sujet 2011

Proposition de stage de master 2
Cartographie quantitative des nourriceries côtières et estuariennes
de sole dans le golfe de Gascogne : identification des habitats
essentiels, estimation d’abondance et analyse des fluctuations du
recrutement
Le Pape O.1, Brind’Amour A.2, Rivot É.1, Baulier L.13, Huret M. 3, Archambault B.
1. Laboratoire d’écologie halieutique, UMR 985 Agrocampus Ouest, Inra Ecologie & Santé
des Ecosystèmes, Agrocampus Ouest, 65 rue de St Brieuc, CS 84215,35042 Rennes,
France
2. IFREMER, Département Ecologie et modèles pour l’Halieutique, BP21105, 44311
Nantes, France
3. IFREMER, Département Dynamique de l'Environnement Côtier. BP70 29280 Plouzané,
France
Des habitats côtiers et estuariens essentiels mais menacés
Les écosystèmes côtiers et estuariens sont extrêmement riches d’un point de vue biologique et
jouent un rôle essentiel de part leurs fonctions naturelles. De nombreuses espèces de poissons
et d’invertébrés passent notamment au cours de leur cycle biologique (période juvénile) par
des habitats restreints et instables que sont les nourriceries situées dans ces secteurs. Ces
écosystèmes sont essentiels pour la croissance des jeunes poissons qui y restent concentrés
durant leurs premières années de vie. Par conséquent, le renouvellement de ces ressources
marines est conditionné par l’importance de la biomasse féconde du stock et la survie des
stades précoces (œufs et larves pélagiques) mais aussi par la contribution des nourriceries où
se développent les juvéniles.
Cas d’étude
Le projet proposé porte sur la population de sole commune Solea solea du Golfe de
Gascogne, population présentant un intérêt particulier comme modèle d’étude du fait de sa
dépendance à des nourriceries côtières et estuariennes durant les premières années de vie. De
plus, des travaux antérieurs conséquents permettent de disposer d’un corpus de connaissance
solide sur le cycle de vie de cette espèce, notamment au cours des jeunes stades (Dorel et al.,
1991 ; Le Pape et al., 2003ab ; Le Pape et al., 2007 ; Nicolas et al., 2007 ; Kostecki et al.,
2010 ; Kopp et al., sub) et de séries historiques de données de campagnes en mer et
d’évaluation des stocks. Il s’agit par ailleurs d’une espèce d’importance économique majeure
pour les pêcheries du Golfe de Gascogne.
Une approche préalable a permis de réaliser une première évaluation quantitative des habitats
de nourricerie à l’échelle de la population de sole par couplage entre des modèles statistiques
basés sur les descripteurs physiques de l’environnement et un système d’information
géographique. Cette approche a permis d’estimer l’importance respective des différents types
d’habitats, et notamment de souligner le caractère déterminant des vasières peu profondes et
des secteurs estuariens (Le Pape et al., 2003a). Toutefois ce travail basé sur des descripteurs
de bathymétrie, de structure sédimentaire et d’influence estuarienne peu détaillés avait deux
lacunes majeures. D’une part, la variabilité résiduelle de ces modèles était considérable et
seule une part limitée de la répartition spatiale des juvéniles était expliquée. D’autre part, cette
approche n’a pas été utilisée pour générer des indices d’abondance des juvéniles de sole,
analyser le lien avec les autres stades du cycle de vie et comprendre les fluctuations du
recrutement, en lien avec les variations des paramètres environnementaux. En conséquence,
ce projet aura deux objectifs principaux :

- L’étude de la répartition spatiale des juvéniles de sole au sein de leurs nourriceries et la
caractérisation de leurs habitats préférentiels. De nouveaux modèles seront développés afin de
décrire quantitativement les habitats de juvéniles de sole à partir de données de campagnes
côtières et de descripteurs du milieu. Les connaissances acquises récemment sur la
fonctionnalité de nourricerie de ces milieux, en lien avec leur dynamique trophique (Nicolas
et al., 2007 ; Kostecki et al., 2010 ; Kopp et al., sup) contribueront à choisir les descripteurs
les plus pertinents pour développer ces modèles. L’utilisation de séries temporelles plus
longues, de données bathymétriques et sédimentaires plus fines et d’informations
additionnelles sur les caractéristiques hydrodynamiques des côtes du golfe de Gascogne,
issues de modèles hydrodynamiques (panaches estuariens, exposition à la houle) devrait
permettre d’augmenter significativement le pouvoir explicatif et la fiabilité de ces modèles
d’habitats. Il s’agira par ailleurs de choisir une méthode statistique robuste permettant
d’associer à un peuplement donné, un niveau de valeur de l’habitat en tant que nourricerie.
Pour ce faire, les méthodes de statistiques bayésiennes (Rivot et al., 2004) seront utilisées afin
de standardiser l’allocation, c’est à dire d’attribuer à un habitat donné, un niveau de capacité
reflétant sa fonctionnalité de nourricerie. Par couplage entre ces modèles statistiques et un
système d’information géographique qui intègre la surface respective des différents habitats,
cette approche permettra d’évaluer l’importance des différents types d’habitats pour le
renouvellement de la population et d’estimer, pour les deux premières cohortes (individus nés
dans l’année ou juvéniles de l’année antérieure), des indices d’abondance annuels des
juvéniles de sole.
- Sur la base de ces indices d’abondance, il sera possible, dans une seconde phase, d’analyser
les facteurs environnementaux susceptibles d’affecter la dynamique du recrutement et les
fluctuations interannuelles d’abondance de cette population. Des travaux menés dans le cadre
d’un programme plus large seront utilisées à cette fin. D’une part, une approche en cours par
couplage entre un modèle hydrodynamique et un modèle individu centré de dérive larvaire
permettra de disposer de données sur les apports larvaires et leurs fluctuations interannuelles.
Par ailleurs, les données des groupes d’évaluation permettent de disposer chaque année
d’estimation de la structure de la population pour les cohortes plus âgées ainsi que de la
biomasse féconde à l’échelle de la population (ICES, 2010). Suivre le devenir des cohortes
depuis la ponte, en lien avec la biomasse féconde, la dérive larvaire, les jeunes stades sur les
nourriceries jusqu’aux cohortes plus agées, en lien avec les conséquences des paramètres
environnementaux sur le recrutement (température ; Hermant et al., 2010 & débit des fleuves ;
Le Pape et al., 2003b ; Kostecki et al., 2010) devrait permettre d’avancer sur la
compréhension de la dynamique de la population et l’importance de la vie juvénile en milieu
côtier sur son renouvellement.
Références bibliographiques
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Rivot E., Prévost E., Parent E., BaglinièreE J.-L., 2004. A Bayesian state-space modelling framework
for fitting a salmon stage-structured population dynamic model to multiple time series of field data.
Ecological Modelling, 179: 463-485
Logistique
Contact
Pr Olivier Le Pape, tel : [phone], email : [email protected]
Encadrement
Stage de master 2 recherche, qui se déroulera en temps partagé entre Agrocampus Ouest
(Rennes) et IFREMER (Nantes)
Cadre de l’étude
Projet européen Vectors (http://www.marine-vectors.eu/).
Rémunération
1/3 du SMIC