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

Séminaire de clôture du projet Pamela les 21 et 22 novembre à Pau

Le projet Pamela a tenu son séminaire de clôture les 21 et 22 novembre 2019 au Centre de Total de Pau. Coordonné par l’Ifremer et le groupe Total, ce projet a impliqué durant six ans, plus de 150 chercheurs et ingénieurs du CNRS et des universités de Bretagne Occidentale, Rennes 1, Sorbonne Université, et IFPEN. Le projet Pamela propose des nouveaux concepts d’évolution des marges passives basés sur l’étude de trois cas : le canal du Mozambique, le Golfe de Gascogne et le canal de Corse.

Un nouveau regard sur l’ouverture de l’océan Indien. Il y a 200 millions d’années, le continent unique Pangée se disloque. L’étude de plusieurs structures majeures du canal du Mozambique a apporté de nouveaux éléments de compréhension sur la formation de l’océan Indien. Le magmatisme et le volcanisme y jouent un rôle majeur. Les huit campagnes d’acquisition en mer ont permis de reconstituer l’histoire sédimentaire du fleuve Zambèze et des courants océaniques.

Des monts sous-marins découverts dans le canal du Mozambique. Les roches prélevées sur ces monts sous-marins ont révélé leur origine volcanique et daté leur formation il y a environ 30 millions d’années. Ils ont été ennoyés il y a 5 millions d’années à la faveur de mouvements verticaux liés au rift est-africain. Des communautés d’invertébrés et de poissons ont été également étudiées sur leurs flancs avec la découverte de nouvelles espèces d’éponges et d’étoiles de mer.

Un écosystème étonnant découvert dans le Golfe de Gascogne. Un vaste système de milliers de sorties de méthane a été découvert à 70 km des côtes par 200 m de fond. C’est un cas rare dans le monde. Deux types d’habitats associés ont été identifiés. Le premier est formé de tapis bactériens colonisés par une faune des milieux extrêmes riches en sulfures. Le second est fait d’encroûtements carbonatés. Ce dernier écosystème est désormais inscrit dans la liste de la directive-cadre stratégie pour le milieu marin.

Des facteurs à l’origine de glissements sous-marins identifiés en Corse. Les glissements sous-marins constituent une importante source d’aléas géologiques. Ils peuvent être liés à l’instabilité de sédiment. Cette instabilité s’explique par : une érosion du pied de la pente par les courants ou la présence de particules volcaniques. Ces résultats peuvent être extrapolés à l’ensemble du globe puisque ces particules sont fréquentes sur les marges.

Enregistrement holocène des fluctuations climatiques et des apports anthropiques en Plomb dans les sédiments marins du Golfe du Lion (article Nizou et al. The Holocene)

Nizou, J., Dennielou, B., Révillon, S., Bassetti, M.-A., Jouet, G., Berné, S., Nonnotte, P. and Liorzou, C.l., 2019. Records of Holocene climatic fluctuations and anthropogenic lead input in elemental distribution and radiogenic isotopes (Nd and Pb) in sediments of the Gulf of Lions (Southern France). The Holocene, 29(8): 1292-1304. https://doi.org/10.1177/0959683619846973

Dans le Golfe du Lion, les rapports isotopiques du Néodyme des dépôts sous-marins vaseux holocènes du Rhône montrent des changements de source dans le bassin versant en lien avec les fluctuations des précipitations et de l'englacement. Des changements abrupts dans les concentrations et les rapports isotopiques du plomb durant la période romaine (il y a 2000 ans) et la période médiévale (il y a 1000 ans) montrent une forte contribution anthropique, contemporaine des contaminations anthropiques atmosphériques enregistrées dans les glaces du Groenland et les lacs d'Europe. Le signal enregistré dans les sédiments marins ne correspond probablement pas à une contamination atmosphérique directe mais plutôt une contamination secondaire des sédiments fluviatiles liée au commerce du plomb sur les rives du Rhône. De manière intéressante des fluctuations dans les sources sédimentaires sont contemporaines des contaminations en plomb, suggérant un impact anthropique sur l'érosion dans le bassin versant. Cette étude illustre également l'intérêt des sédiments terrigènes marin dans l'enregistrement des fluctuations environnementales naturelles ou artificielles dans les bassins versants des fleuves.

Intervention sur le festival national du documentaire scientifique "Pariscience" 2019 (Michel Répecaud) à l'Institut de Physique du Globe de Paris - Université de Paris le 15 octobre.

Festival Pariscience 2019-Institut de Physique du Globe de Paris-Mardi 15 octobre 2019 (Michel Répécaud pour Ifremer)

Pariscience est un festival international de films scientifiques créé en 2005 par l’Association Science & Télévision, à cette occasion, une cinquantaine de films y sont projetés. Les projections sont suivies d'un débat entre des scientifiques, des membres de l'équipe qui a réalisé le film et le public.

La séance s’est articulée autour du documentaire « Les Maîtres des éléments – Eau » réalisé par Safaa ABOUFARES et Elodie FERTIL. La problématique abordée : d'ici 2050, alors que les ressources de la planète ne suffisent déjà plus à assurer les besoins de tous, la Terre comptera près de 10 milliards d'habitants. Pollution, épuisement des énergies fossiles, changement climatique... Il devient nécessaire de changer nos habitudes en matière d'énergie. De l'Islande aux Canaries, en passant par les Pays-Bas ou encore Paris, cet épisode d'une série en quatre volets témoigne de différents projets d'ingénierie et de recherche. La table ronde a été l’occasion de répondre aux questions et d’échanger sur les Energies Marines Renouvelables, les essais en bassins, les campagnes en mer et plus généralement sur la Recherche appliquée à l’Ifremer.

Le public présent était essentiellement constitué de scolaire, et le documentaire s’est articulé autour de quatre projets :

-         La centrale hydroélectrique de Fljotsdalur en Islande (utilisation des glaciers et barrage pour production d'énergie),

-         La centrale hydrolienne d'El Hierro aux Canaries, usine de dessalement et utilisation des cheminées de volcans sur l'Île,

-         La bioluminescence grâce à des bactéries marines (Glowee) - photobioréacteurs (algues) fournissant chauffage et eau chaude (projet Algenhaus en Allemagne),

Les hydroliennes à membranes utilisant les courants marins (Ifremer-EEL Energy).

Table ronde avec les réalisatrices et échange avec l’auditoire :cliché © Festival Pariscience 2019 - Stéphane Félicité

Atelier de travail sur les observatoires fonds de mer. Collaboration franco/japonaise

Dans le cadre du dialogue maritime franco-japonais, la création d’un observatoire dans l’océan pacifique Sud a été identifiée comme un objectif de collaboration. L’Ifremer et le JAMSTEC, ont organisé les 19 et 20 septembre à Nouméa, Nouvelle-Calédonie, un atelier visant à définir les objectifs scientifiques et technologiques de l’observatoire (voir https://wwz.ifremer.fr/Recherche/Departements-scientifiques/Departement-Ressources-physiques-et-Ecosystemes-de-fond-de-Mer/South-Pacific-Observatory-Project).

Ouvert par l’Ifremer, cet atelier a rassemblé des acteurs scientifiques, technologiques et socio-économiques de la région pacifique Sud. Les discussions ont porté sur trois thématiques principales : 1- le monitoring environnementale, y compris les écosystèmes côtiers et profonds, et la pollution notamment par les (micro-)plastiques 2- le changement climatique dans l’océan Pacifique 3- les géosciences y compris le monitoring des aléas.  Cet atelier a permis de définir un plan d’action pour 2020 pour définir l’architecture d’un observatoire sous-marins qui permettra de répondre aux attentes des parties prenantes néocalédoniennes. Ce plan a été présenté en conclusion aux acteurs du dialogue maritime franco-japonais et au Cluster Maritime Néocalédonien.

Les participants à l'atelier sur le projet d'observatoire franco-japonais en Nouvelle-Calédonie

Ecological COnnectivity between active and inactive sites: REcolonization dynamics and Functional links

Le laboratoire Environnement Profond (EEP/REM) a initié un partenariat avec le département Recherche & Développement (R&D) de la compagnie pétrolière norvégienne Equinor dans le cadre du projet européen H2020 MERCES (Marine Ecological Restoration in Changing European Seas), dédié à la restauration des écosystèmes marins. Le projet présenté à Equinor (ECOREF, 2017-2020) a pour objectifs de mieux comprendre la résilience des écosystèmes hydrothermaux en termes de dynamique de colonisation et de connectivité écologique le long du gradient d’activité hydrothermale depuis les sites inactifs jusqu’aux zones actives. Ces connaissances pourront nous aider à limiter les impacts environnementaux d’une exploitation potentielle et permettre la mise en place d’actions de restauration.

Dans le cadre de cette collaboration, Equinor finance les salaires d’une thèse (J Marticorena, 2017-2020) et un post-doctorat (Nuria Sanchez, 2018-2020). La thèse s’intéresse à la dynamique de colonisation de la faune hydrothermale suite à des expérimentations de défaunation sur le champ hydrothermal Lucky Strike le long de la dorsale médio-Atlantique (MAR). Les premiers résultats montrent que, après un an, les niveaux de biodiversité sont similaires à ceux d’origine mais les abondances sont significativement plus faibles. La résilience sera aussi évaluée d’un point de vue fonctionnel à travers l’étude de l’évolution du réseau trophique, de la structure démographique ainsi que de la reproduction des espèces dominantes. Cette thèse permettra d’apporter des réponses sur la capacité de régénération naturelle des écosystèmes hydrothermaux et d’identifier les mécanismes sous-jacents. Le post-doctorat (2018-2019) focalise sur la distribution spatiale de la méiofaune le long d’un gradient d’activité hydrothermale depuis les sites inactifs jusqu’aux sites actifs en passant par des zones périphériques. Ce travail est réalisé dans le cadre du chantier BICOSE au niveau des champs hydrothermaux TAG et Snake Pit de la MAR.

Vue de dessus d’une des expérimentations mise en place durant la campagne Momarsat sur l’édifice actif Montségur

Lancement de Macrocosme

L’Ifremer et TOTAL ont signé un contrat de collaboration de Recherche et Développement pour le projet MACROCOSME. L’objectif de ce projet est de développer une solution pour caractériser la qualité écologique du milieu marin dans la zone d’influence de leurs installations pétrolières via un écosystème artificiel sur support flottant.

En application de la convention OSPAR et de la DCSMM, TOTAL souhaite disposer d'indicateurs permettant de caractériser la qualité des eaux de rejet environnant les plateformes pétrolières en termes de paramètres physico-chimiques, de biomasse et de biodiversité.

L'objectif du projet MACROCOSME est de disposer au terme d'une phase d'étude :

- d’un dossier technique détaillé décrivant la solution envisagée par Ifremer et adaptée à la problématique (mesures sur deux bouées (exposée au panache et témoin), au niveau d’un observatoire de surface et d’un observatoire de sub-surface reliés par un ombilical afin de pouvoir effectuer des mesures physico-chimiques en 2 points de la colonne d’eau,

- d’un chiffrage détaillé pour la réalisation de 2 bouées prototypes,

- d’une liste de paramètres de surveillance pertinents associés à une analyse scientifique permettant de fournir des indicateurs de la qualité écologique du milieu marin dans la zone d'influence des installations pétrolières.

Au terme de cette phase d'étude, Total prendra la décision ou non de lancer la fabrication de 2 bouées prototypes (phase 2 d'une durée de 1 an) qui seront déployées sur un site pilote défini par TOTAL (phase 3 d'une durée de 2 ans).

Pour l'Ifremer, l'enjeu technologique est de fédérer plusieurs industriels liés au domaine océanographique afin de proposer une solution intégrée et optimisée aux problématiques d'observatoires en zone côtière ou hauturière. Cette solution sera basée sur plusieurs systèmes développés en interne depuis plusieurs années, validés indépendamment et disposant d'un niveau de maturité technologique élevé.

Au niveau scientifique, l'enjeu est de disposer d'indicateurs fiables produits par un système de mesures automatisés. Ce projet faisant appel à de nombreuses spécialités a également pour intérêt de favoriser des relations transverses entre les différents départements de l'Institut.

Illustration extraite de la plaquette de présentation du projet MACROCOSME

Campagnes: MAYOBS7 (OCT) - MAYOBS8 (NOV) - MAYOBS9 (DEC)

La surveillance de l’activité volcanique à Mayotte s’est poursuivie depuis octobre grâce aux financements du MTES et du MESRI. L’unité de recherche Géosciences Marines de l’Ifremer a organisé trois missions en mer sur une barge maoraise pour maintenir le suivi sismologique de la zone. En parallèle, elle a traité les données bathymétriques et acoustiques colonne d’eau acquises en août par le Beautemps Beaupré. Ces traitements ont révélé que les émissions volcaniques se poursuivaient en fond de mer sous la forme d’une nouvelle coulée de lave et que les manifestations hydrothermales était toujours actives. Ces données nourissent le comité scientifique de surveillance (REVOSIMA) mis en place pour assister l’état dans la gestion de crise, auquel l’Ifremer contribue au côté de l’IPGP, du BRGM et du CNRS.

Différentiels de bathymétries montrant les épaisseurs de laves mises en place autour du nouveau volcan maorais, en juin, juillet et août 2019. Notez le petit cône volcanique (point rouge) d’une centaine de mètres de hauteur apparu en août. (Source : Ifremer/GM/CTDI, Données août SHOM, autres données campagnes FOF Mayobs : BRGM, CNRS, Ifremer, IPGP)

Gestion environnementale de l’exploitation des ressources minérales dans les grands fonds

Le nombre des permis d’exploration de ressources minérales dans les eaux internationales a quadruplé au cours des 10 dernières années. Face à cette montée en puissance, l’Autorité Internationale des Fonds Marins (AIFM) développe en parallèle un règlement pour l’exploitation de ces ressources et des Plans de Gestion Régionaux de l’Environnement (Regional Management Plan, REMP).

Le premier de ces plans a été mis en œuvre dans la zone à nodules du Pacifique nord-est en 2012. Il a abouti à la création de neuf Aires d’Intérêt Environnemental Particulier (Areas of Particular Environmental Interest, APEI). En septembre 2019, l’Ifremer a participé à un atelier de travail co-organisé par l’Université d’Hawaii et l’AIFM dont la finalité était de synthétiser les données scientifiques acquises depuis 2012 ; synthèse sur laquelle l’AIFM se basera pour évaluer les AEIP. L’ifremer y a animé ou co-animé deux groupes de travail, en particulier grâce à l’expertise et aux données acquises au cours des cinq dernières années dans le cadre du projet MiningImpact de la Joint Programming Initiative for the Ocean (JPIO). Le projet organisait également sa réunion annuelle en Octobre 2019. Ce fut l’occasion de faire le point sur le pilote minier du contractant Belge, désormais planifié en octobre 2020, et le suivi de son impact environnemental entrepris par le projet MiningImpact.

Un nouveau REMP est en cours d’élaboration pour la gestion de l’exploitation des sulfures polymétalliques de la ride médio-Atlantique. Les fondements scientifiques de ce REMP seront discutés fin novembre 2019 au cours d’un atelier organisé par l’AIFM. En amont de cette réunion, l’Ifremer a participé à un atelier financé par la fondation Pew à l’Université de Galway afin de de faire le point sur les « sulfures inactifs » et renseigner l’AIFM sur les spécificités à considérer pour assurer leur gestion environnementale. L’Ifremer y a présenté les résultats acquis sur les sites hydrothermaux du permis d’exploration français au cours des campagnes Bicose 1, Bicose 2 et Hermine. L’atelier s’est conclu par une recommandation de ne pas exploiter les sites hydrothermaux actifs et leur périphérie. Recommandation qui vient en appui de la position déjà prise par l’Ifremer en tant que contractant. L’Ifremer a aussi participé à un deuxième atelier organisé à Hambourg par le ministère de l’Environnement Allemand, le IASS et la fondation Pew pour proposer une approche standardisée au développement, l’approbation et la révision des REMPs

L’ensemble de ces contributions s’inscrivent dans le cadre du projet REMIMA de l’Ifremer.

La gestion environnementale de l’exploitation des ressources minérales profondes A) Les permis d’exploration de la zone à nodules du Pacifique nord-est et les neufs Aires d’Intérêt Environnemental Particulier (APEI), B) Les permis d’exploration de la ride médio-Atlantique préemptent une grande partie de l’axe de la dorsale, un défi pour la création d’un réseau d’APEI, C) Découverte d’un champ d’éponges arborescentes durant la campagne océanographique Hermine (2017), une espèce nouvelle pour la Science et un exemple d’Ecosystème Marin Vulnérable sur la dorsale médio-Atlantique.