Post-doctorat et thèses
Post-doctorat
Structure du réseau trophique halieutique de Manche orientale par l’analyse des isotopes stables du carbone et de l’azote : variabilité spatio-temporelle et relations taille-niveau trophique.
Kopp D. (2011)
Responsables scientifiques (plutot) : Ching Villanueva, Bruno Ernande et Sebastien Lefevbre (USTL1)
Financements : IFREMER (50%) et CHARM3 (50%)
Projet de rattachement : Projet InterReg IVA - CHARM3
Résumé :
La structure, la dynamique et la productivité des écosystèmes halieutiques dépendent fortement des réseaux trophiques dont ils sont constitués. Les interactions trophiques qui s’établissent au sein des communautés sont cependant dynamiques dans le temps et dans l’espace. Dans les écosystèmes marins tempérés et dans la Manche en particulier, la forte saisonnalité, la diversité des habitats et des sources de matière organique disponibles sont des facteurs qui contrôlent a priori fortement le trophodynamisme de ces réseaux. Les traceurs naturels comme les isotopes stables du carbone et de l’azote sont couramment utilisés pour tracer le devenir de la matière organique et les relations trophiques dans les écosystèmes marins. L’analyse isotopique de différents tissus d’un même organisme caractérisés par des taux de renouvellement variables permet également une reconstruction différentielle du régime alimentaire dans le temps. L’isotopie a aussi permis de montrer qu’il existait une relation positive entre la taille des poissons et leur niveau trophique. Cependant, peu d’études sur le réseau trophique ont été entreprises dans la Manche Orientale et aucune n’impliquait l’utilisation des isotopies stables.
Les objectifs de ce projet sont (i) d’identifier la structure du réseau trophique halieutique en Manche Orientale et ses sources de variations, notamment les composantes spatiales (habitat) et temporelles (saison, interannuelle) et (ii) de développer un ensemble de relations niveau trophique/taille par groupe fonctionnel et le cas échéant par habitat et par saison. Ce projet s’appuiera sur l’isotopie stable et portera une attention particulière à la variabilité des lignes de base trophique.
Thèses en cours
Déterminisme morphologique des relations prédateurs-proie et implications pour la structure et la dynamique des réseaux trophiques marins
Cachera M. (2010-2013)
Encadrants : Ching VILLANUEVA et Bruno ERNANDE, Ifremer Boulogne-sur-Mer et S. Léfevbre (Professeur, Université des Sciences et Technologie de Lille 1 et directeur de Station de Wimereux)
Financements : Projet InterReg IVA - CHARM3
Projet de rattachement : Projet InterReg IVA - CHARM3
Résumé :
Les relations trophiques entre espèces, ou relations prédateur-proie, déterminent la dynamique des flux d’énergie et de matière au sein des réseaux trophiques dont dépendent le maintien de la biodiversité ainsi que les réponses écologiques des communautés à la variabilité environnementale et aux perturbations d’origine anthropique. L’identification des principes généraux gouvernant les relations prédateur-proie constituerait donc un point clef pour la compréhension de l’émergence de la structure des réseaux trophiques marins et de leur dynamique. Parallèlement à l’étude des relations trophiques, comprendre et prédire la dynamique des systèmes complexes que sont les réseaux trophiques requiert l’utilisation de modèles qui reposent sur une description simplifiée du système tout en conservant les composants essentiels à sa structuration et son fonctionnement. Ce sujet de thèse porte sur les relations prédateur-proie au sein des communautés ichtyologiques et leurs implications pour la structure et la dynamique des réseaux trophiques marins au travers de deux objectifs : (i) prédire l’écologie trophique des espèces ichtyologiques à partir de considérations fonctionnelles quantitatives, à savoir l’identification des déterminants morphologiques des relations prédateur-proie à partir des relations allométriques entre les caractéristiques morphométriques des proies et des prédateurs; et (ii) développer un modèle généraliste décrivant la structure et la dynamique des réseaux trophiques marins à partir des principaux déterminants morphologiques des relations prédateur-proie. Un cas d’étude sera développé sur la Manche Est.
Application de la démarche systémique de planification de la conservation en Manche orientale: Quels objectifs de conservation?
Delavenne J. (2009-2012)
Encadrants : J.-C. Dauvin (Directeur, Laboratoire d'Océanologie et de Géosciences UMR CNRS 8187 LOG, Station Marine Université de Lille 1), S. Vaz (Ifremer, Boulogne-sur-Mer) et R.J. Smith (Durrell Institute of Conservation Ecology, University of Kent)
Financements : Syndicat Mixte de la Côte d'Opale
Projet de rattachement : Projet InterReg IVA - CHARM3
Résumé :
L’environnement marin de la Manche orientale représente une importante ressource économique qui supporte diverses activités anthropiques comme le tourisme, le fret et l’extraction de ressources vivantes ou non. De plus, cette région possède un riche patrimoine biologique. Pour mettre en place une politique assurant une exploitation durable de ces ressources marines, il faut envisager une gestion intégrée et responsable qui peut être supportée par des systèmes et des outils informatiques d’aide à la décision. MARXAN est un logiciel d’aide à la décision pour le « design » de systèmes de réserves. Il propose des solutions raisonnablement efficaces en sélectionnant une combinaison de sites avec une bonne cohérence spatiale et atteignant plusieurs objectifs de conservation de la biodiversité. Le but de ce travail est de développer une première tentative de plan de conservation à l’échelle de la Manche orientale en identifiant les sites importants pour la conservation de la biodiversité tout en utilisant des données économiques, anthropologiques et légales pour minimiser les coûts potentiels. Différents scénarios utilisant différentes cibles seront explorés et cette étude tentera de répondre aux questions suivantes :
Comment utiliser les données environnementales et biologiques pour définir les habitats marins de la manche orientale et fixer les objectifs de conservation de chaque espèce et habitat trouvé en Manche Orientale ?
Peut-on concilier ces objectifs de conservation avec les contraintes socio-économiques et proposer une planification spatialisée de cette zone ?
Comment s’inscrivent les projets de parc marin en Manche Orientale dans un contexte plus large de la préservation de cette zone au travers d’un réseau d’Aires Marines Protégées (AMP)?
Restrictions de l'accès aux pêcheries de l'espace maritime et gestion écosystémique de la Manche orientale.
Girardin R. (2011-2014)
Encadrants : Paul MARCHAL (IFREMER, Boulogne-sur-Mer), Olivier THEBAUD (CSIRO, Brisbane Australie), Beth Fulton (CSIRO, Hobart Australie) et Henryk Gislason (DTU-Aqua, Charlottenlund Danemark).
Financements : IFREMER et Projet FP7 VECTORS
Projet de rattachement : Projet FP7 VECTORS et Chantier Manche
Résumé :
La compréhension et la modélisation de la dynamique des flottilles et de leur réponse aux différentes contraintes auxquelles elles sont sujettes est indispensable pour anticiper les performances des plans de gestion des écosystèmes marins. De plus, la gestion spatiale des activités humaines, et de la pêche en particulier, est une option de plus en plus préconisée par les donneurs d’ordre, notamment depuis les engagements pris par de nombreux responsables politiques à l’issue du sommet de Johannesburg sur le développement durable de 2002. Un enjeu majeur pour les gestionnaires est alors de comprendre et d’anticiper comment l’effort de pêche serait redirigé en cas de fermeture de zone de pêche, compte-tenu des compétition d’accès existant avec les autres secteurs, et comment cette ré-allocation de l’effort de pêche pourrait affecter la pression exercée sur les compartiments écosystémiques impactés. Cette thèse est consacré à l’étude, par une approche de modélisation holistique, de la dynamique des flottilles, à ses interactions avec d’autres secteurs d’activité, et à son impact sur l’écosystème de la Manche Orientale. Cette thèse poursuit trois objectifs majeurs :
- Identifier et quantifier les facteurs déterminant la dynamique du comportement de pêche des flottilles ciblant les poissons plats en Manche Orientale, en y incluant la compétition spatiale avec les autres flottilles et les autres usages (extractions de granulats marins, trafic maritime) exerçant leur activité sur le domaine maritime de la Manche Orientale;
- Développer un modèle écosystémique (utilisation de la plate-forme ATLANTIS) simplifié intégrant la dynamique des flottilles de pêche permettant de prévoir les interactions entre secteurs d’activité et une sélection de compartiments écosystémiques de la Manche Orientale ;
- Simuler les impacts écologiques et économiques de différentes restrictions d’accès au domaine maritime de la Manche Orientale (fermetures de zones, compétition spatiale entre usages), en considérant plusieurs scénarios d’allocation de l’effort de pêche.
Modeling mussel cultivation at Gouqi Island (China)
Lei Wang (Depuis 2008)
Encadrants : Prof. Yinglan Zhang (Marine Ecology and Oceanography Department, Shanghai University), Ulf Dieckmann (IIASA), C. Villanueva (Ifremer, Boulogne-sur-Mer)
Financement : Auto-financement
Abstract :
As a primary sinew to accrue economic benefit, mussel cultivation plays a vital role in the Island’s mariculture industry. Recent annual exploitations showed that the cultivation of two species with different biological characteristics showed considerable socio-economic benefits for the island inhabitants. On the other hand, the ecological consequence to other living resources and contribution to environmental degradation of increasing mussel cultivation are still unknown. In this project, two models were constructed. The simple size-structure model is used to explore the profitability of different mussel-cultivation strategies. This model will help to evaluate which of the two mussel species should be chosen for cultivation and to predict the resultant economic benefits. At the same time, a mass-balance trophic model, ‘Ecopath with Ecosim’, is built based on recent survey data and published literatures to provide a synoptic understanding of the ecosystem structure and functioning of Gouqi Island ecosystem. Using this model, the ecological maximum carrying capacity for mussel production in the area can be quantified. The result also can be used to limit the selection of different mussel-cultivation strategies.
Fish Ecology and trophic relationships in the Coastal Areas in the Me-Kong Delta, Viet Nam
Mai Viet Van (2007-2011)
Encadrants : Nguyen Thanh Phuong (College of Aquaculture & Fisheries, Can Tho University), Jacques Moreau (INPT), C. Villanueva (Ifremer, Boulogne-sur-Mer)
Financement : Grant by 6th EU Framework ECOST Project
Abstract :
A mass-balance Ecopath model of coastal areas in the Mekong Delta has been constructed for a quantitative description of the trophic structure of the ecosystem. The model is used for estimation the important biological parameters and relationship among different ecologically important groups. The model is based on the data collected from bottom trawling. There are 14 function groups based on 58 species from coastal areas in the Mekong delta survey such as Shrimps, Squids, Crabs, Mackerel, Small pelagic, Demersal fish, Benthic feeders, Predator fishes and trash fish. The biomass value was estimated from catch production and bottom trawling surveys. Results show that the estimated total biomass of exploited resources was 5.23 ton/km2. The values of Ecotrophic Efficiency (EE) in the model are high (>0.5) for most groups of high trophic level. The results showed that those groups exploited by small mesh size and small living organisms were being heavily preyed upon in the ecosystem. The model also indicated that all species groups were arranged into 4 trophic levels.
Utiliser des données biologique, anthropologique, économique et légale pour concevoir un système efficace d’aires marines protégées en Manche
Metcalfe K. (2009-2012)
Encadrants : S. Harrop (Professeur, Université du Kent, Durell Institute of Conservation), S. Vaz (Ifremer, Boulogne-sur-Mer), S. Vaz (IFREMER Boulogne-sur-mer) et R.J. Smith (Durrell Institute of Conservation Ecology, University of Kent)
Financements : Projet InterReg IVA - CHARM3 (50%), Université du Kent (33%), IFREMER (17%)
Projet de rattachement : Projet InterReg IVA - CHARM3
Résumé :
La planification systématique de la conservation est l’une des approches les plus efficaces pour concevoir des réseaux d’aires protégées mais l’utilisation de telles techniques aux biomes marins en est à ses premiers balbutiements. La plupart des travaux précédents ont été basés sur des données biologiques et économiques pour concevoir des aires marine protégées (AMP), si bien qu’il existe un réel besoin de développer des approches intégrant une plus large gamme de données. Ceci est particulièrement approprié pour la Manche, un secteur qui contient un grand nombre d'espèces et d'habitats importants et soutient une large gamme d’activités humaines. Par conséquent, ce projet emploiera la richesse des données disponibles pour étudier les questions suivantes de recherches :
1) comment les données biologiques disponibles peuvent-elles être employées pour fixer des objectifs pour chaque espèce et type d'habitat trouvés en Manche et comment s’inscrivent ces cibles dans la législation locale, nationale et internationale pour protéger l'environnement marin ?
2) quelle est la meilleure approche pour incorporer les données socio-économiques, anthropologiques et légales disponibles dans le système de planification de conservation de la Manche ?
3) comment le réseau potentiel d’AMP impacterait l'effort de pêche et les interactions trophiques et sera-t-il possible de développer des méthodes pour intégrer des facteurs réduisant les impacts négatifs dans des analyses de planification systématique de la conservation ?
Thèses réalisées
Lelièvre Stéphanie (2011). Identification et caractérisation des frayères hivernales en Manche Orientale et la partie sud de la mer du Nord - Identification des œufs de poissons, cartographie et modélisation des habitats de ponte. PhD Thesis, Université de Nantes. http://archimer.ifremer.fr/doc/00043/15398/
Loots Christophe (2009). Contrôles de la distribution spatiale de l'habitat de reproduction chez les populations de poissons. Approche multi-modèles appliquée à la plie et au merlan de Mer du Nord et à l'anchois du Golfe de Gascogne / Control of the spatial distribution of the spawning habitat of fish populations. A multi-model approach applied to North Sea plaice and whiting and Bay of Biscay anchovy. PhD Thesis, Université Pierre et Marie Curie (Paris 6). http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/7400/
Marty, L. (2011). Changements adaptatifs induits par la pêche chez les populations halieutiques. 240p. AgroCampus Ouest, Université Européenne de Bretagne, Rennes, France.
Vermard Youen (2009). Comportement de pêche et gestion : l’exemple de la pêcherie pélagique du Golfe de Gascogne / Fishing behaviour and management : the Bay of Biscay pelagic fishery. PhD Thesis, AGROCAMPUS OUEST. http://archimer.ifremer.fr/doc/00001/11256/
