moyenne du fioul déposé sur les côtes du détroit de Kertch en novembre 2007 au fil du temps :1 - hydrocarbures saturés et monoaromatiques2 - composés asphaltiques (résines et asphaltènes),3 - hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP).
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/6567/img-3.png
File image/png, 70k
Title Fig. 4
Caption Évolution des proportions moyennes entre concentrations des hydrocarbures et composés asphaltiques (HC/AC) dans l’environnement aquatique au fil du temps (chaque point correspond à une valeur moyenne pour un groupe d’échantillons similaires) : a) sédiments des rivières du bassin du Don : 1 – sable grossier, 2 – sable vasard, 3 – vase de marécage ; b – côte atlantique française : 1 – pellicules fines du fioul de l’Erika sur les rochers de l’estran, 2, 3 – pellicules épaisses des fiouls de l’Erika et du Prestige dans les fissures des rochers de l’estran, 4 – sédiments de sable fin et de vase du Trait du Croisic ; c – côte du détroit de Kertch : 1 – grosses accumulations de fioul dans les endroits humides et peu exposés à l’influence du ressac et du soleil, 2 – croûtes épaisses de fioul couvrant les blocs de calcaire, 3 – croûtes fines et petites taches de fioul couvrant les blocs de calcaire, 4 – accumulations de fioul incorporant des particules sableuses, des détritus d’algues et des coquilles prélevés sur la flèche Tchoushka. T – demi-période de destruction naturelle du polluant (les indices de T correspondent aux numéros des groupes des échantillons indiqués dans les légendes).
Credits Sources diverses.
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File image/png, 52k
Title Fig. 5
Caption Propagation de la pollution pétrolière de la zone d’accident dans le détroit de Kertch le long des côtes de la mer Noire et de la mer d’Azov
Credits Sources diverses.
URL http://mediterranee.revues.org/docannexe/image/6567/img-5.png
File image/png, 119k
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References

Electronic reference

Andrey N. Kuznetsov, Yury A. Fedorov and Paul Fattal, « Les effets et le comportement du fioul déversé en 2007 dans le détroit de Kertch suite à un naufrage de pétrolier », Méditerranée [Online], 119 | 2012, Online since 30 November 2014, connection on 30 March 2017. URL : http://mediterranee.revues.org/6567 ; DOI : 10.4000/mediterranee.6567

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About the authors

Andrey N. Kuznetsov

Département de géographie physique d’écologie et de protection de l’environnement, Université Fédérale du Sud, Rostov/Don Russie, andreikuz@mail.ru

Yury A. Fedorov

Département de géographie physique d’écologie et de protection de l’environnement, Université Fédérale du Sud, Rostov/Don Russie, fizgeo@sfedu.ru

Paul Fattal

Institut de Géographie et d’Aménagement Régional de l’Université de Nantes (IGARUN), LETG – UMR 6554 CNRS, Paul.Fattal@univ-nantes.fr

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