Analyse des facteurs et des conséquences de l’anoxie et des mortalités d’huîtres sur le fonctionnement de la lagune de Thau

Controlling factor and consequence analysis of anoxia and oyster mortality on functioning of the Thau lagoon

• Auteur / Autrice : Julie Le Ray
• Direction : Annie Fiandrino
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie fonctionnelle
• Date : Soutenance le 11/10/2023
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité Mixte de Recherche CNRS-IFREMER-IRD-UM 9190 MARBEC Marine Biodiversity, Exploitation and Conservation Université de Montpellier
• Jury : Président / Présidente : Urania Christaki
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Cédric Bacher, Laurent Barillé, Éric Fouilland, Vanina Pasqualini
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christine Dupuy, Philippe Souchu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écologie benthique

Teneur en oxygène

Thau, Étang de (France)

Lagunes

Anoxie

Conchyliculture

Mots clés libres

Désoxygénation

Anoxie

Conchyliculture

Compartiment benthique

Lagune

Deoxygenation

Anoxia

Shellfish farming

Benthic compartment

Lagoon

Résumé

Les suivis haute fréquence des concentrations en oxygène sur les périodes estivales 2021 et 2022 montrent que les concentrations dans la colonne d’eau diminuent au cours de l’été. La période la plus à risque pour le développement d’un foyer anoxique est le début de journée, faisant suite à une importante diminution des concentrations en oxygène la nuit dû à la respiration des organismes autotrophes et hétérotrophes avant la reprise de la production d’oxygène par la photosynthèse. Par ailleurs, la zone de la lagune la plus impactée par la désoxygénation au cours de l’été est la zone de Bouzigues en bordure, en lien avec la présence de macroalgues opportunistes et sur le fond au large dont la colonne d’eau est stratifiée.Les expérimentations in situ en mésocosmes et en chambres benthiques et pélagiques ont été menées en fin de la période estivale (2020 et 2021) afin de déclencher des anoxies en milieu contrôlé. En présence d’huîtres, des mortalités sont observées entre 3 et 6 jours après le début de l’anoxie. Leurs chairs se décomposent rapidement entraînant une augmentation des concentrations en nutriments. Ces expérimentations montrent un changement de communautés microbiennes, et la capacité de certains microorganismes (notamment de bactéries, de picoeucaryotes et de ciliés) à se développer dans des conditions anoxiques et en présence de sulfures. Le déclenchement de ces anoxies est en lien étroit avec la nature du compartiment benthique. Au contraire des couverts d’Halopithys, la présence d’herbiers a empêché le développement d’une anoxie. Leur reprise dans la lagune, en lien avec l’amélioration de la qualité de l’eau, pourrait limiter le risque de désoxygénation estivale.La modélisation de l’oxygène dans la lagune permet de mieux comprendre l’impact de chaque compartiment dans la désoxygénation et met en avant le rôle déterminant du sédiment et de la charge en matière organique. La version simplifiée « mésocosme » permet de reproduire l’anoxie, les mortalités d’huîtres et les relargages de nutriments associés. La configuration « Lagune » démontre que la demande en oxygène la plus importante provient du sédiment pour la reminéralisation de la matière organique et l’oxydation des éléments réduits.In fine, dans cette lagune en voie d’oligotrophisation, les apports de nutriments en lien avec des évènements climatiques exceptionnels sont déterminants dans le déclenchement des anoxies lors des canicules estivales.

The Thau lagoon is an emblematic area for French shellfish farming. Since the 2000s, the oligotrophication of this lagoon has reduced the risk of ''malaïgues'', anoxic zones causing mortalities, particularly of farmed oysters. The onset of malaïgues is associated with summer heatwaves, with high temperatures and very low winds. In a context of global change, global warming increases the risk of deoxygenation by reducing oxygen solubility, increasing water column stratification and the metabolism of organisms.High-frequency monitoring of oxygen concentrations over the 2021 and 2022 summer periods shows that concentrations in the water column decrease over the course of the summer. The period most at risk for the development of an anoxic outbreak is the beginning of the day, following a significant drop in oxygen concentrations at night due to the respiration of autotrophic and heterotrophic organisms before the resumption of oxygen production through photosynthesis. Furthermore, the area of the lagoon most affected by deoxygenation during the summer is the Bouzigues edge zone, linked to the presence of opportunistic macroalgae, and on the bottom layer, where the water column is stratified.In situ experiments in mesocosms and benthic and pelagic chambers were carried out at the end of the summer period (2020 and 2021) to trigger anoxia in a controlled environment. In the presence of oysters, mortalities were observed between 3 and 6 days after the onset of anoxia. Their flesh decomposes rapidly, leading to an increase in nutrient concentrations. These experiments show a change in microbial communities, and the ability of certain microorganisms (notably bacteria, picoeukaryotes and ciliates) to thrive in anoxic conditions and in the presence of sulfides. The triggering of these anoxias is closely linked to the nature of the benthic compartment. In contrast to the Halopithys cover, the presence of seagrass prevented the development of anoxia. Their return to the lagoon, in conjunction with improved water quality, could limit the risk of summer deoxygenation.Oxygen modeling in the lagoon provides a better understanding of the impact of each compartment on deoxygenation, and highlights the decisive role of sediment and organic matter load. The simplified ''mesocosm'' version reproduces anoxia, oyster mortality and associated nutrient release. The ''lagoon'' configuration demonstrates that the greatest demand for oxygen comes from the sediment for remineralization of organic matter and oxidation of reduced elements.Ultimately, in this lagoon undergoing oligotrophication, nutrient inputs linked to exceptional climatic events are decisive in triggering anoxia during summer heatwaves.