Les actualités du Département Ressources physiques et Ecosystèmes de fond de Mer

Chemosynthetic ectosymbionts associated with a shallow-water marine nematode

Laure Bellec, Marie-Anne Cambon Bonavita, Stéphane Hourdez, Mohamed Jebbar, Aurélie Tasiemski, Lucile Durand, Nicolas Gayet & Daniela Zeppilli. Scientific reports

https://doi.org/10.1038/s41598-019-43517-8

Très peu d’organismes sont capable de survivre sans oxygène, mais dans des sédiments anoxiques de Roscoff (France) nous avons découvert une espèce de nématode (Metoncholaimus albidus) très abondant dans ces milieux extrêmes. Nous avons observé la présence de bactéries vivant sur la cuticule du ver (figure 1). Nous avons caractérisé le microbiome de ce nématode en utilisant une étude multi-approches (observations microscopiques -MEB et FISH- et NGS). Tous les nématodes étudiés hébergeaient des communautés microbiennes distinctes de celles de l’eau environnante et des sédiments. Ces communautés, différentes selon la saison étudiée, sont dominées par Campylobacterota et Gammaproteobacteria. Les deux ectosymbiotes appartiennent à des clades de bactéries habituellement associées aux invertébrés des sources hydrothermales profondes. La présence du gène AprA, impliqué dans le métabolisme du soufre, a suggéré une potentielle  chimiosynthèse dans la communauté formée par le nématode et ses micro organismes. La découverte d'associations symbiotiques d'un organisme d'eau peu profonde avec des taxons généralement associés aux sources hydrothermales profondes est une première pour les nématodes, ouvrant de nouvelles hypothèses dans les relations symbiotiques pour la méiofaune.

Ce travail est le fruit du projet PIONEER (2016-2019), financé par IFREMER et la Fondation Total, et piloté par Daniela Zeppilli. PIONEER avait comme objectif d’étudier les interactions entre microorganismes et nématodes dans différents environnements marins extrêmes. Il s’agissait de comprendre comment les nématodes ont pu résister à certaines bactéries et aux conditions extrêmes.

Comment mesurer en mer et de manière autonome les concentrations de « métaux trace » ?

Developing Autonomous Observing Systems for Micronutrient Trace Metals. Frontiers in Marine Science, 6(35), 17p. Publisher's official version : https://doi.org/10.3389/fmars.2019.00035 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00482/59337

Grand Maxime M., Laes Agathe, Fietz Susanne, Resing Joseph A., Obata Hajime, Luther George W., Tagliabue Alessandro, Achterberg Eric P., Middag Rob, Tovar-Sánchez Antonio, Bowie Andrew R. (2019)

Les métaux traces sont des micronutriments indispensables au fonctionnement des écosystèmes marins et jouent un rôle important dans l’export de carbone particulaire vers l’océan profond. Malgré les progrès réalisés dans la détermination de la distribution des métaux traces à travers les océans et ce sur plus de 30 ans, il manque encore des informations sur leur cycle biogéochimique principalement lors des transitions saisonnières et dans les régions les plus reculées. Un article paru dans Frontiers In Marine Science dresse un état de lieu du défi que représente le développement de capteurs in situ pour mesurer les concentrations de ces micronutriments.

 La variabilité spatiale et temporelle de ces micronutriments est particulièrement difficile à évaluer car ces composants sont caractérisés par des temps de vie courts, des sources variables et des concentrations sub-nanomolaires  (inférieures à 10-9 mol/L) dans l’océan ouvert. Si on compare cette échelle de concentration à une unité de temps il s’agirait de trouver 1 seconde sur une durée moyenne de 30 ans. Leur détermination est donc extrêmement difficile et requiert beaucoup de précision et des manipulations en conditions ultra propres pour éviter toute contamination.

 Dans cet article sont présentés l’état de l’art actuel et les défis analytiques associés à la détermination des métaux traces en mettant en exergue les technologies actuelles et émergeantes qui pourrait former la base des systèmes autonomes d’observation pour les 10 prochaines années :

  • les analyseurs chimiques in situ : cette instrumentation est basée sur une analyse en flux qui consiste à transférer un échantillon d’eau de mer ainsi que des réactifs dans un circuit hydraulique (manifold) à l’aide de différents types d’actionneurs (pompes, vannes) et à détecter l’espèce active à l’aide d’un détecteur optique (colorimétrie ou fluorimétrie). Il s’agit donc d’une méthode de prélèvement et d’analyse active. Il en résulte une sensibilité accrue et la possibilité d’étalonner l’appareil in situ à l’aide de solutions standards embarquées. 
  • les capteurs électrochimiques : Ils permettent de mesurer les concentrations en métaux dans un échantillon d’eau de mer en utilisant la capacité d’oxydo-réduction de cet élément chimique ceci grâce dispositif comprenant plusieurs électrodes baignant dans la solution à analyser auxquelles on applique une variation de courant.
  • les échantillonneurs passifs : ces systèmes sont dotés d'une membrane protégeant une phase qui absorbe et accumule les composés métalliques. Outre un avantage "économique" par rapport à l'échantillonnage manuel, ces échantillonneurs passifs présentent l'intérêt d’accumuler et donc de permettre la détection des substances même à très faible dose et ceci sans l’utilisation d’actionneurs extérieurs.
  • les échantillonneurs autonomes de métaux traces : ces préleveurs permettent l’échantillonnage d’eau de mer de façon ultra propre. L’analyse des métaux est réalisée une fois l’échantillon rapporté au laboratoire.

 Plusieurs techniques existantes sont déjà déployées dans des régions ou les concentrations en métaux traces sont plus élevées que la nanomolaire. Grâce à des développements ultérieurs une combinaison des techniques d’analyseurs in situ avec des capteurs électrochimiques pourrait fournir le meilleur compromis en termes de précision analytique, de limite de détection, de spéciation chimique, et de longévité pour un déploiement autonome en océan ouvert.

 Un tel effort permettra de mieux comprendre les processus biogéochimiques principaux (apports par l’atmosphère, les sources hydrothermales, advection dans la colonne d’eau, processus de respiration, de transport d’oxygène au sein des organismes aquatiques) et ce à la résolution nécessaire (concentrations subnanomolaires et à fréquence de mesure élevée de quelques minutes) pour contraindre les flux, les temps de résidence et les réponses chimiques et biologiques de ces éléments métalliques dans le milieu marin.

Découverte de la naissance d’un volcan sous-marin au large de Mayotte

Depuis mai 2018, Mayotte connaît une succession d’épisodes sismiques et une importante mobilisation scientifique a été mise en place pour comprendre ce phénomène nouveau. La Flotte océanographique française a donc été mobilisée pour réaliser, en mai 2019, une campagne sur le NO Marion Dufresne avec le soutien financier du Ministère de la transition énergétique et solidaire et du Ministère de l’enseignement supérieur, de la recherche et de l’innovation.

La campagne MAYOBS a permis de mieux localiser l’essaim sismique ressenti depuis 2018 et a permis la découverte à 50 km au large de Mayotte par 3500 m de profondeur d'un nouveau volcan sous-marin actif. Actuellement d'une taille de 800 m de haut et 4-5 km de diamètre, le volcan émet un panache de fluides volcaniques, de plus de 2 km hauteur, qui n’atteint pas la surface. Les premiers séismes de mai 2018 étaient donc dus à la mise en place de ce volcan. L'analyse préliminaire des données suggère que ce volcan a pu commencer son éruption vers juillet 2018.

Il y a aujourd'hui deux essaims actifs au large de l’île : la localisation préliminaire des séismes composant l’essaim le plus actif les situe entre 5 et 15 km à l’est de Petite-Terre et le moins actif se situe à environ 25 km à l’est de l'île. L’origine de ces séismes est localisé en profondeur (plus de 20 km de profondeur - il n'y a aucune sismicité proche de la surface actuellement -) sous une structure de 4 km de diamètre qui pourrait correspondre à une ancienne caldeira bordée de petits cônes volcaniques.

Ces données scientifiquement exceptionnelles ont été collectées grâce à une collaboration exemplaire entre l’IPGP, le CNRS, le Brgm et l’Ifremer. Elles fournissent des éléments important pour l’évaluation des risques et elles vont permettre dans les mois qui viennent d’engager des actions complémentaires pour préciser cette évaluation.

Hydrolien - Succès des essais de l’hydrolienne Guinard énergies à l’embouchure de la rivière d’Etel

Après deux mois de test à l’embouchure de la rivière d’Étel, dans le Morbihan, l’hydrolienne conçue par l’entreprise brestoise Guinard énergies a été ressortie de l’eau le 29 avril. Cette hydrolienne a une particularité : elle s’oriente selon les courants. Contrairement à d’autres modèles d’hydroliennes, elle ne fonctionne pas dans les deux sens mais pivote sur un axe fixe pour s’orienter face aux courants. Ceci devrait augmenter ses performances, car les courants de marée descendante et montante ne sont souvent pas rigoureusement alignés. L’Ifremer participe au projet sur plusieurs aspects : mesure des courants, test de peintures antifouling, qui évitent la fixation d’algues ou de coquillages, et plongées afin de caractériser la nature du fond et vérifier la pose correcte du câble. Les résultats sont en cours d’analyse.

Marinerg-I - Vers le développement d’une infrastructure de Recherche Européenne pour le développement des Energies Marines Renouvelables

Depuis 2011, l’Europe soutient le développement des Energies Marines Renouvelables à travers différents projets et en particulier les projets MaRINET (FP7) et MaRINET2 (H2020) dont l’objectif est d’accélérer le déploiement industriel de convertisseurs d’énergie marine par des actions de soutien à la recherche expérimentale et à l’accès aux infrastructures de recherches dédiées.

Compte tenu de l’intérêt suscité par ces initiatives, en particulier auprès des industriels, les porteurs des projets MaRINET et MaRINET2 ont décidé de mettre en place une démarche structurante visant à pérenniser cette action de soutien au développement des EMR, à travers la construction d’une Infrastructure de Recherche Distribuée, à l’échelle Européenne. Cette démarche, établie dans le cadre des programmes mis en place par l’European Strategy Forum on Research Infrastructures (ESFRI), est supportée en France par l’Infrastructure de Recherche Nationale THeoREM qui regroupe actuellement les moyens de recherche en hydrodynamique de l’IFREMER et de l’Ecole Centrale de Nantes (THeoREM positionnée sur la feuille de route nationale 2018 des Infrastructures de Recherche).

Les partenaires rassemblés au sein de le la future Infrastructure de Recherche Distribuée Marinerg-I s’appuieront sur un cadre  légal de type ERIC (European Research Infrastructure Consortium) pour mettre en place un programme spécifique d’accès aux installations expérimentales ainsi que des programmes de recherche et de définition de bonnes pratiques et standards visant à faciliter le développement de la filière industrielle EMR en accélérant le déploiement de convertisseurs d’énergie marine connectés au réseau de production électrique.

Extension d’équipements RECOPESCA à la filière halieutique de Saint-Pierre et Miquelon dans le cadre du projet Atlantîles

Dans le cadre du projet ATLANTILES 6, les navires de pêche professionnelle pratiquant la pêche au casier dans l'archipel de Saint Pierre & Miquelon ont été équipés d'équipements RECOPESCA (balise GPS + sonde température/pression). Atlantile s’intéresse notamment à la filière halieutique de Saint Pierre et Miquelon, d’une part en regardant la valorisation des produits de la mer, les circuits de commercialisation et au statut de certains stocks d’exploitation sur l’archipel. Ainsi, il s'agit notamment de s'intéresser au stock du homard de Saint Pierre qui est une ressource de plus en plus importante pour une partie de la flottille de l'archipel. Son exploitation est récente et l'objectif est d'évaluer l'état de ce stock et le niveau d'exploitation qu'il peut supporter. Le suivi in fine de cette flottille via le système Recopesca sera très utile pour aborder plusieurs aspects de la compréhension de cette exploitation tout en améliorant les connaissances sur la biologie et l’écologie de l’espèce.