Biogéochimie

Présentation du thème 1 de l'équipe environnement sur les études biogéochimiques des bassins d'élevage de crevettes.

Les études menées au sein de l’Ifremer sur la crevetticulture dans le cadre du programme DESANS (2002 – 2006) suggèrent qu’un milieu assujetti à des variations environnementales sévères serait favorable à l’expression et à l’intensification des épizooties (équipe PIE) observées dans les bassins d’élevages (Lemonnier et al., 2006 ; 2010 ; Lucas et al., 2010). Même si certains facteurs de risque liés à l’environnement ont été définis (e.g. Mugnier et al., 2008), la compréhension du fonctionnement de ce milieu soumis à une dynamique rapide reste insuffisante pour comprendre l’émergence des maladies. Dans le cadre du programme Deduction1 (2007 – 2011), différentes méthodes permettant de mesurer certains facteurs de risque environnementaux afin d’anticiper sur leur occurrence ont été définis (Debenay et al., 2009; Pusceddu et al., 2011, Della Patrona et al., 2012).

Le projet ECOBAC (2011 – 2015), une des composantes du programme Deduction² (2012 – 2015) repose sur l’hypothèse qu’un meilleur contrôle de l’environnement bassin permettrait de limiter l’émergence et l’impact des maladies. Pour atteindre cet objectif, nous nous proposons d’analyser la dynamique des flux biogéochimiques à l’interface eau-sédiment, processus qui ont été identifiés comme clés pour la stabilisation de cet agrosystème (Herbland et Harache, 2008). En plus de caractériser le couplage bentho pélagique, nous essaierons de reproduire les changements environnementaux observés en bassins pour en étudier les conséquences sur les communautés microbiennes. Les résultats seront intégrés dans un modèle biogéochimique de couplage bentho-pélagique précédemment développé pour le lagon Sud-Ouest de Nouvelle-Calédonie (Hochard et al., 2010), le but final étant de fournir aux aquaculteurs des éléments prédictifs leur permettant de minimiser les fluctuations de leur milieu d’élevage.

En fonction des résultats obtenus, des solutions de sortie de crise pourront être envisagées et testées.
Le projet se découpe en plusieurs axes :

Axe 1 : Mise au point et validation des outils (2010 - 2011)
  • Les mésocosmes,
  • L’analyse des processus biogéochimiques dans la colonne d’eau, à l’interface eau-sédiment et dans le sédiment ?
  • Le système d’acquisition en continu de paramètres environnementaux dans les mésocosmes,
  • La thermorégulation dans les mésocosmes,
  • La mesure automatisée des radiations photosynthétiques actives ou PAR dans l’air sur le site de Saint-Vincent.
Axe 2 : Etudes des flux biogéochimiques et métabolisme dans des élevages de crevettes (2011 - 2013)
  • Etude en mésocosmes de l’influence de la densité et de la bioturbation sur la dynamique des communautés microbiennes (2011).
  • Etude en mésocosmes de l’influence de la densité et du renouvellement en eau sur le métabolisme et les flux biogéochimiques à l’interface eau-sédiment (2012).
  • Suivi des flux biogéochimiques à l’interface eau-sédiment et du métabolisme dans un bassin de crevettes lors d’un cycle d’élevage (2012).
Axes 3 : Modélisation (2012 – 2013)

Notre étude de modélisation s’appuiera sur un modèle de couplage bentho pélagique précédemment développé pour le lagon Sud-Ouest de Nouvelle-Calédonie (Hochard et al., accepté). Ce modèle à été spécialement conçu pour l’étude des échanges à l’interface eau sédiment en milieu peu profond. Ce dernier prend en compte la production primaire benthique par le microphytobenthos, ainsi que les phénomènes de resuspension, tout deux essentiels pour la compréhension de tels systèmes. Des simulations préliminaires ont été réalisées avec le modèle benthique dans des conditions réalistes d’élevage. Cet outil présente une base de départ adaptée par rapport à notre problématique scientifique. Les différentes approches d’observations et d’expérimentations misent en place dans le cadre du projet ECOBAC fourniront les données nécessaires pour une amélioration du modèle. Le but de cette action est d’obtenir un outil permettant de simuler des dynamiques d’eutrophisation dans des milieux peu profonds.

Axes 4 : Recherche de solutions alternatives (2012 – 2015)
  • Cet axe est fondé sur l’hypothèse que des pratiques alternatives, comme la polyculture (crevettes + poissons), pourraient permettre de réduire l’émergence et donc l’impact des vibrioses. En effet, il a été montré en Asie du Sud-Est un possible contrôle d’un Vibrio pathogène (Vibrio harveyi) dans des bassins d’élevage de crevettes en y associant des poissons ou des mollusques (e.g. Tendencia et al., 2006). A cette fin, il est intéressant de tester l’élevage d’un poisson herbivore qui se nourrit d’épiphytes et de microalgues, voire de macroalgues le cas échéant, qui se développent dans les bassins grâce à l’azote non utilisé par les crevettes ou rejeté par celles-ci. Il est possible d’émettre l’hypothèse selon laquelle cette co-culture permettra de modifier suffisamment le fonctionnement de cet écosystème pour le rendre plus favorable à l’élevage des crustacés. Ce travail est actuellement conduit dans le cadre de la Thèse de Mr Trung Luong Cong (2012 – 2013).
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Les partenaires scientifiques :
  • IRD-Nouméa,
  • Université de Nouvelle-Calédonie (UNC)
  • CNRS/UPMC - Observatoire Océanologique de Banyuls/mer.