Calendrier
Diffusion de l’appel à projets : 11 septembre 2023
Clôture des dépôts de dossiers phase 1: 15 octobre 2023 (décision d’attribution avant le 27 octobre 2023)
Clôture des dépôts de dossiers phase 2 : 28 janvier 2024 (décision d’attribution avant le 9 février 2024)
Résultats
Action 2024.1 Soutien à l’action interdisciplinaire LOG (Elena Alekseenko, Sylvie Gaudron, Frida Lasram, Kévin Boutin, « Impact du réchauffement climatique sur la dispersion larvaire et la connectivité en Manche Est dans le contexte de l'installation de parcs éoliens offshores ». Financement de 3 mois de gratification de stage M2 (cofinancement SFR/EUR IFSEA) à hauteur de 1 599 €.
Cette étude examine les impacts combinés du changement climatique et des parcs éoliens offshore (OWF) dans la Manche-Est sur la dispersion larvaire et la connectivité de deux invertébrés marins, Mytilus edulis et Magallana gigas, qui ont une importance écologique et économique dans la Manche.
Avec le réchauffement climatique, la période de ponte (PDP) de ces espèces s’allonge et commence plus tôt, tandis que la durée de vie larvaire (PLD) pourrait varier, devenant plus courte, similaire ou plus longue en fonction de leur PDP et des conditions environnementales telles que le vent, les courants et la disponibilité́ en nourriture. Les OWF agissent comme des zones de dispersion favorables pour M. edulis, permettant une dispersion plus large, contrairement à M. gigas en raison de sa PLD plus courte. La topographie locale et les conditions hydrodynamiques, telles que les courants de marées en Manche, influencent également la dispersion, les zones rocheuses favorisant une dispersion diffuse tandis que les OWF situés parfois dans des baies favorisent la rétention des larves. Cette étude souligne l’importance des modèles de dispersion plus intégrés et précis prenant en compte tous les paramètres biologiques et physiques impliqués dans la dispersion larvaire ainsi que les perturbations anthropiques et climatiques, pour une meilleure anticipation de l’évolution des espèces marines dans un environnement changeant.
Action 2024.2 Financement de frais de mission pour participer au 7th International Zooplankton Production Symposium afin de présenter le projet « MURPHY » (Multitrophic plankton biodiversity and ecosystem functioning). Collaboration LRHBL (Carolina Giraldo, Pierre Cresson, Kirsteen Mackenzie, Christophe Loots) / LOG (Alice Delegrange, Sébastien Lefebvre). 2 754 € consommés.
Les organismes des niveaux trophiques inférieurs, et en particulier le zooplancton, sont des éléments clés des réseaux alimentaires marins et jouent un rôle essentiel dans les cycles des nutriments, le transfert d’énergie vers les niveaux trophiques supérieurs et le recrutement des poissons par la survie des larves de poissons. Les services écosystémiques fournis par le zooplancton ne sont pas seulement fonction de l’abondance globale, mais sont également influencés par la composition des espèces et la diversité fonctionnelle. La plupart des espèces de plancton, et en particulier les copépodes, sont considérées comme omnivores et se nourrissent directement ou indirectement d’algues. Les variations saisonnières de l’abondance ou de la qualité du phytoplancton affectent donc le comportement alimentaire des consommateurs, à la fois en termes d’alimentation opportuniste (sur les proies les plus abondantes) et de sélectivité ou de spécialisation (sur la base de la stœchiométrie biologique) pour les proies qui correspondent aux besoins métaboliques des consommateurs. Les fluctuations saisonnières devraient donc être l’un des principaux facteurs de variation dans les réseaux alimentaires du zooplancton, qui pourraient se répercuter sur le plancton prédateur et les poissons zooplanctoniques.
L’impact des différentes structures de taille du zooplancton (différentes architectures du réseau alimentaire) sur les schémas de recherche de nourriture du plancton prédateur, tel que les larves de poisson, reste une question ouverte. Les larves de poisson ont des temps de renouvellement isotopique suffisamment longs pour refléter les changements saisonniers de leur régime alimentaire. La recherche optimale de nourriture (consommation de la plus grande biomasse par unité d’effort) semble être le modèle dominant chez les poissons zooplanctoniques. Toutefois, certaines espèces sont connues pour leur forte sélectivité en termes de composition des espèces ou de classes de taille, ce qui pourrait se traduire par une moindre concurrence due à la répartition des ressources entre les prédateurs. Le lien de causalité entre la recherche optimale de nourriture, la taille et l’abondance des proies est donc plus difficile à déchiffrer chez les larves de poisson et pourrait changer en fonction de la phénologie spécifique (moment du cycle de vie, schémas saisonniers) et des stratégies d’alimentation propres à chaque espèce.
Dans cette étude, nous avons examiné la dynamique saisonnière de la taille et de la structure du réseau trophique planctonique dans un écosystème côtier, la Manche orientale et la baie sud de la mer du Nord. Pour cela, nous avons combiné des données sur la composition spécifique (n > 500), la taille et les signatures isotopiques stables (δ13C, δ15N) pour 18 taxons de mésozooplancton et 13 taxons de larves de poissons. Les échantillons ont été prélevés en hiver, au printemps et à l’automne lors des campagnes IFREMER (IBTS, CGFS, REIVE) ainsi que lors de la campagne LOG “PHYCO” au printemps. Plus précisément, nous avons cherché à (1) explorer comment la structure et le fonctionnement du réseau alimentaire planctonique (structure de taille) réagissent aux changements de productivité et aux facteurs environnementaux, et (2) déterminer comment les variations saisonnières influencent la topologie du réseau alimentaire et les principaux flux d’énergie vers le plancton prédateur, en particulier les larves de poissons.
Nos résultats ont montré que le printemps se caractérise par un réseau trophique planctonique vertical et structuré en taille, principalement alimenté par la floraison du phytoplancton. En conséquence, le printemps présente un espace isotopique plus large et une différenciation trophique plus marquée entre les espèces. En revanche, à la fois le carbone d’origine pélagique et benthique influencent les saisons moins productives (hiver et automne), ce qui se traduit par des stratégies plus généralistes au sein du zooplancton. Des modèles de mélange isotopique ont été utilisés pour explorer comment les différentes structures saisonnières influencent l’ensemble du réseau alimentaire jusqu’aux planctons prédateurs, tels que les mysidés, les chétognathes et les larves de poissons. Au printemps, nous avons observé différentes stratégies alimentaires parmi les prédateurs, certains ayant une nette préférence pour des proies plus grandes (> 1 mm, pour les larves de hareng et de limande), tandis que d’autres adoptent un régime plus généraliste (larves de sprat et de blennie). Pendant les saisons moins productives, les prédateurs semblent être plus opportunistes, se nourrissant d’une large gamme de classes de taille, en particulier de proies plus petites (< 1 mm). Dans l’ensemble, l’architecture du réseau trophique des niveaux trophiques inférieurs se propage vers le haut jusqu’aux planctons carnivores, y compris les larves de poissons, mettant en évidence d’importants processus de régulation bottom-up dans les écosystèmes côtiers.
Figure 1: Schematic representation of the continuum of trophic structures for the EEC planktonic food-web. From Giraldo et al. 2024
Action 2024.3 Soutien à l’action interdisciplinaire « Apport de données expérimentales et d’analyses en vue de modéliser la croissance et la reproduction d’un petit bivalve symbiotique de la famille des Lucinidae en Manche en utilisant le modèle bioénergétique DEB (Dynamic Energy Budget Model) ». Collaboration LOG (Sylvie Gaudron, Muriel Crouvoisier) / LRHBL (Caroline Giraldo). 1 550 € accordés pour 3 mois de gratification de stage M2 (cofinancement SFR/LOG)
Les herbiers sont d’une importance majeure dans les environnements marins permettant refuge et une zone de nourricerie pour de nombreuses espèces. Pourtant, l’accumulation de la matière organique crée des zones anoxiques avec de fortes concentrations en sulfure qui sont toxiques pour la plupart des animaux. C’est dans ces environnements réduits que l’on retrouve le petit bivalve, Loripes orbiculatus (Mollusques bivalves Lucinidae) qui vit en symbiose avec des bactéries sulfo-oxydantes contenues dans ses branchies. Ces bactéries sont capables de transformer, par une série d’oxydo-réduction, le carbone inorganique (CO2) en carbone organique, favorisant une nourriture pour le bivalve hôte et la détoxification du milieu. Récemment, un nouveau modèle DEB (Dynamic Energy Budget Model) (abj-farming model ; Vandenberghe et al. in prep) vient d’être créé pour les bivalves symbiotiques en incluant le symbiote dans le modèle de l’hôte. Un ensemble de données a été acquis au cours des deux dernières années dans le cadre du projet LUNA (EC2CO CNRS) pour paramétriser le modèle abj-farming modèle de L.orbiculatus. L’étude présente complète les données manquantes telles que la fécondité en fonction de la taille (donnée univariée). Celle-ci a été estimée : 1298 ovocytes pour le plus grand individu contre 499 pour le plus petit. Grâce à l’hybridation in situ, le volume des bactéries a pu être estimé suivant 9 individus répartis dans trois cohortes de tailles (cohorte I : 59.5 %, 61.6 % et 61.8% ; cohorte II : 55.4 %, 56.4 % et 56.3 % et cohorte III : 52.6 %, 50.9 % et 52 %). Enfin, la contribution de la chimiosynthèse dans le régime alimentaire de L.orbiculatus est de 70% contre 30% pour la matière organique particulaire provenant de la photosynthèse. Les données acquises permettront maintenant de finaliser la paramétrisation du modèle DEB de L.orbiculatus.
Action 2024.4 Intégration des incertitudes et effets liés aux différentes sources de données pour l’identification des stocks de poisson. 1 203 € accordés pour le financement de 3 mois de gratification de stage M2. Cofinancement SFR/EUR IFSEA. Collaboration LG2IA (Éric Lefevre, Frédéric Pichon, David Mercier, Sébastien Ramel), LISIC (Émilie Poisson Caillault, Pierre-Alexandre Hébert) et LRHBL (Kélig Mahe, Nicolas Andrialovanirina)
Le projet a été réalisé dans le cadre du stage de Mme Salma Sabbar (Master2 Big data Analytics and Smart Systems à l’Université Sidi Mohamed Ben Abdellah de Fès) qui a eu lieu du 1er avril au 26 juillet 2024 dans les locaux du LGI2A. L’objectif était de mettre en oeuvre des algorithmes d’apprentissage automatique permettant la discrimination des stocks de poissons d’une espèce (en l’occurrence le Rouget Barbet) en fonction de son origine géographique. Pour cela différentes informations peuvent être utilisées. Ces informations sont classées en deux catégories : les mesures directes et les mesures indirectes/extraites. Parmi les mesures directes on retrouve : les paramètres du poisson (longueur totale, poids, poids de l’estomac, poids des gonades, etc,) la génétique, et la géolocalisation (paramètres physiques du lieu de la zone de prélèvement). Pour les mesures indirectes, on peut citer : la forme externe et les paramètres extraits des images 2D des coupes des otolithes (surface, périmètre, asymétrie, descripteurs elliptiques de Fourier (EFD) permettant d’extraire le contour) et des images 3D reconstruites des otolithes (volume global, volume du sulcus, trou, descripteurs sphériques de Fourier SFD-3D, etc.). Ces informations sont généralement entachées d’imprécision (par exemple erreurs de mesures lors des prélèvements). Ainsi, les algorithmes mis en œuvre, au cours de ce stage, permettent de prendre en compte ces imperfections à l’aide de la théorie des fonctions de croyance.
Ce projet a permis de tester des techniques de clustering (de partitionnement) fondées sur la théorie des fonctions en prenant en compte les mesures directes (avec et sans les données de géolocalisation de la zone de prélèvement) et les mesures indirectes issues des images 2D/3D des coupes des otolithes. Ces algorithmes ont été mis en oeuvre dans différents espaces de représentations (à l’aide d’algorithmes comme PCA, t-SNE et UMAP) afin de visualiser les regroupements obtenus et d’éviter le fléau de la dimension. Les algorithmes testés permettent de mettre en avant les zones d’incertitudes. Toutefois, il est difficile de retrouver les zones géographiques définies par les experts sans prendre en compte les données de géolocalisation. Il est également important de noter que les zones définies par les experts ne sont pas la vérité terrain mais une proposition de découpage.
Action 2024.5 GENIFAIR GEnération de Nouveaux outils Informatiques pour la FAIRisation des données d’Observation - Contribution à l’optimisation de l’Observatoire Intégré de la Manche orientale. 2 746 € pour le financement de 4 mois de gratification de stage BUT3 et de frais de mission. Collaboration LOG (Xavier Mériaux, Jacques Descloitres, Felipe Artigas, Lucile Duforêt-Gaurier) / LERBL (David Devreker, Alain Lefebvre)
Le Ministère de l’Enseignement Supérieur de la Recherche et de l’Innovation (MESRI) a communiqué en Juillet 2018 un premier plan national pour la science ouverte.
L’ambition du deuxième axe « Structurer et ouvrir les données de la recherche » est de faire en sorte que les données produites par la recherche publique française soient progressivement structurées en conformité avec les principes FAIR (Facile à trouver, Accessible, Interopérable, Réutilisable), préservées et, quand cela est possible, ouvertes.
Certains financeurs (ANR, Horizon 2020, Horizon Europe) incluent désormais des obligations et recommandations en lien avec la Science ouverte. Ces pratiques ont vocation à se généraliser à tout projet intégrant des financements publics. Il apparaît donc essentiel que les laboratoires adoptent dès aujourd’hui de nouvelles pratiques quotidiennes, notamment en matière de gestion des données acquises.
Le projet GENIFAIR vise à amorcer cette transition, en explorant et en proposant les outils qui permettront à la fois d’être en accord avec les orientations proposées par le MESRI tout en facilitant les échanges de données au sein des laboratoires de la SFR, et en assurant la pérennité des mesures concernées.
Cette stratégie s’inscrit également dans la logique du chantier « Données Complémentaires d’Intérêt Collectif » de l’Infrastructure de Recherche Littoral et Côtière (IR ILICO) qui, en lien avec l’IR DATA TERRA (Pôles ODATIS et PNDB), vise le développement d’un portail d’accès thématique national destiné à optimiser l’accès aux données environnementales. Ce portail propose aussi des produits et services en ligne issus des Services Nationaux d’Observation (SNO). Il est un vecteur pour étendre le spectre des questionnements scientifiques.
Le projet GENIFAIR s’intéressera plus particulièrement aux mesures océanographiques déjà existantes au sein du laboratoire LOG, et acquises au cours de différentes campagnes interdisciplinaires (ECOPEL, AMAZOMIX, …), impliquant notamment les équipes 1 (ECOlogie Pelagique Planctonique) et 3 (TELédétection et HYDrodynamique) du LOG.
Les mesures concernées seront donc celles qui ont été générées par les capteurs de l’équipe 3, déployés par Xavier Mériaux (sondes CTD SBE, capteurs fluorométriques, néphélomètres et autres) ainsi que les analyses bio-géochimiques effectuées en routine au laboratoire (concentrations en chlorophylle a, matières en suspensions, carbone organique particulaire et dissous) avec l’appui de l’équipe 1 (Felipe Artigas).
Ces données sont actuellement disponibles sous des formats variés (fichiers Excel, fichiers texte, ou intégrées à une base de données) ce qui les rend difficilement accessibles et peu inter-opérables. De plus, elles souffrent actuellement d’un manque de descriptions associées (métadonnées), ce qui les rend difficiles à utiliser en l’état et limite ainsi leur exploitation, leur réutilisation au sein même ou à l’extérieur du laboratoire, et leur intégration dans un système d’archivage et de diffusion. Les principes FAIR souhaités pour une science plus ouverte ne sont donc pas respectés pour les données de ces campagnes. Notre souhait est de faciliter la diffusion de ces données, en les rendant rapidement assimilables par les Centres de Données et Services (CDS) du pôle océan ODATIS (Seanoe, Sismer, Coriolis) ou européens (Copernicus Marine Service, SeaDataNet). Ces mesures rejoindront alors celles acquises par l’UMR LOG et ses partenaires dans la cadre de l’IR ILICO (SNO COAST-HF, SOMLIT, PHYTOBS notamment), qui sont déjà disponibles sur certaines de ces plateformes.
Une solution technique pour y parvenir est de normaliser les mesures in-situ, notamment en adoptant le format netCDF et en enrichissant les observations avec des métadonnées standardisées pour diffuser des produits auto-documentés.
L’objectif principal du projet GENIFAIR sera donc de générer des fichiers netCDF normalisés à partir des jeux de données des campagnes interdisciplinaires disponibles au LOG.
Action 2024.6 GEOKER : Contraintes spatiales et temporelles de l’évolution environnementale de l’archipel de Kerguelen, caractérisation et reconstitution à l’aide des outils géochimiques. Financement de 50% de 6 mois de gratification de stage M2 (1 755 €). Cofinancement SFR/LOG pour cette action portée par le LOG (Éric Armynot du Châtelet, Sébastien Lefebvre, Viviane Bout-Roumazeilles)
Action 2024.7 Caractérisation de la photophysiologie et de la productivité phytoplanctonique des eaux du plateau continental sénégalais en période d’upwelling (M2-PHYSEUP). Collaboration LOG (Fabrice Lizon, Felipe Artigas) Cofinancement d’1,5 mois de gratification de stage M2 à hauteur de 800 €
L’objectif général de travail était de caractériser les réponses photophysiologiques du phytoplancton au phénomène d’upwelling saisonnier du plateau du Sénégal, via des processus de photorégulation, photoacclimatation et/ou photoadaptation mesurées en continu par fluorescence variable. Les données ont été récoltées lors de la campagne SCOPES entre décembre 2022 et janvier 2023 à bord du NO Thalassa (Ifremer), plus précisément sur le plateau continental sénégalais, dans les eaux plus au large et plus au sud du plateau jusqu’en Gambie (zone d’écoulement à moyen terme de l’upwelling).
Un diagramme température-salinité dit TS, obtenu à partir des données continues de la FerryBox du Thalassa, a permis de montrer à l’aide d’une classification hiérarchique que 3 grands types de masses d’eau différentes ont été rencontrées lors de la campagne SCOPES. A partir de cette classification hydrologique, des différences significatives de biomasse, de structure des communautés phytoplanctoniques et de la photophysiologiques des microalgues (cf figure ci-dessous) ont été montrées.
Le phytoplancton des eaux impactées par l’upwelling du Sénégal présente ainsi un rendement quantique maximum (dit Fv/Fm) plus fort en lien avec une meilleure absorption optique de la lumière (aLHII) et une meilleure activation du cycle des xanthophylles pour sa photorégulation et sa photoprotection. Cela a pour conséquence une augmentation de l’efficacité photosynthétique des photosystèmes II (𝜶II) sous faible lumière et de la capacité photosynthétique maximale de ces mêmes photosystèmes (ETRmII). Tous ces processus sont des conséquences des éléments nutritifs apportés par les eaux froides de l’upwelling saisonnier, même en période précoce de fonctionnement (décembre – janvier). L’upwelling du plateau du Sénégal a donc un effet positif sur la dynamique des microalgues qui sont à la base des réseaux trophiques et qui, dans le cas présent, soutiennent la productivité des petits poissons pélagiques, très importants pour la pêche locale. Ce travail va être poursuivi par une étude globale intégrant la dynamique des microalgues, du zooplancton et des petits poissons de la zone étudiée dans une nouvelle ANR.
Action 2024.8 Évaluation de la contamination microplastique allant vers les côtes Calaisiennes et ses organismes (MICROCALAIS). Cofinancement de 6 mois de gratification de stage M2 à hauteur de 1 751 €. Collaboration LOG (Rachid Amara, Florence Viudes) / BioEcoAgro (Périne Doyen)
Action 2024.9 Valorisation d’effluents de l’industrie de transformation des produits de la pêche : propriétés fonctionnelles de la fraction protéique (VALOPROT). 4 900 € accordés pour le financement de 6 mois de gratification de stage M2 et l’achat de consommables. Collaboration intralaboratoire BioEcoAgro portée par Aurélie Matéos
La transformation des produits de la pêche et de l’aquaculture est une activité qui exige de grandes quantités d’eau notamment au travers des lavages répétés nécessaires aux différentes étapes du process de transformation de ces produits. Cette consommation d’eau se traduit par la production de volumes d’effluents importants pour les industriels de ce secteur. La qualité des rejets liquides issus de l’industrie de transformation des produits de la mer est fortement dépendante du process et de la nature de la matière première traitée (poissons, crustacés,…) mais est généralement caractérisée par une grande charge organique qui se traduit par des coûts de traitement élevés avant leur déversement dans le milieu naturel. Le potentiel de valorisation des effluents issus de cette industrie de la pêche est un sujet d’étude plutôt récent qui s’inscrit dans une démarche de valorisation des fractions organiques composant ces effluents et de réutilisation éventuelles des eaux les composant. Le projet VALOPROT, « Valorisation d’effluents de l’industrie de transformation des produits de la pêche : propriétés fonctionnelles de la fraction protéique », vise à la conception d’une approche globale et écoresponsable pour le traitement, la valorisation et le recyclage d’effluents liquides avec pour double objectif d’optimiser la séparation et la concentration par procédés membranaires de molécules d’intérêt (en particulier des protéines) contenues dans des sous-produits liquides et le développement d’ingrédients fonctionnels à partir de de fractions protéiques concentrées.
Dans ce cadre, lors du stage de master 2 financé par la SFR Campus de la Mer, les fractions protéiques contenues dans des eaux de lavage de crevettes et de crabes provenant de l’industrie de transformation tunisienne ont été concentrées par procédé membranaire avant d’être lyophilisées. Les effluents bruts ainsi que les fractions protéiques obtenues après procédé membranaire ont été caractérisées par spectroscopies de fluorescence et dans le moyen infrarouge. Leurs propriétés techno-fonctionnelles ont également été évaluées (propriétés moussantes et émulsifiantes).
Action 2024.10 Méthodes de fusion de données multispectrales à de multiples résolutions et à données manquantes. Application aux Images Sentinel-2 et Sentinel-3. Financement de 6 mois de gratification de stage M2 à hauteur de 3 850 €. Collaboration LISIC (Matthieu Puigt, Claire Guilloteau, Gilles Roussel) / LOG (Vincent Vantrepotte, Cédric Jamet)
Ce projet s’inscrit dans le cadre des activités conjointes des laboratoires LISIC (UR 4491, Calais) — plus particulièrement les activités de l’équipe SPeciFI dans l’antenne de Saint-Omer du LISIC — et LOG (UMR 8187, Wimereux) — plus particulièrement les activités de l’équipe TELHYD du LOG — autour de l’imagerie satellitaire pour l’observation marine côtière. En particulier, dans le cadre de ces projets initiés en 2020, le LISIC développe des méthodes à la frontière entre traitement du signal et des images et intelligence artificielle appliquées aux données satellitaires (images multi- ou hyper-spectrales). Le LOG s’intéresse à l’analyse théorique et l’observation de processus physiques afin de comprendre et prévoir leurs impacts sur l’environnement marin, d’un point de vue de la biologie ou de la biogéochimie. L’observation satellitaire de notre planète connaît depuis plusieurs décennies d’importantes avancées instrumentales, avec des développements conséquents que ce soit en terme de résolution spatiale (par exemple en télédétection de la couleur de l’eau à haute résolution spatiale 10-60 m) et en terme de résolution spectrale (imagerie hyper-spectrale). Une image Multi-Spectrale (MS) ou Hyper-Spectrale (HS) consiste en un cube de données dont deux axes décrivent les variations spatiales et un axe décrit les variations spectrales. La principale différence entre une image HS et une image MS réside dans le nombre très réduit de bandes spectrales observées dans cette dernière. La fusion d’images satellitaires MS et HS permet d’améliorer les résolutions spectrale, spatiale voire temporelle de ces images d’origine. De nouvelles techniques de fusion d’images émergent constamment, allant du pan-sharpening (fusion d’images panchromatiques et multi-spectrales acquises en même temps) à la fusion spectro-spatio-temporelle de données fournies par différents capteurs et plates-formes. Cependant, l’application de la fusion d’images satellitaires dans le domaine de l’observation des environnements marins et des zones côtières reste encore limitée. Dans le cadre de ce projet, nous nous intéressons à l’observation marine côtière via les données des satellites Sentinel-2 et Sentinel-3. Les images obtenues par ces deux satellites permettent d’étudier la couleur de l’océan, c’est-à-dire la répartition spatiale et temporelle de la concentration en phytoplancton, en matière en suspension et en matière organique. Les données Sentinel-2 consistent en des cubes avec 13 bandes spectrales pour une résolution spatiale variant de 10 à 60 m en fonction des bandes, acquises tous les 5 jours environ. Les données Sentinel-3 sont des cubes avec 21 bandes spectrales pour une résolution spatiale de 300 m, acquises tous les jours. En observation marine, pour comprendre les phénomènes complexes qui se passent en milieu côtier, il est nécessaire que les données à disposition combinent : – une bonne résolution spectrale pour mieux analyser le milieu biogéochimique (chlorophylle, particules en suspension, etc) ; – une bonne résolution spatiale pour mieux appréhender les phénomènes de répartition de ce milieu qui sont beaucoup plus complexes en milieu côtier qu’en pleine mer ; – une courte période d’acquisition de ces images pour repérer des phénomènes très concentrés dans le temps (blooms de phytoplanctons par exemple). Aucune donnée satellitaire ne permet aujourd’hui de respecter ces trois contraintes. Le fait que Sentinel-2 fournisse des images à 3 résolutions spatiales différentes (10, 20 ou 60 m) selon les bandes spectrales est une originalité qui n’est pas étudiée dans la littérature. Nous avons cherché à proposer de nouvelles approches permettant de traiter conjointement les données Sentinel-2 aux trois résolutions spatiales et Sentinel-3. Principaux résultats : les travaux se sont principalement concentrés sur l’extension de méthodes de fusion fondées sur les décompositions tensorielles. Celles-ci permettent une qualité de fusion similaire aux méthodes de deep learning, tout en permettant de futures évolutions pour traiter des séries temporelles d’images satellitaires. Nous avons choisi en particulier la méthode de fusion STEREO qui cherche à estimer un tenseur de données super-résolues à partir de deux versions dégradées de ce tenseur thérorique. La dégradation pouvant être spatiale (image hyperspectrale ; Sentinel-3 dans notre cas) ou spectrale (image multispectrale ; Sentinel-2 à une résolution donnée). Le tenseur théorique est estimé de manière alternée en résolvant des équations de Sylvester. Appliquée à Sentinel-2 et Sentinel-3, STEREO ne fournit pas une image de bonne qualité pour certaines bandes. C’est la raison pour laquelle nous avons cherché à l’étendre pour traiter conjointement toutes les résolutions de Sentinel-2 et obtenir une meilleure information spectrale. L’identifiabilité du problème de fusion tensorielle lorsque plus de deux tenseurs sont disponibles n’a pas été étudiée dans la littérature. Durant ce stage, nous avons cherché à analyser l’intérêt de stratégies alternées qui traitent conjointement deux images. Les performances atteintes n’ont pas fourni des résultats suffisamment satisfaisants, mais nous ont conduit à imaginer de nouvelles méthodes basées sur des équations de Sylvester généralisées. Ces travaux font l’objet d’une thèse de doctorat, financée à l’issue de ce stage. |
Action 2024.11 Organisation du colloque « Dumping dans le transport transmanche : Quelles réponses française, européenne et internationale ? », LARJ (Daniel Fasquelle, Sarah Laval) le 25 janvier 2024 à Boulogne-sur-Mer. 500 euros accordés.
Action 2024.12 Frais de mission pour participer à la conférence Océan Science dans le cadre de l’action intitulée « Amélioration de la détection des zones frontales dans le sud du golfe de Gascogne par la combinaison de la télédétection et des mesures lagrangiennes des vitesses des courants de surface », la Nouvelle-Orléans, Louisiane, du 18 au 23 février 2024.
L’objectif de cette présentation est de montrer qu’en combinant différent type de données, il nous est possible de détecter les zones frontales avec précision dans le sud-est du Golfe de Gascogne. Cette zone a été décrite comme un « cul de sac » pour les déchets marins flottants, souvent accumulés le long de stries linéaires et parallèles à la côte. Il est essentiel d’améliorer notre compréhension des processus à petite échelle derrière ces agrégations pour mieux quantifier et contribuer à atténuer la pollution par les déchets marins dans une région côtière fortement dépendante des activités du tourisme et de l’économie bleue.
Une manière de détecter ces zones de convergence des courants de surface en régions côtières est de calculer les exposants de Lyapunov de taille finie (FSLE), en adoptant un point de vue Lagrangien. Cette métrique Lagrangienne, calculée à rebours, permet d’identifier les structures Lagrangiennes cohérentes, zones de potentielle accumulation de matières particulaires, dont les déchets marins. Or, cette technique dépend fortement du champ eulérien à partir duquel la FSLE est calculée. Dans cette étude, nous avons procédé à la comparaison de différents champs eulériens issus d’un modèle océanique (IBI) et de télédétection radar HF (champs OMA et 2dVar).
Une méthode d’optimisation des champs eulériens a également été développée afin d’améliorer la reconstruction des vitesses de surface et la localisation des structures de convergence. Cette méthode consiste à appliquer l’interpolation optimale aux données issues de l’océanographie opérationnelle : les mesures de vitesses de surface radar HF en les contraignant avec des mesures de vitesses de surface issues de bouées dérivantes. Ces dernières ont été obtenues lors de deux campagnes océanographiques de déploiement de bouées de trois jours, menées en avril et octobre 2022, dans la zone d’étude, au sein de la zone d’empreinte du radar HF. Les FSLE sont comparées aux images satellites de concentration de Chlorophylle-a.
Les résultats démontrent que la combinaison des observations lagrangiennes avec les données radar HF entraîne une amélioration substantielle de la reconstruction de la vitesse pour les deux périodes d’études, conduisant à une représentation plus précise de l’emplacement des zones de convergence côtières dans la région d’étude.
Des produits satellite couleur de l’eau ont été utilisés pour étudier l’effet des zones de convergence des courants sur la répartition spatiale du matériel en suspension dans l’eau au sein de la zone d’étude. Les cartes FSLE ont été comparées aux images satellites de concentration de Chlorophylle-a. Nous avons démontré que les lignes (ridge lines) délimitent l’extension de phytoplancton en jouant le rôle de barrières dynamiques (càd la structuration du champ de Chl-a est contrôlée par l’hydrodynamique côtière à petite échelle).
Action 2024.13 Soutien à l’organisation du colloque « REV’ DRONES 2024 » organisé conjointement par le LISIC (Georges Stienne, Gilles Roussel, Serge Reboul), le LOG (Rachid Amara, Emmanuel Blaise, Laurent Brutier, Olivier Cohen), le LPCA (Marc Fourmentin, Weidong Chen, Patrick Augustin) pour un montant de 1 300
Action 2024.14 Soutien à l’organisation du colloque « Détroits en guerre » organisé par le LARJ (Frédéric Davansant) et TVES (Catherine Roche). 2 000 € accordés pour des frais de restauration.
Action 2024.15 Soutien de 500 € à l’action LOG (François Schmitt, Tristan Biard, Alain Trentesaux) pour l’organisation du colloque « 150 ans de recherches marines et littorales », Wimereux, 3-5 juillet 2024.
Pendant une longue période (des années 1880 à la Seconde guerre mondiale) pas moins de 4 stations ont été en service sur la Côte d’Opale, entre Le Portel et Ambleteuse, portant sur l’étude du milieu marin. Les héritiers actuels de ces travaux anciens remontant à 150 ans, sont l’UMR LOG à Wimereux (et aussi à Dunkerque et Lille) et le site Ifremer de Boulogne-sur-mer, et par extension toutes les activités académiques, de recherches, de formation et de médiation appliquées autour des produits de la mer (Aquimer, Ansès, Nausicaa, SFR Campus de la mer, EUR IFSEA de l’ULCO, lycée maritime…).
Pour marquer l’anniversaire de la fondation du laboratoire zoologique de Wimereux en 1874, nous avons organisé un colloque interdisciplinaire sur les « 150 ans de recherches marines et littorales, en Manche et ailleurs ». Ceci s’insère également dans une série d’événements (expositions, conférences, portes ouvertes…) organisées en 2024 à Wimereux autour des 150 ans de la Station marine de Wimereux.
Ce colloque a été à la fois historique et scientifique : des chercheurs en histoire des sciences ont été invités, et un appel à contribution a été diffusé ici, auprès des collègues en histoire et des collègues désirant communiquer sur l’évolution historique de leur discipline. Le colloque a porté ainsi sur l’histoire du monde marin, destiné d’un côté aux historiens des sciences dans les disciplines concernées, et d’un autre côté aux chercheurs dans les sciences marines qui ont une fibre historique et voudraient proposer une communication portant sur l’évolution de leur discipline dans des domaines des idées, des connaissances, des techniques…
Le colloque « 150 ans de recherches marines et littorales, en Manche et ailleurs » a eu lieu du 3 au 5 juillet 2024 à Wimereux. Il a réuni 75 participants provenant de différentes institutions en France et à l’étranger (UK, NL, Italie). Nous avons eu les deux premiers jours 30 présentations dont 10 invitées. Les thématiques scientifiques abordées ont touché à l’histoire de l’océanographie, l’histoire des stations marines, l’histoire de la géologie marine, ont porté sur des stations marines en France à l’étranger, sur des personnages emblématiques, sur l’histoire de l’océanographie au CNRS et enfin sur l’évolution de disciplines.
Le dernier jour était consacré à une excursion sur le terrain à la Pointe aux Oies, légèrement écourté en raison de la pluie.
Site du colloque : 150answimereux.sciencesconf.org
Action 2024.16 Soutien à la collaboration LOG (Elena Alekseenko, Alexei Sentchev, François Schmitt, Xavier Mériaux) / LISIC (Guillaume Fromant) pour l’action « Mesure de Matière En Suspension autour des ouvrages en mer et Fusion d'informations Acoustiques et Optiques (MES-FAO) » 1 800 € accordés pour l’achat de petites fournitures, les frais relatifs au prêt d'un instrument et des frais de mission.
Les côtes françaises sont riches en vent et bien adaptées au développement industriel. Le défi majeur pour la région des Hauts-de-France est de construire un parc éolien offshore près de Dunkerque, comprenant 45 éoliennes capables de produire 2,3 TWh d’électricité par an à partir de 2026.
Cependant, la construction de ce parc entraînera des modifications significatives de l’environnement marin et des conditions de flux, notamment dans la dynamique hydrosédimentaire de la Manche. Ces changements auront des répercussions sur l’équilibre morphodynamique de la zone côtière ainsi que sur la biodiversité locale. Les études montrent que les structures des éoliennes offshores génèrent des sillages turbulents, provoquant la resuspension des particules sédimentaires dans la colonne d’eau. Ces processus influencent la répartition des sédiments, modifient les couches de dépôt et augmentent la turbidité locale, avec un impact direct sur la biodiversité et les écosystèmes benthiques. Les observations satellitaires dans des parcs éoliens situés en mer du Nord confirment la présence de panaches sédimentaires autour des turbines, démontrant la perturbation du transport sédimentaire due aux interactions entre les flux marins et les infrastructures.
Il est impératif de prendre en compte les processus hydrosédimentaires résultant de l’interaction entre les structures et les courants, à une échelle spatiale élargie et sur une période prolongée. Cela est essentiel, car les conséquences environnementales de ces interactions peuvent ne pas être immédiatement perceptibles. L’utilisation de l’instrument Aquascat1000R permet de mesurer avec précision les profils d’intensité rétrodiffusée, fournissant des données essentielles pour modéliser la variabilité sédimentaire. Ces mesures, combinées avec les données obtenues via le LISST et l’ADCP, permettent une analyse détaillée des processus hydrosédimentaires en jeu.
1. Acquisition et premières utilisations de l’instrument :
L’instrument d’acoustique de rétrodiffusion en sédiment Aquascat1000R a été acquis en septembre 2024 grâce au financement croisé des projets CASIO (ULCO – BQR) et MMES-FAO. Les premiers tests de déploiement et de collecte de données ont débuté en octobre 2024 dans le cadre d’un stage de deux mois mené par Aline BAUMBERGER (en cours). Le premier déploiement de l’instrument a eu lieu en octobre 2024, avec un second déploiement programmé pour début décembre 2024.
2. Premières campagnes de tests :
Les campagnes de tests sur le terrain, actuellement en cours, visent à valider les performances de l’Aquascat et à établir des protocoles de collecte de données en synergie avec d’autres instruments.
