Rapport d'activités 2014 - Département ODE (Océanographie & Dynamique des Ecosystèmes)
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Département ODE (Océanographie & Dynamique des Ecosystèmes) Unité DYNECO (DYNamiques de l'environnement CÔtier) Rapport d'activités 2014
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO
3
Sommaire
Introduction............................................................................................................................ 5
1 Moyens et effectifs..................................................................................................... 7
1.1 Organisation de l’unité ............................................................................................... 7
1.2 Effectifs ........................................................................................................................ 8
1.2.1 Tableau de synthèse des personnels de l’unité ................................................................... 8
1.2.2 Tableau de l'évolution des effectifs ........................................................................................ 8
1.2.3 Liste nominative par catégorie ................................................................................................ 9
1.3 Equipement, moyens matériels ................................................................................ 11
2 Résultats obtenus .................................................................................................... 13
2.1 Laboratoire Physique hydrodynamique et sédimentaire (PHYSED) ....................... 13
2.1.1 Développements technologiques et numériques ............................................................. 13
2.1.2 Résultats scientifiques .............................................................................................................. 14
2.1.3 Appui aux politiques publiques .............................................................................................. 16
2.2 Laboratoire Benthos ................................................................................................. 17
2.2.1 Résultats scientifiques .............................................................................................................. 17
2.2.2 Appui aux politiques publiques .............................................................................................. 20
2.3 Laboratoire Pelagos .................................................................................................. 21
2.3.1 Résultats Technologiques ........................................................................................................ 21
2.3.2 Résultats scientifiques .............................................................................................................. 21
2.3.3 Appui aux politiques publiques .............................................................................................. 24
2.4 Service AG.................................................................................................................. 25
2.4.1 Acquisitions et observations ................................................................................................... 25
2.4.2 Modélisation ............................................................................................................................... 26
2.5 Service Vigies............................................................................................................. 27
2.5.1 Résultats technologiques ........................................................................................................ 27
2.5.2 Appui aux politiques publiques .............................................................................................. 28
3 Perspectives 2015 .................................................................................................... 31
3.1 Laboratoire Physique HYdrodynamique et SEDimentaire ...................................... 31
3.2 Laboratoire Ecologie Benthique ............................................................................... 31
3.3 Laboratoire Ecologie Pélagique ............................................................................... 32
3.4 Service Applications Géomatiques (AG) .................................................................. 32
3.5 Service VIGIES ............................................................................................................ 33
4 Annexes ................................................................................................................... 35
4.1 Production scientifique et technologique ................................................................ 35
4.1.1 Revues à comité de lecture ..................................................................................................... 35
4.1.2 Publications parues dans d’autres revues et dans des ouvrages scientifiques et
technologiques ........................................................................................................................................ 40
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO
4
4.1.3 Rapports liés aux réseaux de surveillance .......................................................................... 41
4.1.4 Rapports liés aux projets ......................................................................................................... 42
4.1.5 Avis et expertises ....................................................................................................................... 44
4.1.6 Ouvrages / Chapitres d’ouvrages .......................................................................................... 45
4.1.7 Communications dans des colloques et congrès, posters .............................................. 45
4.2 Nouveaux projets ...................................................................................................... 49
4.3 Implication dans la formation (par la recherche) .................................................... 51
4.3.1 Formations données ................................................................................................................. 51
4.3.2 Accueil et encadrement de stagiaires .................................................................................. 52
4.3.3 Accueil et encadrement de doctorants ............................................................................... 53
4.3.4 Accueil et encadrement de post-doctorants ...................................................................... 55
4.3.5 Accueil et encadrement d’apprentis en alternance ......................................................... 56
4.3.6 Participation à un jury de thèse ou HDR ............................................................................. 56
4.4 Partenariats .............................................................................................................. 57
4.4.1 Partenariats PHYSED ................................................................................................................ 57
4.4.2 Partenariats BENTHOS ............................................................................................................. 57
4.4.3 Partenariats PELAGOS .............................................................................................................. 58
4.4.4 Partenariats AG .......................................................................................................................... 58
4.4.5 Partenariats VIGIES ................................................................................................................... 58
4.5 Fonctions de représentation assurées dans les instances régionales, nationales,
européennes ou internationales ......................................................................................... 59
4.5.1 DYNECO/PHYSED ....................................................................................................................... 59
4.5.2 DYNECO/BENTHOS .................................................................................................................... 60
4.5.3 DYNECO/PELAGOS ..................................................................................................................... 60
4.5.4 DYNECO/VIGIES .......................................................................................................................... 60
4.6 Campagnes océanographiques ................................................................................ 61
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO
5
Introduction
L'année 2014 a été pour Dyneco une année charnière pour plusieurs raisons. D'une part la
direction générale de l'Ifremer a demandé une réflexion interne sur le bien-fondé de
l'existence de notre unité telle qu'aujourd'hui constituée, d'autre part elle n'a pas souhaité
l'extension de Previmer qui arrivait en fin de financement de CPER. Ces deux évènements
ont provoqué un fort ébranlement des troupes. En effet ceci a d'une part remis en cause le
caractère opérationnel - et très utile pour la recherche - de certaines des activités de
Dyneco, même si on conçoit que Previmer puisse être opéré ailleurs. D'autre part, le
caractère collaboratif du travail de Dyneco en interne a été jugé insuffisant, cependant
qu'une partie du laboratoire Physed exprimait son désir de rejoindre le LPO. Il est difficile de
dire si cette insuffisance a poussé certains d'entre nous à trouver un meilleur contexte de
travail en UMR. Quoi qu'il en soit, à la fin de l'année les perspectives se sont précisées : une
dizaine de personnes rejoindraient le LPO et en corollaire les contours de Dyneco ainsi que
son projet d'unité seraient redéfinis au cours du premier trimestre 2015.
Les activités de Dyneco telles que cadrées au début de 2013 à l'issue de l'évaluation de
l'AERES ont été poursuivies. Les deux sujets de recherche intégrateurs entérinés par cette
dernière ont fait l'objet de nombreuses propositions et projets financés tant au niveau
national qu'européen, gage de leur bien-fondé. Ainsi le projet sur l'évolution des habitats
benthiques qui mobilise l'essentiel du laboratoire d'Ecologie benthique, du service
Applications géomatiques et une partie du laboratoire Physed (en particulier sa composante
sur les sédiments fins) tente-t-il de donner les clés de la présence et de l'extension des
espèces et habitats. Il se spécialise notamment sur les espèces invasives posant un
problème pour la société et tente d'évaluer leur évolution dans une hypothèse de
changement climatique. Il trouve aussi un appui au sein du Labex Mer. Le projet Dialtoxe sur
la diversité algale, les algues toxiques et l'eutrophisation est quant à lui très structurant pour
le laboratoire d'Ecologie pélagique, car il pilote aussi les actions de recherche sur les
nutriments et leurs sources multiples, dans un objectif de compréhension de l'impact des
changements anthropiques ou climatiques sur les microalgues pélagiques.
Ces deux projets, qui mobilisent une large partie de l'activité scientifique de Dyneco, doivent
nous permettre de proposer des indicateurs pertinents de l'état des eaux côtières que la
DCSMM nous demande de préciser. La mise en place d'un plan de surveillance pour la
DCSMM nous conduit à établir une synthèse des produits de l'Océanographie Côtière
Opérationnelle incluant modélisation, télédétection et mesures issues des réseaux de
surveillance. Sous l'impulsion de Vigies, l'année 2014 a vu se positionner à l'Ifremer des
pilotes ou co-pilotes des programmes de surveillance, rôles qui naturellement nous
permettront de mieux structurer encore le choix de sujets de recherche et d’objectifs
d’intégration.
La dynamique interne de Dyneco se juge à l'aune des collaborations et des soumissions de
projets communs entre laboratoires. On peut citer les sorties des modèles biogéochimiques
utilisées tant à Benthos (par ex. la production primaire) qu'à Pelagos, de même que les
produits d'imagerie de couleur de l'eau régulièrement employés pour le forçage et/ou la
validation des modèles. Pelagos et Physed collaborent pour l'action Daoulex du projet
Dialtox sur les efflorescences d'Alexandrium en rade de Brest. L'étude de la crépidule réunit
sédimentogues, benthologues et modélisateurs statistiques de l'unité. Deux co-
encadrements de thèse ont eu lieu et six projets ANR ont été déposés en partenariat entre
équipes. Il convient aussi de mentionner les nombreuses collaborations en interne à
l'Ifremer, en premier lieu avec l'Unité Littoral comme l'a illustré la journée Dynecoler de
décembre 2014, mais aussi avec le LPO/LOS, GM/LES, PFOM, RDT, STH, EMH, IDM et les
unités d'outre-mer de RBE.
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO
6 Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO
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1 Moyens et effectifs
1.1 Organisation de l’unité
Rattachée au Département ODE, l'unité est organisée en 3 laboratoires et 2 services, selon
l’organigramme ci-dessous.
Organigramme de l'unité DYNECO
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO
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1.2 Effectifs
1.2.1 Tableau de synthèse des personnels de l’unité
Personnel permanent (dont % en UMR) en ETP
Scientifique et technologique
- animation scientifique et technique 3
- chercheurs (dont ayant une HDR) 27,64
- ingénieurs recherche et développement 6,82
Soutien à la recherche
- ingénieur 13,62
- technicien 14.51
Fonctions support
- gestionnaire 4.32
Personnel non permanent* (dont % en UMR) en ETP
- CDD 11
- Doctorants (dont étrangers) 18
- Post-doctorants (dont étrangers) 9
1.2.2 Tableau de l'évolution des effectifs
Nom Date de Date Raison du Catégorie Compétence Laboratoire
départ d'arrivée mouvement ou Service
(retraite, MI,
CSS,
recrutement...)
Amouroux MI à RBE VIGIES
Isabelle
Baudrier 24/03/2014 Recrutement C, 100% Gestion de VIGIES
Jérome projets, appui
aux politiques
publiques
Croguennec 30/11/2014 Retraite TA, Cartographie AG
Chantal 0.91%
Camus Congés CET Environnement AG
Patrick littoral
Curd 09/03/2014 03/01/2011 Année C, 100% Biodiversité des AG
Amélia sabbatique habitats
Lecornu 17/02/2014 16/02/2015 C.S.S C, 091% Océaonographie PHYSED
Fabrice Côtière
Opérationnelle
Schmitt 01/01/2014 MI TA, HPLC, Analyses PELAGOS
Sophie 100%
Volkenborn 31/05/2014 19/08/2013 Démission C, 100% Benthologue BENTHOS
Nils
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO
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1.2.3 Liste nominative par catégorie
1.2.3.1 Personnel permanent Ifremer
NOM Catégorie Cadre Laboratoire/Service
Andrieux-Loyer Françoise C. 91% PELAGOS
Bacher Cédric C. 100% BENTHOS
Bajjouk Touria C. 100% AG
Baudrier Jérome C. 100% VIGIES
Belin Catherine I.S.R. 100% VIGIES
Blanchet-Aurigny Aline C. 100% BENTHOS
Brun Mélanie I. R & D 100% VIGIES
Carlier Antoine C. 100% BENTHOS
Caradec Florian I.S.R. 100% PELAGOS
Cayocca Florence I. R&D 100% PHYSED
Chapelle Annie C. 91% PELAGOS
Charria Guillaume C. 100% PHYSED
Cugier Philippe C. 100% BENTHOS
Daniel Anne I.S.R. 91% PELAGOS
Delmas Daniel C. 100% PELAGOS
Dubois Stanislas C. 100% BENTHOS
Dumas Franck C. 100% PHYSED
Durand Gaétane I.S.R. 91% VIGIES
Garnier Valérie C. 100% PHYSED
Garreau Pierre C. 100% PHYSED
Gauthier Emilie I.S.R. 100% VIGIES
Gohin Francis C. 91% PELAGOS
Grasso Florent C. 100% PHYSED
Huguet Antoine I.S.R. 100% VIGIES
Jestin Hervé I.S.R. 100% PHYSED
Labry Claire C. 91% PELAGOS
Lampert Luis C. 100% PELAGOS
Lazure Pascal C. 100% PHYSED
Lecornu Fabrice I. R&D 91% PHYSED
Le Gac Mickaël C. 100% PELAGOS
Le Hir Pierre C. 100% PHYSED
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO
10
Le Magueresse Alain I.S.R. 100% VIGIES
Le Moigne Morgan I.S.R. 80% VIGIES
Le Roux Jean-François I. R&D 100% PHYSED
Lunven Michel I.S.R. 100% PELAGOS
Masson Jean-Claude I.S.R. 100% VIGIES
Menesguen Alain C. 100% BENTHOS
Miossec Laurence I.S.R. 100% VIGIES
Pineau-Guillou Lucia I. R&D 100% PHYSED
Plus Martin C.A.S.T. 100% PELAGOS
Populus Jacques I A.S.T. 100% AG
Puillat Ingrid I.A.S.T. 100% PHYSED
Quintin Jean-Yves C. 100% AG
Rochette Sébastien C. 100% AG
Siano Raffaele C. 100% PELAGOS
Soudant Dominique I.S.R. 100% VIGIES
Sourisseau Marc C. 100% PELAGOS
Theetten Sébastien I. R&D 100% PHYSED
Thouvenin Bénédicte I. R&D 91% PHYSED
Vandermeirsch Fédéric C. 100% PHYSED
Vasquez Mickaël I.S.R. 100% AG
Verney Romaric C. 100% PHYSED
NOM Catégorie TA Laboratoire/Service
Bodenes Pierre T. 80% AG
Boisseaux Anne Gestionnaire 100% VIGIES
Caisey Xavier T. 100% BENTHOS
Cordier Céline T. 100% BENTHOS
Daniélou Marie Madeleine T. 100% PELAGOS
Gaffet Jean-Dominique T. 100% BENTHOS
Huguen Jacqueline Gestionnaire 50% AG
Jacquet Matthias T. 100% PHYSED
Lamoureux Alice T. 100% VIGIES
Le Berre David T. 100% PHYSED
Le Gall Erwan T. 100% PELAGOS
Le Moigne Morgan T. 80% VIGIES
Gestionnaire
Le Velly Anne-Laure PELAGOS
91%
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO11
Malestroit Pascale T. 91% PELAGOS
Neaud Nadine T. 100% VIGIES
Quentel Jacqueline Gestionnaire 91% AG et EB
Quéré Julien T. 100% PELAGOS
Schmitt Sophie T. 100% PELAGOS
Thomin Pascale Gestionnaire 100% DYNECO/D et PHYSED
Youénou Agnès T. 100% PELAGOS
1.2.3.2 Personnel temporaire Ifremer en CDD, hors post-doc
NOM Catégorie Laboratoire/Service
Antoine Virginie I.S.R. 100% PELAGOS
Baudrier Jérôme I.S.R. 100% VIGIES
Bayle Christophe I.S.R. 100% AG
Bertrand Gaspard I.S.R. 100% VIGIES
Bezaud Marion I.R&D 100% PHYSED
Frémaux Benjamin T. 100% AG
Debray Noélié I.S.R. 100% VIGIES
Enez Florian I.S.R. 100% VIGIES
Faure Sandra I.S.R. 100% VIGIES
Szekely Tanguy I. R&D 100% PHYSED
Wessel Nathalie I.S.R. 100% VIGIES
1.2.3.3 Accueil de personnels d’autres organismes
NOM Catégorie Laboratoire/Service
Cadre de la Sté
Bryère Philippe PELAGOS
HOCER/ACRI
Chevalier Claire Cadre HOCER BENTHOS
Technicienne
Madec Lauriane Station Biologique PELAGOS
Roscoff
1.3 Equipement, moyens matériels
Matériel Coût Fournisseur Laboratoire/Service
Flotteur radiocommandé HYDROLANIX PELAGOS
Système de filtration Milli Q MILLIPORE PELAGOS
Ordinateur portable HP Robook 170 2096 € BENTHOS
Chalut à perche 958 € BENTHOS
Drague 552 € BENTHOS
Microscope 3805 € BENTHOS
Ordinateur 1400 € BENTHOS
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO12 Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO
13
2 Résultats obtenus
2.1 Laboratoire Physique hydrodynamique et sédimentaire
(PHYSED)
2.1.1 Développements technologiques et numériques
Pour mener leurs recherches, les équipes du laboratoire Physed mènent à la fois des
développements technologiques en collaboration avec les autres unités de Ifremer et des
développements numériques autour du code MARS-3D incluant des capacités d’assimilation
de données et/ou la finalisation d’applications opérationnelles à des fins de transfert vers un
opérateur extérieur.
Le projet Mastodon vise à développer avec les ingénieurs de RDT un système complet
permettant de mesurer la température du fond de mer sur les plateaux continentaux avec
une précision de 0.1°C à très bas coût. Les derniers tests de qualification en 2014 ont
concerné 13 mouillages déployés d’août à octobre dans le Mor Braz avec le soutien du
LERMPL. Ce jeu de données unique sera aussi utilisé pour la validation d'un modèle
hydrodynamique à très haute résolution spatiale.
Le projet Flumsed s’est focalisé en 2014 sur le développement de la méthodologie de
mesure et d’analyse des matières en suspension (MES). Ainsi, en partenariat avec
l’Université de Floride et de Caroline du Sud (USA) une suite logicielle sous Matlab a été
développée pour inverser le signal acoustique des profileurs ADCP émis dans des
environnements estuariens caractérisés par des forts gradients de concentrations en
sédiments fins. En parallèle, PHYSED anime le projet DEXMES dédié au développement
d’un dispositif expérimental pour l’étude et la quantification des MES, dont le cahier des
charges et les plans ont été réalisés.
Les applications des développements autour du code MARS-3D sont nombreuses. L’outil
commun Previmer subit une transition, pendant laquelle une analyse de la faisabilité du
transfert de l’opération et du service a permis d’aboutir à une solution techniquement viable
avec Mercator Océan. Pendant cette période, le site web a évolué pour permettre une
visualisation dynamique des résultats et la diffusion de produits numériques s’est poursuivie
(plus de 100 nouvelles demandes traitées).
Pour satisfaire les besoins de recherche comme de surveillance, des réseaux d’observations
sont nécessaires, entre autres afin d'assimiler des données dans des modèles de plus en
plus fins. Les efforts ont porté d’une part sur les modèles emboîtés two-way AGRIF
(Adaptative Grid Refinement in Fortran) à 500 m intégrés et validés dans l’outil numérique et
la nouvelle configuration du modèle de biogéochimie utilisée par Pelagos et Benthos.
D’autre part, les maquettes de Corse, rade de Brest et Méditerranée avec « spectral nudging
» ont été mises en production. A cet effet, le développement des capacités d’assimilation
pour l’océan côtier à l’échelle des façades s’est poursuivi, en particulier à l'occasion d'un
travail de thèse.
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO14
2.1.2 Résultats scientifiques
Le laboratoire Physed focalise ses activités de recherche dans les deux domaines de la
circulation marine côtière et de la dynamique sédimentaire estuarienne et côtière.
2.1.2.1 Circulation marine côtière
La variabilité de la circulation marine côtière est étudiée au sein du laboratoire à différentes
échelles spatiales, de la haute fréquence au signal interannuel. Dans le Golfe de Gascogne,
l’année 2014 a été marquée par le lancement du projet PPR LEFE/GMMC ENIGME
coordonné par Physed (8 partenaires) qui porte sur l'étude de la variabilité interannuelle à
long terme dans le golfe de Gascogne et la Manche. Les premières actions consistaient à
réaliser et analyser une expérience numérique portant sur 53 années (1958-2010) à l’aide
de la configuration à 4km BACH4000 (modèle MARS3D). Les premières analyses
démontrent la capacité de la configuration BACH4000 à reproduire la variabilité passée
(comme par exemple les intrusions de l’Iberian Poleward Current, ou Navidad) en cohérence
avec les observations existantes sur la zone. De plus, un projet de modélisation à très haute
résolution (1km, 200 niveaux verticaux simulés sur plusieurs milliers de processeurs) du
golfe de Gascogne et de la Manche a été retenu pour les Grands Défis du GENCI sur le
nouveau calculateur du centre de calcul CINES, (https://www.cines.fr/occigen-le-nouveau-
supercalculateur/). Ce projet a pour objectif d’évaluer l’impact des vitesses verticales sur la
circulation moyenne de la région en fonction de la résolution verticale. Enfin, les travaux de
thèse menés à partir de données satellitales thermiques et de couleur de l’océan ont montré
une variabilité saisonnière de la dynamique frontale à petite échelle associée, avec
notamment une activité frontale sur le centre du plateau en hiver qui n’avait pas été
documentée auparavant dans cette région.
À gauche : Hauteur significative des vagues lors de la dernière tempête de l’hiver 2014 (3 mars) ;
à droite : Matières en suspension analysées (satellite+modèle) le même jour.
2.1.2.2 Dynamique sédimentaire côtière estuarienne et côtière
Dans le cadre du projet C2E3, dédié à l’étude des conséquences du changement climatique
sur les évolutions morphologiques des zones estuariennes, le comportement
morphodynamique des estuaires a été décrit en fonction de leur géométrie initiale, du
marnage et des apports fluviaux par le biais de la modélisation d’estuaires schématiques à
l’échelle de plusieurs centaines d'années.
Les campagnes de mesures du projet HYMOSED (programme Seine Aval 5) coordonné par
l'unité ont permis le suivi des vasières latérales de la Seine par les approches originales et
complémentaires que sont l’altimétrie par mesures locales (ALTUS et LIDAR terrestre) et
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO15
aéroportées (drones) en partenariat avec les Universités de Rouen et de Lyon et le LDO. En
parallèle, l'impact des forçages hydrologiques et climatiques sur la dynamique du bouchon
vaseux a été étudié par modélisation numérique.
Processus de consolidation de sédiments mixtes sable/vase : comparaisons modèle/mesures pour des
mélanges de concentrations initiales différentes. a) évolution temporelle du positionnement de l'interface
eau/sédiment. b) profil de concentration dans le sediment en fin d'expérience de consolidation. Vert :
Cinitiale : 200g/l; Rouge Cinitial : 100g/l; Cyan : Cinitiale 60g/l.
Afin d’étudier la dynamique des MES dans le panache du Rhône, dans le cadre du projet
EC2CO TUCPA (programme MERMEX) piloté par le CEFREM, des mesures ont été
acquises lors de deux campagnes par des gliders cyclant le long d’une radiale côte/large au
droit de l’embouchure du Rhône lors d’un épisode de crue majeure. Elles représentent un
jeu de données uniques permettant de documenter la variabilité des MES dans la colonne
d’eau, en complément des données issues de la station fixe HF MESURHO, des
observations satellite couleur de l’eau et de la modélisation hydrosédimentaire 3D. Par
ailleurs, l’apport du satellite (en condition initiale) sur le réalisme des résultats de
modélisation fait l’objet d’une publication dans JGR en collaboration avec le LOV.
La remise en suspension des sédiments liée au chalutage sur le site de la Grande Vasière
(Golfe de Gascogne) est étudiée vis à vis des évènements hydro-météorologiques naturels
(co-financement SHOM-Ifremer) dans le cadre de la thèse de Baptiste Mengual débutée fin
2013 (projet européen FP7 BENTHIS, Ifremer/RBE). Deux campagnes déployant un grand
nombre de capteurs complémentaires (optiques et acoustiques) ont ainsi été réalisées en
2014 afin de décrire les panaches turbides générés par deux types de chaluts, et quantifier
le remaniement sédimentaire selon la nature du fond. La validation de la modélisation
numérique des flux sédimentaires sur la zone d’étude a par ailleurs été entreprise, et
l’impact de la résolution numérique sur les résultats a été étudié.
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO16
Influence de la résolution du modèle hydro-sédimentaire, illustrée le long d’un transect de la zone Bretagne
Sud. A gauche, résultats pour des mailles de 500m ; à droite, résultat pour des mailles de 2500. Les résultats
montrent à un instant donné, de haut en bas, les concentrations en suspension de sable, de vase, des apports
fluviaux, la norme de la vitesse et les flux sédimentaires.
2.1.3 Appui aux politiques publiques
Le laboratoire a été sollicité pour amender les propositions de programmes de surveillance
de la DCSMM rédigés par le BRGM pour le descripteur D6, et par le SHOM pour le
descripteur D7. Il participe par ailleurs au Conseil Scientifique de la stratégie nationale pour
le trait de côte piloté par le CEREMA pour le compte du MEDDE.
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO17
2.2 Laboratoire Benthos
2.2.1 Résultats scientifiques
Dans le cadre de l’étude des fonctionnalités des habitats benthiques, plusieurs travaux ont
été initiés ou poursuivis sur une large diversité de modèles biologiques.
Un inventaire exhaustif de la macrofaune des peuplements benthiques a été réalisé en rade
de Brest et dans la zone centrale de la Grande Vasière. Ces travaux préliminaires
permettront de tester l’impact du chalutage sur les peuplements benthiques des sables fins
envasés à Nephrops norvegicus (projet européen BENTHIS). La valorisation d’autres
données a été poursuivie, notamment dans le cadre des actions destinées à quantifier les
niches trophiques des organismes et la structure des réseaux trophiques. Les isotopes ont
été utilisés beaucoup plus largement que leur utilisation traditionnelle, à savoir la
détermination des régimes alimentaires. Ils ont permis de mieux comprendre les
mécanismes de compétition trophique au sein du compartiment représenté par les
suspensivores. Ils ont également été utilisés comme indicateurs des réponses fonctionnelles
des habitats soumis à des modifications (par exemple la colonisation par une espèce
ingénieure). Ces travaux sont relayés également par une participation au montage d’un
groupe de recherche en écologie trophique (GDR GRET).
Des activités de recherche sur l’habitat à crépidules de la rade de Brest
(EC2CO EVOCREP) ont été poursuivis par la description des réseaux trophiques
benthiques associés à cet habitat et un suivi mensuel du recrutement sur trois secteurs
contrastés de la rade depuis les fortes densités jusqu'aux bancs en régression.
A gauche : Signatures isotopiques ( - écart type) des espèces d’invertébrés
benthiques (appartenant à différentes guildes trophiques) communes à deux zones contrastées de l’habitat à
crépidules de la rade de Brest, un banc presque entièrement mort (en haut) et un banc présentant une forte
densité de crépidules adultes (en bas). à droite : Indices isotopiques de niches trophiques calculés à partir
des signatures isotopiques des 19 espèces de suspensivores communes aux deux zones (dN: étendue en
C; TA: aire totale de l’espace isotopique occupée ; SEA : Standard Ellipse Area de
Jackson et al., 2011; CD: distance moyenne au barycentre; NND: distance moyenne au plus proche voisin).
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO18
Par ailleurs, dans le cadre du projet DEXPO visant à améliorer la compréhension de la
dynamique d’expansion et la persistance de la population d’Ophiocomina nigra, espèce
proliférant au sein des ecosystèmes complexes de la pointe de Bretagne, plusieurs
campagnes à la mer ont été organisées. Elle visent à comprendre si l'abondance larvaire
peut jouer un rôle dans la prolifération en analysant la distribution verticale et horizontale de
ses larves et de celles des autres espèces d’ophiures présentes dans la zone d’étude.
Distribution verticale de l’abondance des larves d’Ophiocomina nigra en rade de Brest (A)
et en baie de Douarnenez (B) au mois de juin 2014.
Un des volets de recherche concerne l’étude des impacts des forçages naturels et
anthropiques sur l’écosystème benthique. A ce titre, le suivi semestriel de la colonisation
benthique sur les structures immergées associées au câble de raccordement du site
hydrolien de Paimpol-Bréhat, en collaboration avec l’institut France Energies Marines permet
d’acquérir des données inédites sur la dynamique de colonisation des communautés
benthiques de substrat dur dans un écosystème à fort courant. Ces données permettront à
terme de mieux caractériser l’effet récif des installations d’énergie marine renouvelable, leur
impact sur les communautés benthiques avoisinantes et leur rôle potentiel dans la
propagation des espèces benthiques introduites.
Un second pan structurant du laboratoire concerne la modélisation déterministe des
écosystèmes benthiques. Les approches couplent de manière plus ou moins complexe et
formelle de l’hydrodynamique, de la production primaire, de la dynamique de population et
de l’écophysiologie. De la même manière elles s’intéressent à des habitats liés à une espèce
(huître, moule, coquille Saint-Jacques) ou à des communautés ou des groupes fonctionnels.
Un modèle de dynamique des populations de type « Individual Based Model » (IBM) basé
sur la théorie « Dynamic Energy Budget » (DEB) a été appliqué pour évaluer les
performances de croissance des populations de moules (Mytilus edulis) et d’huîtres
(Crassostrea gigas) dans des habitats de la Manche et du golfe de Gascogne. Ce modèle a
été forcé par des données de modèles biogéochimiques (température et chlorophylle)
provenant de Previmer. En 2014, l'effet d'un changement à long terme de la température sur
les performances des deux espèces a été évalué en utilisant des extrapolations des
tendances établies à partir d'images satellites, et il montre les populations d'huîtres sont
sensibles aux changements de température, contrairement aux populations de moules.
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO19
[-25%, +10 %]
Mytilus edulis
Crassostrea gigas
Calcul de l'énergie consacrée à la reproduction individuelle, et du taux de croissance de populations de M. edulis
et C. gigas, pour un ensemble de simulations correspondant à plusieurs centaines de sites et deux scénarios de
température (situation actuelle sur l'axe horizontal, température extrapolée sur l'axe vertical). Les résultats
illustrent la différence de réponse entre les deux espèces.
Un modèle DEB pour l’huître Crassostrea virginica a également été développé en
collaboration avec l’Université de Louisiane (USA) dans le cadre du déclin de nombreux
stocks. Une stratégie de modélisation multi-agents des interactions entre habitats et
populations a été établie à cet effet.
Dans le cadre de l’ANR Gigassat, visant à comprendre et expliquer les mortalités massives
d’huîtres, le laboratoire a fourni une modélisation de l’écosystème de Quiberon à Bourgneuf
sur la décennie 2000-2010. Les sorties à haute résolution spatiale et temporelle des
paramètres environnementaux (température, salinité, turbidité, chlorophylle a, oxygène,…)
seront mises en relation avec les données de mortalité pour tenter d'expliquer ces dernières.
Ces sorties sont également utilisées pour alimenter les modèles écophysiologiques DEB de
l’huître développés également par PFOM.
Par ailleurs, la modélisation déterministe de la distribution de la coquille Saint-Jacques en
Manche a été poursuivie et finalisée dans le cadre du projet ANR COMANCHE. Cette
modélisation couple un modèle 3D de la production primaire pélagique de la Manche à un
modèle de dynamique de population de la coquille St-Jacques développés en interne ainsi
qu'à un modèle écophysiologique individuel de l’espèce développé par le LEMAR. Ceci a
permis de reproduire de manière réaliste les grands patrons de la distribution de la coquille
en Manche. Le rôle important de la dispersion physique lors de la phase larvaire ainsi que
de la fécondité individuelle liée à l’état physiologique et donc à l’environnement trophique a
été mis en évidence.
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO20
Enfin, l’équipe a consacré une part de ses activités à répondre à divers appels à
projets H2020 (JERICO-Next, Hydralab, SeeSea, AQUASPACE) et nationaux (ANR
MODICREP, REEHAB1 et REEHAB2).
2.2.2 Appui aux politiques publiques
L’équipe a fourni six avis sur des demandes d’extraction de granulats marins pour la partie
benthique. En modélisation, le projet SISQUONOR (Système d’Information Spatiale pour
l’aquaculture en Norvège et en Normandie), piloté par le LER-BN et associant PFOM, a
construit un SIG d’aide à la décision pour la conchyliculture adapté de l'outil norvégien
Akvavis, dont un démonstrateur a été développé pour la Normandie.
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO21
2.3 Laboratoire Pelagos
Le laboratoire Pelagos a pour objectif l'étude de l'impact des changements d’origine
anthropique sur l'hydrologie littorale et sur la diversité phytoplanctonique des masses d'eau
côtières, incluant les microalgues toxiques.
2.3.1 Résultats Technologiques
Un drone radio piloté pour le prélèvement d'échantillons d'eau en zone côtière (projet
SPEEdoo financé par AQUAREF/ONEMA) a été développé en partenariat avec le service
RDT/SI2M. La maquette de faisabilité a été présentée en septembre lors des journées
hydrologie et des journées REPHY. Le transfert technologique est prévu en 2015 dans le
cadre du projet ANR CAPTIVEN. Le laboratoire a également amélioré les logiciels du
système automatisé de comptage et de classification d’espèces zooplanctoniques
(ZOOCAM, avec RDT, LER et STH). Ce système a été utilisé de manière opérationnelle en
2014 pour l’analyse des échantillons de zooplancton prélevés lors des campagnes
halieutiques PELGAS, CAMANOC et EVHOE. Enfin la maintenance et l'amélioration
logicielle ont également concerné un nouveau capteur de méthane déployé avec succès à
six reprises en Mer de Marmara (collaboration REM-RDT et REM-GM) lors de la campagne
MARSITE.
Essais du drone radio piloté SPEEdoo.
2.3.2 Résultats scientifiques
Dans le cadre de l'Action Diapsye, le projet EC2CO-MICROPOP étudie le rôle potentiel des
micro-organismes dans le devenir du phosphore organique particulaire en milieu estuarien.
Dans une première phase du projet, des mises au point ont été réalisées sur la spéciation
du P particulaire par 31P-RMN, sur la mesure du P bactérien par microsonde X couplée à la
microscopie électronique à transmission (en collaboration avec l'UBO), et sur l'analyse de la
diversité bactérienne d'échantillons estuariens.
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO22
Microanalyse X et répartition des bactéries sur une maille de la grille (A), Spectre de rayons X d’une bactérie
(B) et cartographie des éléments C, N, P, O, S de cette même bactérie (C).
Dans le cadre du projet ANR-SIENA et du Labex-Mer, différentes méthodes de mesure du
fer réactif associé aux teneurs en composés sulfurés nous ont permis de proposer des
indicateurs d’anoxie pour les sédiments de la Rade de Brest. Ces différents indicateurs
devront maintenant être calibrés sur d’autres sites soumis à divers degrés d’eutrophisation,
et inter-calibrés avec d’autres indicateurs biotiques (matériel génétique du phytoplancton…)
ou abiotiques, afin d’être validés en tant qu’indicateurs des phénomènes d’eutrophisation
passés.
La variabilité spatiale de la diversité phytoplanctonique a été étudiée sur des radiales côte-
large de l’embouchure de la gironde jusqu'aux accores du plateau, durant deux situations
hydrologiques très contrastées (forte stratification thermohaline des eaux en mai 2012 et
faible stratification en 2013). Ces résultats mettent en évidence le rôle des limitations
nutritives et de la stratification sur la structuration des populations phytoplanctoniques et en
particulier sur la dominance des formes picophytoplanctoniques. Par ailleurs, ils confirment
l’intérêt de l’outil de taxonomie pigmentaire pour obtenir une description rapide de la
structure de taille, de la biodiversité et de la composition des communautés
phytoplanctoniques.
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO23
Profils pigmentaires (HPLC) sur une radiale côte-large du Golfe de Gascogne.
L’étude des compositions et abondances des communautés phytoplanctoniques par
approche paléoécologique consiste à étudier l’ADN fossile ainsi que les formes de
résistance (spore et kystes) préservées à l’état quiescent dans les sédiments. Les analyses
paléoécologiques effectuées dans le cadre du projet EC2C0-PALMITO à partir des carottes
prélevées dans la rade de Brest suggèrent qu’Alexandrium minutum (microalgue productrice
de toxines PSP) a envahi la rade au début des années '80. Depuis la baie de Daoulas il se
serait diffusé dans l’estuaire de l’Elorn au début des années ’90. Plus récemment l’espèce a
vu son abondance croître pour occuper progressivement toute la rade.
Dans le contexte d'une apparition récente mais récurrente depuis 2012 d'efflorescences
importantes de l'espèce toxique Alexandrium minutum en rade de Brest, un modèle
numérique a été développé pour évaluer la capacité de cette espèce à croître en fonction
des paramètres environnementaux et en compétition interspécifique. Aspect novateur, ce
modèle 0D met A. minutum en compétition avec une cinquantaine d’espèces
phytoplanctoniques. Le modèle intègre une diversité fonctionnelle et une diversité intra-
groupe, basées sur la taille des cellules à la température optimale et les capacités
d’absorption de nutriments de chaque groupe. L’application du modèle en baie de Daoulas
(rade de Brest) pour les années 2012 et 2013 a permis de reproduire à la fois la phénologie
et l’ordre de grandeur des efflorescences observées. Par ailleurs, le programme DAOULEX
a permis d'étudier les blooms récurrents d'A. minutum en 2010, 2012, 2013 et 2014 ainsi
que la présence dans les sédiments de kystes et de traces d'ADN d'A. minutum. La rade de
Brest peut aujourd'hui être considérée comme une zone à risque pour Alexandrium minutum
de mi-mai à fin août.
Un nouveau produit de la télédétection de couleur de l'eau a été proposé dans le cadre du
projet MCGS (Marine Collaborative Ground Segment) : la fusion des champs de matières en
suspension issus des satellites avec des simulations forcées par les vagues et la marée. Ce
produit a trouvé son application dès l’hiver 2013-2014 au cours duquel les plus hauts
niveaux de matières en suspension minérales ont été observés depuis 1998. Ce type de
travail permet d’évaluer l’impact d’une augmentation du nombre des fortes tempêtes,
accompagnant le réchauffement climatique, sur la chaîne trophique marine.
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO24
Enfin, en collaboration avec le laboratoire BENTHOS, un programme vise à déterminer par
modélisation écologique 3D le rôle respectif des principaux apports fluviatiles de nutriments
dans l'eutrophisation des eaux côtières. Couplant plusieurs modèles, ce projet compare, sur
la décennie météorologique 2001-2010, les descripteurs basiques de l'écosystème
pélagique dans la situation actuelle, la situation théorique d'apports naturels dits "pristines"
et 3 scénarios de réduction plus ou moins marquée des apports actuels. S'appuyant sur le
traçage du N et du P dans les divers maillons du réseau trophique, une recherche par
optimisation linéaire des réductions à conseiller par groupes de fleuves sur les apports de
nitrate (resp. phosphate) permettra de fournir aux pouvoirs publics des éléments de réflexion
permettant de se rapprocher du Bon Etat Ecologique concernant l'eutrophisation.
2.3.3 Appui aux politiques publiques
Au sein d’AQUAREF le laboratoire Pelagos contribue à l’amélioration des pratiques de
prélèvement et d’analyse en mettant en œuvre des outils d’assurance et de contrôle qualité
indispensables pour fiabiliser la surveillance des milieux aquatiques. Dans ce cadre, des
essais inter-laboratoires pour la mesure des nutriments et de la chlorophylle-a dans les eaux
marines ont été proposés à une trentaine de laboratoires de la communauté
océanographique française (Ifremer, CNRS, IRD) ainsi qu’aux sous-traitants de l’Ifremer.
Des travaux réalisés en collaboration avec les équipes de l’ULCO et du LER Boulogne pour
l'ONEMA permettent de comparer différentes approches, telles que la chémotaxonomie, la
cytométrie, la microscopie ou la fluorimétrie « in vivo » en matière de recherche d'indicateurs
phytoplanctoniques. Les méthodes chémotaxonomiques qui permettent d’intégrer, au
contraire de la microscopie, les compartiments nano- et picophytoplanctoniques, pourraient
permettre de mieux appréhender ces indicateurs demandés par la DCE et la DCSMM.
Complémentaire au réseau REPHY, le projet PHENOMER fait appel à la population
fréquentant le littoral pour signaler des phénomènes d'eaux colorées liées à des
efflorescences phytoplanctoniques. Après deux ans (2013-2014) d’expérimentation de ce
projet, les signalements du public ont permis de compléter les connaissances scientifiques
sur l’étendue et la durée de phénomènes d’efflorescences colorés, ainsi que sur
l’identification de nouveaux risques pour la faune marine. De plus un phénomène de
mortalité de bivalves a été associé aux efflorescences des Heterosigma akashiwo et
Pseudochattonella verruculosa, évènement qui n’aurait pas pu être détecté par le réseau
REPHY puisque la zone d’occurrence du phénomène n’est pas sous surveillance.
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECO25
2.4 Service AG
Les missions de l’équipe AG sont de deux ordres :
a) développer et améliorer les techniques de télédétection des habitats des fonds marins
côtiers,
b) mettre en œuvre la modélisation statistique des habitats benthiques afin de pallier la
rareté des levés et des observations.
2.4.1 Acquisitions et observations
L’accent est principalement mis sur le très proche côtier, avec pour objet principal les outils
optiques pénétrant la colonne d’eau. Il s’agit de l’imagerie multi- ou hyperspectrale qui
permet de décrire le composition du fond ainsi que le lidar. Pour la première, les principaux
travaux sont effectués dans le cadre d'une thèse sur l’apport de l’imagerie hyperspectrale
aéroportée et spatiale à la cartographie d’habitats benthiques en milieu récifal. Le site
d'étude est l'Ile de la Réunion dans le lagon et sur la pente externe. La grandeur d’intérêt est
la réflectance du fond, caractéristique intrinsèque à chaque habitat. Afin de retrouver cette
grandeur d’intérêt à partir de l’image hyperspectrale, il est nécessaire de modéliser puis
d’inverser la réponse optique de la colonne d’eau. Les premiers résultats sous forme de
bathymétrie, de propriétés optiques de l’eau (Chlorophylle, MES et CDOM) et de cartes
d’abondances (corail, herbiers, sables et turfs) sont prometteurs. Des travaux sont aussi en
cours sur les herbiers de zostères dans le golfe du Morbihan.
Aperçu des résultats de traitement de la colonne d'eau et de démélange spectral.
En haut à gauche, une image hyperspectrale acquise au niveau de la passe de l'Ermitage à St-Gilles, suivie
des cartes d'abondance des herbiers, du sable et du corail issus des traitements d'images.
Le lidar bathymétrique offre, outre la mesure de la profondeur, des perspectives
d’identification de la nature des fonds. Dans le cadre du projet européen Iqmulus, les
travaux de traitement des formes d'ondes ont démarré avec le recrutement d'une post-doc et
un contrat a été passé au FOI suédois (Defence Research Agency) pour la fourniture de
modules de logiciel qui formeront la base des développements prévus pendant l’année à
venir. Dans cette gamme de profondeurs atteintes par l’optique (10 à 15m, étage
infralittoral), des acquisitions acoustiques par sondeur vertical ou sonar latéral et des
observations par vidéo sous-marine ont aussi été réalisées (en collaboration avec Benthos
Rapport d’activités 2014 – Unité DYNECOVous pouvez aussi lire
