Boue de la baie

Les boues de baie sont constituées d'épais dépôts d' argile limoneuse molle et non consolidée , saturée d' eau ; ces couches de sol sont situées au fond de certains estuaires , qui se trouvent normalement dans des régions tempérées ayant connu des cycles glaciaires cycliques .

Les exemples d'emplacements sont la baie de Cape Cod , la réserve de Chongming Dongtan à Shanghai , en Chine , la réserve du Banc d'Arguin en Mauritanie , le canal de Bristol au Royaume-Uni , l'île Mandø dans la mer des Wadden au Danemark , la baie de Floride , la baie de San Francisco , la baie de Fundy , la baie de Casco , la baie de Penobscot et la baie de Morro .

La boue de baie présente une faible résistance au cisaillement , une compressibilité élevée et une faible perméabilité , ce qui la rend dangereuse pour la construction dans les régions sismiques actives comme la région de la baie de San Francisco . La densité apparente typique de la boue de baie est d'environ 1,3 gramme par centimètre cube.

Les boues de baie ont souvent une teneur élevée en matières organiques , constituées d'organismes en décomposition à des profondeurs plus faibles, mais peuvent également contenir des créatures vivantes lorsqu'elles se trouvent dans la couche supérieure du sol et sont exposées par les marées basses ; elles sont alors appelées vasières , une zone écologique importante pour les oiseaux de rivage et de nombreux types d'organismes marins. On n'a pas accordé beaucoup d'attention à l'incidence des boues de baie plus profondes avant les années 1960 et 1970, lorsque l'empiètement du développement sur certaines baies d'Amérique du Nord s'est intensifié, nécessitant une conception géotechnique des fondations.

La boue de baie a sa propre abréviation géologique officielle : la désignation de la boue de baie plus ancienne du Quaternaire est Qobm et l'acronyme de la boue de baie plus jeune du Quaternaire est Qybm . Une couche alluviale est souvent trouvée au-dessus de la boue de baie plus ancienne.

En ce qui concerne les chenaux de navigation , il est souvent nécessaire de draguer le fond des baies et de transporter les matériaux excavés vers un autre emplacement. Dans ce cas, des analyses chimiques sont généralement effectuées sur la boue de la baie pour déterminer si elle contient des niveaux élevés de métaux lourds , de PCB ou d'autres substances toxiques connues pour s'accumuler dans un environnement benthique . Il n'est pas rare de draguer le même chenal à plusieurs reprises (sur une période de dix à trente ans) car les sédiments qui se déposent ultérieurement ont tendance à se redéposer sur le fond d'une vallée estuarienne ouverte.

Les boues de baie proviennent de deux sources générales. Tout d'abord, les dépôts alluviaux d'argiles, de limons et de sable proviennent des cours d'eau tributaires d'une baie donnée. L'étendue de ces dépôts interglaciaires non consolidés s'étend généralement sur toute une baie donnée jusqu'à l'étendue des marais périphériques historiques. Deuxièmement, dans les périodes de forte glaciation, les dépôts de limons, de sables et de détritus organiques et inorganiques (par exemple, la décomposition des diatomées estuariennes ) peuvent former une couche distincte. Ainsi, les boues de baie constituent des enregistrements temporels importants de l'activité glaciaire et de l'écoulement des cours d'eau tout au long de la période quaternaire .

Certaines formations sédimentaires sont assez récentes, comme dans le cas de la baie de Floride, où une grande partie de la boue de la baie s'est accumulée depuis 2000 avant notre ère et se compose principalement de matière organique en décomposition. Dans le cas de la baie de Floride, ces boues de baie peuvent s'accumuler jusqu'à 0,5 à 2,0 centimètres par an, bien que l'équilibre dynamique de l'érosion , de la redistribution de l'action des vagues et du dépôt complique le taux net de croissance de la couche. Dans le cas du canal de Bristol dans la baie du Royaume-Uni, la formation de boue se produit au moins depuis l'Éémien (connu sous le nom d' Étape Sangamonienne en Amérique du Nord ), soit il y a environ 130 000 ans. Dans d'autres cas, comme dans la baie de San Francisco , le dépôt a été interrompu par des changements du niveau de la mer et des strates d'époques très différentes sont trouvées. Dans la région de la baie de San Francisco, ces sédiments sont appelés boues de baie jeunes et boues de baie plus anciennes par les géologues . Les activités humaines peuvent également affecter le dépôt ; près de la moitié de la boue de Young Bay dans la baie de San Francisco a été placée au cours de la période 1855-1865, à la suite de l'exploitation minière alluviale dans les contreforts de la Sierra Nevada .

La construction sur des sites en terre battue est difficile en raison de la faible résistance du sol et de sa grande compressibilité. Des bâtiments très légers peuvent être construits sur des sites en terre battue s'il y a une couche suffisamment épaisse de sol non-terre battue au-dessus de la terre battue, mais les bâtiments qui imposent des charges importantes doivent être soutenus par des fondations profondes reposant sur des couches plus rigides sous la terre battue, ou bénéficiant d'un soutien par frottement dans la terre battue. Même avec des fondations profondes, des difficultés surviennent car le sol environnant risque de s'affaisser au fil du temps, ce qui pourrait endommager les connexions des services publics au bâtiment et provoquer l'enfoncement de l'entrée sous le niveau de la rue.

Un certain nombre de bâtiments remarquables ont été construits sur des boues de baie, en utilisant généralement des conceptions d'atténuation spéciales pour résister aux risques sismiques et aux problèmes de tassement. Pour compliquer les problèmes de conception, le remblai (à partir de 1850 environ) est parfois trouvé déposé au niveau de la surface. Par exemple, le bâtiment Dakin à Brisbane, en Californie , a été conçu en 1985 pour reposer sur des pieux de 150 pieds de profondeur, ancrés à la formation franciscaine , sous les boues de la baie et à travers une couche de remblai supérieure. De plus, la rampe d'entrée de la structure a été placée sur une charnière géante pour permettre au terrain environnant de se tasser, tandis que la hauteur absolue du bâtiment reste constante. L' hôtel de grande hauteur Crowne Plaza à Burlingame, en Californie a également été conçu pour reposer sur des boues de baie, tout comme l'hôtel Westin à Millbrae, en Californie , et l'église Trinity à Copley Square à Boston. En fait, tout le quartier de Back Bay à Boston doit son nom à la baie de marée qu'il recouvre désormais. L'aéroport international Logan et l' aéroport international de San Francisco sont également construits sur des boues de baie.

Lorsque la couche de boue est exposée à la frange de marée, des vasières apparaissent, offrant un écotone unique qui offre à de nombreuses espèces d'oiseaux de rivage un habitat sûr pour se nourrir et se reposer. Comme les boues fonctionnent un peu comme des sables mouvants , les prédateurs mammifères plus lourds non seulement ne peuvent pas gagner de traction pour poursuivre, mais seraient en fait piégés dans les boues qui coulent. Les boues sont également un substrat important pour la productivité primaire des marais , notamment les zostères , les spartines et les salicornes . De plus, elles abritent une grande variété de mollusques et d'arthropodes estuariens . La baie Richardson, par exemple, expose un tiers de sa superficie en vasière à marée basse, qui abrite une étendue productive de zostères et également une grande communauté d'oiseaux de rivage.

Les mammifères comme le phoque commun peuvent utiliser les vasières pour sortir des eaux des estuaires. Cependant, de plus gros mammifères comme les baleines à bosse peuvent s'échouer accidentellement à marée basse. Notez que normalement les baleines à bosse ne fréquentent pas les estuaires contenant des vasières, mais au moins une baleine errante, annoncée par les médias sous le nom de Humphrey la baleine à bosse , s'est retrouvée coincée dans une vasière de la baie de San Francisco à Sierra Point à Brisbane, en Californie.

Les boues de baie se rencontrent dans les baies et les estuaires de toutes les régions tempérées du monde. En Amérique du Nord , les exemples les plus marquants sont : (a) le banc de Stellwagen formé entre 16 000 et 9 000 av. J.-C. par la glaciation de la baie de Cape Cod dans le Massachusetts , (b) la baie de Floride, (c) la baie de Morro et la baie de San Francisco en Californie et (d) les bras Knik & Turnagain à Anchorage, en Alaska. Au Royaume-Uni, de grandes occurrences de boues de baie se trouvent dans la baie de Morecambe , la baie de Bridgwater et la baie de Bristol. À cheval sur le Danemark , les Pays-Bas et l'Allemagne se trouve la mer des Wadden , une formation majeure reposant sur des boues de baie.

En Asie, la réserve naturelle de Chongming Dongtan à Shanghai , en Chine, est un exemple de formation de boues de baie à grande échelle. La côte atlantique de l'Afrique abrite le banc d'Arguin , une réserve naturelle du patrimoine mondial en Mauritanie . Le banc d'Arguin est une vaste zone reposant sur des boues de baie.

Lors de la construction sur des couches de boues de baie ou lors du dragage des fonds d'estuaires, une variété de cadres réglementaires peuvent être appliqués. Normalement, aux États-Unis, un rapport d'impact environnemental ainsi qu'une étude géotechnique sont réalisés avant toute construction importante sur des boues de baie. Ensemble, ces rapports ont permis de développer une grande partie de la base de données existante sur les caractéristiques des boues de baie, fournissant souvent des données de terrain originales issues de forages de sol. Ces données ont démontré qu'à de nombreux endroits, les boues de baie moins profondes contiennent des concentrations de mercure , de plomb , de chrome , d'hydrocarbures pétroliers , de PCB, de pesticides et d'autres produits chimiques qui dépassent les limites toxiques : un enregistrement géologique des activités humaines du siècle dernier. Ces données sont particulièrement importantes à prendre en compte lorsque le dragage des boues de baie est envisagé dans le cadre d'un projet de développement. Un tel dragage peut avoir des impacts sur les terres réceptrices sous forme de contamination des sols , mais également des impacts sur la colonne d'eau en raison de la perturbation des sédiments.

Aux États-Unis, un permis délivré par le Corps des ingénieurs de l'armée américaine est presque toujours requis , après présentation de données détaillées sur les limites du projet, les propriétés chimiques des boues de la baie à perturber, un plan d'élimination des dragages et souvent une déclaration d'impact environnemental complète conformément à la National Environmental Policy Act . Un examen plus approfondi par la Garde côtière américaine est normalement requis. Dans les juridictions des États individuels, comme la Californie , un rapport d'impact environnemental doit être déposé pour tout dragage de quelque importance ; en outre, des examens d'agences par la California Coastal Commission et le Regional Water Quality Control Board sont normalement obligatoires. Tous ces organismes de réglementation jouent un rôle important dans la décision de savoir si une zone peut être draguée ou non. Cependant, l'organisme le plus important est le California Environmental Quality Act (CEQA). Cette législation directrice est la raison des rapports d'impact environnemental , des mesures d'atténuation coûteuses et des processus d'examen ardus. L'un des principaux objectifs du CEQA est de promouvoir la coopération inter-agences dans le processus d'examen d'un projet. C'est l'une des principales raisons pour lesquelles il supervise tous les projets en Californie.

Pour les projets de construction sur des couches de boue de la baie, la municipalité concernée exigera généralement, en plus des questions habituelles d'ingénierie et de conception communes à tous les projets de construction (qui sont plus compliquées en raison des conditions du site), un rapport d'impact environnemental [1]. Ce processus comprendrait des examens par le service de construction de cette ville, ainsi que par les agences régionales et nationales compétentes telles que celles citées ci-dessus pour les projets de dragage, sauf que les agences de la Garde côtière ne seraient généralement pas concernées. Dans le cadre d'un développement en Californie, le développement proposé sur les couches de boue de la baie devrait également passer par une commission de planification et un conseil municipal pour être autorisé. Ce processus respecterait l'EIR, la CEQA et tous les autres organismes évoqués ci-dessus. Dans le cas de San Francisco, le projet devrait être approuvé par le conseil de surveillance de San Francisco.

En ce qui concerne San Francisco, des externalités négatives intéressantes sont observées en raison du dragage des terres par la baie. Les Millennium Towers, qui ont été achevées en 2008, sont actuellement en train de s'enfoncer. Cela a eu un impact négatif sur les résidents de cet immeuble. En réponse à cet affaissement, le procureur de la ville de San Francisco a décidé d'intenter une action en justice contre le promoteur, car ce dernier n'a pas informé les résidents de la vitesse accélérée à laquelle l'immeuble s'enfonçait. Si cette action en justice aboutit à un succès pour San Francisco, cela pourrait conduire à des changements de politique à l'avenir concernant la transparence entre les promoteurs et les acheteurs potentiels des terrains développés.

L'élévation du niveau de la mer aura un impact considérable sur les écosystèmes environnants et dans les baies du monde entier. L'élévation du niveau de la mer en Californie engloutira complètement la boue de la baie qui constitue la baie de San Francisco . Afin de faire face à l'élévation du niveau de la mer, la California Coastal Commission a adopté des directives politiques pour aider la Californie.