Calendrier
Diffusion de l’appel à projets : 20 septembre 2021
Clôture des dépôts de dossiers phase 1: 17 octobre 2021 (réponse le 28 octobre)
Clôture des dépôts de dossiers phase 2 : 30 janvier 2022 (réponse le 10 février)
Résultats
Phase 1 : Sur les 5 demandes reçues, 3 actions sont soutenues intégralement et 2 sont soutenues partiellement (actions 2022.2 et 2022.5).
Phase 2 : Sur les 8 candidatures reçues, 4 sont soutenues intégralement et 2 sont soutenues partiellement (actions 2022.9 et 2022.11). L’action 2022.5 bénéficie d’un financement complémentaire de 2 019 € sur reliquat.
Action 2022-1. Soutien au projet interdisciplinaire LOG (Éric Armynot du Châtelet, Alain Trentesaux, Maïwenn Herledan) « Adaptation des amibes à thèque aux changements environnementaux sous contraintes climatiques dans l’archipel des Kerguelen ». Financement de 6 mois de gratification de stage de Master 2 pour un montant total de 3 194 €.
L’archipel de Kerguelen est situé dans au cœur de l’océan austral au sein d’un complexe de courants circumpolaires bien identifiés (Rio, 2004). La migration latitudinale des fronts de ces courants accompagne des changements climatiques sur l’archipel (Verfaillie et al., 2015). Les amibes à thèques sont des micro-organismes unicellulaires vivants dans les sols et milieux aquatiques continentaux. La structure de la communauté est inféodée à leur environnement (Mitchell et al., 2008). Tout changement de caractéristiques de l’environnement entraine par conséquent des modifications dans ce maillon des écosystèmes. L’objectif du stage est de tester la réponse des amibes à thèques aux variations de ces changements environnementaux enregistrés dans des carottes de sédiments tourbeux.
Deux carottes sédimentaires ont été sélectionnées parmi celles collectées lors de la campagne de terrain 2019 sur l’archipel de Kerguelen. Ces deux carottes sont prélevées dans deux contextes sédimentaires de fond de vallée différents. Une première est de nature classique avec des dépôts répétés de sédiments entrecoupés de périodes de crues. Elle sert de témoin. Une seconde est prélevée dans une plante à croissance continue l’azorelle (Azorella selago). Les datations 14C réalisées donnent des séquences d’accumulation respectives de 210 et 150 ans.
Dans un premier temps les espèces d’amibes à thèque indicatrices (Legendre and Legendre, 2012) le type de sol, la teneur en eau du sol et la teneur en matière organique ont été déterminés à partir de la base de données construite par Maïwenn Herlédan sur les sédiments actuels. Respectivement 7, 5 et 8 espèces ont été classées significativement. A noter qu’Assulina muscorum est la seule classée pour les 3 paramètres.
Dans un second temps, les amibes à thèques sont déterminées dans les carottes sur 15 tranches dans la carotte témoin et 16 tranches dans la carotte dans d’azorelle. Les espèces indicatrices sont utilisées pour interpréter l’évolution des paléo-environnements. Assulina muscorum n’est malheureusement pas observée dans les carottes.
Dans la carotte témoin Phryganella paradoxa se développe dans le haut de la carotte, ce qui indiquerait un environnement évoluant vers un milieu moins riche en carbone organique. L’étude de la minéralogie des argiles développée en parallèle (mais non présentée dans le mémoire) met en évidence une diminution en parallèle de l’hydrolyse.
Figure 1. Section verticale prélevée dans le bassin versant de la rivière de l’Éléphant (Archipel de Kerguelen). Les proportions des espèces d’amibes à thèques sont présentées. La colonne verticale est structurée par une Dentreted Correspondance Analysis (DCA).
Dans la carotte réalisée dans l’azorelle, la disparition de Phryganella paradoxa au profit de Trinema complanatum indiquerait un développement évoluant dans contexte plus minéral à un substrat plus végétalisé. Cette tendance correspond aux observations de surface classiquement établies avec un substrat de plus en plus colonisé par la végétation. Cependant, même si cette conclusion colle aux tendances admises, il pourrait être étonnant que Phryganella paradoxa montre deux tendances différentes entre les deux carottes. Cette espèce est connue pour être une espèce prédatrice de diatomées (Dumack et al., 2019) ; en l’absence de ces proies, l’espèce décline.
Figure 2. Section verticale prélevée dans le bassin versant de la rivière du Sud (Archipel de Kerguelen) dans un substrat couvert d’Azorella selago. Les proportions des espèces d’amibes à thèques sont présentées. La colonne verticale est structurée par une Dentreted Correspondance Analysis (DCA).
En conclusion de l’étude, les amibes à thèque sont à même de présenter des variations locales de l’environnement. La localisation des carottes ne permet pas des conclusions et une généralisation des tendances à une échelle plus large.
Tous les travaux présentés dans le mémoire de master II sont intégralement repris dans le manuscrit de thèse de Maïwenn Herlédan et méritent une revisite avec notamment la confrontation à d’autres études réalisées sur d’autres sections verticales.
Action 2022-2. Financement de 3 mois de stage niveau M1, de consommables et de frais de mission pour le projet interdisciplinaire LOG (Jacinthe Caillaud, Marine Casetta, Lucie Courcot, Françoise Henry, Sylvie Philippe) « Évolution des Métaux de POussières Industrielles dans les Sols de la zone de Gravelines (EMPOIS) ». 3 450 € accordés.
La zone Manche-Mer du Nord est l’une des plus anthropisées au monde. Depuis des décennies, s’y concentrent activités portuaires et industrielles. L’étude porte sur la zone de Gravelines située au SW du Grand Port Maritime de Dunkerque (GPMD). Les activités liées au quai à pondéreux (Deboudt et al., 1997) mais aussi aux industries métallurgiques du GPMD (Hleis et al., 2013 ; Kfoury et al., 2016) engendrent de notables émissions de poussières riches en métaux.
En période sèche et par vents de NE, le secteur de Gravelines est ainsi soumis au dépôt de ces poussières, en particulier celles dites “sédimentables” (de diamètre > 20µm).
Si le problème des retombées fait l’objet d’un suivi géré par le SPPPI de Gravelines en raison des nuisances occasionnées pour les riverains, la question du devenir des dépôts de poussières dans les sols du secteur reste ouverte ; elle fait l’objet d’une thèse menée par Marine Casetta et intitulée « Impact et le devenir des retombées de poussières industrielles dans les sols de la région de Gravelines (Flandre maritime) ».
Ainsi, l’un des volets de la thèse (et donc l’un des objectifs du présent projet) concerne l’impact des retombées de poussières sur le stock de métaux des sols et ceci en fonction de la profondeur. L’autre question à laquelle le projet EMPOIS tente de répondre est celle du comportement chimique des métaux introduits dans les sols par les poussières, comportement qui pourrait varier en fonction de la nature des sols étudiés et de la profondeur.
Pour cela, 4 carottes de sols (0-11 cm) prélevées en 2021 et situées à des distances variables de la zone d’émission de poussières ont été étudiées cm par cm. Les paramètres physico-chimiques des échantillons de sols ont été mesurés par ailleurs afin de caractériser leur nature pédologique.De même, les teneurs totales en métaux des sols avaient été obtenues en amont du projet par ICP-AES et MS. L’essentiel du projet EMPOIS repose donc sur l’analyse des teneurs en métaux de la phase acido-soluble des échantillons de sols par ICP-AES et MS. Ces analyses requièrent un soutien analytique important, permis par le stage de Louise Legrand financé par la SFR Campus de la Mer.
En amont du projet, il a été montré une augmentation des concentrations en métaux des sols, essentiellement en surface et corrélée à la distance aux sources d’émission. Ceci peut donc être interprété comme résultant de l’influence des poussières industrielles. Pour répondre au second volet, la phase acido-soluble est obtenue grâce à des extractions à l’acide chlorhydrique (1M) et correspond à la fois à l’impact sur le long terme des pluies sur la mobilité des métaux mais également à une simulation de l’action des acides gastriques liée à l’ingestion de la terre.
Le stage a reposé sur la mise en œuvre d’un protocole d’extraction (figure 1). Les principaux résultats sont :
– concernant un élément donné, une mobilité similaire pour les trois carottes et au sein d’une même carotte avec la profondeur,
– comme attendu une mobilité importante du calcium qui peut être reliée à la présence de carbonates de calcium dans les sols.
– des éléments métalliques relativement mobilisables tels que le Cu, le Zn (autour de 50 % de taux de mobilisation), et plus particulièrement le Cd (autour de 70%),
– des éléments métalliques moins mobilisables tels que le Ni (20 à 30 %),
– des éléments réfractaires comme le Cr (5 à 10 % de taux de mobilisation).
Au final, dans la zone d’étude, les teneurs en métaux totaux et mobilisables sont relativement faibles et analogues à celles que l’on peut trouver dans des zones urbaines classiques. De plus, la nature des sols riches en carbonates de calcium laisse supposer un risque environnemental relativement faible en lien avec les métaux concernés (un pH basique permettant la stabilisation des métaux).
Figure 1.
Action 2022-3. Soutien à la collaboration LOG (Frida Lasram) – LRHBL (Ghassen Halouani) pour le projet « Évaluation de la sensibilité d’un un ensemble d’indicateurs écosystémiques à la résolution spatiale du modèle trophique Ecospace ». Financement de 6 mois de gratification de stage M2 pour un montant de 3 166 €.
L’objectif dans ce stage de master était est de mieux comprendre la réponse d’un ensemble d’indicateurs écosystémiques à l’incertitude liée au choix de la résolution spatiale dans le modèle Ecospace de Baie de Seine. Cette étude a permis de :
- Identifier les indicateurs les moins sensibles à la résolution spatiale.
- Déterminer un seuil à partir duquel les sorties du modèle ne sont plus pertinentes.
- Proposer une méthode pour réduire les biais dus à une faible résolution spatiale lors de l’interprétation des résultats des différents scénarios.
Action 2022-4. Soutien au projet interdisciplinaire LPCA (Maria Bokova, Mohammad Kassem, Arnaud Cuisset, Anton Sokolov) « Étude des verres dopés aux halogénures métalliques en tant que membranes des électrodes sélectives aux ions Cd2+ et Hg2+ dans l’eau de mer (ESI‐Cd/Hg) ». 3 303 € accordés pour le financement de 6 mois de gratification de stage M2.
Les problématiques liées à l’exposition aux métaux nocifs de la population française ne cessent de prendre de l’importance comme en témoignent des résultats de l’étude de santé sur l’environnement, la biosurveillance, l’activité physique et la nutrition, surnommée ESTEBAN, publiés par Santé publique France le 1er juillet 2021. Menée entre avril 2014 et mars 2016, l’étude souligne que l’alimentation est une des principales sources d’exposition et « la consommation de poissons et de produits de la mer influençait les concentrations en arsenic, cadmium, chrome et mercure ». Pour cette raison, la surveillance des métaux lourds en milieu marin est indispensable pour la santé publique. Les capteurs chimiques permettent une mesure in-situ et en continu des teneurs de différents métaux lourds dans les eaux. Les électrodes sélectives aux ions (ESI) constituées de membranes en verres de chalcogénures possèdent une sensibilité, sélectivité et stabilité chimique bien meilleure, ce qui est important pour leur utilisation dans le milieu riche en chlorure de sodium.
L’objective du présent projet est de synthétiser et caractériser deux nouveaux systèmes vitreux et d’évaluer le potentiel de ces matériaux à être utilisés en tant que membranes sensibles dans des capteurs chimiques pour le dosage des ions Cd2+ et Hg2+ dans une matrice riche en sodium.
Deux systèmes avec le mercure, AgI-HgI2-Ga2S3-GeS2 et Ag2S-HgS-GeS2 ont été synthétisés et caractérisés en utilisant les mesures de la densité, des propriétés thermiques et de la conductivité. La structure des verres a été étudiée à l’aide de la spectroscopie Raman avec la modélisation DFT et la diffusion de neutrons. Les résultats montrent la possibilité d’obtenir les verres contenant jusqu’à 40 mol% HgI2 et 50 mol% HgS. Les densités dans les deux lignes de composition varient de manière monotone entre deux extrémités. La température de transition vitreuse, Tg, dans le système Ag2S-HgS-GeS2 augmente avec l’ajout de sulfure d’argent, indiquant un changement dans la structure et une amélioration de la connectivité du réseau vitreux, alors que la Tg diminue dans le système AgI-HgI2-Ga2S3-GeS2 avec addition d’iodures d’argent et de mercure, qui est lié à la fragmentation progressive de la matrice vitreuse. Les spectres Raman des verres binaires HgI2-GeS2 confirme les changements structuraux du réseau vitreux de sulfure de germanium avec l’apparition des nouveaux modes de vibration et leur augmentation de façon monotone avec l’ajout de HgI2. Les résultats de la diffraction de neutrons et de la modélisation DFT des spectres Raman sont cohérents avec l’hypothèse structurelle de molécules HgI2 asymétriques dans la matrice hôte. L’ajout d’argent dans ces verres permet d’apporter de la conductivité ionique suffisamment élevée (σ298 » 10-6 S cm-1) pour assurer le fonctionnement des capteurs chimiques.
Deux compositions pour les membranes des capteurs chimiques ont été choisies en fonction des résultats de l’analyse physico-chimique détaillée : 20AgI-20HgI2-60((Ga2S3)0.2-(GeS2)0.8) et 40Ag2S-10HgS-50GeS2. La Figure 1 montre les courbes typiques de calibration des capteurs avec ces membranes. Les deux électrodes présentent une bonne limite de détection: 1×10-8 mol/L pour le système avec l’iodure de mercure (Figure 1(a)) et 3×10-6 mol/L pour le système basé sur les sulfures (Figure 1(b)). Les résultats pour des deux systèmes après plusieurs jours de calibration ont montré que la membrane contenant l’iodure de mercure n’est pas stable alors que le système contenant des sulfures montre la même limite de détection »10-6 mol/L après 10 calibrations. Ainsi, le capteur chimique avec la membrane vitreuse 40Ag2S-10HgS-50GeS2 est stable et pourrait être utilisé dans les mesures potentiométriques pour la détection du mercure. De plus, le test dans la solution NaNO3 1 mol/L montre une bonne sélectivité en présence d’ions de sodium. Actuellement on fait varier la teneur en AgI, HgI2, et le rapport Ga/Ge/S pour obtenir des compositions plus stables à base d’iodures métalliques.
Dans la suite de ce travaille, les homologues vitreux contenant les sels de cadmium vont être synthétisés et testés dans les capteurs chimiques pour le dosage des ions Cd2+ dans l’eau de mer.
Figure 1. Calibration des capteurs avec les membranes de composition (a) AgI-HgI2-Ga2S3-GeS2 et (b) Ag2S-HgS-GeS2.
Action 2022-5. Financement de frais de publication d’un article sur l’occurrence des gènes de résistance aux antibiotiques dans la Manche et Mer du Nord) en open Access dans le journal Frontiers in Environnemental science pour la valorisation de la thèse « RESASTOCK (Valostock2.0) ». Collaboration LSA (Thomas Brauge, Graziella Midelet) – BioEcoAgro (Cédric Le Bris) soutenue à hauteur de 2 764 €
Complément de 2 019 € accord é pour la publication d’un article sur la comparaison des méthodes d’extraction d’acides nucléiques. Collaboration LSA (Erwan Bourdonnais, Thomas Brauge, Graziella Midelet) – BioEcoAgro (Cédric Le Bris)
La thèse RESASTOCK avait pour but d’évaluer la présence de gènes de résistance aux antibiotiques dans le milieu marin afin d’identifier les supports génétiques de résistance et les potentiels transferts de gènes de résistance vers la flore bactérienne commensale de l’Homme, dans un objectif d’accroître la connaissance du réservoir potentiel d’antibiorésistance dans ce milieu avec une perspective de protection du consommateur. RESASTOCK avait notamment pour objectif de déterminer dans quelle mesure les poissons, les mollusques et autres organismes constituant un réseau trophique benthique pourraient être potentiellement une source de gènes de résistance aux antibiotiques qui pourraient potentiellement être transmise par des bactéries pathogènes pour l’Homme ou transmissibles à la flore bactérienne de l’Homme par son alimentation.
Suite à une étude comparative de méthodes d’extraction d’acides nucléiques qui a été réalisée lors de la 1ère année de thèse du doctorant Erwan Bourdonnais (Travaux soutenus par la SFR lors de l’AP 2020), des travaux d’extraction d’ADN ont été réalisés à partir d’échantillons récoltés lors de la campagne en mer IBTS organisée par l’IFREMER en 2020. Ces échantillons comprenaient du phytoplancton, du zooplancton, des mollusques bivalves, des poissons plats et des échantillons d’eau. Le doctorant a ainsi mis en évidence grâce à différentes PCR quantitatives (qPCR) la présence de déterminants génétiques liés à la résistance aux antibiotiques dans des quantités et des zones variables de la Manche et de la Mer du Nord. Les gènes recherchés étaient le gène tetA (résistance à la tétracycline), blaTEM (résistance aux β-lactamines), sul1 (résistance aux sulfonamides) et le gène intI1 (codant pour l’intégrase de l’intégron de classe 1, impliqué dans la dissémination des gènes de résistance aux antibiotiques).
Occurrence of Indicator Genes of Antimicrobial Resistance Contamination in the English Channel and North Sea
Action 2022-6. Collaboration tripartite entre le LSA (Alexandre Dehaut, Guillaume Duflos), le LOG (Rachid Amara) et BioEcoAgro (Périne, Doyen, Thierry Grard) pour le sujet de Master 2 « Effet de la marée sur l’abondance et la nature des microplastiques au sein d’un écosystème estuarien (MAREEMICRO) ». Financement de 50% d’une gratification de stage niveau Master pour un montant de 1 554 €.
Depuis 2020, certaines études ont été réalisées pour démontrer le lien entre la marée et la dispersion des microplastiques (MPs). Leurs résultats montrent que la distribution est différente dans le temps, et que les films et les fibres sont les types de formes de particules numériquement dominants. Cependant, dans la plupart des études, les échantillonnages ont été menés pendant la marée descendante uniquement, lorsque les MPs sont évacués de l’estuaire et peu d’études ont pratiqué un échantillonnage durant la marée montante uniquement. Enfin, dans d’autres cas, l’état de la marée n’a tout simplement pas été pris en compte dans l’étude lors du travail de terrain.
Le projet MAREEMICRO porte sur l’étude des effets des cycles de marées complets sur l’abondance des MPs au niveau d’un estuaire anthropisé : l’estuaire de la Liane à Boulogne-sur-Mer. Le but est d’étudier les changements dans l’abondance des MPs dus aux fluctuations de la marée au niveau de l’estuaire. Plusieurs hypothèses ont alors été émises : 1) Comment le flux de MPs se déplace au cours d’un cycle de marée, 2) Est-ce que la différence de coefficient de marée influence le flux de MPs ? 3) Quelle est l’influence des apports de la Liane et de la marée sur l’abondance, la taille et la nature desMPs ? Pour essayer de répondre à ces hypothèses, nous avons mené une étude au niveau de l’estuaire de la Liane, en effectuant des prélèvements d’eau, à des coefficients de marée différents et cela tout au long d’un cycle de marée (12h).
Les prélèvements ont été réalisés sur deux sites : S1 dans le port, en aval de l’écluse et des passes gérant les apports de la Liane et S2 à l’entrée du port à proximité de la digue Carnot. Les échantillonnages sont situés dans le chenal de l’estuaire comme le montre la figure 1 ci-contre.
Deux coefficients de marée, nommés vive eau et morte eau, ont été étudiés au mois de Mars 2022. Les différentes données environnementales (pluviométrie, débit du fleuve à cette période, vent) sont également à prendre en considération pour l’interprétation globale des résultats.
Figure 1 : sites de prélèvement lors du projet MAREEMICRO
Les analyses des prélèvements ont montré que :
- En vive eau, des pics d’abondance de particules ont été observés et pourraient être dus à des apports du fleuve.
- En morte eau, l’abondance des particules semble corrélée avec le cycle de marée à l’entrée du port (en S2) comme le montre la figure 2 ci-contre. Des particules de grandes tailles étaient également plus présentes en basse mer qu’en haute mer.
- En morte eau et en vive eau, la majorité des particules observées étaient des fibres.
Figure 2 : abondance et type des particules en S2 en morte eau
Action 2022-7. Soutien au projet « Comparaison analyses 2D et 3D de la forme des otolithes de rougets barbets pour discriminer les populations » entre le LRHBL (Kélig Mahé) et le LISIC (Émilie Poisson Caillault). Financement de frais de mission pour réaliser des analyses 3D et du traitement des résultats 3D (870 €)
Selon l’estimation de la FAO, la population mondiale atteindra plus de 9 milliards d’habitants d’ici 2050. De ce fait, le besoin en protéines ne cesse de croître alors que 33% des stocks poissons dans le monde sont en surexploitation. Une gestion durable des ressources halieutiques est ainsi nécessaire pour subvenir au besoin présent et futur. Cette gestion passe d’abord par la délimitation des unités de gestion ou des stocks. Il existe plusieurs éléments d’analyse possibles comme la microchimie et la forme de l’otolithe, les marqueurs génétiques ou naturels (parasite…). L’otolithe est une pièce calcifiée dans l’oreille interne du poisson dont la forme varie selon sa génétique et son environnement. Cette forme de l’otolithe est très utilisée actuellement, d’une part parce qu’elle permet d’intégrer les composantes génétiques et phénotypiques et d’autre part parce qu’elle présente une analyse à faible coût de traitement par rapport aux autres méthodes. De plus, leurs analyses sont de plus en plus standardisées (packages, codes R/Python).
Actuellement les images acquises en 2D sont utilisées pour la délimitation des stocks de poissons. Ces images sont acquises à partir de scanners ou loupes binoculaires puis standardisées pour être enfin analysées notamment à l’aide des descripteurs elliptiques de Fourier. Cette analyse pourrait être améliorée grâce à des images 3D. L’acquisition d’images en 3D se fait en 3 étapes avec la prise d’images radiographiques sur plusieurs angles à l’aide d’un microtomographe à rayon X, puis la reconstruction en 3D des images 2D, et enfin la segmentation par seuillage des objets 3D. Chaque point de la surface de l’objet 3D (vertex) est projeté sur une sphère et leurs coordonnées sont leur distance angulaire à une origine des axes x, y et z. L’analyse de descripteurs de Fourier en 3D se fait grâce aux angles de chaque point des meshs 3D à l’origine (x, y et z).
Le rouget barbet de vase (Mullus barbatus), qui est un poisson benthique commercial, a été étudié à partir de 35 zones couvrant toute la mer Méditerranée. 1023 rougets barbets de vase ont été échantillonnés (en collectant les otolithes droit et gauche, leurs positions géographiques, taille, poids, sexe, génétique et les données environnementales). Ce jeu de données est utilisé aussi pour estimer l’apport de l’analyse 3D par rapport à l’analyse 2D pour connaitre précisément les limites de stocks. A partir d’analyses de Fourier 2D et 3D des classifications supervisées (LDA) et non-supervisées (Clustering) sont réalisées pour délimiter les stocks. La reconstruction de la forme moyenne des otolithes pour chaque groupe différentié permettra de connaître les différences de structure de l’otolithe et de caractériser le niveau de différence entre les stocks adjacents.
Le déplacement de Nicolas Andrialovanirina à Dijon financé par la SFR a permis de réalisation toutes les acquisitions 3D soit plus de 1000 poissons et les 1ers résultats sur l’asymétrie entre les otolithes droits et gauches montrent des différences avec une asymétrie significative en 3D alors qu’il n’y a pas de différence observable en 2D sur le même lot d’individus. Ces résultats ont fait l’objet d’un poster aux journées du LISIC et d’un poster à la Virtual Sclerochronology Conference. Un article en cours de rédaction pour présenter ces résultats et sera un produit de cet appel SFR 2022 qui sera publié en 2023.
Action 2022-8. Financement de la publication en open access « Manta net: the golden method for sampling surface water microplastics in aquatic environments ». Collaboration LOG (Rachid Amara, Gabriel Pasquier) – BioEcoAgro (Périne Doyen) – LSA (Guillaume Duflos, Alexandre Dehaut) soutenue à hauteur de 2 208 €
Action 2022-9. Financement de consommables de laboratoire pour le projet « Recherche de nanoparticules par imagerie MEB dans le cadre de la caractérisation de la surface de microplastiques (MicroSurf MEB) » porté par le LOG (Lucie Courcot) et le LSA (Alexandre Dehaut, Guillaume Duflos). 1 000 € accordés.
Cette collaboration émergente dans le cadre des échanges Anses/LOG visait à utiliser un MEB dans le cadre de la caractérisation de particules de plastique. Il s’agit d’une approche originale qui a permis d’ajouter une plus-value à un projet de recherche en cours.
L’objectif de cette nouvelle collaboration avec le LOG était d’apporter une information complémentaire dans la caractérisation de microplastiques générés. En effet, l’Anses a produit des MPs à partir de macrodéchets issus de l’environnement. Pour ce faire, après collecte, les plastiques ont été nettoyés, cryobroyés puis tamisés afin de récupérer des microplastiques de taille inférieure à 100 µm. L’identification des polymères a été réalisée à l’aide d’un µFT-IR et de son module ATR acquis dans le cadre du CPER MARCO. Ceci a permis de mettre en évidence la présence de nanoparticules à la surface de MPs, grâce à l’imagerie MEB.
L’Anses et le LOG ont pu échanger sur le sujet, ainsi le LOG a pu apporter ses connaissances et compétences concernant le MEB pour aider les chercheurs de l’Anses à obtenir de nouvelles informations de caractérisation sur la structure morphologique de surface des particules qu’ils ont générées.
L’ensemble de ces données permettra d’améliorer la caractérisation des particules utilisées ce qui apportera une valeur ajoutée pour la valorisation de ce projet de recherche financé par la Région.
Figure 1 : Image obtenue à l’aide d’un MEB montrant des nanoparticules à la surface d’un microplastique composé de polyamide. La barre d’échelle indique une mesure de 10 µm (Crédit image : Lucie Courcot©)
Action 2022-10. Financement de 6 mois de gratification de stage niveau Master pour une collaboration LISIC (Serge Reboul, Georges Stienne) – LMPA (Carole Rosier, Dominique Schneider) autour du projet « Estimation de l’état de mer par réflectométrie GNSS : Estimation de la direction du vent », 3 412 € accordés.
L’objectif du projet de collaboration LMPA-LISIC dans lequel le stage proposé s’inscrit est d’estimer la direction du vent à partir de mesures radar aéroportées par réflectométrie GNSS (GNSS-R). Dans ce cadre, l’objectif du stage est de simuler à l’aide de modèles les données qu’un récepteur GNSS-R peut fournir en fonction des paramètres de direction et vitesse de vent en mer.
La caractérisation des vagues à la surface de la mer est un paramètre important pour l’estimation de la dynamique des océans et pour l’environnement marin. En générale la mesure de la vitesse et de la direction des vagues est fournie par des bouées positionnées en mer ou à partir de mesures satellitaires. Les mesures fournies par les bouées sont locales et leurs mises en œuvre et leurs maintenances sont contraignantes. Les mesures satellitaires ont une couverture spatiale plus étendue mais ne sont pas continues et dépendent du temps de revisite des satellites. Dans ce contexte la mesure aéroportée offre une grande souplesse car elle permet des mesures spatiales étendues avec des temps de revisites faibles. De plus leur résolution, plus fine que celle des mesures satellitaires, doit permettre de caractériser finement les paramètres des vagues aux abords du littoral.
Dans le domaine de la réflectométrie GNSS l’estimation de la direction du vent à la surface de la mer est un problème non résolu. L’objectif du stage est de définir par simulation les mesures qu’un récepteur GNSS-R fournit en fonction des paramètres de vents pour à terme, en mesurant la distance entre de telles données simulées et des mesures réelles, pouvoir déterminer les paramètres de vents associées aux mesures réelles.
Figure 1 : Principe de base de la mesure d’état de mer par GNSS-R
Les paramètres de simulation sont nombreux : aux paramètres de vents et de vague s’ajoutent les paramètres de position et vitesse des émetteurs (satellites GNSS) et récepteur, les paramètres des signaux utilisés (fréquences GNSS L1, L2, L5), les paramètres atmosphériques (qui influent sur la vitesse de propagation du signal) et les paramètres de réception (fréquence d’échantillonnage, gains d’antenne…). L’objectif du stage est de prendre l’ensemble de ces paramètres en compte pour générer les observables de carte délai-doppler (DDM : Delay Doppler Map) associées, classiquement utilisées en réflectométrie GNSS.
Action 2022-11. Soutien à une collaboration entre :
- le LPCA (Patrick Augustin, Hervé Delbarre, Marc Fourmentin, Elsa Dieudonné, Anton Sokolov) ;
- le LISIC (Serge Reboul, Georges Stienne, Jean-Charles Noyer, Mohamed Fnadi, Régis Lherbier) ;
- le LOG (Olivier Cohen, Emmanuel Blaise, Jean-Yves Reynaud, Rachid Ouchaou) ;
- et TVES (Éric Masson)
3 007 € accordés pour participer au financement du projet « Apports du couplage des techniques radar, lidar et d’analyse d’images pour la caractérisation de la plage, la dune et l’arrière-dune » (Frais de mission, prestation ballons-sondes, matériel et frais de transport).
Du sol à l’atmosphère, l’émergence d’un projet pluridisciplinaire pour étudier un système côtier en danger
Dans le cadre de son appel à projet 2022, la Structure Fédérative de Recherche (SFR) Campus de la Mer a soutenu le projet ‘Apports du couplage des techniques radar, lidar et d’analyse d’images pour la caractérisation de la plage, la dune et l’arrière-dune’. Il s’agit d’un projet émergent impliquant principalement des laboratoires des trois Pôles de Recherche de l’ULCO :
- le LISIC, le LPCA, l’UCEIV (Pôle Mutations Technologiques et Environnementales),
- le LOG (Pôle Mer et Littoral, Transformations et Enjeux),
- le laboratoire TVES (Pôle Humanité et Territoires Intégrés).
Cette action inter Pôles implique plus précisément des équipes de recherche pluridisciplinaires ayant des compétences dans le domaine des techniques radar, lidar et d’analyse d’images. L’objet de ce projet est de décloisonner les compétences de ces équipes afin de contribuer à atteindre un objectif scientifique commun lié aux problèmes des littoraux qui sont soumis aux aléas météorologiques et marins de plus en plus intenses.
En effet, le changement climatique et la montée du niveau des mers et des océans peuvent jouer un rôle fondamental sur la vulnérabilité des littoraux. L’étude de ces environnements vulnérables est très importante pour une meilleure compréhension du fonctionnement de ces systèmes côtiers, mais aussi pour la compréhension de leur évolution future (et notamment dans la perspective d’une bonne gestion des risques littoraux).
L’objectif de ce projet est de caractériser un système côtier vulnérable en combinant des données lidar, radar et d’analyse d’images. Cette combinaison permettrait de :
– Détecter et localiser les différents secteurs topographiques de la plage, les différentes textures de sédiments, les variations d’humidité du sol,
– Observer l’évolution du trait de côte, des variations du niveau de plage, de la végétation,
– Analyser l’évolution des vents locaux en lien avec la morphologie côtière ainsi que la charge des aérosols susceptibles d’être influencés par le transport éolien.
Parmi les systèmes côtiers vulnérables du Littoral, la baie de Wissant est un site particulièrement intéressant pour ce projet. En effet, situé entre le cap Blanc-Nez et cap Gris-Nez, ce site présente :
- une grande diversité de faciès géologiques et géomorphologiques (falaises, massifs dunaires, large plage, affleurements de tourbe),
– une morphologie côtière particulière ainsi qu’une diversité géologique pouvant influencer la formation des brises de mer (de Secteur Ouest à Nord Est), modifier rapidement le champ de vent local, l’humidité, la température de l’air et favoriser les interactions entre ces différents éléments (figure 1).
Par ailleurs, ces brises de mer peuvent avoir un impact sur la qualité de l’air en transportant les émissions du trafic maritime vers le littoral. Le détroit du Pas-de-Calais est réputé pour son trafic maritime très dense. En effet, il s’agit de l’un des détroits maritimes les plus fréquentés au monde puisqu’en moyenne 400 navires/jour transitent entre la Manche et la Mer du Nord, pouvant engendrer des effets sur la qualité de l’air.
Le caractère pluridisciplinaire de ce projet, ainsi que sa problématique, ont suscité un intérêt grandissant auprès d’autres laboratoires/instituts et les a amenés à participer au projet (LaMcube, UCEIV, LOA, PC2A, IEMN, CRISTAL, IRCICA). Afin d’essayer d’atteindre l’objectif scientifique commun de ce projet, une campagne de terrain a été réalisée au cours des 16 et 17 juin 2022, en déployant sur la digue de mer de Wissant, un ensemble de dispositifs instrumentaux pour caractériser :
– la structure géologique du sol,
– la topographie du terrain,
– les états de surface (couverture végétale),
– le taux d’humidité des sols,
– la dynamique de l’atmosphère,
– les propriétés optiques des aérosols,
– la qualité de l’air,
– l’impact toxique des fractions gazeuses et particulaires.
Cette expérience est le fruit d’une synergie entre des équipes de différentes disciplines allant de la géologie à la toxicologie, en passant par la physique, la chimie, les géosciences et les sciences humaines. Les premiers résultats devraient être publiés dans la littérature scientifique internationale courant 2023.
Figure 1 : Le site expérimental vulnérable de la baie de Wissant est soumis aux phénomènes d’érosion du trait de côte, du dépérissement de la végétation et aux émissions du trafic maritime dense du détroit du Pas-de-Calais.
Figure 2 : Déploiement sur le site de Wissant des instruments scientifiques variés, constitués d’un télémètre laser, de l’Unité Mobile Atmosphérique (UMA), de capteurs de polluants, d’un système de réflectométrie embarqué dans un autogire, de plusieurs lidars (vent, aérosols et topographiques), d’un géoradar et de drones.
