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Comprendre la structure et la dynamique du phytoplancton en réponse aux forçages naturels et anthropiques, et contribuer au développement des outils d’analyses automatisées. Vers un Système Intégré d’Observation.

By Alain Lefebvre

Abstract

Les écosystèmes marins sont soumis à des pressions d’origine anthropique très importantes depuis ces dernières décennies. Parmi ces pressions, les apports excessifs de nutriments vont impacter directement le phytoplancton et indirectement d’autres niveaux trophiques compromettant ainsi les biens et services écosystèmiques. On parle alors d’eutrophisation, phénomène répandu à l’échelle mondiale. La Manche orientale et la baie sud de la mer du Nord ne font pas exception. La partie française de cette zone est marquée par des proliférations massives de la Prymnésiophycée, Phaeocystis globosa, qui aboutiront au développement d’une mousse abondante et nauséabonde sur le littoral comme à des dysfonctionnements au sein des habitats benthique et pélagique. C’est dans ce contexte, que j’ai pu structurer et contribuer au développement d’une recherche ciblée sur le développement et la mise en oeuvre de systèmes instrumentés multiparamètres de mesures automatisées à haute fréquence et des outils numériques associés, afin de mieux comprendre la structure et la dynamique du phytoplancton en réponse aux forçages d’origines naturelle et anthropique. La valeur ajoutée de cette recherche est de proposer une approche intégrée, multiparamètre, pour des sites contrastés et s’appuyant sur les résultats acquis à long-terme via des stratégies d’échantillonnage à basse fréquence comme à haute fréquence et tirant bénéfice des produits dérivés de la modélisation et de l’observation de la couleur de l’eau. Ce manuscrit se découpe en trois grandes parties. La première dresse le bilan de ma contribution à la structuration des activités de recherche au sein du Laboratoire Environnement et Ressources (Ifremer Centre Manche - mer du Nord) que j’ai intégré en 2000 et que je dirige depuis 2005. La deuxième partie est dédiée à ma contribution à l’évolution, de la basse fréquence vers la haute fréquence, du programme de surveillance et d’observation de la Manche orientale et de la baie sud de la mer du Nord. Sur la base de séries à long-terme, je propose également un bilan des principaux schémas de variabilités saisonnière et pluri-annuelle, ainsi qu’une étude des ruptures et des tendances pour les concentrations de nutriments (azote inorganique dissous, phosphate, silicate), la biomasse et la composition du phytoplancton. Grâce à l’étude de séries à long-terme, mais également grâce à une modélisation couplée hydrodynamique/biogéochimie, je mets en avant les facteurs de contrôles proximaux et distaux des efflorescences, ainsi que leurs effets directs et indirects, avec un focus sur les taxons potentiellement nuisibles, Phaeocsytis globosa et Pseudo-nitzschia. Sur la base de données acquises à haute résolution par la station instrumentée MAREL Carnot et par un système de mesures d’opportunités de type Ferry Box, j’oriente mon bilan vers la caractérisation des événements extrêmes, vers la définition d’états environnementaux par classification non-supervisée dans un espace spectral multi-dimensionnel. La définition de ces états et de leurs dynamiques permet ensuite d’envisager le développement d’un système numérique automatisé de prédiction de ces états. La troisième partie correspond à mon curriculum vitae détaillé. L’ensemble de ma production scientifique et technique, mes responsabilités, mes activités d’enseignement et d’encadrement, mon réseau de collaboration, mes projets y sont présentés pour la période 2000 - 2016

Topics: Manche, baie sud de la mer du Nord, eutrophisation, habitat pélagique, phytoplancton, abondance, diversité, hydrologie, climat, observation, surveillance, écologie numérique, modélisation, haute fréquence, systèmes automatisés, stations instrumentées, Ferry Box.
Year: 2016
OAI identifier: oai:archimer.ifremer.fr:47103
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