Phaeocystis

Étude des efflorescences phytoplanctoniques en Manche et sud-mer du Nord par modélisation couplée physique-biogéochimie.

Thèse réalisée par Alice Vanhoutte-Brunier.

  • Directeur de thèse : Paul Nival (Université Paris VI)
  • Responsables scientifiques Ifremer : Alain Lefebvre (Ifremer Boulogne) et Alain Ménesguen (DYNECO Ecologie Benthique)
  • Financement : Région Nord – Pas de Calais et Ifremer
 Contexte  

La Manche reçoit des apports importants de nutriments de la part de la Seine et, à un degré moindre, de la Somme. Or, la Manche orientale et les zones côtières de la mer du Nord sont le siège d’efflorescences importantes de la microalgue Phaeocystis sp. qui tire avantage de l’excès de nitrate dans l’eau au printemps.

 

 

Efflorescence de Phaeocystis sp. à Hardelot (plage du Pas-de-Calais) en juin 1999 (B. Hitier) et colonie de Phaeocystis (x 400)

Cette espèce coloniale renferme de grandes quantités de mucus qui se déversent dans l’eau lors de la rupture des colonies. Sous des conditions spécifiques de vent, une mousse épaisse et malodorante peut alors recouvrir les plages. En outre, la prolifération de cette espèce modifie complètement le fonctionnement de l’écosystème (Lancelot, 1995). L’étude par modélisation du déterminisme des blooms de cette HABs (Harmful Algal Bloom species) est intégrée dans le chantier du Programme National sur l’Environnement côtier « Manche orientale-sud de la Mer du Nord ».

Par ailleurs, la Manche est également le site de prolifération d’une autre HABs à eaux colorées : Karenia mikimotoi. Ce dinoflagellé produit des substances cytotoxiques hémolytiques qui induisent des mortalités d'organismes marins (poissons, mollusques, crustacés, …). K. mikimotoi apparaît en été dans les zones où s'établissent de fortes stratifications, ainsi qu'au niveau des zones frontales. Ces deux cas de figure sont rencontrés en Manche occidentale. Les images satellitaires SeaWiFS ont permis de détecter un bloom d’une intensité exceptionnelle en Manche occidentale au cours de l’été 2003. Il a été confirmé par le CEFAS (Liam Fernand, com. pers.) que l’espèce incriminée était Karenia mikimotoi.

 

 

Concentration en chlorophylle a de surface, image SeaWiFS traitée par l’algorithme de Gohin et Karenia mikimotoi (x 300)

La modélisation de cet évènement devrait permettre d’évaluer les processus qui ont conduit au déclenchement et à la propagation de ce bloom vers les côtes françaises.

Les étapes de la modélisation  

Un modèle de base a dans un premier temps été réalisé, sur lequel viennent se greffer les modèles spécifiques des 2 HABs.

Le modèle de base est le résultat du couplage entre un et un modèle biogéochimique simple proche de ceux développés par le département DYNECO depuis quelques dizaines d’années (exemple en Baie de Seine : Cugier, 1999). modèle hydrodynamique (MARS 3D, Ifremer) 

Les cycles de l’azote, du phosphore et du silicium sont simulés dans l’eau et dans le sédiment. Le phytoplancton est scindé en deux classes selon sa capacité ou non à assimiler les silicates. Une classe de zooplancton clôt le système.

 

Schéma des cycles de l’azote, du phosphore et du silicium dans le modèle nominal

Le modèle spécifique de Phaeocystis sp. est élaboré en étroite collaboration avec le laboratoire d’Écologie des Systèmes Aquatiques de l’Université Libre de Bruxelles (Pr. Christiane Lancelot et Nathalie Guypens) spécialiste de la modélisation de cette espèce (modèle d’écosystème de la côte belge MIRO).

Le modèle de Karenia mikimotoi a été originellement développé dans le contexte du Golfe de Gascogne (Loyer, 2001 ; Loyer et al., 2001). La formulation du taux de mortalité rend cette espèce très sensible à la turbulence des masses d’eau et explique sa prolifération dans les zones stratifiées de Manche occidentale.

 

 

Ce poster porte sur « La modélisation des blooms d’algues toxiques en Manche occidentale appliquée à l’étude du bloom de Karenia mikimotoi qui s’est produit au cours de l’été 2003 ».

Vanhoutte-Brunier Alice (Ifremer DYNECO Benthos), Lyons Sandra (Institut Martin Ryan, Université d’Irlande), Fernand Liam (CEFAS), Cugier Philippe (Ifremer DYNECO Benthos), Dumas Franck (Ifremer DYNECO Physed), Ménesguen Alain (Ifremer DYNECO Benthos) et Gohin Francis (Ifremer DYNECO Pélagos).

Participation au colloque AMEMR à Plymouth en Juin 2005. Présentation d'un poster sur " 3D modelling of a planktonic ecosystem integrating the HABs species Phaeocystis globosa. Validation by satellital imagery / Tracking nitrogen's origin.

 

 

 

Contact :  

Ifremer
BP 70 - 29280 Plouzané
Département : DYNECO
Laboratoire : Ecologie Benthique

Alain Ménesguen Mail : Alain.Menesguen@ifremer.fr