Traitement des données phytoplanctoniques et pigmentaires disponibles dans les DOMs. Analyse complémentaire des nouvelles données acquises et proposition de nouvelles acquisitions et approches complémentaires. Livrable 1 : premières métriques et seuils pour les DOMs à partir des données bancarisées dans Quadrige². Examen des données non bancarisées en vue de définir leur qualité, de proposer des métriques et des seuils

Par son rôle essentiel dans le fonctionnement des écosystèmes aquatiques, le phytoplancton apparaît comme un indicateur pertinent de la qualité des milieux marins. En métropole, différents groupes de masses d’eau ont été définis, et les grilles qui s’appliquent aux différents indices (biomasse/ chlorophylle a, abondance / proportion de blooms) et qui permettent de classer chaque masse d’eau, sont propres à chaque groupe de masses d’eau. Les trois départements français d’outre-mer étudiés ici (Martinique, Guadeloupe, et La Réunion) se caractérisent par de fortes spécificités environnementales. De manière générale, si les connaissances existantes témoignent du caractère oligotrophe des eaux tropicales, les études localisées permettant de décrire les spécificités des eaux côtières de Martinique, Guadeloupe et Réunion sont rares voire inexistantes. Dans ce contexte, les études et suivis initiés dans le cadre de la DCE revêtent un caractère particulièrement important pour l’acquisition de connaissances sur le phytoplancton dans ces régions. Plusieurs rapports présentent une synthèse des travaux réalisés dans les départements français d'Outre-Mer ( eg., Caffier et Artigas, 2010b ; Buchet, 2008) dans le contexte de la mise en œuvre de la DCE. Une grande partie des données acquises dans le cadre de la DCE pour le phytoplancton et les mesures physico-chimiques associées, en Martinique et Guadeloupe, ont été bancarisées dans la base de données Quadrige² entre fin 2011 et début 2012. Avec les données déjà saisies pour la Réunion, les données bancarisées couvrent actuellement une période variable : globalement à partir de 2007, mais les données des deux années 2010 et 2011 ne sont pas toutes saisies. Pour chaque région, la distribution de la concentration en chlorophylle a varie peu entre les différentes MEC. L'évolution temporelle de la concentration en chlorophylle a apparaît, elle aussi, relativement uniforme. Cette première analyse descriptive des données de chlorophylle a disponibles confirme donc le caractère oligotrophe des eaux côtières antillaises et réunionnaises. L'analyse de l'ensemble des données récemment bancarisées dans la base Quadrige² a permis de réaliser des simulations d’évaluation de la qualité des eaux, avec l’outil développé au niveau national par Ifremer, et d'affiner la proposition de grilles pour l'indice biomasse, adaptées aux eaux ultra-marines (cf. livrable 21). Il convient néanmoins de souligner que les données acquises avec des méthodes non adaptées au mileu marin sont très sujettes à caution : il est donc nécessaire de bancariser le plus rapidement possible les données acquises depuis, avec des méthodes correctes, pour refaire les simulations. La priorité est donc de : (i) bancariser les données récentes, ce qui permettrait de relancer des simulations à l’automne 2012, (ii) planifier le groupe d’experts Phytoplancton et Hydrologie / DOMs, avant fin 2012

Traitement des données phytoplanctoniques et pigmentaires disponibles dans les DOMs. Analyse préliminaire des nouvelles données acquises et proposition de nouvelles acquisitions et approches complémentaires. Livrable 3 : Bilan de ce qui a été fait sur l’état des lieux et identification des besoins prioritaires dans chaque DOM. Proposition de stratégies à suivre (approches, techniques, etc.). Rapport final

Missions, expertises, participations à des réunions et visio-conférences, travaux collaboratifs et échanges se sont succédé pendant l'année 2011 entre les experts de métropole et les correspondants dans les DOMs. Une mission, qui a eu lieu aux Antilles en mars 2011, ainsi que la participation aux COPILs de Guadeloupe et de Martinique fin 2011, ont permis d'échanger sur les résultats du suivi et des évaluations provisoires de l’état des masses d'eau, de proposer les ajustements nécessaires, et de préparer l'intégration des données DCE dans Quadrige². Une proposition écrite pour l'amélioration du plan de surveillance 2012 en Martinique a également été faite, suivie d'effet. A La Réunion, l'expertise étant assurée par la station Ifremer locale, les contacts entre les experts de métropole et La Réunion ont essentiellement porté sur les évaluations assurées par l'outil développé en métropole par Ifremer. Les études spécifiques sur le phytoplancton menées dans les DOMs ont permis l'acquisition de premières connaissances sur l'écologie du phytoplancton. Au vu des informations disponibles, les indices DCE développés pour la métropole doivent être adaptés aux eaux côtières oligotrophes des Antilles et de la Réunion et des grilles ont été proposées. Par ailleurs, les eaux côtières de Guyane subissant une influence importante des apports des estuaires locaux et des apports amazoniens présentent des caractéristiques les assimilant en partie aux eaux estuariennes. Les résultats d’une étude réalisée à partir des premières données de mise en place de la DCE en Martinique pourraient permettre d’avancer sur les pistes d’un indice abondance amélioré, et même d’un indice composition, à partir des analyses des communautés micro, pico- et nano-planctoniques, avec dénombrements classiques au microscope, et mesures en cytométrie en flux. Pour ces dernières, il apparait nécessaire d'acquérir des données supplémentaires pour pouvoir trouver les bonnes grilles de lecture. La priorité est clairement de progresser dans la connaissance de l'écologie du phytoplancton dans les systèmes tropicaux et pour progresser dans cette connaissance, il est nécessaire de disposer de données supplémentaires qui soient fiables pour une bonne exploitation des résultats. Au vu des difficultés rencontrées, les efforts doivent être portés sur les trois postes suivants : vigilance sur les méthodes de prélèvement et d'analyse, poursuite de la bancarisation, acquisition de données supplémentaires. Les perspectives et propositions pour le moyen terme sont les suivantes : les analyses du nano- et du pico-phytoplancton pourraient notamment être mises en oeuvre à haute résolution spatio-temporelle grâce à l’application en routine de la cytométrie en flux et l’utilisation de techniques comme les analyses pigmentaires par HPLC. Et d'autres techniques innovantes peuvent être envisagées telles celles testées actuellement en métropole dans le cadre du projet  NTERREG DYMAPHY (cytométrie en flux de type Cyto Sense, fluorescence totale ou spectrale à haute résolution temporelle, images satellitales) de même que l’analyse d’image (FlowCAM / PhytoImage). En Guyane, la définition de grilles spécifiques à ce département devrait se baser, en complément des études IRD 2011 sur l'exploitation des données collectées dans le cadre de travaux doctoraux (do Rosario Marinho - Jaussaud, 2007) et de missions ultérieures sur la zone (CNRS – LOG Wimereux, ainsi que des pistes évoquées pour la définition d’indicateurs phytoplanctoniques en milieux estuariens (Caffier & Artigas 2010)

Traitement des données phytoplanctoniques et pigmentaires disponibles dans les DOMs. Analyse complémentaire des nouvelles données acquises et proposition de nouvelles acquisitions et approches complémentaires. Livrable 2 : rapport sur l’application de possibles indices phytoplanctoniques dans les DOMs à partir de l’analyse des données disponibles ; proposition de métriques et seuils. Rapport final

Le paramètre choisi pour l’évaluation de l’indice biomasse de l’élément de qualité phytoplancton est la chlorophylle-a, et la métrique utilisée est le percentile 90. Des grilles doivent être définies pour pouvoir assigner à chacune des masses d’eau la classe de qualité qui lui correspond du point de vue de cet indice. Différentes grilles, adaptées aux eaux très oligotrophes des trois départements outre mer que sont la Martinique, la Guadeloupe et La Réunion, ont été testées, et les résultats de ces simulations sont présentés ici. Les états des lieux initiaux et les études menées localement avaient déjà conduit à proposer des grilles. En Guadeloupe, les seuils provisoires retenus pour l'indice biomasse sont ceux initialement fixés à l’état des lieux de 2006. En Martinique, l'analyse des données disponibles entre 2007 et 2010 a conduit à la révision des grilles initialement proposées en 2006, lors de l’état des lieux : les nouvelles grilles sont globalement plus contraignantes que celles de 2006. A La Réunion, cinq grilles ont été testées, et un groupe de travail Hydrologie réunissant des experts nationaux et régionaux, a proposé en 2010 de retenir la grille la plus contraignante (celle définie pour la Corse), adaptée aux eaux oligotrophes. Un outil national, développé par Ifremer, permet de faire des simulations pour l’évaluation de l’élément de qualité phytoplancton, à partir de données bancarisées dans Quadrige². Des simulations ont donc été réalisées avec cet outil pour les trois régions Guadeloupe, Martinique et Réunion, avec les données disponibles au 7 février 2012. Ces simulations ont été effectuées pour l’indice biomasse avec les grilles suivantes : (i) une grille 1 « Corse », proposée pour les eaux côtières oligotrophes de Corse, (ii) une grille 2 « Guadeloupe », proposée en Martinique en 2006, (iii) une grille 3 « Martinique » proposée en 2010 en Martinique pour le type C29, (iv) une grille 4 « Intermédiaire », basée sur la grille proposée pour les masses d’eau côtières en Corse, en plus restrictive. Les résultats détaillés de ces simulations sont présentés en trois annexes, une pour chaque région. Les conclusions de ce travail sont : (i) la grille 3 « Martinique » semble la plus adaptée aux eaux côtières oligotrophes tropicales de Martinique, et pourrait s’étendre aux eaux de Guadeloupe, moyennant vérification ultérieure. Pour La Réunion, la grille 1 a été retenue par le groupe de travail Hydrologie 2010, il serait cependant intéressant d’avoir un retour d’avis sur l’utilisation de la grille 3, légèrement plus contraignante, mais peut être plus nuancée. Il est maintenant très important d’avoir des retours des intervenants et experts locaux sur ces conclusions, afin d’affiner si possible ces choix de grilles. De nouvelles simulations devront de toute façon être réalisées quand de nouvelles données auront été stockées dans Q², ce qui permettra de consolider le choix des grilles. Par ailleurs, les données disponibles dans les masses d'eau de transition de Martinique sont insuffisantes pour proposer des grilles adaptées à ce type. De même, l'absence de données pour les masses d'eau récifales de la Réunion ainsi que pour les masses d'eau côtières et de transition de Guyane, présentant par ailleurs des spécificités écologiques marquées, ne permettent pas de réaliser de telles simulations. La priorité est donc de : (i) bancariser les données récentes, ce qui permettrait de relancer des simulations à l’automne 2012, (ii) planifier le groupe d’experts Phytoplancton et Hydrologie / DOMs, avant fin 2012. Ce rapport comprend trois annexes

Développement d’indicateurs de biodiversité: comparaison des données classiques et moléculaires pour étudier les changements de composition des communautés microbiennes marines

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