Rôle de la colonnisation d'infrastructures marines sur la production et la biodiversité des écosystèmes côtiers en Manche

Marine infrastructure colonisation role on coastal ecosystem biodiversity and production in the English Channel

• Auteur / Autrice : Baptiste Vivier
• Direction : Pascal Claquin, Jean-Claude Dauvin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et biologie des organismes - populations - interactions
• Date : Soutenance le 30/11/2021
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie des organismes et écosystèmes aquatiques (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Marc Lebel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascal Claquin, Jean-Claude Dauvin, Vona Méléder-Tard, Sylvain Pioch, Claire Hellio, Sandrine Ruitton
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vona Méléder-Tard, Sylvain Pioch

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microalgues benthiques

Plantes benthiques

Photosynthèse

Animaux benthiques

Biodiversité

Productivité primaire (biologie)

Mots clés libres

Infrastructures marines

Production primaire

Marine infrastructures

Primary production

Biodiversity

Benthic communities

Photosynthesis

Microphytobenthos

Résumé

L’accroissement des pressions anthropiques sur les écosystèmes marins et côtiers, en particulier en Manche, provoquent des modifications des habitats, des écosystèmes et des différentes fonctions écosystémiques associées. La construction d’ouvrages maritimes et côtiers tels que les digues ou des ouvrages portuaires ainsi que l’émergence de plusieurs projets d’implantation d’éoliennes off-shore est en augmentation constante sur les côtes de la Manche française. Avec ces différents projets, la bétonisation de certains habitats devient inévitable, il est donc primordial d’évaluer leurs impacts écosystémiques, et, si possible, de les limiter. Le projet MARINEFF est né dans ce contexte, il vise à concilier développement humain et bénéfice écologique. Le développement de ces nombreuses infrastructures côtières crée de nouveaux habitats. L’objectif de ces travaux a été d’évaluer les processus de colonisation biologique à différentes échelles ainsi que certaines fonctions écologiques comme la production primaire sur différents types d’infrastructures marines en conditions contrôlées et en situation in situ dans deux sites La Rade de Cherbourg et la baie de Seine. Les mesures de fluorescence modulée (PAM) réalisées sur les différents compartiments de producteurs primaires benthiques ont permis d’évaluer la fonction de production primaire et son évolution en fonction des forçages testés ou observés. Une part importante de ce travail s’est concentrée sur l’étude du microphytobenthos de substrat dur, sa croissance, sa photobiologie en relation avec le type de substrat colonisé, sa structure de surface et l’impact de différents forçages sur ces paramètres. A une plus grande échelle, le développement des communautés benthiques a également été caractérisé sur les deux sites et sur différentes infrastructures. Des mesures de production primaire in situ associées à des mesures de biodiversité et de PAM ont permis de décrire les processus de colonisation d’infrastructures artificielles et d’évaluer leur efficacité. Ces travaux apportent une nouvelle vision à l’écologie benthique associée aux substrats durs artificiels et apportent des estimations fiables de l’impact de ces structures sur l’écosystème.

Increasing anthropogenic pressures on marine and coastal ecosystems, particularly in the English Channel, are causing changes in habitats, ecosystems and the various associated ecosystem functions. The construction of marine and coastal structures such as dikes as well as the emergence of several projects to install offshore wind turbines is constantly increasing on the French coasts of the English Channel. With these different projects, the concretization of certain habitats becomes inevitable, so it is essential to assess their ecosystem impacts, and, if possible, to limit them. The MARINEFF project was born in this context, it aims to reconcile human development and ecological benefit. The development of these many coastal infrastructures can also make it possible to create new habitats. The objective of this PhD is to assess biological colonization processes at different scales as well as certain ecological functions such as the primary production on different types of marine infrastructures under controlled conditions and in situ situations on two site the Rade of Cherbourg and the Bay of Seine. Modulated fluorescence (PAM) measurements carried out on the different compartments of benthic primary producers made it possible to evaluate the primary production function and its evolution according to the forcing’s tested or observed. An important part of this PhD focused on the study of hard substrate microphytobenthos, its growth, its photobiology in relation to the type of colonized substrate, its surface structure and the impact of different forcing’s on these parameters. On a larger scale, the development of benthic communities has also been characterized for both sites and on different infrastructures. In situ primary production measurements combined with biodiversity and PAM assessment have made it possible to describe the colonization processes of artificial infrastructures and to assess their effectiveness. This work brings a new vision to the benthic ecology associated with artificial hard substrates and makes it possible to provide reliable estimates of the impact of these structures on the ecosystem.