Journée des doctorants 2015 M2C. Laboratoire de Morphodynamique Continentale et Côtière UMR 6143

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1 Journée des doctorants 05 MC Laboratoire de Morphodynamique Continentale et Côtière UMR 643 Caen, le 6 juin 05

2 Journée Des Doctorants Caen 05 UMR CNRS 643 Morphodynamique Continentale et Côtière (MC) 9h00 Accueil des participants Planning 9h40 Session : Milieux karstiques 9h40-0h00 Savary, M. Prévision de la turbidité d une source karstique par 0h00-0h0 0h0 Pause-Café apprentissage statistique : application au captage AEP d'yport Djibrilla Saley, A. Hydrogéophysique et modélisation des écoulements dans la couverture de l aquifère karstique de la craie en Haute-Normandie 0h40 Session : Milieux estuariens 0h40 h00 Vennin, A. Study of water-sediment interface: coupled approach h00 h0 h0 h40 h40 h00 h00 Pause Déjeuner biogeochemistry-modeling for nutrient fluxes evaluation (C, P, N) Oliviera, C. Caractérisation du résistome de sédiments estuariens anthropisés Chaix, G. Impact de la dynamique particulaire sur le devenir des bactéries pathogènes dans la zone du bouchon vaseux de l estuaire de Seine Druine, F. Sediment fluxes in the Seine Estuary: quantification and variability based on suspended solid concentration 4h00 Session 3 : Systèmes côtiers 4h00 4h0 Navon, M. Hétérogénéité sédimentaire et micro-habitats 4h0 4h40 4h40 5h00 5h00 5h0 5h0 Pause-Café benthiques : Approches in situ et expérimentale. Pezy, J-P. Conséquences des activités anthropiques sur les producteurs secondaires et les réseaux trophiques de la Manche orientale Raoux, A. Ecosystem Approach of Marine Renewable Energy: Study of the impact on the food web of the construction and operation of the Courseulles-sur-Mer s Offshore Wind Farm and cumulative impacts Mosbahi, N. Comparaison de la biodiversité macrozoobenthique de deux écosystèmes similaires : Les îles Kneiss (Golfe de Gabès, Tunisie) et bassin d Arcachon (France) 5h40 Session 4 : Paléo-environnements 5h40 6h00 Nicolle, M. Variabilité climatique dans la zone subarctique (secteur nord Atlantique) depuis les derniers millénaires : 6h00 6h0 répartition géographique et forçages Vanexem, A. Enregistrements à haute résolution des changements environnementaux dans les archives continentales par imagerie hyperspectrale

3 Journée Des Doctorants Caen 05 UMR CNRS 643 Morphodynamique Continentale et Côtière (MC) SOMMAIRE Savary, M. Prévision de la turbidité d une source karstique par apprentissage statistique : application au captage AEP d'yport... Djibrilla Saley, A. Hydrogéophysique et modélisation des écoulements dans la couverture de l aquifère karstique de la craie en Haute-Normandie... Vennin, A. Study of water-sediment interface: coupled approach biogeochemistry-modeling for nutrient fluxes evaluation (C, P, N)... 3 Oliviera, C. Caractérisation du résistome dans des sédiments estuariens anthropisés... 4 Chaix, G. Impact de la dynamique particulaire sur le devenir des bactéries pathogènes dans la zone du bouchon vaseux de l estuaire de Seine... 5 Druine, F. Sediment fluxes in the Seine Estuary: quantification and variability based on suspended solid concentration... 6 Navon, M.Heterometric sediment and benthic micro-habitat: In situ and experimental approaches... 7 Pezy, J-P. Conséquences des activités anthropiques sur les producteurs secondaires et les réseaux trophiques de la Manche orientale... 8 Raoux, A. Ecosystem Approach of Marine Renewable Energy: Study of the impact on the food web of the construction and operation of the Courseulles-sur-Mer s Offshore Wind Farm and cumulative impacts... 9 Mosbahi, N. Comparaison de la biodiversité macrozoobenthique de deux écosystèmes similaires : Les îles Kneiss (Golfe de Gabès, Tunisie) et bassin d Arcachon (France)... 0 Nicolle, M. Variabilité climatique dans la zone subarctique (secteur nord Atlantique) depuis les derniers millénaires : répartition géographique et forçages... Vanexem, A. Enregistrements à haute résolution des changements environnementaux dans les archives continentales par imagerie hyperspectrale...

4 Session : Milieux karstiques Prévision de la turbidité d une source karstique par apprentissage statistique : application au captage AEP d'yport Michaël SAVARY,, Nicolas MASSEI, Anne JOHANNET, Jean-Paul DUPONT Université de Rouen, MC, 768 Mont-Saint-Aignan Ecole des Mines d Alès, LGEI, 3039 Alès La ressource en eau en domaine karstique est une ressource particulièrement vulnérable dont la préservation apparaît comme une priorité. Malheureusement, la complexité de ces milieux naturels se présente comme un obstacle face à la protection de cette ressource. En 96, Penman a défini l hydrologie comme étant la science qui cherche à répondre à la question «Qu arrive-t-il aux précipitations». Cependant, il est difficile de prédire le cheminement de l eau tout autant que celui d une pollution l affectant (élément dissous ou en suspension) si l on ne connaît pas la structure du sous-sol. Dans la région Haute-Normandie, le réservoir d eau du sous-sol est caractérisé par le karst de la craie formé de conduits résultant de la dissolution du carbonate de calcium de la Craie. Cependant, la connaissance parfaite de l organisation géométrique et des propriétés physiques de ces structures (nécessaires à la plupart des modélisations à base physique) ne permettent pas de prédire l évolution de la ressource en eau Ce type de structure induisant des effets de seuils dans la réponse hydrologique, la relation entre recharge (précipitations) et réponse du système (variation des débits ou niveaux d'eau en sortie de système) revêt un caractère extrêmement non linéaire. Pour cette raison, les modélisations par réseaux de neurones artificiels (RNA), basées sur l'apprentissage statistique du modèle en fonction de la relation «entrée/sortie» sont particulièrement adaptés par leur capacité à modéliser des mécanismes sans nécessiter de connaissance approfondie de ces derniers. Les RNA sont des outils créés pour mimer le fonctionnement du cerveau. Il en existe un grand nombre différents et chacun possède ses avantages et ses inconvénients qu il faut prendre en compte pour chaque cas d étude. Dans ce travail de thèse, le cas du forage d alimentation en eau potable d Yport fera l'objet d'une approche de modélisation par RNA dans le but de reproduire et prédire l'évolution temporelle de la turbidité dans le forage suite à des événements pluvieux. Nous chercherons à raffiner cette approche de modélisation en y associant des techniques d'analyse du signal appliquées aux variables hydrologiques. J.D.D. 05 MC Caen

5 Session : Milieux karstiques Hydrogéophysique et modélisation des écoulements dans la couverture de l aquifère karstique de la craie en Haute-Normandie Abdoulazizi DJIBRILLA SALEY, Jean-Paul DUPONT, Abderrahim JARDANI, Raphael ANTOINE UMR 643, Laboratoire Morphodynamique Continentale et Côtière (MC), Université de Rouen, Mont-Saint-Aignan Centre d'études et d'expertise sur les Risques, l'environnement, la Mobilité et l'aménagement (CEREMA), Laboratoire Régional de Rouen (LRR), Equipe ERA 3 «Electromagnétisme Appliqué» Contact : djibrillasaley@yahoo.fr Les travaux réalisés sur l aquifère karstique en Haute Normandie révèlent une accumulation d'eau dans les formations superficielles et une infiltration concentrée au niveau de points d'engouffrement (bétoires), impliquant à la fois les eaux de ruissellement lorsque les sols sont saturés en surface et les eaux gravitaires des sols de l hiver au printemps. Ces bétoires sont directement connectés au réseau de fractures et conduits karstiques ce qui entraine un soutirage des matériaux meubles des formations superficielles (risques géotechniques) et un transfert rapide des eaux et des contaminants de surface vers l'aquifère de la craie. Cette vulnérabilité des ressources en eaux souterraines utilisées pour l'adduction d'eau potable se traduit par la restitution d'épisodes turbides, à la suite d'épisodes pluvieux, avec des vitesses de transfert élevées (<00m/h) au niveau des sources et des forages d alimentation en eau potable en vallées. D'un point de vue hydrologique, les enjeux consistent donc à définir le rôle des formations superficielles, incluant les parts d'infiltrations diffuses et d'infiltrations concentrées, dans les modalités de recharge de la principale ressource en eaux souterraines de la craie sous-jacente. Pour ce faire, il importe : (i) de définir les paramètres hydrauliques des formations superficielles à partir des données hydrologiques et géophysiques sur le site atelier choisi et (ii) de rechercher la signification hydrologique des fluctuations de la qualité et des paramètres physicochimiques des sols et eaux gravitaires, notamment température et conductivité. Ces derniers ont un rôle important dans l élargissement des conduits karstiques. Dans ce cadre, les écoulements d'eau et les circulations convectives d air au niveau des bétoires connectées à des vides karstiques dans la craie pourraient être quantifiés par une signature thermique mais la problématique est complexe impliquant la quantification et la modélisation de l'ensemble des échanges entre l'air et le sol, l'influence des activités biologiques dans le sol, des écoulements et des échanges avec le compartiment des cavités karstiques sous-jacentes Compte tenu des enjeux socio-économiques de la localisation des bétoires actives, cette orientation thématique pourrait déboucher sur la télédétection des bétoires actives voire des marnières comme le suppose les résultats d'imagerie infra-rouge acquise par le Laboratoire des Ponts et Chaussées de Rouen associé à la direction de la thèse. J.D.D. 05 MC Caen

6 Session : Milieux estuariens Study of water-sediment interface: coupled approach biogeochemistry-modeling for nutrient fluxes evaluation (C, P, N) Arnaud VENNIN, Valérie MESNAGE, Nicolas LECOQ University of Rouen, UMR CNRS MC, 768 Mont-Saint-Aignan, France Contact: arnaud.vennin@etu.univ-rouen.fr In the nutrient cycle the estuary has a major importance due to its position at the interface between a river and the ocean and the hydrodynamic which results from phenomena such as tide and swell, those phenomena trap and concentrate the nutrient within the area. Therefore estuarine mudflats play a major role by being alternatively a sink and a source of nutrient. The direction of the fluxes at the water/sediment interface depends on the environmental condition. This interface can be studied using in situ methods such as dialysis porewater sampler (DPS). This method consists of vials included in a Plexiglas plate fill in with distilled water which will equilibrate with the sediment porewater surround it. It can also been studied using diffusion models. To do so the model considers several phenomena such as diffusion, advection/convection, bioturbation, sediment porosity and compaction with depth and can give estimation of the nutrient profile in the sediment. Those parameters can be put in a model to help predict the equilibration time of the DPS. The subject of our study is at first to develop a diffusion model to predict the equilibration of the DPS used in the Seine River mudflat. It is implemented using parameters which come from the diagenesis models, specially the bioturbation which occurs in the first centimeters of the sediment and the adsorption/desorption phenomenon which concerned nutrients such as phoshorus. Results show up that the model works but should be improved to better integrate the latter parameters. It have been chose to do so using stochastic diffusion model namely the CTRW which has been used to study bioturbation but to our knowledge never used to model adsorption in mudflat. The ultimate goal would be to implement those CTRW parameters in a diagenesis model and compare the results with the existing models. J.D.D. 05 MC Caen 3

7 Session : Milieux estuariens Caractérisation du résistome dans des sédiments estuariens anthropisés Cynthia OLIVEIRA,, Thierry BERTHE, Christine CAGNON, Olivier BARRAUD 3, Marie-Cécile PLOY 3, Robert DURAN, and Fabienne PETIT UMR CNRS643, Morphodynamique continentale et côtière (MC), Université de Rouen, IRESE B, place Emile Blondel, 768 Mont Saint Aignan cedex, France UMR CNRS554, Institut Pluridisciplinaire de Recherche sur l'environnement et les Matériaux, Equipe Environnement et Microbiologie (IPREM - EEM), Université de Pau et des Pays de l'adour, IBEAS - UFR Sciences BP 55, 6403 PAU CEDEX, France 3 INSERM UMRS09, Centre de Biologie et de Recherche en Santé (CBRS), Université de Limoges, Rue Docteur Raymond Marcland, 8705 Limoges, France Dans les estuaires, les vasières sont des zones de dépôt et stockage de particules auxquelles sont associés les contaminants microbiologiques et chimiques issus du bassin versant. Ces habitats sont favorables à la création d un résistome : ensemble des gènes de résistance d un réservoir donné. Ces gènes peuvent être disséminés à l aide de structures génétiques mobiles telles que les plasmides et les transposons. Les intégrons sont souvent présents sur ces éléments mobiles et sont responsables de la multirésistance aux antibiotiques (intégrons cliniques) et pourraient aussi être impliqués dans la résistance aux contaminants métalliques et organiques (intégrons environnementaux). Dans l'environnement, le gène inti (codant l intégrase d intégron) est ubiquitaire et les cassettes de gènes associées peuvent être impliquées dans des fonctions aussi variées que la régulation du cycle cellulaire, la biosynthèse de la membrane lipidique, la dégradation de contaminants chimiques. Cette thèse est réalisée dans le cadre des projets DYNAPAT (GIP Seine Aval) et DIVINT (ECCO). Son objectif est d étudier le potentiel impact de la pression anthropique sur : (i) les intégrons cliniques (présence, abondance et diversité), (ii) les intégrons environnementaux (diversité et abondance des séquences d inti caractéristiques ou majoritaires) et (iii) les gènes de résistance, dégradation et transformation de contaminants chimiques (présence, abondance, association aux intégrons). L étude est réalisée à différentes échelles de temps, de l'actuelle à plusieurs décennies, à l aide de sédiments prélevés le long d un continuum «rivière station d épuration Seine» et d une carotte sédimentaire prélevée en estuaire de Seine. Le suivi des intégrons d origine clinique a été réalisé via la détection des gènes inti, inti et inti3 (gènes codant les intégrases des trois classes majoritaires d intégrons d origine clinique) dans les sédiments du continuum «rivière station d épuration Seine». Pour aller plus loin, la quantification de ces gènes a été réalisée dans le cadre d une collaboration avec le Centre de Biologie et de Recherche en Santé de l Université de Limoges (INSERM UMR-S09). Les intégrons de classe ont pu être détectés et quantifiés dans l ensemble des échantillons du continuum. Ces résultats seront analysés en vis-à-vis de données physico-chimiques (granulométrie, carbone organique, azote). Par ailleurs, une méthode a été développée pour étudier la diversité des intégrons environnementaux ; elle sera appliquée prochainement. J.D.D. 05 MC Caen 4

8 Session : Milieux estuariens Impact de la dynamique particulaire sur le devenir des bactéries pathogènes dans la zone du bouchon vaseux de l estuaire de Seine Gauthier CHAIX, Fabienne PETIT, Robert LAFITE UMR 643 MC, CNRS, Université de Rouen, SFR SCALE, Mont-Saint Aignan France La contamination en agents pathogènes d origine fécale de l estuaire de Seine, l un des estuaires les plus anthropisés d Europe, s explique principalement par les apports amont liés aux effluents traités des stations d épuration (STEP) de l agglomération parisienne, les rejets des STEPs intraestuariennes et les apports latéraux, principalement contaminés par les ruissellements des sols agricoles et pâturés, voire des rejets de STEPs. Une fois les bactéries rejetées dans l eau, leur devenir dépend de leur capacité à surmonter les stress abiotiques physico-chimiques (salinité, température, oligotrophie), et biotiques (broutage par les protozoaires, compétition avec les communautés microbiennes autochtones, lyse virale). Dans cet environnement, l aptitude à former ou intégrer des biofilms complexes comme le périphyton ou le microbiote du biota favorisera la survie de ces bactéries parfois pathogènes. En milieu estuarien, notamment dans la zone du bouchon vaseux caractérisée par une dynamique particulaire complexe, l état d association des bactéries aux Matières En Suspension (MES) devient un paramètre déterminant qu il faut mieux comprendre. L objectif de mon travail est (i) d étudier la distribution relative des bactéries indicatrices de la contamination fécale (E. coli et Enterococcus) et les bactéries pathogènes (Vibrio spp. et Aeromonas spp.) dans l eau et le sédiment (ii) d étudier le lien entre la dynamique sédimentaire et la dynamique microbienne par une approche multidisciplinaire et une démarche multi-échelle, visant à une caractériser différentes classes de particules sur le plan physique (microscopie à balayage/détecteur (MC)), chimique (éxopolysaccharides composition minéralogique (sonde EDX)) et microbiologique (approche cultivable, viabilité (ChemScan) et métagénomique). Dans le cadre du projet Dynapat du programme Seine Aval, un site d étude et une stratégie d échantillonnage ont été choisis (biofilm, copépodes, vasières, eau). Des expérimentations in-situ ont permis d élaborer un décanteur in situ pour isoler 4 classes de flocs en fonction de leur vitesse de chute : 3 fractions décantables (F, F et F3) et une fraction non décantable (F4). A la vue des résultats obtenus, il semble que E. coli soit spécifiquement associées à la fraction non décantable (F4). La composition minéralogique de cette fraction ne semble pas différer des autres fractions ; La taille des flocs qui la compose semble significativement plus petite de ceux présents dans les fractions décantables (F, F, et F3). L abondance d Enterococcus semble plus importante dans le fond de la colonne d eau qu en surface. Il a été observé une perte de la cultivabilité de E. coli et d Enterococcus dans les dix premiers centimètres de la couche sédimentaire. J.D.D. 05 MC Caen 5

9 Session : Milieux estuariens Sediment fluxes in the Seine Estuary: quantification and variability based on suspended solid concentration Flavie DRUINE, Robert LAFITE, Julien DELOFFRE, Romaric VERNEY, Jean-Philippe LEMOINE 3 UMR CNRS 643 Morphodynamique Continentale et Côtière, Batiment IRESE A, Université de Rouen, 768 Mont Saint Aignan Cedex, France, flavie.druine@etu.univ-rouen.fr IFREMER, Laboratoire DYNECO/PHYSED, PB Plouzane, France 3 GIP Seine Aval, Pole Régional de Savoirs, 5 Boulevard de l Europe, 7600 Rouen, France Estuaries are «critical» interfaces between continental systems and coastal seas. This complex area concentrates environmental, economics, societal and scientific issues. The evaluation of fine particle fluxes in estuaries is a key issue driving the morphological evolution of estuaries, habitat modification, siltation in waterways and estuarine water quality, arguing the need to develop a high frequency long term monitoring network. Quantifying suspended solid fluxes requires to estimate suspended particulate matter (SPM) concentrations in key compartments within the estuary, in order to capture the tidal scale and longer variability. In this context, since 0, the Rouen Port Authorities and GIP Seine-Aval has coordinated the SYNAPSES automated monitoring network, measuring physico-chemical parameters at 6 key stations from the fluvial compartment to the estuary mouth. In 04, each station has been equipped with an YSI multi-parameter probe, measuring ph, conductivity, salinity, temperature, dissolved oxygen, fluorescence and turbidity in sub surface and also close to the bed for the three downstream stations, which are located in the turbidity maximum zone. In association with SYNAPSES, the purpose of this study is to improve our understanding on the spatial and temporal evolution of SPM fluxes at the scale of the Seine. The question of sediment fluxes is complex as estuarine systems are subject to tidal cycles, rivers contributions and waves at the mouth, characterized by strong SPM concentration gradients, both horizontal (in water column) and vertical (from the land to open ocean). A methodological issue concerns the calibration of optical and acoustic sensors (indirect measurement) in mass concentration, regarding associated SPM features and collected water samples (measuring total suspended solid concentration, organic matter content, particle size distribution). Our study will examine the evolution of calibration relationships at various time scales (the tidal scale, the fornightly cycle and the seasonal scale). A main difficulty is related to the SPM behavior in estuaries: SPM form aggregates, whose size, shape and density, are strongly variable in time, in order to different processes. A methodology dedicate to calculate sediment fluxes from local measurements will be developped, hence evaluating associated uncertainly. The measurement campaigns start in January 05. The preliminary results of this study will be examined. J.D.D. 05 MC Caen 6

10 Session 3 : Systèmes côtiers Heterometric sediment and benthic micro-habitat: In situ and experimental approaches Maxime NAVON,, Olivier MAIRE 3, Jean-Claude DAUVIN,, Sandric LESOURD, Laboratoire Morphodynamique Continentale et Côtière, UMR 643, 4, rue des Tilleuls, 4000 Caen, France. Université Caen Basse-Normandie, Esplanade de la Paix CS 403, 403 Caen, France. 3 UMR CNRS 5805 EPOC, OASU, Station Marine d'arcachon, Université de Bordeaux, Rue du Professeur Jolyet, 330 ARCACHON The eastern Bay of Seine and its estuary are characterized by complex sediment structures with high spatial and vertical heterogeneities. As the result of different hydrodynamics forcing, estuary is a particular area with fine sediment accumulation. This complex system involves particular relationships between benthic species and the environment. Such species show several traits of life: burrowing, tubicoulous, surface and subsurface species. Moreover, species behaviour are different according to the sediment properties: stratification, texture, silt and clay contents Although benthic macrofauna and sediment relationship is often describe as the major factor structuring benthic communities, no spatial and temporal relationships has been highlighted in this area. So our study is focused on the relationship between species and sediment at the individual scale and on microhabitats. This work is included in the Original Heterometric Habitat (HO) program supported by GIP Seine-Aval. The aim of the study is to define the macrofauna vertical distribution to understand the sediment preference and the organism behaviour in a heterometric sediment context through two approaches. () In situ approach is composed by cores sampling. The cores are analysed with Computed-Aided Tomography scan (Cyceron Laboratory, Caen) to 3D visualize organisms and to determine volumetric space occupation by biogenic structures. The same cores are transversally cut to check the species out and to analyse sediment parameters (grain size, organic matter and other chemical components on XRF device). () Experimental approach aims to determine the macrofauna behaviour on heterometric sediment in mesocosms. Six species are selected: Owenia fusiformis, Lagis koreni, Nephtys spp., Abra alba, Phaxas pellucidus, Acrocnida brachata. Artificial cores are made with selected sediment according to different sediment types and structure. Luminophore tracer particle (fluorescent sediment particles) are added to follow the sediment reworking by the organisms and counted under UV light by a specific software developed in the Arcachon Marine Station. Then biodiffusion coefficients are calculated for each species, each sediment configuration and give information about sediment reworking for all configurations tested (species and sediment structure). These two approaches will give 3D picture on the organism position in sediment and will provide information on the manner how sediment structure acts on organisms and in return how organisms disturb sediment structure. J.D.D. 05 MC Caen 7

11 Session 3 : Systèmes côtiers Conséquences des activités anthropiques sur les producteurs secondaires et les réseaux trophiques de la Manche orientale Jean-Philippe PEZY, Jean-Claude DAUVIN Université de Caen Basse-Normandie, CNRS, UMR 643 MC, F-4000 Caen Le projet d implantation d éoliennes au large de Dieppe et du Tréport, ajouté à ceux de Fécamp et de Courseulles-sur-Mer pour le bassin oriental de la Manche, va entraîner un changement d occupation du domaine public maritime pour les zones concernées. Pour évaluer l impact sur l écosystème marin, il est nécessaire d avoir une bonne connaissance du milieu naturel (espèces présentes dont celles d intérêt économique, espèces protégées, biodiversité globale) et de son mode de fonctionnement (zones de pontes, de nourriceries, de rassemblement ) avant la mise en place des éoliennes. Pour le projet de Dieppe - Le Tréport, la société Eoliennes en Mer Dieppe et Le Tréport réalise en partenariat avec l Université de Caen Basse-Normandie et le laboratoire UMR CNRS MC une étude «écosystémique» de l ensemble des organismes qui se nourrissent de phytoplancton, de détritus et des autres invertébrés vivant au sein du site. L objectif est de caractériser et de quantifier la structure biologique et sa capacité de restauration ou d adaptation en vue d élaborer des méthodes et des procédures pour la réalisation des états initials et du suivi à long terme. L étude repose sur quatre séries d observation sur deux ans des compartiments zooplanctoniques (organismes de petite taille vivant dans la colonne d eau comme les petits crustacés copépodes), suprabenthiques (organismes vivant à l interface entre la colonne d eau et le sédiment, petites crevettes par exemple), macrobenthiques et mégabenthiques (amande de mer, palourde rose...). Des échantillonnages des poissons sont également réalisés afin de quantifier le transfert de biomasse du benthos aux poissons par analyse des contenus stomacaux. Une fois la connaissance de l inventaire des espèces et des liens trophiques («qui mange quoi») entre elle bien caractérisée, un modèle numérique de ce réseau trophique sera réalisée.. Cette étude permettra de caractériser les particularités de l écosystème du site du parc éolien de Dieppe Le Tréport. Dans un deuxième temps, une comparaison entre cet écosystème et celui de Manche orientale sera effectuée (zone marine comprise entre la longitude du Cap d Antifer à l ouest et le Pasde-Calais à l est). Cette comparaison permettra de distinguer les éventuelles différences locales du site par rapport au fonctionnement régional à l échelle de la Manche orientale. J.D.D. 05 MC Caen 8

12 Session 3 : Systèmes côtiers Ecosystem Approach of Marine Renewable Energy: Study of the impact on the food web of the construction and operation of the Courseulles-sur-Mer s Offshore Wind Farm and cumulative impacts Aurore RAOUX,, Jean-Claude DAUVIN,3,4, Nathalie NIQUIL Normandie Université UNICAEN, UMR Biologie des Organismes Marins et Écosystèmes Aquatiques (CNRS-708, IRD-07, MNHN, UPMC), Esplanade de la Paix, 403 Caen, France UNICAEN, Laboratoire Morphodynamique Continentale et Côtière MC, UMR 643 MC, 4 rue des Tilleuls, 4000 Caen, FRANCE 3 CNRS, UMR 643 MC, 4 rue des Tilleuls, 4000 Caen, France 4 CREC, Station Marine de l'université de Caen-Basse Normandie, 54, rue du Docteur Charcot, BP Luc-sur-Mer, France A changing climate due to fossil fuel emissions and increasing energy demands leads to a new focus on renewable energy sources. In accordance with political ambitions, the development of offshore wind farms along the west coast of France is rapidly increasing. In fact, the French government is planning the construction of six offshore wind farms. Among them, three will be built in the eastern part of the English Channel: the Courseulles-sur-mer (50 km², 75 wind turbines), the Fécamp (65 km², 83 wind turbines) and the Tréport (67 km², 6 wind turbines) offshore wind farms. The implementation of this type of infrastructure is a challenge for developers from technical, legal, social, and environmental points of view. Indeed, these offshore wind farms will integrate into an ecosystem already subject to a growing number of anthropogenic disturbances such as transportation, fishing, and sediment dredging. The construction of offshore wind farms raises then the problem of conflicts of interest. The possible effects of this cocktail of stressors on ecosystem functioning are still unknown, but they could impact their resilience, making them susceptible to changes from one stable state to another. Understanding the behaviour of these complex systems is essential in order to anticipate potential state changes, and to implement conservation actions in a sustainable manner. Behind this reasoning, my PhD thesis focuses on an ecosystem approach on the impacts of the Courseulles-sur-Mer offshore wind farms through the food web. My PhD thesis will develop along five steps: ) the description of biological compartments and of the flows between them (from phytoplankton to marine mammals) through the data of the Environmental Impact Assessment and the use of stables isotopes as organic matter tracers; ) the construction of an ECOPATH model, and a Linear Inverse Model based on a Markov Chain Monte Carlo method, the latter being a statistical model which quantifies the uncertainty associated with flows between preys and predators; 3) the characterisation of system emergent properties through the use of Ecological Network Analysis, which will be used as indicators of ecosystem stress and/or health, and to link system architecture to system functioning; 4) a sensitivity analysis of the food web to simulate the impact of reef and reserve effects; 5) an analysis of cumulative impacts (i.e., interaction of offshore wind farms with other human activities). This thesis will contribute to a better knowledge of the ecosystem functioning of the English Channel within an ecosystem-based management approach. J.D.D. 05 MC Caen 9

13 Session 3 : Systèmes côtiers Comparaison de la biodiversité macrozoobenthique de deux écosystèmes similaires : Les îles Kneiss (Golfe de Gabès, Tunisie) et bassin d Arcachon (France) Nawfel MOSBAHI,, Jean Claude DAUVIN et Lassad NEIFAR Laboratoire de Biodiversité et Ecosystèmes Aquatiques, Faculté des Sciences de Sfax, Université de Sfax, BP 7, 3038, Sfax, Tunisie. UNICAEN, CNRS, UMR 643 MC, Laboratoire Morphodynamique Continentale et Côtière, 4 rue des Tilleuls, 4000 Caen, France. Contact : nawfelmosbahi@hotmail.fr Par sa biodiversité remarquable, sa variété de paysages et sa richesse avifaunistique, le site des îles Kneiss et leur vasière représentent, sans doute, la plus importante zone de toute la Tunisie et unique en son genre en Méditerranée. L Archipel de Kneiss est fortement similaire au bassin d Arcachon par sa géomorphologie, la présence des vasières et des chenaux de marée et la spécificité de marnage (4 m pour Arcachon et.3 pour les îles Kneiss) et l existence des herbiers de Zostères (Zostera noltei), qui constitue un habitat privilégie pour de nombreuses espèces benthiques. L objectif de notre travail et de comparer la biodiversité macrozoobenthique associée aux herbiers de Zostères dans ces deux écosystèmes similaires, un total de 48 stations et 34 stations a été échantionné au cours des campagnes printanières respectivement pour le bassin d Arcachon et les îles Kneiss. L inventaire systématique de la macrofaune benthique a permis d identifier 48 espèces, parmi lesquelles 30 espèces sont communes, et de montrer que les îles Kneiss apparaissent plus diversifiées que le bassin d Arcachon. L évaluation de l état écologique de ces deux écosystèmes par les indices biotiques montre que le bassin Arcachon est plus dégradé que les îles Kneiss. Nous avons procédé à un regroupement des stations sur la base de leur similarité faunistique grâce à une classification ascendante hiérarchique (CAH) utilisant le coefficient de similarité de Bray- Curtis entre les abondances relatives des espèces. Un positionnement multidimensionnel (MDS) des stations dans un espace à deux dimensions utilisant comme distance de proximité celle de Bray- Curtis a aussi été réalisé. Ces analyses montrent l existence de deux groupes spatialement séparés chacun correspondant a l un de ces deux écosystèmes. Cette différence pourrait être expliquée d une part par la variation climatique et la variation de la qualité et la densité des herbiers pour les deux sites étudiés qui sont fortement perturbés p ar de nombreuses activités humaines. Mots-clés: Macrofaune benthique, biodiversité, les îles Kneiss, bassin d Arcachon, MDS. J.D.D. 05 MC Caen 0

14 Session 4 : Paléo-environnements Variabilité climatique dans la zone subarctique (secteur nord Atlantique) depuis les derniers millénaires : répartition géographique et forçages Marie NICOLLE, Maxime DEBRET, Nicolas MASSEI, Anne HORMES Université de Rouen, Département de Géologie, 768 Mont-Saint-Aignan, France Université de Gothenburg, Département des Sciences de la Terre, Suède Contact : marie.nicolle@etu.univ-rouen.fr L Arctique est une région clé par sa sensibilité aux changements climatiques. Sa façade Nord Atlantique est une zone riche en enregistrements et particulièrement étudiée. L étude s appuie sur des bases de données d enregistrements paléoclimatiques mises à disposition par le consortium international PAGES ainsi que d enregistrements complémentaires disponibles dans la littérature. La variabilité climatique est étudiée à différentes échelles: depuis les deux derniers millénaires jusqu à l échelle de l Holocène ( ans). Ce projet vise à définir à plus haute résolution la variabilité climatique millénaire à décennale de la zone Arctique-Nord Atlantique à partir de proxy de températures et précipitations. Dans un premier temps, les analyses portent sur les archives glaciaires des deux derniers millénaires, caractérisées par une haute résolution (annuelle) et une datation fiable. Les enregistrements sont analysés par différentes méthodes statistiques et de traitement du signal (transformée en ondelettes, analyse multi résolution, classification ascendante hiérarchique, composites ) afin de réaliser une étude de la variabilité climatique au-delà des tendances linéaires. Cette approche caractérise les séries glaciaires par les différents modes de variabilités présents au sein des enregistrements et en prenant en compte leur caractéristique non-linéaire. Elle est utilisée et applicable à la description de la variabilité de séries présentant des composantes apériodiques, du bruit et des transitions (ruptures). Outre la caractérisation de la variabilité climatique sur les deux derniers millénaires, l un des objectifs est de savoir s il est possible de faire le lien entre les données climatiques instrumentales récentes et les données paléoclimatiques. L analyse fréquentielle des séries paléoclimatiques permettra de répondre à un second objectif d identification des différents forçages naturels à la l origine de la variabilité climatique, qu ils soient océaniques/atmosphériques (gyre subpolaire, etc) ou solaire (externe). L expression de l influence anthropique sur la variabilité climatique naturelle de la zone Arctique-Nord Atlantique sera également l objet d une attention particulière. J.D.D. 05 MC Caen

15 Session 4 : Paléo-environnements Enregistrements à haute résolution des changements environnementaux dans les archives continentales par imagerie hyperspectrale Antonin VANEXEM, Maxime DEBRET, Yoann COPARD, Nicolas LECOQ, Charles VERPOORTER, Boris VANNIERE 3, Bernard FANGET 4, Benoit LAIGNEL MC, Université de Rouen, CNRS, Rouen LOG, Université de Lille, CNRS, Wimereux 3 EDYTEM, Université de Savoie, CNRS, Le Bourget du Lac. 4 Chrono-Environnement, Université de Franche-Comté, CNRS, Besançon L imagerie hyperspectrale est une méthode rapide et non-destructive pour caractériser les enregistrements sédimentaires. L interprétation des spectres de réflectance diffuse obtenus par la camera hyperspectrale permet un traçage semi-quantitatif à haute résolution des sources des matières organiques sédimentaires (MOS) produite in-situ ou provenant du bassin versant. L acquisition préservative du sédiment et le traitement automatique des images rendent possible l exploitation de grands jeux de données à très haute résolution. Alors que les études spectrales sur la matière organique des archives continentales ne distinguent qu un seul pool de MOS, les sources de MOS peuvent être différenciées d après les spectres de réflectance diffuse. Les matières organiques naturelles sont présentes sous forme d un continuum de dégradation sur les bassins versants. Cette évolution graduelle est une étape importante du cycle du carbone et permet d enregistrer les transformations des matières organiques en liens avec des paramètres climatiques et environnementaux. La productivité primaire lacustre peut être corrélée à la variation de l ensoleillement, la MOS récente provenant du bassin versant porte une information sur le type d écosystème, les charbons permettent d identifier les feux de forêt. La matière organique fossilisée, puis remobilisées à l affleurement des roches sédimentaires, renseigne sur les taux d érosion. Ces quatre sources de matière organique sont enregistrées indépendamment dans des archives caractéristiques : la MOS autochtone provient de la productivité primaire intra lac, l information portée par le spectre de réflectance diffuse est identifiée sur le lac Bastani situé en climat méditerranéen, et dont le sédiment enregistre une forte concentration de phytoplancton, ainsi que sur un lac norvégien en climat subarctique. La MOS récente à l échelle de temps géologique provient des plantes vasculaires du bassin versant et arrive sous forme de substances humiques dans les archives sédimentaires. La signature spectrale de la MO récente est identifiée sur les sédiments du lac Nino qui draine une tourbière en climat méditerranéen. Les charbons de bois portent une information sur les régimes hydriques passés et permettent de corréler des changements de végétation à l impact anthropique. La signature en charbon est identifiée sur le lac Bresson qui draine un bassin versant restreint où survient des feux de forêts. A l extrémité du continuum de dégradation, les matières organiques fossiles ont subi un cycle de diagenèse avant d être exposée à l érosion. La signature en MOS fossile est visible sur le lac Linevatnet au Swalbard dont le bassin versant présente un affleurement de houille. L évolution géochimique du matériel organique est reflétée par les propriétés spectrales des sédiments. La variabilité d indices spectraux spécifiques aux différents types de MOS traduit donc ces changements environnementaux. L étude montre ces relations en comparant différents indices sur des environnements représentatifs des MOS et sensibles au changement global. Des archives sédimentaires caractéristiques des sources de MOS sont décrites selon leur constituant organique représentatif au niveau des archives : pigments chlorophylliens, substances humiques, charbons de bois et houille. Ces marqueurs organiques produisent des données paléo-environnementales et climatiques à haute résolution sur les régimes d incendie, de productivité primaire et d impact anthropique. J.D.D. 05 MC Caen