Période : 2012-2014
Coordinateurs : Olivier Maire & Bruno Deflandre

Participants EPOC : Gwenaël Abril, Pierre Anschutz, Philippe Bonneton, Bruno Deflandre, Jean-Claude Duchêne, Antoine Grémare, Pascal Lecroart, Olivier Maire, Pierre Polsenaere, Aldo Sottolichio

Collaborations : Gérard Thouzeau (LEMAR, Brest), Filip Meysman (NIOO-CEME, Pays-Bas)

Projet accepté et financé par EC2CO-PNEC.

Déploiement de l'Eddy Covariance in situ (Estuaire Scheldt) en face du laboratoire (NIOO, Yerseke, août 2011).
Photo P. Polsenaere

Les écosystèmes marins côtiers comptent parmi les environnements les plus productifs sur terre. Ils jouent à ce titre un rôle primordial dans le fonctionnement global des écosystèmes marins et contrôlent largement la partie océanique des grands cycles biogéochimiques. Leur situation à l'interface océan-continent-atmosphère qui les rend si productifs, les expose en retour à une grande variété de perturbations naturelles et anthropiques. En milieu côtier, elles se traduisent notamment par des phénomènes d'eutrophisation pouvant conduire à l'apparition d'événements hypoxiques sévères transitoires ou quasi-permanents. Ces perturbations affectent également considérablement la diversité des communautés benthiques dont la plus part des espèces sont sédentaires ou peu mobiles et donc contraintes à subir ces modifications environnementales.
Dans ce contexte général, de nombreux travaux se focalisent actuellement sur l'étude du devenir du carbone organique au sein des sédiments marins côtiers et le rôle joué par la faune benthique. La méthode la plus utilisée pour quantifier la reminéralisation de la matière organique sédimentée est la mesure du flux benthique d'O₂ dissous à travers l'interface eau-sédiment. Cependant, les deux méthodes classiquement utilisées (micro-profilage et incubations) présentent plusieurs limitations. Par exemple, les mesures réalisées ex situ permettent difficilement de maintenir les conditions naturelles (lumière, température) modifiant ainsi grandement la dynamique de l'O₂ dissous. Les enceintes expérimentales de type chambres benthiques ou carottes sédimentaires représentent une barrière physique à l'hydrodynamisme qui exclue certains processus advectifs de transport d'O₂, et qui peut profondément altérer le mode et l'intensité de l'activité des organismes. De plus, l'incompatibilité des échelles d'espace prises en compte pour la mesure des flux benthiques d'O₂ par ces deux approches d'une part et celles de l'hétérogénéité sédimentaire et de la structure des populations macro-benthiques d'autre part limite considérablement la compréhension du contrôle exercé par la macrofaune benthique dans les processus de reminéralisation à l'échelle d'un écosystème. Ceci est particulièrement dommageable au sein des écosystèmes côtiers riches et diversifiés où la contribution des communautés benthiques aux processus de reminéralisation peut être très importante voire largement dominante.
Le projet EDDYCO vise à finaliser le développement d'un nouveau système d'Eddy-Covariance (EC) qui permettra de dépasser les limitations inhérentes liées à l'utilisation des méthodes classiques de mesure des flux benthiques d'O₂. Il sera ainsi possible de mesurer, avec précision et en conditions in situ, le flux total d'O₂ dissous à l'interface benthique de tous les types de sédiments, cohésifs et perméables, incluant sables grossiers, herbiers de phanérogames et bancs de maërl. Cette nouvelle technologie non invasive permettra également la mesure du flux d'O₂ à grande échelle (de l'ordre de la dizaine de mètres carrés). Il sera alors possible de s'affranchir de la forte micro-hétérogénéité spatiale caractéristique des sédiments marins côtiers. Ainsi, les taux de reminéralisation pourront être précisément estimer à l'échelle globale des écosystèmes tout en évaluant simultanément, et de manière non baisée, l'influence de l'activité biologique sur la dynamique biogéochimique du compartiment benthique.