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La photogrammétrie pour l’étude et le suivi des fonds sous-marins

Photo: Modèle 3 d’un massif coralligène réalisé par photogrammétrie (F. Holon et G. Marre)

La photogrammétrie est une technique qui permet de capturer la structure d’un habitat en 3D à un instant t à partir de clichés 2D. L’objectif de ce projet est d’améliorer/faciliter son utilisation en milieu marin pour l’étude des habitats sous-marins et d’en extraire une mine d’indicateurs, des plus simples (longueurs / volumes) aux plus sophistiqués (indicateurs de complexité structurale, reconnaissance de formes 3D,…). Leur comparaison dans le temps et l’espace permettra de suivre finement la qualité écologique des habitats les plus sensibles.

*Thèse de Guilhem Marre (2017-2020) : utilisation de la photogrammétrie pour l’étude et le suivi des habitats marins côtiers (financement CIFRE, accueil Andromède océanologie-MARBEC-TETIS) sous la direction de Sandra Luque et Julie Deter

*Contrat d’ingénieur de recherche de Cédric Krasnopolski (2018-2019) : automatisation et valorisation des modèles (financement labcom, accueil Andromède océanologie et MARBEC)

*Post-doctorat de Benoit Ropars (2017-2018) : développement d’un prototype d’engin d’assistance à l’acquisition (financement labcom, accueil ISEM)

*Stage de master de Cédric De Almeda Braga (2019) : Caractérisation 3D des récifs coralligènes (financement et accueil Andromède océanologie). Encadrement : G. Marre

*Stage de master de Aude Barthes (2019) : Identification des trajectoires non-linéaires de la biodiversité en régime de perturbation et exploration des caractéristiques écologiques spécifiques associés (financement labcom, accueil ISEM). Encadrement : V. Devictor

*Stage de master de Gailé Lejay (2018) : caractériser un herbier de posidonie d’après son modèle 3D (financement et accueil Andromède océanologie). Encadrement : G. Marre

*Stage de master de Aude Barthes (2018) : Mise en place d’un protocole de suivi d’herbier par photogrammétrie (financement labcom, accueil ISEM). Encadrement : V. Dufour

Esthétique et biodiversité des paysages sous-marins

Massif coralligène. Photo : Laurent Ballesta / Andromède océanologie.

La valeur esthétique des paysages et des espèces est un élément central de la conservation de la biodiversité, puisqu’elle fait intervenir les dimensions affectives et émotionnelles de notre rapport à la nature. Le lien entre biodiversité et perception esthétique demeure cependant peu étudié dans le cadre des services écosystémiques. L’objectif est de mieux comprendre et de quantifier le lien entre les différentes facettes de la biodiversité et la perception esthétique.

*Contrat d’ingénieur de recherche de Juliette Langlois (2018-2019) : Cartographie de la valeur esthétique des récifs coralligènes sur les côtes françaises de la Méditerranée (financement Agence de l’eau Rhône Méditerranée Corse, accueil MARBEC)

*Stage de master de Juliette Langlois (2018) : Cartographie de la valeur esthétique des récifs coralligènes sur les côtes françaises de la Méditerranée (financement : Andromède océanologie, accueil MARBEC). Encadrement : Nicolas Mouquet et Florian Holon

Indicateurs surfaciques d’état des herbiers de posidonie

Paysage d’herbier sous-marin à posidonie. Photo : Laurent Ballesta – Andromède océanologie

Une carte continue 1:10 000 des habitats sous-marins côtiers (0 à -80 m) existe pour la méditerranée Française depuis 2014. L’objectif est de tirer profit de cette carte pour calculer des indices paysagers spatiaux (composition, configuration) en lien avec l’état des habitats.

*Thèse de doctorat de Fabrice Houngnandan (2017-2020) : Rôle des Pressions anthropiques et de l’Environnement dans l’état des Herbiers de Posidonies de Méditerranée Française (financement Agence de l’eau Rhône Méditerranée Corse / région Occitanie, accueil MARBEC) sous la direction de Julie Deter et Sonia Kéfi

* Stage de master de Farah Benkhabcheche (2018) : Le savoir de pêcheurs et plongeurs locaux pour évaluer et comprendre la dégradation des herbiers sous-marins à posidonie en Occitanie (financement Agence de l’eau RMC, accueil ISEM). Encadrement : Julie Deter et Fabrice Houngnandan

*Thèse de doctorat de Thomas Bockel (2022-2025) : « AIS, imagerie et big data ; une approche innovante de l’étude et de la gestion des pressions anthropiques et de leurs impacts sur les écosystèmes marins côtiers de Méditerranée française (financement : ANR France Relance et Andromède océanologie, accueil : Andromède océanologie et MARBEC). Encadrants : Julie Deter et Nicolas Mouquet.

L’expédition Gombessa V

Les expéditions GOMBESSA  sont portées par Laurent Ballesta (Andromède océanologie). L’expédition scientifique Gombessa V « Planète Méditerranée » s’est déroulée en juillet 2019 entre Marseille et Menton. L’objectif était de développer une nouvelle technique de plongée (plongée à saturation en recycleur électronique) et permettre une première évaluation de la biodiversité et de l’état des eaux de lazone crépusculaire (environ -100 m) en lien avec les pressions humaines. Cette zone des -100 m (dite « crépusculaire ») est méconnue du fait de son accès difficile, pourtant, elle pourrait être essentielle au fonctionnement de la Méditerranée (refuge face aux pressions humaines et au réchauffement, frayères, repos, nourrisage, espèces rares et/ou inconnues, flux de carbone…). Elle abrite des récifs coralligènes formés par l’accumulation de squelettes d’algues calcaires. Cet écosystème clef de méditerranée abrite 1700 espèces et équivaut aux récifs coralliens par sa productivité et sa beauté.

Cette expédition fait intervenir de nombreux scientifiques dont certains de MARBEC commeNicolas Mouquet et David Mouillot. A l’aide de méthodes d’accès(plongée autonome à saturation) et d’étude innovantes(ADN, cloches benthiques, acoustique, photogrammatrie…), une équipe expérimentée, apportera les premières informations relatives à l’état de santé de la zone crépusculaire de Méditerranée. Le tournage Un documentaire scientifique (90 min) appelé « Planète Méditerranée » a été tourné et diffusé sur ARTE (disponible en VOD) ainsi qu’une version complémentaire scientifique (Planète Méditerranée, la mission scientifique, durée : 26 min), un livre « Planète méditerranée » est également disponible. Contacter Andromède océanologie pour toute demande de projection/rencontre.

*stage de Mathieu Bourgarel (2019) : co-organisation et valorisation de l’expédition Gombessa V (financement Andromède océanologie, accueil Andromède océanologie). Encadrement : Laurent Ballesta et Julie Deter

L’ADN environnemental en mer

L’ADN est une molécule présente dans les cellules de tous les êtres vivants, depuis les bactéries jusqu’aux macroorganismes les plus complexes. Les êtres vivants laissent également des traces d’ADN dans leur environnement via du mucus, des gamètes ou des excréments par exemple. Ces fragments d’ADN « libre » sont appelés « ADN environnemental » ou ADNe.

Utiliser l’ADNe pour inventorier la biodiversité marine offre l’avantage de détecter les espèces cryptiques et craintives habituellement non comptabilisées par des comptages visuels en plongée.

Pour maximiser notre efficacité de détection de l’ADNe potentiellement rare en mer, nous avons conçu en 2019, pour l’expédition scientifique Gombessa 5, une pompe sous-marine. Fixée sur un scooter, la pompe permet de filtrer l’eau directement in situet évite les contaminations liées à l’usage de multiples contenants (sacs ou bouteilles Niskin) et la filtration en surface.

Le nombre d’espèces détectées grâce à cette technique dépend de la base de référence génétique à disposition qui correspond à un « catalogue de séquences ADN » des espèces auquel on va comparer les séquences d’ADNe trouvées dans les échantillons d’eau. Grâce au partenariat Andromède océanologie / université de Montpellier / Spygen, notre base de références est capable de détecter 80 % du pool régional d’espèces de Méditerranée occidentale.

*stage de Nadia faure (2021) : étude de l’ange de mer (financement : projet ANGE : Agence de l’eau, OFB, Andromède océanologie, Bastia Offshore Fishing accueil CEFE). Encadrement : Julie Deter et Stéphanie Manel

*thèse de doctorat de Nadia Faure (2023-2026) : Utilisation de l’ADNe pour améliorer la conservation de deux espèces en danger : l’ange de mer commun et le grand dauphin. (Financement CIFRE ANRT/fondation Beauval Nature, accueil CEFE). Encadrement: Stéphanie Manel et Julie Deter