Mission pilote 2022 – 2025
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Mission pilote 2022 – 2025

Nous proposons une mission pilote visant à mettre en œuvre les capteurs frugaux de Plankton Planet sur 3 Bâtiments de Soutien et d’Assistance Outre Mer BSAOMs de la Marine, pour une mesure du microbiome océanique réalisée durant 2 an dans les océans Pacifique et Indien par 10 étudiants de Sorbonne Université engagés comme Officier Biodiversité Volontaire Aspirant (VOAs). Ce projet pilote se déroulera en 2 phases, de juillet 2022 à août 2025, et permettra non seulement de valider et démontrer la pertinence de l’approche, mais aussi de répondre à des questions fondamentales en océanographie biologique.

PHASE I  préparatoire

 (07/2022 – 08/2023) 

Ia. Finalisation du kit complet d’instruments frugaux innovant pour la mesure du microbiome océanique (paramètres biotiques et abiotiques contextuels), et adaptation aux navires BSAM lors de tests intensifs à bord du ‘Rhône’ et de la ‘Garonne’ au large de Brest en mer d’Iroise, réalisés par un étudiant ingénieur stagiaire embarqué en automne 2022. 

Ib. Recrutement et formation de la première promotion de 4 étudiants de Master au kit P2-Bougainville et à la microbiologie océanique, parallèlement à la production de 4 kits complets accompagnés des protocoles d’utilisation des instruments et de gestion des données. Candidature au plus tard le 31 Janvier.

PHASE II opérationnelle

 (09/2023 – 08/2025)

IIa. En Septembre 2023, embarquement de 4 Officiers Biodiversité sur les BSAOMs basés en Nouvelle-Calédonie et à Tahiti, et réalisation, en autonomie et durant une année complète, du programme intégré d’observation, de mesure, de bancarisation, d’analyse, et de partage des données du microbiome océanique permettant de répondre à des questions fondamentales sur l’écologie et l’évolution du microbiome océanique au coeur du système Océan

IIb. En Septembre 2024, embarquement de 6 nouveaux Officiers Biodiversité sur les BSAOMs basés en Nouvelle-Calédonie, à Tahiti, et à la Réunion, pour une seconde année de mesure (procédure de candidature prévue pour la deuxième promotion sur la base de la première). Réalisation, en 2025, d’une analyse intégrative des données biologiques (images, ADN), physico-chimiques, et satellitaires, apportant une connaissance nouvelle sur les effets d’ile et les migrations nycthémérales du zooplancton sur la diversité et la structuration du microbiome océanique planétaire.

DÉPLOIEMENT À LONG TERME

Une fois démontrée la puissance de l’approche frugale coopérative, un plan de déploiement des outils (instruments, bases de données, et outils de visualisation/analyses des données) sera élaborée pour le long terme sur les bâtiments de la Marine et au-delà dans le monde maritime, des cargos de commerce aux voiliers de plaisance.

KIT D’OCEANOGRAPHIE FRUGALE “P2-BOUGAINVILLE”

A. Le collecteur à plancton ‘Diodon’, installé dans la salle des machines, permet de concentrer le microbiome océanique à partir de plusieurs de m3 d’eau prélevée directement sous le navire; B. Le système de filtration semi-automatique ‘Lamprey’, pour récolter la biomasse océanique invisible sur des membranes préservées pour des analyses de séquençage ADN au laboratoire ; C. Le ‘PlanktoScope’, un microscope quantitatif en flux, miniaturisé et peu coûteux (https://www.planktoscope.org), qui permet de prendre des milliers d’images de micro-plancton à partir d’un concentrat de plancton issu du Diodon; D. Le ‘frugal inline sensor system’, une série innovante de senseurs frugaux environnementaux (thermosalinographe à gauche, Rétrodiffusion et Chlorophylle à droite, PAR) pour mesurer en continu les paramètres physiques et (bio)optiques des masses d’eau analysées ; E. Le ‘Curiosity microscope’, un microscope numérique ultra-compact, modulaire et ludique, pour voir, photographier, et filmer les microbes marins et partager les observations sur une plateforme internet.

PLAN D’ÉCHANTILLONNAGE

A. La Zone Économique Exclusive (ZEE) française (en couleur) couvre 11 millions de km2 et tous les grands bassins océaniques, de l'équateur aux zones polaires; 8 patrouilleurs BSA(O)Ms parcourent chaque année l’ensemble de ce territoire. Les zones couvertes par les 3 BSAOMs sélectionnés dans le projet pilote de la Mission Bougainville sont encadrées. B. Le BSAM 'Rhône', sur lequel des essais préliminaires fructueux ont été réalisés en Novembre 2021 en mer d’Iroise, et le BSAOM ‘Le Champlain’ basé à la Réunion. C/D/E. Les Officiers Biodiversité seront affectés aux équipages des 3 BSAOMs couvrant (C) l’Océan Indien tropical à subpolaire avec les 8 îles françaises autour de Madagascar et les 6 îles des Terres Australes et Antarctiques françaises (2e campagne seulement); (D) le Pacifique Sud-Ouest entre la Nouvelle-Calédonie et Wallis-et-Futuna (8 îles principales, entourées de centaines d'îlots coralliens); (E) le Pacifique (sub)tropical Sud-Central à Nord-Est, avec les 118 îles formant les 5 archipels de la Polynésie française (5,5 Mio km2) et jusqu'à Clipperton. En tout, cela fait 140 îles qui sont visitées ou approchées par les BSAOMs, représentant une occasion unique pour comprendre les effets d'îles sur le microbiome océanique à l'échelle du bassin Indo-Pacifique global des zones (sub)tropicales à sub-polaires.

HYPOTHÈSES SCIENTIFIQUES

En plus d’initier une mesure pérenne du microbiome marin global par la Marine française, qui permettra de contrôler la santé des écosystèmes océaniques (biodiversité, espèces invasives ou toxiques, etc.) et leur évolution en fonctions des impacts globaux (acidification, réchauffement, de-oxygénation, etc) et des pollutions locales, le Projet Pilote de la Mission Bougainville tentera de répondre à deux questions fondamentales sur le fonctionnement du système Océan :

Combien et comment les îles impactent-elles le microbiome océanique?

Loin d’être un gigantesque désert bleu, l’océan est parsemé d’îles qui, en transformant la courantologie et en apportant des éléments abiotiques et biotiques dans l’eau environnante, transforment radicalement l’écosystème pélagique. Nos analyses satellitaires récentes (non-publiées) montrent que les îles auraient un effet sur la biomasse et la biodiversité océanique beaucoup plus étendu dans l’espace et le temps qu’on ne le pensait. Les territoires océaniques français de l’Indo-Pacifique, avec au moins 140 îles, offrent un laboratoire à échelle planétaire unique pour mesurer cet ‘effet d’îlein situ et dans une mosaïque de conditions biogéochimiques variées allant des zones (sub)tropicales à sub-polaires. Dans MB-pilote, les Officiers Biodiversité pourront non seulement estimer l’étendue géographique des ‘effets d’îles’ en temps réel, grâce à des nouveaux algorithmes d’analyse des données satellitaires, mais aussi et surtout vérifier ces estimations in situ en quantifiant leur impact sur (i) la biomasse du microbiome marin par les mesures des paramètres bio-optiques en continu et (ii) la nature des communautés planctoniques générées et leur intéractions par les mesures en imagerie (PlanktoScope) et génomique (Lamprey) environnementales.

Quel est l’effet des migrations verticales de zooplancton sur le microbiome océanique?

Le plus grand mouvement de biomasse sur notre planète correspond à la migration verticale du zooplancton dans l’océan global. Chaque 24h, le zooplancton planétaire migre à plusieurs centaines de mètres en profondeur durant le jour, et remonte chasser en surface la nuit, essentiellement pour échapper à la prédation visuelle par les poissons et autres nectons. Ce mouvement de vivant est de loin le plus important sur Terre, et il serait un des moteurs essentiels de la pompe à carbone biologique qui séquestre le CO2 atmosphérique sur des échelles de temps géologique. La migration du zooplancton devrait aussi avoir un impact radical sur le microbiome océanique de surface, or très peu de données jour/nuit existent à l’heure actuelle pour mesurer ce phénomène océanique fondamental. En se basant sur les données de l’échosondeur des BSAOMs pour suivre les migrations verticales du zooplancton, les Officiers Biodiversité procéderont à des mesures ‘frugales ’ du microbiomes de surface de jour et de nuit, aux extrêmes temporels fonctionnels de l’écosystème plancton. Ces mesures réalisées sur l’ensemble du bassin Indo-Pacifique sud et au cours d’une année complète apporteront une connaissance radicalement nouvelle de la dynamique et du fonctionnement de l’écosystème Océan.