Le projet ROEC

Contexte général et motivations

La sensibilité des écosystèmes côtiers aux changements climatiques et aux pressions anthropiques n'est pas suffisamment connue, en raison d'une forte variabilité spatiale et/ou temporelle à différentes échelles, et d’une structuration encore très restreinte de l’observation des mers côtières. Ce constat motive un projet d’observation du milieu marin côtier à l'aide de mesures (semi-) automatisées réparties selon un réseau cohérent d'observations réalisées avec un échantillonnage à haute fréquence. En effet, l’instrumentation de mesure in situ à haute fréquence constitue une source de données indispensable et complémentaire des réseaux basse fréquence, de l’observation satellite et de la modélisation pour progresser dans la compréhension du fonctionnement des écosystèmes marins côtiers et de leur réponse aux pressions auxquelles ils sont soumis.

De façon générale, la mise en place d'un réseau d'observations cohérent et de suivi à long terme voire pérenne doit permettre d'évaluer :

• l’évolution et la variabilité des courants, de la marée, de la turbidité et la structure hydrologique en zone côtière (température et salinité),
• les changements de nature et de disponibilité des nutriments (en rapport avec la biologie) et les variations de la production primaire associées;
• l'évolution de la structure de la chaîne trophique en réponse aux conditions précédentes, comme par exemple structure en taille des communautés planctoniques, qui influencent le recyclage de la matière dans la colonne d'eau et les transferts vers les niveaux trophiques supérieurs (poissons).

La notion de suivi à long terme est essentielle pour permettre la distinction entre variabilité "naturelle", effets anthropiques et effets du changement climatique, en particulier parce que ces derniers induisent des dérives généralement lentes.

Contexte régional

En Bretagne, la variabilité du milieu côtier s’est par exemple manifestée par :

• une variation drastique des apports nutritifs par les bassins versants, qui impacte la production algale (avec risque d'eutrophisation et pollution par les algues vertes), la composition phytoplanctonique et potentiellement l'apparition d'espèces toxiques.
• la présence d'eaux de fond hypoxiques dans les secteurs à faible renouvellement, comme en Bretagne Sud, évènements hypoxiques dont on ne connaît ni la fréquence, ni la durée, ni l'étendue, ni enfin les conséquences sur la faune benthique en général ou les ressources halieutiques en particulier.
• la prolifération de certaines espèces vivantes comme l'huître Crassostrea Gigas ou la crépidule.

Par ailleurs, la pratique intense de chalutages et de dragages de la zone côtière (pour la ressource halieutique ou minérale, ou pour la navigabilité) est susceptible de modifier la turbidité des eaux et la nature des fonds, et par conséquent la production primaire et l'état des habitats benthiques.

La turbidité: un paramètre clé de l'environnement côtier.

Ces évolutions de l'environnement côtier s'opèrent dans un contexte hydrodynamique en constante évolution et présentant des fluctuations interannuelles marquées. Si la question de l'acidification n'est pas prégnante en Bretagne, les conséquences potentielles sur la conchyliculture incitent à bien établir, dès à présent, la variabilité naturelle du pH et de la pCO2, en particulier dans les zones soumises à de fortes dégradations de la matière organique.

Objectifs du projet

En réponse aux besoins résumés ci-dessus, ce projet est la déclinaison régionale d’un réseau d’observation qui vise à collecter en continu des données sur l'état environnemental des masses d'eau à travers différents paramètres physiques et hydrologiques (température, salinité, vitesse des courants, turbidité), biogéochimiques (nutriments [Ammonium, Nitrates, Phosphates, Silicates], oxygène dissous, pH, pCO2, sulfures) ainsi que des paramètres biologiques caractérisant les premiers maillons de la chaîne trophique dans le domaine pélagique: production primaire, biomasse phytoplanctonique (chlorophylle-a, fluorimétrie), diversité du compartiment planctonique (e.g. cytométrie en flux). L’acquisition simultanée de données environnementales et de données biologiques, dans la zone très côtière mais aussi plus au large, constitue un intérêt majeur du projet. Si les techniques de mesure de ces différents paramètres existent d’ores et déjà, il est indispensable d’en améliorer les performances, d’étudier des solutions pour en réduire les coûts, de tester de nouveaux instruments (e.g. cytomètres en flux) ainsi que les modalités de mise en œuvre de ces équipements sur les plates-formes marines en adéquation avec les besoins spécifiques liés au long terme.

Plusieurs types de supports peuvent servir aux mesures des paramètres énumérés ci-dessus : des systèmes autonomes effectuant automatiquement des profils verticaux, transmettant leurs données en surface et restant immobiles au fond le reste du temps (flotteurs profileurs « ARVOR-CM »), des instruments embarqués sur des navires d’opportunité notamment sur des ferries (systèmes « Ferrybox »),et sur des chalutiers (système « RECOPESCA »), des instruments positionnés sur des bouées ou sur le fond, des systèmes de surveillance de la turbidité sur des sites à enjeux écologiques, des marégraphes, ou encore des radars à terre destinés à mesurer les courants de surface. Une cohérence d'ensemble et une complémentarité des instruments et de leurs supports seront recherchées en tenant compte de la disponibilité des données satellites et des apports de la modélisation (sensibilité, variabilité…) en vue d'optimiser la constitution du réseau.