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PROGRAMME SCIENTIFIQUE
Depuis 2012 mes activités s’inscrivent au sein de l’UMR-MIO (Mediterranean Institute of
Oceanography) qui constitue un pôle d'Océanologie de 220 personnes regroupant 160
statutaires du CNRS, de l'IRD, de l'Université de la Méditerranée, de l'Université de Provence
et de l'Université du Sud Toulon-Var (USTV) ainsi qu'une soixantaine de doctorants,
spécialisés dans l'enseignement, la recherche et l'observation du milieu marin (Océan ouvert
ainsi que les interfaces Continent- Océan et Atmosphère-Océan).
Le MIO a une implication forte au Sud et pour le Sud. La présence d’agents IRD au Sud et
le développement d’activités scientifiques sur des chantiers communs en zone intertropicale
(Lagunes mexicaines, Lagons de Nouvelle Calédonie et de Polynésie Française) sont une des
particularités du MIO, avec des personnels IRD répartis dans les différentes équipes de
recherche et les axes transverses. La formation d’étudiants du Sud sous différentes formes
(formation initiale, stages de recherche, encadrements de thèses et de post-doctorats) et la
mise en place d’un Laboratoire Mixte International (LMI) sont également prévus pour
développer le partenariat pour le développement.
Mes principales activités présentes et mes perspectives, dans le contexte MIO, sont détaillées
dans les paragraphes suivants
1 Programme GELAMED sur la prolifération d’organismes gélatineux (méduses,
cténaires) en Méditerranée (2010-2013).
Cette étude qui s’inscrit dans les activités de l’Eq 5 du M I O, s’intègre dans un programme
d’Etude du Plancton Gélatineux sur la façade Méditerranéenne -MEEDDAT - LITEAU (Responsable : Delphine Bonnet). L’importance écologique des organismes marins
gélatineux représente un intérêt fort car ils apparaissent très souvent en forte densité dans les
eaux côtières, les estuaires et lagunes et ont un impact très important sur le fonctionnement
du réseau trophique et sur le cycle des éléments (e.g. C, N). Ce programme fournit le cadre
de la thèse de Floriane Delpy que je codirige ave Delphine Botha.
2 Programme sur l'impact des perturbations anthropiques sur les communautés
aquatiques microbiennes dans un écosystème tropical peu profond : Lagune de
Sontecomapan (État de Veracruz, Mexique) (2011-2013)
Ce programme, dont je suis le responsable français fait l’objet d’une convention spécifique
de coopération scientifique IRD – Université Autonome de Mexico (UAM-XOCHIMILCO).
Il bénéficie d’un support financier (période 2011-2013) pour des missions uniquement) dans
le cadre d’un projet accepté au 16eme appel d’offres ECOS-ANNUIES. Une demande de
financement supplémentaire avait également été déposée auprès du CONACYT (Appel
d’Offre 2011) mais n’a pas été arbitrées favorablement et sera re-soumis à l’Appel d’Offres
2012. Le projet concerne un milieu lagunaire d’un grand intérêt écologique (réserve naturelle,
site ornithologique) et économique (pêche, aquaculture et écotourisme) mais soumis à des
perturbations entraînant de graves problèmes environnementaux. Il intègre 4 doctorants
mexicains et prévoit la formation de professeurs à des thématiques peu ou pas développées au
Mexique. Parmi les résultats attendus il y a l’identification de bio-indicateurs fonctionnels des
eaux lagunaires, destinés à servir d’outil de gestion.
3 Programme Nectalis sur l'incidence de la distribution des échelons intermédiaires
(zooplancton, micronecton) sur la distribution du thon germon dans la zone économique
de Nouvelle Calédonie (2011-2013)
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Cette étude réalisée dans le cadre du programme ZONECO-Nectalis piloté par C. Menkès
fournit le cadre de la Thèse de Hossem Smati que je co-dirige avec Cheriff Sammari de
l’INSTM (Tunisie). L’objectif est d’observer et modéliser l’habitat du thon et ses migrations
pour mieux comprendre sa distribution. La stratégie d’étude repose en grande partie sur deux
campagnes d’échantillonnage à bord du NO-Alis effectuées en jullet-août 2011 et en
Novembre-décembre 2011. Ce projet entre parfaitement dans les objectifs du MIO, tant d’un
point de vue thématique (étude des réseaux trophiques pélagiques, couplages entre les
processus physiques et biologiques) que sur le plan des développements méthodologiques
(nouvelles méthodes automatisées d’études de la distribution des communautés pélagiques).
Ce deuxième point est particulièrement important pour le MIO qui cherche actuellement à
développer des techniques basées sur des capteurs optiques (notamment LISST et LOPC)
couplés à des engins tractés (Minibat) pour étudier la distribution du zooplancton en relation
avec les phénomènes hydrologiques à différentes échelles de temps et d’espace. L’utilisation
conjointe de ces capteurs optiques et de mesures acoustiques (ADCP, échosondeurs, TAPS),
telle que prévue dans le projet, constituent un plus très appréciable dans le développement de
cette ligne de recherches.
4 Série d’observation à long-terme dans le Pacifique Sud (projet SPOT).
Le Projet SPOT (South Pacific Ocean Time-series) piloté par A. Ganachaud et J. Aucan a
pour objectif
de mettre en place une station marine hauturière d’observation
multidisciplinaire (montée sur le principe des stations JGOFS HOT et BATS) afin de
constituer de longues séries temporelles de paramètres de base sur l’hydrologie, la
biogéochimie et la biodiversité des eaux subtropicales. Ces séries qui seraient les premières
concernant le milieu oligotrophe tropical de l’hémisphère sud, serviront de base au suivi de
la variabilité climatique et des changements à long terme de la biodiversité et de la
biogéochimie. Le projet repose à la fois sur un mouillage hauturier et sur des campagnes
régulières à bord d’un navire. Il est organisé en 8 groupes de travail (WG) : Physique,
microorganismes cycle biogéochimiques, bio-optique marine, zooplancton, sels nutritifs,
chimie des carbonates, agrégation des données. Je suis responsable du WG6 (zooplancton).
Ce projet regroupe plusieurs intervenants (irdiens et non-irdiens) du MIO, et présente donc un
caractère fédérateur autour du chantier Pacifique. Il a fait l’objet de demandes de financement
(LEFE) qui n’ont pas abouti en 2011, mais une re-soumission a été faite en 2012.
5 Chantier Méditerranée Sud (Tunisie Maghreb) ; projet de LMI.
Je participe activement à la mise en place d'un Laboratoire Mixte International (LMI) avec les
UMRs ECOSYM et EME pour le côté français et avec plusieurs laboratoires tunisiens (CBS
Sfax, INSTM, Université de Carthage). La thématique retenue est : " Biodiversité et
vulnérabilité des écosystèmes marins côtiers des rives sud de la Méditerranée face aux
contaminants d’origine anthropique et atmosphérique "L’objectif général est de faire
émerger un consortium de recherche et d’enseignement en Méditerranée, en premier lieu en
Tunisie, autour de cette thématique.
En tant que correspondant de ce LMI pour le M I O, j'ai participé à plusieurs réunions
préparatoires avec les partenaires français et participé au groupe de rédaction. J'ai également
organisé et animé une réunion d'information au niveau du MIO pour présenter le LMI et faire
le bilan des participants potentiels.
le LMI est organisé en 3 axes thématiques (Recherche, Gestion et Formation. L'axe
Recherche est structuré en 4 WorkPackages : Mesurer, Evaluer, Prédire et Remédier. Je suis
co-responsable du WP Evaluer dont l'objectif général est d'étudier l'impact des apports
terrestres et atmosphériques et particulièrement des contaminants chimiques et biologiques
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sur les organismes, les populations, les communautés et in fine sur la dynamique et le
fonctionnement des écosystèmes aquatiques et donc leur capacité de services
6 Perspectives de recherches sur les chantiers Sud : Impact des forçages physiques sur la
dynamique du plancton, la productivité et les services des milieux lagunaires et
lagonaires.
Contexte
Cette thématique doit fédérer des recherches transversales entre plusieurs équipes du M I O
(Eq 1-Océanographie Physique Littorale et Côtière OPLC, Eq 4 -Cycles biogéochimiques et
rôles fonctionnels des assemblages de microorganismes planctoniques CYBELE et Eq 5 Ecologie Marine et Biodiversité EMBIO) et des partenaires extérieurs autour d'une
problématique orientée vers les pays du Sud (Tunisie et nouvelle Calédonie) pour qui les
écosystèmes côtiers et lagunaires sont particulièrement importants des points de vue
écologique, économique et sociétal.
Projets soumis à des appels d'offres 2012 :
 Projets OLETI (Liteau) et ERICA (Fondation de France) sur les lagons de
Nouvelle Calédonie qui pourront s'appuyer sur et compléter les projets et programmes
en cours en Nouvelle Calédonie (et programme VAHINE notamment) qui sont orientés
vers la compréhension de la dynamique des communautés planctoniques et de leur rôle
dans les transferts trophiques. Ces deux projets n'ont malheureusement pas été retenus
cette année, mais ils seront re-soumis à de prochains appels d'offres fin 2012, 2013
(EC2CO, ANR). Une demande d'action incitative IRD sera également formulée sur la
demande budgétaire 2013.
 Projet EL BIBAN (Envi-Med, Mistrals) sur les lagunes tunisiennes qui s'inscrit
dans la perspective de la création d'un LMI avec des partenaires tunisiens qui est une
priorité majeure du M.I.O. dans le prolongement de recherches en cours ou en projet
notamment sur le Golfe de Gabès (INCOMETT, PIROG3G) et qui font le pendant des
activités développées sur la rive nord (programmes MerMEx/SPEciMed et
MerMEx/DeWEX). L'arbitrage de ce projet est en attente.
Problématique scientifique générale: D'une façon générale, les écosystèmes lagunaires et
lagonaires ont une richesse planctonique bien supérieure à celle du milieu marin environnant
et jouent ainsi un rôle de nourricerie reconnu pour de nombreuses espèces exploitables. Cette
richesse planctonique s'explique en partie par une plus grande richesse trophique, liée
notamment aux apports terrigènes. Une autre hypothèse pour expliquer cette richesse pourrait
être liée à un phénomène de rétention-accumulation du zooplancton lié à la combinaison des
échanges avec l'océan et des comportements migratoire et natatoire (rhéotaxie) des
organismes. Ainsi la dynamique du plancton dans les lagons et lagunes côtières serait
également sous la dépendance combinée des forçages physiques liés aux échanges avec
l'océan et au temps de résidence des eaux.
Projet OLETI (Ocean Lagon Exchanges vs Terrigenous Inputs) En réponse à l'APR
LITEAU 2011. Axe N°1; porteur J.L Devenon .
Les processus hydrodynamiques sont des éléments moteurs du fonctionnement écologique des
milieux lagonaires. Ils agissent en particulier sur la distribution spatiale et temporelle des
organismes planctoniques qui sont indispensables au soutien de la diversité des échelons
trophiques supérieurs et qui jouent un rôle majeur dans la production de biomasse et dans le
transfert de flux (énergétique, nutritifs, polluants) liés aux différents forçages naturels ou
anthropiques. Les objectifs du projet seront (i) d'améliorer notre connaissance de
l'hydrodynamique au dessus des barrières récifales et (ii) d'analyser l'impact des processus
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hydrodynamiques sur la circulation des eaux et la dynamique du plancton. L'étude entend
fournir des indicateurs biologiques zooplanctoniques utilisés pour apprécier le "bon état des
eaux" ainsi que des outils utiles pour l'aide à la décision (cartographie des zones lagonaires
sensibles et des zones productives, indices bio-indicateurs planctoniques d’influence
océanique, estuariennes ou terrestre, etc.). L'approche est innovante et interdisciplinaire,
puisqu'elle mêle intimement des mesures physique et hydrodynamique de haute résolution en
milieu récifal avec une stratégie de mesure des communautés zooplanctoniques avec des
échelles approchantes. L'exemple d'un lagon étroit de Nouvelle Calédonie sert de
démonstrateur en raison d'études antérieures menées sur des thématiques proches dans cet
environnement, et en permettant de s'appuyer sur leur résultats.
Projet ERICA (Effets potentiels des RIsques associés au Climat et à l'Anthropisation sur
les écosystèmes lagonaires de Nouvelle Calédonie) en réponse à l'AO « Quels littoraux pour
demain ?» 2012 de la Fondation de France; porteur Marc Pagano
Les lagons sont parmi les premiers écosystèmes à être impactés par les effets conjugués du
changement climatique et des activités humaines. Or, ils rendent de nombreux services aux
populations et doivent être préservés contre les effets indésirables d’un développement mal
contrôlé. Parmi ces services, la ressource halieutique, élément majeur de l'économie, est
fortement dépendante du bon fonctionnement écologique et notamment de la productivité du
zooplancton qui est un lien trophique indispensable vers les niveaux supérieurs. Cette
productivité est sous la dépendance combinée de différents forçages qui définissent un état
d'équilibre écologique. Mais cet état peut évoluer et se dégrader sous l'effet de risques liés au
changement climatique et aux activités humaines pouvant modifier le contexte
hydrodynamique et sanitaire. Le projet vise à (1) préciser les effets combinés de
l'hydrodynamique et des apports terrigènes sur la dynamique du plancton à la base du
potentiel halieutique, (2) définir un certain nombre d'indicateurs visibles de ce potentiel afin
de proposer des outils de gestion et d'ingénierie écologique, (3) étudier les usages des
populations insulaires (et leur évolution attendue) susceptibles d'impacter directement ou
indirectement ce potentiel, (4) faire une analyse de l'évolution possible en dégageant des
scénarios contrastés associés à des combinaisons de risques associés au changement
climatique et aux activités humaines et (5) mener des actions de vulgarisation vers le grand
public et de pédagogie auprès des acteurs locaux (pêcheurs, hôteliers, industriels, miniers,
visiteurs, …) afin de les aider à construire et partager une vision commune sur l'évolution de
leur patrimoine marin côtier et proposer des solutions (eg modifications d'usage compatibles
avec les us et coutumes locales) en vue de conserver le potentiel de services et notamment le
potentiel halieutique.
Le projet est innovant et interdisciplinaire, puisqu'il mêle intimement une approche
écosystémique combinant mesures physique, hydrodynamique et biologique (communautés
planctoniques) avec une approche socio-économique servant à identifier des risques potentiels
pour le fonctionnement écologique. L'exemple d'un lagon étroit de Nouvelle Calédonie
(Teremba/Ouano) sert de démonstrateur en raison d'études antérieures menées sur des
thématiques proches dans cet environnement. Cette étude est applicable aux nombreux lagons
chenaux des îles hautes du Pacifique Sud.
Projet EL BIBAN: Echanges Lagune-Mer: Une Boucle d'Interaction Biologique/Anthropique en
réponse à l'AO ENVI-MED de MISTRALS 2012; porteur Marc Pagano
Nous proposons un projet sur le rôle des forçages hydrodynamiques (courants, marée,
échanges avec le milieu marin) et trophiques (rejets d'éléments nutritifs etc.) sur la variabilité
du zooplancton dans des lagunes méditerranéennes sous influence tidale marquée. Cette étude
s'effectuera par comparaison de deux lagunes tunisiennes, servant de nourricerie pour la
production halieutique dans la région du Golfe de Gabès. Une de ces lagunes (El Biban) est
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ouverte sur la Méditerranée via une passe de 3km de long. Une digue érigée au travers de la
passe afin d’aménager des pêcheries est immergée à marée haute et piège le poisson à marée
basse. L'autre lagune (Boughrara) est ouverte sur le golfe de Gabès par deux passes une à
l'ouest de 2km de long et une plus étroite à l'est. Située en zone fortement anthropisée et sous
influence d’intrants urbains, industriels et agricoles, elle reçoit d'importantes charges
nutritives et ou polluante impactant
le plancton et se combinant aux forçages
hydrodynamiques. La comparaison de ces deux milieux très proches (environ 30 km) doit
permettre de distinguer les effets liés aux différences morphologiques des passes de
communication avec la mer extérieure de ceux liés aux degrés d’anthropisation. L'étude
s'appuiera sur une campagne ponctuelle d'un mois en période de forts coefficients de marée
(équinoxe d'automne) qui permettra d'apprécier la variabilité tidale des paramètres physiques
(direction et l’intensité des courants, température, salinité) chimiques (nutriments) et
biologiques (structure et abondance du plancton) au cours d'un cycle de mortes eaux - vives
eaux à partir d'enregistrement (mouillages de capteurs type ADCP, CTD, pression) et
d'échantillonnage de type eulérien à haute fréquence en différents points de chaque lagune.
L'échelle spatiale sera étudiée grâce à des mesures à haute fréquences des paramètres de base
et du zooplancton selon plusieurs radiales qui couvriront l'ensemble de la lagune à l’aide d’un
poisson tracté (minibat). Des campagnes mensuelles pendant un cycle annuel permettront
d'apprécier la variabilité saisonnière dans nombre plus réduit de stations.
Les résultats doivent permettre (i) d'améliorer la connaissance du forçage hydrodynamique
sur la distribution spatiale et temporelle du plancton et in fine sur le fonctionnement de
l'écosystème et (ii) de mettre à la disposition de gestionnaires des outils permettant d'aider à
préserver le bon état écologique des lagunes: modèle de circulation hydrodynamique,
cartographie d'isochrones des temps de résidence, cartographie des zones productives, etc.).
Ce projet doit permettre de renforcer les collaborations scientifiques entre nos instituts qui
doivent se poursuivre notamment dans le cadre d'un projet de laboratoire mixte international
(LMI). Il doit également fournir des bases pour la poursuite de travaux de doctorants tunisiens
ou marocains déjà encadrés ou co-encadrés par nos équipes.
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