Haute surveillance des Mers avec JERICO FP7 et JERICO NEXT

Le programme scientifique et opérationnel européen JERICO FP7 s’achève !
JERICO Next prend le relais depuis Septembre 2015.
Quels connaissances et bilans tirer de cette première partie
sur la surveillance des mers?

 

Interview et relecture du Dr. Ingrid Puillat, coordinatrice scientifique des programmes JERICO FP7
www.JERICO-fp7.eu et depuis peu JERICO-NEXT,
Laboratoire d’Océanographie Physique et Spatiale de l’IFREMER de Brest.
Surveillance des mers et connaissances associées

Améliorer et mieux coordonner l’échantillonnage des mers européennes pour comprendre et prévoir les événements biologiques, physiques et chimiques en zones côtières. Voici en peu de mots l’objectif des programmes JERICO.

La première partie du programme, le projet JERICO FP7, vient de s’achever et fournit une moisson importante de résultats fondamentaux permettant par exemple de surveiller les blooms de micro-algues quelquefois toxiques sur les côtes Atlantiques, les cotes Mer du Nord, et en Manche.
JERICO est un programme européen qui compte 34 institutions, partenaires scientifiques et technologiques à l‘échelle de l’Europe. C’est un exemple marquant de ce que la collaboration internationale est capable de fédérer en matière de recherche fondamentale et appliquée.
JERICO a été déployé sur l’ensemble des façades européennes : Baltique, Atlantique, Mer du Nord et Manche, Méditerranée.

De plus, JERICO est relié à d’autres programmes complémentaires de collection et traitement de données océanographiques hauturières et côtières à différentes profondeurs.
Son but principal est d’harmoniser et de donner un cadre cohérent de consultation, d’utilisation, d’analyse et d’interprétation des données recueillies en pleine mer ou près des côtes là où la variabilité des paramètres est plus grande. Il utilise pour cela les données de plusieurs types de dispositifs d’observation :

  • Les gliders, systèmes pré-programmés qui ressemblent à des torpilles et sont équipés de capteurs divers pour acquérir des données physiques, chimiques et biologiques à différentes profondeurs et en différents lieux géographiques. Ils se déplacent en planant sous l’eau grâce à la force gravitationnelle par modification de sa densité : soit positive, il descend vers le fond, soit négative, il remonte vers la surface.
  • Les ferrybox qui sont des dispositifs associés aux navires commerciaux et qui fournissent une flopée de renseignements de la même nature que les gliders mais, en surface seulement.
  • Les bouées, elles, sont des engins proches de la surface fixés sur le fond par un lien. Ils enregistrent parfois à haute fréquence des paramètres de l’eau de mer comme la salinité, la température, le taux de chlorophylle, etc.

L’analyse radar permet aussi de récupérer des données intéressantes.

Le panel des données récoltées par tous ces systèmes (glider, ferrybox, bouées, etc), les profondeurs variables et les lieux d’échantillonnage variés, se doivent d’être harmonisés et calibrés en un système global pour une interprétation efficace des données obtenues et la surveillance des mers efficace.
Si en milieu hauturier, ces paramètres sont plus homogènes et nécessitent des enregistrements moins fréquents, on constate une bien plus forte variabilité en milieu côtier qu’il faut pouvoir interpréter. « Les choses sont plus complexes, c’est un constat flagrant », nous explique le Dr. Ingrid Puillat.

Pour revenir à l’interconnexion avec des programmes d’ampleur internationale, le programme Euro-Argo par exemple, dans le cadre duquel environ près de quatre mille « flotteurs profileurs » sont dispersés dans l’océan à l’échelle mondiale pour moissonner plusieurs types de données à des profondeurs variables. Ils remontent régulièrement en surface pour transmettre ces dernières via un satellite de communication de type Iridium ou ARGOS. La dérive des flotteurs est aussi suivie pour mieux appréhender les schémas européens de circulation océanique. Ces informations serviront entre autres à prévoir la dérive d’une efflorescence algale toxique en mer et à informer le public fréquentant les plages si le danger tend à se déplacer vers ces zones côtières.
Ce programme en partie connecté à JERICO est un ERIC (European Research International Council), c’est à dire une structure internationale de gestion d’infrastructures européennes à dominante scientifique. Ce label donne un poids supplémentaire aux programmes de recherche.

Par ailleurs, le programme JERICO a permis d’acquérir des savoir-faire et des informations dans trois thématiques principales et très importantes :

L’analyse informatisée des sédiments marins :

Pourquoi cela et quelle en est l’utilité ?

Des coupes du sédiment marin permettent grâce à une analyse d’images par informatique de déterminer le degré de vie que ce sédiment contient. Plus la vie est abondante plus l’état écologique actuel est bon (le sédiment enregistre l’état de pureté de la colonne d’eau située au-dessus de l’échantillon). Une vie faible indique un état pollué ou xénobiotique important et une mauvaise qualité de l’eau depuis plusieurs années voire décennies. L’estimation de ces paramètres entre bien dans le cadre de la demande de la DCSMM (Directive Cadre pour la Stratégie du Milieu Marin), mais elle n’est pas exploitée de manière coutumière par les communes littorales pour évaluer l’état des masses d’eau au présent et au passé. Sauf exception comme pour l’Observatoire Marin du Littoral des Maures dans le Var entre Cavalaire et Saint Tropez, grâce auquel cette analyse est faite annuellement depuis l’année 2001.

La connaissance du biofouling  ou salissures biologiques

Les instruments d’acquisition des données en mer sont fortement colonisés par des algues et des coquillages comme les balanes et qui nuisent au bon échantillonnage et mesure des paramètres collectés. Un document explicatif peut être téléchargé à l’adresse suivante (http://www.jerico-fp7.eu/attachments/article/258/D4.3%20Report%20on%20biofouling%20prevention%20methods.pdf). Pour étudier ce phénomène et trouver des solutions, des boîtes ayant différents types de rugosité ont été immergées près des capteurs et après un an le phénomène de salissure a été analysé :

  • Quelle rugosité limite au mieux le phénomène de bio-salissures ?
  • Quelle est l’influence du taux de nutriments de la masse d’eau sachant qu’une importante variabilité existe d’une mer à l’autre ? Par exemple la Méditerranée est une mer pauvre en éléments nutritifs (on dit qu’elle est oligotrophe), ce qui est moins le cas de l’Atlantique et des Mers plus au Nord.
  • Quelle est l’influence de la profondeur, etc. ?
  • Quels sont les paramètres déterminants dans ce phénomène gênant ?
  • Un rapport concis (une trentaine de pages) est accessible à l’adresse suivante http://www.jerico-fp7.eu/attachments/article/307/ReportBMP%20final%20formattedIP.pdf

La prévision des blooms toxiques et de leur dérive vers des zones côtières en saison chaude.

JERICO a permis de collecter des informations sur ce domaine et a apporté des avancées significatives. Grâce aux cytomètres en flux, la discrimination et l’identification des espèces de micro-phytoplancton est beaucoup plus rapide et précise qu’auparavant. Ces cytomètres sur bouées et ferry box apportent des informations pour l’étude fondamentale et appliquée des efflorescences toxiques et la prévision des épisodes dangereux pour les populations proches de la mer ou sur les plages en été. Les blooms algaux non toxiques sont aussi susceptibles d’être repérés et analysés.

Comment fonctionne un cytomètre en flux ?
Un tube microscopique véhicule un flux ininterrompu de cellules phytoplanctoniques en particulier. Une émission de lumière d’une fréquence déterminée excite les molécules de la cellule qui renvoient un spectre lumineux analysé et propre à chaque espèce de cellule toxique ou pas. On reconnaît ainsi et à grande vitesse la nature et l’identité des cellules étudiées. Ceci est une forte avancée technologique car les anciennes méthodes nécessitaient que l’on prélève un échantillon d’eau de mer pour une analyse manuelle au microscope optique, tâche oh combien lente et fastidieuse comparée à celles menées avec des technologies nouvelles comme les cytomètres en flux mobiles. Ces instruments fournissent des informations importantes sur les conditions biologiques, physiques et chimiques permettant la prolifération des cellules algales. On est maintenant mieux en mesure de caractériser ces phénomènes et de les prévoir et JERICO NEXT fournira un effort important dans ce sens en menant des études dédiées dans plusieurs mers européennes.

Pour terminer, JERICO met à disposition du public, et des chercheurs en particulier, l’infrastructure matérielle et les données récoltées. On nomme cette activité de nature européenne, le TransNational Access ou TNA.
Ainsi l’accès aux équipements peut être demandé en réponse à des appels d’offre dédiés et les résultats de nombreux programmes sont accessibles sur Internet par Monsieur Tout le monde. Par exemple le CNRS met à disposition les résultats d’analyse des coupes de sédiments effectuées par leur équipement « Sediment Profile Imager ». On peut aussi avoir accès aux données récoltées par les flottes de gliders (http://followtheglider.socib.es/en/).

Des programmes directeurs ou satellites de JERICO FP7 et H2020 :

Le programme Copernicus (http://www.copernicus.eu/) est un programme d’initiative européenne pour observer et surveiller la Terre dans ses différents compartiments (terre, mer, etc.). Il coordonne plusieurs services dont le Copernicus Marine Environment Monitoring Service (CMEMS) qui a pour mission de fournir un accès libre et gratuit à une information scientifiquement qualifiée et régulière sur l’état physique et biogéochimique de tous les océans du globe. Ce service est mis en place par Mercator Ocean (https://www.mercator-ocean.fr/mercator-ocean/copernicus/), entreprise toulousaine spécialisée en océanographie opérationnelle.
JERICO est une des infrastructures alimentant ce service puisque JERICO devra à terme livrer des données de manière opérationnelle.
FP7 est le précédant programme cadre de financement de la Commission européenne. Depuis début 2015 il est remplacé par le programme cadre H2020.
ESONET est un réseau de scientifiques ingénieurs et chercheurs qui échangent des connaissances et idées entre eux afin de s’accorder sur les méthodes, procédures et moyens nécessaires à mettre en œuvre et maintenir des observatoires en milieu marin hauturier (www.esonet-emso.org)..
EMSO (European Marine System Observatory) est une déclinaison pratique d’ESONET. C’est l’infrastructure que soutient la communauté ESONET.

Depuis Septembre 2015, JERICO-NEXT (H2020) est la suite de JERICO (FP7) pour une période de 4 années.

 

 

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