RESSOURCES BIOLOGIQUES ET ENVIRONNEMENT... 3

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1 La liste des sujets de post-doctorants Ifremer 2014 SOMMAIRE RESSOURCES BIOLOGIQUES ET ENVIRONNEMENT... 3 Utilisation pour la gestion d un modèle couplé océanographie-halieutique : l anchois du golfe de Gascogne... 3 Fonctionnement et rôle écologique des fonds à Haploops sur les nourriceries côtières... 4 Approche individu centrée des comportements de pêche pour l évaluation bio-économique des mesures de réduction des rejets et des impacts sur les écosystèmes benthiques : application au cas de la pêcherie langoustinière du golfe de Gascogne... 5 Productivité de cultures de microalgues sur la base de digestats de méthanisation issus du traitement d effluents urbains Relations entre pressions anthropiques et état des communautés marines exploitées : comment identifier les régions multi-dimensionnelles de stabilité des indicateurs?... 7 Développement d'outils mathématiques pour estimer l'abondance d'espèces pour lesquelles les données halieutiques sont limitées, application au cas des élasmobranches Cartographie et évaluation de l état de l ichtyofaune des lagons calédoniens : intégration spatiale des données vidéo et de données complémentaires... 9 Emergence de pathogènes opportunistes d'huîtres dans des populations naturelles de Vibrio Physiologie moléculaire de l accumulation et de la métabolisation des phycotoxines PST chez l huître Crassostrea gigas Modélisation spatio-temporelle de la diffusion d un agent infectieux dans une métapopulation ostréicole : application au virus OsHV-1 et à la bactérie Protéines membranaires putatives du virus OsHV-1 : expression, localisation au niveau ultrastructural, distribution tissulaire et activités chez l huître creuse, Crassostrea gigas Etude de l influence de la température sur les interactions mucus-parasites chez les bivalves marins INFRASTRUCTURES MARINES ET NUMERIQUES Caractérisation des fonds marins par sondeur multifaisceau à partir du comportement angulaire de la mesure étalonnée de réflectivité p. 1/26

2 RESSOURCES PHYSIQUES ET ECOSYSTEMES DE FONDS DE MER Approche modèle/données pour l étude des interactions fluides hydrothermal/communauté faunistiques sur le champ hydrothermal Lucky Strike Diversité des annélides polychètes des zones à nodules du Pacifique nord-oriental : échelles structurantes, mécanismes de coexistence et stratégies de préservation Enregistrement dans les sédiments marins du Golfe du Lion des marqueurs géochimiques et isotopiques (Nd, Sr et Pb) des fluctuations environnementales rapides, naturelles et anthropiques, dans le bassin versant du Rhône depuis le dernier Glaciaire Caractérisation des effets d'interaction entre membranes ondulantes Etudes des Anomalies Magnétiques Marginales et leur lien avec les formations des marges continentales passives OCEANOGRAPHIE DYNAMIQUE DES ECOSYSTEMES Exploitation des données Lidar «forme d onde» en vue de la caractérisation des fonds marins côtiers. 21 Divergence fonctionnelle et production d acide domoïque au sein du genre Pseudo-nitzschia Elaboration d un indicateur intégré pour évaluer l état d eutrophisation des eaux littorales à partir des archives sédimentaires Modélisation et analyse des flux et bilans sédimentaires en estuaire de Seine Dynamique de la turbulence océanique mésoéchelle en présence de marée interne Identification des conditions environnementales favorables à l'installation des communautés de coraux d'eau froide en Méditerranée et prédiction d'habitats potentiels p. 2/26

3 Ressources Biologiques et Environnement Utilisation pour la gestion d un modèle couplé océanographie-halieutique : l anchois du golfe de Gascogne Responsables scientifiques : Pierre Petitgas, Martin Huret Pierre.Petitgas@ifremer.fr Martin.Huret@ifremer.fr Les avis scientifiques sur les stocks halieutiques sont basés sur une évaluation de l état du stock et sur une projection dans le futur proche. L état du stock est considéré, en général, uniquement sous la dépendance de l exploitation alors que la biologie est considérée constante et sans influence de l écosystème. Récemment, des modèles couplés de cycle de vie poisson-physique-biogéochimiques ont été développés et sont utiles pour décrire les effets sur les populations marines des processus «bottom-up», en particulier les effets du climat (courants, hydrologie) et des niveaux trophiques inférieurs. Dans ce contexte, l'objectif de ce postdoctorat est de développer une méthodologie générique pour extraire de la grande quantité des informations fournies par ces modèles couplés, des séries d indicateurs pouvant servir à l évaluation de l état des populations comme à leur prévision. Ces indicateurs concerneront différents traits de vie individuels synthétisés à l'échelle de la population (croissance, reproduction via la longueur, le poids ou encore la fécondité), ainsi que des paramètres spatiaux de la population en terme d'occupation des habitats et de leur connectivité, ceci à différentes échelles temporelles et spatiales. Ce travail s'inscrira dans le projet Seaman de l'eranet Seasera. Assessing fish stock status with a coupled oceanographic-fish population coupled model : anchovy in the bay of Biscay Coupled oceanographic-fish population models are useful tools for fish stock management with an ecosystem approach because they resolve the many needed interactions across the appropriate variety of spatial and temporal scales. Individual-based full life-cycle fish models are now coupled with physical-biogeochemical models. Such models can realistically hindcast fish population reponses to bottom-up forcings in the ecosystem. They provide vast amounts of information, which need be summarized in a way that can contribute to assessing fish populations in their ecosystem context. The objective of this innovative postdoc is to develop a generic methodology to assess fish population status using hindcasts of coupled oceanographic-fish population models. A list of indicators will be defined in the different life stages and methods developed for calculating them. The indicators will be designed to extract relevant information characterizing fish condition, habitats favorable to growth, reproduction, larval survival, as well as larval dispersal. Building on existing indicator methodology, the series of indicators will be jointly analysed to assess historical variations in the fish population. The case study application will be the anchovy in the Bay of Biscay for which larval and full life cycle models are available and coupled to a physicalbiogeochemical model for the area. Hindcast runs of these models will be available for the work. The postdoctoral work will contribute to the project SEAMAN of the ERANET SEASERA. p. 3/26

4 Fonctionnement et rôle écologique des fonds à Haploops sur les nourriceries côtières Responsable scientifique : Anik Brind'Amour Anik.Brindamour@ifremer.fr Les nourriceries côtières se composent d une mosaïque de faciès bionomiques, comportant des faciès vaseux, sablonneux, rocheux, de même que des faciès originaux de vases consolidées à Haploops (petit amphipode filtreur et grégaire formant des tubes dressés au-dessus de l interface eau - sédiment). L ensemble de ces faciès offre ainsi un éventail d habitats aux communautés ichtyologiques de passage, résidentes ou temporairement résidentes. De récents travaux ont montré une prolifération des vases consolidées à Haploops. Cette augmentation laisse supposer qu il s agit d un habitat original où le comportement des animaux fouisseurs peut être perturbé (polychètes, poissons plats) mais qui peut en revanche constituer un support alimentaire riche et original (les Haploops euxmêmes et les invertébrés associés). Bénéficiant des données antérieures, portant sur des échantillonnages effectués à différentes saisons, sur différentes baies et sur un ensemble de faciès, ce projet vise à comprendre le fonctionnement et le rôle des fonds à Haploops sur les communautés de poissons des nourriceries côtières. Il se compose : i) d une étude de la dynamique saisonnière des peuplements de poissons habitant les fonds à Haploops, ii) d une définition du rôle écologique (refuge, nurseries, zone d alimentation ) que jouent les fonds à Haploops pour la communauté de poissons bentho-démersaux des deux baies bretonnes (Vilaine et Concarneau) et iii) du développement d un modèle qualitatif du fonctionnement des nourriceries côtières abritant des fonds à Haploops. Coastal nurseries are composed of a mosaic of sedimentary habitats including mud, sand, rocks, and an original facies called Haploops, formed by a small filter feeding gregarious and tubicolous amphipod. This variety of habitats offers a diversity of ecological functions for the fish inhabiting or temporarily using these ecosystems. Recent studies showed a large increase of the Haploops community, with controversial impacts on the benthodemersal fish community. On one hand, the impact are potentially negative on the infauna (polychaetes, flatfish) but positive as it provides food and shelter for different other species. Using data from recent scientific surveys conducted in different seasons, different habitats and bays, this project aims to understand the functioning and the ecological role of the Haploops on the fish community of coastal nurseries. It is composed of i) a seasonal analysis of the fish community inhabiting the Haploops, ii) an assessment of the ecological role (refugia, nursery, feeding ground) played by the Haploops in two coastal bays (Vilaine et Concarneau), and iii) development of a qualitative model describing the functioning of coastal nurseries composed of Haploops. p. 4/26

5 Approche individu centrée des comportements de pêche pour l évaluation bio-économique des mesures de réduction des rejets et des impacts sur les écosystèmes benthiques : application au cas de la pêcherie langoustinière du golfe de Gascogne Responsables scientifiques : Claire Macher/Olivier Guyader Claire.Macher@ifremer.fr Olivier.Guyader@ifremer.fr La question du maintien de la biodiversité et de la restauration des écosystèmes est une priorité notamment de la Directive Cadre Stratégie pour le Milieu Marin qui fixe comme objectif, le retour au bon état écologique d ici 2020 et la réduction des impacts sur les écosystèmes benthiques. Dans le cadre de la nouvelle Politique Commune de la Pêche, récemment adoptée par le Parlement Européen et le Conseil, l article 15 introduit l interdiction de rejet et l obligation de débarquer toute la capture avec néanmoins un certain nombre d exemptions et de mécanismes de flexibilité qui sont encore en cours de discussion. Au sein du projet européen Benthis et du projet convention Ifremer-DPMA Sélectivité, l objectif du travail post-doctoral sera d adapter le modèle IAM au cadre de la modélisation multi-agent (individu centrée) pour évaluer les impacts bio-économiques de différentes mesures de gestion innovantes visant à réduire les rejets et les impacts des flottilles langoustinières sur les écosystèmes benthiques dans le golfe de Gascogne. Individual-modelling approach of fishing behaviors for bio- economic impact assessement of measures to reduce discards and impacts on benthic ecosystems : application to the case of the Nephrops fishery in the Bay of Biscay The maintenance of biodiversity and the ecosystem restoration is a priority included in the Marine Strategy Directive, which sets the objective of Good Environmental Status of the Marine Environment by 2020 and the objective of reducing the impact on benthic ecosystems. Under the new Common Fisheries Policy, recently adopted by the European Parliament and the Council, Article 15 introduces the prohibition of discards and the obligation to land all the catches with however a number of exemptions and flexibility mechanisms that are still under discussion. Within the European project Benthis and the project agreement between Ifremer and DPMA on selectivity, the objective of the post -doctoral work is to adapt the IAM model to the framework of multiagent modeling (individual based model) to assess the bio-economic impacts of various innovative management measures to reduce discards and the impact of nephrops trawlers fleets on the benthic ecosystems in the Bay of Biscay. p. 5/26

6 Productivité de cultures de microalgues sur la base de digestats de méthanisation issus du traitement d effluents urbains. Responsable scientifique : Gaël Bougaran- Jean- Paul Cadoret Gael.Bougaran@ifremer.fr Jean.Paul.Cadoret@ifremer.fr La production de microalgues pour le développement de biocarburants de troisième génération est aujourd hui largement reconnue et étudiée. Néanmoins, les analyses du cycle de vie montrent que les besoins en azote constituent un point critique pour la durabilité de ce type de productions. Parallèlement, les ressources minières mondiales en phosphore, source unique en cet élément, sont actuellement en cours d épuisement, avec un pic phosphore prévu pour la moitié de ce siècle. Ce constat est plus prégnant encore en Europe. Il y a donc, dès maintenant, pour l agriculture et toute production végétale, nécessité d envisager le recyclage du phosphore pour subvenir aux besoins futurs. Le projet proposé consiste à réaliser un recyclage de l azote et du phosphore d eaux usées, tout en produisant un biocarburant, à travers le couplage d une culture de microalgues à un digesteur de méthanisation. Le digestat liquide, issu de ce dernier étage, offre des sources d azote et de phosphore minéralisées, qui peuvent être utilisés pour produire des microalgues valorisables. Néanmoins, le digestat est également susceptible de contenir des contaminants de type métaux lourds ou organique (antibiotiques, ), rendant impropre l utilisation de ce substrat pour certaines valorisation des microalgues, telles que l alimentation animale. L objectif est donc d évaluer la qualité du digestat liquide comme substrat de productions microalgales. Les critères retenus seront la productivité des cultures, le rendement en azote et phosphore, la qualité de l eau en sortie de culture, ainsi que la teneur en contaminants métalliques et organiques des microalgues ainsi produites. Productivity of microalgae cultivated on methanization digestate produced from urban waste-water Production of microalgae for third-generation biofuels is now widely recognized and studied. However, analysis of the life cycle demonstrated that nitrogen requirements are critical for the sustainability of such systems. Meanwhile, sources of phosphorus relying on phosphorus pentoxyde mining are currently being depleted, with a phosphorus peak expected during the middle of this century. The situation is even more stringent in Europe, where phosphorus mining is very scarce. For agriculture and all other crop productions, there is a critical need to consider the recycling of phosphorus to meet future needs. The proposed project consists of the recycling of nitrogen and phosphorus from wastewater, by the means of coupling microalgal culture to methanization digestion. The liquid digestate offers mineralized nitrogen and phosphorus sources that can be used to produce valuable microalgae. However, the digestate is also likely to contain contaminants such as heavy metals or organic compounds (antibiotics, hormons... ) making improper the use of this substrate for some microalgal applications such as animal feed. Therefore, the project will aim at evaluating the quality of the liquid digestate as a suitable substrate for microalgal production. Criteria under evaluation will be culture productivity, conversion yield for nitrogen and phosphorus, water quality at the outlet of culture, and metal and organic contaminant content in microalgae. p. 6/26

7 Relations entre pressions anthropiques et état des communautés marines exploitées : comment identifier les régions multi-dimensionnelles de stabilité des indicateurs? Responsables scientifiques : Marie-Joëlle Rochet et Verena Trenkel Marie.Joelle.Rochet@ifremer.fr Verena.Trenkel@ifremer.fr La mise en œuvre de l approche écosystémique nécessite des objectifs de gestion, une évaluation de l état des écosystèmes, et des critères de décision pour atteindre ces objectifs. La Directive Cadre Stratégique pour le Milieu Marin (DCSMM) fixe des objectifs généraux pour les écosystèmes marins européens et définit des besoins méthodologiques d évaluation d état et des critères de décision pour la gestion des pressions anthropiques. Ce projet propose d établir des relations pression-état multi-dimensionnelles d un écosystème par une combinaison d approches empirique et théorique. Le niveau d analyse est la communauté marine exploitée dont on étudie des indicateurs d état de la biodiversité, du réseau trophique et des groupes fonctionnels. Les questions posées sont : quelles sont les pressions anthropiques susceptibles d affecter les indicateurs d état des communautés marines à des échelles de temps compatibles avec les outils de gestion? Quelles sont les «régions stables» des indicateurs où chaque pression n affecte pas ou peu le bon état, quels sont les seuils où l on quitte ces régions? Comment établir des régions stables multi-dimensionnelles et des seuils décrivant les effets de pressions multiples sur des états multi-dimensionnels? Le travail empirique se focalisera sur la mer du Nord et le golfe de Gascogne et permettra d apporter des réponses pour ces deux écosystèmes. Relationship between anthropogenic pressures and the status of marine exploited communities: identifying regions of stability in indicators The application of an ecosystem approach requires management objectives, evaluation of ecosystem status and decision criteria to reach the objectives. The Marine Strategy Framework Directive (MSFD) provides general objectives for European marine ecosystems and creates methodological needs for status evaluation methods and decision criteria for managing human activities. The project will establish multidimensional ecosystem pressurestate relationships using empirical and theoretical approaches. The analyses will be carried out on the level of exploited marine communities by considering biodiversity, food web and functional group indicators. The questions investigated are: Which human pressures are likely to impact Good Environmental Status of marine communities on time scales corresponding to management practices? Where are the regions of stability in which each pressure does not or only marginally so affect community status indicators, and where are the limits of these regions? How can we establish multidimensional regions of stability and common pressure thresholds across different community attributes? By focusing on the North Sea and the Bay of Biscay the project will attempt to provide answers to these questions for the two ecosystems. p. 7/26

8 Développement d'outils mathématiques pour estimer l'abondance d'espèces pour lesquelles les données halieutiques sont limitées, application au cas des élasmobranches. Responsable scientifique : Lionel Pawlowski Lionel.Pawlowski@ifremer.fr Une gestion durable des ressources halieutiques requiert des évaluations fiables de la biomasse, de la pression de pêche sur les différents stocks de poisson. En Europe, les 38 stocks d'élasmobranches évalués par le CIEM ont tous des jeux de données très parcellaires limitant les évaluations à du suivi de tendances, dans un contexte où en 2012, il était recommandé pour 25 de ces stocks une diminution des captures ou de la pêche dirigée. La finalité du travail proposé vise à améliorer ces évaluations. 1) Il s'agira dans un premier temps d'explorer les données françaises (débarquements, VMS, effort, mesures issues des observateurs embarquées sur les navires professionnels, campagnes) recueillies par IFREMER et ses partenaires (APECS, MNHN, organisation de pêcheurs). 2) Cet état des lieux servira à déterminer et concevoir des modèles et outils statistiques exploitant au mieux les données pour caractériser l'état des différentes espèces, en tenant compte des incertitudes liées à l'abondance et à la qualité des données. 3) Ces outils seront utilisés ensuite avec les données disponibles des autres pays dont les flottes opèrent sur les mêmes zones afin de tester leur robustesse et les valider dans la perspective d'un usage régulier au sein des groupes d'évaluations (CIEM, CSTEP). Development of mathematical tools to assess the abundance of data-limited species of elasmobranch. A sustainable management of fisheries requires reliable assessment on biomass and fishing pressure towards the different fish stocks. In Europe, all of the 38 stocks of elasmobranchs assessed by ICES are data deficient which limits assessments to monitoring trends in a context where in 2012, it was recommended for 25 of these stocks to reduce catches or targeted fishing. This project aims at improving those stock assessments. 1) In a first step, some data mining will be carried out on French datasets (landings, VMS, effort, measurements from observers at sea on commercial vessels, scientific surveys). These datasets are collected by IFREMER and its institutional partners (APECS, MNHN, fishing industry) 2) The first step will be used to determine and develop models and statistical tools to make the best use of available datasets to assess those stocks. Uncertainties related to data abundance and quality will have to be taken into account. 3) These tools will be used with additional datasets from countries which fleets are operating in the same areas in order to test their robustness and to validate them in the perspective of a regular use within related assessment working groups (ICES, STECF). p. 8/26

9 Cartographie et évaluation de l état de l ichtyofaune des lagons calédoniens : intégration spatiale des données vidéo et de données complémentaires Responsable scientifique : Dominique Pelletier Dominique.Pelletier@ifremer.fr La gestion des espaces côtiers s inscrit dans une emprise géographique de plus en plus large, à l échelle de territoires, de façades voire de régions. En Nouvelle-Calédonie, une grande partie des lagons est inscrite au Patrimoine Mondial de l Humanité depuis 2008, et il est nécessaire de démontrer périodiquement que l intégrité de l ensemble du bien inscrit est maintenue. Cette évaluation soulève la question de la cohérence et de l intégration spatiale d un ensemble de connaissances écologiques locales, obtenues selon des protocoles variés. Ce travail s appuiera sur un ensemble de données collectées en vidéo sous-marine et par des suivis en plongée pour aborder trois questions : 1) Quelle est l approche la plus efficace pour échantillonner des données spatialement corrélées; 2) Les données issues de différents protocoles d observation sont-elles compatibles en vue d une modélisation conjointe? Et sous quelles hypothèses cette intégration est-elle valide? A cet effet, il/elle analysera les sources de variations de chaque jeu de données, et étudiera la complémentarité des types d observations au regard des taxons et habitats étudiés ; 3) Comment intégrer dans une approche spatialement explicite à l échelle de la Nouvelle-Calédonie, un ensemble de données de suivis écologiques, décrivant l état de la biodiversité observable en plongée ou en vidéo? Le travail se concentrera sur l ichtyofaune et les habitats associés et prendra en compte les corrélations spatiales. L intégration s appuiera sur les cartographies existantes des habitats lagonaires, voire sur d autres données à haute résolution spatiale. Mapping and assessing the status of the fish assemblage in the Caledonian lagoon by spatial integration of underwater video data and complementary observations Coastal management is increasingly envisaged at large scales, e.g. territories, national coastlines, or ecoregions. In New Caledonia, most of the lagoons have been inscribed on the World Heritage List since The conservation of the exceptional ecological features that motivated this nomination has to be periodically demonstrated at the scale of the whole site. Such an evaluation requires the spatial integration of a number of ecological data obtained according to various protocols, raising the issue of their consistency and complementarity. This work will utilize a large number of data collected from underwater video techniques and visual censuses in order to address three questions: 1) What is the most efficient approach to sampling autocorrelated data; 2) Are data obtained from distinct observation protocols consistent so that they can be jointly modeled? Which hypotheses are required to achieve an integration of these data? For this purpose, the post-doc will analyse the sources of variations in each data set, and study the complementarity of observation types with respect to taxa and to habitats; 3) How to integrate these data within a spatially-explicit approach at the scale of the territory? The study will focus on fish assemblages and associated habitats and account for spatial correlation in sampling. Integration will benefit from existing habitat maps, and may utilize additional high spatial resolution data. p. 9/26

10 Emergence de pathogènes opportunistes d'huîtres dans des populations naturelles de Vibrio Responsable scientifique : Frédérique Le Roux frederique.le-roux@sb-roscoff.fr Les changements globaux, climatiques et anthropogéniques, se traduisent par une augmentation du nombre de cas de maladies associées aux vibrios affectant l homme mais également les espèces marines comme les coraux et les mollusques. A titre d exemple, Vibrio splendidus et V. aestuarianus ont été associés à des épisodes de mortalités d huîtres creuses Crassostrea gigas en France. L étude de l émergence des vibrios nécessite d analyser l évolution microbienne au niveau des gènes, des génomes et des métagénomes afin d identifier les modifications conduisant à une augmentation de la virulence, de la résistance, de la prévalence ou conduisant à un changement d hôte. L objectif de ce post doc est : i) de comparer la structure des populations des vibrios dans des huîtres et dans la colonne d eau en zone ostréicole subissant des mortalités de juvéniles ; ii) de comparer le génome de souches virulentes versus non virulentes appartenant à des populations différentes. Global change linked to temperature increase and ocean acidification but also more direct anthropogenic influences, such as aquaculture, have caused a worldwide increase in reports of Vibrio-associated illness affecting humans but also animals such as corals and mollusks. In particular, over the last 5 years, Vibrio splendidus and V. aestuarianus have been associated with recurrent mortality outbreaks in oyster beds (Crassostrea gigas) in France. Investigating the emergence of Vibrio pathogenesis events requires the analysis of microbial evolution at the gene, genome and population level in order to identify genomic modifications linked to increased virulence, resistance and/or prevalence, or to recent host shift. The aim of the post doc project is to i) Compare the population structure of Vibrio in oysters and surrounding water during oyster mortality outbreaks; ii) Compare the genome of virulent versus non-virulent strains belonging to different ecological populations p. 10/26

11 Physiologie moléculaire de l accumulation et de la métabolisation des phycotoxines PST chez l huître Crassostrea gigas Responsable scientifique : Arnaud Huvet Arnaud.Huvet@ifremer.fr Les efflorescences de micro-algues productrices de toxines ont des impacts socio-économiques et écologiques majeurs. Elles rendent certaines espèces marines cultivées et/ou pêchées impropres à la consommation avec des conséquences importantes sur les activités humaines associées (e.g. en conchyliculture). D un point de vue écologique et économique, les micro-algues toxiques perturbent l équilibre des populations naturelles ou cultivées en induisant des mortalités ou des déficits de recrutement. En France, des efflorescences de microalgues toxiques du genre Alexandrium (A. minutum et A. catenella) productrices de phycotoxines paralysantes (PSTs), peuvent entraîner la contamination des coquillages qui deviennent toxiques pour les consommateurs. Cette accumulation est très variable, des différences d un facteur 80 de quantités de toxines accumulées ont été observées entre des huîtres soumises aux mêmes conditions. Le post-doc recruté testera l hypothèse que l'accumulation de PSTs dans les huîtres puisse être déterminée par leur physiologie. Il aura en charge l approche transcriptomique pour comprendre les mécanismes perturbés en réponse à A. minutum et les mécanismes à l origine de cette forte variabilité inter-individuelle d accumulation de PSTs. Ces résultats permettront d établir des relations entre les niveaux d'expression des gènes et le taux d'accumulation de toxines. Assessment of transcriptomic responses of oysters to exposure to Alexandrium minutum Harmful Algal Blooms (HABs), producing phycotoxins, have major effects on marine ecosystems and related human activities, such as fishing and aquaculture. In France, blooms of toxic microalgae of the genus Alexandrium (A. minutum and A. catenella), producing paralytic shellfish toxins (PSTs) can result in contamination of shellfish becoming toxic to consumers. This accumulation appeared very variable between oysters with differences of toxins up to 80 times between individuals exposed to the same conditions. The hired postdoc will test the hypothesis that the accumulation of PSTs in oysters can be determined by their physiology. To do so, he/she will be in charge of the experimental exposure of oysters to A. minutum and will performe high throughput gene expression analysis using oligoarrays. He/she will perform the data mining with a special attention to couple transcriptomic and metabolomic data. Expected results are knowledge the mechanisms disrupted in response to A. minutum and those linked with the high inter-individual variability of accumulation of PSTs. These results will contribute to establish relationships between gene expression levels and rates of toxins accumulation. p. 11/26

12 Modélisation spatio-temporelle de la diffusion d un agent infectieux dans une métapopulation ostréicole : application au virus OsHV-1 et à la bactérie Responsables scientifiques : Coralie LUPO et Cédric BACHER - Coralie.Lupo@ifremer.fr Cedric.Bacher@ifremer.fr Dans le monde entier, les maladies infectieuses représentent un frein à la production durable de coquillages. Par le passé, d importantes diminutions de la production française ont été régulièrement observées, dues à des épisodes de mortalités massives associés à la détection d agents pathogènes. L ouverture et la connectivité du milieu marin favorisent la propagation des maladies entre les coquillages, alors que les mesures de maîtrise classiquement mises en œuvre sont d application limitée dans le milieu marin. Une approche par modélisation est adéquate pour représenter la complexité d un tel système biologique. L objectif du post-doctorat est de modéliser la propagation d un agent pathogène dans une métapopulation d huîtres pour évaluer puis hiérarchiser des mesures de maîtrise à une échelle régionale, reposant notamment sur la gestion des mouvements d animaux, des densités d élevage ou du schéma des structures d élevage. L application concerne la propagation du virus OsHV-1 et la bactérie Vibrio aestuarianus infectant les huîtres creuses, tous deux responsables d importantes pertes économiques pour les ostréiculteurs. Le post-doctorant modélisera la propagation de ces agents pathogènes séparément dans une métapopulation d huîtres spatialisée, interagissant via les mouvements d animaux et le voisinage par l eau de mer. Le modèle développé tiendra compte de la diversité de la dynamique d infection intra-banc en couplant les modèles épidémiologiques à l échelle du banc d élevage, un modèle de propagation d agent pathogène par un réseau de contacts spatialisé, et un modèle de dispersion hydrodynamique déjà disponible, dans lequel il s agira d inclure l effet de la variabilité environnementale sur la survie des agents pathogènes en mer. Spatio-temporal modelling of pathogen spread in a Pacific oyster (Crassostrea gigas) metapopulation: application to OsHV-1 virus and Vibrio aestuarianus bacterium Infectious diseases threaten sustainable shellfish production worldwide. In the past, high decreases of French production were repeatedly observed, due to severe mortality outbreaks associated with pathogen detection. The openness and connectivity of marine systems enable rapid disease spread among shellfish whereas classical control measures are of limited use in marine systems. A modelling approach is adequate to represent such a complex biological system. The objective of the post-doctoral position is to model the spread of a pathogen in a metapopulation of oysters to evaluate and rank control strategies at a regional scale relying notably on the management of animal movements, farming densities or spatial planning of oyster farms. This application concerns the spread of the virus OsHV-1 and the bacterium Vibrio aestuarianus, both responsible for large economic losses for oyster farmers. The post-doc will model the spread of OsHV-1 and V. aestuarianus, separately, in a spatially explicit metapopulation of oyster, interacting via animal movements and water neighbouring relationships. The model developed will account for the diversity in within-farming site infection dynamics by coupling epidemiological models at the farming site scale, a model of pathogen spread on a spatial contact network, and an already available hydrodynamic-particle transport model, in which the influence of environmental variability on the survival of pathogens underwater will have to be taken into account. p. 12/26

13 Protéines membranaires putatives du virus OsHV-1 : expression, localisation au niveau ultrastructural, distribution tissulaire et activités chez l huître creuse, Crassostrea gigas Responsable scientifique : Tristan RENAULT Tristan.Renault@ifremer.fr Depuis 2008, des épisodes de mortalité massive sans précédent touchent le naissain d huître creuse, Crassostrea gigas, dans l ensemble des bassins ostréicoles français. Un génotype du virus OsHV-1 non décrit jusqu alors et appelé μvar est considéré comme le facteur prépondérant pour expliquer ce phénomène. L objectif général du travail proposé est d acquérir de nouvelles données concernant le virus OsHV-1. Trois objectifs spécifiques sont identifiés : (i) la localisation et la distribution de glycoprotéines membranaires virales putatives au cours d infections expérimentales, (ii) l étude des interactions entre le virus et l hôte basée sur l utilisation d anticorps spécifiques ciblant des glycoprotéines membranaires virales et (iii) l expression des gènes viraux au cours du processus infectieux par une approche micro-array. Since 2008, massive mortality outbreaks were reported in all French oysters production areas. A variant of OsHV-1 not previously described was first detected in 2008 and termed μvar. The main objective of the Post Doctoral project will focuse on generating general knowledge on OsHV-1 putative glycoproteins. The specific objectives of the project are: (i) defining location and tissue distribution of putative virus glycoproteins during experimental infections, (ii) studying interactions between virus and host by injecting specific anntibodies or virus recombinant proteins (putative glycoproteins) and (iii) defining virus gene expression through a microarray approach on tissue samples collected during experimental infection assays. p. 13/26

14 Etude de l influence de la température sur les interactions mucus-parasites chez les bivalves marins Responsable scientifique : Isabelle Arzul Isabelle.Arzul@ifremer.fr Les maladies ont un impact majeur sur les populations de bivalves marins. Les parasites protozoaires Bonamia ostreae, Marteilia refringens et Perkinsus olseni sont reconnus parmi les principaux organismes pathogènes des bivalves du fait de leur impact sur les populations d huîtres plates, moules et palourdes. Malgré plusieurs décennies de travaux sur les interactions de ces parasites avec leurs hôtes, peu de données sont actuellement disponibles sur les mécanismes impliqués dans l invasion de leurs hôtes. Le mucus des organes palléaux constitue une première barrière vis-à-vis des organismes pathogènes mais peut également favoriser la survie et le pouvoir pathogène de certains parasites. Ainsi la spécificité de la réponse de l hôte dépend notamment des interactions mucus-organismes pathogènes. L effet du mucus de certaines espèces bivalves sur la survie et les activités cellulaires des parasites étudiés sera évalué en cytométrie en flux, microscopie et RT-PCR. La composition protéique du mucus sera comparée entre espèces de bivalves afin d identifier et de caractériser les composants potentiellement impliqués dans les interactions mucus-parasite. De plus, dans un contexte d évolution climatique, l influence de la température sur ces interactions sera étudiée in vitro afin de pouvoir prédire une éventuelle évolution du pouvoir pathogène de ces parasites. Diseases have a major impact on populations of marine bivalves. Protozoan parasites Bonamia ostreae, Marteilia refringens and Perkinsus olseni are among the main bivalve pathogens because of their impact on populations of flat oysters, mussels and clams. Despite several years of studies on interactions between these parasites and their hosts, few data are available concerning mechanisms involved in host invasion. Mucus of palleal organs is a first barrier against pathogens but can also favors survival and pathogeniticity of some parasites. Specificity of host response partly depends on the interactions between mucus and pathogens. The impact of mucus from some bivalve species on the survival and cellular activities of B. ostreae, M. refringens and P. olseni will be investigated by flow cytometry, microscopy and RT-PCR. The protein composition of mucus will be compared between bivalve species in order to identify and characterize components potentially involved in mucus-parasites interactions. Moreover, in a context of global change, influence of temperature on these interactions will be investigated in vitro in order to evaluate the potential evolution of the pathogenicity of these parasites. p. 14/26

15 Infrastructures Marines et Numériques Caractérisation des fonds marins par sondeur multifaisceau à partir du comportement angulaire de la mesure étalonnée de réflectivité. Responsable scientifique : Xavier LURTON Xavier.Lurton@ifremer.fr La réflectivité acoustique des fonds marins mesurée par les sondeurs de cartographie fait l objet d un intérêt grandissant de la part de diverses communautés d utilisateurs (monitoring de l environnement côtier, cartographie des habitats, hydrographie ). Les applications visées imposent d avoir accès à une donnée étalonnée en intensité, permettant soit la comparaison à des modèles physiques de rétrodiffusion soit l intercomparaison des données issues de systèmes différents. L objectif du travail proposé ici est multiple : (1) intercalibrer deux systèmes sondeurs multifaisceaux par référence à des sonars étalonnés, à partir de jeux de données obtenues sur une même zone sédimentaire, et dans deux configurations différentes (multifaisceau/multifaisceau et multifaisceau/ monofaisceau) ; (2) formaliser et mettre en œuvre la méthode d exploitation de la donnée pour retrouver l indice de rétrodiffusion du fond à partir de la géométrie tridimensionnelle de la topographie du fond et des caractéristiques du sondeur ; (3) définir, implémenter et appliquer l extraction de paramètres robustes convenant à la modélisation de la réponse angulaire de la rétrodiffusion et à l établissement d une bibliothèque de valeurs caractéristiques. p. 15/26

16 Ressources physiques et Ecosystèmes de fonds de Mer Approche modèle/données pour l étude des interactions fluides hydrothermal/communauté faunistiques sur le champ hydrothermal Lucky Strike Responsable scientifique : Pierre-Marie SARRADIN Pierre.Marie.Sarradin@ifremer.fr Les sources hydrothermales sont des écosystèmes productifs uniques basés sur la chimioautotrophie dont le rôle dans les cycles biogéochimiques mondiaux est encore très mal contraint. La pression économique croissante sur ces environnements souligne la nécessité d en comprendre le fonctionnement intrinsèque. Le projet vise à caractériser précisément les habitats physico-chimiques au sein du champ hydrothermal Lucky Strike, le long de la dorsale médio-atlantique, par le biais d une approche intégrée modèle-données. Ce projet décrira les forts gradients redox générés par le mélange entre le fluide hydrothermal et l eau de mer environnante. La stratégie adoptée consiste à coupler un modèle biogéochimique thermodynamique à une analyse statistique des données structurelles des communautés microbiennes et faunistiques existant sur le site depuis dix ans. Centré sur le fer, sulfures et méthane, le modèle a pour objectif de prédire les chemins réactionnels microbiens potentiels, la distribution des différents donneurs et accepteurs d électron et de relier leur dynamiques spatiales à la microzonation observée des habitats faunistiques. Le projet servira par ailleurs à établir des bilans de carbone à l échelle locale. Hydrothermal vents are unique highly productive ecosystems thrived by chemolithoautotrophy, whose role in global biogeochemical cycles are still unclear. The MODO project aims at precisely characterizing the physicochemical habitats within the Lucky Strike hydrothermal vents along the Mid-Atlantic Ocean Ridge using a novel data-model integrated approach. This project will describe the steep redox gradient produced by the mixing between the hydrothermal fluid and the ambient seawater. The strategy will couple a newly developed biogeochemical thermodynamic model to statistical analysis of microbial and faunal structural data validated by 10 years of data acquired on site. Focusing on iron, sulfur and methane, it will define potential microbial pathways to electron donor and acceptor species distribution and link their spatial dynamics to the fluctuations in community structure. In addition, carbon budgets will be assessed. p. 16/26

17 Diversité des annélides polychètes des zones à nodules du Pacifique nord-oriental : échelles structurantes, mécanismes de coexistence et stratégies de préservation. Responsable scientifique : Lénaick Menot Lenaick.Menot@ifremer.fr Les grands fonds marins recèlent des gisements de minerais qui pourraient être exploités au cours de la prochaine décennie. Les conséquences environnementales de telles exploitations sont difficiles à prédire mais elles pourraient significativement excéder les capacités de résilience des communautés benthiques profondes. Considérant l ampleur des impacts potentiels, des stratégies de préservation de la biodiversité à l échelle régionale s avèrent nécessaires. Dans la zone à nodules de Clarion-Clipperton, dans le Pacifique nord-oriental, une telle stratégie est mise en œuvre par l Autorité International des Fonds Marins. Celle-ci se base cependant sur des hypothèses qu il reste dans une large mesure à valider. Parmi celles-ci, les principales questions auxquelles cette étude s attachera à répondre concernent : 1) La nature des habitats abyssaux, en particulier quelle est l influence de la couverture en nodules sur la structure et la composition spécifique de la faune endogée? 2) La distribution des espèces à l échelle régionale, en particulier quel est le taux de renouvellement des espèces (diversité béta) à l échelle de la zone à nodules de Clarion-Clipperton et quelle est l influence des gradients latitudinaux et longitudinaux de production primaire sur les patrons de distribution et de diversité de la faune endogée? 3) Les mécanismes de maintien de la biodiversité dans les sédiments abyssaux, en particulier quelle est l importance relative des processus locaux et des processus régionaux dans la structuration des métacommunautés? L étude se basera sur un groupe modèle, les Annélides polychètes, dominant la macrofaune benthique. Les polychètes prélevés au cours de trois campagnes océanographiques seront identifiés sur la base de critères morphologiques et génétiques (code bar ADN). Les patrons de distribution et de diversité seront interprétés en lien avec les descripteurs d habitat aux échelles locales et régionales puis mis en perspectives dans l évaluation des stratégies de préservation de la biodiversité de la zone à nodules du Pacifique nord-oriental. Diversity of abyssal polychaete assemblages from the nodule area of the Northeastern Pacific : spatial patterns, mechanisms of coexistence and preservation strategies. Abstract: Mineral resources in the deep sea might be exploited within the next decade. The environmental consequences of such exploitations remain unknown but would probably significantly exceed the resilience of benthic communities. The footprint of direct and indirect perturbations due to the exploitation of polymetallic nodules is estimated to be in the order of km² and would impact abyssal communities, which resilience is expected to be extremely low. Considering the magnitude of potential impacts, strategies for biodiversity conservation at regional scale are needed. In the Clarion-Clipperton nodule zone, in the North-East Pacific, such a strategy has been recently adopted by the International Seabed Authority. This strategy however has been built on a number of hypotheses that still have to be validated. Among those, the main issues addressed in the framework of the PhD are: - The nature of habitats, in particular what is the influence of nodule coverage on the abundance, diversity and composition of the macro-infauna? - The distribution of species at regional scale, in particular what is the level of species turnover (beta diversity) across the Clarion-Clipperton nodule zone and how are distribution and diversity patterns influenced by a longitudinal gradient in primary productivity? - The mechanisms for species coexistence, in particular what are the relative roles of local and regional processes in shaping abyssal meta-communities? The Annelida Polychaeta will used as a model group to address these questions. Polychaetes sampled during three oceanographic cruises will be identified down to species level according to both morphological criteria and DNA barcoding. Distribution and diversity patterns will be analysed in association with habitat descriptors at local and regional scales and will be discussed in the framework of biodiversity conservation strategies in the Clarion-Clipperton nodule zone. p. 17/26

18 Enregistrement dans les sédiments marins du Golfe du Lion des marqueurs géochimiques et isotopiques (Nd, Sr et Pb) des fluctuations environnementales rapides, naturelles et anthropiques, dans le bassin versant du Rhône depuis le dernier Glaciaire. Responsable scientifique : Bernard DENNIELOU Bernard.Dennielou@ifremer.fr Depuis la dernière période glaciaire le climat montre des fluctuations rapides allant de l échelle millénaire à séculaire (e.g., évènements de Dansgaard-Oeschger et Rapid Climate Changes). L origine de ces variabilités rapides reste complexe et est probablement multiple. Leurs impacts sur les environnements marins et continentaux ont été très importants et sont très étudiés. A l Holocène ces impacts environnementaux ont eu des répercussions sur le développement des groupes humains depuis le Néolithique jusqu à la fin du Petit Age Glaciaire. La plupart des études paléoclimatiques se concentrent sur les régions de hautes et basses latitudes où les climats extrêmes prédominent. L investigation des fluctuations climatiques rapides dans les sédiments du bassin versant du Rhône est complémentaire car celui-ci se situe en zone climatique tempérée sous influence glaciaire et périglaciaire dans sa partie haute et sous influence méditerranéenne dans sa partie basse. Dans ce contexte, le bassin versant du Rhône, de part sa configuration montagneuse et ses grandes dimensions, a été particulièrement réactif aux fluctuations climatiques rapides. Il a également été un terrain favorable à l expression de la révolution Néolithique et à une anthropisation marquée. Avec ce post-doctorat, nous proposons d étudier l influence de la variabilité rapide du climat sur les paramètres d érosion du bassin versant du Rhône au cours de la période climatique couvrant le dernier glaciaire et l Holocène (derniers ans). Pour répondre à ce premier objectif, nous proposons d étudier les variations géochimiques des isotopes du Strontium et du Néodyme enregistrées dans les sédiments marins rhodaniens déposés dans le Golfe du Lion (Méditerranée Occidentale). Par ailleurs, à partir des analyses géochimiques des isotopes du Plomb dans ces mêmes sédiments marins, nous chercherons le lien probable entre ces variabilités climatiques rapides et les changements anthropiques Néolithiques dans cette région. Since the last glacial period, the climate displayed several non-cyclic instabilities on millennial to centennial time-scales (e.g., Dansgaard-Oeschger events, Rapid Climate Changes). If their origins are still largely not understood, their consequences on the marine and continental realms have been abundantly documented. During the Holocene these consequences have influences the development of human groups since the Neolithic. However, most of these paleo-climatic studies focus either on high-latitude or low-latitude regions where extremes climates prevail. Investigating the imprint of those rapid climatic changes on the sediment from the Rhone watershed is complementary because the later is under glacial and periglacial influence in the upper part and under Mediterranean influence in the lower part. In this framework, and because of its big size and high altitudes, it has quickly reacted to rapid climate changes. It has also undergone a growing anthropic influence since the Neolithic. In this study, we propose to study the consequences of these fluctuations on the erosional processes in the Rhone river watershed by analysing the fluctuations of Neodymium (Nd) and Strontium (Sr) isotopic ratios in marine sedimentary deposits in the Gulf of Lions (Western Mediterranean) since the last glacial period. Such abrupt changes have drastically affected civilisations from the Neolithic to the XIX th century, and yet we will also seek the anthropic imprint on sedimentary systems by analysing the concentration and isotopic ratios of Lead (Pb). p. 18/26

19 Caractérisation des effets d'interaction entre membranes ondulantes Responsable scientifique : Grégory GERMAIN Gregory.Germain@ifremer.fr Le comportement des hydroliennes classiques à axe horizontal est relativement bien connu, même pour des systèmes en interaction. Il n'en est pas de même pour les systèmes à membrane ondulante pour lesquels il n'existe pas d'étude hydrodynamique spécifique pour des systèmes en interaction, les premiers développements étant concentrés sur la caractérisation du comportement d'une machine unitaire. Les effets de sillage et d'interaction entre machines ne sont par conséquent pas connus ni quantifiés, alors qu'ils sont de première importance pour le développement des futurs parcs d'hydroliennes. Dans le cadre de ces travaux en étroite collaboration avec l'entreprise Eel Energy, il s agira principalement, à partir des outils développés en parallèle, de : - Développer un montage expérimental permettant d'étudier les effets d'interaction entre membranes ondulantes, - Analyser les effets de sillage et d'interaction entre machines à partir des bases de données expérimentales et numériques (issues du code développé en parallèle), - Evaluer statistiquement les principaux lieux d'impact de macro-particules sur une ou des membranes en interaction. The behaviour of conventional horizontal axis turbines is quite well known, even for devices in interaction. This is not the case for undulating flexible membranes for which there is no specific hydrodynamic study for devices in interaction, the early developments are focused on characterizing the behaviour of a single device. Wake and interaction effects between devices are therefore not known or quantified, it is of first importance for the development of future turbine arrays. This work will be carried out under the continuation of the ongoing work in collaboration with Eel Energy in order to: - Develop an experimental test set-up to study the interaction effects between flexible membranes, - Characterize wake and interaction effects between devices from experimental and numerical databases (from numerical code developed in parallel), - Evaluate statistically the major impact locations of macro-particles on membrane(s). p. 19/26

20 Etudes des Anomalies Magnétiques Marginales et leur lien avec les formations des marges continentales passives. Responsable scientifique : Daniel Aslanian Daniel.Aslanian@ifremer.fr Les anomalies magnétiques marginales, qui bordent certaines marges passives sont généralement associées à la présence d épanchements volcaniques de grand ampleur (SDR, LDR ). Or, cette supposée correspondance est loin d être démontrée : l anomalie magnétique présente parfois un signal d une largeur bien plus importante que l extension des épanchements volcaniques, épanchements qui sont parfois même inexistants sur les données sismiques. Il n existe à l heure actuelle aucune étude typologique et holistique sur le sujet. Pourtant l existence de ces anomalies est intimement liée au processus de genèse des marges passives, à leur subsidence, à l évolution thermique qui impactent fortement l existence d hydrocarbures. Le projet consiste tout d abord à poser le problème de ces anomalies marginales de façon globale, en effectuant une compilation des données magnétiques, sismiques et gravimétriques sur l ensemble des marges où elles sont observées, afin d établir une typologie de ces structures. La seconde partie de ce travail sera centrée sur de la modélisation numérique, en collaboration avec le NGU (Laurent Gernigon), afin de tester les différentes hypothèses qui auront vu le jour lors de la première phase. Passive continental margins are often associated to high amplitude magnetic anomalies, just before the first oceanic crust. These magnetic anomalies are usually associated to the presence of massive volcanic products (eg. seaward-dipping reflectors, landward-dipping reflectors). However this association is far to be proved today and some high magnetic anomalies are situated in regions where only few or no volcanic products are present. Whilst the existence of the magnetic anomalies are intrinsically connected to the genesis of the Passive Margins, their subsidence and their thermal evolution, keys parameters for the hydocarbures studies, there is no typology on that subject. This project aims to characterise the origin these marginal magnetic anomalies overall. A base for this work will be a compilation of magnetic, gravimetric and seismic data from different margins which are showing these anomalies in order to obtain a good characterisation of their presence. The following part of the work will consist in numerical modelling in order to test the different hypotheses issued from the first phase, in collaboration with the NGU (Laurent Gernigon). p. 20/26