« ACIDIFICATION DES OCEANS »

Commissariat général au Développement
durable
Direction de la recherche et de l’innovation
Service de la recherche
Date de publication de l’appel :
Date limite de réception des projets : 30 octobre 2015 minuit.
(sous forme numérique)
Contacts :
Pierre-Edouard GUILLAIN (Fondation pour la recherche sur la biodiversité, directeur)
[e-mail]
Hélène SOUBELET (MEDDE / Service de la recherche, chef de la mission Biodiversité et gestion
durable des milieux)
[e-mail]
APPEL À PROPOSITIONS DE RECHERCHE
« ACIDIFICATION DES OCEANS »

1
Synthèse des connaissances
Une conséquence connue de l’augmentation de la concentration atmosphérique du dioxyde de
carbone sur les océans est leur acidification. Les océans participent effectivement au cycle du
carbone en absorbant une partie de ce gaz. Ainsi, depuis 200 ans, les océans ont absorbé une
quantité équivalente à plus du tiers des émissions anthropiques de carbone fossile. Cette absorption
se traduit par une augmentation de la concentration en ion hydrogène ou la diminution du pH de
l’eau de mer. Les conditions de pH ont des effets divers sur bon nombre d’espèces, entrainant une
modification de la composition et donc du fonctionnement dés écosystèmes. En particulier, les
espèces dont le squelette ou la coquille est calcaire, comme les coraux ou les coccolithophoridés,
sont généralement impactés par la diminution du pH dans les océans, mais des conséquences
physiologiques (métabolisme, communication chimique,…) pour des espèces non-calcifiantes sont
également à craindre. A ce jour, les effets observés sont un taux de survie moindre et des tailles
inférieures sans qu’on dispose d’un modèle général de lien entre diminution du pH et la physiologie
des organismes. Cependant, certaines espèces semblent mieux supporter les réductions de pH,
comme dans la zone benthique certaines macroalgues ou phanérogames marines, et dans la zone
pélagique certaines espèces de phytoplancton.
Au-delà d’un impact immédiat, une des grandes questions posées porte sur la capacité d’adaptation
des espèces en fonction du rythme d’évolution de l’acidité des océans. Plusieurs études ont d’ores et
déjà montré des capacités d’adaptation sans pour autant permettre d’arriver à définir des modèles
d’évolution des écosystèmes ou des scénarios développés.
L’évolution temporelle du pH n’est pas non plus uniforme sur l’ensemble de la planète. C’est en
particulier dans les eaux froides et dans certains courants marins, les up-wellings, que l’impact de
l’acidification devrait avoir les conséquences les plus précoces car ces eaux sont relativement
proches de la sous-saturation en carbonate de calcium.
Enfin, l’acidification reste un des paramètres parmi d’autres pressions qui s’exercent sur les
organismes marins dans un contexte de changement global : augmentation de la température,
augmentation de la stratification et diminution de l’injection de sels nutritifs depuis la sub-surface
dans la zone euphotique, modification des courants marins, modification des apports d’éléments
nutritifs et de carbone par les rivières et des dépôts atmosphériques…
L’appréhension des effets des multiples pressions anthropiques sur la biodiversité marine n’est pas
chose aisée. En particulier, le lien entre d’une part les projections climatiques et l’évolution des
teneurs en gaz à effet de serre et d’autre part la nature et la distribution de la biodiversité fait
actuellement défaut.
Or les bénéfices que les sociétés humaines tirent des services écosystémiques des océans sont
conséquents : pêche, aquaculture, conchyliculture, activité touristique, protection des littoraux… Des
changements profonds et rapides des écosystèmes exploités par l’homme auront des conséquences
économiques et sociales très importantes, d’autant plus si aucune stratégie d’adaptation de ces
activités ou de gestion des risques côtiers n’est mise en œuvre. Le cahier technique N°75 de la
Convention sur la diversité biologique consacré à l’acidification des océans chiffrait à plus d’un
milliard d’euros par an à partir de 2100 le coût de l’inaction dans ce domaine. Le troisième atelier
international sur les impacts socio-économiques de l’acidification des océans tenu à Monaco en 2015

2
a permis de faire le point sur ces aspects. En particulier, il a permis de montrer l’hétérogénéité
spatiale des conséquences, ainsi que le peu d’études sur les services écosystémiques non valorisés
économiquement actuellement, comme les services de protection face aux risques de submersion ou
les services culturels et récréatifs. L’atelier a été aussi l’occasion de souligner la faiblesse de la prise
en compte des zones côtières dans les études liées à l’acidification des océans, zones qui pourtant
concentrent les populations humaines et les activités économiques liées à l’exploitation du milieu
marin.
La France, par sa présence dans tous les océans, possède le deuxième espace maritime et porte
notamment la responsabilité d’écosystèmes particuliers avec les barrières de corail présentes dans
l’Océan indien (Réunion, Mayotte) en Nouvelle-Calédonie, dans les Antilles ou en Polynésie. Par
ailleurs, les secteurs de la pêche et de la conchyliculture représentent un poids économique
important. La France est donc confrontée dès maintenant aux enjeux posés par l’acidification des
océans. Pour autant, la littérature scientifique reste a priori peu développée sur ces enjeux à l’échelle
du territoire de la République.
La première des mesures de lutte contre l’acidification des océans est bien entendu la réduction de
l’émission des gaz à effet de serre. Pour autant, les scénarii d’évolution des teneurs atmosphériques
montrent que cette augmentation devrait encore continuer. Des solutions d’atténuation par la voie
de la géo-ingénierie ont fait l’objet de plusieurs études qui n’ont pas conclues à des solutions jugées
satisfaisantes. Néanmoins, l’ingénierie écologique ouvre des perspectives intéressantes encore peu
consolidées.
Enjeux scientifiques
La grande difficulté consiste à appréhender l’ensemble des réponses des organismes et des
communautés à l’acidification des océans sur le long terme compte-tenu de l’ensemble des facteurs
entrant en jeu. Dans le cahier technique n°75 de la Convention sur la diversité biologique, 6 défis de
recherche sont identifiés et sont résumés ci-dessous :
Défi 1 « biogéochimie » : Quelle rétroaction sur le cycle global du carbone va être provoquée par
l’acidification des océans compte-tenu des évolutions des écosystèmes et des cycles
biogéochimiques? Comment évolueront la production primaire et la production/dissolution du
carbonate de calcium dans l’océan du futur et avec quelles conséquences sur la production
exportée ?
Défi 2 « physico-chimie » : Comment va évoluer, à de multiples échelles de temps, la chimie des
océans compte-tenu des scénarios développés et des différents facteurs connus tels que
température, salinité, évolution des courants marins,… Quelles seront les zones les plus touchées ?
Défi 3 « physiologie et comportement » : Quelles sont les grands mécanismes permettant
d’expliquer les réponses moléculaires, métaboliques et comportementales des organismes face à
l’acidification des milieux ? Ces mécanismes permettent-ils d’expliquer la grande variabilité
interspécifique observée ? Permettent-ils d’estimer les potentialités de résistance des espèces ?
Défi 4 « génétique » : Comment passer d’études de court terme à des études sur plusieurs
générations incluant les réponses des organismes et leur évolution ? Quel rôle joue le facteur

3
génétique dans la résilience des écosystèmes marins et au final sur la biodiversité ? Quel rôle joue la
génétique pour identifier des souches résistantes à l’acidification des océans ?
Défi 5 « écologie » : Comment les études expérimentales peuvent-elles être transposées au niveau
idoine d’écosystème dans lequel des communautés d’espèces différentes interagissent avec un
environnement qui se modifie ?
Défi 6 « socio-économie » : comment déterminer et évaluer la vulnérabilité des sociétés humaines à
travers notamment les impacts, positifs ou négatifs, de l’acidification des océans sur l’ensemble des
services écosystémiques, au-delà des services de production et de la seule évaluation monétaire et
en tenant compte des réponses adaptatives des écosystèmes ? Quelles stratégies d’adaptation, sous
toutes ses formes, peuvent-être développées en fonction des sociétés humaines concernées ?
Défi 7 « politiques publiques » : à ce dernier défi, en complément du texte de la Convention sur la
diversité biologique, peuvent être ajoutées des questions de politiques publiques comme les formes,
modalités et conséquences de la prise en compte de l’acidification des océans dans les négociations
internationales de toutes ordres (climat, accords commerciaux de pêche, conventions de mers
régionales, assistance aux réfugiés,…) les stratégies internationales d’observation et de recherche sur
l’acidification ou le développement de mécanismes financiers spécifiques aux océans et à la
protection des écosystèmes marins. L’ensemble de ces éléments font aussi écho aux modalités et aux
formes de gouvernance nationale et internationale pour gérer ces problématiques.
Dans tous les défis se pose aussi la question d’une approche multifactorielle, cumulative ou multi-
stress sur l’océan et ses écosystèmes avec les pollutions d’origine tellurique, l’exploitation des
ressources,…
Enfin, un défi de nature différente réside dans la capacité à mailler les océans d’un système complet
de mesures des variables liées au cycle du carbone en utilisant des moyens innovants.
Soumission
Les projets seront soumis sous forme de lettre d’intention conformément à l’annexe du présent
appel et doivent être envoyés sous format électronique au ministère de l’écologie / CGDD/ direction
de la recherche et de l’innovation et à la fondation pour la recherche sur la biodiversité, au plus tard
le 30 octobre à minuit.
Pierre-Edouard GUILLAIN (Fondation pour la recherche sur la biodiversité, directeur)
[e-mail]
Hélène SOUBELET (MEDDE / Service de la recherche, chef de la mission Biodiversité et gestion
durable des milieux)
[e-mail]
Évaluation et financement des projets de recherche
L’appel a vocation à recueillir auprès de la communauté scientifique française, sous forme de lettres
d’intention, des propositions de recherche ou d’innovation permettant d’apporter des réponses aux
défis présentés ci-dessus. Ces propositions seront analysées lors d’une journée ouverte d’une part à
la communauté scientifique et d’autre part aux acteurs de la société civile au regard de leur