OSYNICO :

Optimisation et SYNergie des données In situ et COuleur de l’eau pour l’étude de la dynamique biogéochimique des eaux côtières

Contexte et questions de recherche

Ce projet s’inscrit dans le cadre général de l’étude de la dynamique biogéochimique du milieu côtier et de la réponse de ces écosystèmes face aux variations des conditions environnementales. Les zones côtières qui jouent un rôle primordial dans les cycles biogéochimiques océaniques sont soumises, notamment de par leur position d’interface entre les écosystèmes continentaux et océaniques, à une forte variabilité spatiale et temporelle à laquelle viennent se surimposer des variations liées à l’impact des changements environnementaux qu’ils soient d’origine naturelle et/ou anthropique. La caractérisation de la dynamique des zones côtières en réponse aux précédents forçages doit prendre en compte la forte hétérogénéité spatiale de ces écosystèmes ainsi que des processus intervenant à une diversité d’échelles temporelles (e.g. variations rapides en réponse à des évènements extrêmes, oscillations saisonnières, variations interannuelles). L’identification de l’impact des changements environnementaux sur les propriétés biogéochimiques des zones côtières représente actuellement une thématique scientifique majeure qui s’inscrit notamment dans un contexte de mise en place, à l’échelle européenne, de politiques environnementales de suivi de la qualité de ces masses d’eau particulièrement vulnérables (Directive Cadre sur l’Eau DCE, Directive Cadre Stratégie pour le Milieu Marin, DCSMM).

Un tel suivi de la dynamique biogéochimique des eaux côtières françaises dans leur ensemble est rendue possible grâce à la mise en place au cours des deux dernières décennies de plusieurs réseaux nationaux d’observation in situ (e.g. SOMLIT, REPHY, MAGEST, COAST-HF..). Leurs diverses stations distribuées le long des différentes façades littorales permettent d’obtenir des informations sur les évolutions à long terme des propriétés physico-chimiques du milieu côtier à différentes fréquences (de l’échelle sub-horaire à l’échelle bimensuelle). Les informations fournies par les données acquises par les capteurs couleur de l’eau permettent quant à elles une description synoptique et en continu depuis fin 1997 des caractéristiques optiques et biogéochimiques des eaux côtières françaises avec désormais des séries multi-capteurs incluant des données radiométriques de qualité à différentes résolutions spatiales (de 20m à 1km). Ces différents outils d’observations permettent donc de suivre à de multiples échelles les variations spatio-temporelles de variables biogéochimiques clés, dont certaines sont communes aux différentes approches (e.g. Chla, MES/Turbidité, POC).

L’exploitation de ces informations, généralement effectuée de manière indépendante, doit cependant faire face à différentes limitations, qu’elles soient associées aux observations in situ (e.g. faible emprise spatiale : données localisées et nombre de stations limité au sein d’un même site ou le long du littoral) ou aux données satellitaires (e.g. incertitudes sur les produits, fréquence d’acquisition, couverture temporelle réduite). On comprend que ces limitations notamment en terme de couverture temporelle et/ou spatiale peuvent conduire à une vision parcellaire et potentiellement tronquée de la réponse des écosystèmes côtiers face aux variations environnementales. Ce projet vise à mettre à profit la complémentarité des données in situ issues des réseaux nationaux d’observation et celles dérivées des développements engagés par les différents acteurs de la thématique couleur de l’eau en côtier à l’échelle nationale pour apporter des éléments permettant de répondre à ces questions scientifiques générales :

• Quelle est l’évolution à long terme des caractéristiques biogéochimiques des écosystèmes côtiers français en réponse aux variations des conditions environnementales (évolution des oscillations saisonnières : caractéristiques phénologiques des efflorescence algales et tendances inter-annuelles) ?


• Quelle est la réponse des écosystèmes côtiers français face à l’impact d’évènements climatiques extrêmes (e.g. fortes pluies, tempêtes) ?

Durée : 2020-2023

Porteur : Vincent Vantrepotte (CNRS ; UMR LOG)

Participants : Hubert Loisel (ULCO ; UMR LOG), Cédric Jamet (ULCO ; UMR LOG), François Schmitt (CNRS ; UMR LOG), David Doxaran (CNRS ; UMR LOV), Pierre Gernez (Université de Nantes ; MMS), Francis Gohin (IFREMER ; DYNECO), Nicolas Savoye (Université de Bordeaux; UMR EPOC), Sabine Schmidt (CNRS ; UMR EPOC), Franck Dufresnois (ULCO ; LISIC), Matthieu Puigt (ULCO ; LISIC)

Financement : TOSCA/CNES

 

EVOLECO-νϕ :

EVOlution à Long-terme des Ecosystèmes CÔtier – NUtriments, PHYtoplancton et forçages associés

Contexte et questions de recherche

Le projet s’intéresse à l’étude de l’évolution à long terme (échelle décennale à pluri-décennale) des écosystèmes côtiers. Les compartiments cibles sont les nutriments et le phytoplancton, compartiments fortement impliqués dans le fonctionnement biogéochimique et écologique des écosystèmes. Ces compartiments seront étudiés à travers leurs concentrations, rapports, limitation et limitation potentielle, saisonnalité (nutriment) et leur biomasse et diversité fonctionnelle (phytoplancton). L’étude de l’évolution à long terme de ces compartiments sera faite sur ces paramètres ainsi que sur leur saisonnalité. Au-delà d’un constat d’évolution à long terme (tendance, cycle, rupture), le projet cherchera surtout à détecter, voire quantifier l’influence des forçages sur l’évolution de ces compartiments. Les forçages considérés sont les forçages à large échelle (climat) ou à échelle locale (météorologie, fonctionnement interne des écosystèmes, apports externes), qu’ils soient d’origine naturelle ou anthropique.

L’origine des nutriments azotés actuellement présents dans les écosystèmes sera également étudiée afin de caractériser le fonctionnement actuel des écosystèmes.

Questions de recherche :

• Quelle est l’évolution à long terme des nutriments dans les écosystèmes côtiers et quels en sont les forçages (climat, apports externes, fonctionnement interne) ?


• Quelle est l’origine des nutriments actuellement présents dans les écosystèmes côtiers ?


• Quelle est l’évolution à long terme de la biomasse et de la diversité fonctionnelle du phytoplancton dans les écosystèmes côtiers et quels en sont les forçages (climat, apports externes, fonctionnement interne) ?


• Quelles sont les interactions entre forçages, nutriments et phytoplancton (biomasse et diversité fonctionnelle) dans les écosystèmes côtiers ?


• Existe-t-il une typologie d’évolution des écosystèmes côtiers au regard des nutriments et du phytoplancton (biomasse et diversité fonctionnelle) ? Quels en sont les forçages caractéristiques ?

Le projet s’appuie fortement sur les SNO SOMLIT et PHYTOBS ainsi que sur des réseaux régionaux et locaux.

Durée : 2019-2021

Porteur : Nicolas Savoye (Université de Bordeaux ; UMR EPOC)

Financement : LEFE/CYBER

Participants

Prénom	Nom	qualité	spécialité
Isabelle	Auby	CR	écologie
Elsa	Breton	ingénieur	écologie du phytoplancton/biostatistiques
Thierry	Cariou	ingénieur	chimie marine
Pascal	Claquin	PR	ecophysiologie
Pascal	Conan	MCU	biogéochimie
Valérie	David	MCU	Ecologie. Traitement numérique
Yolanda	Del Amo	MCU	Ecologie Phytoplancton, nutriments
Juliette	Fauchot	MCU	écologje/écophysiologie
Morgane	Gallinari	ingénieur	biogéochimie
Eric	Goberville	MCU	écologie numérique
Francis	Gohin	CR	télédétection
Tania	Hernandez Farinas	CR	écologie
Cécile	Klein	MCU	Ecologie Phytoplancton
Yoann	Le Merrer	ingénieur	chimie des nutriments
Arnaud	Lheureux	doctorant	écologie
Florence	Ménet-Nédélec	CR	chimie marine
Christophe	Migon	MCU	biogéochimie
Laure	Mousseau	MCU	écologie
Olivier	Ragueneau	DR	biogéochimie
Patrick	Raimbault	DR	biogéochimie
Fabienne	Rigaut-Jalabert	ingénieur	écologie phytoplancton
Peggy	Rimmelin-Maury	ingénieur	biogéochimie
Pierre-Guy	Sauriau	CR	écologie
Nicolas	Savoye	CNAP	biogéochimie
Mathilde	Schapira	CR	écologie
Laurent	Seuront	DR	Ecologie planctonique/Ecologie numérique
Nathalie	Simon	MCU	écologie phytoplancton
Dominique	Soudant	ingénieur	Biostatistiques