SOUS L OCÉAN LA VIE SECRÈTE D UN VOLCAN

SOUS L OCÉAN LA VIE SECRÈTE D UN VOLCAN BIOLAVE, une expédition scientifique sur les coulées sous-marines du Piton de la Fournaise (Île de La Réunion) EXPOSITION Aquarium tropical de la Porte-Dorée - PARIS Eté 2013

Cet ouvrage a été réalisé en complément de l exposition «Sous l Océan, la vie secrète d un volcan. BIOLAVE, une expédition scientifique sur les coulées sous-marines du Piton de la Fournaise (Île de La Réunion)», présentée du 6 juin au 3 novembre 2013 à l Aquarium tropical de la Porte Dorée (Paris). Auteur : Jean-Pascal Quod Création graphique, mise en page : Néna Hendrick, Asconit Communication Editeur : Sylvie Vieillard, Asconit Communication Photographies : Alain Barrère : p. 4, 5, 6, 7, 13 Frédérique Bassemayousse : p. 3, 12 Frédéric Caillé : p. 1 Armand Daydé : p. 8 Franck Mazeas : p. 7 Jean-Pascal Quod : couvertures, p. 2, 6, 7, 9, 10, 11, 14, 15

Un des plus beaux spectacles que la nature peut nous offrir, quelques privilégiés l ont vu depuis les airs ou l océan : le choc thermique résultant du mariage de l eau et de feu pulvérise vers le ciel les laves incandescentes. Comme au début du monde. Pourtant, parfois, la lave trace son chemin dans un tunnel principal et se déverse directement dans les abysses. La rencontre du feu et de l eau, c est une des magies qu offre l île de La Réunion, et qui passionne particulièrement de nombreux naturalistes et scientifiques. Quand les coulées de lave du Piton de la Fournaise atteignent l océan comme en avril 2007, ce sont des millions de mètres cube qui s y écoulent avec des effets immédiats et à plus long terme, souvent peu connus. L ARVAM (Agence pour la Recherche et la VAlorisation Marines) et ses partenaires suivent particulièrement ces phénomènes depuis 2002 et leurs effets sur l écologie sous-marine de ce secteur sud-est de l île. Celui-ci est moins connu que la côte ouest car, de par les éruptions régulières et l absence de plateau continental, le récif corallien n a jamais disposé de temps suffisant pour s édifier à son rythme, c est-à-dire très lentement Par ailleurs, les conditions de navigation y sont souvent très difficiles, et l organisation d une expédition en mer dans ce secteur nécessite beaucoup d expérience et d adaptation car la météo y est capricieuse. Mais les observations et les découvertes scientifiques sont finalement au rendez-vous : l expédition BIOLAVE est un succès et méritait bien l exposition organisée à l Aquarium tropical de la Porte Dorée de Paris à l été 2013, ainsi que cette publication pour en conserver la mémoire. 1

L exposition BIOLAVE organisée à l Aquarium de la Porte Dorée, avec son aide, celle de l association Vie Océane, et l appui financier de la Région Réunion fortement investie dans la préservation de la biodiversité réunionnaise, a notamment visé à rendre compte de la richesse et de la diversité sous-marine de ce secteur, et cela alors même que les coulées de lave opèrent une «tabula rasa» régulière. Cet «effet phoenix» est un message encourageant de la capacité extraordinaire et totalement naturelle de l écosystème à se régénérer ainsi que pour encourager la préservation de l environnement marin dans le monde, et ne pas baisser les bras. Les choix scientifiques et conditions d exploration sont également exposées au tout public, car le naturaliste qu il soit amateur ou scientifique, comme chacun d entre nous, a encore à s émerveiller des conditions d une telle quête, de l utilisation de technologies toujours plus performantes, et de partenariats aussi, le volet humain n étant pas la moindre des richesses de BIOLAVE. «L exposition BIOLAVE a vu le jour grâce aux échanges qu ont souvent les scientifiques de ce domaine et les responsables d aquariums. Quand j ai pris connaissance de la mission BIOLAVE, de cette aventure humaine et de ses résultats, le montage d une exposition avec Jean-Pascal Quod s est imposé comme une suite logique afin d entraîner le public de l aquarium dans cette belle aventure scientifique. L Aquarium tropical de la Porte Dorée a pour objectif de contribuer à faire découvrir, aimer et respecter la biodiversité aquatique tropicale, notamment ultra-marine. L accueil de l exposition BIOLAVE est donc en parfaite cohérence avec les actions de sensibilisation déjà menées grâce aux collections vivantes et aux précédentes expositions de l aquarium.» Michel Hignette, Directeur de l Aquarium de la Porte Dorée «La sensibilisation du plus grand nombre à la nécessaire gestion durable des espaces littoraux rares et fragiles est un objectif majeur, que les porteurs de l expédition BIOLAVE ont donc également souhaité relayer au sein de leur démarche. Des associations existent pour appuyer les scientifiques dans ce travail, comme Vie Océane à La Réunion, créée il y a plus de 20 ans par des bénévoles pour participer à la préservation des littoraux tropicaux et plus particulièrement coralliens. Leur travail est important pour diffuser l information scientifique la plus rigoureuse auprès du grand public et notamment auprès des scolaires. L association Vie Océane, qui a étroitement collaboré à la réalisation de l exposition BIOLAVE, participe également à la connaissance et au suivi de la biodiversité, du fonctionnement et des mécanismes de dégradation de ces espaces.» Florence Trentin, Présidente de l association Vie Océane 2

L expédition BIOLAVE a pris forme après plusieurs observations scientifiques des effets des coulées de lave du Piton de la Fournaise dans la mer. En 2004, la formation sous-marine de pillows-lavas (laves en coussin) a été observée par les scientifiques de l ARVAM (Alain Barrère, Jean-Pascal Quod) et une équipe de tournage (Jean-Michel Bou, Christian Jacquet), une première en France. En 2007, l éruption du Piton de la Fournaise a offert aux scientifiques attentifs une autre merveilleuse découverte, avec la remontée d un grand nombre de poissons abyssaux, tués par les chocs thermiques et chimiques engendrés par la lave sous l océan. Les scientifiques, notamment de INTRODUCTION l aquarium de La Réunion, du Muséum de Saint Denis et du Muséum de La Rochelle confirment qu une quarantaine d espèces sont nouvelles pour La Réunion et une quinzaine pour la science. Dès l éruption terminée et la lave refroidie, les plongeurs ont pu observer que la vie reprenait sur les laves, avec des animaux et végétaux qu ils n avaient pas l habitude de voir ailleurs. Même les coraux bâtisseurs de récif faisaient leur apparition dès le troisième mois suivant la fin de l éruption. L expédition BIOLAVE a alors été imaginée pour dresser un état des lieux le plus complet possible de la biodiversité sur ce secteur et grâce à l implication de nombreux scientifiques, bâtir les hypothèses, puis les explications et des solutions applicables pour la sauvegarde des récifs coralliens et les nombreuses tentatives de réimplantation et de restauration de par le monde. L enjeu est en effet d importance nationale pour ce qui concerne les récifs coralliens ou encore la qualité des eaux littorales via, respectivement, l Initiative Française pour les Récifs Coralliens (IFRECOR), et la Directive Cadre sur l Eau (DCE). Les images et explications ramenées grâce à BIOLAVE ont vocation à renforcer notre intérêt collectif et la préoccupation que chacun de nous doit avoir pour l océan et la biodiversité, les coraux en particulier, et toutes les merveilleuses découvertes qui nous y attendent encore. 3

BIOLAVE s est déroulée sur 2 ans avec comme objectifs la caractérisation des fonds marins du sud-est de La Réunion et l inventaire de la biodiversité marine à différentes profondeurs. De nombreux partenaires scientifiques ont été impliqués soit, outre l ARVAM : laboratoire d ECOlogie MARine de l Université de La Réunion, Institut de Recherche de l Ecole Navale de Brest, Université de Provence, Aquarium de La Réunion, Ifremer, IRD, Réserve Naturelle Marine de La Réunion, Maison du volcan. Des partenariats techniques et financiers, des sponsors et partenaires privés ont aussi rendu possible cette aventure. Un bateau océanographique, trois de plongée et un de pêche, se sont relayés sur le secteur depuis le port de Sainte-Rose entre novembre 2011 et mars 2012. Au total, la phase d inventaire dans la zone des 30 mètres a nécessité plus de 220 bouteilles de plongée tandis que 29 lignes de palangres ont été déployées pour les pêches profondes. Après 2 plongées par jour, un laboratoire sur le site de l expédition était nécessaire pour traiter rapidement les prélèvements vivants et les données. Scientifiques, bénévoles, étudiants, logisticiens se sont ainsi relayés jour et nuit pour collecter, rapatrier, conserver, photographier et référencer un très grand nombre d échantillons. Pour recenser les espèces sous-marines présentes au pied du volcan, les sites d intérêt pré-identifiés au préalable ont été explorés selon des techniques différentes en fonction de la profondeur (P1, P2, P3). Ce paramètre influe en effet sur les conditions du milieu et la répartition des êtres vivants. Avec la profondeur, la pression augmente d une atmosphère tous les 10 mètres et la lumière diminue : dès les premiers mètres le rouge disparaît, puis le vert si bien que les plongées profondes finissent dans le bleu de plus en plus sombre. La lumière s éteint autour de 100 mètres sur les côtes de La Réunion où l eau est particulièrement claire. Les résultats obtenus sont exceptionnels! Près de 1 300 espèces ont été inventoriées au total au cours de la mission d exploration des fonds marins au pied du Piton de la Fournaise. Une richesse étonnante comparée à celle connue à l échelle de l île sur les 30 dernières années. Par exemple, dans les récifs coralliens de la côte ouest de La Réunion, la biodiversité est évaluée à environ 3 500 espèces, le récif corallien étant réputé être un écosystème parmi les plus diversifiés. Sur ces 1 300 espèces, 126 seraient nouvelles pour La Réunion et 13 pour la science. Cette liste n est pas définitive car la description de nouvelles espèces prend plusieurs années. Parmi les algues, 36 espèces seraient nouvelles pour La Réunion. Les algues et les hydraires sont 2 groupes pionniers que l on retrouve sur les surfaces nouvelles, les coraux n arrivant quant à eux qu un peu plus tard avec un genre caractéristique Pocillopora ou «corail chou-fleur». Plus profondément, là où la lumière est fortement réduite, ce sont les hydraires, les stylaster (coraux dentelle), qui dominent 6 ans après la fin de l éruption. 4

UN PAYSAGE MINÉRAL En l absence de plateau continental, la plongée a lieu dans un contexte souvent très abrupt, au paysage minéral. 7

DES LAVES SOUS L OCÉAN À chaque nouvelle coulée de lave, dès que le basalte s est refroidi, la vie se réinstalle. Depuis 500 000 ans ce processus se poursuit, agrandissant l île. Des laves en coussins (pillow-lavas) ont été observées sur les coulées de 2004 et de 2007, elles témoignent d un trajet tunnelisé sous l eau avant de se figer brutalement au contact de l océan. Rapidement, des balanes, des bryozoaires vont s installer sur ces laves encore tièdes. 6

La découverte d une gouttière de lave figée, en place, longue d une vingtaine de mètres, attise la curiosité des plongeurs. Elle est la preuve tangible qu un puissant et rapide flot de lave s est déversé directement sous l océan en direction des abysses. C est un livre ouvert sur la naissance d un récif qui s offre ici aux scientifiques. Comme sur terre, la vie s installe finalement rapidement dans la partie éclairée de l océan. Il faudra une trentaine d années pour passer de ce stade juvénile au stade «adolescent» d un récif, comme observé sur la coulée de 1977. 2007 LA GOUTTIÈRE 2009 2011 7

Illustration de la richesse en benthos et poissons, que découvrent les plongeurs en arrière plan. 10 10

ALGUES ET HYDRAIRES SE DISPUTENT L ESPACE De loin, la confusion peut être totale entre des animaux (les hydraires) et des végétaux (les algues) car ceux-ci colonisent horizontalement les surfaces nouvellement offertes. Au fur et à mesure que l habitat gagne en maturité, interagissent dans le temps et dans l espace un cortège d espèces originales puisque 36 espèces d algues et 20 d hydraires sont nouvelles pour La Réunion. Les coraux «chou-fleurs» (Pocillopora), également espèces pionnières, colonisent mais moins rapidement les substrats durs. 11

12 Des mérous bien installés, donc surement bien nourris, dans ce paysage d apparence minéral.

LA COULÉE ATTIRE DE NOMBREUX POISSONS Très rapidement après la fin d une éruption, des juvéniles de poisson peuplent en grande quantité les roches. L absence de prédateurs, la présence de nombreuses cachettes leur permet de survivre au-delà des espérances «normales» d un récif mature. BIOLAVE a montré que les communautés de poissons étaient plutôt en stratégie [r] qu en stratégie [K] donc adaptées à un milieu régulièrement «perturbé» : coulées volcaniques, cyclones, fortes houles,... 11

DE PETITS ÉDENS DES PROFONDEURS - 80 m. de profondeur. Le paysage semble à dominance minérale. Pourtant, de petits édens ont été découverts par les plongeurs, démontrant une vie animale luxuriante là où le relief est prononcé. Les coraux «dentelle» y occupent une place privilégiée et déploient ainsi leurs branches délicates pour capturer le plancton, associés à des éponges, des hydraires... Aux alentours, des poissons viennent visiter régulièrement cette biodiversité insoupçonnée depuis la surface. 12

Polypnus indicus Symphysanodon pitondelafournaisei LE BESTIAIRE DES ABYSSES Cyclichthys spilostylus Paraheminodus murrayi Xenolepidichthys dalgleishi Odontanthias borbonicus C est une pêche miraculeuse que les scientifiques ont fait en avril 2007. Des eaux sombres et glacées (5 C à 1000 mètres), sont remontés des poissons dotés de faciès incroyables, variant cependant selon qu ils sont proies ou prédateurs. Leur inventaire exact n est pas encore terminé et les campagnes supplémentaires réalisées en 2012 ont révélé de nouvelles espèces, preuve que l aventure naturaliste n est pas close sur les abysses du Piton de la Fournaise. Il y a également des crabes, et des crevettes qui disposent d un leurre très efficace : un jet d encre luminescent qui trompe leur prédateur. Ici la vie marine tourne au ralenti, alimentée par une pluie de déchets venant de la surface. Benthodesmus elongatus 15

DE JEUNES RÉCIFS CORALLIENS EN DEVENIR? Les spécialistes des récifs n en ont pas cru leur yeux en découvrant la biodiversité corallienne sur la toute jeune gouttière (coulée 2007) ainsi que sur la coulée de 1977, âgée d une trentaine d années. Sur cette dernière, le paysage minéral a disparu sous le peuplement corallien. Pourtant, s il n existe pas de récif proprement dit dans ce secteur de l île de La Réunion, c est parce que le secteur est caractérisé par une absence de plateau continental, un passage fréquent et destructeur des cyclones, des apports d eaux douces. Cette côte est appelée la côte au Vent par comparaison avec celle dite sous le Vent, plus protégée et donc favorable à l installation d un récif frangeant. 14

CONCLUSION Point chaud de la biodiversité terrestre, l île de La Réunion offre, outre ses somptueux paysages inscrits au Patrimoine Mondial de l UNESCO, des richesses sous-marines importantes. Clé de voute du bon fonctionnement de ces écosystèmes, la biodiversité marine reste pourtant encore incomplètement connue, notamment dans les zones difficiles d accès comme la zone du volcan. Environ 8 000 ans ont été nécessaires pour bâtir l actuel récif frangeant de Saint-Gilles- La-Saline (côte ouest). Les leçons apprises à partir des expéditions en mer de volcan fin 2011 et début 2012, et d autres recherches scientifiques, confirment l intérêt majeur de la région sud-est. Celle-ci a même surpris Gérard Faure, spécialiste des coraux et créateur du Laboratoire de Biologie Marine de l Université de La Réunion, qui en explorant la coulée de 1977 a découvert un paysage corallien plus riche et diversifié qu il ne l aurait imaginé. Les résultats de BIOLAVE interpellent également sur les connexions de ce secteur avec les récifs de l ouest de l île, ainsi qu avec les îles voisines de Maurice et Rodrigues. Ces interrogations apportent un éclairage nouveau sur les perspectives de conservation et de gestion des récifs dans le cadre de la Réserve Naturelle Marine, ou encore plus globalement de l IFRECOR. En effet, devant le constat d une dégradation alarmante de l état de santé des récifs depuis la décennie 80, des mesures doivent être apportées comme par exemple la mise en place de réserves marines (une réserve a récemment été créée à Sainte-Rose), la surveillance de l état de santé des récifs, y compris les maladies coralliennes, les algues présentes, etc. Tel est le challenge que s est donné l IFRECOR dans le cadre de son plan d action national, pour préserver la biodiversité mais aussi les services écologiques et socioéconomiques que les massifs coralliens apportent aux populations riveraines. Une meilleure connaissance de la structure et du fonctionnement des écosystèmes profonds devient une nécessité, d autant plus que l utilisation de technologies modernes d investigation permet des explorations efficaces pour un coût moindre que par le passé. Les indications permettant de suivre l état de l océan sont plus stables, comme le montre l exemple de l utilisation du requin zépine en tant qu indicateur. Les fonds abyssaux, enfin, sont source de progrès pour les biotechnologies marines. C était dans un tumulte de début du monde, lors d une plongée en 2004 sur les pillows-lavas, qu a commencé l aventure scientifique et humaine de BIOLAVE. Force est de constater, une quasi décennie plus tard, que beaucoup a été fait et beaucoup reste encore à faire notamment pour les habitats marins profonds de La Réunion. 15

DÉTAIL DE L EXPOSITION L exposition organisée à l Aquarium tropical de la Porte Dorée a présenté, en plus de 30 panneaux, le contexte très particulier des éruptions du Piton de la Fournaise et de ses effets en mer, ainsi que l organisation de l expédition BIOLAVE, les contraintes et choix scientifiques retenus. Quelques panneaux visent également à présenter en gros plans des espèces assez extraordinaires car emblématiques : crevettes, bernard l hermite, requins zépines notamment. Une dizaine de panneaux détaille enfin les résultats globaux mais aussi les plus originaux de ce projet de recherche. Les hydraires ont attiré l attention car ce sont les premiers animaux à s installer sur les laves juste refroidies après la fin de l éruption. Une formation très originale que les scientifiques ont appelée «gouttière» est devenue un site d observation privilégié car les coraux «chou-fleur» (Pocillopora) y sont apparus tout juste quelques mois après l éruption de 2007. Deux diaporamas, un film, un nouvel aquarium spécifiquement créé, ainsi que des vitrines avec pillow-lavas et poissons présentent aussi aux visiteurs une partie des richesses récoltées lors des plongées. 16

BIOLAVE est un projet aux multiples composantes, porté par l ARVAM (Agence pour la Recherche et la Valorisation Marine - Réunion). Il a été mené en collaboration avec l Oceanographic Research Institute (Durban Afrique du Sud), le Muséum d Histoire Naturelle de La Rochelle et l association Vie Océane. Il a bénéficié du soutien financier de l Europe, de la Délégation Régionale à la Recherche et à la Technologie, complété par des subventions du fonds Biome du WWF et du Crédit Agricole de la Réunion. La Région Réunion a financé l exposition avec l appui de l Aquarium tropical de la Porte Dorée. Cet ouvrage a été financé par la DEAL Réunion pour le comité local de l IFRECOR. Nos remerciements vont à tous les participants et partenaires de l expédition et de l exposition, sans qui ce beau projet n aurait pu se concrétiser. Imprimé en France par l imprimerie Brailly, juin 2013. 19

DEAL Réunion Direction de l Environnement, de l Aménagement et du Logement de La Réunion 2 rue Juliette Dodu 97706 Saint-Denis messag cedex 9 deal-reunion@developpement-durable.gouv.fr Aquarium tropical de la Porte Dorée Palais de la Porte Dorée - Aquarium Tropical 293, avenue Daumesnil 75012 Paris