Citeau, Jean

Magnier, Yves

Piton, Bernard

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UNE PÉRIODE DE POUSSÉE PHYTOPLANCTONIQUE 
PRÈS DE NOSY-BÉ (Madagascar) EN 1971 
III - CONDITIONS HYDROLOGIQUES* 
B. PITON, Y. MAGNIER et J. CITEAU 
Octfanographes de SO.R.S.T.0.M. Nosy-Bk (Rép. Malgache) 
RÉswrÉ 
Une étude du plancton a été entreprise en baie d’dmpasindava et sur le plateau continental jusqu’au talus, 
dans le nord-ouest de Madagascar, du mois d’avril au mois d’août 1977, durant le changement de saison, au moment où 
disparaissent les sels nutritifs accumulés dans l’eau de fond par la circulation estuaire de saison humide. Nous 
présentons ici les paramètres physico-chimiques mesurés sous forme de graphiques, coupes et courbes diverses. 
L’examen des corrélations entre l’oxygène dissous, l’azote minéral et le phosphate aboutit à la constatation d’un 
important déficit apparent en azote. 
ABSTRACT 
From april to august 1971, the physical and chemical parameters of the bay of Ampasindava and surroundings 
(N.W. Madagascar) have been surveyed and are presented on schemes and graphs to help the plancton studies 
pursued ut the same time. During these months, the accumulated nutrients of the previous rainy season disappear 
as the estuarine circulation vanishes. The corrélations between the dissolved oxygen, the minera1 nitrogen and the 
phosphate lead to the evidence of a nitrogen deficiency. 
INTRODUCTION 
Deux études antérieures (PITON et MAGNIEK, 1971 
et MAGN~ER et PITON, 1972) ont montré que, dans 
les baies de la côte nord-ouest de Madagascar, aux 
oscillations de marée se superpose pendant la saison 
des pluies (été austral) une circulation nette de type 
(c estuaire u, dont la conséquence biochimique princi- 
pale est la formation, dans l’eau de fond, de poches 
pauvres en oxygène et riches en sels nutritifs. 
Une autre étude (PITON et MAGN~ER, 1972) a 
montré l’existence de fortes concentrations en 
chlorophylle phytoplanctonique durant le change- 
ment de saison entre la saison hurnide et la saison 
sèche, en mai-juin. C’est pour préciser les méca- 
nismes entrant en jeu durant, cette période qu’a été 
réalisé un prograrnme comprenant une série de 
mesures physico-chimiques et de prélèvements pour 
une étude du phyt,o et du zooplancton. 
Nous avons mesuré les paramctres classiques : 
température, salinité, oxygène dissous, phosphate 
minéral dissous, nitrate et nitrite. 
Les méthodes de mesures et les résultats obtenus 
ont été publiés au Centre O.R.S.T.O.M. de Nosy-Bé 
(PITON et al., 1971). 
Du 8 avril au 7 août 1971, 10 sorties ont été 
effectuées, chacune comprenant 9 stations fixes entre 
l’embouchure de la rivière Sambirano et le talus 
continent.al (fig. 1) avec 5 ou 6 prélèvements de la 
surface au fond. 
+ Cf. SOURNIA (A.) - 1972 a et b. 
Cah. O.R.S.T.O.M., sér. OcEanogr., L~OI. XI, no 2, 1973: 791-200. 
192 B. PITON, Y. MAGNIER ET J. CITEAU 
MADAGASCAR 
Fig. 1. - Position des stations et isobathes de la baie 
d’ampasindava. 
a 
-7 
1 I 
Fig. 2. - a) Relevés pluviométriques mensuels à Tany-Kely, 
de janvier a août 1971. b) Debits mensuels moyens du 
Sambirano, de janvier a août 1971. En pointillé, les hauteurs 
et debits mesurés durant la même période en 1970. 
RAPPEL DES CONDITIONS GBOGRAPHIQUES 
ET CLI&lATIQUES 
La baie d’Ampasindava située sur la côte nord- 
ouest de Madagascar a les caractéristiques suivantes : 
- surface : 428 km2, 
- volume moyen : 9,s km3, 
- profondeur moyenne : 23 mètres, et maximale : 
60 mètres. 
Elle recoit une rivière principale, le Sambirano, 
de 140 km de long, descendant du massif du Tsara- 
tanana (2880 m) et drainant 80 y0 du bassin versant 
de la baie, soit 2980 km2. Elle débouche sur un 
plateau continental large d’une douzaine de milles et 
profond de 20 à 100 mètres. 
Le climat de cette région de Madagascar est 
surtout caractérisé (fig. 2 a) par une saison sèche de 
mai à octobre, où les précipitations sont en moyenne 
cinq fois plus petites que celles de la saison humide, 
entre novembre et avril (moyenne annuelle de 
2 mètres environ). Il s’ensuit pour le Sambirano 
(fig. 2 b) une période d’étiage (débits pouvant être 
inférieurs à 5 m3/s) et une période de crues (maximum 
de 2700 m3/s le 26 janvier 1971). 
La température de l’air varie assez peu d’une 
saison a l’autre : de l’ordre de 24-25 OC en saison 
sèche, elle est de 28-29 OC en saison humide. 
BVOLUTION DES PROPRIBTBS PHYSICO- 
CHIMIQUES 
(a) Baie d’ Ampasindava 
L’évolution physico-chimique de la baie est 
schématisée par les coupes verticales de la salinité 
et des teneurs en oxygène dissous et anions azotés 
(fig. 3, 4 et 5). L es caractères et les conséquences 
de la circulation estuaire y apparaissent clairement : 
une grande dilution de l’eau superficielle décroissant 
du fond de la baie vers le large, la présence de poches 
subsuperficielles pauvres en oxygène et riches en 
anions azotés. Ces traits s’atténuent à l’apparition 
de la saison sèche et l’on aboutit, au mois d’août, à 
une grande homogénéité verticale de l’eau en salinité 
et oxygène dissous et à une grande pauvreté en sels 
nutritifs azotés. 
MAGN~ER et PITON (1972) distinguent 3 couches 
d’eau (fig. 6) : 
- une couche superficielle de 5 à 10 mètres 
d’épaisseur où le gradient vertical de salinité est très 
grand, les teneurs en oxygène élevées et où les anions 
azotés sont à l’état de traces. La vitesse résultante 
estimée est de 9-10 cm.s-l maximum en surface a la 
sortie de la baie, vers le large, 
Cah. O.R.S.T.O.M., sér. Océanogr., vol. XI, no 2, 1973: 191-200. 
PRODUCTION PRIMAIRE - CONDITIONS HYDROLOGIQUES 193 
Fig. 3. -- Distribution verticale de la salinitb à chaque sortie effectuk du mois d’avril au mois d’août 1971 
Fig. 4. - Distribution verticale des teneurs en oxygkne dissous g chaque sortie effectuée du mois d’avril au mois d’août 1971. 
Cah. O.R.S.T.O.M., sér. Océanogr., ~101. XI, no 2, 1973: 191-200. 
B. PITON, Y. MAGNIER ET J. CITEAU 
.20-22 Avril 197 
100 ‘i~~;~~,,,~~,,,;i,,/;’ ,,/ ,,l ,// 
Fig. 5. - Distribution verticale des teneurs en anions azotés (nitrate+nitrite) à chaque sortie effectuée du mois d’avril au mois 
d’août 1971. 
Couche intermédiaire 
P&af., 30.0 35.0 
3.0 4.0 --- 
.SoO.-’ - . . . . . . . . 2 3 .4 5 .;- 
m --._ --._ 
--._ 
‘. -------------t~-------~----- 
‘l 
: 
.:. 
- 10 - ----- S%. 
\ *.*- 
ml/1 
\, *.: 
. . . . . . . . . . o* i, ::-- 
Couche de fond 
Fig. 6. - Profils verticaux-types de la vitesse r&ultante estimée, de la salinité, des teneurs en 
oxygéne dissous et en nitrate+nitrite a l’entrée de la baie d’Ampasindava. 
- une couche intermédiaire de 10 à 15 métres - une couche de fond de 10 à 20 mètres d’épais- 
d’épaisseur à petit gradient vertical de salinité, où seur, où le gradient vertical de salinité est presque nul, 
les teneurs en oxygène sont élevées et celles en sels alors que les gradients d’oxygène et d’anions azotés 
azotés, basses. Le courant y est dirigé vers l’amont, y sont importants. Dans cette couche, la vitesse 
avec une intensité résultante maximale estimée a résultante vers l’amont est très petite ( <l cm.&). 
3 cm.s-l environ, vers 10 mètres d’immersion, 11 n’a pas été tenu compte du champ de tempé- 
Cah. O.R.S.T.O.M., s&. O&anogr., vol. XI, no 2, 1973: 191-200. 
PRODUCTION PRIMAIRE - CONIIITIONS HYDROLOGIQUES 195 
no de la 
sortie ) 1 
20 
30 
Fig. 7. - Évolution de la ten~pératrwe, d  la salinitC, des teneurs en oxygéne dissous et cn 
nitratcfnitritu, et de l’immersion des limites des couches h la station 2, du mois d’avril 
au mois d’août 1971. 
rature dans I’identificat,ion de ces 3 couches, car la 
stratification thermique est de peu d’importance au 
regard de celles des autres paramètres. Les frontkes 
déterminées d’après les critères précédents sont 
portées sur la figure 7 qui prend pour exemple l’évo- 
lution des caractéristiques t)llysico-cllimiques ti la 
station 2, située au centre de la baie d’XmpaGndava. 
Pour suivre l’évolution de la baie, le5 valeurs 
moyennes des paramhtres mesurés aux stations 1 à 5 
ont été calculées pour chaque couche puis les 
Cah. O.R.S.T.O.M., sér. Océanogr., vol. ,YI, no 2, 1973: 191-200. 
196 B. PITON, Y. MAGNIER ET J. CITEAU 
27. 
Couche superficielle 
-33 
-32 
26. 
40 
! 3. Couche intermédiaire 
me 
*T 
US 
A 02 
* NO,+NO, 
5%. 
t 
35 
N03+N02 
(Ais/l+l 
34 3 
t 2 
-1 
Couche de fond 
2 0 
Avril Mai Juin Juillet Aoüt 
Fig. 8. - Évolution des valeurs moyennes, pour chaque couche, de la température, de la 
salinitb, de l’oxygène dissous et du nitrate+nitrite du mois d’avril au mois d’août 1971. 
moyennes pour chaque groupe de 5 valeurs ont été 
déterminées pour chaque sortie, après pondération 
puis croît régulièrement jusqu’à 34,9 O/O”, sa teneur 
de l’épaisseur respective des couches (fig. 8). 
en oxygène reste voisine de 4,6 ml/1 ; on n’observe 
que des traces d’anions azotés ( tO,l matg/m3) 
Entre avril et juillet, l’épaisseur de la couche provenant vraisemblablement du Sambirano. (Il a 
superficielle passe de 5 à 15 mètres ; sa température été mesuré des teneurs en nitrate de 7,5 matg/m3 et 
diminue régulièrement de 29,5 OC à 25,6 OC ; sa en nitrite de 5,2 matg/m3 dans l’eau de cette rivière). 
salinité augmente rapidement de 30,2 à 33,2 ‘J/oo, Pour ce qui est de la couche intermédiaire, son 
Cah. O.R.S.T.O.M., sér. Octanogr., vol. XI, no 2, 1973: 191-200. 
PRODUCTION PRIMAIRE - CONDITIONS HYDROLOGIQUES 197 
0 
10 
20 
30 
PYklf. 
i- 1969 1970 1971 -! 
Fig. 9. - Évolution des teneurs en oxygkne dissous et en nitrate+nitrito en baie d’hmpasindava (station 2) de fkvrier 1969 g 
aoùt 1971. 
épaisseur varie entre 5 et 13 mètres, sa température 
décroît de 28,G OC à 26,5OC, sa salinité croît réguliitre- 
ment de 33,9 à 34,9 Ojoo, sa teneur en oxygkne dissous 
varie autour d’une valeur moyenne de 4,23 ml/1 et sa 
teneur en anions azotés est très basse ( <0,2 ma&/ 
m3). 
L’épaisseur de la couche de fond, assez variable, 
est de 24 mètres en moyenne ; sa température qui est 
de 27,s OC en avril et mai, passe à 26,2 OC, en juin, 
juillet et août ; sa salinité croît de 34,s à 33,O OloO ;
sa teneur en oxygène augmente régulikrement de 
2,8 à 4,6 ml/1 alors que sa teneur en anions azotes qui 
croît de 2,6 à 3,4 matg/m3 jusqu’au début de mai, 
tombe à 1,2 matg/m3 en fin mai jusqu’à fin juin, puis 
devient presque nulle au début de juillet. 
Il semble qu’en 1971, des concentrations élevées 
de sels nutritifs aient été observées plus longtemps 
qu’en 1969 et 1970 (fig. 9). On note rnkrne en fin du 
mois de juin, des teneurs plus élevées en anions 
azotés qu’au début du mois. Ce dét,ail mis-à part, il 
semble que les conséquences biochimiques de la 
circulation de type estuaire en baie d’hmpasindava 
se répètent d’une année à l’autre avec beaucoup de 
similitude. 
(b) Plateau continental et talus 
Les conséquences biochimiques de la circulation 
de type estuaire dans l’eau de fond sont beaucoup 
moins importantes sur le plateau continental, la 
viLesse résultante devant y être plus grande que 
dans la baie (PITOY et MAGNER, 1971). 
Sur le talus, on constat,e qu’à la station 8, située 
dans un canyon sous-marin, les propri@tés physico- 
chimiques sont influencées par des remontées inter- 
mittentes d’eau profonde (fig. IO), qui peuvent 
enrichir l’eau superficielle en sels nutritifs, comme 
par exemple au début du mois d’avril. QAGNIER et 
PITON (197‘3) ont déjà signalé cette particularité. 
Jusqu’à présent, il n’a pas été possible de relier 
avec certikde ce régime d’(< upwellings i) intermit- 
tents à un régime de vent de reflux. On peut seule- 
ment dire que toute la région nord-ouest de Mada- 
gascar est sans doute favorable à ce phénomène : le 
courant géostrophique décrit par DONGUY et PITON 
(1961) longe en effet la cbte, du sud-ouest vers le 
nord-est. 
Cah. O.R.S.T.O.M., sér. Océanogr., vol. XI, no Z, 1973: 191-200. 
198 B. PITON, Y. MAGNIER ET J. CITEAU 
sortie ) 1 11 DI EP Ja S!U !ZIlI Ix X A.-.---.-.-.-.-. 
30 t . . . . . . ;‘. . /. ----- . 4 
1 1 Mai Avril 1 Juin 1 Juillet 1 Aoiït 1 1 Avril 1 Mai 1 Juin 1 Juillet IAoüt I 
Fig. 10. - Évolution dc la température, de la salinité, des teneurs en oxygéne dissous et en 
nitratefnitrite g la station 8 du mois d’avril au mois d’août 1971. 
CORRÉLATION O/N/P 
EN BAIE D’AMPASINDAVA 
Les rapports atomiques de minéralisation généra- 
lement retenus pour l’eau de mer (REDFIELD et al., 
1963) sont : 
AO/AN/AP = - 276/16/1 
Les mesures effectuées sur le talus continental et le 
proche large de la côte nord-ouest de Madagascar 
(PITON et al., 19691, donnent, dans l’eau subsuper- 
ficielle, entre l’immersion de l’isoplèthe UAO = 0 et 
celle du minimum d’oxygène vers 200-250 mètres, 
les rapports : 
AO/AN/AP = - 263/16,8/1, 
proches de la relation classique. 
En baie d’Ampasindava, aux stations 1 à 5, au- 
dessous du niveau de l’isoplèthe UAO = 0 vers 
10 mètres d’immersion, les équations des différentes 
droites de régression obtenues (fig. 11) sont donnés 
par le tableau ci-dessous : 
Correlation 
/ 
Equation de la droite de régression ’ 
(unité : matg/m3) 
(NO,+NOAN/P 68 0,89 (NO,+NO,)N = 8,5 P-1,75 895 16 
p/o 67 -0,93 P = 0,0035 0+1,51 -0,0035 -0,0036 
(NO,+NO,)N/O 158 -0,86 (NO,+NO,)N = 0,0275 0+10,7 -0,0275 -0,058O 
PG+-NO,+NH,‘)N/O 23 -0,Ql (NO,+NO,+NH,)N = -0,0328 O+, -0,0328 -0,058O 
12,3 
(NO,+NO,+NHa’lN/P 23 0,85 (NO,+NO,+NH,)N = 9,3 P-1,66 9,3 16 
n = nombre de couples de mesures retenus 
r = coeflkient de régression 
p1 = pente calculke 
pz = pente théorique avec l’unité choisie 
l Les teneurs en ammoniaque retenues sont celles mesurées lors de la sortie du 21-22 avril 1971, les autres dkterminations 
étant trop sujettes a caution (nombreuses sources de pollution possible sur le VAUBAN). La mbthode employée a été préconisée 
par OUDOT (Comm. pers.) inspirée de la méthode,de STRICKLAND et PAR~ONS (manuscrit non publié) : l’eau de mer est traitée par 
de l’hypochlorite de sodium et du phénol en présence de nitroprussiate de sodium, dans un milieu alcalin contenant du citrate de 
sodium. 
PRODUCTION PHIMAIHE - CONDITIONS HYDROLOGIQUES 
PO‘$. P 
0 0,5 180 
I 
matg/m~ 
Fig. 11. - .- Corrélations entre les teneurs cn oxygéne dissous, en nitratejnitrite et en 
phosphate mesurees sur le talus continental et le proche large de la c0te nord-ouest de 
Madagascar en juillet 1968. 
D’après ce tableau, le rapport : AO/AK/4P est 
- 286!9/ 1. 
Il y a donc un déficit important. en azote minéral, 
même lorsqu’on tient compte de l’azote ammoniacal : 
la concentration de l’azote minéral devrait Etre 
environ deux fois plus élevée. 
La figure 9 permet de distinguer 3 périodes dans 
le fonctionnement du système d’assimilation et de 
régénération des sels nutritifs : 
199 
(1) du mois de novembre au mois de mars, la 
reminkralisation est supérieure à l’assimilation ; il y 
a donc création des (t poches >) pauvres en oxygène et 
riches en sels nutritifs, 
(Y) du rnois de mars au mois de juillet l’assimila- 
tion est supérieure i la régénération, les poches dis- 
paraissent, 
(3) du mois de juillet au mois de novembre, 
Cah. O.R.S.T.O.M., sér. Ocianogr., vol. XI, no 2, 1973: 191-200, 
200 B. PITON, Y. MAGNIER ET J. CITEAW 
l’équilibre du système est maintenu, avec absence périodes, a partir de résultats de mesures effectuées 
apparente des formes minérales de l’azote et main- 
tien du phosphate en petite quantité ( <0,2 matg/m3). 
entre novembre 1969 et juillet 1970, ne sont pas 
-. statistiquement différentes entre elles et montrent 
Les pentes calculées dans les corrélations (NO,+ 
NO,)N/O et P/O pour chacune des deux premières 
le même déficit en azote. 
Manuscrit reçu au S.C.D. le 22 janvier 1973. 
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Une période de poussée phytoplanctonique près de Nosy-Bé (Madagascar) en 1971 : 3. Conditions hydrologiques

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