Fiche de valorisation de la campagne CASCADE

Valorisation des campagnes à la mer
Navires Ifremer - IRD - IPEV
Fiche “ Valorisation des résultats des campagnes océanographiques ”
(à envoyer par courriel à [email protected] )
Nom de la campagne : CASCADE
Projet / Programme de rattachement : HERMIONE et MERMEX
Navire : L’ATALANTE
Engins lourds :
Dates de la campagne : 01 - 23 mars 2011
Zone(s) : Golfe du Lion , Mediterranée NO
Nombre de jours sur zone/en transit : 17/4
Chef de mission principal (Nom, prénom et organisme) : Durrieu de Madron Xavier , CNRS
Nombre de chercheurs et d’enseignants-chercheurs (en mer / à terre) : 15 / 6
Nombre d’ingénieurs et de techniciens (en mer / à terre) : 8 / 8
Nombre d’étudiants (en mer / à terre) : 12 / 5
Fiche remplie par : Xavier Durrieu de Madron
Date de rédaction ou d’actualisation de la fiche : 19/04/12
Adresse : CEFREM, CNRS-Université de Perpignan, 52 avenue Paul Alduy, 66860 Perpignan cedex
Email : [email protected]
Tel : 04 68 66 22 48
Fax : 04 68 66 20 96
Résultats majeurs obtenus
(maximum 5 pages)
1 – Contexte scientifique et programmatique de la campagne
Le bassin profond et le plateau continental du Golfe du Lion (Méditerranée Nord Occidentale) sont des régions
connues pour la formation d’eau dense en période hivernale, sous l’action des vents continentaux de N-NW. Ces
eaux denses sont formées aussi bien au large qu’à la côte. La région du Cap de Creus et son canyon adjacent est la
principale zone d'exportation des eaux denses côtières. La dynamique des eaux denses sur le plateau continental est
aussi influencée par les tempêtes d’E-SE. Les transferts de matière de matière organique et inorganique,
particulaire et dissoute de la surface vers le bassin profond et du plateau vers la pente par ces processus physiques
peuvent influencer la redistribution des éléments chimiques dans les sédiments, et la structure et le fonctionnement
des écosystèmes benthiques et pélagiques.
L’étude interdisciplinaires de ces mécanismes sont soutenus par le programme national MERMEX (Marine
Ecosystem’s Response in the Mediterranean Experiment) et le programme européen HERMIONE (Hotspot
Ecosystem Research and Man's Impact on European Seas).
2 – Rappel des objectifs
La campagne CASCADE vise à déterminer les caractéristiques de ces deux mécanismes physiques et de ses
multiples impacts, et de suivre l'évolution hydrologique, dynamique, sédimentologique et biogéochimique des
masses d’eau. Nous prévoyons une estimation qualitative et quantitative des flux de matière particulaire et
dissoute, organique et inorganique exportés vers la pente et le bassin profond par ces mécanismes.
3 – Données acquises et analyses effectuées en mer et à terre
o
Mesures acquises pendant la mission




Stations bathysonde avec prélèvements d’eau
Carottages
Traits de filet à plancton
Séries temporelles de température, salinité, turbidité, et flux particulaires sur 3 lignes de
mouillages
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

o
Echantillons acquis pendant la mission



o
Mesures en continu du navire (ADCP, thermosalinographe, météorologie, sondeur de
sédiment, sondeur de pêche, mesure de mercure atmosphérique)
Radiales glider
Echantillons d’eau, de sédiment et de plankton
Echantillons de pièges à particules
Mouillage et relevage de lignes instrumentées
Traitements et analyses
Colonne d’eau
- Biogaz : O2, CIT, Alcalinity
- Nutriments : NH4 , NO3, NO2, PO4, SI(OH)4
- Matière organique dissoute : (DOC, DON, DOP)
- Matière organique particulaire: POC, NOP, POP
- Matière inorganique particulaire : CIP
- Production primaire, chlorophylle a
- Abondance et biodiversité des procaryotes
- Abondance et production des virus
- Production procaryotique
- Activité ectoenzymatique
- Eléments traces métalliques (Cd, Pb, Cu, Ni, Ag, Co, Zn),
- Hg, MeHg
Sediment
Phase particulaire
- Sedimentology (granulometrie, teneur en eaunt)
- Biogéochimie (210Pb, 13C et 15N isotopes, PIC, POC, TN, TC, Silice biogène)
- Eléments traces métalliques (Cd, Pb, Cu, Ni, Ag, Co, Zn),
- Hg, MeHg
Dissolved phase
- Nutriments : NH4 , NO3, NO2, PO4, SI(OH)4
- Dissolved organic matter (DOC)
- Eléments traces métalliques (Cd, Pb, Cu, Ni, Ag, Co, Zn),
- Hg, MeHg
Biological analyses
- Biogéochimie (lipides totaux, proteines, carbohydrates, pigments, pheopigments,
chlorophylle a)
- Diversité, abondance and biomasse de la meio- et macro-faune
- Abondance and biodiversité des procaryotes
- Abundance et production of virus
- Activité ectoenzymatique
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4 – Principaux résultats obtenus (avec quelques illustrations)
Malgré les conditions souvent tempétueuses et quelquefois assez limites pour les opérations à la mer, la campagne
a été un succès avec la réalisation de nombreux profils bathysonde, la récolte de nombreux échantillons d’eau, de
plancton et de sédiment, des expériences hyperbares, le déploiement et la récupération réussis de lignes de
mouillages, l’utilisation de gliders sous marins.
La campagne a permis de décrire et de suivre l’impact de différents processus (convection, cascading, tempête) et
leurs interactions sur l’ensemble de la marge du Golfe du Lion. Trois évènements distincts ont été observés pendant
la campagne :
- La transition entre la période de convection et de restratification dans le bassin profond
- Une tempête de SE occasionnant un downwelling, suivi de cascading d’eau dense du plateau dans le Canyon
du Cap de Creus
- La dispersion des panaches de crues des fleuves, associée aux tempêtes successives d’E-SE, sur le plateau
interne.
Ces observations représentent un ensemble de données cohérent et très complet couvrant hydrologie,
hydrodynamique, biogéochimie, microbiologie, biologie pélagique et benthique qui serviront à amélioration des
modèles couplés physique-biogéochimie (structure, diminution incertitude des résultats, etc...) qui fonctionnent
actuellement sur la zone de la Méditerranée nord-occidentale.
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Tableau récapitulatif
Nombre
1
Publications d’articles originaux dans des revues avec comité de lecture référencées dans JCR (Journal
Citation Reports ) (ajouter des lignes si nécessaire)
Année n+1 :
Année n+2 :
3 publiés
Année n+3 :
3 publiés
1 soumis
2 en préparation
Année n+4 :
Année n+5 :
Année n+6 :
Année n+7 :
Total
9
2
Publications dans d’autres revues ou ouvrages scientifiques faisant référence dans le domaine
3
Publications électroniques sur le réseau Internet
4
Publications sous forme de rapports techniques
5
Articles dans des revues ou journaux « grand public »
6
Communications dans des colloques internationaux
9
7
Communications dans des colloques nationaux
1
8
Nouvelles espèces (animales, végétales, microorganismes) décrites
9
Rapports de contrats (Union européenne, FAO, Convention, Collectivités …)
10
Applications (essais thérapeutiques ou cliniques, AMM …)
11
Brevets
12
Publications d’atlas (cartes, photos)
13
Documents vidéo-films
14
DEA ou MASTER 2 ayant utilisé les données de la campagne
15
Thèses ayant utilisé les données de la campagne
16
18
Traitement des échantillons et des données
Si en cours, préciser et donner les échéances
Transmission au SISMER des données acquises avec les moyens communs du navire
(NB : cette transmission est systématique dans le cadre des navires gérés par Genavir)
Transmission au SISMER de données autres que celles acquises avec les moyens communs du navire
Transmission à d’autres banques de données
19
Transmission à d’autres équipes de données ou d’échantillons
17
20
1
1
8
(dont 2 en cours)
Achevé
Oui
Oui
Oui
Non
Considérez-vous la publication des résultats terminée ?
en cours ((publications
Si en cours, préciser et donner les échéances
jusqu’en 2014-15)
Fournir pour chacune des rubriques en classant année par année :
Rubriques 1 à 7 incluses : liste des publications et colloques avec les noms d’auteurs suivant la présentation en vigueur pour les revues
scientifiques.
Rubriques 8 à 13 : Liste des références des rapports, des applications, des brevets, atlas ou documents vidéo
Rubriques 14 et 15 : Nom et Prénom des étudiants, Laboratoire d’accueil. Sujet du DEA ou MASTER 2 ou de la thèse, Date de soutenance
Rubriques 17 à 19 incluses : données transmises à des banques de données ou à des équipes auxquelles.
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Rubrique 20 : Si la publication des résultats n’est pas terminée, pouvez-vous donner un échéancier ?
Références
R1 - Références des publications d’articles originaux dans des revues avec comité de lecture référencées dans JCR
(vérifier dans la base « Journal Citation Reports » via « ISI Web of Knowledge » si les revues sont bien référencées) et
résumés des principales publications. (Les classer par années croissantes).
Puig. P., X. Durrieu de Madron, J. Salat; K. Schroeder, J. Martín, A.P Karageorgis, A.Palanques, F. Roullier, J.L LopezJurado, M. Emelianov; T. Moutin, L. Houpert (2013) Thick bottom nepheloid layers in the western Mediterranean generated
by deep dense shelf water cascading. Progress in Oceanography, 111, 1-23
Stabholz M., X. Durrieu de Madron, A. Khripounoff, M. Canals, I. Taupier-Letage, P. Testor, S. Heussner, P. Kerhervé, L.
Houpert, N. Delsaut (2013) Impact of open-sea convection on particulate fluxes and sediment dynamics in the deep basin of
the Gulf of Lions. Biogeosciences, 10, 1097-1116.
Durrieu de Madron X., L. Houpert, P. Puig, A. Sanchez-Vidal, P. Testor, A. Bosse, C. Estournel, S. Somot, F. Bourrin, M.N
Bouin , M. Beauverger, L. Beguery, A. Calafat, M. Canals, L. Coppola, D. Dausse, F. D'Ortenzio, J. Font, S. Heussner, S.
Kunesch, D. Lefevre, H. Le Goff, J. Martín , L. Mortier, A. Palanques, P. Raimbault (2013) Interaction of dense dense shelf
water cascading and open-sea convection in the Northwestern Mediterranean during winter 2012. Geophysical Research
Letters, 40, 1379-1385, doi:10.1002/grl.50331.
Dumas C., D. Aubert, X. Durrieu de Madron, W. Ludwig, S. Heussner, N. Delsaut, C. Menniti, C. Sotin, R. Buscail (2014)
Storm-induced transfer of particulate trace metals to the deep-sea in the Gulf of Lion (NW Mediterranean Sea). Environmental
Geochemistry and Health. doi: 10.1007/s10653-014-9614-7
Severin T., P. Conan, X. Durrieu de Madron, L. Houpert, M.J. Oliver, L. Oriol, J. Caparros, J. Ghiglione, M. Pujo-Pay. Impact
of open-ocean convcetion on nutrients, phytoplancton biomass and activity. Deep-Sea Research (in press)
Severina T., M. Boutrif, L. Oriol, J. Caparros, M. Pujo-Pay, X. Durrieu de Madron, M. Garel, C. Tamburini, P. Conan, and J.
F. Ghiglione. Impact of an open-ocean sea convection event (0-1500m) on prokaryotic diversity and activity in the NW
Mediterranean Sea. Environmental Microbiology (soumis)
Bourrin F., G. Many, X. Durrieu de Madron, L. Béguery, K. Mahiouz, S. Kunesch, L. Houpert, J. Martin; P. Testor.
Multiplatforms monitoring of shelf sediment dynamics and transport during stormy and flooding conditions. Continental Shelf
Research (en préparation)
Higueras M., P. Kerhervé, A. Calafat, A. Sanchez-Vidal, X. Durrieu de Madron, J. Martin, P. Puig, S. Heussner, M. Canals
(2014) Transfer of particulate organic matter by a marine storm in the Cap de Creus Canyon (Gulf of Lion, NW Mediterranean
Sea) (en preparation)
R2 – Références des publications parues dans d’autres revues ou des ouvrages scientifiques faisant référence dans la
discipline. (Les classer par années croissantes).
R3 – Références des publications électroniques sur le réseau Internet. (Les classer par années croissantes).
R4 – Références des rapports techniques. (Les classer par années croissantes).
Durrieu de Madron X. (2012) Technical report from the CASCADE Cruise in the Gulf of Lion (NW Mediterranean), March 1
– March 23, 2011, 34 pp
R5 – Références des articles parus dans des revues ou des journaux « grand public ». (Les classer par années
croissantes).
R6 – Références des communications dans des colloques internationaux. (Les classer par années croissantes).
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Houpert L., P. Testor, X. Durrieu de Madron. (2012) Variability of open-sea deep convection and deep water masses in the
northwestern Mediterranean basin over the recent period (2007-2011) from in-situ measurements. 2012 Ocean Science
Meeting, Salt Lake City, 19-24 February 2012
Bourrin, F., X. Durrieu de Madron, K. Mahiouz, L. Beguery, L. Houpert, L. Sediment resuspension observed by an optical
slocum glider during a typical mediterranean winter storm, 2012 Ocean Science Meeting, Salt Lake City, 19-24 February 2012
Durrieu de Madron X. (2011) Preliminary Results of the CASCADE Cruise (Gulf of Lions). CASCADE: CAscading, Storm,
Convection, Advection and Downwelling Events HERMIONE 2st Annual Meeting, 11 – 15 April 2011, Estepona, Malaga
Dumas C., M. Higueras, L. Houpert (2011) Intense events: impact on organic matter and associated elements transfer and
sequestration. HERMIONE 2st Annual Meeting, 11 – 15 April 2011, Estepona, Malaga
Rabouille C., O. Radakovitch, C. Estournel, X. Durrieu de Madron, C. Guieu, R. Sempéré (2013)The fate of rhone river carbon
on the mediterranean continental margin, its export to the open sea and its relation to climatic parameters, IMBIZO III
Biogeochemistry-ecosystem interactions on changing continental margins, Goa, 28-31 January 2013
Dumas C., D. Aubert, R; Buscail, C. Sotin, C. Menniti, X. Durrieu de Madron, W. Ludwig (2013) Geochemical characteristics
in recent deep sediments from the Gulf of Lion: trace metals, organic matter, redox conditions, and grain size distribution. 40th
CIESM Congress, Marseille, 28 October - 1 November 2013.
Higueras M., P. Kerhervé, A. Calafat , A. Sanchez-Vidal, X. Durrieu De Madron, R. Buscail, J. Martin ,N. Delsaut ,C.
Menniti, S. Heussner and M. Canals (2013) Transfer of sediments and organic matter by a marine storm in the cap de creus
canyon ( gulf of lion, nw mediterranean sea). 40th CIESM Congress, Marseille, 28 October - 1 November 2013
Severin T., P. Conan, X. Durrieu de Madron, J.F. Ghiglione, J. Caparros, L. Oriol and M. Pujo-Pay (2013) Influence of deep
water formation on the nutrient stoichiometry of the northwestern Mediterranean Sea (MERMEX program). 40th CIESM
Congress, Marseille, 28 October - 1 November 2013.
Dumas C., D. Aubert, X. Durrieu de Madron, W. Ludwig, S; Heussner., N. Delsaut, C. Menniti, C. Sotin, R. Buscail (2013)
Impact of a storm event on the transfer of particulate trace metals to the deep-sea SEGH congress, Toulouse, July 2013.
R7 – Références des communications dans des colloques nationaux. (Les classer par années croissantes).
Houpert L., X. Durrieu de Madron, P. Testor, S. Heussner, F. Bourrin, N. Delsaut, S. Kunesch, M. Stabholz L.Mortier, D.
Smeed, L. Merckelbach, A. Alvarez, J. Tintore, S. Ruiz, P. Lherminier, T. Terre, G. Krahmann, J. Karstensen, F. d’Ortenzio,
V. Taillandier, H. Claustre, T. Carval, M. Beauverger, D. Dausse, H. Legoff, L. Beguery, K. Bernardet, L. Petit de la Villeon
& U. Send (2012) Dense Water Formations in the Gulf of Lion: Hydrodynamic, Sediment Dynamic and Impact on the Particle
Transport. Coastal dynamics modeling 2011, 19-23 Septembre, 2011, Toulon
R8 – Références des nouvelles espèces (animales, végétales, microorganismes) décrites, lieux où sont déposés les
holotypes. (Les classer par années croissantes).
R9 – Références des rapports de contrats (Union européenne, FAO, Convention, Collectivités …). (Les classer par
années croissantes).
R10 – Liste des applications (essais thérapeutiques ou cliniques, AMM …). (Les classer par année).
R11 – Références des brevets. (Les classer par années croissantes).
R12 – Références des atlas (cartes, photos). (Les classer par années croissantes).
.
R13 – Liste des documents vidéo-films. (Les classer par années croissantes).
R14 – DEA ou MASTER 2 ayant utilisé les données de la campagne (Nom et Prénom de l’étudiant, Laboratoire d’accueil.
Sujet du DEA ou MASTER, Date de soutenance)
SEVERIN Tatiana (2011) Impact des plongées d’eau dense sur le fonctionnement des écosystèmes pélagiques : bilan de
matière et production primaire. Résultats préliminaires de la campagne CASCADE 1-23 mars 2011. Mémoire de Master «
Valorisation des campagnes à la mer
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Mention Sciences de l’Univers, Environnement, Ecologie »« Spécialité Océanographie et Environnements Marins ».
Université Pierre et Marie Curie, Paris VI, 35 pp
R15 – Thèses ayant utilisé les données de la campagne (Nom et Prénom de l‘étudiant, Laboratoire d’accueil. Sujet de la
thèse, Date de soutenance)
BOUTRIF Medhi, Dégradation de la matière organique dissoute de fort poids moléculaire par les communautés procaryotiques
des zones méso- et bathypélagiques, PhD 2009-2012, Université d’Aix-Marseille, soutenue le 20 Juillet 2012
STABHOLZ Marion : Impacts d'évènements météo-océaniques sur la dynamique de la matière organique particulaire dans le
Golfe du Lion (N-O Méditerranée), PhD, 2009-2013 Université de Perpignan / Université de Barcelone, soutenue le 5
décembre 2013.
HOUPERT Loïc : Circulation et variabilité des masses d’eau en Méditerranée nord-occidentale. PhD, 2010-2013 Université de
Perpignan, soutenue le 12 décembre 2013
DUMAS Chloé : Impact des évènements intenses sur le transfert des éléments traces métalliques en milieu marin PhD, 20112014 Université de Perpignan, soutenue le 2 juin 2013
HIGUERAS-CAMPOS Marina: Effet des évènements météo-climatiques en zone côtière: Impact sur le transfert de matière
organique particulaire dans le Golfe du Lion PhD, 2011-2014. Université de Perpignan / Université de Barcelone, soutenue le
01 juillet 2013
SEVERIN Tatiana : Régulation des cycles biogéochimiques par les communautés microbiennes pélagiques sous influence de
perturbations physiques à méso-échelle. Université de Pierre et Marie Curie, 2010-2013, soutenue le 23 Septembre 2013
SANCHEZ Denisse, Influence des paramètres environnementaux sur la variabilité saisonnière du phytoplancton et de la
matière organique dissoute dans le golfe du Lion (Méditerranée Nord occidentale), LOMIC, Thèse en préparation à
l’Université de Pierre et Marie Curie, 2011-2014
DAMIEN Pierre: Etude du rôle des petites échelles sur la circulation océanique en Méditerranée occidentale à l’aide d’un
modèle numérique à haute résolution. Thèse en préparation à l’Université de Toulouse III, 2012-2014.
R16 – Traitements des échantillons et des données en cours (types et échéances)
R1, R18 et R19 – Liste des données et échantillons transmis (Préciser les destinataires, SISMER, autres banques de
données, équipes scientifiques …)
Données glider (transmises à CORIOLIS)
Données mouillages (transmission à CORIOLIS)
Données CTD (transmises au SISMER)
Données bouteilles (transmission au SISMER prévue)
R20 – Liste des résultats restant à publier - échéance