Modélisation hydro-sédimentaire de la rade de Toulon : application à l’étude de la dispersion de radionucléides

L’objectif de ce travail est mettre en place un modèle hydro-sédimentaire de dispersion des radionucléides, comme outil d’aide à la décision suite à une hypothétique contamination marine accidentelle. Appliqué à la Rade de Toulon, il utilise le modèle MARS-3D pour l’étude hydrodynamique et le module MIXSED pour la dynamique des différentes classes de sédiments. Les cas d’application présentés concernent le césium et le plutonium, qui ont des affinités très différentes avec les sédiments fins. Les simulations de rejet, effectuées en fond de baie, montrent une variabilité saisonnière marquée, due aux conditions météorologiques typiques, mais aussi aux conditions de débit et de charge sédimentaire associée du fleuve Las, qui se jette dans la Rade. Ainsi, les simulations par forts vents, qui favorisent la circulation et les échanges de masses d’eau, présentent une diminution rapide des activités dissoutes. Par ailleurs, le Vent d’Est hivernal, qui engendre d’importantes crues du Las et un apport de sédiments à la Rade, favorise le piégeage des radionucléides dans les sédiments de fond, où les deuxtiers de la contamination initiale sont piégés après une simulation de deux mois.

Observer, Analyser et Gérer la variabilité de la reproduction et du recrutement de l’huître creuse en France : Le Réseau Velyger. Rapport annuel 2015

La conchyliculture, et principalement l’élevage de l’huître creuse, Crassostrea gigas, constitue la principale activité aquacole française. Cette activité repose, en grande partie, sur le recrutement naturel de l’espèce qui assure 60 à 70% des besoins en jeunes huîtres (naissain) : cette activité de collecte s’appelle le captage. Les deux principaux centres de captage en France sont les bassins d’Arcachon et de Marennes-Oléron. Or, depuis une dizaine d'années, sur le bassin d'Arcachon, le captage devient très variable: à des années de captage nul (par exemple 2002, 2005, 2007) ou faible (2009, 2010, 2011) succèdent des années excellentes voire pléthoriques (2003, 2006, 2008, 2012, 2014). A Marennes-Oléron, cette variabilité existe, mais s’avère beaucoup moins marquée. En outre, à la faveur du lent réchauffement des eaux, le captage peut désormais se pratiquer de plus en plus vers le nord. Ainsi, la baie de Bourgneuf, mais aussi la rade de Brest sont devenues, depuis quelques années, des secteurs où un nombre croissant d’ostréiculteurs pratiquent le captage avec succès, mais avec, là aussi, des irrégularités dans le recrutement qu’il convient de comprendre. Enfin, depuis la crise des mortalités de 2008, il se développe aussi sur la lagune de Thau une volonté de pratiquer le captage. Afin de mieux comprendre les facteurs de variations du captage, l’Ifremer a mis en place, à la demande du Comité National de la Conchyliculture, un réseau national de suivi de la reproduction : le Réseau Velyger. Créé en 2008 sur financements européens et financé désormais par la Direction des Pêches Maritimes et de l’Aquaculture, ce réseau apporte, chaque année, sur les écosystèmes cités précédemment, une série d’indicateurs biologiques (maturation, fécondité, date de ponte, abondance et survie larvaire, intensité du recrutement, survie du naissain) dont l’analyse croisée avec des indicateurs hydrologiques et climatiques permet progressivement de mieux appréhender les causes de variabilité du recrutement de l’huître creuse en France, modèle biologique et espèce clé de la conchyliculture française. Ce rapport présente donc les résultats 2015 de ce réseau d’observation et fait appel, pour la partie hydro-climatique, à des données acquises par d’autres réseaux régionaux et nationaux. Il détaille et analyse par site toutes les caractéristiques du cycle de reproduction de l’huître creuse : maturation et fécondité des adultes, période de ponte, abondance et survie des larves, intensité du captage et mortalités précoces. Il fournit ensuite une interprétation et une synthèse des résultats 2015 à la lueur des résultats des années antérieures. Ainsi, pour l’année 2015, on retient les faits majeurs suivants : • Sur le plan hydro-climatique, cette année se caractérise par un hiver doux et un printemps dans les normales, suivis d’un été là aussi très proches des normales à quelques exceptions près : l’étang de Thau affiche tout au long de l’été des températures largement excédentaires. Compte tenu d’une pluviométrie là aussi proche des normales, les concentrations en phytoplancton sont restées à un niveau moyen de la rade de Brest aux pertuis charentais et plutôt déficitaires dans le bassin d’Arcachon et la lagune de Thau. • En termes de biologie, ces conditions hydro-climatiques se sont traduites, chez les populations d’huîtres adultes, par des indices de condition, proxy de la fécondité, généralement proches des moyennes, avec toujours l’existence d’un gradient nord-sud observé chaque année, corrélativement à la concentration en phytoplancton. En outre, l’absence d’excédent thermique au printemps et en début d’été n’a pas permis de ponte précoce (à l’exception de la lagune de Thau), elle a même été plutôt tardive surtout dans le bassin d’Arcachon. • Sur la façade atlantique, les températures de l’eau lors du développement larvaire des principales cohortes ont été plutôt basses (inférieures à 20°C en rade de Brest et inférieures à 21°C ailleurs) et donc la vitesse de croissance larvaire a été ralentie et la survie amoindrie. Les rendements larvaires ont été effectivement très bas (e.g. 0,002 % à Arcachon). In fine, il y a eu peu de larves grosses dans l’eau, ce qui s’est traduit par un captage faible à modéré. Une exception tout de même : dans la lagune de Thau, les températures caniculaires tout au long de l’été ont permis une concentration moyenne de larves ‘grosses’ modérée (80 larves/1,5m3). Cependant, les méthodes et les techniques de captage sont encore en cours d’optimisation sur ce secteur et cette année, malgré cette présence de larves grosses, le captage est resté faible (< 10 naissains par coupelle à l’automne). • En conséquence, l’année 2015, se caractérise par un captage globalement « faible à modéré » dans tous les secteurs s’échelonnant autour de 10 naissains/coupelle dans la lagune de Thau et en baie de Bourgneuf à plus de 200 naissains/coupelle dans les pertuis charentais. Enfin, à partir de l’ensemble des résultats acquis depuis 2008, ce rapport fournit en conclusion une série de recommandations à prendre en compte pour préserver le captage dans les années à venir.

Abrupt shifts in the Gironde fish community: an indicator of ecological changes in an estuarine ecosystem

For decades, global climate change has directly and indirectly affected the structure and function of ecosystems. Abrupt changes in biodiversity have been observed in response to linear or sudden modifications to the environment. These abrupt shifts can cause long-term reorganizations within ecosystems, with communities exhibiting new functional responses to environmental factors. Over the last 3 decades, the Gironde estuary in southwest France has experienced 2 abrupt shifts in both the physical and chemical environments and the pelagic community. Rather than describing these shifts and their origins, we focused on the 3 inter-shift periods, describing the structure of the fish community and its relationship with the environment during these periods. We described fish biodiversity using a limited set of descriptors, taking into account both species composition and relative species abundances. Inter-shift ecosystem states were defined based on the relationship between this description and the hydro-physico-chemical variables and climatic indices defining the main features of the environment. This relationship was described using generalized linear mixed models on the entire time series and for each inter-shift period. Our results indicate that (1) the fish community structure has been significantly modified, (2) environmental drivers influencing fish diversity have changed during these 3 periods, and (3) the fish-environment relationships have been modified over time. From this, we conclude a regime shift has occurred in the Gironde estuary. We also highlight that anthropogenic influences have increased, which re-emphasizes the importance of local management in maintaining fish diversity and associated goods and services within the context of climate change.

DORIS Software. New Tool to Process Sound Velocity Profiles

Hydrographic and geosciences surveys, using acoustic devices, need to use accurate water sound velocity profiles. Because the acoustic path depends on the sound velocity profile (SVP), the use of the most accurate SVP is one of the keys to conducting effective surveys (with multibeams, for instance). To date, the existing software available does not answer to both the needs of efficiency and simplicity (sometimes not so easy to operate, sometimes not so accurate). DORIS provides a handy freeware to post-process SVP for the hydrographic communities.

Influence des conditions hydrométéorologiques sur les flux et bilans sédimentaires en estuaire de Seine

La dynamique sédimentaire à l’embouchure de l’estuaire de Seine est principalement contrôlée par les forçages hydrométéorologiques (débit, vent, vagues, marée) et les fortes pressions anthropiques (endiguement, dragage, clapage). La compréhension et la quantification de la dynamique des flux sédimentaires en suspension (sable/vase) est un enjeu majeur, autant d’un point vu écologique (ex. turbidité, envasement) que financier (ex. gestion des chenaux de navigation). La mise en place de réseaux de mesure in situ permet une meilleure compréhension de la dynamique sédimentaire de l’estuaire, mais leur caractère local rend difficile toute estimation des flux et bilans sédimentaires. Pour répondre à ces questions, cette étude s’appuie sur la modélisation numérique, validée par de nombreuses séries de mesures in situ, afin de quantifier les flux et bilans sédimentaires à différentes échelles caractéristiques de temps et d'espace. Les concentrations simulées dans la zone d'extension du bouchon vaseux sont du même ordre que les observations et leur dynamique associée aux différentes phases et cycles de la marée, ainsi qu'au cycle hydrologique, est satisfaisante. L’analyse des flux résiduels et bilans sédimentaires aux échelles annuelle et trimestrielle a permis d’identifier un schéma de circulation à l’embouchure de l’estuaire et de quantifier l’importance du forçage hydrologique (crue/étiage) sur les échanges sédimentaires. Enfin, ce travail se poursuivra par l’étude de ces flux et bilans pour différents scénarios hydrométéorologiques contrastés.

The TOMO-ETNA experiment: an imaging active campaign at Mt. Etna volcano. Context, main objectives, working-plans and involved research projects

The TOMO-ETNA experiment was devised to image of the crust underlying the volcanic edifice and, possibly, its plumbing system by using passive and active refraction/reflection seismic methods. This experiment included activities both on-land and offshore with the main objective of obtaining a new high-resolution seismic tomography to improve the knowledge of the crustal structures existing beneath the Etna volcano and northeast Sicily up to Aeolian Islands. The TOMO ETNA experiment was divided in two phases. The first phase started on June 15, 2014 and finalized on July 24, 2014, with the withdrawal of two removable seismic networks (a Short Period Network and a Broadband network composed by 80 and 20 stations respectively) deployed at Etna volcano and surrounding areas. During this first phase the oceanographic research vessel “Sarmiento de Gamboa” and the hydro-oceanographic vessel “Galatea” performed the offshore activities, which includes the deployment of ocean bottom seismometers (OBS), air-gun shooting for Wide Angle Seismic refraction (WAS), Multi-Channel Seismic (MCS) reflection surveys, magnetic surveys and ROV (Remotely Operated Vehicle) dives. This phase finished with the recovery of the short period seismic network. In the second phase the Broadband seismic network remained operative until October 28, 2014, and the R/V “Aegaeo” performed additional MCS surveys during November 19-27, 2014. Overall, the information deriving from TOMO-ETNA experiment could provide the answer to many uncertainties that have arisen while exploiting the large amount of data provided by the cutting-edge monitoring systems of Etna volcano and seismogenic area of eastern Sicily.