Vers une construction raisonnée d’une nouvelle génération de récifs artificiels : Analyses comparatives des facteurs intrinsèques favorisant leur colonisation de la micro à la macro-échelle

Towards a purposeful construction of a new generation of artificial reefs : Comparative analyses of the intrinsic factors favouring their colonization from micro to macro-scale

• Auteur / Autrice : Elisabeth Riera
• Direction : Patrice Francour, Cédric Hubas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement
• Date : Soutenance le 21/01/2020
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ecology and Conservation Science for Sustainable Seas - Biologie des organismes et écosystèmes aquatiques (Paris ; 2009-....)
• Jury : Président / Présidente : Paolo Guidetti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrice Francour, Cédric Hubas, Paolo Guidetti, Philippe Lenfant, Gérald Culioli, Denis Allemand, Sylvain Pioch
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Lenfant, Gérald Culioli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biofilms

Chromatographie en phase liquide

Métagénomique

Océanographie

Mots clés libres

Récif artificiels

Colonisation des récifs artificiels

Matériaux des récifs artificiels

Structure des récifs artificiels

Biofilm

Macrofouling

Substances polymériques extracellulaires

Métagénomique

Chromatographie en phase liquide

Contamination en métaux lourds

Imaging Pam

Modèle numérique 3D CAD

Complexité

Hétérogénéité

Artificial reefs

Colonisation of artificial reefs

Artificial reef substrates

Artificial reef structure

Biofilm

Macrofouling

Extracellular Polymeric Substances

Metagenomic

Hight Performance Liquid Chromatography

Heavy metals contamination

Imaging Pam

3D CAD model

Complexity

Heterogeneity

Résumé

Les récifs artificiels sont des structures immergées posées délibérément sur le fond marin pour imiter certaines caractéristiques d’un habitat naturel, ils sont utilisés depuis des milliers d’années par les hommes dans le but d’améliorer leurs pratiques de pêches et depuis peu ils sont également employés pour la protection voire la restauration de certains habitats marins. Malgré ces divers objectifs, il réside encore un manque de fondements scientifiques pour déterminer la qualité de ces structures mises à l’eau afin d’en évaluer leur efficacité. Les présent travaux, focalisés sur l’étude de leurs caractéristiques intrinsèques, à savoir leurs matériaux et leurs structuresUn suivi conjugué du biofilm et du macrofouling sur différents substrats, complété par une analyse de leur contenu en métaux lourds a permis de mettre en évidence la qualité de certains substrats utilisé pour la construction de récifs artificiel. Le suivi simple du biofilm s’est révélé être un bon indicateur pour mettre en valeur ces différences de façon simple et rapide pour valider l’utilisation de tel ou tel substrat. Par ailleurs, la mise au point d’une méthode destinée à évaluer la complexité et l’hétérogénéité des récifs artificiels a permis de donner une classification pertinente des différentes structures existantes. Cette méthode standardisée permettra d’évaluer in situ l’influence des paramètres structuraux des récifs artificiels sur le recrutement, l’abondance, la distribution et/ou la diversité. Une première étude à l’échelle microscopique a permis de révéler l’influence de la structure du substrat à la fois sur l’abondance du biofilm et sur l’activité photosynthétique de ces communautés.L’ensemble de ces résultats permet d’offrir un cadre scientifique plus précis pour aborder la construction des récifs artificiels sur le choix de leurs matériaux et de leurs designs. De futures lignes directrices pourraient être émises afin d’optimiser l’efficacité de tout projet d’immersion de récifs artificiels.

Artificial reefs are submerged structures deliberately placed on the seabed to mimic some characteristics of a natural habitat, they have been used for thousands of years by fishermen to improve their fishing practices and recently they are also used for the protection or even the restoration of certain marine habitats. Despite these various objectives, there is still a lack of scientific fundaments for determining the quality of these submerged structures in order to assess their effectiveness. The present works, focused on the study of their intrinsic characteristics, namely their materials and their structures. A combined monitoring of the biofilm and the macrofouling on different substrates, supplemented by an analysis of their heavy metal content allowed to highlight the quality of certain substrates used for the construction of artificial reefs. Simple monitoring of the biofilm has proven to be an efficient indicator for highlighting these differences to validate the use of a particular substrate.In addition, the development of a method to assess the complexity and heterogeneity of artificial reefs has enabled us to give a relevant classification of the various existing structures. This standardized method will allow to assess in situ the influence of structural parameters of artificial reefs on recruitment, abundance, distribution and/or diversity. A first study at the microscopic scale revealed the influence of substrate structure on both the abundance of biofilm and the photosynthetic activity of these communities.A more precise scientific framework is now available to guide the construction of artificial reefs on the choice of materials and the design of artificial reef structures in order to optimize the effectiveness of artificial reef immersion project.