Biodiversité halieutique : impacts de la pêche et des changements climatiques - Conséquences économiques pour les pêcheries

Les actions de recherche synthétisées dans ce document ont été menées en partenariat avec des halieutes, écologues marins, statisticiens, modélisateurs et économistes ; partenaires au sein de l’Ifremer, d’organismes de recherche - IRD, CNRS, Institut National de Recherche Halieutique du Maroc - , et d’Enseignement Supérieur - Université de Bretagne Occidentale, Université du Littoral Côte d’Opale, Ecole Nationale d’Ingénieur de Brest, Université des Antilles et de la Guyane. Ces actions ont permis de consolider une communauté pluri-disciplinaire nationale pour aborder les questions de l’analyse intégrée et de la modélisation à l’échelle écosystémique de la durabilité écologique et économique de l’exploitation des ressources halieutiques dans un contexte climatique changeant. Elles ont permis par ailleurs une première application formelle significative au sein de l’Ifremer, de l’approche écosystémique des pêches en contexte tropical (Guyane) et la formalisation du concept de "Biodiversité Halieutique". Les méthodes d’analyse utilisées ont en premier lieu été développées pour le cas du plateau continental du Golfe de Gascogne. Ces méthodes ont ensuite été étendues et appliquées à d’autres plateaux continentaux dont les caractéristiques étaient très différentes en termes climatique, de fonctionnement physique, bio-géographique, d’exploitation halieutique, économique et de gestion de la pêche : au Maroc dans la zone sous influence d’un up-welling, et en Guyane sous l’influence de l’estuaire de l’Amazone. Des actions lancées en 2009 et en 2010, reprennent ces méthodes pour des cas d’application à un autre plateau continental, dans la région tropicale du nord de l’Australie, et pour des cas en zones littorales, en Guyane et aux îles Salomon. Les principaux résultats obtenus sont i) l’identification de changements dans la structure des peuplements de poissons de fond : l’analyse de l’évolution temporelle des caractéristiques des peuplements de fond notamment en terme de taille individuelle, de niveau trophique, d’affinité thermique des espèces (origine biogéographique) a montré l’existence d’effets conjoints de la pêche (sur-exploitation et effets écosystémiques) et des changements climatiques, en région tempérée comme en région tropicale ; ii) l’identification de changements dans la structure en espèce des débarquements des pêcheries à l’échelle des dernières décennies, ainsi que la diminution de leur valeur économique totale, à la fois conséquence des changements dans les peuplements mais conséquence aussi des changements intervenus dans les marchés internationaux des produits de la mer ; iii) Le poids des différents facteurs (pêche, climat, marchés…) est variable selon les cas d’étude, mais ceux qui sont décrits ici sont ceux, communs aux différents systèmes, qui semblent prépondérants ; iv) l’adaptation de modèles existants ainsi que le développement de nouveaux modèles maintenant opérationnels, depuis des échelles permettant une utilisation en terme d’expertise et de recommandation de gestion des pêcheries à court terme, jusqu’à des échelles permettant des projections exploratoires à long terme visant à comprendre les effets conjoints du climat, de la pêche et des marchés.

Résultats de la mise en oeuvre des réseaux REPHY et SRN – Zones côtières de la Manche orientale et de la baie sud de la Mer du Nord – Bilan de l’année 2015

The coastal zone of the Nord – Pas de Calais / Picardie showed dysfonctioning patterns of the ecosystem considered to be link to human activities along shores. These results in regular massive development of species, such as the phytoplanktonic seaweed, Phaeocystis sp. which life cycle was partly linked to nutrients availability and consequently to anthropogenic inputs. As part of the evaluation of the influence of continental inputs on the marine environment (nitrates, phosphates,…) and on potential eutrophication processes, of the estimation of the efficiency of the sewage treatments plants in the possible elimination of dumpings and in order to establish a long-term survey to follow up the change in coastal waters quality, the regional nutrients monitoring network was implemented by Ifremer in collaboration with the Agence de l'Eau Artois-Picardie in 1992 in order to complete the REPHY (Phytoplankton and Phycotoxins) monitoring programme. This study reports the main results for the year 2015 in terms of temporal change of the main physico-chemical and biological parameters characteristic of water masses sampled along three transects offshore Dunkerque, Boulogne-sur-Mer and the Bay of Somme.

Qualification zoo-sanitaire du naissain de captage 2013 de l'huître creuse Crassostrea gigas (QUALIF) - Détection précoce des maladies en épreuve thermique de laboratoire

Depuis 2008, des mortalités massives d’huîtres creuses âgées de moins d’un an sont relevées sur le littoral français dès que la température de l’eau de mer atteint le seuil de 16°C. Ces mortalités de naissains sont associées à la détection du virus OsHV-1 μVar. Des travaux de qualification zoo-sanitaire menés depuis 2010 ont montré qu’un lot de naissains issus du captage naturel sur deux était infecté par le virus bien avant l’apparition des mortalités dans le milieu naturel, mais qu’a contrario les naissains d’écloserie expertisés présentaient une fréquence plus faible de portage latent. Dans ce contexte de crise zoo-sanitaire chronique, l’objectif de notre étude consistait à obtenir une information du statut zoo-sanitaire OsHV-1 μVar des populations de naissains du captage 2013 à l’échelle national. Ce travail avait pour finalité de permettre l’identification précoce des zones de captage associées à un risque de mortalité due à l’infection par OsHV-1 μVar. La méthodologie de l’épreuve thermique de laboratoire (ETL) correspond en une période de 1 mois d’isolement des naissains à évaluer en conditions contrôlées de laboratoire. Lors de cette période la température de l’eau de mer est maintenue constante à 21°C et la mortalité est relevée tous les 10 jours. La survie finale associée à des analyses qPCR permettent de qualifier le statut sanitaire en terme de portage OsHV-1 μVar de l’échantillon (statut infecté ou non infecté). Entre février et mars 2014, vingt et un échantillons de naissains âgés de 5 à 7 mois ont été échantillonnés dans six sites du littoral français (étang de Thau, bassin d’Arcachon, pertuis Charentais, baie de Bourgneuf, baie de Vilaine et rade de Brest) pour être qualifiés par ETL au site expérimental Ifremer d’Argenton. Les résultats de la campagne 2014 de qualification zoo-sanitaire confirment qu’en période hivernale, dans le milieu naturel, des naissains de captage peuvent être infectés par OsHV-1 μVar sans développement apparent de maladies ni mortalité. En revanche en ETL, ces lots de naissains infectés par OsHV-1 μVar présentent des taux de mortalité importants. Ainsi, sur les 20 échantillons de naissains de captage étudiés, onze ont révélé des maladies en ETL avec des mortalités cumulées variant de 16 % à 80 %. Ce ratio d’un échantillon sur deux de naissains infectés par OsHV-1 μVar demeure proche de celui observé de 2010 à 2013 lors des travaux précédents qui avaient permis de définir l’ETL. les six sites étudiés ont montré des résultats contrastés. En effet, les résultats se sont révélés favorables pour l’étang de Thau et la baie de Bourgneuf et défavorables dans le cas de la rade de Brest et la Baie de Vilaine. Pour ces deux derniers sites, tous les échantillons de naissains testés ont montré de fortes mortalités pendant l’ETL. Des différences s’observent également intra-site, notamment à Marennes Oléron avec 1 échantillon sur 3 infectés par OsHV-1 μVar ou dans pour Arcachon avec 3 échantillons sur 5. Dans le contexte préoccupant de l’épizootie actuelle, nos résultats confirment que certains lots de naissains de captage sont infectés par OsHV-1 μVar dès les mois de février-mars et pourrait être des acteurs actifs dans le déclenchement annuel du processus infectieux en milieu naturel quand la température de l’eau dépasse 16°C. Par ailleurs, notre étude démontre qu’il serait possible chaque année d’obtenir une qualification sanitaire précoce des zones de captage. Cela permettrait d’améliorer la gestion des risques liés aux transferts de naissains infectés par OsHV-1 μVar dans les différents bassins de production.

Qualification zoo-sanitaire du naissain de captage 2014 de l'huître creuse Crassostrea gigas (QUALIF) - Détection précoce des maladies en épreuve thermique de laboratoire

Depuis 2008, des mortalités massives d’huîtres creuses âgées de moins d’un an sont relevées sur le littoral français dès que la température de l’eau de mer atteint le seuil de 16°C. Ces mortalités de naissains sont associées à la détection du virus OsHV-1 μVar. Depuis 2010, des travaux de qualification zoo-sanitaire ont montré qu’environ un lot de naissains de captage sur deux était infecté par le virus avant l’apparition des mortalités dans le milieu naturel. En 2014, dans le cadre de la première action QUALIF, les résultats de la qualification zoo-sanitaire des naissains du captage de l’année 2013 à l’échelle nationale ont mis en évidence le caractère infectieux des maladies développées par ces naissains porteurs latents d’OsHV-1 μVar. L’objectif 2015 du second volet QUALIF consistait à reproduire le travail de qualification zoo-sanitaire OsHV-1 μVar pour les naissains du captage de l’année 2014. Les résultats (2014 et 2015) permettront d’aborder la variation interannuelle du statut zoo-sanitaire des naissains pour chacun des sites étudiés. La méthodologie de l’épreuve de qualification zoo-sanitaire consiste en une période de 1 mois d’isolement des naissains en conditions contrôlées de laboratoire. Lors de cette épreuve, la température de l’eau de mer est maintenue constante à 21°C et la mortalité est relevée tous les 10 jours. La survie finale et les analyses qPCR permettent de qualifier le statut sanitaire en terme de portage OsHV-1 μVar de l’échantillon (infecté ou non infecté). De début janvier à fin mars 2015, 39 échantillons de naissains âgés de 5 à 7 mois ont été prélevés dans 6 sites du littoral français (étang de Thau, bassin d’Arcachon, bassin de Marennes Oléron, baie de Bourgneuf, embouchure de La Vilaine et rade de Brest) pour être testés en épreuve thermique de laboratoire (ETL) dans l’outil expérimental Ifremer à Argenton. Les résultats montrent que 25 des 39 (soit 64 %) lots de naissains de captage testés ont développé des maladies en ETL associés à des mortalités cumulées variant de 6 à 72 %. Cette valeur de 64 % de lots détectés est plus élevée que celle précédemment observée en 2014 (55 %). Les résultats de cette seconde campagne de qualification zoo-sanitaire sont favorables pour les naissains de l’étang de Thau (absence de mortalité), moins favorables pour ceux d’Arcachon, Marennes Oléron, et ceux de la baie de Bourgneuf (réponses contrastées en terme de mortalité intra-site) et très défavorables pour les naissains de La Vilaine et de la rade de Brest (mortalités observées sur tous les échantillons testés). La principale conclusion de cette seconde étude de qualification zoo-sanitaire est identique à celle de 2014, à savoir qu’il est existe dans le milieu naturel en période hivernale des lots de naissains de captage infectés par OsHV-1 μVar sans développement apparent des maladies. Ces lots de naissains porteurs latents d’OsHV-1 μVar sont détectables en ETL et la présence d’OsHV-1 μVar peut alors être confirmée par qPCR. Dans le contexte actuel d’épizooties chroniques, nos résultats confirment à nouveau qu’il est possible d’identifier précocement les lots de naissains infectés ou non par OsHV-1 μVar. Ces animaux infectés sont un réservoir du virus en période hivernale. Dès que la température de l’eau de mer franchit le seuil de 16°C, ils participeront à la réémergence des maladies en milieu naturel. Par ailleurs, cette seconde étude de qualification zoo-sanitaire confirme la possibilité d’apprécier le risque sanitaire pour chaque zone de captage en fonction de la détection précoce des lots de naissains infectés par OsHV-1 μVar.

Caractérisation du fonctionnement d'une hydrolienne à membrane ondulante pour la récupération de l'énergie des courants marins

This manuscript presents three approaches : analytical, experimental and numerical, to study the behaviour of a flexible membrane tidal energy converter. This technology, developed by the EEL Energy company, is based on periodic deformations of a pre-stressed flexible structure. Energy converters, located on each side of the device, are set into motion by the wave-like motion. In the analytical model, the membrane is represented by a linear beam model at one dimension and the flow by a 3 dimensions potential fluid. The fluid forces are evaluated by the elongated body theory. Energy is dissipated all over the length of the membrane. A 20th scale experimental prototype has been designed with micro-dampers to simulate the power take-off. Trials have allowed to validate the undulating membrane energy converter concept. A numerical model has been developed. Each element of the device is represented and the energy dissipation is done by dampers element with a damping law linear to damper velocity. Comparison of the three approaches validates their ability to represent the membrane behaviour without damping. The energy dissipation applied with the analytical model is clearly different from the two other models because of the location (where the energy is dissipated) and damping law. The two others show a similar behaviour and the same order of power take off repartition but value of power take off are underestimated by the numerical model. This three approaches have allowed to put forward key-parameters on which depend the behaviour of the membrane and the parametric study highlights the complementarity and the advantage of developing three approaches in parallel to answer industrial optimization problems. To make the link between trials in flume tank and sea trials, a 1/6th prototype has been built. To do so, the change of scale was studied. The behaviour of both prototypes is compared and differences could be explained by differences of boundary conditions and confinement effects. To evaluated membrane long-term behaviour at sea, a method of ageing accelerated by temperature and fatigue tests have been carried out on prototype materials samples submerged in sea water.