Rôle du compartiment benthique dans le fonctionnement

Proposition de sujet de thèse 2016
(A remplir par les équipes d'accueil et à retourner à Isabelle HAMMAD : [email protected]
MASTER :
Ordre de priorité de la proposition(1) :
Candidat(e)(1)
Nom - Prénom :
Date de naissance :
Cursus de second cycle (origine, années, mention) :
Mention et classement au Master (Xème sur Y) :
Sujet de doctorat proposé
Intitulé : Rôle du compartiment benthique dans le fonctionnement biogéochimique des
Ecosystèmes côtiers et son influence sur les phénomènes d’hypoxie : le cas de l'étang de Berre
Descriptif : voir annexe
Programme finançant la recherche : AMIDEX PREDHYPO, puis PREDHYPO-2 (EC2CO – DRILL)
obtenu : 340 KE (2015-2016), 30 KE (2016-2017)
envisagé : EC2CO 25 KE (2017-2018)
Directeur(s) de thèse proposé(s)
(limiter au plus à deux personnes principales, dont au moins une titulaire de l'HDR)
Directeur HDR proposé
Nom - Prénom : GRENZ Christian
Corps : DR CNRS
Laboratoire (i.e. formation contractualisée de rattachement, éventuellement équipe au sein de cette formation) :
MIO
Adresse mail : [email protected]
Choix de cinq publications récentes (souligner éventuellement les étudiants dirigés co-signataires) :
Grenz C., Denis L., Pringault O, Fichez R., 2010 Spatial and seasonal variability of sediment oxygen
consumption and nutrient fluxes at the sediment water interface in a sub-tropical lagoon (New
Caledonia). Marine Pollution Bulletin 61: 399-412.
Fontana C., Grenz C., Ulses C., Marsaleix P., Diaz F., 2010. Sequential assimilation of a year-long time-series
of SeaWiFS chlorophyll data into a 3D biogeochemical model on the French Mediterranean coast.
Continental Shelf Research 30 (16): 1761-1771
1
Grenz C., R. Le Borgne, R. Fichez and J.-P. Torréton, 2010. Tropical lagoon multidisciplinary investigations:
An overview of the PNEC New Caledonia pilot site. Marine Pollution Bulletin 61 : 267-268
Hochard S., Pinazo C., Grenz C., Burton Evans J., Pringault O., 2010 Impact of microphytobenthos on the
sediment biogeochemical cycles: A modeling approach. Ecological Modelling, Volume 221, Issues
13-14, 10 July 2010, Pages 1687-1701.
Vousdoukas, M.I., Verney, R., Aleksiadis, S., Grenz, C. 2011. Laboratory comparisons of five acoustic and
optical turbidity sensors for SSC measurements. Journal of Coastal Research SI64: 160-164.
Fuchs R., Pinazo C., Douillet P., Fraysse M., Grenz C. , Mangin A. , Dupouy C., 2013. Modelling OceanLagoon Interaction during Upwelling Processes in the South West of New Caledonia. Estuarine,
Coastal and Shelf Science 135: 5-17.
Grenz C., Le Borgne R., Torréton J.-P. et Fichez R. 2013. New Caledonia Lagoon: a threatened paradise under
anthropogenic pressure?, In Lagoons: Habitat and Species, Human Impacts and Ecological Effects"
(Nova Science Publishers, Inc.).
--------------------------------------------- en cours -------------------------------------------------------Grenz C., M. Origel, L. Denis, F. Gutiérrez-Mendieta, R. Fichez, P. Douillet, A. Zoilo Marquez-Garcia, R.
Torres-Alvarado, L. G Calva-Benitez, C. Alvarez-Silva, S. Diaz-Ruiz and ME Gallegos-Martinez, (en
correction). Environmental status of Terminos Lagoon (Mexico): a review and intercomparison with major
Gulf of Mexico coastal lagoons. Marine and Freshwater Research
Fichez, R., Archundia, D., Grenz, C., Douillet, P., Guttierez, F., Origel, M., Denis, L. Contreras, A and ZavalaHidalgo J. (en correction). Global climate change and local watershed management as potential drivers of
salinity variation in a tropical coastal lagoon (Laguna de Terminos, Mexico). Aquatic Sciences
Origel Moreno M., C.Grenz, K. Sotaert, L.Denis, D. Douillet, R. Fichez. (Soumis). Spatio-temporal variability
in benthic exchanges at the sediment water interface of a shallow tropical coastal lagoon (south coast of
Gulf of Mexico).
Origel Moreno M., C.Grenz, K. Sotaert, L.Denis, R. Fichez. (à soumettre). Benthic mineralisation rates in
contrasted sites in a shallow tropical lagoon (Campeche, Gulf of Mexico).
Origel Moreno M., C.Grenz, K. Sotaert, L.Denis, R. Fichez. (à soumettre). Sediment nitrogen recycling in a
large and shallow tropical lagoon (Campeche, Gulf of Mexico).
Rodríguez-Blanco A., C Sauret, P Douillet, C Grenz, M Origel-Moreno, F Gutierrez Mendieta, R Fichez, M
Agab, M Pujo-Pay, JF Ghiglione, P Conan (en correction). Respective role of nutrients and dissolved
organic matter in the control of the spatial distribution of bacterial community structure, extracellular
enzyme activities and PAH-degraders in Terminos Lagoon (Mexico). Continental shelf Research.
Thèses encadrées ou co-encadrées au cours des quatre dernières années
Nom : Montserrat ORIGEL
Intitulé : Variabilité spatiale et temporelle des cycles biogéochimiques à l’interface eau-sédiment dans la
lagune de Términos, Mexique.
Type d'allocation : Bourse DANONE et CONACyT (Mexique)
Date de début de l'allocation de doctorat : 2009-2011, 2012-2013
Date de soutenance (si la thèse est soutenue) : 9 décembre 2015
Programme finançant la recherche : Programme JEST PNEC, IRD et DANONE
Situation actuelle du docteur (si la thèse est soutenue) : en attente de Post Doc
2
Pourcentage de participation du directeur à l'encadrement en cas de co-direction : ......100...%
Autre directeur proposé (éventuellement)
Nom - Prénom : RIGAUD Sylvain
Corps : MCF
Adresse mail : [email protected]
Laboratoire (i.e. formation contractualisée de rattachement, éventuellement équipe au sein de cette formation) :
CHROME EA 7352 (Détection, évaluation, gestion des risques CHROniques et éMErgents)
Université de Nîmes
Choix de cinq publications récentes (souligner éventuellement les étudiants dirigés co-signataires) :
Rigaud, S., et al., 2015. 210Po and 210Pb distribution, dissolved-particulate exchange rates, and particulate
export along the North Atlantic US GEOTRACES GA03 section. Deep-Sea Res. II (2015),
http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr2.2014.11.003i
Marsan, D, S Rigaud and T Church, 2014. Natural radionuclides 210Po and 210Pb in the Delaware and
Chesapeake Estuaries: modeling scavenging rates and residence times, Journal of Environmental
Radioactivity 2014, http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvrad.2014.08.014.
Cossa D, C Garnier, R Buscail, F Elbaz-Poulichet, N Mikac, N Patel-Sorrentino, E Tessier, S Rigaud, V
Lenoble, C Gobeil, 2014. A Michaelis–Menten type equation for describing methylmercury dependence
on inorganic mercury in aquatic sediments. Biogeochemistry, DOI 10.1007/s10533-013-9924-3.
Caillat A ;, P Ciffroy M Grote, S Rigaud, JM Garnier, 2014. Bioavailability of cooper in contaminated
sediments assessed by a DGT approach and the uptake of cooper by the aquatic plant Myriophyllum
aquaticum. Environmental Toxicology and Chemistry, 33 (2): 278–285.
Rigaud S, O Radakovitch, RM Couture, B Deflandre, D Cossa, C Garnier, JM Garnier, 2013. Mobility and
fluxes of trace elements and nutrients at the sediment–water interface of a lagoon under contrasting
water column oxygenation conditions, Applied Geochemistry 31: 35-51.
Baskaran M, T Church, G Hong, A Kumar, M Qiang, H Choi, S Rigaud, K Maiti, 2013. Effects of flow rates
and composition of the filter, and decay/ingrowth correction factors involved with the determination of
in situ particulate 210Po and 210Pb in seawater. Limnology and oceanography, methods 11: 126-138.
Thèses encadrées ou co-encadrées au cours des quatre dernières années
Nom : Néant
Intitulé :
Type d'allocation :
Date de début de l'allocation de doctorat :
Date de soutenance (si la thèse est soutenue) :
Programme finançant la recherche :
Situation actuelle du docteur (si la thèse est soutenue) :
Pourcentage de participation du directeur à l'encadrement en cas de co-direction : .............%
(1) : A remplir lors de la campagne d'attribution des allocations, à l'issue de la session de juin des Masters
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ANNEXE 1
Rôle du compartiment benthique dans le fonctionnement
biogéochimique des Ecosystèmes côtiers et son influence sur les
phénomènes d’hypoxie : le cas de l'étang de Berre
Contexte général du projet de recherche
L’oxygène dissous est un paramètre de base de l’état de santé et de qualité de tout milieu aquatique.
Lorsque ses concentrations passent en dessous d’un seuil de 63 µM, le milieu passe en condition hypoxique,
et les organismes aquatiques sont directement affectés. Si les conditions se dégradent encore, la disparition
complète de l’oxygène conduit à l’anoxie et à la mort de tous les organismes macroscopiques. Ces
phénomènes entrainent la formation de « zones mortes » qui ont des impacts écologiques et
socioéconomiques considérables.
Les épisodes de désoxygénation, précurseurs de ces zones mortes, deviennent particulièrement
préoccupants car le nombre de zones côtières impactées à l’échelle globale est en très forte augmentation
(Diaz and Rosenberg, 2008, Keeling et al., 2010) sous l'influence des forçages hydroclimatiques et
anthropiques (Naqvi et al., 2000 ; Kemp et al., 2005 ; Conley et al., 2007; Rabalais et al., 2010; Friedrich et al.,
2014; Lichtschlag et al., 2015).
Les concentrations en oxygène dissous d’un milieu aquatique résultent d’un équilibre extrêmement
complexe entre des processus physiques (transport et mélange des masses d’eau, échange avec
l’atmosphère), chimiques (réactions géochimiques) et biologiques (photosynthèse, respiration, activité
microbienne) (Middelburg and Levin 2009). Ces processus ont une forte dynamique temporelle et ont des
effets, synergiques ou antagonistes, pouvant entrainer selon les cas l’apparition, le maintien, l’intensification
ou la disparition des phénomènes d’hypoxie. Si les conséquences du phénomène d’hypoxie sont bien
connues, les interactions entre les processus ci-dessus restent très mal définis, et leurs fluctuations
temporelles, imprédictibles (Zhang et al., 2010).
En milieu côtier, les hauteurs d’eau relativement faibles font que les sédiments jouent un rôle
prépondérant sur la composition chimique de la colonne d’eau et sur le contrôle de l’hypoxie (Soetaert et al.
2000). Lieu d’intenses réactions géochimiques essentiellement catalysées par des microorganismes, ils
constituent en effet un puits important pour l’oxygène de la colonne d’eau (Glud 2008). En parallèle, ces
réactions favorisent la production de nutriments dans les eaux porales qui peuvent diffuser vers la colonne
d’eau et augmenter ainsi l’eutrophisation de la zone, à laquelle les épisodes d’hypoxie sont fortement liés. Le
sens et l’intensité de ces échanges à l’interface eau-sédiment sont donc déterminants mais impossibles à
prédire à l’heure actuelle, faute de connaissances et d’outils adaptés. Ils sont en effet directement
conditionnés par le cycle complexe des réactions géochimiques dans les sédiments de surface, elles-mêmes
dépendantes des populations microbiennes en place, de la composition chimique des sédiments et de la
colonne d’eau, de la dynamique physique dans la colonne d’eau (diffusion et turbulence) et de l’activité des
organismes benthiques (biodéposition, bioirrigation, remaniement sédimentaire). Seuls des outils de
modélisations, correctement implémentés, permettront d’en prédire la dynamique.
Comprendre, prédire et anticiper l’évolution temporelle complexe et non linéaire de l’oxygène
dissous dans ce contexte implique donc de considérer quatre systèmes en interaction et aux
dynamiques différentes : « géochimie benthique », « communauté microbienne », « communauté
macrobenthique » et « physique de la masse d’eau ».
Objectifs du projet de recherche
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Le projet de recherche vise à définir tous les processus et interactions contrôlant les transferts
d’oxygène et d’éléments au sein des écosystèmes benthiques côtiers soumis à des épisodes
d’hypoxie. Plus précisément, il s'agira ici :
(1) d’identifier et mieux comprendre les principaux forçages contrôlant les phénomènes de
désoxygénation en zone côtière,
(2) de caractériser l'impact des variations des conditions d'oxygénation/désoxygénation sur les
processus chimiques et biologiques de la colonne d'eau et du sédiment,
(3) de définir le rôle respectif de chacun des processus physiques, biologiques et chimiques, et leurs
interactions, dans le transfert de l'oxygène et des éléments chimiques (C, N, P, métaux) à l'interface eausédiment,
(4) de déterminer les conséquences sur le fonctionnement biogéochimique et écologique d’un
écosystème côtier soumis à des épisodes d'hypoxie.
Le site expérimental retenu pour ce projet est l’étang de Berre, lagune aux enjeux socioéconomiques et
écologiques emblématiques à l’échelle régionale, nationale et internationale. Cette lagune fortement
eutrophisée est soumise à des épisodes d’hypoxie récurrents maintenant les peuplements benthiques dans un
état fortement dégradé, et ce, malgré de nombreux efforts de gestion. Ce projet, fournira une base solide à la
compréhension des processus responsables de cette dégradation et permettra de proposer des adaptations
possibles à la gestion de ce milieu.
Plan d'action et calendrier
La stratégie proposée associe une approche expérimentale et une approche de modélisation.
Approche expérimentale sur l'étang de Berre
L'approche expérimentale sera abordée sur 3 sites (Fig. 1) distribués le long d'un gradient de profondeur,
recoupant les 3 états de dégradation contrastés de la macrofaune benthique sur l'étang de Berre et
correspondant à 3 caractéristiques différentes en terme de fréquence/intensité/durée des épisodes d'hypoxies:
- Site PO (3.5 m): hypoxie rare/faible/courte, macrofaune benthique fonctionnelle
- Site PA (9 m): hypoxie fréquente/intense/longue, macrofaune benthique absente
- Site PI (5.9 m): hypoxie saisonnière, d'intensité et durée variables, macrofaune benthique dégradée
Biocénose macrobenthique:
Usine
hydroélectrique
Euryhalin et eurytherme - fonctionnel
P-O
Absence d’espèces macrobenthiques
P-I
P-A
Euryhalin and eurytherme - degradé
Figure 1: Distribution des communautés
macrobenthiques dans l'étang de Berre (GIPREB,
2009). L'état des communautés benthiques
(fonctionnelle, dégradée ou absente) est associé
avec la fréquence, l'intensité et la durée des
épisodes d'hypoxie. Les trois sites P-O (3.5 m), P-I
(5.5 m) et P-A (9 m) proposés recoupent ces trois
états et sont représentatifs d'une influence
croissance des conditions d'hypoxie sur
l'écosystème benthique
Mer
méditerranée
5
Sur chacun des sites, un suivi continu des conditions physicochimiques (oxygène, salinité, température, et
nitrate pour une des stations) sera mis en place avec des enregistreurs autonomes in situ (8 SDOT et 4 STPS,
NKE). Ce jeu de données sera couplé avec les données de la station météorologiques de Météo France de
Marignane et les données de rejets d'eau douce de l'usine hydroélectrique afin de mieux comprendre les
paramètres environnementaux actuels contrôlant la dynamique temporelle (fréquence, intensité et durée) des
conditions hypoxiques sur chacun des sites.
Sur chacun des sites, des investigations saisonnières initiées dans le cadre des travaux actuels seront
poursuivies et concerneront (pour la partie biogéochimie qui incombera au doctorant):
- la mesure de la distribution verticale des conditions physicochimiques (oxygène, salinité, température,
pH, turbidité, chlorophylle) et des espèces chimiques dissoutes (<0.2 µm: NO3-, NO2-, tCO2, PO4, NH4+, Fe,
Mn, SO42-, H2S) et particulaires (POC, TN, P, S, Fe, Al, Mn) le long du continuum sédiment-colonne d'eau.
Ces profils seront obtenus par des déploiements de sonde Seabird et profileur autonome de microélectrodes
et par l'analyse d'échantillons prélevés au moyen des échantillonneurs spécifiques (carottes, SUSANE,
bouteilles NISKIN).
- Mesure des flux à l'interface eau-sédiment par le déploiement de chambres benthiques noires et claires
équipées de sondes autonomes d'oxygène et dans lesquels des prélèvements d'eau seront effectués par
plongée.
Approche de modélisation
Dans le cadre des travaux en cours, une maquette d'un modèle biogéochimique prédictif a été développée
pour Berre. Cette maquette a été pré-calibrée manuellement en utilisant les données fictives pour l'étang de
Berre. La calibration de ce modèle à partir des données réelle issues du projet sera menée par le doctorant
en collaboration avec les modélisateurs de notre consortium. Ce modèle sera ensuite utilisé pour tester
l'influence de différents scénarios de gestion pour l'étang de Berre sur la qualité des eaux et le devenir des
épisodes de désoxygénation.
Calendrier
Le calendrier des travaux menés au cours des trois ans sont présentés dans le tableau ci-dessous. Ils seront
menés dans le cadre du projet EC2CO déposé l'année passée et dans le cadre d'un programme (type ANR)
que nous déposerons cette année.
PREDHYP-O 2 (EC2CO)
Programmes de recherche
Date
ANR
2016
2017
2018
2019
N D J F MAM J J A S O N D J F MAM J J A S O N D J F MAM J J A S O
Installation-Familiarisation-Bibliographie
Expérimentation - Suivi continu
Expérimentation - Suivi saisonnier
Modélisation - Calibration
Modélisation - Scénarisation
Contexte budgétaire de la thèse
Ce projet de recherche que nous avons initié ces dernières années sur les phénomènes d'hypoxie côtière (cf
ci-dessus) se situe à l’interface entre géochimie, microbiologie, physique, écologie et modélisation, et implique
donc une approche interdisciplinaire. Il est mené par un consortium de laboratoires de recherche à l'échelle
régionale (MIO, CEREGE, IRPHE, IMBE), nationale (EPOC, CHROME) et internationale (NIVA Norvège).
Ce consortium développe une recherche de pointe sur la compréhension des phénomènes de désoxygénation
en milieux aquatiques côtiers. Actuellement, ce consortium évolue dans le cadre d'un projet financé par la
fondation AMIDEX (Aix-Marseille Université) qui a permis de mettre en place l'approche méthodologique entre
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laboratoires, de s'équiper d'outils de pointes (ex: sondes autonomes, …) et d'initier des travaux expérimentaux
ambitieux en conditions d'oxygénation contrôlées au laboratoire. Ces activités ont été essentiellement
coordonnées par un contrat postdoctoral qui prendra fin en décembre 2016. Récemment, un nouveau projet
de recherche a été déposé à EC2CO (AO CNRS-INSU) pour financer la continuité de ces recherches durant 2
années supplémentaires, avec cette fois-ci une approche in situ. Une première tranche financière de 30 KE a
été débloquée pour 2016-2017 et nous avons bon espoir pour le financement de la deuxième année. Nous
sommes également en train de rédiger un projet ANR sur le thème de l’Hypoxie côtière à soumettre au
prochain appel d’offre fin 2016.
Références citées:
Conley, D. J., Carstensen, J., Ærtebjerg, G., Christensen, P. B., Dalsgaard, T., Hansen, J. L. S., & Josefson, A. B. (2007).
Long-term changes and impacts of hypoxia in Danish coastal waters. Ecological Applications, 17(sp5), S165–
S184.
Diaz, R. J., & Rosenberg, R. (2008). Spreading Dead Zones and Consequences for Marine Ecosystems. Science,
321(5891), 926–929.
Friedrich, J., Janssen, F., Aleynik, D., Bange, H. W., Boltacheva, N., Çagatay, M. N., Wenzhöfer, F. (2014). Investigating
hypoxia in aquatic environments: Diverse approaches to addressing a complex phenomenon. Biogeosciences,
11(4), 1215–1259.
GIPREB. (2009). Suivi physique et écologique de l’étang de Berre. Bilan semestriel - Mai 2009.
Glud, R. N. (2008). Oxygen dynamics of marine sediments. Marine Biology Research, 4(4), 243–289.
Keeling, R. F., Kortzinger, A., & Gruber, N. (2010). Ocean Deoxygenation in a Warming World. Annual Review of Marine
Science, 2, 199–229.
Kemp, W. M., Testa, J. M., Conley, D. J., Gilbert, D., & Hagy, J. D. (2009). Temporal responses of coastal hypoxia to
nutrient loading and physical controls. Biogeosciences, 6, 2985–3008.
Lichtschlag, A., Donis, D., Janssen, F., Jessen, G. L., & Holtappels, M. (2015). Effects of fluctuating hypoxia on benthic
oxygen consumption in the Black Sea (Crimean Shelf). Biogeosciences Discuss., 12, 6445–6488.
Middelburg, J. J., & Levin, L. A. (2009). Coastal hypoxia and sediment biogeochemistry. Biogeosciences, 6(7), 1273–
1293.
Naqvi, S. W. A., Bange, H. W., Farıas, L., Monteiro, P. M. S., Scranton, M. I., & Zhang, J. (2010). Marine hypoxia/anoxia
as a source of CH4 and N2O. Biogeosciences, 7, 2159–2190.
Rabalais, N. N., Cai, W.-J., Carstensen, J., Conley, D. J., Fry, B., Hu, X., … Zhang, J. (2014). Eutrophication-driven
deoxygenation in the coastal ocean. Oceanography, 27(1), 172–183.
Rabalais, N. N., Díaz, R. J., Levin, L. A., Turner, R. E., Gilbert, D., & Zhang, J. (2010). Dynamics and distribution of
natural and human-caused hypoxia. Biogeosciences, 7(2), 585–619.
Soetaert, K., Middelburg, J. J., Herman, P. M. J., & Buis, K. (2000). On the coupling of benthic and pelagic
biogeochemical models. Earth-Science Reviews, 51(1–4), 173–201.
Zhang, J., Gilbert, D., Gooday, A. J., Levin, L., Naqvi, S. W. A., Middelburg, J. J., … Van der Plas, A. K. (2010). Natural
and human-induced hypoxia and consequences for coastal areas: synthesis and future development.
Biogeosciences, 7(5), 1443–1467.
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Informations complémentaires de la part du partenaire local :
Syndicat Mixte GIPREB
Ce projet de thèse s’inscrit dans la lignée d’un programme de recherche interdisciplinaire sur la PREDiction
des phénomènes d’HYPOxie dans les lagunes littorales, spécifiquement dédié à l’étang de Berre
(PREDHYPO). Ce programme labélisé AMIDEX (IDEX AMU) regroupe des laboratoires de recherches
régionaux, nationaux et internationaux. Comme il a pu le faire dans le cadre de différentes participations à des
programmes de thèse et des programmes de recherche régionaux et européens, le GIPREB soutient le projet
PREDHYPO et met à disposition ses connaissances du site, ses moyens humains et matériels pour l’acquisition
des données de terrain.
Le GIPREB sera donc totalement engagé dans la réalisation de ce travail de Doctorat et sa participation
prendra la forme suivante :
o Mise à disposition de sa base de données : paramètres de vitalité de la faune et flore, paramètres
physico-chimiques de la masse d’eau, qualité des sédiments, depuis 1994 et acquisitions en cours.
o Contribution en logistique (embarcation, local humide) et temps agent pour l’acquisition de
données de terrain, la mise en forme des données et la rédaction des rendus. L’équipe mobilisée pourrait
comporter un chargé de mission, et un chargé d’étude
o Mise à disposition des supports de communication grand public (site web, bulletin) pour
diffusion et valorisation des travaux effectués dans le cadre du projet.
o Participation à l’encadrement scientifique de l’étudiant (comité de thèse, restitution régulière de
l’avancement du projet de thèse).
Dans le cadre de ses missions, le Syndicat Mixte GIPREB a en charge l’observatoire du milieu qui
comprend le suivi écologique du milieu aquatique et des milieux périphériques ainsi que la réalisation d’études
complémentaires pour l’acquisition de connaissances scientifiques. Son action s’inscrit dans la démarche de
réhabilitation environnementale de l’étang de Berre, pour un retour à un écosystème équilibré de lagune
méditerranéenne profonde et s’articule avec les démarches en cours au niveau local (Contrat d’Etang) et au
niveau du bassin Rhône - Méditerranée (SDAGE - DCE).
L’étang de Berre, par les améliorations portées à la gestion de l’eau sur son bassin versant, a vu les pressions
diminuer fortement au cours des dernières décennies : réduction drastique des apports industriels, mise aux
normes de tous les ouvrages de traitement des eaux usées des collectivités riveraines, réduction des apports
d’eau douce de la chaine Durance/Verdon.
Pour autant les désordres écologiques persistent avec des conséquences graves pour l’activité économique,
les loisirs et la biodiversité. L’eutrophisation et la stratification des eaux ont pour conséquences des épisodes
d’anoxie fréquents dans les zones les plus profondes (-9.5m) et parfois même sur la bordure côtière en période
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estivale. Si les apports d’eau douce, dont les effets sur la dégradation du milieu ne sont plus à prouver, font
aujourd’hui l’objet d’une gestion optimisée permettant de « contrôler » la salinité via un modèle
hydrodynamique, les phénomènes d’anoxie restent eux largement imprévisibles du fait de la diversité des
paramètres en jeu.
Ces épisodes répétés de manque d’oxygène représentent une contrainte majeure pour le retour à la vie et
donc un fonctionnement équilibré de l’écosystème. Même si des pistes d’amélioration ont été identifiées dans le
contrat pour l’étang de Berre signé en 2013 et pour les six années à venir, le manque de compréhension des
paramètres à l’origine de ces crises limite les acteurs locaux dans la prise de décision sur les mesures à mettre
en œuvre pour limiter l’occurrence des périodes d’anoxie.
Le GIREB est donc particulièrement attaché à voir se mettre en œuvre, sur l’étang de Berre, un programme
scientifique d’envergure dont l’approche interdisciplinaire permettra une démarche de recherche commune et
innovante sur les phénomènes d’hypoxie des eaux côtières.
C’est dans ce contexte que se situe le programme de recherche proposé par l’Institut Méditerranéen
d’Océanographie, et plus particulièrement le travail de Doctorat qui est proposé.
Enfin, les connaissances acquises sur les processus de mise en place des stratifications en oxygène pourront
être très directement appliquées à l’expérimentation de réouverture du tunnel du Rove.
Au-delà de la nécessaire contribution à l’enrichissement des connaissances sur le fonctionnement de
l’écosystème, cette étude, tout à fait innovante, permettra de jeter les bases de la réflexion sur les leviers
d’action qui existent pour la réhabilitation de l’étang de Berre. La possibilité de connaître les processus à
l’origine des crises anoxiques dans l’étang de Berre, permettra d’apporter des réponses concrètes aux enjeux de
gestion auxquels doit répondre le GIPREB (restauration écologique du milieu, suivi de la qualité des eaux en
lien avec les usages et notamment les usages de pêche et d’exploitation mytilicoles, suivi de la réouverture
expérimentale du tunnel du Rove..). Mieux connaître les causes et les effets de l’eutrophisation excessive de
l’étang de Berre et favoriser le développement des usages contraints font en effet partie des actions clairement
identifiées dans le Contrat d’Etang. Par ailleurs, cette étude va aider aux choix qui devront être faits dans
l’objectif d’une amélioration globale de la qualité de l’eau, telle qu’attendue par la DCE.
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