Download - Eléments traces métalliques, perturbations climatiques, upwelling et ...

Acronyme : EPURETitre : Éléments trace métalliques, Pollution,

Upwelling et REsources(01/01/2012 – 31/12/2015)

Site web : http://anr-epure.net

Séminaire ANR Changements Environnementaux

19-20-21 mars 2014

Consortium

• Projet porté par :–L. Tito de Morais, UMR LEMAR, Plouzané

Laboratoire des sciences de l’environnement marin (CNRS, Ifremer,IRD, UBO)Responsables Maroc : A. Benhra, INRH, Casablanca

R. Laë, IRD, Casablanca

• Partenaires :– UMR PRODIG, Paris (Resp. J.-Y. Weigel)

Pôle de Recherches pour l'Organisation et la Diffusion de l'Information Géographiques (CNRS, Univ. P1, P4, P7, EPHE, IRD)

– UMR LPO, Plouzané (Resp. E. Machu)Laboratoire de Physique des Océans (CNRS, UBO, Ifremer, IRD)

– UMR DO, Plouzané (Resp. A. Deschamps)Domaines Océaniques (CNRS, UBO)

– INRH, Casablanca (Resp. A. Benhra)Institut National de Recherche Halieutique du Maroc

Séminaire ANR Changements Environnementaux 19-20-21 mars 2014

Contexte et objectifs du projet• L’approvisionnement des populations en

protéines d’origine marine représente un enjeu majeur.

• La plus grande partie des captures provient du plateau continental (profondeurs < 200 m) et des zones d’upwelling (remontées d’eaux profondes riches en éléments nutritifs).

• Ces zones sont fortement anthropisées et sous la menace de pollutions d'origine terrestre et des changements globaux.


Contexte et objectifs du projet

Les modifications complexes des upwellings (remontées d'eau profondes), induites par les changements climatiques, ont un effet, actuellement mal connu, sur les courants côtiers. Dans la région qui fait l'objet de notre cas d'étude, certains éléments peuvent accréditer l’idée d’un renforcement local de la contamination par les éléments trace métalliques (ETM dont le Cd) lié aux changements climatiques.


Tâches


● P1 : Modélisation du devenir des masses d’eau enrichies en ETM à l’aide d’un modèle couplé physique / biogéochimie. K.Hilmi (INRH) et E. Machu ( LPO)

● P2 : Dosage des métaux trace (ETM) dans l’eau et leur spéciation, cas du Cadmium. S. Benbrahim (INRH) et R. Riso (LEMAR)

● P3 : Mesure des sédiments mis en suspension et déposés par les courants marins. S. Benbrahim (INRH) et A. Deschamps (DO)

● B1 : Enregistrements spatio-temporels (eau, sédiments, coquilles et otolithes). A. Benhra (INRH) et M. Labonne (LEMAR)

● B2 : Distribution et composition des échelons trophiques intermédiaires par acoustique et filets. O. Ettahiri (INRH) et A. Lebourges-Dhaussy (LEMAR)

● B3 : Évaluation des transferts de contaminants et des risques pour les écosystèmes et la pêche. H. Maaski (INRH) et R. Laë (LEMAR)

● S1 : Impact des contaminants, vulnérabilités environnementales et stratégies adaptatives de la filière pêche. M. Amrani (INRH) et J.-Y. Weigel (PRODIG).

Avancement et premiers résultats P1/P2


Cd-Dispersion

Particle counting(%, kgCd)

Upwelling Anthropogenic Anthropogenic - Upwelling

Estimation of Cd sources to the productive coastal zone (0-100km)

Upwelling : 700-1400 t/yr= Volume transport (4.106 m3/s) * [Cd2+] (0.05-0.1 µmol/m3)

Atmospheric deposition : 100 t/yr= Particle flux (5.106 tons/year) * [Cd in phosphate rocks] (40ppm)

Anthropogenic : 144-825 tons/year= Phosphogypse production (27.5.106 tons/year) * [Cd in phosphate rocks] (7-40 ppm) * Leaching rate (75%)

References : Aristégui et al. (2009), Yeats et al. (1995), Annual Report of Office Chérifien des Phosphates (2012), Gaudry et al. (2007), Al-Masri et al. (2004), Prospero (1996), Neuer et al. (2004)

Methods3D biogeochemical hindcast(ROMS-PISCES - 1/12° - 1980-2009)

Particle tracking (ARIANE lagrangian tool)

Particle release function of Cd sources-> Upwelling source waters (75-300m depth)-> Phosphate industry nearshore at 33°N

Avancement et premiers résultats P2


Quelques résultats préliminaires…


Variations spatiales de la Matière en Suspension

Ex. du Leg 1

• Couplage des prélèvements d’eau (filtration, pesée) et données de transmissiomètre optique

• 200 prélèvements• 57 échantillons en bordure de plateau non pris en compte• 94 échantillons (dont la fluorescence <0.5 ug/L) pris en

compte pour faire la régression (R2 = 0.81)⇒ Calibration des instruments acoustiques (ADCP, SMF)

pour établir l’équivalence NTU – g/L

⇒ Variations spatiales en relation avec les courants : flux de matière

• Comparaison de deux profileurs multifréquence: TAPS et Aquascat

• Répartition spatiale des courants mesurés (ADCP 600 kHz)

• Thermocline et ondes internesHypothèse :

- désintégration des ondes internes en solitons- les ondes internes induisent un mélange important en bord de talus

Modélisation préliminaire 2D (modèle HYCOM) de la marée interne : - longueur d’onde : 24 km - célérité : 2 km/h (visible en ¼ h pour une vitesse de navire de 10 km/h)

• Visualisation 3D du front de l'upwelling



=> front de l’upwelling en 3D

Température et profondeur (Leg 3)


Avancement et premiers résultats B1- Onze points de prélèvement- 3 espèces de niveau trophique différent:

Merlu, Pageot, Sardine- Prélèvement de Muscle, Foie, Branchies,

Intestins et d’Otolithes- Collecte de coquilles fossiles à Laayoune- Collecte de Lichens

Echantillonnage à Terre

Organes mous: Lyophilisation →

Minéralisation → Dosage ICP-MS

Otolithes entiers: Dissolution acide →

Dosage ICPMS

Otolithes – transects: Inclusion et coupes

→ Dosage LA-ICPMS

Protocole de traitement:


Avancement et premiers résultats B1

Echantillonnage en mer

ANTEA: campagne périodes fort (EPURE-1) et faible Upwelling (EPURE-2)

27 stations d’échantillonnage

- Chalutage de fond- Chalutage pélagique- Dragues- Multinet


Avancement et premiers résultats B1Dosages Nb Echt Avancement Fin des dosages

Otolithes entiers 198 70% Avril 2014

Otolithes transects 66 - Avril 2014

Muscle et Foie 396 - Juin 2014

Branchies 198 - Octobre 2014

Coquilles 30 -

Lichens 6 -

Nb Espèces

Nombre d’échantillonsEPURE-1 EPURE-2

I II III I II III

Céphalopodes 4 16 20 12 36 40 28Poissons de fond 38 124 48 120 96 132 92Poissons pélagiques 11 48 28 76 28 32 4Requins et raies 7 0 4 16 12 8 20Bivalves 8 0 0 4 16 8 24

Zooplancton 6 6 6 6 6 6

Total 68 198 106 234 198 226 174

Fin des dosages: Octobre 2014


● Données profileur TAPS : résultats préliminaires à confronter et valider avec les résultats des analyses des traits de plancton.● Analyse des échantillons du multinet et du filet vertical : en cours à l'INRH. Taxonomie et détermination des biovolumes + analyse de contamination.● Données multifréquence sondeur ER60 : recrutement au 1er février d'un ingénieur pour 1 an. Correction, nettoyage des données : en cours à Brest, en préalable au traitement.● Chaluts à micronecton : analyse des compositions et analyse de la présence de contaminants : en cours à l'INRH.● Comparaison échogrammes/paramètres d'environnement.



- 2 campagnes sur l’ ANTEA: juillet et novembre / décembre 2013

- Compartiments échantillonnés : - Sédiments (vase) - Tissu ( Foie et muscle) : Zeus faber (en majorité)

- Partie biologique : Dosage des Métallothionéines (MT) dans les différents organes d’accumulation (janvier 2014)

- Partie chimique :Analyse des échantillons par HR-ICP MS (mars 2014)



Suivi des effets de la contamination métallique (Métallothionéines)

• Estimation des effets sur les pêcheries et les segments de filière halieutique de manière à pouvoir évaluer les pertes quantitatives et qualitatives directes.

• Conséquences sur la rentabilité par métier, sur le niveau et la formation des prix par segment de filière.

• sur la création de valeur ajoutée et d’emploi, • sur la réorganisation forcée des marchés et la

perte éventuelle de labellisation.


Avancement et premiers résultats S

• Il a été retenu de travailler sur les filières «sardine» et «bivalves».

• Elaboration du cadre méthodologique de reconstitution des deux filières.

• Intégration des données économiques sur le volume, la valeur, l’emploi et valeur ajoutée, pour les pêcheries et les secteurs aval.

• Quatre principales zones retenues: Laayoune, Dakhla, Tan Tan, Safi/El Jadida.



• Résultats préliminaires :• Reconstitution des comptes d’exploitation

par flottille et système de partage décrit.• Première modélisation visant à

l'optimisation de l'allocation de débarquements de ressources halieutiques et examen d’un scénario de baisse des débarquements liée à une potentialisation de micro-contaminants.



• Représentation spatialisée d’une filière « pêche »: méthode de traitement des données en vue de la valorisation cartographique d’effets prévisibles de la potentialisation de micro-contaminants (filière sardinière).

• -> script de transformation des données en couches d’information pour visualisation, analyse et cartographie dans un logiciel de type SIG; réalisation de 30 cartes.



• Vulnérabilité de segments d'une filière pêche à l’équilibre et en cas de perturbations liées à une potentialisation de micro-contaminants ;

• Réalisation d’un modèle dynamique traduisant la compétition entre segments de filière à partir d’une matrice de données (ports ou lieux de débarquement, volume, valeur, usage, destination, variables économiques et sociales) ;


Travaux en cours : S

• Test d'une hypothèse d’une baisse de la ressource liée à une potentialisation des micro-contaminants ;

• Estimation des coefficients du modèle et simulation de l’impact par zone de débarquement ou stock (A,B, C) sur la vulnérabilité de chacun des segments de la filière dans chacune des zones ;

• Difficultés : Hétérogénéité de la filière sardinière, à la fois structurelle (différents types de pêche et de valorisation) et géographique, ainsi qu'à l'éclatement des données entre plusieurs institutions


Travaux en cours : S

Perspectives : expérimentation

À l'INRH

• Au moins 3 niveaux trophiques (phytoplancton, microcrustacés, poisson)

• Deux compartiments (eau, organismes)

• Un, seul contaminant : le cadmium sous forme chlorure

• Plusieurs niveaux de contamination

À Brest

• 3 espèces dont le Bar

• Nourriture contaminée

• Un, seul contaminant : le cadmium sous forme chlorure

• Plusieurs niveaux de contamination

Premiers résultats attendus en décembre 2014

Niv. 1 Phyto. : Chlorophycée

Niv. 2 µcrustacé. : ArtemiaNiv. 3 Poisson. : le Bar

Dissémination et valorisation

• Site web• 4 thèses en cours• Mission d'échanges / collaboration et

stages de recherche / formation • Communications à congrès• Diffusion de l'information auprès des

décideurs• Articles scientifiques
